李子丰教授、博士生导师
摘要 简单介绍了狭义相对论的基本假设和基本时空观，详细地分析了洛仑兹坐标变换的推导过程和存在的主要问题。对用两个相对作匀速直线运动的坐标系描述同一事件的坐标变换方式进行了推导，得出了以洛仑兹变换为基础的狭义相对论是错误的和两物体的相对运动速度可以大于光速的结论。
主题词 狭义相对论、洛仑兹变换、光速
狭义相对论已经产生近一个世纪。狭义相对论及其作者爱因斯坦已经被世人共知。在高等学校中，把狭义相对论作为一门必修的课程。但狭义相对论建立过程的合理性及其推论的正确性一直被怀疑。
本文简单介绍了狭义相对论的基本假设和基本时空观，详细地分析了洛仑兹坐标变换的推导过程和存在的主要问题。对用两个相对作匀速直线运动的坐标系描述同一事件的坐标变换方式进行了推导，得出了以洛仑兹变换为基础的狭义相对论是错误的和两物体的相对运动速度可以大于光速的结论。
1、狭义相对论概要论述
1.1 狭义相对论的基本假设
(1)狭义相对论的相对性原理：一切彼此作匀速直线运动的惯性参照系，对于描写运动的一切规律来说都是等价的。
(2)光速不变原理：在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参照系中，所测得的真空中的光速都是相等的。
1.2 狭义相对论的时空观
以洛仑兹坐标变换为基础，导出狭义相对论的时空观：
(1)同时性问题。设有两个事件在某一坐标系中同时发生在两个不同地点，而在另一坐标系中的观察者却测得这两个事件发生的时刻并不相同。
(2)长度缩短问题。从对于物体具有相对速度的坐标系中，所测得的沿速度方向的物体长度，总比与物体相对静止的坐标系中测得的长度为短。
(3)时间延长问题。从对于发生事件的地点作相对运动的坐标系中所测得的时间要比相对静止的坐标系中所测得的时间长。
1.3 狭义相对论的动力学基础
(1)物体的质量在对于它作相对运动的坐标系中的值m要比相对它静止的坐标系中的值m0大。
(2)物体的能量为mcc 。
2、狭义相对论中存在的若干问题
2.1 对光速不变原理的理解出现偏差
光速不变原理可以分下述两种情况理解：
(1)在任一惯性参照系中，所测得的固定在该参照系中的光源发出的真空中的光相对于该参照系的速度都是相等的。
(2)在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参照系中，所测得的同一光源发出的真空中的光速都是相等的。
洛仑兹坐标变换错误地将光速不变原理理解为对于某一特定光束，在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参照系中，其相对于该惯性参照系坐标的速度是相等的。忽略了不同坐标系之间的相对运动。
2.2 公式表达出现问题
(1)用一个事件的描述体系代替另一个事件的描述体系
(论文中,该部分为公式和图)
(2)间接变换与直接变换不同
(论文中,该部分为公式和图)
(3)物体的运动速度不能达到或超过光速
在公式推导过程中，并没有假设物体的运动速度小于光速，但结论却出现了物体的运动速度必须小于光速。前后矛盾。现在的天文观察，也多次观测到两天体相对运动速度大于光速的现象。
(4)长度缩短问题与狭义相对论的相对性原理相矛盾
由长度缩短问题可以推论，相对于一个固定坐标系静止的圆球，在另一个与该固定坐标系作匀速直线运动坐标系中观察却是一个椭球，当运动速度等于光速时，就成为一个圆面了，由三维变成二维了，与基本假设相矛盾。
3.正确的表达方法
3.1坐标变换式的再推导
(论文中,该部分为公式和图)导出的仍是加俐略变换。
3.2 符合光速不变原理
3.3 推论
以洛仑兹坐标变换为基础的狭义相对论及导出结论--同时性问题、长度缩短问题、时间延长问题、质量增加问题、物体静止能量问题和光速最大问题的依据都不充分。
4、结论
(1)以洛仑兹变换为基础的狭义相对论是错误的。
(2)在相对作匀速直线运动的两个坐标系中表达的同一事件的是等效的。
(3)两物体的相对运动速度可以大于光速。
参考文献
1 程守洙，江之永. 普通物理学. 北京: 人民教育出版社，1978: 231～254
2 M. 玻恩，彭石安. 爱因斯坦的相对论. 石家庄: 河北人民出版社,1981: 249～264
摘要 简单介绍了狭义相对论的基本假设和基本时空观，详细地分析了洛仑兹坐标变换的推导过程和存在的主要问题。对用两个相对作匀速直线运动的坐标系描述同一事件的坐标变换方式进行了推导，得出了以洛仑兹变换为基础的狭义相对论是错误的和两物体的相对运动速度可以大于光速的结论。
主题词 狭义相对论、洛仑兹变换、光速
狭义相对论已经产生近一个世纪。狭义相对论及其作者爱因斯坦已经被世人共知。在高等学校中，把狭义相对论作为一门必修的课程。但狭义相对论建立过程的合理性及其推论的正确性一直被怀疑。
本文简单介绍了狭义相对论的基本假设和基本时空观，详细地分析了洛仑兹坐标变换的推导过程和存在的主要问题。对用两个相对作匀速直线运动的坐标系描述同一事件的坐标变换方式进行了推导，得出了以洛仑兹变换为基础的狭义相对论是错误的和两物体的相对运动速度可以大于光速的结论。
1、狭义相对论概要论述
1.1 狭义相对论的基本假设
(1)狭义相对论的相对性原理：一切彼此作匀速直线运动的惯性参照系，对于描写运动的一切规律来说都是等价的。
(2)光速不变原理：在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参照系中，所测得的真空中的光速都是相等的。
1.2 狭义相对论的时空观
以洛仑兹坐标变换为基础，导出狭义相对论的时空观：
(1)同时性问题。设有两个事件在某一坐标系中同时发生在两个不同地点，而在另一坐标系中的观察者却测得这两个事件发生的时刻并不相同。
(2)长度缩短问题。从对于物体具有相对速度的坐标系中，所测得的沿速度方向的物体长度，总比与物体相对静止的坐标系中测得的长度为短。
(3)时间延长问题。从对于发生事件的地点作相对运动的坐标系中所测得的时间要比相对静止的坐标系中所测得的时间长。
1.3 狭义相对论的动力学基础
(1)物体的质量在对于它作相对运动的坐标系中的值m要比相对它静止的坐标系中的值m0大。
(2)物体的能量为mcc 。
2、狭义相对论中存在的若干问题
2.1 对光速不变原理的理解出现偏差
光速不变原理可以分下述两种情况理解：
(1)在任一惯性参照系中，所测得的固定在该参照系中的光源发出的真空中的光相对于该参照系的速度都是相等的。
(2)在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参照系中，所测得的同一光源发出的真空中的光速都是相等的。
洛仑兹坐标变换错误地将光速不变原理理解为对于某一特定光束，在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参照系中，其相对于该惯性参照系坐标的速度是相等的。忽略了不同坐标系之间的相对运动。
2.2 公式表达出现问题
(1)用一个事件的描述体系代替另一个事件的描述体系
(论文中,该部分为公式和图)
(2)间接变换与直接变换不同
(论文中,该部分为公式和图)
(3)物体的运动速度不能达到或超过光速
在公式推导过程中，并没有假设物体的运动速度小于光速，但结论却出现了物体的运动速度必须小于光速。前后矛盾。现在的天文观察，也多次观测到两天体相对运动速度大于光速的现象。
(4)长度缩短问题与狭义相对论的相对性原理相矛盾
由长度缩短问题可以推论，相对于一个固定坐标系静止的圆球，在另一个与该固定坐标系作匀速直线运动坐标系中观察却是一个椭球，当运动速度等于光速时，就成为一个圆面了，由三维变成二维了，与基本假设相矛盾。
3.正确的表达方法
3.1坐标变换式的再推导
(论文中,该部分为公式和图)导出的仍是加俐略变换。
3.2 符合光速不变原理
3.3 推论
以洛仑兹坐标变换为基础的狭义相对论及导出结论--同时性问题、长度缩短问题、时间延长问题、质量增加问题、物体静止能量问题和光速最大问题的依据都不充分。
4、结论
(1)以洛仑兹变换为基础的狭义相对论是错误的。
(2)在相对作匀速直线运动的两个坐标系中表达的同一事件的是等效的。
(3)两物体的相对运动速度可以大于光速。
参考文献
1 程守洙，江之永. 普通物理学. 北京: 人民教育出版社，1978: 231～254
2 M. 玻恩，彭石安. 爱因斯坦的相对论. 石家庄: 河北人民出版社,1981: 249～264
