相對論的正確與錯誤

相對論的正確與錯誤內(nèi)容摘要：本文認(rèn)為，狹義相對論的同時性的相對性原理是正確的，光速極限原理是正確的。廣義相對論的等效原理是正確的，鐘慢效應(yīng)是正確的。這四大原理，足以讓相對論在物理學(xué)上劃一個時代。但是，狹義相對論的光速不變是錯誤的，質(zhì)速方程是錯誤的，質(zhì)能方程也是錯誤的，尺縮效應(yīng)也是錯誤的。這四大錯誤，足以讓相對論永遠(yuǎn)遭人反對。所以，只有發(fā)揚(yáng)相對論正確的原理，拋棄相對論錯誤的假設(shè)，才能真正使物理學(xué)得到進(jìn)一步發(fā)展。關(guān)鍵詞：光速極限等效原理鐘慢效應(yīng)光速不變質(zhì)速方程質(zhì)能方程尺縮效應(yīng)一四大原理足以讓相對論在物理學(xué)上劃一個時代1同時性的相對性原理足以讓相對論在物理學(xué)上劃一個時代我們先來看狹義相對論。物理學(xué)認(rèn)為，時間是運(yùn)動著的物質(zhì)存在的基本形式。時間是物質(zhì)運(yùn)動的延續(xù)性、間隔性和順序性。表明一事物和另一事物，一運(yùn)動過程與另一運(yùn)動過程先后順序，過程之間的間隔長短、事物存在和過程的延續(xù)久暫。時間的特點(diǎn)是一維性，即不可逆性。同物質(zhì)運(yùn)動不可分離，物理學(xué)證明沒有在時間之外存在的運(yùn)動。這就是說，時間與運(yùn)動是不可分的，如果沒有運(yùn)動，也就沒有時間。靜止不動的物質(zhì)是無時間可言的。牛頓力學(xué)還沒有將時間與物質(zhì)和運(yùn)動三者的關(guān)系搞清楚，所以，就錯誤地認(rèn)為時間與空間一樣，也是絕對的，不變的。愛因斯坦從同時性的相對性出發(fā)，證明了時間是相對的，而不是絕對的，是可變的，而不是不變的。從而，將牛頓力學(xué)大大向前推進(jìn)了一步，或說，繼牛頓之后又將物理學(xué)劃了一個時代。說同時性的相對性正確，是因?yàn)樗蠠崃W(xué)第二定律，符合量子力學(xué)測不準(zhǔn)原理，同時，也符合弱宇稱不守恒的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。反相的人從伽利略變換出發(fā)，認(rèn)為洛侖茲變換是錯誤的，這是他們站在牛頓絕對論的立場上看問題，相反，如果站在相對論的立場上看問題，那么，就可以發(fā)現(xiàn)是伽利略變換錯了，絕對時間正是牛頓方程近似正確的根本原因。愛因斯坦發(fā)現(xiàn)同時性的相對性的意義在于，徹底解決了牛頓一直想解決而沒有解決得了的第一推動問題。其實(shí)，星球的旋轉(zhuǎn)，不僅要第一次推動，而且要連續(xù)推動，否則，星球的轉(zhuǎn)動就會停止，陀螺的旋轉(zhuǎn)就證明了這一點(diǎn)。推動星球轉(zhuǎn)動的力就是恒星發(fā)出的光電能量，所以，同時性的相對性是光電效應(yīng)的進(jìn)一步深化。2光速極限原理足以讓相對論在物理學(xué)上劃一個時代狹義相對論還有一條光速極限原理。光速極限是由極限信號速度演變來的。極限信號速度是指物體傳遞信號所能達(dá)到的最大速度。在牛頓力學(xué)中，物體間的相互作用是超距發(fā)生的，是瞬時傳播的，也就是說相互作用的傳播速度是無限的。愛因斯坦的相對論改變了這種觀念。實(shí)驗(yàn)證明，瞬時傳播的相互作用在自然界中是不存在的，相互作用的傳播速度是有限的。通常把從一個物體向另一個物體傳播的相互作用稱作“信號”，而把相互作用的傳播速度叫“信號速度”。因此，極限信號速度就是相互作用的最大傳播速度。從相對論可以推斷，極限信號速度是光速。極限信號速度的存在，也就意味著物體運(yùn)動速度存在極限。這是否定牛頓力學(xué)關(guān)于超距作用的一大歷史性跨越，所以說，光速極限是正確的。當(dāng)然，這也只是教科書的說法。其實(shí)，星球引力速度與光速根本就是兩回事。星球引力是即時的，只要你在星球引力范圍內(nèi)，你就不可避免地受引力的影響。比如，只要你在星球引力范圍內(nèi)，你就不可避免地有自身重量，這里不存在速度問題，所以，說它是超距作用也不是不可以的。光與星球引力是兩碼事，是兩個東西，不是同一個東西。光沒有引力，只有斥力。之所以說光速極限是正確的，是因?yàn)槭澜缟先魏挝矬w的速度都不可能超過光速。原因就在于光的靜止質(zhì)量為零，而靜止質(zhì)量不為零的物體因?yàn)槭苜|(zhì)量的拖曳，所以，不可能達(dá)到光速。因?yàn)?，物理?shí)驗(yàn)已經(jīng)證明所有的光速粒子質(zhì)量皆為零。這是光速極限的根本原因之所在。其實(shí)，光有兩種:一種是慢光子，一種是快光子，這是教科書上說的。所謂慢光子就是每秒三十萬公里的光子，這種光子是波粒二屬性的光子。所謂快光子就是遠(yuǎn)超每秒三十萬公里的光子，這種光子是波動一屬性的光子。這就說明，光原本是波動一屬性的波動，只是在進(jìn)入地球大氣層時，有的波動浮獲了地球大氣層中的粒子，從而形成波粒二屬性的光子。這里要明白一點(diǎn)，無論是慢光子，還是快光子，它們都是光。它們的速度都是光速。一些反相的人，一發(fā)現(xiàn)超c，亦即超過每秒三十萬公里的光，就興奮地宣布:發(fā)現(xiàn)超光速粒子了，相對論被推翻了。其實(shí)，超光速的粒子還是光，不過是波動一屬性的光而已。因?yàn)?，質(zhì)量不為零的粒子絕對不可能超過光速。因?yàn)?，它要受質(zhì)量的拖曳。有的人說，電子的速度有可能超光速。目前，對此還沒有確切的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，即便是電子的速度真超光速，那也沒有什么奇怪的，光電同一，光電效應(yīng)說明光可以變成電，電也可以變成光。實(shí)驗(yàn)證明，電子的速度是光速。3等效原理足以讓相對論在物理學(xué)上劃一個時代我們再來看廣義相對論。廣義相對論的核心理論是等效原理。我們知道，物體所受的引力與物體的質(zhì)量成正比，同樣，物體所受的慣性也與物體的質(zhì)量成正比。如果分別把這兩種質(zhì)量叫引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量，物理實(shí)驗(yàn)證明，這兩種質(zhì)量實(shí)際上是不可區(qū)分的。因?yàn)?，到目前為止的一切?shí)驗(yàn)都沒有找到它們的差別。所以，慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量等價，才能成為愛因斯坦廣義相對論的基礎(chǔ)。有學(xué)者將廣義相對論的等效原理區(qū)分為強(qiáng)形式和弱形式，我認(rèn)為這是不能成立的。因?yàn)?，?shí)際上根本就不存在等效原理的弱形式。所以，把永久性引力場與非永久性引力場視為同一，這是廣義相對性原理成立的先決條件。愛因斯坦發(fā)現(xiàn)等效原理的意義在于為慣性找到了原因。我們知道，牛頓一直困惑于慣性的原因，愛因斯坦證明了慣性質(zhì)量就是引力質(zhì)量，慣性力就是引力，這為重新認(rèn)識牛頓力學(xué)打開了一扇大門。牛頓正是由于沒有找到慣性的原因，所以，他把慣性定律和引力定律分為兩個定律。其實(shí)，如果按等效原理的思路，慣性定律和引力定律是同一條定律。慣性定律就是引力定律，引力定律就是慣性定律，二者本質(zhì)上是一回事。將牛頓力學(xué)的兩條定律合成一條定律，這物理學(xué)意義還小嗎？4鐘慢效應(yīng)足以讓相對論在物理學(xué)上劃一個時代廣義相對論還有一個原理是鐘慢效應(yīng)。鐘慢效應(yīng)是愛因斯坦廣義相對論的一個基本推論。時間延緩效應(yīng)在高能物理中得到大量實(shí)驗(yàn)證明，不穩(wěn)定粒子靜止時有一定平均壽命，當(dāng)它們高速運(yùn)動時測得的平均壽命可以比靜止時大得多。同時，在有加速運(yùn)動的情形下，時間延緩導(dǎo)致絕對的物理效應(yīng)，當(dāng)一個時鐘繞閉合路徑作加速運(yùn)動，最后返回原地時，它所經(jīng)歷的總時間小于在原地點(diǎn)靜止時鐘所經(jīng)歷的時間，或說，在宇宙飛船上進(jìn)行了太空旅行的那個兄弟在返回地球后，確實(shí)要顯得比留在地球上的兄弟年輕些。這種效應(yīng)通常稱為雙生子佯謬。其實(shí)，中國古老的道家文化中早就有這種“天上一日，世上千年”的說法。因?yàn)?，時間是運(yùn)動的量度，或者說，時間與運(yùn)動同在。有運(yùn)動就有時間，沒有運(yùn)動就沒有時間。所以，光的時間與火車的時間肯定是不一樣的。廣義相對論還說到時間彎曲，時間彎曲其實(shí)是運(yùn)動彎曲，多走了路，所以就多用了時間，僅此而已，并無別的意義。二四大錯誤足以讓相對論永遠(yuǎn)遭人反對1錯誤的光速不變假設(shè)足以讓相對論永遠(yuǎn)遭人反對光速不變假設(shè)是愛因斯坦狹義相對論的兩個假設(shè)之一。它可以陳述為：真空中的光速是個普適常數(shù)C，與傳播方向、光源的性質(zhì)和運(yùn)動無關(guān)。這是愛因斯坦從光速極限引出的光速不變，并把這一假設(shè)作為證明質(zhì)量相對的前提。但是，現(xiàn)實(shí)情況是光速極限并不能說明光速不變，光速極限是正確的，而光速不變是錯誤的。首先，光速不變假設(shè)直接違反相對論原理。前邊說了，相對論的核心原理是同時性的相對性。光速不變是絕對論，而不是相對論。由此可見，狹義相對論的兩個假設(shè)本身就是自相矛盾的，或者叫二律背反的，自己否定自己。這種不自恰的理論能不永遠(yuǎn)官司纏身？其次，我們知道，光波是光幅射的一種形式，而光幅射是要遵守幅射衰減原理的。或說，世界上根本就沒有不衰減的光幅射。既然光幅射是衰減的，那么，在相同的距離內(nèi)，光速是不變的，但不同距離之間的光速則是變化的。太陽到地球之間的光速是不變的，但其他星球到地球的光速則是變化的。至于地球上發(fā)出的光旳光速更是變化的。如果光速不變，那么，地球上就不會出現(xiàn)夜黑佯謬。因?yàn)?，宇宙中發(fā)光星體多的是，如果光速不變，那么，它們的光線就都可以從四面八方達(dá)到地球，從而地球就會像醫(yī)院里的無影燈一樣，永遠(yuǎn)也不會有黑夜。同樣的道理，地球上的地方也不會有背面和陽面之分了。再次，光速不變假設(shè)還違反量子力學(xué)的測不準(zhǔn)原理。這是反相的人認(rèn)為相對論與量子力學(xué)不自恰的根本原因。本來，相對論與量子力學(xué)二者是一回事，相對論說的是宇宙自然的宏觀領(lǐng)域，而量子力學(xué)說的是宇宙自然的微觀領(lǐng)域。都是說的光電能量的相對性與測不準(zhǔn)性。根據(jù)物理學(xué)的宏微同性原理，說明二者是一回事。但光速不變假設(shè)割裂了相對論與量子力學(xué)的統(tǒng)一，從而使它永遠(yuǎn)糾纏在官司之中。最后，光速不變假設(shè)違反弱宇稱不守恒的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。我們知道，在電磁場中，磁場作用是強(qiáng)作用，而電場作用是弱作用，弱電已經(jīng)統(tǒng)一起來就是證明。在宇稱實(shí)驗(yàn)中，弱宇稱是不守恒的，但是，光速不變假設(shè)卻違反弱宇稱不守恒的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因?yàn)?，光速不變是守恒的，而不是不守恒的。既然違反實(shí)驗(yàn)結(jié)果，那就注定了它會官司纏身。2錯誤的相對論質(zhì)量足以讓相對論永遠(yuǎn)遭人反對相對論的質(zhì)速關(guān)系式，這是害死相對論的一個致命錯誤，相對論遭到全世界物理學(xué)界長期的反彈，與這個不能成立的質(zhì)速關(guān)系式有極大關(guān)系。所謂相對論的質(zhì)速關(guān)系，就是在相對論中，物體的慣性質(zhì)量分為靜止質(zhì)量和相對論質(zhì)量，兩者的關(guān)系式即質(zhì)速關(guān)系。質(zhì)速關(guān)系又稱為質(zhì)增效應(yīng)。質(zhì)速關(guān)系式為：式中，c為光速，v為物體的運(yùn)動速度。兩者之差定義為動質(zhì)量m=m-m。，狹義相對論預(yù)言，物體的慣性質(zhì)量隨其運(yùn)動速度的增加而加大，速度趨于光速時，慣性質(zhì)量趨于無限大。其實(shí)，這只是一個在數(shù)學(xué)上成立，而在物理學(xué)上根本就不成立的公式。因?yàn)椋何矬w的慣性質(zhì)量隨其運(yùn)動速度的增加而加大，直接違反牛頓定律。我們要問：還要不要牛頓定律？或說，牛頓定律到底還是不是定律？光子的速度是光速，請問：光子的質(zhì)量是無限大嗎？宇宙中存在無限大的質(zhì)量嗎？物體的慣性質(zhì)量隨其運(yùn)動速度的增加而加大，這就是說，運(yùn)動的皮球可以變成星球，請問：宇宙中那一顆星球是由皮球變來的？對于相對論質(zhì)量，愛因斯坦自己在晚年已經(jīng)將其否定了，認(rèn)為是動量，而不是質(zhì)量。愛因斯坦在1948年寫給L.Barnett的一封信中說：“引入一個物體的質(zhì)量的概念是不好的，它沒有給出明確的定義。除了“靜止質(zhì)量”m之外，最好不要引入其他質(zhì)量。與其引入m，不如提及運(yùn)動物體的動量和能量表達(dá)式。”（LevB.Okun,Theconceptofmass,其中有l(wèi)etterfromEinsteintoL.Barnetton19June1948.PhysicsToday,June1989,42；31-36.）由此可見，愛因斯坦自己都否定了相對論質(zhì)量，我們還有什么必要再把動量當(dāng)相對論質(zhì)量？3零結(jié)果的質(zhì)能方程足以讓相對論永遠(yuǎn)遭人反對由質(zhì)速關(guān)系式推出的質(zhì)能方程，即E=mc。式中，c為光速，m為物體的質(zhì)量，E為能量。實(shí)驗(yàn)證明，光子質(zhì)量為零，也就是說，所有達(dá)到光速的物質(zhì)都要將其質(zhì)量光化為零。光速極限，就是由于它沒有質(zhì)量，凡是有質(zhì)量的物體，必然達(dá)不到光速。既然光速條件下質(zhì)量為零，零剩以任何數(shù)結(jié)果皆為零，這個方程有意義嗎？顯然，這只是一個在數(shù)學(xué)上成立，而物理學(xué)上根本不成立的方程。怪不得這個方程自打出來之后，根本就沒有任何一項(xiàng)工程用到過它。包括宇宙飛船在內(nèi)，用的都是牛頓方程的修正值。擁相的人說:原子彈爆炸用的不是質(zhì)能方程嗎？其實(shí)，這完全是一種想當(dāng)然的說法，原子彈爆炸是釋放出了原子中的光電能量，而不是質(zhì)子變成了電子。物理學(xué)中有質(zhì)子變成電子的說法嗎？況且，原子彈爆炸的計算過程，也不是用的質(zhì)能方程，而是用的薛定諤方程。這種百無一用的零結(jié)果方程，不遭人反對才怪哩。4錯誤的尺縮效應(yīng)足以讓相對論永遠(yuǎn)遭人反對尺短效應(yīng)是愛因斯坦廣義相對論的又一個推論。證明尺子短了的那個原始實(shí)驗(yàn)，是火車上懸掛的一根桿子。由于火車飛速前進(jìn)，所以，車上的人測得的桿的長度與火車下的人測得的桿的長度不同。這個理論能成立嗎？難道一個人坐上火車與下了火車的質(zhì)量就不同了嗎？那為什么會發(fā)生上述效應(yīng)呢？這只能說明這是一種視覺效應(yīng)——鐘確實(shí)變慢了，但尺子并沒有縮短。這種遠(yuǎn)小近大的視覺效應(yīng)根本不能作為證明質(zhì)量相對的依據(jù)。長度測量與運(yùn)動無關(guān)，或說，長度測量與參照系無關(guān)，這是基本常識。從時空度規(guī)函數(shù)的角度來分析，我們知道，牛頓空間是不顯時間的空間，是三維空間，也就是歐氏空間，那么，取笛卡爾坐標(biāo)長、寬、高乘以長、寬、高，3×3＝9，一共9個分量。而閔可夫斯基的四維時空是與時間相聯(lián)系的彎曲時空，需要用非歐幾何，即黎曼幾何來表示。在四維時空的坐標(biāo)中，長、寬、高、時間乘以長、寬、高、時間，這樣，4×4＝16，就成了16個分量。其中，由平直空間移植過來的長、寬、高9個分量，再加上一個時間分量，一共是10個獨(dú)立分量。而其他6個分量就是彎曲了的時間，或說是慢了的時間。這里，我們并沒有發(fā)現(xiàn)“尺短”的數(shù)學(xué)依據(jù)。由此，我們還可以發(fā)現(xiàn)時間彎曲了，能量彎曲了，但空間并沒有彎曲，質(zhì)量并沒有彎曲。因?yàn)?，時間彎曲是由引力引起的，引力的源是物質(zhì)。物質(zhì)沒有彎曲，并不影響時間的彎曲。其實(shí)，運(yùn)動的物體既沒有變大，也沒有變小。物體還是那個物體，說它變大了是隨著速度的增加