根据狭义相对论的相对性原理,任何参照系都是等价的,所以地心说和日心说是没有区别的,只是观察事物的角度不同。
从数学的观点来看,地心说和日心说也确实是等价的。前者是圆的级数展开,后者是直观的椭圆轨迹,两者的差别只是表达的形式有所不同。
然而,从物理的观点来看,地心说与日心说则又是两个完全不同的理论。前者是唯象型理论,只建立了现象之间的外在联系;后者则是构建型理论,提供了现象之间内在的物理机制。
比如,地心说认为其所描绘的本轮和均论图像,是天然自成的,世界本来就是这个样子;而日心说则认为,由于引力的作用,使小物体围绕着大物体运动。
根据现代宇宙学的发展,认为我们的宇宙是一个体积有限的封闭体系,宇宙起源于一个奇点的迅速膨胀。
因而,存在着影响物体行为的物理背景,即存在着特殊的物理参照系。尽管这一参照系会随着物质的分布而发生变化,并不是完全平直的,但也绝不是所有的参照系都是等价的。
因此,地心说与日心说,尽管在数学上是等价的,但是在物理上却是两个截然不同的理论。没有日心说,就无从建立经典力学,进而更不会有广义相对论和量子力学了。
于是,我们只能回过头来,重新审视狭义相对论的相对性原理。
当人的认识由宏观范围延伸至高速领域,使作为物理背景的空间效应显现了出来。比如,经典电磁学中的光速不变现象和迈克尔逊-莫雷干涉实验????的零结果。
于是,爱因斯坦将光速不变现象提升为光速不变原理,建立了狭义相对论。其实质是,将有限的现象扩展至整个世界。
这是一种矫枉过正的做法,具有归纳法的局限性。由于自然界是不连续的,当归纳的范围出现了质的变化,原有的规律就不再适用了。
比如,饲养员每天准时喂养火烈鸟。于是,火烈鸟归纳出的规律是,只有饲养员出现,就会带来食物。然而,一年后的一天,饲养员来了,但拿的不是食物而是刀子,火烈鸟归纳出的规律终于被打破了。
如果相对性原理只针对具有实际物理意义的参照系,那么该原理就是正确的;然而,一旦扩展至任意参照系,该原理延伸至不具有实际物理意义的参照系,就会像火烈鸟等来了带刀的饲养员,使狭义相对论的相对性原理遭到了破坏。
总之,借助地心说与日心说在物理上的不同,说明要求两个理论相同的狭义相对论出现了问题。该问题就在于,混淆了具有物理意义的背景空间与没有物理意义的参照系之间的区别。