Я ведь не о единицах измерения, а о факте неизменности "с" в любых системах отсчета.
Не в любых, а только в построенных по определённым правилам. Скорость есть понятие, связанное с системой координат, и в разных системах координат скорость света может быть разной.
Сначала надо разобраться, что такое вообще скорость света. Предположим, мы хотим измерить скорость распространения светового сигнала из точки
в точку
. Согласно общему определению скорости, мы должны расстояние между
и
разделить на время распространения сигнала из
в
. А как измерить время распространения? Мы не можем обойтись одними часами, допустим, в точке
, поскольку непонятно, как определить их показания в момент прихода сигнала в точку
. Поэтому мы должны иметь двое часов: в точке
и в точке
. Однако пользы от этого мало, поскольку при случайной установке часов результат будет малоосмысленным. Поэтому часы нужно каким-то образом согласовать (синхронизировать). Сделать это можно многими разными способами, лишь бы процедура была непротиворечивой, то есть, если мы синхронизировали часы в точках
и
, а потом - в точках
и
, то часы в точках
и
должны оказаться синхронизированными.
Эйнштейн предложил синхронизировать часы по такому правилу. Пусть из точки
в момент времени
(по часам в точке
) отправлен сигнал в точку
; сигнал приходит в точку
в момент времени
(по часам в точке
) и тут же отражается назад, в точку
, и возвращается туда в момент
(по часам в точке
). Часы устанавливаются таким образом, чтобы выполнялось равенство
, то есть, чтобы время распространения сигнала из
в
и из
в
было одинаковым. Тогда скорость света в обоих направлениях будет одинаковой.
Теперь, если следовать современному определению метра, расстояние между точками
и
можно определить как
(последнее выражение соответствует определению расстояния с помощью (свето)локатора). Таким способом можно определить пространственные координаты. В построенной таким образом системе координат скорость света будет постоянной. То же самое будет и во всех системах координат, связанных с рассмотренной преобразованиями Лоренца: скорость света будет одинаковой во всех направлениях и равной той же константе
.
Долгое время эталон метра существовал в виде металлической линейки. Поскольку размеры этой линейки определяются, как и распространение света, электромагнитным взаимодействием, мне кажется весьма правдоподобным, что измерение расстояний линейкой должно давать тот же результат, что и измерение локатором.
Во всём этом есть два тонких момента. Первый связан с возможной зависимостью скорости распространения светового сигнала от движения источника. Экспериментально установлено отсутствие такой зависимости вплоть до очень больших скоростей движения источника. В СТО отсутствие такой зависимости сформулировано в виде постулата (его часто формулируют в усиленной форме, включая в него требование постоянства скорости света; это нехорошо, так как скорость зависит от используемой системы координат, и такая формулировка постулата ограничивает выбор допустимых систем координат). В эфирных теориях с неподвижным "светоносным" эфиром скорость распространения светового сигнала определяется свойствами эфира в том месте, где сигнал распространяется, и тоже не зависит от движения источника; предполагая эфир однородным, получим, что скорость света относительно эфира постоянна.
Второй связан с непротиворечивостью процедуры синхронизации часов, предложенной Эйнштейном. В СТО это на самом деле некоторый постулат (в первой работе Эйнштейна, посвящённой СТО, он высказан в явном виде для "неподвижной" системы отсчёта, хотя и не назван постулатом). В эфирной теории с неподвижным однородным эфиром непротиворечивость процедуры Эйнштейна в системе отсчёта, связанной с эфиром, обеспечивается автоматически благодаря постоянству скорости света.
В неинерциальных системах отсчёта эта процедура синхронизации часов оказывается противоречивой. Например, на экваторе вращающегося шара невозможно синхронизировать часы таким образом, чтобы скорость света в обоих направлениях была одинаковой.
Как уже было сказано, если мы нашли одну систему координат, в которой скорость света постоянна, то системы координат, связанные с ней преобразованиями Лоренца, тоже обладают этим свойством. Это фактически даёт СТО, не хватает только принципа относительности (строго говоря, используются и ещё некоторые предположения, наподобие евклидовости пространства и однородности времени). Точнее, для электромагнитных явлений он будет выполняться автоматически, а для явлений других типов он может и не выполняться, но никаких данных, свидетельствующих о нарушении принципа относительности, нет.
Надо сказать, что положение эфиристов, воюющих с СТО, является несколько забавным. Если эфир не является "абсолютно неподвижным", то его трудно рассматривать как основу для "абсолютной системы отсчёта", за которую они так воюют. К тому же движение среды, в которой распространяется световой сигнал, должно влиять на его распространение, и такая теория уже в силу этого обстоятельства, скорее всего, будет противоречить наблюдениям. Если же эфир "абсолютно неподвижен", то начинают работать приведённые выше рассуждения, и мы получим, как минимум, электромагнитную часть СТО со всеми её эффектами. К тому же, с точки зрения СТО, возможный эфир - это просто одна из сред, заполняющих Вселенную, и само по себе наличие эфира СТО не опровергает. СТО уже давно вышла далеко за рамки электродинамики, и скорее произойдёт модификация электродинамики, чем отказ от СТО.
