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相对论思考
陈顺华 高级工程师

摘要 洛仑兹变换的推导存在着明显漏洞,相对论没有对速度进行定义。速度和时间相互定义是难以成立的。迈克尔逊干涉实验不能得出结论是正常现象。一切运动都必然具有客观内容。

主题词 相对论,洛仑兹变换,迈克尔逊干涉实验。


1. 引言

    相对论与马赫主义,甚至休谟,一脉相承,只承认运动的相对性。与马赫一样,它认为物体间的相对运动只具有描述意义,实际运动是无关紧要的,甚至是无意义的。在广义相对论中,用等价原理来讨论引力是否合适,存在着疑问。

2. 洛仑兹变换

    洛仑兹变换是相对论的基础。洛仑兹变换原本只是试图揭示观察效应,但相对论任意地把洛仑兹变换应用到动力学中,通过随意的坐标变换,得出了一些毫无根据的数学结论,于是世界万物无不与光速有关。特别是引进了四维时空概念,这样过去、现在和将来在宇宙间就可以并存了。

    其实洛仑兹变换的推导存在着明显漏洞。相对论假设,任何惯性系等价,即:


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    请注意,在这里相对论没有对速度进行定义,速度成了与时间无关的物理量,它究竟是用t定义的速度,还是用t′定义的速度?速度不用时间定义那还是速度吗?这可是相对论的根,在根上有毛病,这立论还能成立吗?

    如果改写为:

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    那么,相对论系数为:

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    可是,在不同惯性系中,怎么既测出V,又测出V′?

    这样,怎么得出:

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    我们知道,V/C本来就很小,自然不能认为V=V′。

    同时,速度和时间这两个物理量,究竟谁定义谁?显然速度与时间有关,这是常识,可是在相对论里时间却又由速度决定,那么它们之间究竟如何定义?

3. 光速

    相对论假设,在任何惯性系中,所测得真空中的光速不变。于是,光子成了地道的精灵,惯性系无论以多大的速度运动,光子却依然故我,让你见识真正的魔法。相对论仍需要以太来弯曲空间,只是这个充满在空间中的以太,对光子是丝毫没有影响的,因为光没有客观内容,只是魔影,极其神秘。

    在这里,必须注意到惯性系是密封的,还是开敞的。可以把惯性系设想为等速运动的汽车,既然认为真空非空,那么在面包车中,和在平板车上,所测的光速是否相等?

    实际上光就是波动。

4. 时间与空间

    相对论混淆了时间和钟的本质区别,钟用来计量时间,但不是时间本身。宇宙有理论时间,如同工程上有名义尺寸,而实际尺寸与名义尺寸总是有差距的。同样,钟在各种环境中也会有很大的偏差。

    那么相对论产生之前,在有关试验中所发生的观察效应,究竟是怎么回事呢?其实光线的传递要受到各种因素的影响,如果考虑到以太场所受到的扰动,观察效将处处存在。所谓空间的扭曲和光线的偏转, 只是由于物体的旋转运动引起的物质场小旋涡罢了。星体的以太场不光使光线产生偏转,而且由于旋转运动将使光线产生扭转。同样,时钟效应也是完全正常的。

5. 光干涉实验

    推敲狭义相对论的有关光速不变的实验,不难发现这些实验所假定的前提条件通常有两个,一是以太必须绝对静止,这其实是早期人们总试图找到绝对参照系而提出来的概念,同时也是高速传递引力的需要,于是以太成为一种绝对静止而刚性的东西。二是认为光是一种以30万公里/秒运动着的某种物质,于是想弄清光源的运动、传递的路径和镜子的运动对光速的影响。根据实验,结果得出以太相对地球的运动极小,路径、光源或镜子对光速没有影响,于是认为以太根本就不存在。可是以太根本就是一种运动着的场,光速是一种电磁场的感应速度,当然跟路径、光源和镜子基本上没有关系。

    在这里问题的关键是:必须让实验设施运动,而不能静止,否则根本就不是相对论所假设的相对运动的前提条件。这是以前有关实验致命的疏忽。

    而另一个关键问题是,对迈克尔逊干涉实验起作用的,究竟是客观时间,还是时钟计量的时间?很显然,对干涉实验起作用的是客观时间,时钟计量的时间是人工的,后天的,对干涉实验不起作用,光线不可能识别时钟时间。

    一切有关相对论的实验在场科学中,都可以找出答案。

    其实,关键性的问题只有一点。当时人们以为以太以极高的速度迎面而来,期望得出光干涉结论,并测得以太相对于地球的速度。可实验结果是速度几乎为0,令人大吃一惊。其实在旋转场中,地表以太速度几乎为0是正常现象。相对论的光速不变论可以简单解释为:在A、B两点间,当场速为0时,如果光通过的时间为t,那么当场速为V时,光通过的时间还为t。因为惯性系未变,时间就不变,距离也未变,而真空还是哪个只有以太的真空,那么光速永远是一致的。

    光速是恒定的,但所观测的光速应该是叠加的。


6. 结论

    从哲学的高度看,一切运动都必然具有客观内容,客观背后都必然有具体的影子。而物体也必然同样具有客观内容,并不能凭空变幻,或从魔瓶中产生。

    本文只是探讨,科学更须经实验检验。


作者

陈顺华,高级工程师,1983年毕业于西北工业大学宇航工程系,从事航空研究工作。e-mail: zchua123@sohu.com。QQ:21213415。
本文起稿于2002年,终稿于2004年12月27日,期间多次删节。

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