狹義相對論的基礎是洛倫茲變換,在洛倫茲做完變換之後,就把它丟在一邊,因為看著那些不著四六的結論覺得很荒唐,覺得這種變換就是變著玩的,沒有任何意義。但愛因斯坦並不這樣看,他拿來結論看看,覺得可以自己解釋一下,沒準就有人信了。其實愛因斯坦本人並沒有去詳細推敲這種變換所涉及的許多的概念,諸如時間與時鐘,尺子與長度,參照物與參照系,矢量與標量。這些貌似相似卻又截然不同的概念是最最基礎的概念,一旦混用,其結論就是偷梁換柱,荒謬荒唐。
我們看看參照系,為啥會有參照系的概念?通常參照系被描述成x、y、z立體的、三維無限延伸的、三個相互垂直的坐標軸,應該是以O為原點的,無限向遠處延伸的無窮大的空間。而在這個空間內,任何物理定律都是一樣的。通過上一篇文章的討論,如果某一區域被稱之為參照系,其中所研究的速度必然是與方向無關的標量速度。在一個三維空間內,考察的速度不再關心方向,說明參照系之內必然充滿介質,曾經稱之為以太,到愛因斯坦之後就改稱時空。
我們可以想像一下,宇宙間充滿海水的樣子,如果魚在裡面遊動。我們說魚是以5米每秒的速度遊動,這裡沒有提到其遊動方向,說明它是相對介質的,它的鱗片就與海水直接接觸,海水是無窮無盡的,所以無論它怎樣遊動,它的鱗片都是與海水相對速度是5米每秒。而且海水是均勻的,不流動的。以上我的所述的結論就是,如果引入參照系的概念,那麼它必然是包含一種均勻的、靜止的介質。如果不是這樣,那參照系就不能成立。
我們看看牛頓的空間觀:絕對空間,在其本質上與外界的任何東西都無關,永遠保持其為等同的而且不動的。這和在引入參照系時有意無意間引入的時空觀是完全一樣的,因為參照系就是牛頓時空觀的必然產物。
更加有趣的事情在後邊,與該參照系在某一方向上相對運動的又一個參照系,那麼,這個參照系同樣是三維空間上無窮無盡的,含有靜止、均勻介質的廣緲空間,兩個參照系都是等同的等價的。也就是說,如果你只要具備了一個速度,那麼以你為中心,就可以構成廣緲無垠的參照系,也就構成了自己的宇宙。兩個相對運動的物體就構成兩個宇宙,兩個宇宙各自有各自的時間空間標準,其實就是兩個平行宇宙。
引入參照系的概念,並沒有擺脫牛頓的時空觀,只是牛頓的宇宙是唯一的,愛因斯坦的宇宙是無窮多個。