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董树功:解读相对论

2015-02-16  物理网文

解读相对论

                                                    董树功


                                        

提要:

相对论与量子论一起被传统理论誉为“伟大的理性思维革命”,作为现代物理的理论基础,相对论是一个充满神玄的“理论”,它之所以被许多人所“公认”,主要是传统理论声称相对论已被许多相对论效应所充分证明,是根据三大公理推出的。这样对相对论的认识就要从“三大公理”和相对论效应来讨论。本文对“三大公理”和所有被认为是相对论效应的相对论证据做全面讨论。

 

关键词:相对原理、光速不变原理、等效原理、相对论效应、严谨性、逻辑性

 

相对论“三大公理”:

尽管相对论中的三个主要理论已被传统理论称为“三大公理”,但因它与最广泛存在的(宏观)自然现象不符,因此它不是“公理”,也没“原理”资格,下面分别进行讨论:

 

一、相对性原理:

运动的“相对性原理”是由伽利略首先提出的,在伽利略的相对性原理中,时间是确定的,长度是确定的,对于处于不同状态的观测者来说:运动是相对的,这种方法可以简化对运动的认识,从而得出正确的结论,并便于人类对解析运动问题时的操作,这种方法在解决人类可直接观测到的宏观范围内普遍适用。

爱因斯坦的《相对论》中的时间、长度是相对的,速度(光速)是确定(绝对)的,与伽利略相对性原理中的时间、长度的确定性和速度的相对性完全相反,是完全对立的,是丝毫没有相同之处的。因此伽利略的“相对性”正确并不等于爱因斯坦的“相对性”正确。

光速不变原理:

“光速不变原理”又被解释为“真空光速不变”,然而宇宙中处处充满物质(或暗物质),没有(绝对)真空,以人类目前的技术手段也不能得到(绝对)真空,没有真空也就没有“真空光速”,也就更不存在“真空光速不变”还是“变”这种讨论的意义。而在真实的自然界中,光速随着介质的密度、温度、压强的变化而变化,光速取决于它所通过的空间的介质的性质,是随着介质的性质随时可变的,不存在光速不可变的事实,在电子加速器中的电子速度早已远远超过许多不同介质中的光速,可见“电子达不到光速的说法根本就不成立。

相对论的“光速不变”原理按照爱因斯坦的本意是:对于所有与光有不同相对运动状态的观测者“光速不变”,这就导致了一个后果:这就是在v≠0时,c v=c;c-v=c;也成立,这种颠覆基本数学逻辑,颠覆地球人理智的结论相对于普通地球人的理性来说,简直是“混账”数学,“混账”逻辑,这样的数学,这样的逻辑也是真理吗?!按照数学规则,当v≠0,c v=c;c-v=c;也成立时,其中每个等式中的一个c不再是光速,这同样违反了:“对于所有与光有不同相对运动状态的观测者都“光速不变”。因此相对论的“光速不变原理”的自身相互矛盾使相对论自相矛盾。

在人类的文明进步的历史上,统一度量衡是人类文明的重要标志,质量、时间、长度等标准的制定对人类文明的进步起了极其重要的作用,可以说没有这些标准(包括不同标准的严格换算)人类就无法进行交流和从事科学活动,也就没有今日的科学,这些标准是人为制定的,是为了人类从事交流活动制定的普适的标准,它是人类文明进程中里程碑意义的事件,它只对人类的交流有意义。



“速度”这个概念,
在长度(标准)不变和时间(标准)的不变的前提下才可以构成、当时间可变、长度可变,“速度”这个概念也就不成立了。著名的“芝诺悖论”就是由于没有“速度”这个概念才可以长期存在。人类对“速度”这个概念的认识是理性的重要进步。不同的物体有不同的速度,光在不同的介质中有不同的速度,速度的不同对时间和物质的长度没有影响,速度是在长度、时间不变的前提下才成立的可变量。这是“速度”这个概念的本质,当观测到的现象与预想的数值不一样时,只能是速度的变化导致的时间延迟,而与时间的确定性无关。当然,当速度被假定不变,而让长度和时间改变时,这符合数学规则,却违反了“速度”概念的内涵,这不但使物理学变成了数学游戏。更使地球人退回到缺乏理智的对自然认识的朦胧时代。这是人类文明进程的极大倒退。

宇宙中时时刻刻存在着无数不同频率光,这些不同频率的光存在于无数不同的方向,不同频率的光在通过同一介质时具有不同的折光率,根据折光率理论,不同的折光率具有不同的速度,而宇宙中一切物体都在时刻运动,都在与光做相对运动,如果光速可以改变长度和时间,那么请问维护相对论的人们,这些无数不同方向不同速度的光,使哪个方向的长度改变,使哪个方向的时间改变,改变各是多少???

“光速不变”假设的其它荒谬还表现为:

“洛伦兹变换”是相对论“光速不变”的数学推导依据,然而,“洛伦兹变换”是在“以太”存在的前提下才成立的数学推导,而相对论是否定“以太”存在的,既然相对论否定“以太”存在,就不应该再使用“只有在以太存在的前提下才成立的洛伦兹变换”,相对论使用“洛伦兹变换”推导“光速不变”犯了“论据虚假”的逻辑错误,以虚假论据得到的结论,是不能成立的,这是最基本的逻辑规则,可见,爱因斯坦和相对论的拥护者都是不懂得逻辑规则的。

等效原理:

而“等效原理”仅仅是在无限小的空间的数值相等,这在今日大学教科书表示的很明确:今日大学物理讲到:“爱因斯坦建立广义相对论时惟一的实验依据是m=m。这样一来,引力场就和加速的效应等价。在一个在引力场中自由降落的参考系内,物体完全失重,此参考系和一个没有引力场、没有加速度的惯性系等效,任何物理实验都无法把二者区分开来。这种等效只能是局部的,(见《新概念物理学·力学》赵凯华、罗蔚茵着 P403北京 高等教育出版社 2004)。

以上讲述是很清楚的:“……这种等效只能是局部的……”。

北京师范大学刘辽教授、赵峥教授在他们编著的《广义相对论》中讲到:

“等效原理:惯性力场与引力场的动力学效应是局部不可分辨的。

对等效原理的几点讨论。

等效原理的适用范围:

我们必须强调两点,第一,等效性仅在局部时空范围(即一个时空点的邻域)内成立。第二,等效仅仅是指动力学效应而言。

首先谈谈第一点,我们知道惯性离心力是和半径R成正比;

F1R

而引力是半径R的平方成反比的;

FgR-2

董树功:解读相对论

所以,虽然二者在无穷小的局部空间范围内是等效的,但在大的空间范围内则是显然不同的。

再谈第二点,等效原理所说惯性场和引力场不可分,只是动力学效应,更确切地说,就是指局域的加速效应。引力与惯性力毕竟有本质的不同,引力场对时空产生一种内禀效应,使时空弯曲,而惯性力场无此效应,因而没有理由认为这两种场的一切物理效应都等价。所以甚至有的学者,例如Synge,试图根本否定这一原理”(见《广义相对论》刘辽、赵峥 着 P9 北京:高等教育出版社   2004)。

从以上两种的论述中表述的已经很明确:等效原理只是在无限小的空间的“效应”等效,在大范围内是不等效的。并且“等效原理所说惯性场和引力场不可分,只是动力学效应,”而不是所有效应。

再看看爱因斯坦的观点:

爱因斯坦在他的《狭义与广义相对论浅说》中讲到:“如果正如我们从经验中所发现的那样,加速度是与物体的本性和状态无关的,而且在同一个引力场强度下,加速度总是一样的,那么引力质量与惯性质量之比对于一切物体而言也必然是一样的,适当地选取单位。我们就可以使这个比等于一,因此,我们就可以得出下述定律:物体的引力质量等于其惯性质量(见《狭义与广义相对论浅说》[美]爱因斯坦 著 杨润殷 译 北京大学出版社 P51)”。

从以上爱因斯坦本人的论述中可以明确看到:只有“在同一个引力场强度下”,……“引力质量与惯性质量之比”……才“是一样的”。注意:爱因斯坦仅仅是说“引力质量与惯性质量之比”·是“一样的”,而不是“引力质量与惯性质量”·是“一样的”,这就是说,如果“引力场强度”不同,那么“引力质量与惯性质量之比”也就不一样,进一步说“引力质量与惯性质量”也就不一样。而要想:“物体的引力质量等于其惯性质量”,不但要有“在同一个引力场强度下”,这个大前提,而且要“适当地选取单位”。才能“使这个比等于一”,这里爱因斯坦所说的“适当地选取单位”。应该是“适当地选取”“空间”因为“引力质量”和“惯性质量”的单位相同,不需要选取,需要选取的是“空间”,因为只有重力加速度等于9.8m/s的空间(地球表面空间),“引力质量”才等于“惯性质量”,这是当时规定“引力质量”和“惯性质量”时,就是以重力加速度等于9.8m/s的(地球表面)空间来规定的。在重力加速度不等于9.8m/s的空间,“惯性质量”不等于“引力质量”。如同一物体在月球上与地球上由于重力加速度不同,而“引力质量”不同,而“惯性质量”不变。(在当今的流行观点中,受相对论影响,将“重力”与“重量”(即引力质量)、“引力质量”与“惯性质量”混为一谈,重力属于力的范畴,它的量纲是“牛顿”,“重量”(即引力质量)的量纲是千克,这是两个意义完全不同的物理量。而“引力质量”的大小取决于引力场强度,在没有引力场或引力场处于平衡状态的空间,“引力质量”为0,而“惯性质量”在宇宙空间处处相等。“引力质量”不等于“惯性质量”在航天事业中,随时受到检验。当“引力质量”不等于“惯性质量”时,“等效原理”不成立。

无论是爱因斯坦还是相对论的信仰者都将无限小的空间才适用的物理量扩展到一切物理过程和整个宇宙空间。其结果是使“无限小”等同于“无限大”。请问那些维护相对论的人们:“无限小”可以等于“无限大”吗?!这种“混账”是在颠覆地球人的理智,颠覆自然的真实存在,这是对人类理智的亵渎!!这是对人性的践踏!!如果无限小可以等于无限大,那地球人的理智岂不连不识数的老母猪都不如!!那些人云亦云违反科学精神的行为不应该是认识水平问题,而是人性问题,是道德问题,这是科学的倒退,是人类理性和道德的倒退。请问那些维护相对论的人们:“无限小可以等于无限大”这样如此“混账”的“理论”也是“思维革命”吗?!

有人说:相对论是有大量实验证明的,这并不能证明相对论是真理,人类每天看到的是:除了北极星之外,数以亿、亿计的所有星体都在围着地球转,但它并没有证明地球是宇宙中心,任何一个理论只有合理解释与之相关的全部现象才能成立,这是理论可以成立必须满足的前提,部分案例不能证明一个理论,这是历史的启示和自然法则。也应该是一个常识。

这里,我们简单的对被认为是证明相对论的一些主要证据做一简单的评述:

1、电子加速试验:电子加速实验被相对论的拥护者认为是相对论最普遍的的证据,根据运动的相对性:在电子加速实验中,电子的加速度取决于电磁场的传递速度与电子的即时速度的速度差,这个速度差越小对电子加速作用越小,这与宏观物体的加速度没有任何区别,电子在接近光速时加速度越来越小是由于电磁场的传递速度与电子的即时速度差越来越小造成的,与电子的质量无关。宇宙空间没有静止的物体,一切物体都在运动,没有静止质量与动质量之分,质量与速度无关。提出质量随着速度的增加而增加,是思维出了问题。电子的质量与速度无关,相对论的“质速关系式”不成立,“光的静止质量为0”不成立。

2、光的弯折:当“光的静止质量为0”不成立时,光有质量(即使是相对论也没有否定光有动质量),在大质量物体旁必然受引力作用而改变运动状态。大量实验和普遍存在的现象还表明:光的弯折(折射率)更与介质的密度、温度、压强有关,受太阳的引力作用,在太阳旁存在着大量的离子态物质,其密度依引力场的强度的递减而递减,它们的密度、温度、压强都与远离太阳的空间不同,它们都改变光的弯折角度。因此光的弯折是太阳的引力和太阳周围的空间物质共同造成的,介质导致光线弯曲的现象在人类日常生活所见的现象中普遍存在,介质是导致光的弯折的最重要因素,怎么扯得上空间弯曲呢?请问那些维护相对论的人们:空间怎么会弯曲呢?时空是个什么概念?时空怎么弯曲呢?一个无限小可以等于无限大”这样如此“混账”的“等效原理”就可以改变宇宙的自然真实存在吗?

3、水星进动:根据历史资料可知,在相对论诞生之前,水星进动的计算是按照行星质量均匀分布在同一平面上计算的,这与真实的自然存在严重不符,行星之间的摄动是改变行星运动的重要因素,水星一百年积累的微小进动是由行星摄动引起的绰绰有余,与那个混账的“等效原理”扯不上半点关系,因此有关水星进动应该是原始计算与真实的自然存在严重不符造成的不准确,原始计算不准确并不等于相对论正确。

4、引力红移:受引力作用,任何大引力场旁都有大量的空间物质(包括暗物质),引力强度越大,物质密度越大,这些物质相对于光都是空间介质,这些介质对光都有过滤作用,就像地球大气对光的过滤一样,频率越高的光被过滤的越多,从而导致光谱的红移。大引力场导致光谱红移是宇宙自然存在的必然现象,与相对论没有什么关系。

5、光的弯折和光速取决于介质的性质,光在不同的介质中有不同的速度这是无数次实验证明的,也是公认的,与光的速度有关的现象都与介质的存在和性质有关而与时间(的绝对性)无关,时间是普适的确定的物理量,光速变化并不等于时间变化,(接收到的信号的)时间延迟只能是速度变慢导致的,将光速变化说成是时间变化,只能是数学游戏颠倒了人的理智。

“速度”这个概念只有在长度(标准)与时间(标准)的不变的前提下才可以成立,那些所谓的时间延迟的事件(包括GPS)只要考虑空间介质对光速的影响就可以在经典理论范围内得到完美解释,而与时间(的绝对性)无关,也与相对论无关

 

6、μ粒子现象:

μ粒子现象也被当作相对论效应。这是因为人类对μ粒子本质并没有清楚的认识,也没有足够的证据证明μ粒子只能在高空产生而不能在低空产生,我们知道太阳辐射的高能粒子通过地球大气时,是与通过的空气厚度成反比的,紫外线可以到达地面是人们的常识,因此低空同样可以产生μ粒子,在地面上发现μ粒子,并非μ粒子寿命延长。也就是μ粒子不能成为相对论效应的证据。

 

7、有关E=mc2

E=mc2被认为是爱因斯坦的最伟大发现之一。也是相对论的重要内容。但“能量”究竟是什么,在以往理论中没有人讲得清,E=mc2与 的区别是什么,相对论也没有讲,E=mc2的提出只是使“能量”的本质更加混乱不清,所谓的“原子能”是“放射性元素”所具有的“链式反应”这一特性。与E=mc2 没有什么关系,爱因斯坦既不知道“能量”的本质是什么,又对“质量”的概念认识混乱,却推出E=mc2,这只是使“能量”和“质量”这两个概念变得更加混乱和神玄。

 

8、GPS卫星定位系统:

有人把GPS作为相对论的效应,在这个现象中没有考虑空间物质和地球大气对光的“折射率”,也就是没有考虑光在介质中会变慢,不考虑对光的折射率是不严谨的。当我们把GPS现象中的时间延迟中的介质对光的折射率考虑进去时,时间延迟就得到了合理解释,不但比相对论更严谨,而且同时还可以进一步提高GPS系统的精确度,因此GPS现象中的时间延迟与空间介质有关,而与所谓的相对论效应无关。

 

9、雷达反射延迟:

雷达反射延迟也被认为是相对论效应,在雷达反射延迟中,没有考虑空间存在的物质,由于宇宙中没有绝对真空,光在任何有介质的空间运动速度都小于真空光速,因此都会时间延迟,雷达延迟与相对论无关。

 

10、大爆炸与宇宙红移:

大爆炸理论虽不是相对论自身的内容,却是相对论的产物.,大爆炸理论的论据是光谱红移。光谱红移并不等于宇宙红移。由于宇宙空间并不是绝对真空,而是存在多种介质(暗物质),光在介质中运动会被介质所散射,光的频率越高,被介质散射的几率越大。光在介质中运动的路程越长,高频光被散射的比例越大,这种光谱的红移在地球上每天都在发生,每天早晚太阳光是红色的,是因为太阳光在通过大气的路程长(厚度大)造成的。在大气中漂浮物多的时候,太阳光也趋向红色。远处的星光到达地球的路程越远,高频光被散射的越多,从而造成光谱红移。

光谱的红移与光的运动距离成正比,并非宇宙在膨胀。宇宙红移的提出,没有考虑宇宙空间物质,是极不严谨的,当观测的结果是与相对于地球越来越远的星光红移越多,那“宇宙红移”只有一种条件下才能成立,那就是只有“地球是宇宙中心”,同时也是大爆炸的“奇点”,那些宣传“大爆炸”的人,是否不懂得这最简单的逻辑关系,由于光在空间运动过程中与空间物质相互作用,光的运动距离越远,与空间物质相互作用几率越多,光谱红移越多,因此光谱红移与相对论无关。“大爆炸”理论与其它相关理论相矛盾,与宇宙空间的真实存在相矛盾,纯属没有逻辑的荒唐的臆想。

宇宙大爆炸理论是在相对论的基础上建立的,光速是宇宙中最快的速度是相对论的主要理论,在大爆炸理论中,宇宙的初始膨爆速度远远超过了“光速是宇宙中最快的速度”的相对论的这个主要理论(“古斯认为整个宇宙能够在10的负33次方秒的一瞬间以超过光速25个数量级的速度从宇宙婴儿暴涨到成人宇宙”王令隽《物理学的出路和中华学派的历史责任》201483),这种否定自身理论基础的理论是彻底的不自洽的,然而,这个彻底的不自洽的理论却被被物理权威称为“宇宙的标准模型”,不许反驳。这是对理论可以成立的条件的彻底的破坏,可见大爆炸理论家不但不知道何为理论,不懂逻辑规则,更不遵守科学原则,大爆炸理论家对其理论的态度已使他们成为彻底的学阀和学痞。大爆炸理论中还有更多的悖理,许多人给予充分的批判,请问那些维护大爆炸理论的人们:否定自身理论基础的理论是否可以成立?

 

11、迈克尔孙—莫雷实验:

爱因斯坦本人并没有将迈克尔孙—莫雷实验作为狭义相对论的证据。但是一般的物理文献都将迈克尔孙—莫雷实验当做光速不变原理的证据。

现在我们就来分析迈克尔孙—莫雷实验:在迈克尔孙—莫雷实验中,光源与探测器(干涉仪)是固定在一起的,探测器是观测者,以太只是实践中预定的一个条件,并不是观测者,也就是在迈克尔孙—莫雷实验中,光源与观测者之间没有相互运动,而在狭义相对论中,光源与“参考系”(观测者)之间是有相互运动的。这样,迈克尔孙—莫雷实验与狭义相对论所使用的同一个概念“参考系”(观测者)的运动状态是完全不同。因此迈克尔孙—莫雷实验不是光速不变的证据,将迈克尔孙—莫雷实验当作光速不变的证据是概念混乱,逻辑混乱的表现。迈克尔孙—莫雷实验只能是否定以太存在的证据。从历史资料看,正是迈克尔孙—莫雷实验才是导致狭义相对论的产生,迈克尔孙—莫雷实验的意义应该是否定了“以太”的存在。与相对光速不变没有关系,这也应该是爱因斯坦本人并没有将迈克尔孙—莫雷实验作为狭义相对论的证据的原因。

还有人提出否定相对论,应该再建立一个新的理论来替代相对论,这实在没什么必要,我们不用相对论已经很好地解释了那些以往不能解释的现象,再建立新理论也就没有必要了。洛伦兹变换是为了保持以太可以存在,相对论是为了解释当时不能解释的现象,这些现在都不需要了。

那些将以上所谓“相对论效应”归为相对论成立的证据都缺乏科学的严谨性,只要严格的科学论证,所有所谓“相对论效应”不使用相对论都可以得到非常严谨的、合理的解释。

以上讨论的严谨性,已经远远超过了“相对论”的所有有关论述,按照物理理论的严谨性,相对论的所谓效应都不能作为相对论成立的证据。相对论效应不成立,相对论也不成立。

 

相对论的所谓“三大原理”和所有所谓“效应”,没有一个是严谨的、合理的,没有一个符合逻辑的,按照“多少个事例不能证实一个理论的正确性,只要有一个反例就应该否定它”的物理规律,相对论早就应该被多次被否定。

 

没有相对论,物理理论中的神玄荒唐的概念就都不存在,物理理论真正成为对自然的真实描述。

当相对论不成立时,建立在相对论基础之上的相关的理论都不再成立,根据“相对论理论”推出所有数据都需要在新的基础上进行重新验证。

 

在今日物理学中,许多人都将数学与物理混为一谈,而相对论也被认为是由严密的数学推导的,为此这里再将费恩曼的看法摘录于下:“数学家们仅仅处理推理的结构,并不真正关心他们所谈论的是什么东西。他们甚至不需要知道他们所谈论的是什么东西或者,像他们自己常说的那样,并不关心他们说的东西是否真正存在”(见《物理定律的本性》费恩曼 著 关洪 译 P51)。

将自然界中并不真实存在的数学做论据,其结论也应是不存在的,这应该是最简单的逻辑。

 

相对论通篇都是逻辑错误,论证过程也都不符合逻辑的最基本规则,是物理学自诞生以来最荒唐的理论。然而相对论却盛行一百多年,表明人们对逻辑知识认识的混乱。

 

既然相对论如此荒唐,那么为什么还有那么多人吹捧相对论呢?这使人想起安徒生童话中的《皇帝的新衣》的故事。在那个故事中,许多人为了表明自己是聪明的就虚伪地以讹传讹,人们对“相对论”的态度与安徒生童话对人们的描述完全的相似,只有那些不懂逻辑规则又要装聪明的人,才会宣称相对论是正确的,“虚伪”是相对论被吹捧并可以盛行一百多年的重要原因,另一原因就是:一些别有用心的人,借吹捧他人(造神)来抬高自己,在对待相对论的态度上,人类应该进行深刻的反思。

“相对论”的产生和发展迎合历史上的需求,迎合了一些人的需要,也迎合了一些人的猎奇心理,"相对论"将作为“物理学”和“人类理性”发展史上的一个“闹剧”,给人类留下永久的“借鉴”和“纪念”。

 

爱因斯坦自己的态度:

我自己一直受到同代人的过分赞扬和尊敬,这不是由于我自己的过错,也不是由于我自己的功劳,而实在是一种命运的嘲弄”。

大家都认为,当我回顾自己一生的工作时,会感到坦然和满足。但事实恰恰相反。在我提出的概念中,没有一个我确信能坚如磐石,我也没有把握自己的研究总体是否处于正确的轨道”

从爱因斯坦对科学的态度来看,是可以认为爱因斯坦是坦诚的,只是不懂得逻辑规则。相对论可以盛行一百多年,主要不单是爱因斯坦的错误,其他人不懂逻辑规则也是重要原因。爱因斯坦在对光的粒子性的观点和对量子力学的态度上,对科学的正确发展具有重大意义。

 

“思维过于活跃”的爱因斯坦从正,反两个方面都对科学的正确发展做出了他人难以企及的重要贡献。

 

相对论的产生和发展为我们更进一步得到如下的认识:实验是重要的,而对实验的严格分析是更重要的。实验(包括所有观测到的现象)并不能证明一个理论的正确,只有全面的、严谨的逻辑分析,才是决定一个理论是否正确的决定因素,只有全面的、严格的逻辑分析才是物理理论正确发展唯一道路.

 

物理学是“唯物致理”的学科,只有坚持彻底的唯物主义认识论才能使物理理论走上正确的道路。

 

相对论做为现代物理的理论基础之一,已经充斥于所有的现代物理理论中和所有的教材中,成为现代所有重大科学实验的指导理论和亿万学子的必修课,它不但颠覆了地球人的理智,同时浪费了人类的大量物质资源,并时时刻刻毒害着亿万学子,荒废了他们宝贵的青春年华,这是对整个地球人的最大犯罪,因此对相对论的批判是对整个人类理智的拯救,是对亿万学子的拯救,它的重要意义就在于此。

 


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