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狭义相对论是无中生有 广义相对论是舍本逐末

(2009-09-30 00:49:34)
标签:

惯性系

参照系

广义相对论

爱因斯坦

宇宙

杂谈

分类: 评相对论

                 内容简要

    相对论是根据假设演绎而来,百年来假没能被证明,也没有找到相对论存在的实据,相对论至今仍是假想理论。

1、相对论是研究实体物质的运动,属物理学中运动学范畴。

2、相对论并没有讨论和研究时空,所以它不是时空理论。

3、参照系是人为的工具,用一个参照系是最简单的观察运动的方式,此方式下相对论效应不存在。

4、物理学中的存在是因为现实客观世界中的实在,而不是依赖数学中的有而存在。

5、光行差现象可以证明光速是可变的。

6、电磁理论与经典力学的冲突是不存在的。

7、广义相对论是典型的“数学物理”。

8、相对论错误之源在于其假设的不存在和基础物理概念不清,与数学无关。

 

   相对论存在的问题很多人都看到了,但是不同的人站在不同的角度对相对论有不同的诠释。本人研究相对论的思路和方法独辟蹊径,对相对论存在的问题有独到的见解,对相对论存在的错误有独到的解决方法。相对论的错误不是出于数学上的推导,而是由于爱因斯坦对物理学的基本概念不清晰和处理问题的方法不当而导致的。在这些问题上,我们也同样存在着模糊的认识,所以相对论才能使一些人深信不疑,所以相对论才能百年错而不倒。

   相对论百年之争众说纷纭,本文只就敏感的几个问题简述,相对论的详细问题见《解析相对论》一书,本人的博客有全书连载。

 

    相对论是由伟大的天才爱因斯坦于1905年创立的,被称为科学发展史上最伟大的理论,被宣传成我们凡夫俗子穷其毕生的精力也弄不懂、学不会的理论。“双生子悖论”的始作者,著名的法国物理学家朗之万曾说过,全世界只有12个人能懂相对论。70多年过去了,能懂相对论的人都随着时间仙逝,“双生子悖论”仍然无解。尽管相对论有科学共同体和 “相对论不可战胜论”、“爱因斯坦天才论”来保驾护航,可是100多年来相对论仍不断地遭到质疑和反对。

    相对论的确是一个特殊的“理论”,它以人们习惯的相对运动现象为入口,以洛伦兹收缩为核心,以两个假设为理论依据,通过数学推导而得到的一些结论。你说他对,可是100多年来两个假设根本没有得到证明,也没有找到能证明相对论存在的确凿证据,所以科学界也不敢冒然定论相对论是正确的。你说他不对,数学推导白纸黑字,反对者对无处可寻的相对论现象也束手无策,自然长期拿不出真凭实据来证明相对论是错误的。存在的东西对错自然好分明,不存在的东西却无法举证,对错难辩。很多热心研究相对论的探索者也往往顺着相对论的路子,推来导去而找不到解决问题的出路。所以,对相对论的争论百年无果。

    相对论本来讲的是物体的运动,然而却不说运动本身,顾左右而言它,说时间和空间会如何变化。我们只有理清相对论创立的思路,抓住问题的关键,跳出相对论设下的囹圄,才能找到解决相对论的方法。

 

一、相对论是什么

    俗话说“知己知彼,方能百战百胜”,要想研究相对论,首先要知道相对论是什么。可是几乎所有信息来源都在误导人们对相对论的认识,如“相对论基本是个关于时空的新理论(大美百科23-211)”,还有“它在本质上是关于时间、空间、物质、运动相互之间关系的一种普遍理论(中国大百科-哲学卷)”,以及相对论是“区别牛顿时空观的一种新的时空理论(中国大百科-物理卷)”,还有“相对论是不同于牛顿力学的高速运动的理论”,相对论是“是物理学中至今最精湛、最严密、最完美的科学杰作”,等等。弄得人们搞不清相对论到底讲的是什么,到底是什么“理论”,只知道相对论是那么高深莫测,让人们望而生畏。

    其实相对论是研究实体物质(有体积、有质量)运动的问题,应该归结到物理学中的简单机械运动。相对论并不是研究什么高难的东西,也并非像传说的那样神乎其神。

我们都知道相对论是用相对运动的观点去观察两个物体之间的相对运动,相对论在研究物体运动的过程中只观察两个物体之间相对运动的速度,与哪一个物体在运动无关,这属于物理学中运动学范畴。

    经典力学有运动学、静力学和动力学区分,在只讨论物体间的相互运动关系时用运动学,而讨论运动时涉及到力的来源或运动体系中的从属关系时要用动力学,而相对论只有运动学概念而没有动力学概念。例如:相对论的惯性系平权概念认为两个参照系是完全平等的,所以相对论认为地球绕太阳转动和太阳绕地球转动是等同的。而牛顿力学认为如果只研究物体相互运动,从运动学的角度看,相对论的认识是可以的,如果考虑天体体系的从属关系时,地球绕太阳的运动是真运动,而太阳绕地球的运动是视运动。万有引力也告诉我们只存在质量小的天体围绕质量大的天体运动,而不存在质量大的天体围绕质量小的天体运动。

    相对论与经典力学的根本差别在于,经典力学认为物体运动时物体的长度不发生变化,而相对论认为物体运动时物体的长度发生收缩(并且运动的物体质量变重,时间变慢)。这种匪夷所思的想法来源于洛伦兹对麦克耳逊光以太实验的错误解读。

    相对论研究的是实体物质的运动,根本没有讨论和研究时间和空间本身问题,所以不能说相对论是关于时间和空间的理论。

    严格说,相对论也并非一种运动理论,它并没有另提出一套不同于牛动力学的运动定律,对于物体运动的计算还要依赖牛顿运动定律。

    还有的书中说,相对论是高速运动的理论,牛动力学是相对论在低速条件下特例。

相对论认为所有运动都是相对的。对于A、B两个以光速相对运动的物体,既可以认为A在运动、B在静止,也可以认为A在静止、B在运动,所以,在惯性运动的状态下,是不能区分哪一个物体在高速运动,哪一个物体在静止。或者说; 讨论惯性运动时,速度是没有意义的,所以不存在什么高速运动的理论。

    当然相对论者会说:是指相对的高速运动, A看B高速运动,B变短。B看A高速运动,A变短。错!只能说A想B变短,B想A变短,想有什么用?谁看见了,还是谁测量了?相反,无论是牛动力学还是相对论(平权性)都承认A、B两个物体的运动状态是完全等同的。既然状态完全等同,退一步说,要么都没缩短,要么都缩短,也不存在所谓的哪个比哪个短。

 

二、关于时空的认识

    现有的时空理论认为时间和空间都是不存在的。

    相对论根本没有研究时间和空间到底存在还是不存在,也没有研究时间和空间的本性是什么。一个简单的问题:如果空间不存在的话,不存在的东西能收缩吗?如果空间存在,存在的东西必然有不变的本质,空间怎么能随着其它物的运动而收缩呢?宇宙之中运动着的东西多了,有不同的方向和不同的速度,空间凭什么知道谁在运动,又为谁如何收缩呢?所谓的空间收缩只能是主观的想象!

    在对于空间的概念上争论最多的问题是空间是否存在和“绝对空间”的问题。我认为德谟克利特的虚空的空间概念是符合客观实际的,空间虽然是虚无的,但是这个虚无却是存在的。所谓的“绝对空间”是人们想象空间中有不动的参照物或者是不动的以太来确定空间是绝对静止的概念。空间本是虚空,虚空没有动与不动,虚空本身是无标可取的,所谓“绝对空间”是不可指定的,牛顿的绝对空间概念是错误的。

    目前人们认为“不存在没有物质的空间”的概念是错误的。空间不是依赖物质,空间是可以独立存在的。物质的存在却依赖于空间,没有空间怎么能容纳物质呢?

在时间的概念上,牛顿对时间本性的描述是正确的,时间的流逝是均匀的,时间的存在是绝对的。对于牛顿的时空概念应该批判的吸收,应该吸取精华废弃糟粕,而不应该不分青红皂白的全面肯定或否定。

    时间是物质在空间中存在所必须遵循的规律,时间的序列性和均匀性保证了因果律适于整个宇宙,保证了过去的时光不能再现。

    时间在冥冥之中,看不见,摸不到,人类只能感知到时间在流逝,或用我们确定的“时间间隔”去度量和累计,而不像一些人理解的那样,存在一个绝对的时间体系可以参照,任何人想象的(包括牛顿)“绝对时间”都是不存在的。

 

三、参照系

    为了描述物体运动,我们要选择一个物体作为参照,参照系的概念是人们经过实践总结出来的,它是人们观察世界的一种方法。对于一个实在物体的运动,用这种方法在不同参照系进行观察可以看到不同方向和不同速度的运动,但是与运动体有动力学关系的物体作为参照系观察到的“视运动”是“真运动”,而其它的都只是“视运动”。相对论以不同参照系为借口,把用运动学解释的现象当作普遍的规律而推广到动力学的范畴,混淆“视运动”和“真运动”,把人们对运动的认识搞乱。

    相对论认为参照系的选择是任意的,这是因为相对论认为参照系是平权的(相对论不能区分运动学和动力学)。通常我们在研究运动学问题时,参照系的选定可以是任意的,但是在研究动力学的问题时,参照系的选定就要受到限制。例如:研究和计算从地球向月球发射火箭的问题。火箭发射时要选择地球作为参照系,当火箭离开地球飞向月球时要选择地球和月球的地月系作为参照系,而火箭到达月球时受到的是月球的引力,就应该选择月球作为参照系。如果像相对论所说的参照系的选择是任意的,只选择火箭作为参照系可以吗?

    牛顿力学可以在一个参照系中讨论物体的运动,也可以在多个参照系中讨论物体运动,一个参照系和多个参照系间的变换用伽利略变换。而相对论在讨论运动的时候只能在两个参照系间,这是因为相对论的效应在一个参照系中或多个参照系中不成立,只能在两个参照系间说来说去。

    用一个参照系可以观察整个宇宙,在不同的参照系上亦同样,在一个参照系上也可以观察所有的物体运动,在其它参照系也如此。我们是否可以得到这样一个结论:用一个参照系来观察运动是最简单的,它也最能反映运动的本质,我们何不将相对论用两个参照系来观察运动的方式,化简为用一个参照系来观察运动呢?在一个参照系中静止的物体和运动的物体只对应有一个空间,一个空间中不能同时存在收缩和不收缩。如果相对论者硬说空间收缩,则静止的物体也发生了同样的收缩,运动物体和静止的物体同时收缩便等于都不收缩。

    爱因斯坦不恰当的使用人们建立来的参照系概念,结果,既搞乱了别人的思维也搞乱了自己的思维。

 

四、惯性系

    当人们选择惯性运动的物体作为参照体,则称之为惯性系。惯性系是人们抽象出来的一种理想状态下的参照系,在现实中的惯性系都是近视惯性系,更严格地说应该是非惯性系,但这并不影响我们分析和讨论问题,但是这个概念要清楚。我们在讨论问题的时候往往也不知不觉的从理想惯性系转到了近视惯性系,有时甚至到了非惯性系中。

    相对论和牛顿定律都是在惯性系中讨论运动问题,牛动力学认为对于一个惯性系本身来说其运动和静止在状态上是没有区别的,但是在以惯性参照系中观察运动的时候存在静止和运动的区分。绝对的静止是不存在的,相对静止是存在的。

    在这个问题上应该说爱因斯坦也承认牛顿力学是正确的,因为爱因斯坦也说过,无论用力学实验和光学实验都不能区分惯性系的状态。

    但是爱因斯坦在运用这些概念时,却采用需要就拿来不需要就抛弃的方式。例如:在需要解释“钟慢尺缩”的时候,他便定义:刚杆静止,量杆运动。当解释运动的时候他又说,所有运动都是相对的,地球绕太阳运动和太阳绕地球运动是等同的(实质已经进入非惯性系)。

    相对论一面不承认绝对静止,一面又提出静止质量。两个以光速相对运动的惯性系,哪个是静止质量,哪个是动质量呢?相对论者会说:双方都认为自己是静止质量,而对方是动质量。认为等于存在吗?两个惯性系平权吗?

    相对论一面声称不存在特殊的惯性系,所有惯性系都是相同的,这叫惯性系的平权性,一面又推出了相对论效应,不同惯性系的速度不同,其质量、长度、时间都是不同的。

这些自相矛盾的概念,使人很难想象能与世界上最高级的科学联系起来,简直让感到人莫名其妙。

 

五、数学和物理的关系

    物理学是研究物质存在规律的学科,是以物体的实在性为基础的。数学是一个分支繁多应用广泛的一门学科,在所有的科学研究里,数学都是重要的工具,当然数学在物理学中也是非常重要的工具。

    在实际的应用中,数学推导的前提是要建立起一个数学模型,这个数学模型所表述的事物必须是客观存在的,在正确的推导过程情况下,才能得到正确的结果。如果这个数学模型所表述的事物本身是不存在的或者是错误的,那么,无论用多么高深的数学,多么娴熟的推导,也不能把不存在的东西推出来存在,也不能从错误中推出正确的东西来。

    相对论用其不存在的假设,用数学推导出一系列的结论,虽然其数学表达式有效,但不等于物理学就有与其相对应的实在。物理学中的存在是因为现实客观世界中所固有,而不是依赖数学中的推导结果而存在的。

    爱因斯坦把数学和物理关系的本末倒置,相对论是用数学创造出来的“物理”。

 

六、“光速不变原理”的假设是错误的

    光速不变原理是相对论的王牌假设,连爱因斯坦本人都认为这个假设永远不能证明,所以他称其为公设。只要光速不变假设不倒,相对论便常在。100多年来就是这样,人们奈何不得相对论的原因之一,是因为不能扳倒光速不变假设。

    爱因斯坦认为所有运动是相对的,他说过:“运动总是显示为一个物体对另一个物体的相对运动。运动绝不可能作为‘对于空间的运动’,或者‘绝对运动’而被观察到的。”可是爱因斯坦在1905年的相对论论文《论动体的电动力学》中却说:“光在虚空空间里总是以确定的速度V传播着,”按照爱因斯的光量子理论,光是由光量子组成,光在虚空空间里速度不变实际是指光子相对于虚空的速度为V不变。难道光子可以‘对于空间的运动’吗?可见“光速不变原理”不但违背了相对运动原理,光也作为绝对运动也被观察到了。爱因斯坦连自己说的话前后都自相矛盾,自己否定自己,“光速不变原理”只能是无根据的猜想。

    光行差现象是光速可以发生变化的证明。

    在实际测量中人们很难发现光速与物体运动合成的速度,这是因为光速和物体运动速度相差极大,在地球轨道速度(30km/s)的情况下测试到光行差才有20.5角秒,其光速与地球轨道速度合成后的光速变化值也仅有1.5m/s,小到光速的国际推荐值的误差值,所以测试不到光速的改变。光行差和光速变化是光速与地球轨道速度合成这一个问题的两种表现,就像一个钱币的两个面,缺一不可,只是光行差容易观测到而光速变化不容易观测到。如果光速与运动物体的速度差变小,光速的变化是能被观测到的。

 

七、麦克斯韦的电磁理论与经典力学的冲突是不存在的

    爱因斯坦在16岁的时候想到“如果以速度c(真空中的光速)去追随一条光线运动,那么我会看到,这一条光线好像一个在空间里振荡着而停滞不前的电磁场。”爱因斯坦认为如果经典力学正确则麦克斯韦的电磁理论存在问题,然麦克斯韦的电磁理论又确实描述电磁的转换过程,所以爱因斯坦认为“电磁现象不能放到牛顿力学的框架中”。麦克斯韦的电磁理论与经典力学发生了冲突的结论就这样轻易的定了下来,所以爱因斯坦决定抛弃经典力学而开创相对论。

    电磁理论与经典力学冲突是一个误解。当年麦克斯韦依据真空的介电系数和磁感应强度计算出来电磁波的速度,并认为电磁波的速度不变,那是因为麦克斯韦认定电磁波的传播需要以太为媒质,16岁的爱因斯坦也是这样学来的。人们想象中的真空有固定的传播速度,是人们对声波、水波等等需要媒质传递概念的推广。后来尽管爱因斯坦在开创相对论时抛弃了以太,但是却没有抛弃媒质传递(光速不变)的概念,所以他仍然让光在虚空之中按着有媒质传递的概念进行传播,这就是光速不变假设的来源。

    电磁波的传递不需要媒质,虚空空间是真空,电磁波的发射体在惯性运动时,其运动和静止状态都是相同的,电磁波的速度c只是相对于其激励者(发射体)的速度(真实速度),而与其它无关(视在速度)。由于发射体运动速度的不同,观察者相对于电磁波的速度是不同的,观察者相对于电磁波的速度(视在速度)等于电磁波的速度c和电磁波发射体的运动的合成速度。

    电磁波和光同样遵守普遍的速度合成原理。

 

八、狭义相对论与广义相对论

    爱因斯坦于1905年提出相对论,而后又经过十年的数学的学习又提出了相对论的引力部分,前者称为狭义相对论,后者称为广义相对论。狭义相对论与广义相对论原本在内容上没有直接联系,但爱因斯坦称他把相对性原理推到广义相对论中,广义相对论毕竟是沿着狭义相对论而发展起来的,如果狭义相对论是错误的或不存在了,广义相对论便是空中楼阁,不推自倒。

    广义相对论是更典型的“数学物理”,完全是把牛顿的万有引力的物理形式转化为数学的形式来表现,并美其名曰:“引力场的几何化”。这种转化有必要吗?广义相对论认为“物质告诉空间如何弯曲,空间告诉物体如何运动”,说来说去弯曲的原因还是物质的存在是原本,本质还是万有引力在告诉物体如何运动,这不过是现代版的“画蛇添足”,只能搞乱了人们的思维。相对论又说:引力不存在了,人们只能看到弯曲的时空。如此说来,宇宙飞船绕地球环行,也是空间弯曲所致?要记住!科学家们计算宇宙飞船绕地球的轨道飞行是用牛顿力学而不是用广义相对论。

    爱因斯坦用光线的弯曲引出空间是弯曲的,光线弯曲是光子在引力场的作用下发生偏转,实体粒子在引力场的作用下也会偏转同样的角度,偏转是引力所为。我们知道空间本身是虚无的,虚无没有的东西怎么可弯曲?是什么在弯曲呢?尽管有再大的引力场,虚无的空间仍然是原来的虚无,还是没有什么东西怎么可以弯曲。什么是现象?什么是本质?如果连这些基本的知识和逻辑概念都搞不清楚,怎么能搞好科学研究和学术研究呢?空间弯曲的逻辑就是现象和本质颠倒,抛弃本质去追求现象,所以说广义相对论是“舍本逐末”。

 

结论:

   1、相对论是爱因斯坦试图探索物体运动的一种尝试,这种尝试是建立在娴熟的数学手法之上,在洛伦兹收缩的启发下,在马赫的相对运动绝对化思潮的影响下,在人们因为麦克尔逊的实验结果而迷茫的时候,以及牛顿的绝对时空概念得到一些科学家们批判的情况下应运而出的。爱因斯坦抛弃了以太,却捡起了洛伦兹为了捍卫以太而臆想出来的长度收缩概念,他用两个假设暗度陈仓,用量杆和时钟也演绎出来运动物体长度收缩,开辟了出来的一种令人瞠目结舌的假想理论。

   2、相对论是根据假设条件建立起来数学模型,经过数学推导而得到的非物理学的“数学物理”。

   3、相对论的创立方法是以假设为根据,用现象代替本质,用臆想代替实验。

   4、相对论在运动学的范畴认识运动,归纳总结后推广到动力学去应用。结果造成运动学和动力学不分,视运动和真运动不明,运动系统中的层次不清,其实质是把相对运动绝对化了。

   5、爱因斯坦没有深刻理解牛顿力学,对运动学和动力学的理解有误差,对时钟和时间的关系、对时间和空间、参照系的应用、惯性系等等物理学的最基础的概念也存在着误解,相对论是爱因斯坦对物理基础概念理解偏差的产物。

   6、相对论在没有搞清时间和空间是什么的情况下,便谈论时间膨胀和空间收缩,误导了人们对空间和时间的认识。只有抛弃相对论的概念,才能回到重新认识时间和空间的正确轨道上来。

 

    相对论是什么?它不是物理,又不是数学,也不是哲学,相对论是错误概念和错误方法的集合,它会作为一个探索过程中的经验永留人世。事情就是这样,爱因斯坦只不过写了一篇论文(11年后才成书),信不信由你。酒不醉人人自醉,不是相对论蒙蔽了人们,而是人们自己愿意沉醉其中。一朝醒来人们就会发现:相对论什么都不是,不是自己看不懂,是相对论什么也没有说明白。

    相对论出现伊始,很多大师、著名的科学家们都大声反对,随着时光的流逝一代大师们相继淡出历史舞台,反对的声音自然越来越弱。事情就是这样,一旦失去了制约,事物便向极端发展。科学共同对相对论从怀疑到沉默,由沉默到认可,从认可到盲从,相对论也从一种探索变成不可质疑的最高级科学。迷信不是有神论的专用词,迷信是指盲目的崇拜和信仰,相对论被捧为二十世纪科学的圣经,爱因斯坦也名列世界科学家之首。在两个闪烁圣光的光环笼罩下,人们岂敢想象相对论是错误的,科学家们并非看不出来相对论的破绽,一些客观条件制约了他们表态,反对相对论的“草民”们(包含部分科学家和专业研究者)虽然敢想敢说,却没有杂志和刊物敢刊登。所以公众只能听到对相对论无以复加的夸耀和赞美,科学精神在相对论的圣光下默默无语。

    那些“看懂”相对论的人在愚写相对论,一些人不假思索地愚读相对论,高等理工科学府里更是愚教愚学相对论,所以相对论能不证自明、不战自胜。

    相对论既然能存在100多年,存在自有存在的原因。相对论可以满足人们对美好科学的追求和遐想,也仿佛圆了人类能在短时间内神游整个宇宙的千年梦想。当然相对论也有幸一直没有实验的条件,如果真的能发出一艘近似光速运动的火箭,相对论效应也早该穿帮了。正是因为相对论不能应用于生产和科学实验,相对论对与错并不影响生产、生活和科学技术发展,相对论的空对空,也决定了很少有人真正深入去研究相对论。但相对论却给科学带来了学术上“繁荣”,人们可以大肆宣传相对论如何如何,也可以把一些东西贴上相对论的标签,这种虚拟的科学还真能产生了一些社会效益,成就多少研究生、博士、学者和作家以及一些实验项目(尽管没有结果)。相对论又能成为一个个“故事”的起因,不但可以带动“虚拟科学链”的大发展,五花八门的奇异怪想都可以登上科学的舞台招摇惑众,还可以推动一些媒体的繁荣,如商业、广告、出版、影视等。因为有诸多原因,所以也要理解人们对相对论的趋之若鹜。不是相对论打败了科学精神,而是人们心中的迷信和梦想置科学精神于不顾。

    历史要发展,曾经有多少个统治科学世界的“理论”被历史淘汰,错误的东西必将被抛弃,这是不可阻挡的历史规律。世界已经进入21世纪了,科学的又一个春天不远了,被颠倒的历史终究会被颠倒过来的。

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