分析問題「同一穩定的點光源在真空中所發出的光是各向同性嗎?」

2020-12-21 HenryChenAtPhysics

這個問題中,我覺得需要確認的一點,是「穩定」究竟是什麼意思。我從自己的經驗出發,猜測題主是想說「保持靜止」的意思,但是「保持靜止」,就需要確認究竟是「相對於哪個參考系保持靜止」。當然了,在這裡,其實說「保持勻速直線運動」也是一樣的,也同樣需要確認究竟是「相對於哪個參考系保持勻速直線運動」。

為什麼?這裡說的「真空」,沒有任何物質的空間,也就是純粹的空間,空空如也的所在。我們可以假設在這個空間範圍外有一個框架保證這個空間中「真空」狀態的持續存在,在這樣的真空中的光(其實這個光源究竟是什麼完全不重要),如何傳播,是一個一直得不到答案的難題。有一個非常有名的論斷「光在真空中的速度恆定為光速C」,其盛名之下,卻明顯有一個龐大無比的陰影:究竟是什麼參考系?也就是說,究竟光在真空中的傳播,是相對於哪個參考系各向同性的呢?沒有答案。仍然懸而未決。

同樣的問題,現在從光源的不同運動狀態考慮,也是必須要找到答案。有人可能會說,「不是有一個框架嗎?當然是相對於那個框架」。當然了,如果僅僅是要去解決光源的運動狀態的參考系問題,那當然是可以的,這麼說完全合理,可以是題主的意思,也很可能是絕大部分人的理解。但如果我們進一步去考慮,卻發現無法確定「那個框架」是否就是「光在真空中的速度恆定為光速C」的參考系,那也仍然無法確定這個問題的回答究竟該如何進行。

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