光速是否與光源運動速度無關

目前普遍認為，如果光速與光源運動速度u有關，沿光源運動方向和相反方向上，運動光源輻射的光波在空間中的傳播速度c’一定是滿足

（1）

式中

。在解釋Michelson和Morley（1887）實驗時， 理論上由（1）式也能得到MM實驗的零結果。這似乎可證實光源沿運動方向輻射的光波在空間中的傳播速度是c+u，沿相反方向輻射的光波在空間中傳播速度為c-u。然而，進一步的實驗驗證結果卻否定了這個結論，如De Sitter（1913）和Zurhellen（1914）的雙星觀測、 Tolman（1910）以太陽邊緣作為光源的洛埃干涉實驗，還有Alvager （1964）測量飛行介子衰變的光子的飛行時間實驗等等，結果得到在光源運動方向上及相反方向上光速c’與c相差不會超過光源運動速度u的0。01%，這足以證實在光源運動方向及相反方向上光速c’與光源運動速度u無關，而不是有（1）式關係。為此，一百年來人們就一直相信光速是與光源運動速度無關，並把這看做是已得到理論和實驗證實的不容置疑的真理，被世人普遍接受認可。

如果光速真與光源運動速度無關，那又如何解釋MM實驗的零結果？愛因斯坦發現，若在運動方向光臂長度發生收縮，由光速不變假設就能夠證明MM實驗零結果存在，並由此在狹義相對論中把光速與光源運動速度無關上升為光速不變原理。從此主流中就再也沒有人敢懷疑光速不變假設，並把置疑光速不變假設的學者視為反相對論的民科。

難道光速真是與光源運動速度一點關係都沒有嗎？不妨先放下光速不變原理，回到相對論提出之前的狀態，以一種新奇的心態驗算一下就會發現，若光速c’與光源運動速度u有關係式

（2）

無須假設運動方向光臂長度收縮，也能得到MM實驗的零結果。（2）式告訴我們，在光源的運動方向和相反方向上，光速c’的確是與光源運動速度u無關，這與目前所有實驗結果相一致。但在非光源運動方向上，（2）式告訴我們光速是與光源運動速度有關。不過，其關係與已知實驗結果並不矛盾。易驗證，目前所有實驗方法都還不能否定（2）式成立，必須針對（2）式關係找出新的實驗方法才能證實或否定（2）式成立。

有人可能會指出，（2）式是與麥克斯韋場方程相矛盾。其實不然，如果考慮到光原的運動對電磁場能量的影響，由麥克斯韋場方程就能匯出（2）式結果，並能證明（2）式與場方程及波動方程的協變性相容，具體討論可見文獻［2］。

可以肯定，（2）式是對現代物理具有顛覆性的成果，不管你是否接受或反對，相信不久將來一定會放出它應有的光彩。

參考文獻

［1］張元仲，狹義相對論實驗基礎，科學出版社出版，1979。

［2］肖軍，超統一場與協變電磁學引論，哈爾濱工程大學出版社，1016。4。