相对论是在一个特殊的环境中生长出来的奇葩,是一个假想的理论、有一个特殊的成功模式、也是一个有趣的科学寓言。相对论的产生是那个年代、那些事件、那些人物交织在一起的必然产物,虽然不可复制,却可以使人们深思,从中得到有益的启迪。 在科学的探索过程中,类比法是最简单、直接的方法。人们从声波、水波的传递方式中直觉地认为光波也必然需要一种媒质来传播,这种媒质就是无处不在的以太。19世纪麦克斯韦集电、磁理论于大成,提出麦克斯韦方程组,他也一口咬定电磁波需要在以太中传播,并认为光是电磁波的一种。麦克斯韦提出的电磁波理论完整了电磁理论体系,到此经典物理学已经成为一套完整的体系,但是唯独以太这么重要的物质却一直不能得到确认,当时物理界认为以太是物理学中最后亟待解决的问题,所以科学家们千方百计寻找以太,争当物理学的终结者。 1887年美国试验科学家迈克耳逊勇挑重担,进行了“划世纪的试验” 寻找以太。他发明了高精度的干涉仪,用干涉条纹来检验以太的存在,遗憾的是无论如果改变测试方向和想尽办法提高精度都测试不到以太的存在,迈克耳逊不得不承认寻找以太失败。 物理学是实验科学,相信科学就要尊重试验。当时著名的科学家洛伦兹却是一个虔诚的以太论者,他有权利怀疑迈克耳逊的结论,但是正确的途径应该是寻求其它的试验来证明以太的存在。然而洛伦兹却不然,他采用曲解迈克耳逊试验的方式,他首先肯定以太存在,再猜测在什么可能情况下可以测试不到以太,经过挖空心思的思考只有一种可能,即在干涉仪光臂的长度发生等比收缩的情况下方能测试不到干涉条纹,于是发明了洛伦兹收缩。如果以此为理,什么试验都没有什么意义了,先假定需要的结果,如果试验结果与需要的结果不符,那么就找一个理由否定试验,保证事先假定的需要的为正式结果! 对于洛伦兹提出的长度收缩,科学家们都嗤之以鼻,但洛伦兹还是对以太一往情深,以至后来推出洛伦兹变换,当然他的目的很明确,只是为了挽救频临消亡的以太。 迈克耳逊寻找以太的失败使得科学界一时失去了前进的目标,洛伦兹搅得以太幽灵也难以挥之而去,科学界陷入了茫然之中、不知所措之时,爱因斯坦应运而生提出了相对论。 他先称以太是不存在的,从而轻轻地接过迈克耳逊的实验结果(使相对论容易得到人们的认可)。爱因斯坦先提出一个光速不变原理,另辟途径地利用钟慢尺缩的方式来得到长度收缩因子,(与洛伦兹收缩的结果形式相同为倒数)。一旦有了长度收缩因子,就非常容易的得到时钟S变慢,长度L收缩、质量m变重的结果,于是狭义相对论横空出世。 先前已有的洛伦兹收缩和洛伦兹变换,爱因斯坦何必多此一举,直接取用不就结了,何必搞什么钟慢尺缩呢和推来推去呢?大家有所不知,在当时洛伦兹收缩和洛伦兹变换遭到了著名科学家们普遍的漠视,爱因斯坦非常明白直接拿来洛伦兹收缩和洛伦兹变换放到相对论中,显然会引起科学界的反对,还是曲线推出相对论更为稳妥。果然如爱因斯坦所料,当相对论风靡世界之后,爱因斯坦还是请回洛伦兹变换,胜利者是不受指责的,很少有人再提洛伦兹变换和洛伦兹收缩有什么问题了(洛伦兹变换本身含有洛伦兹收缩式)。就是有个别人提出不同的看法,也没有人去理会了。 由于爱因斯坦在1905年写《论动体的电动力学》的狭义相对论论文中,以钟慢得到尺缩,能实现钟慢尺缩需要光速不变为条件,所以爱因斯坦提出了一个特别的“光速不变”假设。由于他已经先抛掉了空间中的物质以太,这时他只好说光在虚空中速度不变。我们都知道运动只能是相对其它物体的运动,速度也只能相对的,而虚空是虚无的什么也没有,相对虚空,没有物质,这本身就是一个错误的概念!爱因斯坦为了屏蔽人们的质疑而冥思苦想,他提出光是自然界中唯一例外的东西,不受自然界普适规律的约束。自然界是物质的,是物质就要遵守物质的统一性,难道光和其他物质是上帝和人的关系? 狭义相对论的主要内容就是洛伦兹变换产生的三个效应,爱因斯坦开始也是认为是尺缩、时钟变慢和纵、横质量的变化,后来他又说这是空间收缩、时间膨胀、质量变重。说白了爱因斯坦认为无论空间、时间、质量都是速度的函数,在爱因斯坦的世界里又多了一个上帝,上帝决定一切!速度也决定时间、空间、物质,决定了一切。 速度是个啥东西?相对运动的两个杆之间只有一个运动速度,何以得到一个杆不收缩而另一个杆必须收缩呢?因为相对论论文中确定一个杆是刚性杆,一个杆是普通杆吗?那么爱因斯坦何不采取两个刚性杆或者两个普通杆来实验呢?可见爱因斯坦已经事先在试验里注入了结果。 科学界把相对论捧为世界上最伟大的理论,有人说它是时空理论、也有人说它是运动学理论、动力学理论,更有人说它是物理学中最精湛、最严密、最完美的科学杰作,而说不出相对论到底是个啥理论? L是人们度量物体的长度单位,怎么能是空间呢?s也是时间的度量单位,而非时间本身!同理m是度量物体质量多少的量度单位,在相同的度量单位下可以比较两个物体的多少,在不同度量的单位中,仅凭数值不能比较大小。v是物体运动速度的量度单位,所有运动都是相对的,惯性运动的条件下,相对v值的大小与物体的运动速度以及运动和不运动无关,与观测方法有关、与时间单位的长度有关。把这些度量单位和洛伦兹收缩系数带入在数学中去运算,此消彼长就成了空间时间的变化?相对论只是一个游戏,是度量单位变化的游戏! 狭义相对论是时空理论吗?开玩笑!看看狭义相对论书中有没有对时、空概念进行定义?有没有论述时、空的性质?再看看牛顿的《哲学之数学原理》中对时空的描述和定义,思考一下再说话也不迟。不但爱因斯坦说不清时间、空间是什么,当今所有科学家们也都说不清楚,当然有人指责牛顿的时空观有问题,尽管牛顿说过“过绝对运动”但是到目前还没有人超越牛顿对时空的描述。对时间和空间是什么都说不清的情况下,就敢说什么时间膨胀、空间收缩?胆子有点忒大了吧? 数学可以描述一切!同样,描述出的东西可以不存在。数学是物理学的工具,不是物理学产生于数学,可有人认为物理学是孩子数学是妈,凭借假设通过数学就得到相对论。会数学就是懂得物理?在数学中导出L变小,那就是物体长度收缩?物体凭什么收缩?收缩的机理如何解释?那不仅是长度收缩,而是空间也收缩!空间是什么?什么在收缩?凭你运动,无限远的空间都会发生收缩?典型的人有多大胆,地有多大产!数学家发明黎曼几何,空间就是弯曲的了?空间是本身是虚空,是什么都没有,引力能引起物质的分布发生变化或改变物体运动方向,但是虚无的空间本身只能是平直!什么也不能把没有、虚无变形? 狭义相对论的运动环境是惯性运动,惯性运动是物体不受力的运动,哪里来的相对论动力学呢?要说相对论属于运动学还贴点铺衬,在运动学中可以不管谁在运动,只讨论相对运动的关系。 相对论的量杆和钟在运动中的行为纯属想象,量杆是人想的、时钟是人造的,宇宙中的天体运动既不需要量杆也不需要时钟!爱因斯坦说什么没有以太“不但光不能传播,而且量杆和时钟也不可能存在”,只不过是颠三倒四的呓语(1920年“以太与相对论”)。爱因斯坦的尺缩和洛伦兹收缩有什么本质的不同吗?数学再神奇也不能把没有的东西变成有!狭义相对论的内容纯属无中生有,三个效应只是妖言惑众。相对论不是“最精湛”而是最荒诞,不是“最严密”而是最虚无,不是“最完美”而是最妖惑! 爱因斯坦搞出狭义相对论后又搞了一个广义相对论,广义相对论讲的是引力使空间弯曲,空间弯曲决定物体的运动,引力也可以引起时钟变慢,继而认为那是时间变慢。广义相对论的引力引起空间弯曲和时间变慢,与狭义相对论的运动引起时间变慢和空间收缩是完全不同的两码事,虽然都带有相对论的名字,内容没有本质的联系,所以不存在用狭义相对论去证明广义相对论,也没有理由用广义相对论去证明狭义相对论。万有引力是物质存在固有的效应,牛顿的万有引力公式描述的很清楚,依据万有引力定律人类实现了航天的梦想,这是不可否认的事实。万有引力可以影响空间中物体的运动,爱因斯坦认为物体在引力场中的运动取决于空间弯曲,而万有引力并不存在。这是爱因斯坦思考问题出于本末倒置的习惯,造成广义相对论的舍本逐末。 爱因斯坦提出的相对论伊始,根本得不到科学界的认同,不但很多的科学家们反对相对论,就连被爱因斯坦封为相对论先驱的马赫、迈克耳逊、洛伦兹也不买相对论的帐!从狭义相对论问世已经过去了14个年头,科学家们对狭义与广义相对论的态度都没有发生根本性的改变。毕竟人们对时间和空间的困惑,对时间变慢和停止的好奇,谁都知道时间的停止意味着永生不老,这个暗示有极大的诱惑性,所以相对论也自然也会引起人们的关注。 1919年英国物理学家爱丁顿应运登场,他率领探险队去几内亚湾的普林西比岛,去观测5月29日发生的日全食,因为在此之前爱因斯坦预言光线会在通过太阳附近的地方发生弯曲。观测的结果证明了光线在太阳附近确实发生了弯曲,爱丁顿顿时名声鹊起,随着相对论传遍欧美、世界。人们认为世界上除了爱因斯坦就是爱丁顿真正懂得相对论了,然而事实远非如此! 1919年11月6日爱丁顿在伦敦的皇家学会向世界宣告了观察结果,爱丁顿所做的只不过是科学鉴定会中的实验员的工作,实验员只负责向专家组汇报测试条件和测试结果,专家组负责分析、提问和论证,最后由科学家们联合签署结论。可是在这个报告会上,除了爱丁顿汇报测试结果之外,其他程序一无所有。不但没有分析产生光线偏转的各种原因、各种机理,也没有分析观测结果与广义、狭义相对论的关系,会议就懵懵懂懂的宣布相对论是正确的,现在看来这简直是一个天大的荒唐!在科学对相对论毫无了解的情况下就被草草推入了洞房,虽然双方毫无共同语言,如今毕竟一起过了将近100年了,想离婚也难!其实爱丁顿对广义和狭义相对论的理论的区别都不清楚,就着急宣布结果,热情有余、科学精神不足!事实证明爱丁顿根本不懂相对论! 爱丁顿一炮打响,他的名字也随着相对论飞遍世界。就像我国的无产阶级文化革命开启的时候一样,爱丁顿从“上海”发出光线弯曲的震惊消息,使得“北京”的物理学家们措手不及,只有招架之力没有反手之功,加之“宣传媒体”狂轰乱炸,当时的欧、美的报纸连篇累牍地刊登了关于相对论的好评,开辟了在科学领域中大众媒体参与推泼助澜的先河,相对论一时间成为 “明白人”交流场合的时髦、家庭主妇们的奇谈、生意人的广告、产品的名牌。学术研究变成了一场轰轰烈烈的群众运动!相对论被封为一场革命产生的伟大理论,爱因斯坦在群众的运动中拥为世界上最伟大的天才!20世纪的两场革命之中都出现天才,看来革命也有共同的特徽! 错误的东西必然会退出了历史舞台,但是爱因斯坦的名字会像安徒生一样被人们永远的铭记,相对论也会像皇帝新装的故事一样永远流传!相对论,一个美好的科学的童话。 |
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