二、 获得了哪些主要研究成果
(作者注:以下内容专业性稍强,主要供有兴趣的国内同行研判;若对此无意深入了解者,可跳过这部分而直接阅读(三)。)
基于(一)中所列举的问题顺序,现在把作者主要的研究成果简单描述如下:
(1) 关于狭义相对论的理论支柱之一的相对性原理的理解问题
相对性原理虽然可以简单地表述为“在所有相互之间做匀速运动的参照系(即所谓惯性系)中,物理规律都是一样的”(【Poincare】第2.2节,【 Einstein1】第2节),但是却有充分的证据表明,对该原理的把握和应用不仅是一个如何准确表述它的问题,更是一个如何正确理解这种表述的问题;然而遗憾的是,狭义相对论恰恰在这后一方面出了问题,这集中表现于该理论的创立者在光速测量问题以及其它光学现象上所坚持的观察者-光源完全对称性,即认为在测量光速时观察者运动与光源运动所扮演的角色是完全对等的,而理论和实验均证明,事实并非如此(【Cao1】第III节,【Cao2】第III、IV、VI节,【Gift1】)。发生以上错误的根本原因在于对“物理规律”这一术语缺乏审慎的推敲与准确的界定,因为“物理规律”本应是物理实验结果与实验条件的内在联系,而不单单是实验结果的本身。据此,相对性原理中的“在所有惯性系中物理规律都是一样的”也只能意味着在相同实验条件下产生相同的实验结果,而不是忽略了实验条件而简单断言“对于来自于同一光源的光线,相对于该光源做不同匀速运动的观察者都将测得同一个光速数值”。修正的方法(【Cao2】第V、VIII节):(a)正确地界定“物理规律”一词所传达的内涵;(b)修改狭义相对论对“(惯性)参照系”一词的定义 (见以下(2))。
(2) 关于狭义相对论的理论支柱之二的光速常数原理的理解问题
光速常数原理最初表述为“在一个‘静止’参照系中,观察者所测得的光速独立于光源的运动”(以下简称狭义光速常数原理)(【Einstein1】,第2节),这本来是一个有理论和实验依据的结果,但是当这一结果同观察者-光源完全对称性或者相对论时空效应不恰当地结合后,便得出了“在任何一个惯性系中,观察者所测得的光速都既独立于光源的运动又独立于观察者的运动”(以下简称广义光速常数原理)这一错误结论(【Einstein2】第7-11节)。修正的方法(【Cao2】第V、VI、VIII节):(a)将“惯性系”定义为同时携带光源和观察者且做匀速运动的运载工具;(b)限定观察者静止于该惯性系之中。