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從狹義相對論的相對性原理難道不能推出光速不變原理麽?

2013-07-02知識

相對論中提到的光速,並不強調「光」或者「電磁波」這一物理現象。光速不變原理是說,「存在一個速率,當一個慣性觀者觀察到一個物體以這個速率執行時,以任意運動狀態運動的其他觀者都會觀察到該物體以這個速率運動」。只是「光」或者「電磁波」恰好以這個速度運動,所以我們稱這個速度為光速。事實上,相對論和「光」或者「電磁波」沒有必然的聯系。

傳遞強相互作用力的膠子也以光速運動。只是因為強力是短程力,膠子的作用範圍在原子核量級,不易直接觀察,因此我們才選擇了光子而不是膠子命名這個速度。(事實上,狹義相對論發表的時候強相互作用力還沒有被發現,更可能的原因是一開始使用了光子命名這個速度,但後來沒有更正。)相對論與電磁理論沒有必然聯系,正如相對論與強相互作用力理論沒有必然聯系一樣。

狹義相對論的核心觀點,即「兩個事件的閔考斯基線長對任意的慣性觀者都相同」,這一規律是時空的固有內容,不依賴與時空中的某個特定的物理現象(如光子或者膠子)。

因此,光速不變原理獨立於狹義相對性原理。因為光速不變原理中的光速和光沒有什麽必然聯系,而狹義相對論在邏輯上也不依賴電磁理論而存在,正如狹義相對論不依賴於強相互作用力理論存在一樣。不論電磁波還是膠子場,它們只是相對論所描述的時空中的具體的物理現象,是時空的固有內容(閔氏線長不變)的一種體現,而不是這個固有內容的構成要件。