林金航天试验是否冲击“光速不变假设”
中国航天科技一院12所研究员，中国航天工程咨询中心首席科学家，国际宇航研究院院士，全国政协委员林金生前曾于2008年带领团队进行一项重要实验，名称为“爱因斯坦光速不变假设的判决性实验检验”。实验结束后，航天部门曾举行技术鉴定会。鉴定结论是，该项目理论研究成果的技术水平处世界领先地位。因为直至当前，美俄两个航天大国都没有做过类似试验。2009年，林金就以上述实验名称为题，写出论文公开发表于当年《宇航学报》2009年第1期上。2011年11月17日，在科技日报社举办的“超光速学术座谈会”上，林金报告了他的成果。但由于林金处世低调，此项试验未能引起国内外航天界足够注意。直至林金于2016年2月9日因病去世，他的好友以及航天部内外老同志们共同建议，自行集资为他出版一本《林金论文选》。经过很多专家认真研究和反复讨论他的遗作，一致认为上述论文是篇重要论文。并推测他的初衷是向爱因斯坦的相对论的基础——“光速不变假设”发起冲击，证明爱氏这个假定是不成立的。虽然大多数专家(包括鉴定会结论以及林金自己的论文)都认为目的没有完全达到，但一致认为他的实验对航天仍有重大意义。
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实验原理
林金的航天试验，实际上是“双程光信号传递试验”(见图示)。它是利用国家授时中心的TWSTT设备(不确定度为±0.01纳秒)，在西安站、乌鲁木齐站，以及空间的鑫诺同步卫星三者间进行“双程光信号传递试验”。因为鑫诺卫星不是绝对静止的，它相对于地面有随机漂移(约1米/秒)，不难看出，林金就是想利用卫星有漂移来实现西安站和乌鲁木齐站之间的路程有相对运动。实验结果发现，信号从西安经同步卫星到乌鲁木齐的时间(往程)，比起信号从乌鲁木齐经同步卫星回到西安的时间(返程)，相差0.8-1.5纳秒。
双程光信号传递的“往”程是从西安→鑫诺卫星→乌鲁木齐，而“返”程是从乌鲁木齐→鑫诺卫星→西安。“往”或“返”程，都是72000公里，理论上各需时0.24秒。而且往返时间应相等。但试验结果是：“往”程和“返”程有时间差0.8-1.5纳秒。
试验对爱因斯坦光速不变假设是否有突破？
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林金实验的结果是，光信号传递的“往程时间”，与“返程时间”不等，相差1.5纳秒。但这是否就如个别专家著文所说往返时间不等就证明了往返光速不等？林金并没有草率下结论。看来他是经反复认真研究，因为卫星有1米/秒的漂移；他发现从洛伦茨变换更能说明问题，所以他在论文中没有再提“光速不变假设”是否正确，结论只是：爱因斯坦1905年以定义方式引进的等式，(即爱因斯坦的同时性定义)，在有相对运动情况下不成立。
另外经我们研究，用普通物理中牛顿经典力学的观点也能证明这1.5纳秒延迟的原因。详见作者写的专题报告(见《中国航天》2020年6期P25)。
尽管林金没能冲击相对论关于光速是恒定不变的假定，但大多数专家仍认为，此项工作对航天事业是很有意义的，尤其是在对时间频率的计量和比对方面意义重大。所以实验结束后正式鉴定是：该项目理论研究成果的技术水平处世界领先地位，而没提是否对相对论有突破。
相对论和“光速极限论”并非无懈可击
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1905年，爱因斯坦发表狭义相对论时，将“光速不变假设”作为相对论两大基石之一(另一为相对性原理)，就是假设光速恒定不变且不可逾越。爱因斯坦当时就声明，这是一个假设，并无任何实验加以验证。因此100多年来，不少科学家对此持质疑态度。尤其是近代航空航天科技的发展，使这种质疑可以通过试验来验证。例如1972年美国人Hafele做了个大型试验。他在两架飞机上装载指标相同的铯钟，一架飞机沿赤道向东飞行，一架以同样的高度和速度沿赤道向西。按照相对论说法，两台铯钟的时间变化应该是相同的，与飞行方向无关。但实验给出的数据却是：东飞铯钟比地面钟慢59纳秒，西飞铯钟比地面钟快273纳秒。造成这种现象的原因是什么？直至今天专家们仍有不同解读和争论。但也说明相对论在不少科学家眼中，并非神圣不可侵犯和无懈可击的。当然大家也都认识到，无论是想肯定或者否定爱因斯坦的相对论，都需经过艰苦的探索和大量的航天试验来验证。
林金生前还和国内一些专家教授共同探讨和著书立说，如何使相对论走下神坛，为航天事业服务。林金一生献给我国的航天事业，他参加工作不久就为型号任务提出“外干扰完全补偿理论”，成功应用于我国第一代运载火箭制导系统。他晚年致力于研究如何将相对论应用于航天事业。因为随著航天技术的飞速发展，越来越多的航天工程遇到“相对论问题”(例如最近媒体上热议的“GPS的星钟是否进行相对论修正？”)。林金生前著作颇丰，不过大都是他在大学、学术会议上的演讲稿、草稿和笔记。这些都是航天事业的宝贵财富，不过正式发表的论文和已经成果鉴定的，就是这个大型航天试验。希望林金的事业能后继有人，也希望林金文集的编辑工作后继有人。
(作者系原航空航天部有突出贡献专家，曾任航空航天部研究室主任、总设计师、副总工程师等职), 百拇医药(郭衍莹)