摘要　本文从多个角度对狭义相对论提出质疑，以再次窥探狭义相对论中隐藏的漏洞，我也希望能有广大学者对这些问题给予满意的解释。

　　关键词　电磁理论，相对性原理，光速不变原理，库仑力，洛仑兹力，相对论速度叠加公式，伦兹变换，质速关系式，质能方程

　　1．现有的电磁理论与相对性原理并不符合

　　相对性原理说的什么内容呢？

　　物理定律在所有惯性参考系下都具有相同的表达形式，即物理定律在所有惯性参考系下都是等效的.

　　我们来分析一个很简单的问题，如图所示，两个带电量相等的正电荷一起以速度v前去时，他们受到库仑力，还有洛伦兹力。但如果我们能随着两电荷一起跑，我们也可认为两电荷是静止的，就不会受到洛伦兹力了。物体的受力与参考系的选择竟然有关，这还会引发很多矛盾，若要保留相对性原理，现有的电磁理论是要修改的。齐绩著的《新物理》中有这样一个实验，还是很有说服力的：

　　如图7. 3，有两个惯性系，一个为系，一个为系，系向着系轴正向运动，相对于系运动速度是 . 在系静止一个系统：一个长为的刚性细杆两端各放一个正电荷 ，该系统可绕细杆中心点 无摩擦转动.

　　请根据相对性原理，分别在、 两个惯性系判断此系统的状态.

　　1、在系下判断：如图7. 4，在系中观察：两个电荷静止，他们都不产生磁场，相互之间只有库仑力，由于是同号电荷，库仑力为排斥力该系统所受力矩，而且是稳衡状态，该系统不转动.

　　结论：在系中观察，该系统所受力矩 ，而且是稳衡状态，该系统不转动.

　　二、在系下判断：在系中观察：两电荷不仅都受到库仑力，还要受到洛仑兹力. 在 系中，两个电荷都在向 轴的负方向运动，运动速度大小为 . 根据最基本的电磁理论，运动的电荷产生磁场，运动电荷产生的磁感应强度，而在磁场中运动的电荷受到洛仑兹力的作用。根据这两个最基本的规律很容易推出：上面的运动电荷在下面电荷的位置处产生的磁感应强度方向是垂直向外的，下面的电荷受到向上的洛仑兹力作用. 而下面的运动电荷在上面电荷的位置处产生的磁感应强度方向是垂直向里的，上面的电荷受到向下的洛仑兹力作用. 这时，该系统所受力矩不再是零，此时，该系统将顺时针转动. 该系统经过往复摆动，最后会停止在细杆的方向与轴平行的状态.

　　 ——摘自《新物理》齐绩 著

　　我们关心的是：该系统到底处在什么运动状态，这样的矛盾性问题如何解决呢？

　　2．速度方向为什么不相反了呢？

　　一架飞机相对我沿水平方向以速度v1匀速飞行，一颗炮弹相对飞机沿竖直方向以速度v2匀速飞行。我们用相对论速度叠加公式分析一下炮弹相对我如何飞行的：

　　弹水平方向速度分量：v1；

　　竖直方向速度分量：

　　炮弹认为飞机是沿着竖直方向飞的，我相对炮弹是如何飞行的呢？

　　我竖直方向速度分量：v2；

　　水平方向速度分量：

　　我们分别合成后，两者大小相等，但请注意了，速度方向为什么不相反？如果真是这样，洛伦兹变换上来就把两个参考系拿来，大言两系水平方向相对速度为u，该如何解释呢？S系认为S’系运动方向是水平的，S’系相对S系运动方向一定水平吗？

　　3．光子静止时质量为零？

　　这是我们非常熟悉的质速关系式，当v为真空中光速c时，质量m不可能为无穷，所以静质量只能为零。但我们好像把思维锁在真空上了，光在水中的传播速度就比c小，这样水中传播的光就没质量了啊？没质量，哪有能量？不客气的说，光子静质量是零不是零都与客观实际不相符，是不是啊？有个老教授告诉我说，光在水中传播，质速关系式中的c就用水中的光速。但我们不要忘记该公式是怎么来的，这个c是洛伦兹变换中的c，如此说来，那么关于运动的变换就于介质相关了，物体所在的介质和它的运动规律有什么关系？那如果两个原本材质相同运动状态相同的小球，仅仅因所处周围介质不同而自身质量不同么？时间延缓也与所在介质有关？

　　4．对德布罗意公式的一点疑问

　　如果有两列性质完全相同的光波在真空传播，若所在位置也相同，可会相干叠加，振幅变为原来的两倍，但频率、波长是不会变的。但根据波粒二象性及，如果存在两列光波所对应光子的空间位置完全相同的可能，我们为什么不可以认为叠加后单个光子质量变为原来的两倍，而波长减半呢？

　　5．质能方程的推导有点随意

　　爱因斯坦由与质速关系式联立才得到质能方程的，这有些扩宽了质速关系式的使用范围，该公式本只适用于惯性系，现在用到了非惯性系里，显得有点随意了。

　　6．点光源所发出的光的质量是多少？

　　一个点光源相对我静止，发光前质量为m10，发光后质量为m20，所发光子的总质量应为m10-m20，另一个人相对我以速度u匀速运动，他认为前后光源的质量都增大了倍，光子总质量也成比例增大了。同时，我们也可以从波的角度出发利用光的多普勒效应得到该光子的频率，根据E=hv， E=mc2,找个特例算算看光子的总质量在静止系和惯性系间到底能不能符合上这个比例关系（注意到参考系变化，光子的运动方向可能随之改变）。因为只要保证光源相对静止系始终静止，就该符合上此比例关系，所以我们可以假设相对光源静止的参考系观察到光源仅同时水平向左向右各发出一个相同的光子，计算出在运动系下的对应频率和质量，结果相符；我们也可以假设静止系看来光源仅同时竖直向上竖直向下各发出一个相同的光子，这时在运动系看来它们的运动方向虽然变了，但结果还是相符的（如图1）。我们也可假设静止系看来，光源仅同时以水平方向夹45度角的两个方向各发出一个相同的光子（如图2），证明出与该比例关系也相符，但是很遗憾30度时就不符了（证明过程十分繁琐在此略去，若有某位读者证明出相符请与我联系）。如果确实是这样，我们可以说狭义相对论与光电效应公式在某些特殊条件下无法兼容。

　　7．洛伦兹变换本身存在问题

　　 推导过程中,本来是研究两参考系之间的变换，突然之间把光速不变的结论拿了过来，研究对象转成光源发出的光，互相代入，偷换了概念。试问，S,S’,t,t’到底是针对这光还是对整个参考系？有人说，不发出一束光也不影响普式性，洛伦兹变换也没问题，那我真希望有人讲讲在这个特例S系看来x=10000m,t=1h时的洛伦兹变换怎么推；在S系看来x=3*10^9m,t=1s的洛伦兹变换又怎么推？

　　 其实，更为有说服力的是，由最初的t=t’=0,两个坐标系不论处在什么坐标该式都是成立的，但得到的结论是，我们看一下最初t=0,x可以不为零，但恒有t’=0,不矛盾吗？

　　8．迈克尔逊一莫雷实验只有零结果吗？

　　1876~1887年，迈克尔逊一莫雷在地表用迈克尔逊干涉仪测量地表“以太风”的速度。结果地表根本没有“以太风”，也就是说：在地表光是各向同性的。迈克尔逊—莫雷实验的这一零结果在当时的物理学界引起了很大震动。后来很多科学家重复迈克尔逊—莫雷实验，都得到相同的结果：在地表光是各向同性的。

　　请注意，他们都是在地表空间进行的实验。1904年，密勒和莫雷在地表用更精密的仪器做迈克尔逊—莫雷实验，实验结果比1887年迈克尔逊—莫雷所得的更接近于零。但后来，密勒超出了地表空间，得到了不同寻常的结果。1921年密勒把实验装置在威尔逊山上进行，所用方未能和以前一样，但实验发现有10km/s的正效应，也就是说光相对于地表在以10km/s的速度做漂移运动。为了证实这一点，他采取了多种措施，包括撤换铁磁材料，用水泥座代替钢架，用铜、铝代替钢铁；将光源隔开，以防温度变化；并采用不同的光源；甚至故意用电炉加热以试验温度的影响等等……到了1955年，桑克兰等人分析认为密勒实验的正效应是由于温度梯度引起的.——从而把密勒实验彻底掩埋起来. 但后来，迈克尔逊—莫雷实验的非零结果被进一步证实。1976~1977年美国贝尔莱实验室在15000m的高空做迈克尔逊—莫雷实验，他们观测到的光相对于地表的漂移速度是30km/s。这个实验先后重复10次，观测到的光相对于地表的漂移速度都是30km/s。

　　 我不禁要问光速不变原理真的站得住么，以太真的不存在么？会不会地球转动搅动了以太呢，在网上听说美国马上要在卫星上做迈克尔逊—莫雷实验了，如果真是这样，相对论还会不会再次经受住考验呢？

　　参考文献：

　　《大学物理新版》吴百诗主编 科学出版社出版

　　《著名经典物理实验》 郭奕玲、沈慧君主编 北京科学技术出版社出版

　　《新物理》 齐绩 著 [ 中国挑战相对论网站：http://www.xdlbj.com/ ]