论光的出生速度与传播速度
Lintao Liu（柳林涛）创新精密测量科学与技术研究院
摘要
本文提出并明确区分了两个长期在物理学中被混淆的概念：光的出生速度与光的传播速度。现有所有关于“光速不变”的实验和技术标准，本质上都仅仅验证和依赖于光的出生速度这一局域常数，而非光在空间中传播过程中的真实速度分布。我们指出，这一概念区分使得狭义相对论（SR）的公理层与迦场理论（Jia-Field Theory）的传播机制自然衔接，澄清了实验解释中的关键盲点，也为未来直接探测迦场对光传播速度影响的一阶实验提供了理论基础。
1. 引言
自爱因斯坦 1905 年提出“光速在所有惯性系中相同”以来，光速 ( c ) 被视为自然界最基本的常数之一。无论是实验测量，还是计量体系、GPS 同步、原子钟频率标准，都以“光速不变”为核心假设。然而，一个被忽略了一个多世纪的事实是：现有的所有光速测量与光速依赖，实际上都局限在光的“出生瞬间”——而非其在空间传播过程中的行为。这导致“光速 everywhere 恒定”成为一种未经实验直接验证的外推假设。
本文的核心思想是：
🌟 光的出生速度在任意参考系与局域引力势下是恒定的；但光在空间中的传播速度可以因迦场（加速度场）的分布而发生一阶变化。
这种区分不仅与 SR 完全兼容，而且使 Shapiro 时延、引力红移、卫星钟频率差等现象获得更直接的波动物理解释，并指出了传统实验的局限性。
2. 光的出生速度：公理层的常数
我们定义：
光的出生速度，是指光波在发射点（源所在局域参考系）诞生的那一瞬间，其相速度。
实验事实表明：
无论源是否运动，出生速度在各个惯性系中一致（SR 公设）；
在不同地球位置、不同方向，测得的光速恒定（地面局域实验）；
GPS、光学频率标准、长度计量等，全部依赖于局域出生速度这一常数。
这些实验都采用局域 + 双程的测量方式（如 Michelson–Morley、飞行时间法），天然只对出生速度敏感，而对传播过程中的速度场变化“盲目”。
因此，SR 的“光速不变”公设，可以更准确地重述为：
🌟 “光的出生速度在各个惯性参考系下是一致的。”
这不仅贴近实验，也为理论扩展留出了传播层的自由度。
3. 光的传播速度：迦场决定的物理过程
当光在空间中传播时，其局域传播速度 v(r) 可能受迦场分布 g(r) 的影响而发生变化：
v(r) = c + δ v[g(r)] , (δv《 c)。
这一点在传统 GR 中通过“时空度规”处理（光速局域恒定，坐标速度变化）；而在迦场理论中，我们直接将其解释为真实波速场的空间分布变化，无需几何化。
传播过程遵循相位对齐原理：
∫ k(r)ds = ∫ωdt,
其中频率 (ω) 由出生时刻决定，而波数 k(r) = ω / v(r) 随迦场分布变化。这意味着：
光的频率由源确定；
波长和局域传播速度由空间结构决定；
传播过程的速度差异累积在相位与时间延迟上。
4. 现有实验的局限：只测出生，不测传播
4.1 双程结构抵消一阶效应
若去程速度 (c+δ c)，回程 (c-δ c)，双程时间：
T = L/(c+δ c) + L/(c-δ c)≈(2L/c )(1+(δ c)2/c2),
一阶效应完全抵消，剩余二阶量极小，难以探测。
4.2 单程测量的同步问题
单程光速测量需要 A、B 两地时钟同步；而 Einstein 同步本身预设光速对称，导致逻辑闭环。现有实验体系尚未实现独立的单程绝对测量。
4.3 技术标准的“出生速度锁定”
米的定义、时间同步、GPS、原子钟对比……全部建立在局域出生速度 c 的稳定性之上，而不涉及空间传播过程的真实速度分布。
5. 物理现象的重新解释
卫星钟频率变化：出生速度恒定，不同势区局域波长变化 → 频率差异 → 表现为“时间变慢”。
Shapiro 延迟：出生速度恒定，传播过程中 v(r) 变小 → 传播时间增加，一阶效应。
星光速度差异：不同路径穿越不同迦场 → v(r) 积分差异，但数值很小，地面难直接分辨。
引力红移：频率由势区出生波长决定，不需“时间本体伸缩”。
6. 实验前景：探测传播速度分布
为了首次直接探测光在迦场中的传播速度变化，一类新的实验方案成为可能：
跨高度/势差的单程光传播实验；
使用频率梳与独立原子钟对 A、B 端相位进行绝对比较；
或利用地面—高空/地下的单向链路，直接测 v(r) 分布。
这些实验有望首次触及一阶传播速度效应，这是现有光速测量从未进入的区域。
7. 结论
光的出生速度与传播速度的区分，标志着对“光速不变”这一公设的结构性重审：
出生速度 = 公理层的平等律（类似“人生而平等”）；
传播速度 = 空间物理结构的反映（迦场决定）。
现有实验与技术体系，完全建立在出生速度这一稳定锚点之上；空间传播速度的真实分布至今仍是实验空白区。迦场理论正是在这一区分之上，将波动、引力、时间延迟、频率差等现象统一进一个直观而自洽的框架之中。
致谢
感谢光速公设奠定的百年基础，也感谢迦场思想让我们重新认识“光”在宇宙中的真实传播。
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