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伽利略相对性原理
1、伽利略相对性原理的诞生
哥白尼的日心说，否定了亚里斯多德的地心说这是天文史上一大进步。但受到保守势力极力反对他，提出了很多质疑——既然我们地球环绕太阳运动、自转，我们为什么没有被甩出地球？为此，伽利略提出了一个观点：在任意系统内部没有任何观察和实验能证明这个系统是处在静止状态还是处于匀速直线运动状态。这一观点后来被称为伽利略相对性原理。
2、伽利略相对性原理分析
伽利略是用一条匀速运动的大船，来阐述为什么我们并没有感知到地球的自转、公转的存在。
我认为，一方面，伽利略并没有解释上面提到质疑问题。我们今天知道，地球自转的离心力确实存在，它直接造成了重力加速度在赤道地区的减小。在地质板块的移动中，这一离心力的作用，造成了南、北半球板块的向赤道方向的运动。我们没有被地球的旋转甩出地球，主要是这一离心力小于我们受到的重力。
另一方面，我们前面分析过，在伽利略的大船上放置一个带电物体，和一个灵敏度很高的小磁鍼，当船做匀速直线运动时，就会由于带电体产生磁场而使小磁鍼发生偏转。尤其在这艘船突然停下来时，我们会见到这个电荷撞击在障碍物上发出的辐射。复旦大学的朱永强等人在2009年做了一个运动电荷产生磁场的实验：让一个磁场检测仪同一个带电的电容板一同做匀速直线运动，结果是磁场检测仪检测出了相对于其静止的电荷的磁场。这就证明了上述分析的正确性。
尤其是，由回旋加速器中粒子的品质的变化可知，当船以极高的速度运动时，会由于品质的增加而感知到所扔的物体的品质增加了。
感应场是一种物质存在，观察者静止时运动电荷有磁场，观察者与其同步运动就没有了。这还是唯物论吗？与运动电荷同步运动的观察者，怎样解释旁边小磁鍼的偏转？！在撞上障碍物而停下来时，同步运动的观察著怎样解释其看到电荷所产生的光辐射。
这里涉及到一个问题，那就是静止在运动的惯性系中的电荷是否拥有感应电磁场的问题。这一问题同广义相对论中伴随升降机一同下落的升降机中的电荷是否有辐射产生是一样的，这一问题是广义相对论是否正确的一个判别标准至今没有解决。
其实，这是一个很简单的问题，只是对爱因斯坦的理论迷信，禁锢了我们的思维。我们举两个简单的事实就会明白其中的问题。
A、把品质是m1、m2的两个物体绑在一起，使其以同样的速度v运动。这时，我们说两者拥有的动能、动量是：
Ek=（m1+m2）v2/2=m1v2/2+m2v2/2=Ek1+Ek2
P=（m1+m2）v=m1v+m2v=P1+P2
也就是说，体系的能量、动量是两者的动能、动量之和；
完全一样地。
B、把电荷是q1、q2的两个物体绑在一起，使其以同样的速度v运动。这时，由电磁理论可知，此时两者拥有的感应磁场是：
B=μ0(q1+q2)v/4πr2
是两个电荷单独运动时拥有的感应磁场的叠加，即：
B=μ0(q1+q2)v/4πr2=μ0q1+v/4πr2+μ0q2v/4πr2
即有：B=B1+B2
也就是说，无论以两个物体、电荷中的任何一个为参照物，另一个物体、电荷都处于静止状态，但是他们都同样拥有与运动速度一一对应的动能、动量和感应电磁场。
其实，任何一个物体都可以分为无数的小的单独的彼此处于静止状态的个体，因此，动能、动量、感应场都是每一个独立个体的动能、动量、感应场的叠加。
还有导线中的电流强度，是所有电荷产生的电流之和等。
一个典型的事例就是，同向等速运动的电荷之间虽然处于相对静止状态。但是，彼此之间存在洛伦兹力相互作用。而不是相对静止而不拥有磁场。
这样我们就证明了前面关于在运动的船上的电荷拥有磁场，会使旁边的小磁鍼产生偏转的观点的正确性。也证明了伴随升降机一同下落的电荷会有感应电磁场的产生，从而否定了广义相对论的等效性原理。困惑了关于伴随升降机一同下落的电荷会不会有辐射的产生的争论——在加速下落的升降机中的带电体拥有感应电磁场，借此可知升降机在运动，而不是处于静止的引力场中。但是，在此加速下落的过程中不会有辐射产生。只有撞击地面停止下来后才会有辐射的产生。
3、伽利略相对性原理小结。
爱因斯坦的相对论给人们带来的冲击，明显体现在对时间和空间的认识的变化，这一点使很人感觉不爽。牛顿意义下的时间是绝对的，总是不以人的意识为转移而绝对均匀地流逝，而空间的大小也是与运动无关的。而在相对论中时间和空间、物体运动的速度、品质、动量、能量等我们熟知的物理量都不再具有牛顿意义下的绝对性。而是与观测者的运动情况而变化的。并且实验发现运动电荷在回旋加速器中运动时，品质确实随运动速度的增加而增大，这是为什么哪？
关于运动物体的品质、能量随运动速度的变化而变化，在我随后要出的书籍“NEUT”中将有解释，而此事实的存在，正体现了运动的绝对性。这实际上体现的是伽利略的相对性原理的成立是有条件的，一个运动的物体会具有动能与动量，具有辐射能量或做功的能力。因此，一个运动的物体与静止的物体是有区别的，并且这种区别是能被实验检测出来的。在伽利略时代我们做不到这一点，现在则是可以的。
我们分析如在下：
在伽利略的相对性原理中，描述了一艘在水面上匀速运动的大船，船上有我们生活中的一切、飞行的苍蝇、滴水的水管，水管下接水的水桶等，在其中生活的人不会发现自己在运动。这实际上是不可能的。我们可以通过如下的假想实验，证明船是否在运动以及运动速度的大小：在这艘匀速运动的船中放置两个品质相等、电荷量相等的同种电荷小球于光滑的桌面上，两者由可测相互作用力的弹簧秤隔开。由于运动的存在，任何一个小球都会产生磁场，其磁场强度由比奥——萨伐尔定律决定。这两个小球之间就会产生磁场相互作用而使弹簧的读数发生变化，同时在其近旁放置的小磁鍼就会在电荷的磁场的作用下发生偏转。进一步讲，如有必要的话，我们可以经过计算找到小磁鍼的偏转角度与船运动速度的大小之间的关系，从而在小磁鍼的旁边放置一个表示运动速度大小的圆盘，这样就可以有效磁鍼的指向直接读出船运动的速度的大小。
在此我们不难看出，粒子、物体的运动具有绝对性。
尤其是在航太站中做这一实验更明显，这是因为这里的运动速度很大。通过弹簧秤的读数或小磁鍼指向的变化，就可以推知这条大船是否在运动以及运动速度的大小：
一个运动的荷电粒子由于电磁转化的存在，总是伴有与其运动速度一一对应的感应电磁场存在的，不同的运动速度其具有的感应电磁场的强度是不同的。这样在粒子的运动速度与其具有的感应电磁场之间就有了一个一一对应关系，在经典电磁学里这一对应关系就是毕奥-萨伐尔定律：B=μoqv×r/4πr3(这里的×代表向量运算的差积，而此处的B、v、r为向量形式)。这样看来，由荷电粒子的感应电磁场的强度就可以定出其运动速度的绝对值的大小。因此，伽利略相对性原理所描述的，在一个匀速运动的参照系中没有任何方法证明该体系是否在运动就不再成立了，我们可以用荷电粒子是否拥有感应电磁场，来证明其所在的体系是否在运动；用该荷电粒子拥有的感应电磁场的强度来确定该体系运动的速度的大小。而且我们还可以定义这样一个绝对静止参考系：在一个参考系内放一个荷电粒子，然后改变该体系的运动速度---速度的大小与方向，使荷电粒子的感应电磁场强度为零，这时荷电粒子所在的参照系就可以称得上是一个绝对静止的惯性系了。
由上面的分析可知，伽利略的相对性原理是不成立的。我们是有办法来确定一个参照系是否在运动及运动速度的大小的。爱因斯坦坚信的，没有绝对的运动与没有绝对的静止的观点是不成立的。好在爱因斯坦在推导狭义相对论的时候，把伽利略相对性原理改为一切物理规律，在不同的惯性中具有不变的形式。这句话是成立的。
这个相对性原理与伽利略的相对性原理不同。
对于带电粒子可从其产生的磁场强度可确定其运动速度的大小，从而能确定粒子/物体运动的绝对性。在相对论中出现的S系与S'系的运动的相对性是不存在的。我们让一个电荷振动，则它就会产生无线电波发射——如无线电信号的产生，相反，电荷不动而观测者同频率振动，则电荷就不会发射光子，运动不具有绝对性吗？！
假想让伽利略和爱因斯坦各拿着一个带点小球，现在让爱因斯坦以极高的频率跳动，则他会产生电磁辐射，伽利略不会，但按照相对论爱因斯坦以自己为参照物则会认为，他没有产生电磁辐射，而伽利略在跳动时伽利略在产生电磁辐射，那么旁边的观测者实际接收到的辐射从那来哪？假设爱因斯坦先生跳动的频率很高，其手中的电荷能发出可见光，则这时伽利略、爱因斯坦和旁边的观察者很容易观察到是爱因斯坦在发光，伽利略和爱因斯坦怎样解释这一现象？
在静止的实验室的桌面上，有品质相等的甲乙两个小球，甲乙带等量的电荷，甲高速向乙运动，实验员会发现，甲拥有感应电磁场，而乙没有。当加上磁场后，甲开始做回旋运动并从桌面上落到地上，这时甲怎么看待这一问题，他认为是乙在向之运动。但怎么解释落到地上的是自己？还有当其与乙相撞时，会发出辐射，这时辐射运动的方向与其运动的方向一致，这体现了辐射不是乙发出的。他怎么解释辐射来源于自己而不是乙。还有按相对论运动起来后其品质增加，因此，甲的品质会大于乙的品质，甲认为乙在运动，因此，自己的品质小于乙的品质，按碰撞理论，碰撞后自己会改变运动方向，而乙按自己的运动方向运动。但碰撞后我们发现，由于甲在运动其品质大于乙的品质，所以碰撞后两者同向运动，甲没有改变运动方向。甲怎样解释这一事实？
S系与S'系的运动的相对性看上去成立，实际上从物理量的变化上是不对的。让不相信运动具有绝对性的人放在高速运动的甲车上，手边放一个制动闸，相信运动具有绝对性的人坐在静止的乙车上，手边也放一个制动闸。当两者相遇后，按相对论两者都认为是对方在运动，为了防止相互撞击都紧急刹闸------这时受到伤害是谁？
下车后问问受害者运动具有相对性还是具有具有绝对性。
可见，在地球这个参照系内，物理意义下的静止与运动都具有绝对性。
其实，我们让一个电荷以速度v运动可以产生一定强度的磁场B，之后，我们让n个电荷以同样的速度v运动，这时，我们得到的磁场的强度是nB，这是我们熟知的常识。但这时，不同的电荷之间是处于静止状态的。
在相对论中否定了绝对的时间和绝对的空间，否定了绝对的运动。这是不正确的。这是因为按相对论一个相对于电荷运动观测者，其观测到的电荷的力场会发生变化，而再按照法拉第理论这样变化的电磁场会产生辐射，但一个震动的物体并没有引发环境中静止的电荷产生辐射，这充分说明运动与静止具有绝对性。
我们前面分析过让一个电荷相对于我们震动，则会产生电磁辐射。我们正是借助于这一过程产生无线电辐射，从而产生电视信号的。但是电荷不动而让一个观测者以同样的频率振动则不会产生辐射，如在我们身边存在声波，则站在震动面上的细菌以自己为参照物则会发现周围的电荷在同频振动，但我们不能因此观测到电荷的辐射的存在。若声波的震动能引发电荷同步振动而产生辐射，就不用再通过电磁感应使声波信号转化为电磁信号的发射器了，我们只需要接受装置——收音机、电视机等就可以了，而此不是事实。还有，一个高速运动的电荷拥有磁场——能在我们身边的磁场中改变运动的方向；若运动只具有相对的意义而不具有绝对性，则在这个运动的电荷看来，静止在我们身边的电荷在运动而其处于静止状态，则在他看来，我们身边的处于静止状态的电荷应该在我们身边的磁场中发生运动状态的变化，这是事实吗？
为了产生足够强大的辐射功率，我们采用强电流的方法——更多的电荷参与辐射的产生，这会消耗很多的能量。若运动具有相对性，则我们让大的带电体不动，而让一个小的中性粒子振动。则在这一小品质的电荷的看来，实际震荡的是这一大的带电体，自己静止不动，辐射是由大的带电体产生的。我们能通过这一途径产生足够大的辐射功率吗？
若这是成立的，则能很好地解决人们对电能的需求：让一个足够大的发电机组静止，在旁边让一个品质接近零的粒子高速旋转，在这个品质很小的粒子看来，这时是发电机组在高速旋转，因此，这时发电机组会产生足够大的感应电流，从而输出极大的电能供全球的人类使用。这可能吗？
这些都与能量守恒、动量守恒相矛盾。
由上面的分析可知，相对性原理是有问题的，运动的相对性只有视觉效应，不具有确切的物理意义。我们是有办法来确定一个参照系是否在运动及运动速度的大小的。爱因斯坦坚信的，没有绝对的运动与没有绝对的静止的观点是不成立的。在惯性参照系中，一切物理规律（其实化学规律等亦然），拥有不变的形式是对的。但运动具有相对性就不再具有实际的物理意义了。
我真看不出运动速度的视觉上的相对性，与一切物理规律在不同的惯性系中拥有相同的形式之间有什么必然的联系。
说物理定律的不同的惯性系中拥有不变的形式这是对的，但若否定时间与空间的绝对性，否定运动与静止的绝对性，那就是错误的了。爱因斯坦在相对论中把这两个内容混在了一起。
这一点在当年的牛顿的水桶试验中得到充分的解释。当水桶不动，水在水桶内旋转时，由于离心力的作用使水沿水桶的边缘上升，造成水的中心区域凹陷，边缘隆起的形状；相反，当水不动而让水桶旋转时，则水的形状没有发生任何变化仍然处于水准形状。这体现了绝对运动的存在。当然，从能量的角度更能很好地说明。在水桶不动而让水旋转时，我们是对水做了功，使其动能增加而运动起来从而产生离心力，没有对水桶做功，所以水桶没有运动起来；而水不动让水桶旋转时，我们是对水桶做功使其动能增加而运动起来，由于水没有动所以不能产生离心力而水面保持水准状态不变。
两个完全一样的汽车，甲车静止在圆弧形的路面上，乙车从对面开来运动到桥上，桥上有称量重量的秤。这时，按现有的理论，由于运动具有相对性，因此，甲车认为乙车在运动；乙车则认为甲车在运动。但从效果上看，秤却给出了绝对的运动者。这是因为，甲车静止在桥面上，其对桥面的压力等于其自身的重量；相反，由于乙车的运动产生了离心力，因此，其对路面的压力小于其自身的重量。这样，桥上的秤的读数确定了运动的绝对性。
从上边的分析我们概括如下：伽利略用大船描述的相对性原理是错误的，但是，伽利略变换以及由此产生的速度叠加原理是正确的；爱因斯坦的物理规律在所有参考系中、具有普适性的观点是正确的。这符合我的《动体物理学》动态原理，但是洛伦兹变换是错误的，不同参考系之间方程变换的协变性是没有必要的。
在这里需要说明的是：物理规律可以在任意参考系中成立，与这一参考系是否可作为绝对静止参考系不是一个概念，也与物理规律是否拥有不变的形式不是一个概念。物理规律在任意参考系中都是成立的，但是，在处于热平衡状态的参考系中，物理规律拥有相同的形式，而在处于非热平衡状态的参考系中，物理规律拥有的形式就需要改变一下。例如，在处于热平衡状态的参考系中，库仑定律拥有相同的形式；而处于非热平衡状态的参考系中，由于介质的介电常数、介质中的光速等沿运动方向发生了变化，因此，库仑定律中的ε不再具有各向同性，需要加入与方向、速度、力场强度、温度等有关的系数，即：ε=ε（θ、v、E、B、G、T）其拥有的形式变为：F=q1q2/4πε（θ、v、E、B、G、T）。尤其是处于加减速运动状态、外力场存在时,此时速度v、电场E、磁场B、万有引力场G等还是时间、空间的函数。
也就是说，参考系不是热力学平衡态的系统，所有的物理量如速度、加速度等，需要按照相对于处于热力学平衡态系统的物理量数值进行修正。但物理规律本身仍然成立。这时，这个处于热平衡状态的系统起到静止参考系的作用。
前面我们分析过，在超音速客机上由于其上的空气处于近似的热平衡状态，因此，空气等介质传递声音的速度、传播光的速度具有各向同性。与飞机的运动方向、速度的大小无关。因此，飞机的超音速的运动没有影响我们的交谈。更没有出现由于声音的速度小于飞机的运动速度，使坐在后边的乘客说话的声音无法传到前边乘客的现象。
这一点突出地体现在如下的事实中：在远大于音速的空间站上的宇航员，仍能用语言交谈而没有因为空间站的高速（7.9km/s）运动而发生变化。在空间站上的宇航员的实验表明，在力学定律在那里是完全成立的。
爱因斯坦在其《物理学的进化》中指出：“假设力学定律在一个参考系中是成立的，那么在任何一个相对于其做匀速直线运动的参考系中也是成立的。若两个参考系相互做变速运动，则力学定律在两个参考系中不是等效的。”就相对性原理而言，爱因斯坦认为如果相对性原理不正确，我们就应该发现地球运动的方向性，会在我们熟知的自然定律中体现出来。即物理定律应该具有与地球自转方向的相关性，但事实是，我们从来没有观测到物理定律的这种空间各向异性。其实，按我们的理论，这是因为我们实验室中的各种介质处于近似热平衡状态（在实验室范围内重力场影响很弱），因此，没有发现物理定律的这种空间各向异性。而当介质处于非热力学平衡状态时，这种物理定律的各向异性就会体现出来。在菲索实验中，光速沿运动的方向增加，沿反方向减小就证明了这一点。
这实际上体现的就是我们前面分析过的，介质的状态决定物理规律的存在形式：介质处于热平衡状态时，物理规律具有各向同性：库伦定律、光速、声速等与其匀速直线运动状态无关；介质处于非热平衡状态时，物理规律不具有各向同性：库伦定律、麦克斯韦方程组、光速、声速等与其匀速直线运动状态有关。
物理规律是客观世界中物质运动的描述，其具有的普适性是客观的，但与在不同参考系之间变换需要是否满足协变性没有关系。
伽利略的相对性原理，是一种掩耳盗铃的解释。物理规律在某一参考系中能否成立，与是否存在某种机制检测到这一参考系的运动没有关系。我们乐意通过带电粒子的感应磁场可以判断伽利略船是否在运动，但这丝毫没有影响物理规律在这样的参考系中的普适性。相反，我们的牛顿定律、毕奥-萨伐尔定律等经典物理知识几乎都是在这样的环境下发现的，而不是杜撰出来的。是实验的结果，是不容置疑的。
一个热力学体系，由于一方面，粒子间存在自发的、永不停息的碰撞；另一方面，与所在的容器壁发生碰撞而逐渐改变其拥有的能量。因此，在这种频繁的、永不停息的碰撞过程中，不断自发调整著粒子相对于容器壁的能量分布。在有外力场等因素的作用时，会在这一方向发生能量的转移、转化——热传递的产生、热能与其他形式能得转化、隧道效应的产生等；而在没有外在的力场存在时，体系会进入到一种平衡状态。这时，系统内的粒子的能量的分布满足确定的统计规律。由于这一过程是不断与容器壁发生相互作用产生的。因此，体系内的粒子的运动速度相对于这个体系而言具有绝对的数值，这样的体系，可以作为标准静止参考系。
这样体系中粒子运动的速度、动量、能量是相对于这个体系而言的，是具有绝对的意义的。而此是通过自发的、永不停息的、无序碰撞趋于满足具体的统计规律过程实现的。
任何一个体系，只要不存在外在的力场，或外在的力场较弱时，相应的物理规律具有不变的形式。在有外在的力场存在，当体系进入近似的热平衡状态时，这样的体系仍可以近似作为绝对静止参考系。
前面分析过，我们的地球就是这样一个体系。
值得指出的是，上千年间，我们人类积累的知识体系：实验定律及在此基础上提出的假设、公理、原理及定理等，都是在以地球为参照物的实验室中发现或得到验证的。我们没有发现与地球的自转、公转相关性，就证明了这一点。
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