c+v和c-v不是伽利略变换?

一个与相对论有关的最常见误解,是认为c+v和c-v不是伽利略变换。

我们在小学做相遇问题和追及问题的时候,就利用了速度的加减。尽管我们当时还没学习物理,但这分明就是相对速度的概念。 作为一个伟大的科学家,伽利略的贡献绝不是仅仅提出了一个连小学生都能轻松明白的速度加减公式。(事实上,我怀疑伽利略速度变换公式的提出者并不是伽利略本人) 伽利略在相对运动上的贡献,并不是指出了相对运动的存在(因为我们都知道),而是否定了绝对静止的存在。因此牛顿系统下的速度变换才以他的名字命名。 在牛顿系统中,任何速度的加减,不管是在直线上还是在曲线上,不管是简单的代数加减还是向量加减, 不管是在惯性系中还是在非惯性系中,都是伽利略变换。

在牛顿系统中,所有关于速度的运算都基于这些定义与假定:均匀的时间(t1+t2=t3),均匀的空间(d1+d2=d3),和速度定义(v=d/t)。 并且,距离和时间不受任何参照系的影响。 离开这些定义和假定,速度加减就没有意义。所以在牛顿系统下,只有一个速度加减规则。

基于同样的道理,在相对论系统中,速度加减规则也是唯一的。因为它也是由这些定义和假定决定的: 相对的时间(t1 * t2 = t3), 相对的空间(d1 # d2 = d3),和速度定义(v = d / t)。 这里的 * 和 # 代表的是相对论下的时间加法和空间加法,因为距离和时间是受到参照系影响的。 因为所有关于速度的推导都基于同样的定义和假定,所以相对论下的速度变换公式也只能是唯一的。

因为牛顿系统和相对论下的时间和空间定义和假定不同,它们的速度变换规则自然也不同。如果把这两个速度变换混和使用,就啥都不是了。