一、相对论
相对性原理是侠义相对论的两个基本假定之一，弄清这个原理对推翻侠义相对论是十分必要的。这一章主要内容包括：伽利略对相对性原理的实验描述、伽利略变换、牛顿定律在伽利略变换下的不便性、波动方程等。
二、伽利略对相对性原理的实验描述
物理学中不同运动形式的定律是不相同的，力学、热力学、电磁学等等都有各自的定律。物物理运动的描述又是相对的，例如，当我们谈论某点电荷是静止或运动时，必须先确定其所在的参考系，对某参考系点电荷未静止，对相对于某参考系运动的另一参考系点电荷并不静止。对某参考系静止的点电荷激发静电场，对另一参考系运动的电荷既激发电场又激发磁场，这是人们认识上的错误，从不同参考系去描述点电荷激发电磁场这一客观事件是不会不相同的。
事实上，相对于以太静止的点电荷激发静电场，相对于以太运动的点电荷既激发电场又激发磁场。以太是由地球所激发的，因此，地球周围的以太静止于地球。
电荷周围的以太是由粒子本身所激发的，相对于地球以太运动的电荷的以太仅只能在电荷周围非常小的范围内与电荷保持静止。因此，有了后来的裴索拖曳实验。
书归正传，在牛顿力学中，我们曾经学习过，牛顿定律的表述形式只适用于惯性系。惯性系定义为牛顿惯性定律成立的参考系。相对于某惯性
系作匀速直线运动的另一参考系也是惯性系。本来，参考系的选择是可以完全任意的，然而，为了表述牛顿定律的需要，我们在各种参考系当中挑选出特定的一类惯性系。这里，我们时从牛顿定律成立的条件这一角度提出惯性系问题的。然而，也可以从更广泛的角度提出问题：如果不限于力学，更不限于牛顿定律，不同惯性系在表述物流定律时是否要求有相同的形式？
1632年，伽利略发表了《关于两种世界体系的对话》一书，书中有一段关于生活在地球上的人 为什么感受不到地球相对于太阳系的高速运动的描述，“把你和一些朋友关在一条大船甲板下的主舱里，让你们带着几只苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫，舱内放一只大水碗，其中有几条鱼。然后，挂上一个水瓶，让水一滴一滴地滴到下面的一个宽口罐里。船停着不动时，你留神观察，小虫都以等速向舱内各方向飞行，鱼向各个方向随便游动，水滴滴进下面的罐中，你把任何东西仍给你的朋友时，只要距离相等，向这一方向不必比另一方向多用更多的力。你双脚齐跳，无论向哪个方向跳过的距离都相同。当你仔细观察这些事情之后，再使船以任何速度前进，只要运动是匀速，也不忽左忽右地摆动，你将发现，所有上述现象丝毫没有变化。你也无法从其中任何一个现象来确定，船是在运动还是停着不动。即使船运动的相当快，在跳跃时，你将和以前一样，在船底板上跳过相同的距离，你跳向船尾也不会比跳向船头来得远。虽然你跳到空中时，脚下的船底板向着你跳的相反方向移动。你把不论什么东西仍给你的同伴时，不论他是在船头还是在船尾，只要你自己站在对面，你也并不需要用更多的力。水滴将象先前一样，滴进下面的罐子，一滴也不会滴向船尾。虽然水滴在空中时，船已经行驶了一段距离。鱼在水中游向水碗前部所用的力并不比游向水碗后部来得大；它们一样悠闲地游向放在水碗边缘任何地方的食饵。最后，蝴蝶和苍蝇继续随便地到处飞行，它们也决不会向船尾集中，并不因为它们可能长时间留在空中，脱离开了船的运动，为赶上船的运动而显出累的样子。”
伽利略这段生动描述包含着一个重要真理：以地面和相对地面作匀速直线运动的船为两个惯性系，则在封闭的船舱内所进行的实验和观测与在地面上所进行的实验和观测没有差异。即，所有惯性系都是等价的。我们不可能通过在一个惯性系内部所进行的实验和观测来判断该惯性系是处于绝对静止或绝对运动。
当然，在伽利略时代，力学还处于萌芽阶段，而对电磁学规律的研究则更是以后的事情，因此，自然不能认为伽利略上述的描述是建立在大量精密实验和观测结果基础上的论断。现在，我郑重声明，相对性原理放之四海皆真理！
力学的发展经牛顿总结成动力学三定律。牛顿三定律及其导出的各种定理在伽利略变换下，对所有惯性系都有相同的形式。这一表述通常称为力学相对性原理。力学相对性原理并不只限于力学。在力学之外，例如电磁学中，相对性原理屹然岿立不动。
伽利略变换是相对论的必然结果，也是唯一的一种合法的时空变换。洛伦兹变换无视相对性原理，是非法的、不可取的。
那么，伽利略变换对不同惯性系的时空变换作了什么特殊规定了吗？这是下一节要讨论的问题。
三、伽利略变换
伽利略变换是读者所熟悉的，为了便于比较相对论的时空理论与侠义相对论的歪理学说，回顾和升华一下伽利略变换的推导过程是有益的。伽利略变换的导出基于两个基本假定：一是相对性原理；另一个是时间和尺长在不同惯性系是相同的。前一假定同样适用于侠义相对论，后一假定则不成立，代替它的是光速不变原理。
爱因斯坦是何等的糊涂，岂不知‘时间和尺长在不同惯性系是相同的’是相对性原理的必然结果。也就是说，由相对性原理直接就可以导出伽利略变换。而光速不变原理仅是一个低层次的实验结果，根本没有资格和相对性原理相提并论。当然，它也不满足相对性原理，但也不会于相对性原理相抵触。因为它是在媒质以太中传播。
首先，我们来推导尺长在不同惯性系是相同的。
设S和S'为两惯性系，如图所示：
由相对性原理可以推出:
现有两个待定系数a11和a41。要确定着两个系数，还需要对时空性质作进一步的假定。
如果我们假定在不同惯性系中作时间测量是完全相同的，，并假定在不同惯性系中对刚性杆长度量是完全相同的，则可导出伽利略变换。
这两个假定通常被称为时间的绝对性和杆长的绝对性。
其实，这两个假定是两个没有必要的假定，它们是相对性原理的必然结果。也就是说，由相对性原理可直接导出伽利略变换。下面，我们来看看这两个假定的推导过程：
由y'=y或z'=z可知，杆长在y轴或z轴上具有绝对性。根据伽利略的相对性描述，在运动的船舱内，杆长与方向无关。因此，x方向的杆长可以竖起来变成y轴或z轴方向的杆长，然后，再与y'轴或z'轴的另一杆长进行比较。所以说，在不同惯性系中对刚性杆长度测量是完全相同的并不是假定，而是推论。
相对性原理和惯性定律本身就承认了匀速直线运动的存在，长度、速度与时间三者之间的定义式为V=s/t,速度和长度都是绝对的，因此，时间也是绝对的。这就是第二个假定时间的绝对性的推导。
从古至今，时间的绝对性和杆长的绝对性是人们认识世界的法宝。人们在解释与光速有关的实验结果发生困难，电磁场方程不满足伽利略变换，竞有人走上了侠义相对论的歧途。
四、牛顿定律的变换
绝对时间间隔和绝对杆长在牛顿力学中具有极其重要的地位。倘若这两个观念不成立，那将会出现什么状况呢?显然，伽利略变换不成立，相对性原理也不成立。由伽利略变换导出的速度变换和加速度变换关系需要重新修正；此外，作为时间、相对距离和相对速度函数的作用力，也随惯性系的不同选取而具有不同的形式。这样一来，由于抽掉绝对时间和绝对杆长这两根基柱，不但建筑在这之上的牛顿力学框架全部坍塌了，整个宇宙也将无法存身，更不要荒谬说侠义相对论了。
五、机械波的波动方程
在历史的发展过程中，人们对电磁波的最早认识是类比于机械波而建立的。因此，在讨论电磁波之前，先简略回顾一下机械波的波动方程及其在不同惯性系的变换性质，这对于今后的讨论将是有益的。
我们知道，机械震动只有在弹性介质中传播才形成机械波。在弹性介质中应用牛顿定律和胡克定律，即可建立机械波的波动方程。
我们知道，对于不同的惯性系，牛顿定律及其导出的动量定理、动能定理等规律具有相同的形式。对于机械波又如何呢？
假若认为在不同惯性系中，公式有相同的形式，而v所代表的是常数，常数自然不随惯性系的选取而变，这就导致在不同惯性系中，机械波的传播速度相同，这结论显然是不合理的；假若认为在不同惯性系中，公式有不同的形式，这样的结论似乎又不符合力学相对性原理的要求。正确的答案可以从公式推导的过程中找到。事实上，公式的建立不仅用到了牛顿定律，而且也应用了弹性介质的胡克定律，而胡克定律中的相对形变 是相对于介质的量，因此，公式也只适用于能作为惯性系的介质，式中的波速v也是相对于介质这一特定参考系的。这就是说从导出过程就规定了公式只能相对于介质这一特定惯性系中才能运用。既然如此，当需要在其他惯性系考察机械波相对于观察者的传播速度时，最方便的办法是先在介质参考系中确定波速，再由速度相加运算确定机械波相对于观测者的传播速度。分析机械波的多普勒效应时，我们就是这样做的。公式不适用于一切惯性系与力学相对性原理是不抵触的，因为它是牛顿定律在介质这一特定参考系应用的结果。
综上所述，由于机械波只能在介质中传播，因此可以建立介质这一特定惯性系；公式所表述的波动方程只适用于这一特定惯性系；由介质的弹性模量和密度所绝对的波速也是相对于这一特定惯性系的，并且，波速与波源的运动无关。
机械波的波动方程和波速这些性质是否也适用于电磁波（包括光波）呢？提出这样的问题是很自然的。电磁波有类似于机械波的波动方程，那么，电磁波的波动方程是相对于什么样的参考系建立的？电磁波有其传播速度，例如，真空中光速近似为3x10 m/s ,这传播速度是相对于什么参考系的？机械波的描述可以选取特定的介质参考系，真空中的电磁波的描述可以找到特定的参考系吗？请看下一章。
六、电磁波的波动方程 以太
描述电磁场规律性的方程组，是英国理论物理学家麦克斯韦于1861年提出的，他在总结前人所发现的实验规律基础上加以推广并补充了一些假定，建立了以他名字命名的麦克斯韦方程组。把方程组应用于真空的情形，可以推导出真空中电磁波的波动方程，其一维形式的真空波动方程为
相对性原理根本不允许存在不变的速度（光速也不能例外），真空理所当然也就成了电磁波的介质。真空是空的吗？其实，真空并不空，充满着以太由于光速比机械波在介质中的传播速度要大的多，因此，以太就必须具有非常大的弹性模量和非常稀薄的质量密度，而且还必须是透明的等等。那么，什么是以太呢？
由于不存在超距作用，因此电荷的体积可以看作是无穷大。物质（地球）是由大量电子和质子组成的，物质（地球）的体积也可以看作无穷大，一个地球就可以放满整个宇宙，当然，无穷大的地球并不是刚体，宇宙中可以放下无数个地球。物质（地球）周围所激发的虚粒子场就是以太。它完全具有非常大的弹性模量｛（虚粒子之间的强相互作用（强相互作用是电磁力）｝和非常稀薄的质量密度，而且还是透明的。引力波和电磁波都可以看作是以太的组成部分。由于地球周围的以太静止于地球，迈克耳孙－莫雷才测到了一个不变的光速。后来的爱因斯坦错误的把它假定为光速不变原理。
六、相对性原理的从新认识
伽利略用封闭船舱描述了相对性原理，其结论是完全正确的，但方法却是错误的，他的聪明之处是因为船舱内的空气和船舱一起运动，因而，得出了正确的结论。否则，在甲板上做实验，就不会得出上面的结论。但他还有一样：以太并没有带动。船的质量和地球相比，太渺小了。不过，当时，还没人用光速来检验，也就没有发现什么问题。如果对于两个比较大的天体，如地球和太阳，则地球周围的以太静止于地球，太阳周围的以太静止于太阳，当然了，中间还有过渡阶段。
七、恒星的光行差
恒星的光行差现象首先由喇得雷于1727年报道的。利用光的粒子理论，很容易解释光行差现象。光行差现象恰好如同雨滴垂直下落时，以速度v行进的汽车上的观测者所看到雨滴倾斜情形一样。利用光的波动理论，若假定以太完全不被地球运动所拖曳，也同样可以解释光行差现象。现在以太完全被地球所拖曳，以太相对于地球静止，为什么还要出现光行差呢？这是因为恒星周围的以太并不静止于地球，光从一种以太媒质进入另一种以太媒质时，发生了弯曲所致。若把地球和地球周围被拖动的以太看作一个整体，则整体之外恒星周围的以太完全不被地球所拖曳，又回到了以太完全不被地球所拖曳的结论。其实，用时差联系也可以解释恒星的光行差。
八、斐索拖曳实验
1851年，斐索完成了一项著名的实验，即斐索拖曳实验。斐索拖曳实验是以太存在的有力证据之一。我们知道，地球周围的以太静止于地球，运动的水分子周围的以太和水一起运动（相对静止于水分子），本来，水的质量和地球相比，完全可以忽略不计。地球所产生的以太强度比水大许多数量级，但在运动的水分子周围，以 为单位范围内，其以太强度完全可以于地球所产生的以太抗衡。以至于出现了43.8％的拖曳系数。其实，包括水在内的一切物质都可以看作是以太的组成部分。
九、魅星于引力透镜
运动的物体所发出的光并不等于光速c ,但光子经过几埃甚至几十埃的传播后，已经进入到地球所主宰的以太中，就出现了一个不变的光速c。遥远的天体，由于存在短距离的极微小的光速差异，这虽然还影响不到其运动轨道，但却出现了魅星。后来，人们在太空中观测到了魅星，却把它解释为引力透镜所致。而忽视了光速可变的事实。
十、光时钟
爱因斯坦利用其所谓的光速不变原理，设计了一种光时钟，又叫雷达钟。其结构如图所示，其中包括一台雷达和一块反射板，雷达天线与反射板之间的距离为L。雷达发出信号，受板的反射后，被雷达再接收。一个来回的距离为2L，信号速度为c，一个来回共需时间为T=2L/c。
当光时钟以速度v运动时，雷达和反射板都不断地运动，信号不得不走斜线，这样，路程加长“时间变慢”。如下图所示，公式推导从略。
爱因斯坦在这个假想试验中，有一种东西没有同雷达钟一起做刚性运动，那就是以太。因此，出现了运动的时钟走的慢的事实。其实，即使计时器停止了走动，时间还是在均匀流逝，时间是永恒的，这是相对性原理的必然结果，详见我的言论《永恒的时间》。
假如雷达钟放在一个质量与地球差不多的行星上，该行星相对于地球以速度v运动，由于行星所激发的以太与行星一起运动，雷达钟是不会变慢的。相对性原理在任何时候都是正确的。
十一、双生子之谬
有甲、乙两个双生子，甲留在地球上，乙乘速度接近光速的航天器遨游太空后返回，当甲、乙在度相逢时，甲、乙两个人究竟哪一个更年轻？从甲来看，由于时间膨胀，乙的时钟变慢，乙更年轻些；从乙来看，甲相对乙运动，同样由于时间膨胀，甲的时钟变慢，甲应显得更年轻。我们应该相信哪一个结论？
其结论就是乙更年轻些，和爱因斯坦预言的一样，并且被1966年的u子实验所证实。之所以出现这样的结果，是乙乘坐的是宇宙飞船，无法带走任何天体的以太，不满足相对性原理。假若乙乘坐的是一个和地球几乎一样大的行星天体，他们将同样年轻。如果乙在旅行过程中，一直与稠密的以太相静止，那么，乙会显得比甲更老一些。由于以太不满足相对性原理而导致结果不满足相对性原理。但时间是永恒的，从他们分手到再次相遇，他们谁也不会比谁多活一秒钟。但年轻的要比年老的也许能多活几十年。
十一、u子寿命与质量膨胀
爱因斯坦用实验的方法证实了高速运动的u子的寿命比静止的u子长的多，这是为什么呢？
这是因为在实验室中，以太静止与地球却相对于u子高速运动。导致u子系统内部的电磁作用大大减弱（详见电磁力），使系统解体时间延长所致。同样，质量膨胀是因为外力对接近光速运动的物体大打折扣而已，质量膨胀只是一种现象，是以太相对于高速运动物体光速运动的结果。若不是以太的不对称，质子（包括所有物体）的质量将与运动速度无关。这是相对性原理的必然结果。详情请关注后面的电磁力和未来的《宇宙学》。
十二、侠义相对论的适用范围
侠义相对论是由相对性原理和光速不变原理推导出来的，相对性原理是放之四海皆真理的原理，而光速不变原理仅适用于某特定惯性系如地球。因此，在地球这一参考系中，尤其是在高能物理中，侠义相对论还不失为一种解决问题的工具。但要切记，侠义相对论所描述的许多现象比如质量膨胀、时钟变慢等仅只是现象，而不是本质。爱因斯坦认为光速是宇宙中最快的速度，是速度的上限。但在运动介质中传播的光，其速度为v＝c/n+(1-1/nxn)V。V→c时，v→c+c/n-c/nxn,已超过光速。再如，光一秒钟行驶30万千米，10秒钟的光柱长多少千米？你也许很容易算出是300万千米，但侠义相对论却认为光速运动的杆长只能是时空奇点。
爱因斯坦认为杆长沿运动方向收缩，这样一来，就可以找到一个静止的参考系。在这个参考系中，杆长具有最长的固有长度。但静止是相对的，宇宙中根本就不会存在静止的参考系！！！
十三、电磁力
物理运动的描述是相对的，例如，当我们谈论某点电荷是静止或运动时，必须先确定其所在的参考系，对某参考系点电荷为静止，对相对于某参考系运动的另一参考系，点电荷并不静止。对某参考系静止的点电荷激发静电场，对另一参考系运动的点电荷既激发电场又激发磁场，这句话是人们认识的一个巨大错误。正确的说法应该是：在地球附近，相对于地球静止的点电荷激发静电场，相对于地球运动的点电荷既激发电场，又激发磁场。这是为什么呢？这是因为相对性原理可以说是真理，任何事实和规律都不能与此相抵触。运动的点电荷本来也只激发静电场，但以太并不随运动的电荷一起运动，不满足相对性原理，因此，才有了相对于地球运动的点电荷既激发电场，又激发磁场。
在伽利略的相对论描述中，如果是在甲板上进行，由于空气并不静止于甲板，水滴再也不会滴到下面的水碗中了，蝴蝶再吃力也追不上大船了。相对性现象已不复存在，但相对性原理还是巍然屹立。现在，以太介质的非相对性导致电磁场已破坏了相对现象，但它并不违背相对性原理。
相对于地球运动的点电荷等效于静止在以太风中的点电荷
两个相对于地球静止的点电核，其距离为r，则静电力F=kq1q2／（r×r）。
当这两个点电核以垂直于r的方向以速度V相对于地球运动时，磁力就出现了。磁力F=kq1q2（V×V）/（c×c×r×r）。
大小和方向都发生了变换。
下面我们来计算一下磁力是怎样产生的。如图所示。在以太风中穿行的电荷，由于时差联系，到达q2的电场是q1在⊿t前所激发的。此时，q1已经移动了V⊿tr的距离，激以电场传播的距离为c⊿t，两电荷之间的固有距离是r。
由构股定律可推知 ⊿t×⊿t=r×r／（c×c-V×V）
代入库仑定理可推知 F=kq1q2／（r×r）-kq1q2（V×V）／（c×c×r×r）这样，电磁力可以看做是两个力的合成。其中，第一项就是静电力，第二项就是磁力。
现在，你明白了吗？两条平行导线，通以同向电流，它们相互吸引；通以反向电流，它们相排斥。
磁力kq1q2（V×V）／（c×c×r×r）和静电力一样，也是与距离的平方成反比。
十四、长直导线、电流元和磁荷（几个概念）
对于两条平行的长直导线，通一同向电流，则它们相吸引，通一反向电流，则它们相排斥。理论和事实都以证明。
一个静止的点电荷和一个运动的点电荷所组成的系统，也叫做电流元。
圆周运动的电荷，无论以太静止于谁，都激发磁场。其实，以太中的虚粒子也在洛伦兹力的作用下做圆周运动。
十五、洛伦兹力、超导体的完全抗磁性
运动的电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，便在磁场中做圆周运动。以太中的虚粒子同样也在磁场周围做圆周运动，帮助磁场的建立和传播。在理想导体中，做杂乱无章运动的电子受到外磁场作用时，在洛伦兹力的作用下，将做圆周运动，所产生的磁场于外磁场全部抵消，使理想导体具有完全抗磁性。理想导体就是超导体。迈斯纳根本就没做对比实验，其对比实验是根据自己的凭空想象捏造的。
十六、后记
高中课本以及大学课本都该修改了。就此结束吧。
我是一个到处碰壁的失败者。童年的飞行之梦泡灭了，青年的发明大王之梦流产了，中年的报国之梦也惊醒了。纵有天大的本领也只能于鱼虾为伍了。为了逃避世人的讥讽和攻击，猛虎也不得不装作呆傻的病猫。十年的教学生涯，每月几十元的工资，却被贬家为民了，每月700元的小电工，也被排挤了，可叹我这位电学泰斗，宇宙学家，到处都是失败。一期工程在国内发表后，竟没寻到一个知音，二期工程不得不在全世界发表了。至于三期工程，我会将我的超光速理论和宇宙学公布于众。但我需要的是十三亿中国人民的民心。
李静波于广汉
2008-8-12
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