麦克斯韦(James Clerk Maxwell)理论认为，磁铁运动产生电场，而导体运动不产生电场；但爱因斯坦却认为，当一个导体和磁铁相对运动时，在导体里产生的电流并不取决于两者哪个在运动.洛伦兹(Hendrik Antoon Lorentz)认为，力学处于一个优越的地位，而电动力学是从属的；但爱因斯坦却认为，力学与电动力学是平权的，力学和电磁学必须服从共同的原则.于是爱因斯坦指出：不能给予同时性这个概念以任何绝对的意义，两个事件，从一个坐标系看来是同时的，而从另一个相对于这个坐标系运动的坐标系来看，就不能再被认为是同时的事件了.基于这个思想，爱因斯坦提出了狭义相对论的“相对性原理”：凡是对力学方程适用的一切坐标系，对电动力学和光学也一样适用.爱因斯坦同时坚持“相对性原理”和“光速不变”，从而得出了狭义相对论的“速度延缓时间原理”，即：速度越快、时间越慢.

狭义相对论还不完善，不能处理加速度和引力现象.创立狭义相对论之后，爱因斯坦基于把“相对性原理”贯彻到底的信念和认识论的原则，一鼓作气又创立了广义相对论.

牛顿力学认为：惯性系比其它坐标系都要特殊，且速度是相对的而加速度是绝对的.对此，爱因斯坦不以为然.因为伽利略早就发现：一切物体在引力场中都具有同一加速度，即物体的惯性质量同它的引力质量相等.爱因斯坦从这一事实想到了“等效原理”.等效原理也称为“广义相对性原理”，爱因斯坦在这里把狭义相对论的“相对性原理”推广到了加速系：如果在一个引力场里不是引进一个惯性系，而是引进一个相对于它作加速运动的参考系，那么事物就会像在没有引力的空间里那样行动.根据“等效原理”，爱因斯坦得出了广义相对论的“引力延缓时间原理”，即：引力越大、时间越慢.

2 我国学者不久前的工作

狭义相对论以光速为尺度，认为速度越快时间越慢；而广义相对论以引力为尺度，认为引力越大时间越慢.所以总的来说，“引力问题”不是狭义相对论问题而是广义相对论问题.但是，也有学者试图把狭义相对论的尺度和广义相对论的尺度统一起来、也就是把光速和引力速度统一起来，提出了引力速度等于光速的观点(Ohanianet al.，1976; Hartle J B，2008).

不久前，汤克云研究员等发表论文(Tanget al.，2013)，认为从重力固体潮的观测资料中证实了引力速度等于光速.随后，黄超光研究员发表论文(Huang，2013)，认为汤克云的重力固体潮观测分析与引力速度无关.

实际上，采用重力测量的方法探测引力速度是很困难的.为了探测引力波，马里兰大学的Joseph Weber教授于1959年发明了室温下工作的谐振质量引力波探测器，Ho Jung Paik教授根据其发现的谐振传感器的概念，采用低温超导技术，设计了双模超导传感器去实现引力波探测、并设计了超导重力梯度仪，但是并没有在引力波探测方面取得成功.意大利物理学家Majorana关于重力吸引的实验和假说(Liuet al.，2004)，引起了在日全食期间探测引力波的研究.1997年3月，王谦身等在漠河日全食期间利用高精度重力仪实施了观测，发现了“重力谷”现象(王谦身等，2001).2009年7月，方剑等在长江日全食期间利用高精度重力仪实施了观测，但并未发现“重力谷”现象(崔荣花等，2011).

目前，重力测量的精度为10^-6至10^-7量级，而时间测量的精度则已达到了10^-12量级，所以时间测量精度比重力测量精度要高得多；另外，重力测量受外界干扰较大(如海潮、大气、地下水等)，而时间测量干扰较小.也就是说，从观测精度上来说，走时间测量的技术路线应该比走重力测量的技术路线更为现实.因此，与汤克云研究员基于日月引力的“重力固体潮实验方案”不同，我们提出基于地球引力的“GPS卫星实验方案”. 3 GPS卫星相对论效应的影响

3.1 狭义相对论效应的影响

根据狭义相对论的“速度延缓时间原理”：速度越快、时间越慢.在地面上具有频率为f₀的时钟，安设在以速度V_s运行的卫星上后，钟频将发生变化，其改变量为(因为卫星相对地球运行速度很快，所以卫星上的时钟将变慢)(周忠谟等，1999)：

所以

根据广义相对论的“引力延缓时间原理”：引力越大、时间越慢.于是，处于不同等位面的时钟，其频率f₀将由于引力位不同而产生变化，这种引力频移的量的大小为(因为卫星相对地球很远、引力很小，所以卫星上的时钟将变快)(周忠谟等，1999)：

所以

将以上频率影响Δf换算成时间影响Δt：

所以

这就是说，受狭义相对论和广义相对论的合并影响，GPS卫星钟比地面钟要快0.45 ns/s，也就是38 μs/d；其中：广义相对论效应影响为45 μs/d，狭义相对论效应影响为-7 μs/d.如果按照1纳秒误差对应的定位精度为0.3 m，那么广义相对论的45 μs/d的误差影响所对应的定位精度为

45×1000×0.3=13500 m/d = 13.5 km/d

GPS卫星的平均高度为20200 km(光速约需要1/15 s)，月亮到地球的距离约38万km(光速需1秒多)，太阳到地球的距离约1.5亿km(光速约需500秒).目前GPS的观测精度为毫米级，GPS卫星钟的精度为纳秒(10^-9)级.我们的“GPS卫星实验方案”的技术思路是：采用时间测量的方法，验证GPS卫星受地球引力的广义相对论效应(45μs/d)，是否受到1/15s延迟的影响，以此来验证引力按光速传播.具体方案如下：

设在地球表面上一台GPS接收机为A，空间一颗GPS卫星为B，设引力速度为u，u=αc(c为光速，α≦1为比例系数).

那么，由A点时刻归算到地心时刻为

所以

所以

所以

所以

也就是说，在(7)式中，(r_s－r_e)和(t_A－t_B)为可观测量.(t_A－t_B)为时间观测量，而(r_s－r_e)也可以换算成时间观测量.

于是，由(t_A－t_B)和(r_s－r_e)这两个时间观测量，就可以由公式(7)计算出比例系数α，从而进行引力速度等于光速的验证；如果计算出的比例系数α接近1，则可认为引力速度等于光速.