比光速快24倍的物质

光速c的奥秘–光障如何被突破了？

地球的真实运动速度和迈克尔逊实验结果的必然性

焦克芳李元秀*赵玉玲**

(军事医学科学院自然科学理论课题组，研究员，博士生导师，北京，100850)

*（西南技术物理研究所，高级工程师，成都，610041）

**(北京工商大学化工系，教授，北京，100037)

摘要：本文提出了光速c为什么是299792458m/s的疑问，研究了太阳和地球的真实轨道速

度，地球的轨道切向速度为273.766532835km/s，太阳的轨道切向速度为243.980642520km/s，

并且经过实际运算证明，发现了光速c与地球轨道切向速度之间的数字关系。为了理解光

速量纲问题，通过研究自由落体的速度、加速度、相对位能和相对动能关系，讨论了速度、

加速度的测量、描述、量纲选择和转换。鉴于能量守恒原理，讨论了自由落体、单体运动和

双体碰撞的动能表达式。发现三条以上理由，说明迈克尔逊—莫雷实验结果的必然性。光速

c不是极限，而是壁障，讨论了光障被突破的实验事实。神秘的地球轨道切向速度

273.766532835km/s，既是零点能的来源，也是电磁学和热力学统计物哩常数的联系纽带，

宏观和微观物质运动皆遵守统一的自然法则。

关键词：光速c地球轨道速度神秘的273物理常数的统一性零点能真空不空

中图分类：0412；文献标志码]：A；文章编号：

1，引言：

让客观事实说话，需要改变的仅仅是我们的思维方式和理论认识。

讲述大众能理解的自然科学理论。依据充分的客观事实说话，采用辨证的、螺旋式的逻

辑分析方法。学术观点新颖别致，道理浅显易懂，普通高中毕业生都可以理解的语言。不在

于别人的否定或承认。“细推物理须行乐，何用浮名绊此生”。

自从20世纪初，爱因斯坦in提出光速不变原理以来，一直争论不休。20世

纪90年代以后，物理学界和天文学界连续报道了十多起超光速c的现象。国内已经有专著

[1]介绍超光速研究情况。2004年，宋健院士主持的242次香山科学会议，专门讨论宇航前

沿和光障问题。本文部分内容，曾经在242次香山科学会议上报告过，并被收入242次香山

科学会议论文集。实践是检验理论的唯一标准，理论学家没有理由怀疑现代物理实验结果。

需要改变的是人类的理论认识，而不是实验事实。如果连光速c为什么是299792458m/s这

个数字，都不清楚，那么，你如何判断光速c的不变性，超光速c的可能性和可靠性。疑问

是科学发现的产婆，爱因斯坦的最大特点和长处，就是承认实验事实，不断地创造新理论。

广义相对论既是对弯曲时空的承认，也是对地球作加速运动事实的承认。一个时刻改变运动

方向的球体，运动速度自然加速的。

2，光速c为什么是299792458m/s？

首先，让我们思考这样一个问题：光速c为什么是299792458m/s？它既不是某个整数

的倍数，也不是3.14159…*108m/s（π=3.14159…圆周率）的倍数？光速c究竟是光子在虚

空空间（什么都没有的空间）的速度？还是在地球表面特殊环境中的特定常数速度？

诸位朋友，初看我们的文章标题：光速c、地球运动速度和迈克尔逊实验结果，这三

者，似乎没有直接联系，然而，我们却从杨振宁、李政道两位大师的启发中获得了上述文章

的标题内容。李、杨不仅在共同获得诺贝尔奖时合作得很好，而且他们在研究物理学的许多

方面还有值得我们学习的长处。据近几年的网络上报道，杨振宁提出过大物理和小物理的概

念。而李政道[2]则把大、小物理具体到杜工部的一句诗歌中：“细推物理须行乐，何用浮名

绊此生”。杜甫的物理就是大物理–万物之理。李政道在评价杜甫这两句诗时，说：“杜甫

对‘物理’用了‘细’和‘推’两个字，‘细’就是要仔细观察，‘推’就是要推理，所以这

两个字，一个是实验，一个是理论，每一个字的份量都很重，如果要取两个字来描写物理实

验和理论，很难有比‘细’和‘推’用得更恰当的字来说明研究物理的方法，也可以说是科

学研究的方法”。现在，我们就用“细推”精神把似乎没有直接联系的事情联系起来，破解

21世纪的诸多科学难题。本文标题既是困扰20世纪科学家的难题，也是21世纪的科学难

题。爱因斯坦提出的光速最大和不变原理，其实，只是承认了迈克尔逊--莫雷实验结果的事

实，既没有对光速c为什么是那么大进行探讨，也没有对光速c为什么不变进行理论解释。

众所周知，爱因斯坦把光速最大和不变称为公设（公理）。我们现在认识到，公理（公设）

既不是客观存在的物质，也不一定是自然法则，而属于既不证明、也不证伪的一种思维方式。

公理（公设）不是人类认识物质世界的终点和判断真理的唯一标准，而是人类认识物质世界

的盲点、起点和里程碑。随着人类认识的深化，总有一天人类会发现公理的内涵属性。例如，

过直线外一点，可以引一条不相交的平行直线，而且只能引一条平行直线。人类早已认识到，

这条存在于平面几何的公理是相对性真理，在立体几何里是不成立的。如果承认空间是弯曲

的，那么，直线和平面都是只存在于人类思维中的相对性概念。

大家心里都非常清楚，所有物理实验测试数据都是在地球上获得的，其测试结果必然受

到地球运动状态的影响。让我们从探讨地球运动状态对物理测定实验的影响来“细推”迈克

尔逊-莫雷实验结果的必然性，从而揭示宏观和微观世界的内在联系。在思考光速为什么是

常数c的时候，我们通过分析许多物理常数数据，细推出一个大胆的猜测：光速度c可能

与地球的运动速度存在某些内在联系。现在让我们先探讨一下地球的运动速度和光速c的

秘密关系。

有人会问，地球围绕太阳运动的速度29.79km/s已经是物理学常识，还有什么可讨论

的？我们认为，常识，有时候是科学真理，有时候不一定是科学真理。对待常识需要作具体

分析。我们认为，这个物理学常识仅仅是相对真理。再例如，常识告诉我们，太阳每天都从

东方升起，到西方落下。其实，那是地球围绕太阳转的假象。尽管哥白尼学说早被人类承认，

但是托勒宓学说的影响仍然大量地存在于我们的科学领域中。例如，许多物理方程都建立在

地球不运动的基础上，包括相对论和量子力学。就某些逻辑方程来说，托勒宓方程是自恰的，

并且与常识符合。因此，这个常识就不等于真理。正如有位哲学家所说，感觉到东西，你不

一定理解它，只有理解了东西，你才能真正地感觉到它。可见，理性认识高于感性认识。否

则，人们就不需要科学研究了。托勒宓的一系列方程表明，逻辑方程是人类思维的创造物，

都是有条件成立的，不能任意推广。

我们在地球上任何一点观察到的天空都是球面形的大锅盖，那是地球和太阳都作球面运

动的真实反映。球面天空反映着空间的多维性，投影到地面以后，古代中国人的认识，称其

为四面八方，它来源于阴阳八卦。只有以我为中心的笛卡儿坐标投影法，才认为空间是三维

的。这个三维坐标的空间投影法，虽然创造出许多现代科学知识，却远离了空间的多维性。

把人类对空间的认识限制在狭小的三维或四维范围内，反而又束缚了人的思维。现代天体观

察发现，太阳围绕银河系运动的轨道切向速度大约为220--250km/s[3-5]。由于地球随着太阳

一起运动，那些假定太阳不运动，只考虑地球运动的物理方程是得不到地球运动速度的真实

结果的。如果站在银河系中心的角度观察太阳和地球的相对运动关系，我们会发现，地球和

太阳分别在不同的球面上，高速度地运动着。根据我们的推理和猜测，并且通过计算机拟合

计算，我们获得了太阳和地球的轨道切向速度和法向速度的精确值。由于太阳和地球都在球

面上做近似圆周运动，其法向速度和切向速度大小近似相等、方向垂直。根据角动量守恒原

理，圆周运动的法向速度和切向速度的合速度是个常数。太阳和地球都一直进行着加速度运

动，时时刻刻地在改变运动方向。地球上的每天昼夜时间都不是平均分布的，一年当中只有

春分和秋分两天的昼夜时间是近似平分的，并且存在18.6年的章动周期[4]。这个事实充分

说明地球在做加速运动。月亮的加速运动已经被发现和承认。人们之所以感觉不到地球在高

速度的加速运动着，是因为“不识庐山真面目，只缘身在此山中”。

3，光速c与地球轨道速度的数字关系

开门见山，我们先把光速c与地球轨道速度的数字关系给出来：

（2Ve）^2=c(km/s)2

(2*273.766532835)^2=299792.458001989(km/s)^2≈299792458(m/s)2(1)

式（1）Ve=273.766532835km/s为地球轨道切向速度。299792.458001989（km/s）^2≈299792458

（m/s）^2。合速度平方乘上质量就是能量，≈前对应千焦耳kJ，≈后对应焦耳J。这个量

纲表明光子是能量子。式（1）的数字关系是我们通过分析许多物理实验数据、推理和猜测

出来的。在讨论其量纲换算和选取之前，先让我们看一下，理论计算结果和天体观察数据之

间的神奇吻合。

4，地球和太阳在一年中究竟运行了多少距离？太阳和地球的真实运动速度

质疑和思考：我们所见到的文献资料或学术报告中出现的数据，几乎都说地球的公转

速度是29.79km/s[6]。我们认为这是假定太阳不运动的地球轨道速度，而不是地球的真实轨

道速度。由于太阳围绕银河系中心运动的轨道速度大约为250km/s[5]，因此，地球的轨道速

度必须比太阳轨道速度大，地球才能够跟上太阳，并保持现在的太阳和地球关系，即每年中，

地球不仅要跟着太阳跑，同时，还要围绕太阳转一圈。可见29.79km/s是地球围绕太阳转的

轨道视运动差，而不是地球跟着太阳跑的真实轨道速度。这个视运动差可以精确地计算出。

计算太阳和地球都运动关系的基本公式

△V=2πR/(365.24220*24*3600s)=29.785890315(km/s)(2)

Ve-△V=Vs，orVe=Vs+△V（3）

273.766532835-29.785890315=243.980642520（km/s）(3)

Ls+2πR=Le（4）

T*Vs+2πR=T*Ve(5)

式（2）中，

△V为假定太阳不运动，在地球上观察到的地球“轨道速度”。其实，它实际上是太阳和

地球之间的轨道视运动差，天文观测值为29.79km/s[3]，其理论计算的精确值为

29.785890315km/s，观测值与理论计算值的误差小于0.01%，这个理论计算数字是可信的。

式（3）中，

Ve为地球随着太阳一起运动的真实轨道速度，

Vs为太阳的真实轨道速度，二者之差等于△V。

式（4）中，

L

S

为太阳在一平回归年中的轨道运行的线距离，需要理论计算获得；

R为太阳和地球之间的平均距离，天文观测值为149597870公里[7]；

Le为地球在一平回归年中运行的切线方向的总线距离，也需要理论计算获得。

式（5）中，T为一平回归年的时间，天文观测值为365.24220天[8]；Vs的天文观测值大约为

250km/s[5]，其精确值需要理论计算获得；Ve的精确值也需要理论计算获得。

式（5）的物理意义为，太阳在一平回归年中运行的切向线距离，加上太阳和地球距离的2

π倍，所得线距离之和等于地球在一回归年中运行的切线方向总线距离。即每回归年中，地

球不仅要跟上太阳跑，而且还要围绕太阳转一圈。

将式（2）计算结果，代入式（3）可以计算出太阳轨道切向速度的精确值，为

243.980642520km/s，天体观察误差约为2%（250-243.981）/243.981≈0.02。下面，通过对

每回归年中，太阳和地球运行距离的精确计算值比较可以发现，两种方法的计算误差非常小，

地球每年运行86亿多公里，计算误差仅为5米左右，远远小于天体观察误差（1km）。从而

可以证实光速c和地球轨道速度之间的神秘关系是确实存在的。

Ls+2πR=365.2422*24*3600s*243.980642520km/s+2*3.141592654*149597870km

=7699279100.9545449216km+939951138.89209396km=8639230239.846638882km

太阳在一个回归年中的切向运动线距离地球绕太阳转一圈的线距离地球随太阳转一年的总线距离

Le=365.2422*24*3600s*273.766532835km/s=8639230239.851987837km

地球随太阳转一年的总线距离

Ls+2πR=Le

8639230239.846638882km=8639230239.851987837km-0.005348955km（4）

上述计算结果表明，地球和太阳都是高速度运动的天体。每年在切向速度方向运行86

亿多公里。运行距离的精确计算值，误差为±0.005km/年。可见我们拟合出地球轨道的切向

速度是一个非常可靠的数据。计算中，采用圆周率π=3.141592654，地球轨道切向速度

Ve=273.766532835km/s，该速度为计算机拟合计算值，有效数字都取小数点后第9位，与圆

周率π值的小数点后位数一致。日平回归年的天数为365.24220天/年[8]，为天体观察统计数

据，该数据来源于天文爱好者手册和自然科学简明数据手册。例如，手册中说：“观测表明，

一个回归年包含有365.2422平太阳日”；“真太阳的周日视运动是地球自转和地球公转的共

同反映，地球公转是不均匀的，因此，太阳的周年视运动也是不均匀的。根据开普勒第二定

律，地球过近日点（1月3日）时公转最快，过远日点（7月4日）时公转速度最慢”[9]。

由此天体观察资料可知，地球既不是直线运动、也不是匀速运动的天体。我们每个人都处在

地球表面上，并且每秒钟都跟随地球在球面上作着加速度运动，即随时改变着自己的面对方

向。可见爱因斯坦提出的空间弯曲理论是符合实际的认识论。我们也曾经给时空下了新定义：

“时间是物质的绝对运动态，空间是物质的相对静止态。二者不能离开运动物质而独立存在”

[10]。现在，我们补充地说，时空都是弯曲的。就地球时间来说，24小时是小螺旋循环，356.24220

天是大螺旋循环。可见，时间和空间都具有弯曲性和螺旋式的周期性。

5，速度、加速度的测量、描述、量纲选择和换算

运动都是加速产生的，没有加速就不可能有运动。匀速运动仅仅是加速度力和阻力相等

的特殊运动状态。因此，既可以用速度量纲描述运动物体，也可以用加速度量纲描述运动物

体。通常习惯说的匀速运动是加速运动的特殊状态。必须连续提供加速度、不断克服阻力，

才能获得匀速运动。或者说，若想获得匀速运动，必须不断地给运动物体提供能量。能量的

量纲（kg.m^2/s^2）就是质量、加速度和运动距离的乘积。质量和速度平方乘积所表示的动

能，属于两个物体对撞时刻，所释放出的动能。由于速度的测量，只能测定瞬时速度，瞬时

加速度是不能直接测量的，所以力也是不能直接测量的物理量。究竟采用速度量纲描述还是

采用加速度量纲描述运动体系？是由具体的物理内容决定量纲选择的。例如：一个从100

米高处下落的物体。在下落过程中，某时间点的瞬时速度和瞬时加速度应该如何测量和描

述？这个问题的答案非常明确和简单可信，即自由落体的瞬时速度和瞬时加速度数字相等、

量纲不同。但是，其所包含的物理意义则不是所有人能够立刻明白和理解的。为了方便，我

们取自由落体的平均加速度为g=9.8m./s^2，以质量为1公斤的自由落体为例。由于自由落

体是连续加速的运动，其瞬时速度、瞬时加速度、相对位能和相对动能，都可以非常简单、

准确地计算出来。计算数据列在表1中。

表1：质量1kg的自由落体的速度、加速度及其相对能量变化

时间t物体高度瞬时速度V瞬时加速度a相对位能W相对动能T相对总能量E

秒（s）Hh米(m)（m/s）∑g(m/s^2)kg(m/s)^2kg(m/s)^2kg(m/s)^2(J)

0100.J

195.14.99.89.8932.048.0980J

280.419.619.619.6788.9192.1980J

355.944.129.429.4547.8432..2980J

421.678.439.239.2211.7768.3980J

注释：t-降落时间，单位-秒(s)；H-物体所在高度=100-h；h-降落高度=(1/2)gt^2；g-重力加速度；V-瞬时速

度＝gt；a-瞬时加速度=∑g,t；Ew-相对位能=gH；Ed-相对动能=gh

自由落体的运动规律是众所周知的[11]。自由落体的瞬时速度、瞬时加速度、相对位能和

相对动能计算分别列在表1中。其中，相对位能和相对动能计算公式，分别是：位能Ew=gH；

动能Ed=ah=gh[=(1/2)MV^2]

，在相对高度内，有条件成立]。对于加速度不断变化的运动物体，

相对动能=MaS，a为平均加速度，S为路程。由于自由落体是一种匀加速运动，a=g，所以，

相对动能=gh。表1结果充分表明了相对位能—相对动能的相互转化关系符合能量守恒原理（位

能+动能=总能量）。

速度测量所得到的数据都是瞬时速度。对于自由落体来说，瞬时加速度的计算就是简

单的加法运算，即瞬时加速度a=∑g,t。自由落体既然是连续的加速运动，瞬时加速度当然

等于加速度的简单加合。至于瞬时速度的计算就是大家熟悉的乘法运算，即V＝gt。表1中

已经充分显示出，瞬时速度和瞬时加速度的数字相同、量纲不同。究竟采用那种量纲描述所

研究的运动体系和实验数据，需要根据具体的物理内容，进行具体分析和选取量纲的描述方

法。例如，Et=(1/2)mV^2，或，E=mV^2所表示的动能，是两个物体相互作用的能量表达式，

不是自由落体单体的动能表达式，尽管二者在有限范围内是吻合的，但是，自由落体在接触

地面之前，只积累、增加动能，而不释放动能。如果自由落体掉进深井中，那么，所在高度

和下降高度都成了相对概念。再例如，一辆匀加速运动的汽车，它消耗的能量，或者，它获

得的运动能量，等于它的平均加速度、质量和路程的乘积，而不是它的质量与速度平方的乘

积。只有汽车相互碰撞时，才用车的速度平方评价破坏程度和所释放的能量。对于两个物体

的碰撞能量，仍然需要具体分析，不是那一个万能公式可以完全解决的。单体运动和双体碰

撞是两种不同的物理状态。当然，单体运动的动能表达式和双体碰撞的动能表达式，也应该

是有区别的物理方程，尽管二者在某些特殊情况下具有类似形式。双体碰撞的瞬时情况是非

常复杂的，必须具体问题具体分析。单体运动的动能已经以自由落体为例，在前面讨论清楚。

双体碰撞的动能表达式问题，将在下面讨论。

6,双体碰撞的动能表达式：完整形式和特殊形式

双体碰撞问题，必须考虑碰撞时刻的速度方向、大小和质量大小的差别。例如，汽车的

追尾碰撞和对头碰撞，其碰撞方向是不同的。只有后车速度大于前车速度，才能够发生追尾

碰撞。对面碰撞所释放的能量远远大于追尾碰撞。原因在于碰撞时刻的瞬时合速度远大于追

尾合速度，二者合速度夹角相差180度。二者所造成的损害，或者说，所释放的动能也大大

不同。另外，汽车的质量大小也要影响能量释放。关于对撞动能的理论计算，简要地具体分

析如下：

Et=MaVaMbVb=[MaMb/(Ma+Mb)]VaVb=MuV^2(E)

或Et=MaVaMbVb=[MaMb/(Ma+Mb)][Va^2+Vb^2-2VaVbCOSθ]=MuV^2(E)

即，V=[Va^2+Vb^2-2VaVbCOSθ]^(1/2)(V)

式(E)中，Et为两个相互作用物体的释放动能，或者说，式(E)为相互作用物体所释放动

能的完整表达式。我们称它为相互作用动能公式的普遍形式。其中，Ma、Mb为质量，Va、

Vb为速度，斜体表示矢量，V为合速度。矢量作用需要考虑作用时刻的瞬时夹角。若Ma不

等于Mb，则需要考虑折合质量Mu[12]，该公式不涉及质变。式（V）为两个相互作用物体的

合速度公式[13]，θ为速度矢量夹角，式（V）将矢量运算转化为标量运算。

由于运动物体之间的相互作用关系比较复杂，我们简要地讨论三种特殊情况，可见一般：

第一种情况：速度矢量夹角θ=π（180度），等质量、等速度的两个物体对撞作用，即

Ma=Mb=M，Mu=MaMb/(Ma+Mb)=M/2，Va=-Vb=|V|，Vab=|2V|，(Vab)^2=（2V）^2,则：

Et=Mu*(2V)^2=(M/2)*4V^2=2MV^2(E1)

第二种情况：速度矢量夹角θ=π，等质量，大速度物体与小速度物体相互作用能，例如，

Ma=Mb=M，Mu=Ma/2=Mb/2=M/2，Va=-100Vb,Vab^2≈Va^2=V^2，则：

Et≈MaVa^2/2=MV^2/2(E2)

第三种情况：速度矢量夹角θ=π，小质量、大运动速度物体与大质量、小运动速度物体

的相互作用能，例如，Ma=0.01Mb，Mu≈Ma=M，Va=-100Vb，(Vab)^2≈(Vb)^2=V^2，则：

Et≈Ma(Vb)^2=MV^2(E3)

通过上述分析可见，式（E）是对撞动能公式的完整形式，其它三种情况(E1、E2、E3)

都是由式(E)演变来的特殊形式。其中，式(E1)为等质量、等速度的对撞动能公式。相当于波

动的共振相互作用。式(E2)为等质量，大速度物体与小速度物体相互作用的动能公式。虽然，

式（E2）是物理书籍中的常见动能公式，但是，它却是一种特殊情况下的近似表达式。式(E3)

的Et=MV^2(包括E=mc^2)形式，属于小质量、大运动速度物体与大质量、小运动速度物体

的对撞动能公式，也是一种特殊情况下的近似表达式。总之，除了共振态完全满足理论动能

公式之外，其它情况都是近似的动能公式。其中，速度差别大于100倍的两种对撞物体的合

速度，近似地等于最大速度物体的速度；质量差别超过10倍的两种对撞物体的折合质量，

近似地等于最小物体的质量。

由于物质运动是相对的，所以，物质运动状态、惯性速度以及它所具有的位能、动能都

是相对的。例如，以地球为例，如果把地球的法向速度和切向速度的合速度定义为地球惯性

速度，相对于太阳系来说地球的惯性速度Veg≈2*274km/s

。而相对于宇宙来说，地球的惯

性速度和动能要增大许多倍，其惯性速度大约为2*880km/s。因为，银河系以600km/s的速

度围绕超星系团运动[14]，可见，E=mc^2仅仅是在太阳系内相互作用物体的相对近似动能，

远小于它在宇宙中的动能。因此，现代宇宙射线观察中，有时候会发现超高能粒子。

7，迈克尔逊—莫雷实验结果的必然性

有了地球轨道切向速度的精确值以及它和光速c之间的内在关系，我们就可以充分理解

迈克尔逊—莫雷实验结果是必然的。至少，我们可以找到三个以上理由来说明迈克尔逊—莫

雷实验结果的必然性。(1)，由地球围绕太阳运动的一回归年为365.2422天，可见地球相对太

阳的运行轨道为一椭圆形，其椭圆率的平均值=5.2422/360=0.0146，这个数据也是迈克尔逊—

莫雷实验误差的来源。即对太阳光的速度测定实验，只能精确到这个水平。(2)，地球电磁场

脉动速度来源于地球轨道切向力和法向力对微观粒子的加速作用，自然是常数c。凡是从地

球外面来的光子，进入地球磁场后，都会与地球磁场物质发生碰撞，或者摩擦，降低其原来

的速度，直到等于地球磁场的脉动速度c。(3)，据黄志询综述报道[15]：强大电磁波发射源中

发射出的电磁波，在近场区是超光速传播的。我们进一步研究开放空间超光速c现象时发现，

超光速范围不超过50个波长距离，大部分只发生在30个波长以内。“电磁波频谱的可见波

长区域是一个相对的窄波段(包括400--700nm（1μm=1000nm）波长的范围)由肉眼的敏感性

定义的”[16

.

]。如果按照最长的红光波长计算：100*0.7μm=70μm，远小于1mm。因此，在

地球表面上测定光速，只要测定距离超过1毫米，其结果都只能是常数c。这就造成了迈克

尔逊—莫雷实验结果的必然性。(4)，从银河系中心点来观察太阳和地球关系，地球和太阳一

直处于相互追赶的关系中。如果把太阳和地球独立出来，可以细推它们的相对关系以及对太

阳光子速度测定的影响，如图1：

太阳地球

图1：太阳和地球关系示意图

图1为太阳和地球关系示意图。对于太阳和地球关系来说，任何时候都同时存在日落点

和日升点。如果用切线把日出点和日落点的地球表面和太阳表面分别联系起来，我们会得到

一个等边梯形，两个大边之和除以2等于太阳和地球之间的质心距离。如果太阳和地球保持

稳定运动关系，两个大边之和应该是常数，事实也正是如此。箭头表示地球日落点和日升点

的轨道切向速度和方向，相当于太阳和地球相互追赶关系。由于球体的圆周运动必然采取阻

力最小的滚动前进方式。假定二者都顺时针旋转。上切线箭头，表示日落点，太阳落下时，

地球的离去速度等于太阳追赶地球的增加速度；下切线箭头，表示日升时，地球追赶太阳的

速度等于太阳的离去速度。只有二者的合速度始终相等，才能够长期保持太阳和地球之间的

长期稳定关系。这也就造成了迈克尔逊—莫雷实验结果的必然性。在日落点，太阳发射光子

到地球落日点的速度增量需要加上地球远去的速度减量，二者大小相等、方向协同，合速度

是个常数，所以不应该出现光程差。在地球上早晨升日点位置的地球轨道切向速度是处于追

赶太阳的位置，太阳的轨道切向速度则是离开地球方向，二者，也是大小相等、方向协同，

二者的合速度始终是常数，净结果也是不应该出现光程差。如果把太阳看成不运动的天体，

只考虑地球围绕太阳运动，在地球表面上测定日升点和落日点的光速，似乎都应该观测到光

程差？其实，由于太阳也在运动，所以，这是一种误判。客观事实是判断真理的唯一标准，

需要改变的，仅仅是我们的思维方式。

8，光速c究竟是极限？还是壁障？

黄志洵认为，“光速c不是一个极限，而是一个障壁”[17]，我们赞成这个观点。这个问题

也是当前某些实验物理学家和某些理论物理学家争论的热点和焦点。黄志洵教授[15]在“对开

放空间中微波异常传播现象的探讨”一文中，详细介绍了20世纪90年代以来，几个突出的

开放空间超光速c（FTL）实验的方法和结果，许多事实（包括实验室研究和天文观测）表明，

超光速c现象是客观存在的。黄教授在结束语中指出：“微波属于经典性电磁波，出现超光速

的自由空间（开放空间）传播确实令人难以理解，因而更应引起重视与实验研究”。我们仔细

研究了开放空间的FTL结果，并与王力军[18]的超光速c实验进行了比较，得到一些新认识。

我们认为，王力军的超光速c实验和开放空间的超光速c实验，两方面的资料都是可信的，

但是它们的机理有些不同。王力军实验属于电磁诱导的量子共振（干涉）效应，它只存在于

有条件的电磁场（异常色散介质）中，并且具有严格的方向性。开放空间的超光速c实验，

在自然界的空气中进行，虽然也有方向性，但却属于波动理论本身范畴。关于开放空间的超

光速c机理探讨，我们将另文发表。我们[10]在讨论时间和空间的统一性文章中曾指出，人随

着地球旋转，地球随着太阳旋转，太阳随着银河系旋转，银河系随着本超星系团旋转，转一

圈需要1千亿年[19]……。可见，在宇宙中找不到一个绝对不动的坐标原点。因此，研究物质

运动及其相互作用，只能从它们的相对关系入手。相对性原理具有普遍意义，这正是爱因斯

坦创造相对论的高妙之处。爱因斯坦曾经严肃地说：“如果要使力学定律有效，坐标系的运动

就不可任意选取（它必须没有转动和加速度）”[20]。目前报道的超光速c实验都存在加速过程，

显然不属于狭义相对论范畴。已有论者指出：“广义相对论在深入分析引力质量同惯性质量等

价这一事实的基础上，提出引力场同加速场局域性等效的概念，从而把匀速运动的相对性概

念推广到加速运动的相对性，得出了时间和空间的性质要由运动来决定的思想。而且，光速

不变原理在广义相对论中是不成立的，因为光速在无引力的真空中是一定的，但在引力场中，

它将随引力强度而改变”[21]。例如，黑洞就能改变光速。可见，黄志询的光障认识比传统的

极限认识更符合事实。

9，光障是如何被突破的

从下面一段的文献资料中，我们可以看出，电子加速实验已经突破了光障。

“在斯坦福德（Stanford）直线加速器中心（SLAC）的电子直线加速器中，电子沿一根三

公里长的真空管飞行，被电磁场反复加速。每加速一次，电子的速度都增加一点，但随着电

子速率越来越接近光速，所增加的速率越来越少，加速越来越困难。这直接验证了相对论的

速度叠加法则。这个加速器可把电子加速到20GeV。当把电子加速到10GeV时，电子速度

达到（1-0.13*10^-8）c，即只比光速小0.39m/s。增加到20GeV时，电子的运动速度达到比

光速小0.10m/s。在以这个速度随电子运动的参考系中，三公里长的加速器缩短到只有七八厘

米”[22]。

上述一段文字中说：“在20GeV电场加速情况下，电子的运动速度达到比光速小0.10m/s。

在以这个速度随电子运动的参考系中，三公里长的加速器缩短到只有七八厘米”。表面上看

好像“直接验证了相对论的速度叠加法则”，实际上却泄露了被加速电子是超光速c运动的实

验证据。因为，路程等于速度与时间的乘积s=vt，把速度加快说成路程缩短是等价的。很明

显，三公里长的加速器是客观存在的，对于旁观者和实验者来说，加速器本身没有任何变化；

只是采用了内标法（相当于飞机内的乘客）进行处理实验结果时得出的一种结论--好像是客

观参考系变短了，并且这种结论是建立在以内部光子为相对参考时间的基础上。也就是说，

被加速电子永远不会超过内部光子的速度，这时的相对论变换和洛仑兹变换属于绝对性真

理，此时，内部光子的速度已经不再是c。实际上是实验电子和光子得到了类似的加速条件。

在电场中，本来光子是不被加速的，但是，在电子被加速到光速c时，二者同步前进，当电

子被加速到超光速c时，从后面追上光子的电子就推动光子一起前进，不管电子运动速度多

快，原来走在前面的光子都被后来赶上的电子推动着向前进，这就是电子运动速度永远不会

超过光速的真实本质。如果用加速电场外面的光子平行对照，被电场加速的电子和内部光子

都是超光速c运动的。相对论中的缩尺现象是指运动物体本身的尺度变化，即正如该书作者

描述的：“静止观测者看到的运动物体缩短了”[22]，而不是客观参考系缩短了。把（客观）

参考系缩短，可不是相对论的本意，显然是对相对论的误解。例如，时间隧道电影、超光姑

娘打油诗等，都属于艺术家的创造，是娱乐和消遣性质的。从洛仑兹变换方程中得不出路程

缩短的推论，因为洛仑兹变换方程中不包含客观参考系的具体内容。如果随着物质运动速度

的增加、客观距离真能随着缩短，那么以光速运动的光子，从太阳到地球时，太阳到地球之

间的距离该缩短到多少？从遥远星系传播来的光还有确定星系之间距离的任何意义吗[23]？

10，地球上的“真空”不空

地球磁场强度的平均值，大约为：H=5*10^-5T(A.m^-1)。地球磁场强度反映地球表面带

负电的客观事实.，真空中到底有多少电子？有了地球轨道的真实速度，可以计算出地球表面

上的电子密度.。

H/Ve=5*10^-5T(A/m)/273.76653285km/s=1.82637372*10^-10C.m^-2，

N

e

=1.82637372*10^-10C.m^-2/1.602177*10^-19C≈1.14*10^9e/m^2（5）

式（5）中，H为地球磁场强度，Ve为地球轨道切向速度，N

e

为地球表面电荷密度。我们计

算得到地球表面的电荷密度大约为：1.82637372*10^-10C.m^-2，相当于每平方米含有10^9

个电子，这些电子是不能被抽真空的方法除掉的，它们是地球真空物质的重要组成部分。地

球表面电子密度的计算结果，初步证实爱因斯坦的猜测[24]：“场载体看来是物质，而不是空

间。这就暗示了场的载体具有速度……”。运动着的真空电子既是电磁波（包括光波）传播

载体，也对光子运动产生阻力。由于光子属于可见的一段电磁波，无论光子的发射速度多大，

到达地球表面之后，都要与地球磁场物质发生作用，通过能量交换方式，损失其原来动能，

直到速度减低到c，并且变成地球磁场物质的组成部分，随着地球电磁场一起脉动，这就是

光速c不变、与光源速度无关的物理原因。

11，宏观和微观运动规律的统一性，神秘的273

下面所给出的物理常数[25]都是一目了然的数据，都与地球轨道切向速度存在某些神秘

联系。

（1）地球上的绝对温度（水的冰点0℃）T=273.150K。

（2）水的三相点温度T

w

=273.160K。

（3）宇宙背景辐射温度=2.73K。

（4）太阳表面重力加速度=2.74*10^4cm.s^-2[7]。

（5），地球磁场的脉动速度：c=299792458(m/s)^2=1000m/km（2*273.766532835km/s）^2，

它也是光子在地球表面上的传播速度，由于光子是一段特殊频率的电磁波，所以光子在地球

表面上的传播速度自然等于地球电磁场的脉动速度。很显然，这里涉及到量纲换算问题，乘

方和开方是偶偶函数进位，属于非连续函数计算，m和km是1000进位，属于奇偶函数进

位。究竟在什么时候进行量纲换算？是一个小的难题。不同层次的量纲换算，必须考虑实际

物理意义，否则会出现，差之毫厘，谬误千里。科学常识告诉我们，用大尺子量小物体是量

不准的，用小尺子量大物体也同样量不准，即多次测量误差累积起来可以超过小量具本身许

多倍。

（6）电导率k

e

=1/(4πε

0

)=8.987551798*10^9[N.m^2.C^-2]

≈[(2*273.766532835)^4/10][N.m^2.C^-2=kg.m.s^-2.m.A^-2.s^-2.]。

（7）单位电量（1C库仑）=2.99792458*10^9(CGSE)=c/10=[1000*(2*273.76653284)^2/10]。

（8）玻尔兹曼常数k=1.380552(44)*[10^-23J.K^-1]≈2.7376653284/2*[10^-23J.K^-1]。

（9）零点能的理论值是273.766532835K：人们曾经认为，在绝对零度的温度下，任何物质

停止热运动。然而，科学实验表明，人们无法得到绝对零度。并且发现，在接近绝对零度环

境中，微观粒子仍然存在热运动。于是人们把这种在绝对零度条件下促使微观粒子热运动的

能量定义为零点能。虽然物理实验从来没有达到过绝对零度，但是在实验曲线的延长线上找

到一个近似理想气体的绝对零度273.15K。那么，绝对零度时的微观粒子热运动能是从那里

来的？把地球的真实轨道速度研究清楚之后，使我们认识到，存在于地球实验室中的微观粒

子，如果企图静止下来，那么，跟随地球运动的粒子就会撞击它，使它热运动。可见，所谓

零点能，其实就是地球的惯性运动能。实验室获得的绝对零度仅仅是真实气体的实验近似值，

理论值应该是273.766532835K。

上述一系列事实反映了宏观和微观运动规律的统一性，这种统一性都来源于地球的真实

轨道速度273.766532835这个数字，包括光速c=299792458都与它有神秘关系。在地球上，

任何实验物理常数的测定都受地球真实运动状态的影响，许多物理常数都是地球运动状态的

函数，它们之间的联系纽带是273.766532835，而不是299792458。

11，结束语

通过上述计算和分析，我们可以得到如下新认识：

（1），通过太阳和地球关系分析和计算，获得了如下新结果：地球的轨道速度精确值为

273.766532835km/s；太阳轨道速度的精确值为243.980642520km/s。我们确信这个太阳轨道

速度能够得到天文观测的证实。

（2），光速c是地球表面上的特殊常数速度。如果把地球的惯性速度定义为地球轨道

的切向速度和法向速度之合，那么光速c的数字与地球轨道惯性速度的平方数字相等，量

纲不同。如果采用加速度量纲描述光速c，那么，落向地面的太阳光子就与自由落体有许

多类似情况，不同的是，太阳光子是减速落到地球上的。在没有足够的加速条件下，地球上

的光速c不变，仍然是相对真理。

我们发现了光速c与地球轨道速度之间的神秘关系。这个关系提示我们：20世纪初报道

的光速c不变现象和20世纪末报道的超光速c现象都是客观事实。需要改变的不是事实本身，

而是人们的思维方式。人类对自然法则的全面认识需要有一个过程。许多相对性真理中包含

有相当程度的缺陷，是难免的。因此，对相对性真理的评价和应用，需要点宽容性和灵活性。

肯定一切和否定一切都不符合认识规律；保留相对真理的合理成分，回避相对真理的缺陷和

不足，是发展相对真理的自然途径。1954年，爱因斯坦[26]在对自己“毕生工作的重要总结”

中说：“我认为非常有可能，物理学不是建立在场的概念上，即不是建立在连续体上的。如

果是这样，那么，我的全部空中楼阁–包括引力理论在内–甚至其他现代物理学也一样，

都将荡然无存”。1975年，Dirac在题为“物理学的方向”的演讲中甚至认为“量子力学的

基础还没有真正建立起来[27]”。爱因斯坦和Dirac，他们两位对自己的态度是科学的，反映了

人类认识自然法则过程的艰难性，值得我们借鉴。自从人类进入太空，人类就开始进入到基

础理论革命时期。现在所有物理常数都是在同一个参照系–地球表面上进行测定的。地球

并不是直线、匀速运动的惯性体系。离开地球环境之后，许多物理常数都要碰到被重新检验

的问题。虽然，爱因斯坦一生强调因果律，但是，他在迈克尔逊--莫雷实验结果的因果关系

还不清楚情况下，就把光速c不变的相对性真理当成绝对不变的公理，并且为之奋斗一生，

消磨了他的许多宝贵精力。尽管如此，由于相对性原理的普遍性，爱因斯坦在创立相对论过

程中所提出的许多学术见解具有相对真理性。爱因斯坦为人类最终、全面地认识自然法则做

出了不可磨灭的贡献。相对论和量子论都是相对性科学真理，它们都是既有合理成分，又都

存在缺陷，都需要改进和发展。将来的相对论和量子论是统一的自然科学理论，公开争论有

利于促进两个理论的统一。（2006-06-10，修改稿）

第一作者简介：焦克芳，男，1937年生。军事医学科学院自然科学理论课题组，博士生

导师。现在从事生命起源和物质起源研究。联系方法，电子邮箱：jiaokf@

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