狭义相对论的前提与全速域狭义相对论理论模型的构建原则

作     者：任晓敏 REN Xiao-min

作者机构：北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室北京100876 

出 版 物：《北京邮电大学学报》 (Journal of Beijing University of Posts and Telecommunications)

年 卷 期：2015年第38卷第3期

页      面：13-27页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 0808[工学-电气工程] 07[理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 0839[工学-网络空间安全] 070201[理学-理论物理] 0702[理学-物理学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2010CB327600) 国家自然科学基金重大国际合作研究项目(61020106007) 科技部国际合作计划重点项目 中俄政府间科技合作计划项目(2006DFB11110 CR-B-30) 科技部国际科技合作项目(2011DFR11010) 中俄NSFC-RFBR联合资助项目(61211120195) 高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(20130005130001) 信息光子学与光通信国家重点实验室自主研究课题 国家自然科学基金委员会与俄罗斯基础研究基金会合作交流项目(6141101100) 教育部和国家外专局共同设立的"通信与网络核心技术"学科创新引智基地项目(B07005) 北京市科学技术委员会设立的"信息光电子学与纳异质结构"北京市国际科技合作基地项目 

主　　题：弥聚子论 狭义相对论 低速狭义相对论 全速域狭义相对论 狭义相对性原理 光速不变原理 固有常数光速个例性原理 双极限速原理 上限速单极近似 下限速单极近似 质量-速度关联原理 时空变换 伽利略变换 洛仑兹变换 伽利略极限契合原理 洛仑兹极限契合原理 一般性极限契合原理 线性时空变换假设 时空变换数学形式的开放性原则 

摘      要：基于笔者提出的弥聚子论的基本概念及其中对于主要反映超高速领域物质运动与时空之间关系的爱因斯坦狭义相对论(或称高速狭义相对论)的尝试性拓展——预言了有可能显著存在于超低速领域的低速狭义相对论效应乃至有可能显著存在于超高速和超低速领域、同时涉及介于两者之间的常速领域的全速域狭义相对论效应,对爱因斯坦狭义相对论的前提进行了评述、质疑与修正,其要点包括:第一,指出了爱因斯坦在以狭义相对性原理为前提的名义下所做推导的前提超出了纯粹意义上的狭义相对性原理,它实际上隐含了独立且具有潜在局限性的伽利略极限契合原理和线性时空变换假设;第二,指出了依据对电磁波运动的考察和狭义相对性原理而得出的光速不变原理在其意义和作用方面存在一定的局限性,而通过对实物体运动的考察则有可能获得等价于光速不变原理或较之更具普遍意义的能够作为狭义相对论前提的原理,从而有可能更深刻、更充分地反映狭义相对论效应的物理本质乃至引发狭义相对论的变革;第三,区分了光速不变原理与固有常数光速个例性原理,指出了狭义相对性原理不仅寓于相关时空变换表达式的高度对称性之中,还必寓于其他与物理过程相关的原理之中;第四,依据前期研究成果对狭义相对论的前提进行了更新,即扬弃了光速不变原理并代之以先前提出的实物体运动存在速度上限和下限的双极限速原理及与之孪生的双极限速质量-速度关联原理,并指出了在笔者所期待的狭义相对论的变革中恰当运用伽利略极限契合原理或将其推广为洛仑兹极限契合原理乃至推广为扬弃具体极限情形的一般性极限契合原理以及放弃线性时空变换假设转而依循时空变换数学形式的开放性原则的必要性.在此基础上,通过在上限速单极近似下引入质量-速度关联原理,重新推导出了爱因斯坦狭义相对论中的洛仑兹变换关系式,明确了以质量-速度关联原理取代光速不变原理的推演步骤,并使得光速不变(或上限速度不变)在爱因斯坦狭义相对论中由前提蜕变为推论.继之,分别给出了上限速单极近似和下限速单极近似下质量-速度关系的唯象推导过程,并明确了低速狭义相对论和全速域狭义相对论时空变换关系式的构建原则.这一工作使得全速域狭义相对论完备理论模型的建立又向前推进了一步.