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為什麼「光速不變」只有結果,沒有原因?(邏輯爆棚)

       轉自知乎:https://www.zhihu.com/question/31339771
 

       很簡單的道理,你要解釋一個東西,顯然需要依賴於另一些東西。比如你解釋一個詞,需要用其他詞語或者一些動作啊,聲音啊什麼去解釋它。物理規律也是如此,要解釋一個東西,需要依賴其它的一些規律。
       但是有個問題出現了,我不可能總是能用一個東西去解釋另一個東西。因為理論是有限的,如果所有的規律都能用其他規律解釋,那麼必然會出現迴圈論證。
       舉一個最簡單的例子。一套理論,總共有3條規律:ABC。你可以說,若B成立,A成立。然後因為C成立,所以B成立,所以A成立。但是為何C成立呢?此時顯然你不能使用A或B去解釋C。怎麼辦?法一:你預設C是對的。法二:再尋找該套理論之外的規律DEF……去解釋C
       但是已知理論始終是有限的,法二不可能一直重複下去,這時候只能採取法一。所以你會發現理論體系裡總是有幾條規律是無法用其它規律解釋的,這樣的幾條規律就叫做原理。原理是整個理論體系的基礎,所有的規律最終都可以用原理來解釋。


       光速不變就是愛因斯坦狹義相對論的一條原理。狹義相對論中所有的規律都是基於光速不變原理和相對性原理這兩條原理而來。原理不可再被解釋,只能假設成立,然後用實驗驗證,如果它符合事實,那麼理論成立,不符合事實,理論被證偽。
       同時呢,原理也是可以選擇的,比如之前的那個簡單例子,我也可以把B作為基礎,假設B是對的,所以AC成立。
       有人提到光速不變可以從洛倫茲變換推匯出來。這實際上就是用洛倫茲變換代替光速不變原理作為一條新的原理。此時光速不變不是原理,它可以由洛倫茲變換這個原理推導而得。
       最後,原理也不是永遠無法解釋,但這些解釋一定來源於這個原理所適用的理論之外。在牛頓理論中,牛頓三定律就是原理。但是相對論一出,牛頓定律自然而然可以由相對論的極限形式得到,這時候牛頓三定律就可以由牛頓體系之外的東西解釋,不再是整個物理體系的原理。
       要是題主哪天發現光速不變原理可以由現今物理體系之外的一些更深層次的原理來解釋,那麼,恭喜,諾獎在向你招手。