32. 光速是宇宙特性

侯工

什么是矢量？一般人認(rèn)為，有大小和方向的量稱為矢量。在坐標(biāo)系里，一個(gè)矢量可以分解成三個(gè)互相垂直的分量，這三個(gè)分量就是以這個(gè)矢量為對(duì)角線的立方體的三條邊，方向分別對(duì)應(yīng)于坐標(biāo)系的三條軸。如果矢量某條軸的分量為0，那么這個(gè)矢量就成為長(zhǎng)方形的對(duì)角線。如果矢量有兩條軸的分量都為0，那么這個(gè)矢量變成了平行于某條軸的一條直線。

按照地球思維，方向無(wú)非是上下左右前后，這些概念都是有參照物的。由于宇宙是唯一的，對(duì)于宇宙球面來(lái)說，唯一參照只有一個(gè)原點(diǎn)。所以上下左右前后是地球思維，并不適合宇宙。

在宇宙里沒有絕對(duì)的平面，宇宙只有球面。宇宙也沒有絕對(duì)的直線，宇宙只有曲線。光速不是地球思維里的數(shù)量，不能用地球思維來(lái)下定義，所以，光速是不是矢量就是個(gè)偽命題。

什么是標(biāo)量？一般人認(rèn)為，標(biāo)量指在坐標(biāo)變換下保持不變的物理量。用通俗的說法，標(biāo)量是只有大小，沒有方向的量。按照地球思維，標(biāo)量可以進(jìn)行四則運(yùn)算，如長(zhǎng)度是標(biāo)量，一米加二米等于三米，一般速度當(dāng)速率時(shí)也是標(biāo)量，也可以加減。但是光速不能進(jìn)行四則運(yùn)算，任何速度加減光速仍然等于光速，M-M實(shí)驗(yàn)證明光各向同速，而且與系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，即無(wú)論觀測(cè)者與光源之間作什么運(yùn)動(dòng)，所測(cè)到的光速不變。

船在河里順流航行，船的速度要加上水流的速度。這里的速度是速率，是標(biāo)量，可以相加這叫做伽利略變換。但是，伽利略變換不適用于光的傳播。船上燈光傳播的速度，加上船和水流的速度，仍然等于光的速度。因?yàn)榇乃俣鹊膮⒄瘴锸呛影?，而光速的參照物是宇宙原點(diǎn)，與船、河岸無(wú)關(guān)。雖然光速在不同參照系里數(shù)值不變，似乎是個(gè)標(biāo)量，但是，光速是宇宙的特性，不是一般的數(shù)量，所以光速不是標(biāo)量。

什么是常數(shù)？常數(shù)是指固定不變的數(shù)值。如圓的周長(zhǎng)和直徑的比π﹑普朗克常數(shù)h等。π可以用來(lái)計(jì)算圓周、圓面積等，普朗克常數(shù)可以用來(lái)做函數(shù)的系數(shù)，如Ek=hv(能量與頻率成正比)。然而，光速雖然不變，但是不可以參加運(yùn)算，也不可以做函數(shù)的系數(shù)。因?yàn)楣馑儆刑囟ǖ暮x，它表示宇宙的徑向速度，是宇宙特性，所以不是一般的常數(shù)。

概而言之，光速不是矢量，不是標(biāo)量，也不是常數(shù)，甚至不是一般的數(shù)。光速代表宇宙的本速，是宇宙的特性。