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第二十二回   同爱因斯坦辩是非

(2008-01-03 17:48:54)
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杂谈

 第二十二回   同爱因斯坦辩是非

诸位,请赶快登上时空列车,我们要去和爱因斯坦面对面地理论理论。

导游,爱因斯坦已经逝世五六十年了,怎能见到他老人家,该不是搞笑吧?

正是,正是。各位在狭义相对论旅途里枯燥无味,我们也换个环境,搞笑一回吧!

列车正在进入时空隧道,开始时光线十分暗淡,不一会就全黑了下来,甚至连声音也听不见了。我们也都昏昏陈陈的不知东西。过了良久,一切才恢复正常,只听得窗外有人喊:普林斯顿到了!

普林斯顿是美国东部的一个大学城,人口只有几千人。小城里古风纯朴,阳光灿烂。林荫道上的行人稀稀疏疏,道路两旁星星点点散布着一些一两层楼的小房子。红色的屋顶,白色的墙,掩映在郁郁葱葱的树木丛中。每一座房子都像绿色海洋中的一个孤岛。这里似乎闻不到金圆帝国的铜臭,听不见工业巨人的叫嚣。这里就像一座小山或一个湖畔,是那样娴雅幽静,具有别样的情趣。

1933年,爱因斯坦应邀来到普林斯顿高等研究院。你看,那不正是爱因斯坦吗?我敢紧走上前去,热情地打招呼:

Y:爱因斯坦先生,您好!您老还是哪样风度翩翩,神采奕奕。

E:那里,那里。欢迎中国来的贵宾。

Y:我是叶波,简称Y,中国一个物理学特别爱好者。我们还来了一个相对论旅游团。

E:你找我何事?

Y:我想和您辩辩是非。

E:啊?好呀!一个正确的理论只有在争辩中才能脱颖而出。你要和我辩是非,一定发现了什么问题。

Y:是啊,狭义相对论有两原理,一条是相对性原理,另一条是光速不变原理。那么相对性原理是不是包括指伽利略相对性原理呢?

E:当然,有什么问题吗?

Y:如果相对性原理是包括了伽得略相对性原理的话,当然是有问题了。

E:是吗?

Y:如果把动点对动坐标系的速度v称为相对速度,把动坐标对静坐标系的速度u'称为牵连    速度,把动点对静坐标系的速度u称为绝对速度,根据伽利略变换有u=u'+v,如果在动坐标系固联一手电筒,从手电筒射出一束光,就可以把光速c看成是相对速度v,于是

u=u'+c…………(1)

但根据光速不变原理,在静坐标中看手电筒射出的同一束光的速度应为C,于是

u=c……………(2 )

把(2)代入(1)中就是

c=u'+c

从而:u'=0,也就是说,对光而言,动坐标系的牵连速度u'为0,但在相对论的时空变换中,u'显然不为0,因此狭义相对论没有遵循伽利略变换。

E:当然是这样的,狭义相对论本来就不遵循伽利略变换,它遵循洛仑兹变换。

Y:但是狭义相对论公开声称它遵循相对性原理,也就是说物理规律在惯性系中都是相同的。因为伽利略变换是被证明了的啊。

E:我不承认伽利略变换是正确的,它只是在低速时,才近似成立。速度高了它就不成立了。
Y:您有证据吗?否定一个物理规律可是需要证据的啊。

E:直接的证据没有,间接的证据有一些。

Y:如果您没有直接的证据,那就不能否定伽利略变换。至于间接的证据因为有错综复杂的原因,所以很难说服人。

E:嗯,有点道理。

Y:我认为伽利略变换是对的,光速在以太静止参考系不变也是对的,但任何惯性系都不能带动光,从而可以导出一个"绝对论"。

E:有意思,相对论,绝对论,你这真是在唱对台戏啊。

Y:是啊,绝对论可是比相对论简单多了!

E:说说看看。

Y:如前所述,对于光而言u'不是等于0 吗?这就意味着光的牵连速度为0,动坐标系不能带动光。

E:你这是根据伽利略变换和光的速度以太静止参考系是不变的而推导出来的。

Y:是啊。对于光而言,一般地,没有什么东西能带动它,尽管动坐标在运动,光源也和动坐标一起在运动,但光源发出的光却不和光源一起运动。

E:为什么?

Y:其中的道理只有把光的结构弄清楚才能明白,因为太复杂了,我们以后来专门讨论好吗?
E:就这样吧。

Y:不过,可以这样简单理解,因为光的速度是与光源的速度无关的,无论光源的速度是正、负还是0,但光的速度总是c,这就说明光源并不能带动光。

E:有点道理。

Y:因此,认为光能和光源或动坐标一起运动,只不过是一种假象。这一点是人们的一个重大疏忽,为此疏忽已经付出了沉重的代价。

E:是吗?

Y:是啊。人们被假象蒙骗的教训实在是太深刻了。比如太阳的东升西落就是一种假象,由此产生的地心说统治了二千多年。

E:由此说来狭义相对论也是产生于一种假象?不过狭义相对论占统治地位才不过几十年。你的光不能被带动的观点能说明什么问题呢?

Y:只有和动坐标一起运动的物体才有牵连速度。例如仅有火车上的东西才具有火车的牵连速度,空中的飞机,地上的汽车,海里的轮船由于不被火车带动,就不具有火车的牵连速度。它们的速度与火车的运动速度是完全没有关系的!光和动坐标系的关系,就象空中的飞机、地上的汽车和海里的轮船同火车的关系一样。

E:这又怎么样呢?

Y:这就很简单了,我们在使用伽利略变换时,对于非光物质有:

u=u'+v

   对于光来说则u'=0有:

u=c

   在这里不用任何时空变换,也不会产生尺缩钟慢和质量随速的增加而增加的问题。
E:那么,洛仑兹变换就错了。

Y:当然。时空与坐标系的运动速度不再有任何关系,时空效应不复存在,洛仑兹变换当然就错了。这就是所谓的绝对论了。

E:但是你也不能证明狭义相对论错了呀!

Y:狭义相对论认为,只要把光放在动坐标系中,它就能和动坐标系一起运动。这一假设是不符合实际的,因而是唯心的。爱因斯坦先生,您能证明动坐标系能带动光吗?

E:直接的证据没有,光的多谱勒频移不是证明光能被带动吗?

Y:多谱勒频移不是光的速度的带动,而是频率的带动。它们是完全是两回事。光一旦从发光体发出后,它的速度便与发光体的运动速度没有关系。但它的发光频率是由发光体所决定,是和发光体的速度连在一起的。

E:再说详细一点好吗?

Y:当光源和你之间距离为S,你和光源保持静止,光源射来的光的频率不会有任何变化。假设光源向你快速运动,当光到达你的眼睛时,光源也向前运动了一段距离,使得光源发出的光在同一时间内距离S变短,但同一光源在同一时间内频率的次数是不变的,因此光的频率会增加,表现为光的颜色向蓝光方向偏移,即光谱出现蓝移;反之,而当光源快速离你而去时,距离S变大,同一光源在同一时间内频率的次数同样不会变化,因此光的频率会减小,表现为光的颜色会向红光方向偏移即光谱出现红移。因此光的多谱勒频移不能证明光能被带动。

E:还有什么问题吗?

Y:时空效应是非常令人困惑的,我们实在无法找到产生时空效应的物理原因是什么。先生能解释一下吗? 

E:无可奉告!知道有时空效应就行了,那需要什么物理原因!

Y:时空效应也就是随着速度的增加,尺子会变短,时间会变慢。尺子和时间的变化是一种状态的变化,物理状态的变化必然有物理原因。

E:可能这种原因目前还没有找到。

Y:狭义相对论把对空变复杂无比。狭义相对论以前的时空不随速度的变化而变化,狭义相对论以后的时空就完全不同了。我们完全可以把这一原因归于精明无比的上帝。如果一个系统的速度一旦变生了变化,上帝立刻就知道变化了多少,他会马上把该系统的尺子按一个固定的比例变短,同时把该系统的时钟同步调慢。

E:大概是这样的吧,啊,今天我有些累了,我们改天再讨论好吗?

Y:好的,再见!

E:再见!

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