物理科学探疑-网友天空-相对论-相对论--一个著名的谬论
wytk-11.gif (489 字节)

一个著名的谬论----相对论

李金良


目 录

前 言

第一、一篇短文,关于ygzhmdml-001.gif (1619 字节)

第二、对狭义相对论的分析
(一)狭义相对论简述
(二)关于“狭义相对论的基本假设”
(三)关于“时间膨胀”和“长度收缩”
(四)关于“洛仑兹变换”
(五)多普勒效应、及“孪生子佯谬”
(六)关于“相对论的动量和能量”

第三、对广义相对论的分析
(一)对“等效原理”的修订
(二)“星光弯曲”是相对论的成果吗?
(三)广义相对论与“引力红移”

第四、对一些零星观点的综论

第五、附录
(一)迈克尔孙-莫雷实验与光速
(二)麦克斯韦电磁方程是否适用伽利略变换?
(三)广义相对论与张量分析、黎曼几何



前 言


    当读者刚看到本文时,也许立刻会产生疑问。不是原子弹都成功爆炸了吗?这不是相对论的成果吗?如果相对论错了,核爆炸又如何解释呢?

    是的,但当各位读者看完本文之后,这些问题就会迎刃而解。

    不仅如此,本文还将对狭义相对论、广义相对论进行选择性地分析。对于众所周知的所谓“如人类以光速运行将长寿不老”等问题,本文将作出一个否定的证明。对于所谓“星光弯曲验证了广义相对论”之说法等等,本文将指出其中的误解,“星光弯曲”并不是广义相对论的成果。

    爱因斯坦在将狭义相对论推广成广义相对论的时候,运用了一个工具----“等效原理”。本文将说明这个爱因斯坦“等效原理”存在的欠缺并予以修订。

    为使读者在一开始,就能对相对论之谬误有所了解。在本文的开头,对相对论一个根本上的错误,先进行一个简短的证明。

    除此之外,在本文的附录中,还将对迈克尔逊----莫雷实验做出新的解释,对麦克斯韦电磁方程在伽利略变换中的适用性予以说明。

    要否定相对论,不仅需要论证严密,更需要让更多的人能看懂。因此,本文尽可能叙述清晰。因此,任何一位中学以上文化程度的读者,都能很容易地看得明明白白。

    本人相信,除非表述不清、或自相矛盾之外,世界上不存在令人无法理解的科学理论。语言本来不就是用来交流思想的工具么?

    所以,相信本文,会给读者一个令人满意的结果。

    事实上,从科学理论的证明之严格来讲,一旦,相对论的那个“理论根据”被证明是错误之后,那么,就已足可以将整个相对论予以完全否定了,而无需对相对论的各分支结论之错误去逐一证明。这不是否定相对论的人的必须义务。现在之所以选一些相对论的分支结论予以分析,是因为,相对论毕竟流行了相当长的时间,在人们头脑中的影响非常深。所以,有必要对相对论的一些主要分支结论予以澄清。

    否定一个长期流行的、曾被视为权威的错误理论,要求得人们在思想上完全认清,这比从理论上严格证明更难。

第一、 一 篇 短 文   关于ygzhmdml-001.gif (1619 字节)

由“ygzhmdml-001.gif (1619 字节) ”得到的结果

[例]:有一火箭以0.8C(C=光速)的速度远离地球而去。问:火箭上经过30年后,地球上经过时间多少?

解]:根据ygzhmdml-001.gif (1619 字节)

ygzhmdml-002.gif (5889 字节)

[答]:火箭上经过30年后,地球上经过50年。

    根据运动描述的相对性,既然火箭相对于地球以0.8C的速度运动,那么,地球相对于火箭同样是以0.8C的速度运动。

[同样问]:地球上经过30年,火箭上经过时间多少?
[解]

根据ygzhmdml-001.gif (1619 字节)

ygzhmdml-002.gif (5889 字节)

[答]:火箭上经过30年后,地球上经过50年。

[结果]:同样一个公式,得出两个截然相反的结论,这只能说明:t ≠t’
即,所谓“ ygzhmdml-001.gif (1619 字节)”不成立。所以,由公式“ ygzhmdml-001.gif (1619 字节)”推出的其它一系列公式皆缺乏科学依据。由于“狭义相对论”的其它主要公式都来自于该公式。所以,“狭义相对论” 的整个依据是错的。

(上述内容,据邮寄回执,于1999年9月17日 曾寄投有关刊社,未被刊出。)

[引伸一例]:当一束光以光的速度远离地球而去,则,相对于该束光,地球也是在以光速运行。这时,相对论认为,以光速运行的物体,时间为零,时间凝固了。[问]:此时,地球上的时间真的为零吗?真的凝固了吗?

[答]:尽管此时,相对于该束光,地球在以光速运行,但,地球上的时间不为零,时间不凝固。这是共知的常识。即,以光速运行,时间不凝固,时间不变。狭义相对论的结论错。

    狭义相对论表现出来的错误观点较多,但,它们都有一个根,上述被推翻的那个公式就是这个根。根已被否定,也就剩下不了什么了。


第二、 对狭义相对论的分析


(一)狭义相对论简述

    一提起相对论,许多人就会觉得令人生畏。人们往往会因为它的无法理解又风靡全球,而感到深奥无穷和神秘莫测。

    其实,相对论并没有想象中的那么复杂。之所以给人深奥的感觉,是因为相对论本身有许多自相矛盾。对同一件事,它可以引申出相互对立的观点,最后令读者不知所云。于是,深奥感顿生。
相对论和整个物理学的关系,形象地说,相对论就象一棵藤蔓,攀附在物理学这座科学大厦之上。
    这棵藤蔓的根,就是前面提到过的那个公式“ygzhmdml-001.gif (1619 字节) ”。这个公式的意思很简单,只一句话:处于运动中的物体,时间变慢了。该观点的依据是所谓的“光速不变原理。即,一束光,不管相对谁,地球也好,太阳也罢,或者是高速飞行的火箭也好,甚至,对另一束迎面来的光也好,这束光同时面对这些事物时,它相对于这些事物的速度都是一样的,即,等于c(光速)。由“光速不变原理”,扎下了“时间变慢”公式之根。于是,相对论便生出了一些支干,比如:“运动的物体长度收缩”;“运动的物体质量增加”;“无因果关系的两事件发生的时间先后可以颠倒”;“在变速运动物体上的人衰老得慢”;“以光速旅行则长生不老”等等。另外,还有一个重要支干,即质能公式,这个公式被称为核反应的基本原理。以上这些支干属于狭义相对论范畴。再由狭义相对论生出一些支干,则属于广义相对论范畴,后面再叙。相对论于是便长成了一棵盘根错节的巨大藤蔓。

(二)关于“狭义相对论的基本假设”


[相对论]: 同一束光的传播速度,在不同的参考系看来都是一样的,恒等于c 。即,一束从车站站台上发出的光,它与站台的相对速度等于c(光速);它与飞驰的火车的相对速度也等于c;它与天上飞行的飞机的相对速度也等于c 。这就是所谓的“光速不变原理”。

    说得再具体一点,设一束光以光速(30万公里/秒)前行,如果有一列火车以29万公里/秒的速度与该束光同向并行,(常规观点:该束光相对于该列火车的速度应该是1万公里/秒。)但,相对论认为,“该束光”相对于“该列火车”的速度仍为c 。理由是:由于该列火车高速运行,所以火车上的时间慢了。因此,在该列火车上测得,该束光的速度仍为c 。

●(分析1): 欲否定“光速不变原理”,如按常规的牛顿理论来论证,这个“光速不变原理”,恐怕早就被否定一万次了。那么,为什么这个理论到现在还盛行呢?是因为相对论有自己的特殊解释。比如,一种解释是:时间发生了快慢变化。

    但,错误毕竟是错误。对于这种特殊的错误,采用“以其人之矛戳其盾”、或“以普遍公认的事实”来反证的方法,可能会有些效果。

    现在姑且不论,相对论是如何知道火车上的时间是慢了。且恰好慢到使得测出来的光速正好是30万公里/秒。
    (实际上,相对论是根据所谓“光速不变原理”,才得出时间变慢的结论的。现在又用“时间变慢”来论证“光速不变”了。这是逻辑上“虚假互证”的典型。)

    现在,暂且假定火车上的时间确实慢了,且正好慢到使得相差1万公里/秒的速度变成了相差30万公里/秒。即,时间正好慢了30倍。

    那么,大家知道,这时,“火车相对于地球”的速度是29万公里/秒,则,“地球相对于火车”的速度也是29万公里/秒。既然,火车上的时间慢了,慢到可以将1万公里/秒的速度变成30万公里/秒,扩大30倍。那么,对于“地球相对于火车”的29万公里/秒的速度,也应该扩大30倍才对,变成29×30万公里/秒。即,应该是“29倍的光速”。可是,这明显与相对论的“没有任何物体的运动速度能超过光速c”的说法矛盾。那么,到底相对论的哪个说法是对的呢?这是相对论的矛盾。

    相对论为了使该束光与火车的相对速度,保持在30万公里/秒,不得不把“地球相对于火车”的速度夸大到29倍的光速。

    事实上,大家很清楚,根据运动描述的相对性,火车相对于地球的速度,应该完全等于地球相对于火车的速度。既然火车相对于地球的速度是29万公里/秒,那,地球相对于火车的速度怎么可能是29×30万公里/秒呢?所以,地球相对于火车的速度仍然应该是29万公里/秒。既然地球相对于火车的速度没变,可见火车的时间也没变。那么,光相对于火车的速度当然也不会变,仍然是1万公里/秒。

    因此,所谓“同一束光相对于任何参考系速度恒等于c”的说法,用“时间变慢”的理由是无法证明的。


(分析2): 另外,我们还可以从一个普遍公认的事实来加以论证:

ygzhmdml-004.gif (10832 字节)

即,光行差现象。光行差现象原来是为了证明“以太”之不存在的。在证明“以太”之不存在的过程中,起到了有力的证明作用。由于“以太”之不存在,已为实验所反复证实,所以,这一内容并不是本文的话题内容。此处引来“光行差”,只是为了证明“光速不变原理”之不成立。

    (如图-1所示),光行差是天文观测现象。从地球上观测天空中的星,每颗星在天空上有一个固定位置,然而,更精确的观测发现,一年四季之内,天上的星会沿一个小小的椭圆轨道运行,黄道附近的星,轨迹变成直线,天极附近的星,轨迹成为椭圆,角直径大约是41

    这种现象解释为:因地球公转所引起。天极附近的星垂直于地球轨道平面,用望远镜观测则应位于轨道平面垂直之上方,但是,地球在以速度v运行,望远镜筒须有一个小的倾角θ。S 是星的实际真实位置,从S发出的光,走的是SAB’的路线;在运动的地球上观测星,看来星的位置在S’,星光好象是从S’发来的,光走的是S’A’B’的路线,这就是光行差。

    地球沿近似于圆的轨道运行,由于运行的方向总在改变,一年内变换360°,因此,望远镜的方向一年内变化一圈,看到星的位置好象也转了一小圈,如图虚线所示。(以上三小节及附图选自尤广建所著《爱因斯坦和相对论》一书。)

    所谓光行差,即,当星S发出来的光到达B’之前,必先经过A,由于地球在运动,当光线从A运行到达B时,需要一个短暂的时间,在这个短暂的时间中,A已经移到A’位置了。所以,根据B’A’的方向,地球上则认为,星的位置是在S’。

    其中,(如图-2),在地球上光线的路程是(斜向)A’B’,而光原来的空间路径是(直向)AB’,光线从A’到B’的(斜向)时间,等于从A到B’的(直向)时间。(斜向)A’B’的长度大于(直向)AB’。在相同时间内,走的路程长了,说明速度快了。所以,在A’B’中的(斜向)光速,大于在AB’中的(直向)光速。之所以速度增加了,是由于在地球来看,星在以反向速度v’运动,(斜向)A’B’方向的速度是星的反向速度v’与光线的垂直速度合并了,是两者的合速度。

    这一事实充分说明,光的速度并不是一成不变的,它与参考系有关,在不同的参考系看来,光的速度各不相同。

    且,光行差现象确实无疑。爱因斯坦本人曾一再表示,光行差现象给予了他极大的启示。由此,足以证明:“同一束光相对于不同的参考系的速度恒不变”的说法,完全错。



[相对论]: 据“光速不变原理”,相对论得到了一个结果:同时性是相对的。即,(如图-3),假如站台上同一时间发生的两件事情,对于运动中的火车上的人来说,这两件事情不是同时发生的。
理由是:在站台上同时发生的两件事情的距离中点,设有一人,那么,当两事件发生时,它们的光信号便同时传到了这个人,因为这个人是处于距离中点,所以,他能判定,这两个事件是否同时发生。但是,相对论认为,在运行的火车上,距离这两事件的中点也有一人,由于火车在运行,火车上的这个人,离其中的一个事件发生处越来越近。因此,离得越来越近的该事件的光信号将先传到这人。基于火车上这人也是处于两事件的中点,而光信号不能同时到达。所以,火车上的这人便判定,这两事件不是同时发生的。
所以,相对论认为,在站台上看来是同时发生的事情,在火车上看来就不是同时的。进而推广为,各个不同运动速度的参考系中的同时性,互相看来都是不一致的。

ygzhmdml-005.gif (6412 字节)

●(分析):

1、其实,相对论得出这个结论,本身就与相对论自己的“光速不变原理”相矛盾。根据相对论“光速不变原理”,光的速度相对站台、和相对火车来说,都是同样的速度。即,根据“光速不变原理”,这两事件的光信号应同时到达站台上的距离中点、和火车上的距离中点。如果站台上两事件的光信号,不能同时到达火车上的距离中点,那说明什么呢?这就说明,站台上两束(离火车中点)等距离发出的光,在火车上有快有慢。如果没有快慢之分,怎么会不同时到达火车上的中点呢?所以,相对论得出这两事件的光信号不能同时到达火车上的距离中点的结论,就意味着在火车看来,这两束光的速度不同。也就否定了相对论“光速不变原理”。


2、现在,我们再从事例本身来分析这个问题。

    (如图-3),相对论先根据“光速不变原理”,认定(站台上两个)光信号必然同时到达火车上的距离中点,所以,火车上该中点具有资格,通过光信号的到达时间,来判定(站台上两个等距离处的)事件是否是同时发生。另一方面,又根据生活经验得出,火车上该中点正向一事件靠近,两光信号必然不能同时到达该中点。

    这是两个相反的矛盾观点。前者认为“光速不变”,后者觉得光速不同。本来到此已经可以明确否定“光速不变”的观点了。但是,相对论坚持了“光速不变”的观点,并且认为,后者的光速不同,并不是光速不同,而是“时间改变”了。

    至此,这个矛盾的根子已经很明显了。(一方面认为,“光”应该同时到达火车上的距离中点,所以,这个中点具有判定两事件同时性的资格;而另一方面又认为“光”是不可能同时到达火车上的距离中点的。那么,到底是应该同时到达呢,还是不应该同时到达?)

    (实际上该事例是一个能证明光速与参考系是否无关的非常典型、难得的实验设想。)

    事实上,一个运动的中点,它对于站台上两事件来说,只是瞬时的中点,一晃即过,等到接受到光信号时,它已经不再是中点了,这时,不管是从站台上看,还是从火车上看,这个点已经失去了判定两事件同时性的中点资格了。那么,如何能依据一个不具有资格的这个点再来判定两事件的同时性呢?所以,相对论仅依据一个“瞬时的中点”当作“固定的中点”而作出的判断,其结果之错误是肯定的。相反,如果站台上同时发生的两事件的光信号,同时传达到火车上这个运动中的距离中点的话,那倒真是不可思议了。(这也就是“光速不变”的结果。)

    那么,在运动中的火车上,就没有办法来判定站台上两事件的同时性了吗?当然不是。选取火车上任一点作为测量点,然后可以根据两事件的光信号先后到达火车上测量点的时间之差,在这样的时差内,将光所运行的路程,减去同一时差内火车所运行的路程,将得到的这个结果,与两事件的实际距离比较,如果一致,则证明该两事件同时发生。

    按理来说,这是一个相当简单、相当普通的测距问题。每个中学生都会做。问题是,读者被相对论中的逻辑错位给弄糊涂了。这也许是相对论之所以流行这么长久的原因之一吧。



[相对论]:就上述事例,相对论进而在A’、B’处各放置一只钟。根据相对论前面的结论,站台上同时发生的A、B两事件,在火车看来,既然B事件早于A事件。所以,相对论认为,A’、B’处同时校准的两只钟,在站台上看来,放置在B’处的钟,将比放置在A’处的钟,读出较早的时刻。

(该观点与前一结论类似,相信读者能自己予以分析。)

(三)、关于“时间膨胀”和“长度收缩”



[相对论]: 相对论在认为各种不同的参考系具有不同的同时性之后,又推出:不同的参考系有不同的时间间隔。即,所谓:运动的参考系,比静止的参考系时间间隔慢。即,时间慢了。

ygzhmdml-006.gif (6803 字节)

理由是这样的:(如图-4),在火车上设有一只光钟,光信号从A发射,到B接收。AB的长度是L,从发射到接收的一次时间是ΔT’,它等于长度除光速:ΔT’=L/C。当火车以速度V运行的时候,在站台上的人看来,光从A到B,成了斜线。这是个直角三角形,根据勾股定理,有:(ΔT×C)2=L2+(ΔT×V)2,经整理后,

有:ygzhmdml-007.gif (2107 字节)

将 “ΔT’=L/C”代入,得:“ygzhmdml-008.gif (2128 字节)”(由于通常的V总小于光速C,所以,总有ΔT>ΔT’)。
于是,狭义相对论宣布,运动物体上的时间慢了。

●(分析):相对论将该公式简称为“时间膨胀”原理。本文开篇的一篇短文,已将该公式彻底否定了。
但,由于该公式可以说是整个相对论一系列观点的基石和来源,所以,有必要对此进行多角度的剖析。
根据相对论的“光速不变原理”,在火车上来看,光从A到B是竖直的;在站台上来看,光也应是竖直线。如果站台上来看是斜线的话,这里就有问题了。因为,只有光的垂直速度与火车的水平速度的合速度,才会形成斜线。否则,无法解释为什么会产生斜线。因此,只有一个解释,那就是,这里的斜线来自于垂直速度和水平速度这两个速度的合速度。同时,由于这里的垂直速度与水平速度的夹角是90度,所以,合速度大于分速度。即,光的斜线方向的合速度比光的垂直方向上的速度大。然而,这个结果与狭义相对论的“光速不变原理”矛盾。(这里再重复一边“光速不变原理”:一束光相对于任何不同的参考系来讲,其速度恒不变、恒等于c)。

    相对论在这里的矛盾是:一方面强调光速对于任何参考系都是不变的;另一方面却又随意地改变光的方向。大家知道,没有异向的速度分量的改变,速度方向怎么会改变呢?所以,在计算时,必须加上这个速度分量。

    为了确切地验证一下,我们不妨计算一下:

A到B的斜线速度为“ygzhmdml-009.gif (1532 字节)”,高度=L,横长=ΔT×V,

同样,根据勾股定理,有:ygzhmdml-010.gif (2825 字节)

经整理,得:ygzhmdml-011.gif (1292 字节)
将“ΔT’=L/C”代入,得:ΔT=ΔT’
由此可见,运动物体中的时间与静止物体 中的时间完全一致。

    上述分析是根据相对论的叙述本身来进行的,本文前面的短文则是根据运动描述的相对性来进行论证的。对于这样的否定论证,相对论曾有过解释,强调钟是放在了火车上,而不是放在站台上的。所以,两个参考系是不对称的。

    其实,这种解释是不通的。固然,钟确实可以只放在火车上。那么,是否因为火车上有了钟,它的时间就慢了呢?如果把火车上的钟拿掉呢?火车上的时间就马上恢复正常了吗?如果把钟放在站台上(站台相对于火车同样在运动),那么,是不是站台上的时间就立刻比火车上的时间慢了呢?如果火车上和站台上都放了钟,那么到底哪个钟更管用,哪个时间更慢呢?



[相对论]:运动的物体长度会收缩。(如图-5),在以速度v运动的火车上,与前进方向一致,放置一根杆子,杆两端分别为A、B,杆长为L。当杆
的两端(B、A)经过站台上的观察者时,则,观察者以站台上的时间标准测得一个杆子经过的时间间隔ΔT,于是,站台上的观察者得到了这根杆的长度为:L=ΔT×v 。但是,相对论认为,由于运动物体的时间变慢,对于站台上得到的时间ΔT,火车上就有相应的变慢了的时间ΔT’(ΔT’<ΔT),即,“ ΔT = △T’ygzhmdml-012.gif (631 字节)

ygzhmdml-013.gif (1552 字节)于是,按照火车上的时间,就得到了另一个不同的杆的长度:L’,(L’=ΔT’×v)。由于ΔT’<ΔT,当然就有L’<L。于是,相对论得到:运动的物体长度收缩了。

ygzhmdml-014.gif (4122 字节)

●(分析): “运动的物体长度收缩”这种观点,是相对论的重要观点。因此,有必要加以透彻地剖析。
我们在前面已经指出,所谓“运动物体的时间变慢”之说是错的。自然,由此得到的运动物体“长度收缩”的结论当然也是错的。

    我们现在再从该问题本身来看看其错误何在。

    相对论在这里认为火车上的时间变慢了,既然火车上的时间变慢了,那么,站台相对于火车的运动速度就应该变快才对。难道,火车上的时间在用来计算速度时就不慢,而在用来计算长度时就变慢了吗?

    事实上,既然火车上的时间变慢了,那么,站台相对于火车的速度计算起来自然就快了。那么,我们根据这个变快的速度,来计算一下杆的长度:

    设,这个变快的速度为v’,
    则,L=ΔT×v, L’=ΔT’×v ’,这里,尽管 ΔT’<ΔT,
    但是,v’>v (且,由于ΔT’变慢多少,v’便增加多少。)
    所以,仍然有L=L’,即,杆的长度没变。
    因此,所谓长度收缩根本不存在。

(本文力图将简单的事情还其本来面目,以便让读者能集中更多的注意力,来注视相对论中暗含着的诸多逻辑错误。因为,问题越说得简单明了,那它的自相矛盾也就越容易暴露。)

    同时,对于长度收缩问题,类似我们对所谓“时间变慢”的分析方法,我们还可以同样这样来问:如果两根相同长度的杆子,一根放在火车上,一根放在站台上,那么,当火车运行时,到底哪根杆子会变短呢?(这里,站台同样在相对于火车运动。)

(四)、关于“洛仑兹变换”

[相对论]: 有两个参考系S和S’,(如图-6),S’相对于S沿X方向运动,速度v。事件P点,位于S’系的横坐标为x’,位于S系的横坐标为x。则,

ygzhmdml-015.gif (1976 字节)

ygzhmdml-016.gif (1978 字节),(这里的t’是S’参考系中的时间)。

ygzhmdml-017.gif (5443 字节)

●(分析):洛仑兹变换中的时间变换和坐标变换是一个体系,为简便起见,这里只列出了X轴的坐标变换。
相对论在使用洛仑兹变换的时候,是基于“时间膨胀”和“长度收缩”这两个观点。而 “时间膨胀”和“长度收缩”之错误,前面已经给于了充分证明,这里不再重复。故“洛仑兹变换”在相对论中之行不通,已是显然。

    事实上,从这个公式本身,也是可以看出问题的。

    公式中的t’,表示S’参考系中的时间,以示其时间与S参考系的时间之不同。然而,两个相对运动的参考系,如何判定哪个时间快,哪个时间慢,哪个用t,哪个用t’,时间t’快,还是时间t快?要准确区别这两者,是根本无法做到的,相信相对论也是无能为力的。

    既然t’是用快的时间代入还用是慢的时间代入无法确定,那么,这个变换又怎么能行得通呢?
至于纯粹由洛仑兹变换推出的相对论的“速度、加速度变换”,其错就无需再提了。


    [相对论]: 根据洛仑兹变换,认为,如果两事件发生在不同地点,能找到一个惯性系,使其中两事件发生在同一地点。如果先后发生的两事件,没有因果关系,相对论能找到一个惯性系,使这两事件的先后时间次序颠倒。

●(分析): 上面已经说明了洛仑兹变换在相对论中行不通。洛仑兹变换的结果只是“时间膨胀”、“长度收缩”的翻版而已,得到的结果自然是错的。

    现在再从这种观点本身来看看,是否站得住脚。

    所谓,“使不在一处的两事件变为发生在同一地点”、“使先后发生的两事件的时间次序颠倒”,就是说,如果人们进入某个惯性系,这种情况就会发生。并且这种惯性系的具体指标,可以由“洛仑兹变换”公式算出。也就是说,根据“洛仑兹变换”,在较短的时间内,就可以计算出这种惯性系相对于地球的速度、加速度、方向等数据,从而,能实际找到一个这样的惯性系,让上述情况得以在这样的惯性系中发生。

    但是,大家知道,“洛仑兹变换”公布至今,已有许许多多年了。而这种惯性系的具体数据的计算,是用不了这么多年的,应该早就能计算出来了。那么为什么到现在没有找到这样的惯性系呢?并不是这样的惯性系没有找到,(根据“洛仑兹变换”来计算这样的惯性系的数据,是用不了许多时间的。)而是,在所计算出来的惯性系中,并没有上述情况发生。

    这么多年事实的反复映证,还不足以说明问题吗?


(五)、多普勒效应、及“孪生子佯谬”


1.多普勒效应

    多普勒效应是一种常见的现象,有“光”的多普勒效应和“声”的多普勒效应。比如,当火车从远处开过来的时候,此时的鸣笛声就比较尖锐,是因为,正在开进的火车使声音的频率变快了。相反,离站台远去的火车,笛声就沉厚,是因为声频变慢了。

    光也有多普勒效应,但,光与声音不同,光传播不需要介质,所以,光的多普勒效应无须考虑介质因素。当光源远离我们而去时,频率变慢,由于偏红的光频率慢,所以,这样的变化在光谱学上称为红移。而当光源向我们靠近时,光的频率变快了,光谱学上称为蓝移。

    红移、蓝移的原因是:当光源远离我们而去时,由于光的速度变慢了,所以,前后两个光波先后到达地球的时间间隔延长了,间隔延长即意味着频率变慢。这就是红移。相反的原因就形成蓝移。

[相对论]: 光的“多普勒效应”正映证了相对论的正确性。

    相对论计算“多普勒效应”的过程如下:

ygzhmdml-018.gif (9601 字节)

( 如图-7), 光源S向着观察者以速度v沿X方向运行。光源在S1处发出光波的“第一个等相面”,光波速度为c ,频率为U1。则在1/U1秒后,光波的“第一个等相面”到达X1处,( 即,ygzhmdml-019.gif (3456 字节)),此时,光源将发出光波的“第二个等相面”。当“第一个等相面”到达X1处时,这时的光源位于S2处,ygzhmdml-020.gif (2574 字节).

第二个即将发出的等相面,从光源S2到“第一个等相面”X1之间,有个时间间隔。相对论认为,这个时间间隔对观察者来看,设为△T。则,ygzhmdml-021.gif (1582 字节), ,而△T是两个最相近波面的时间间隔,所以,△T的倒数就是蓝移后的频率:(设频率为U)ygzhmdml-022.gif (1768 字节)。再根据洛仑兹变换,将S2X1的相对论数值代入,就得到公式ygzhmdml-023.gif (2268 字节),。相对论认为,这就是“多普勒效应”的相对论公式。

    ●(分析):单从这个结果公式来看,似乎也能显示频率的变化。但是,它的推导根据却存在着问题:
⑴、这里相对论认为,当光源以速度v,从S1运行到S2时,光的“第一等相面”相对于S1处光源的速度没有相应地增加v,仍为c。(这就是相对论“光速不变原理”)。但是,当“第一等相面”以光速c到达X1时,光源已经到了S2处。即,在同样( ygzhmdml-024.gif (957 字节))的时间内,“光以光速c所走的路程为S1X1”,而“光相对于光源所走的实际位移只有S2X1”。因为S2X1<S1X1,所以,光的“第一等相面”相对于光源的实际速度小于光速c 。这与相对论的“光速不变原理”矛盾。

⑵、相对论对此,可能会作出这样的解释,称:“第一等相面”相对于S2处的光源的速度就是光速。好,既然如此,我们知道,光源在位于S2处将发出光的“第二个等相面”。既然光相对于S2的速度就是光速,可见,“第一等相面”与S2处的“第二等相面”的间隔就是光的原本波长,速度除于波长就是频率。(“原本速度”除“原本波长”,所得当然是“原本频率”,即本征频率。)设频率为U2,则,ygzhmdml-025.gif (1381 字节) 。而上面相对论的观点中,把c/S2X1认定是蓝移频率。既然c/S2X1是本征频率,也就不存在蓝移问题了。
这里只有两个结果:

    ①、如果认定c/S2X1是蓝移频率,则,“第一等相面”与S2处将发出的“第二个等相面”的间隔,就不是原本波长,而是短于原本波长。相同的时间内波长短了,就是速度小了。即,“第一等相面”相对于S2处的光源的速度小于c 。这与“光速不变”观点矛盾。

  ②、如果认定c/S2X1不是蓝移频率,而是本征频率。那么,将c/S2X1当作蓝移频率而推出的相对论“多普勒效应”公式不成立。

相反,如果用牛顿经典理论来解释光的“多普勒效应”的话,既简单又明白。现试解释如下:

ygzhmdml-026.gif (7828 字节)

(如图-8),光源S以速度v,沿X轴正方向,向观察者方向运行,光频率为U1。根据牛顿理论,光源S发出的光的各等相面的前进速度均为c+v,

设,第二等相面从X1到达X2处的时间为△T,

所以,ygzhmdml-027.gif (1664 字节),

又因为,频率=速度÷波长,(波长即两个等相面的距离X1X2。设,光的原频率为U1


所以,ygzhmdml-028.gif (2124 字节), 代入前式,得

ygzhmdml-029.gif (3241 字节),

由于△T是两个“最相近等相面”的间隔时间,所以,△T的倒数就是观察者看到的光的频率。设这个频率为U,则

U=1/△T=(1+v/c)×U1 (由上式整理所得)

    此处,由于v为正向,所以v大于0。 即, U>U 1 , 光呈“蓝移”。若v为反向,则 U<U 1 , 光呈“红移”。

    这是光源相对于观察者作纵向运动的多普勒效应。若光源相对于观察者作横向运动,由于光是向周围全方位辐射的,作横向运动的光源,被观察者看到的光线,绝大多数都是斜向的,(完全正前方的光只是一瞬而过)。由于光源作横向运动,观察者看到的光线的速度,便包含了斜向光速和横向光源速度的合速度。
当光源从横向侧面向观察者正前方靠近时,观察者所看到的光线速度增加,此时,呈“蓝移”;当光源从“正前方”向横向侧面离去时,光速减慢,则光呈“红移”。

2、关于“孪生子佯谬”问题


[相对论]: 相对论认为,若有一对孪生子,一人留在地球,一人乘飞船高速远行。则,飞船上的人会比地球上的孪生兄弟年轻。理由是:当飞船到达某星球后,须转向回来,而转向的过程是一个加速的过程。即,飞船从一个惯性系变换成另一个惯性系,但留在地球上的人则始终在惯性系中,所以,坐飞船的人更年轻。

●(分析): 如果单独计算,只计算单程,那么,飞船与地球都是在相对运动。所以,不存在飞船上的人年轻的问题。

    如果飞船转向,则,相对于飞船来讲,地球也在转向。如果飞船在加速,相对于飞船,地球也在加速。因此,相对于飞船,根本不存在“地球始终处在惯性系中”的状况。如果地球相对于飞船始终处在惯性系中的话,那么,飞船的加速是相对于谁的呢?

    再说,要是谁加速了,谁就年轻的话。那,地球也在加速,地球上的人不是也要年轻吗?那么,最后到底谁更年轻呢?答案不言自明。

    所谓孪生子佯谬,实乃孪生子真谬也。

(六)、关于“相对论的动量和能量”


(1)、相对论的动量

[相对论]: 相对论的动量公式是“ygzhmdml-030.gif (2356 字节) ”,其中质速公式是ygzhmdml-031.gif (2099 字节)(m。)是物体的静止质量,m(u)是物体的运动质量。(物体的质量随物体运动速度的增加而增加。)

●(分析): 读者如果已经看过本文前面内容的话,事实上自己就能轻易地指出该相对论动量公式的错误了。本文只在此处说几句话。
大家知道:运动是相对的,没有绝对的静止。既然如此,那,还有什么静止质量与运动质量之分呢?


(2)、相对论的能量

[相对论]: 相对论的质能公式是:△E=△m c2,它来自于等式:Ek = m(u)c2–(m。)c2 。这是一个求外力对物体作功的等式。其中,Ek 是动能(外力作功),(m。)c2是质点静能,m(u)c2是质点总能量(包括物体运动后所得到的能量增量)。这个公式显示,外力所作的功,等于物体运动后的总能量,减去物体静能。

相对论认为,外力施与物体运动后,物体会有质量增加。物体质量如果减少的话,也会放出能量。


●(分析):
    ⑴、该公式是基于“物体运动后质量会增加”的观点得到的。众所周知,所谓运动,是指相对于某个参考系而言的。如果我们手上持有一枚钻石,相对于远去的火箭参考系而言,这块钻石正在作高速运动。那么,这块钻石的质量就会增加许许多多。然而,我们手上的这块钻石一点没增加,还是这么多。可见,“运动”会使物体质量增加的观点是不成立的。

    既然质量并不会随运动而增加,那么,等式“Ek =m(u)c2–(m。)c2”便不成立,则,所谓△E=△m c2也就无从谈起了。


    ⑵、即便从该公式“Ek =m(u)c2–(m。)c2”本身看,也有问题。我们知道,物体在外力作用下运行一段路程,这时,力对物体作了功。它的具体体现就是一物体被移动了一段路。也就是,“一物体被移动一段路”的本身就是功的体现,是能量的消耗。而根据该公式,一物体被移动一段路后,物体质量的增加正好等值于外力所作的功。这里,大家可以明显看到,一份外力,产生了两份等值的能量:一份是物质质量的增加,即所谓的质能增加;另一份是“物体被移动一段路程”所体现出来的功。用一份能量,会有两份等值的能量产生,这显然不可能。

    况且,该等式中甚至对“物体被移动一段路”所体现的“功”连表示都没有,可见该等式之错误。
所以,其中的“△E=△m c2”自然也不成立。

    至于认为这个公式是核反应的原理,这是没有科学依据的。现在,这个公式的实质已经很清楚了。所以,核反应该怎么反应还怎么反应,它和相对论没有内在联系。

(这里要补充一点,在这个等式“Ek =m(u)c2–(m。)c2”中,很明确,物体运动后所增加的质量,相对该物体本身是明确的增量,如果相对于本身并没有增量的话,那该等式右边就等于零了,也就无意义了。质能公式也就不存在了。之所以要指出这一点,是因为,当相对论的“质量随运动而增加”的理论受到批评后,也许会说:质量增加是相对于另一个参考系而言,相对于该物体自身并没有增加。而在这里可以明确地看到,这种解释并不符合相对论的本意。)

   
第三、 对广义相对论的分析

(一)、对“等效原理”的修订

[相对论]: 相对论“等效原理”认为: 一个作匀加速运动的参考系与一个引力场完全等价。匀加速参考系中,指向惯性力强的方向,就等价于(引力场内)指向引力场中心的方向。(惯性力:即,在加速参考系中,物体相对于加速系会以反向加速度运行所表现出来的力。)

   根据是,在宇宙空间引力为零处,若有一电梯作匀加速上升运动,则电梯内的物体均会以反向加速度下落。若电梯完全封闭,则,电梯内的人无法判定,物体加速下落,是由于受引力的作用,还是电梯作匀加速运动的结果。

   所以,等效原理得出:对于任何一切(包括时间、空间),匀加速参考系与引力场等价。

●(分析): 爱因斯坦“等效原理”是狭义相对论走向广义相对论的一座桥。因此,广义相对论是否正确,不仅取决于狭义相对论是否正确,而且也与“等效原理”是否准确有关。当然,即便这座桥没有问题,但,由于狭义相对论是错的,广义相对论之错误也就不可避免。然而,不仅如此,我们还发现这座桥本身也存在着缺陷。

   本文将对该“等效原理”进行修订。

   (修订前,我们先将宇宙空间中的“一切”取名为“全体”,将“全体”中的一部分称为“部分”。)
修订如下:

   1、“等效原理”的适用范围是有限的。即:只对于“能被引力吸引”,并向引力中心,以“引力加速度”运动的这些“部分”有效。

   2、在“旋转参考系”(爱因斯坦转台)中,对那些不受引力作用的“部分”,旋转参考系的法线(惯性力的)方向,(即,指向惯性力强的方向),并不能等价于引力场内指向引力中心的方向。

[证明如下]:

   ⑴、在引力场中,凡受引力吸引,并以“引力加速度”向引力中心运动的这些“部分”,与引力场的相对速度均等于a。这样的相对运动,完全等价于匀加速参考系中的那些“部分”所作的反向加速运动。

   而在引力场中,不受引力吸引的那些“部分”,则不会因为引力的作用而向引力中心作加速运动。然而,这些“部分”(不包括时间),在直线匀加速参考系中,却同样以反向加速度向后运动。

   由于这些“部分”在引力场与加速系中的表现不相同。所以,“匀加速参考系”和“引力场”对这些不受引力吸引的“部分”,并不等价。

   ⑵、在旋转参考系(爱因斯坦转台)中,那些不受引力吸引的部分,并不向法线(惯性力强的)方向运动,而是沿“切线”向后运动。即便要将这“部分”的性质也等价于引力场的话,那,对于这“部分”,旋转参考系的沿切线向后的方向,才等价于引力场内指向中心的方向。

   当然,对于这“部分”,事实上,“加速系”与“引力场”根本不能等价,因这“部分”不受引力作用。但在相对论等效原理中,既把它们等价了,而且认定,对于这些“部分”来说,旋转参考系中的法线(惯性力强的)方向,就是引力场内指向中心的方向。

   所谓“空间”在引力场中被扭曲就是由此而来(时间被扭曲也由此而来)。

   (空间扭曲来源如下:相对论认为,①、运动导致长度收缩,则空间也收缩;②、旋转转台的边缘相对于中心,是在加速运动。所以边缘的长度要收缩,空间要收缩。;③、对于空间来说,旋转转台等价于引力场,“旋转转台”的法线(惯性力强的)方向就等价于“引力场”内指向中心的方向。即,“转台”边缘惯性力强,就等价于引力场中“场强大”的地方。

   所以,相对论认为,“在引力场中,指向引力中心(场强大)的地方,空间也收缩”。)(时间扭曲的结论也类似。)

   综上,⑴、⑵两点的修订是完全必要的。由⑴、⑵两点可知,时空扭曲是没有科学依据的。
即便没有⑴、⑵两点,我们在前面已经充分证明了“时间和长度并不会因为运动而有所胀缩”,这也足以证明“时空扭曲是没有科学依据的”。


   相对论将“匀加速参考系”与“引力场”的等价实际上是视为“无条件”的。

   当然,在科学研究领域内,两个互不相关的事物完全无条件等价的情况,也并不一定绝对没有。但,这必须有事实根据和严格的科学证明。而相对论对此并没有予以证明,就扩大了等价范围,而且还改变了一些等价形式。

   因此,相对论“等效原理”是不确切的。





(二)、“星光弯曲”是相对论的成果吗?


   [相对论]: 光线通过引力场附近时,会发生弯曲。
根据是,一匀加速上行的电梯,从侧壁缝外透进一束光,由于电梯在加速上行,所以,相对于电梯,该束光的路径将发生弯曲。而根据“等效原理”,匀加速参考系与引力场等价,故,光线通过引力场附近会弯曲。
实测事实,在日全蚀时,测量太阳附近的星,位置与常年位置有偏移。说明光线受太阳引力而弯曲。

●(分析): 首先,光线固然会在匀加速参考系中作反向加速运动。然而,光线在引力场中是否也会向引力中心作加速运动,这并没有得到证明。就光线而言,引力场与匀加速参考系是否等价,相对论对此,并没有证明。相对论并没有证明“等效原理”对一切都等效。即,没有证明“等效原理”具有“无条件”性。所以,对于光线来说,引力场与参考系是否等价,无法定论。既然,对于光线来说,引力场与匀加速参考系是否等价尚未得到证明。那,怎么可以仅仅根据“光线在匀加速参考系中作反向加速运动”,就认为“光线在引力场中也一定会向引力中心作加速运动”呢?

   所以,仅根据相对论,是不能科学地得知“星光会弯曲”的。

   如果,事实证明光线受引力吸引。那只说明,根据这一事实,可以证明:“对于光线,引力场与匀加速系等价”。

   而并不是说,因为先有了“引力场与匀加速系对光线等价”这条已经理论上严格证明过的原理,才得到了“光线受引力吸引”这个结果的进一步的验证。

   即,有了这个事实,才刚刚证明这句话是正确的,而在没有这个事实之前,这句话没有任何依据。那,怎么能根据没有任何依据的一句话来推测事实呢?

   光线经太阳附近发生弯曲,这已被测量所证实。但,这不能说是相对论的成果。

   其次,相对论在此认为,匀加速上行之电梯中,侧壁缝外射入的光线相对于电梯,会发生弯曲。既然光线相对于电梯弯曲,说明光线的速度发生了变化。这可是属于牛顿理论的观点。与相对论“光速不变原理”是矛盾的。

   那么,到底是相对论的“光速不变原理正确”呢?还是“光线相对于电梯弯曲”正确?

(三)、广义相对论与“引力红移”

[相对论]: 相对论根据“等效原理”,认为引力场中场强大的地方,时间慢。并且,还认为“引力场强度”大的地方,由于时间慢,导致原子、光子振动的频率慢。即,“场强”大的地方,时间慢,所以光线频率会变慢,而发生红移。即,引力红移。

   事实结果:①、六十年代,庞德等人利用穆斯堡尔效应的原理,在地球上测量,从二十多米高射向地面的“光”发生了蓝移。(书中记载:这是从位能高的地方射向位能低的地方。相对论认为也应该发生蓝移。认为该实验结果符合相对论原理。据说,该结果被认为是“证明相对论正确”的判决性结果。)

   ②、在天狼星伴星B,也观测到了这种引力红移。相对论认为,这与相对论理论计算相符。

●(分析): 先捋一下相对论的观点和理论根据:

   ①、之所以发生引力红移,相对论这样认为,是场强大的地方,时间慢,时间慢的地方,光子频率就慢,(频率,即振动速度。频率慢,即速度慢)。于是就发生红移。红移的原因是,时间慢,导致速度慢。

    但是,我们根据相对论的速度变换公式,有:ygzhmdml-032.gif (1990 字节),u’是物体相对于运动参考系的速度,u是同一物体相对于静止参考系的速度(这两句话是相对论语言),v是该“动系”相对于该“静系”的速度。

    根据牛顿理论,u’(牛)=u-v。很明显,因为 1-vu/c2 <1,所以,
ygzhmdml-033.gif (1718 字节),即,u’(相)>u’(牛)。即,在运动的参考系中,物体运动的“相对论计算的速度”大于“牛顿计算的速度”。也就是说,相对论的结果:同一种速度,在运动参考系中,要大于在静止参考系中的速度。即,运动参考系中,物体的速度变大。

    之所以相对论的结果是“运动参考系中物体的速度变大”,是因为相对论认为运动参考系中的时间慢了。联系在一起我们就得到了相对论的另一个观点,就是:

    ②、运动参考系中时间慢、速度快。

    比较①、②两个观点,那么,到底时间慢的地方,速度是快呢?还是慢?

    再看看⑴的来源,“场强大,时间慢”的结论,是根据等效原理,从“运动参考系中时间慢”的观点而来。可见,①的观点来自于②。

    但是,①的时间慢,得出的结论是速度慢;②的时间慢,得出的结论是速度快。一个来源得出两个相反的结论。那么,哪个结论才是对的呢?
这是相对论的另一个矛盾。

    其实,通过前面的论述,已经很清楚,对于在作相对运动的两个参考系,是无法区分哪个是绝对的“动”还是“静”的,所谓“动系时间慢”也就无从谈起。因此,即便上述①、②的观点一致,它也是错的。更何况现在①、②本身就截然相反了。那,它的正确性之不存在就更无需再说了。

    因此,所谓“引力红移”验证了相对论之正确的说法,站不住脚。

    所以,在这里,也就没必要再对引力红移进行更多的分析了。已经很清楚,相对论与“引力红移”无关。不仅“引力红移”,包括“雷达回波延迟”等,均无关。

    同时,相对论根据“长度收缩”的理论,进而认为“引力场强的地方”长度也会收缩。然后,再依据这种理论对“水星的进动”进行了解释。这样的解释自然也是没有意义的。这里就不一一细说了。

    我们没有必要对相对论的每一个分支观点,均加以逐一地分析。我们只要弄清楚,相对论根本上错在哪里?为什么错?就够了。

    一个错误的理论,所得出的种种观点,即便看起来有些观点与某些事实相似,那也说明不了什么。只要它的“来源根本”错了,它的分支观点与某些事实再相似,也仅仅只能是相似而已。改变不了其“根本”上的错误性。

第四、 对一些零星观点的综论

[相对论]: 相对论认为时间和空间是无法分开的。一种依据是:一年就是地球绕太阳一圈的距离,一月就是月球绕地球一圈的距离。北京到上海的距离是乘火车14个小时、乘飞机一个小时。

●(分析): 先确定一下概念。所谓时空无法分开,即,一个空间有一种时间,不同的空间有不同的时间。(如果不同的空间恒有相同的时间,那,时间与空间分不分也就无所谓了。)

    在这里,相对论把一年时间固定化了,似乎只有地球绕太阳一圈才是一年时间,其它在“地球绕太阳一圈”的同时发生的事情所经历的时间,则,不能叫一年时间,因为这些事情所在的空间与地球不同。比如:在“地球绕太阳一圈”的时间内,木星所走过的路程而用去的时间不能叫一年;月球绕地球12圈(以一年12个月约算),也不能叫一年。这种观点显然不会有人同意。

    反之,如果我们把在“地球绕太阳一圈”的同时,所有发生的事情所经历的时间,也称做一年的话,这就表示,时间对于不同的空间来说是相同的。

    现在,就算,不同的空间有不同的时间,我们来看看结果会怎么样。比如,地球有地球的时间,太阳有太阳的时间,银河系有银河系的时间,河外星系有河外星系的时间。

    大家知道,地球存在于银河系中,地球的时间应和银河系相同。太阳也存在于银河系中,所以,太阳的时间也和银河系相同。但是,地球的时间和太阳的时间不同,这不是矛盾么?

    (根据所有的星系都存在于宇宙中的事实),依此类推,矛盾会更多。

    所以,“时间与空间无法分开”的观点是错的。



[相对论]: 类星体100亿年前发生的事,比如它产生的大爆炸,今天被我们观察到。与地球上今天发生的事,比如海湾战争爆发,在我们看来,却是同时发生。这样,它们奇妙的具有了同时性。

●(分析):这句话本身实际上是自相矛盾的。既然已经承认是100亿年前的事,又怎么能认同它与今天的海湾战争是同时发生、具有同时性呢?既然认同它与今天的海湾战争是同时发生的,又怎么说它是100亿年前的事呢?

    这里有两个概念混淆了。一个概念:事件的发生;另一个概念:信息的收到。这里,将信息收到的时间,认做了事件发生的时间。错将信息收到的“同时”,认做了事件发生的同时。
相信大家很清楚,信息收到的“同时”是不能代表事件发生的同时的。



[相对论]: 一个粒子的质量,随运动速度的增加而增加。当速度接近于光速时,质量便趋向于无穷大。(粒子加速器中,粒子的速度有一个极限,就是证明。)

●(分析):“质量随运动而增加”的观点之错误,这里无需再多说了。(大家知道运动是相对的,运动、静止无法绝对区分)。

    现在只说,在粒子加速器中,为什么粒子的速度有一个极限。

    很简单,作个假设,如果“顺向”去“推一把”一辆飞驰的火车的话,尽管人用力不小,但,火车不会得到任何推力。因为,火车飞驰的速度远远比人用手去推的速度要快,手推力的传递速度太慢,所以力无法传递到车身上去。

    同样道理,在粒子加速器中,当粒子的速度达到一定程度时,如果速度再要增加,则,就要超过磁场力的传递速度而无法受力。受不到力,则速度无法增加。这是粒子加速器中,之所以粒子的速度有一个极限的原因。



[相对论]: 对于“地球上觉得飞速运行的火箭上的时间慢了,火箭上觉得地球上的时间慢了” 这样的矛盾,相对论这样解释:如同航行的船上竖直抛起一球,船上觉得球是“垂直运动”,岸上觉得球是“斜抛运动”一样的道理。

●(分析):

    (1)、如果按照这样的解释,那就是,火箭上的时间慢,只是地球上的人的感觉,其实,火箭上的时间还是和原来一样。地球上的时间慢也是如此,也和原来一样。

    那么,我们要问:既然两者的时间都和原来一样,那,两者的时间在作相对运动以后不是还是一样吗?(既然,两者的时间都还是一样,那,所有相对论的结论是从那里来的呢?)

    (2)、但是,从本文前面相对论的观点中,大家已经知道,不管是“长度收缩”、“质量增加”,还是“做加速运动者年龄老得慢”、相对论的“引力红移”解释,都明白无误的表示,运动物体的时间慢,是指比静止物体的时间慢。否则,何以会有上述这些相对论的结论呢?(由于“静”、“动”是相对的,因此,“谁比谁慢”的矛盾仍然无法解释。)

    (3)、时间的性质与运动的性质是根本不同的。怎么可以那运动现象来类比时间呢?这样类比的“可行性”恐怕未经证明吧?



[有一种观点]: 时间和空间,是由宇宙大爆炸所创造。

●(分析): 这里只简单说一下时间。

    首先,大爆炸不可能是在一无所有平白无故的情况之下,突然产生的。这一点应该能够达成较广泛的共识,无需再予说明了。它事先必须有个起码的物质存在。

    那么好,该物质的爆炸不可能是超时的,(引力传递、磁场力传递尚且不能做到超时。)它必然有开始、发生、增强、扩散的短暂过程。既然,它有开始的那一刻,那说明在开始那一刻,时间已经存在了。而此时,爆炸还没有发生,更没有扩散。可见,爆炸还没有发生,就已经有了时间。这足以证明,时间不是宇宙大爆炸所创造。事实上,我们还可以往前面推。未爆炸的物质存在的那一刻,时间就已经存在了。依此还可以继续往前推,但不必了,这已经足够证明了。

    (空间的证明类似,略。)

第五、 附 录

 

(一)、迈克尔孙-莫雷实验与光速

ygzhmdml-034.gif (8288 字节)

1、迈克尔孙-莫雷实验的装置:

    如图-9,由光源S发出波长为λ的光,入射到半透镜片G后,一部分光线反射到平面镜M2,形成光线②,光线②再由镜M2反射回来,透过G到达望远镜T;另一部分光线则透过G,形成光线①,光线①再由镜M1反射到达G,经G反射到达T。

    假定GM1和GM2的长度均为L,且M1和M2之间不严格垂直,那么,在望远镜的目镜中将看到干涉条纹。
实验过程是,将该装置旋转一圈360 。实验结果是,望远镜中没有看到干涉条纹的移动。

2、解释:

    迈克尔孙-莫雷实验,本来是为了证实“以太”是否存在而做的实验。由于“以太”之不存在,已被实验多次反复证明,故,在此将该内容予以省略。

    在此,仅分析一下, 迈克尔孙-莫雷实验是否能证明“光速不变”,(即,一束光,同时相对于不同速度的参考系,这束光的速度不变)。

    迈克尔孙-莫雷实验的结果是,在旋转一圈之后,并没有看到干涉条纹的移动。这说明两束光线的速度之差(速度相等,则速度差为0),没有改变。如果两束光线的速度差发生了变化,就会看到干涉条纹的移动。
本实验中,两束光的光源,始终与整个装置同步,没有与实验装置作丝毫的相对运动,在这种情况下,只能说明:光线与光源的相对速度保持不变,而说明不了任何其它问题。更不能说明,一束(来自相对运动的)“动光源”的光线的速度,与一束(来自相对静止的)“静光源”的光线的速度相同。即,不能证明:光速与光源无关,与参考系无关。

(二)、麦克斯韦电磁方程是否适用伽利略变换?

[相对论]:按照电磁理论,真空中的光速,即,真空中的电磁波速度是一个常量,等于c(光速)。但是,按照伽利略变换,如果一束电磁波在惯性系K的速度是c,在(相对于K系以速度v运动的)惯性系K’中,它的速度就不是c,成了c+v,(当v反向时,为c-v)。既然麦克斯韦电磁理论对所有的惯性系都成立。则 说明,出现c+v、c-v的结果是错的。

●(分析): 相对论之所以认为出现c+v、c-v的结果是错的,是因为他们认为这个结果与“真空中的电磁波是一个常量(等于c)”这句话相违背。

    上述c+v、c-v的结果是伽利略变换的结果,如果这个结果与上述“真空中的电磁波是一个常量(等于c)”这句话违背,则,麦克斯韦方程不适用伽利略变换。如果不违背,则,适用于伽利略变换。因此,关键点就在于是否相违背?

    麦克斯韦电磁理论说,“真空中的电磁波速度是一个常量(等于c)”。它说的是“真空中的电磁波速度”,所强调的要点是不含任何物质(包括空气)的“真空”。除此以外,并没有任何其它的意思。

    并没有说,在真空中,“同一束电磁波”相对于各种(不同速度的)参考系,其速度仍然是常量c。那么,相对论认定“c+v、c-v”的结果,与“真空中的电磁波速度是一个常量(等于c)”这句话相违背的根据是什么呢?没有根据。因此,认定“相违背”是主观的。

    事实上,从法拉第、麦克斯韦的实验也是可以清楚地看出这一点的,因为法拉第、麦克斯韦等人的电磁实验都是在相对于他们本人静止的波源环境中进行的,在波源相对于实验者本人静止的环境中,所得到的速度,这速度当然只是相对于一个参考系的速度,而不是同时相对于多个(不同速度)参考系的电磁波速度。要想得到“同时相对于多个(不同速度的)参考系,同一束电磁波的速度恒等于c”的结果,即便想要得到,恐怕实验条件也不具备。

    翻开物理学史(申先甲主编),史书记载:麦克斯韦在法拉第工作的基础上,最终完成了电磁场理论。1888年3月,赫兹测定电磁波速度,利用电磁波形成的驻波测定相邻两个波节间的距离(半波长),再结合振荡器的频率,计算出电磁波的速度。从而确认电磁波速度等于光速。

    通过多种设计不同的实验室装置...的实验,(省略),最后证实了麦克斯韦电磁理论的正确性。

    在史书中,从未记载过麦克斯韦等人,曾作过电磁波速度与参考系无关的实验,更未得到过类似的结果。

    因此,“真空中的电磁波速度是一个常量(等于c)”这句话的意思,已经非常清楚,它只是相对一个与波源同步的参考系的速度。

    出现“c+v、c-v”的结果,不但不违背麦克斯韦电磁理论,相反,正是麦克斯韦电磁理论的恰如其分的体现。

    自然,伽利略变换对麦克斯韦电磁方程完全适用。


(顺便简单介绍一下伽利略变换。通常,一个空间参考系,有X、Y、Z三维坐标,空间中任何一点均可由这三维坐标来确定。加上时间参数,就是一个完整的四维空间参考系。当两个参考系作相对运动的时候,质点在两个参考系中,分别有不同的坐标,将质点在一个参考系中的坐标表示,通过两个参考系的相对速度,写成另一个参考系的坐标表示,称为坐标变换。根据质点在参考系的投影以及参考系的相对速度进行几何变换的方法,称为伽利略变换。举例:(仅举X方向,其它类同),质点m在K’系中的坐标为x’,在K系中的坐标为x,K’系相对于K系的速度是v,则,由于x’是质点m在K’系中的坐标投影,x是质点m在K系中的坐标投影,速度v是K’系的原点在K系中的坐标投影变化的速度。

    则,根据坐标投影进行几何运算,得:x=x’+v;x’=x-v。)



(三)、 广义相对论与张量分析、黎曼几何


    张量分析、黎曼几何均是纯粹的数学方法。所谓张量,是一种较为复杂的物理性质的表示,它不同于常见的标量和矢量。用一个数就可描述的物理量,叫做标量。如:质量、温度等。有些物理量具有方向性,通常在空间坐标系里用三个数来表示,叫矢量。如:速度、力等。如果加上时间参数的话,就需用四个数来表示。而那些既具有方向性,可又不是单一方向的,无法用标量和矢量来表示。于是,把这种量称为张量。如:固体的应力。所谓应力,即固体的单位面积上受到的力。由于固体有刚性,所以某一点受到的力的强度,各个方向是不同的,比较复杂,所以只能用张量来表示。

    用数学方法对张量的性质进行分析研究,称为张量分析。黎曼几何则是对曲面几何进行研究的数学方法。

    相对论通过一个存在缺陷的“等效原理”,把狭义相对论的“时间膨胀”和“长度收缩”,推广到引力场。认为时间和空间会受引力场的引力作用,而压缩、弯曲、变形。从而运用张量分析、黎曼几何来进行演算。

    因此,相对论是否正确,并非取决于是否运用了张量分析、黎曼几何等数学工具。关键点是,时间、空间是否会受引力影响而变形。如果,时间和空间确实会受引力影响而变形,则,就适合把这些设定代入这些数学工具来研究。否则,就不适合。如果时空不变形,而还是将“时空变形”的设定代入这些数学工具。那么,所得到的结果,并不会因为运用了这些数学工具而能改变其错误性。

    通过本文的一系列分析,已经比较清楚,“时间、空间受引力会变形”的观点根本不成立。所以,将“时空变形”的设定代入张量分析、黎曼几何这些数学工具,显然是不适合的。

    因此,我们完全没有必要再去考察这些数学工具在推演广义相对论时,其中的某个过程、某个细节是否可靠。

    读者完全不必因为自己可能没学过张量分析、黎曼几何,而对自己的判断力有所怀疑。任何中学及以上文化程度的读者,对相对论的错误,都具有完全的判断能力。

    迷信不是科学。


----后记:

看完本文,也许有人会发出这样的疑问:爱因斯坦是不是一个骗子?笔者认为,爱因斯坦在相对论问题上不是一个骗子。确切地说,就相对论而言,爱因斯坦是一只迷途的羔羊。他发现了一条歧途,奋力高喊:我找到了一条捷径!于是,起先只有少数几只羊跟他走,随后越来越多,最后,成批成批的羊群都跟着他走上了这条歧途。

相对论的影响基本上如此。

在科学探索中,无意间走上了歧途,这并没有什么值得害羞的。科学探索的道路上,本来就是错误层出不穷的地方。

尽管相对论是错的,但,我们仍然要赞扬爱因斯坦敢于思想、富于想象的探索精神。

科学的发现和发明,需要思想插上想象的翅膀!



李金良

(email: visiter_er@163.com
science_learner@yahoo.com.cn

tel: 0512-67526260 )


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本人是个电脑外行,本文于3月17日完成电脑打字作图,3月21日向苏州科协投稿(因苏州科协无探讨性文章发表平台,故未刊登)。
深切地感谢苏州科协的庞振老师在电脑技术上的关键性指点和放弃休息时间的多次辅导,他不愧是推动群众性科技工作的优秀科协工作者。
同时,也非常感谢苏州图书馆(尤其科技情报部)在技术上的支持和帮助。
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