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真空光速不变性原理与相对性原理的关系

在相对论中，狭义相对性原理是大前提，而真空光速不变原理是小前提.在狭义相对性原理的前提下，所有惯性系之间的时空变换只有两个解：一是伽利略变换；二是具有公共正值的hh-洛伦兹变换.至此，真空光速不变原理在相对论中的作用已十分清楚，它仅是能够把这些变换群中的某个群分离出来，与相对性原理相协调、但与伽利略变换群不协调，并且它还具有定量性质的一种现象."能量具有质量"这句话与伽利略变换群不协调，决定了同时性的相对性，但不具有定量的性质，因而它只决定了所有惯性系之间必定是以公共正值的hh-洛伦兹变换相联系.相对论早期用相对论质增或是质能公式、或是速度最大定理取代真空光速不变原理来建立洛伦兹变换的文献很多，爱因斯坦光速恒定原理：在“静止”坐标系统中，光线无论从静止物体还是从运动物体上发射出来，都以确定的速度ｃ运动.

这条原理是我们认识自然界的基础，由光速恒定原理，我们将推导出洛仑兹变换，而“相对性原理”则是光速恒定原理的自然推论.通常认为相对论具有两条基本原理，这是不正确的.关于这个问题我国著名数学家华罗庚教授早就指出：“1946年作者研究矩阵几何学时，用了一个方法，这方法可以用来处理ｎ维球空间的基本定理，也就是用球相切性可以推出球几何学的基本定理，也就是不必用变换的解析性，甚至连续性，就可以推导出其变换群是球几何学的Ｌie群，Ｌoguerre群.这儿只讲三维空间的球几何学，其原因是一方面比较具体，易于接受，另一方面企图使这一成果能为一些物理工作者注意.实质上三维的球几何学就是狭义相对论的另一表达方式，而这点往往未被认识.例如1961年，Ｂ•Ａ•ΦΟＫ写的《Теория　просем　рансмва，временаи　теромения》一书（有中译本，1965年，科学出版社），书中仍旧用的是Ｒｉｅｍａｈｎ几何、解析群论的老路子，而中、英、德等文的译本中也都未注意到这一点，而加以应有的注记.

对狭义相对论来说，原有两个假设：（Ａ）、相对性原理中要求匀速直线运动还是匀速直线运动.（Ｂ）、真空光速不变原理是假设光以常速ｃ作直线运动.

我们现在的处理方法是有了真空光速不变原理，就可以推出Ｌｏｒｅｎｔｚ群了，就是相对性原理中要求匀速直线运动还是匀速直线运动是推论而不是假设.这给我们提供了方便，如果要验证或推翻上述两点，只要用实验来检验真空光速不变性就够了”.^【1】　

参考文献：

【1】华罗庚，《从单位圆谈起》，第103页，科学出版社，1977年.