淡定的科学神曲之 - 光速

特有理

2013-6-29

在科学神曲的大合唱中，光速始终在主旋律之中。光速不变是广为人们传唱的相对论的基石，但也是让我等知识俗人经常引起思维混乱的一个科学概念。理解不了这个概念，就无法透彻地理解相对论的根本含义；而要质疑这个概念，就是要挑战相对论的神圣。人们难免要问：你有何科学成就、何等资格去质疑众多科学大师加持过的理论？

我相信，光速不变是一种理论概念的简化表达。其实中学的物理已经证明光速在不同传输介质中的速度是不同的。严格地说，爱因斯坦所谓的光速不变是指光的最大速度不变，即C为常数。其实这并不神奇，也不神秘。当人试图用数学模型表达宇宙状态时，会随着认知的扩展加入不同的变量，各个变量之间必须赋予相应的关系。在所谓的四维时空（三维的空间加上时间），当认定C不变时，算来算去时间T就要变化，然后再给这个T的变化一个相对的解释，什么长了短了、快了慢了，这就是相对论。

比较接近一般人经验范围的问题是光速能否叠加在物体的运动之上。如果从波动的角度来分析，光速是不会叠加到物体运动速度上的。最具有类比性的就是声波：声波在空气中传播的速度是不随物体运动而变化的。物体运动改变的是声波的波长，就好像有一个波的速度屏障在规管着波的前行速度，你着急就多哆嗦几下，但休想早越雷池一步。因此，飞机就能追上和超过音速。天体的红移现象说明光的传输与声波的传输有类似的机理。物体的运动只能改变波动的频率，我认为还会有幅值，音爆就是声波幅值改变的例证。至于光波能否被物体的运动改变幅值，本人孤陋寡闻不知有类似的实验，但我非常希望看到这方面的结论。波速不变的原因也是我非常感兴趣的。

我觉得，波是一种能量的传输形式。波的传导在人的眼里是一种现象，如果在一个能看到能量的眼里，看到的可能是介质空间中的能级接力。如果加入场的概念，波就是场的信息表达。

至于光速变不变？我认为宇宙变，光速就变。