百年相对论（四）

刘文旺、大兴区第三中学

狭义相对论的终结（二）

（4）、由E=T+m₀c²/n²可知，一对正反粒子在真空及不同的介质中发生湮灭反应时，会因为折射率n的不同，而有不同的能量释放出来？这与能量守恒是不相容的。而且，在n极大时，m₀c²/n²=0，则E=T+m₀c²/n²=E=T，又回到了经典意义下的动能公式，这时，与其静止质量相关的能量变为零。这又与狭义相对论及我们熟知的核能的应用现实直接矛盾。

（5）、在同一种介质中，不同频率的光子有不同的折射率，当我们用不同频率的光子进行观测时，会发现由于折射率的不同，而使得：L=L^，[1-（nv/c）²]^1/2、m=m^，/[1-（nv/c）²]^1/2、Δt^/=Δt(1-(nv/c)²)^1/2、E=T+m₀c²/n²、E₀=m₀c²/n²、t^‘₂-t^‘₁=[（t₂-t₁）-v（x₂-x₁）（n²v/c²）]/(1-(nv/c)²)^1/2等拥有不同的数值，这显然是错误的。同一运动粒子的质量、能量、动量等，会随入射光的频率的变化而变化？！

世界上比这一点还荒唐的，恐怕只有在广义相对论中，爱因斯坦用黎曼几何描述罗巴切夫斯基空间了。

（6）、相对论不适合观测不变的数值。

（a）、用弹簧称拉住一个重19.6牛顿的物体，静止的实验者会认为其质量为2kg。而以速度v运动的实验者就会感到疑惑：一方面，此时该物体质量、地球的质量应按m=m₀/(1-(v/c)²)^1/2增加 ,又由于引力质量等于其惯性质量，则这时弹簧秤上的物体的重量应远大于19.6牛顿；但他又真实地见到弹簧称上的读数没有发生变化的。这怎么解释？

弹簧秤是靠电磁力工作的，而电荷具有运动不变性。而且，引力场与电荷的库伦力场是不同性质的力场，不可能同步变化。

（b）、在一个封闭的长方形容器内放置某种气体，内在的温度计显示其温度T₀、气压计显示其气压P₀。一个向其运动的观测者会发现：一方面，由相对论可知，容器的体积发生了变化：V^‘=V₀(1-β²)^1/2，另一方面，其发出的光谱会由于多普勒效应而紫移。因此，按λ_maxT=σ其温度计的读数应该增加；另一方面，由于体积减小温度升高，按克拉波龙方程：PV=nRT，则其压强计的读数应该增加：P= nRT/V₀(1-β²)^1/2，但实际上压强计、温度计的读数不会有变化。

这怎么解释？

（7）、由运动的相对性可知，在光子看来我们运动速度是光速吗？我们的质量、能量、时间与空间应该发生怎样的变化？

（8）、结合相对论的质能关系，狄拉克创建了相对论量子力学。从而改变了我们对真空的认识。这一观点在粒子物理学中尤为明显。而狭义相对论的错误，使这些灰飞烟灭啦！

这些理论认为，真空中同存在大量的正反粒子对的产生与湮灭过程，但是为什么宇宙的天空是黑暗的？湮灭过程产生的光子不可见吗？

这些正反例子为什么不与构成我们环境中的物质、我们人类本身的组成粒子发生湮灭哪？这些来自于相对论量子力学的错误否定了相对论本身。

其实，真空中的这些光子在未产生正反粒子对时，就应该被我们环境中的物质所吸收，不然会也与量子力学不相容。这需要解释！

（9）、我们知道，在任意的参考系中，斯特藩-玻耳兹曼定律、维恩位移律都是成立的。

J=σT⁴

其中σ=5.669×10⁸m^-2s^-1K^-4

λ_maxT=2.898×10^-3mK

在普朗克的黑体辐射公式产生之前，很多人研究了黑体辐射问题。维恩从热力学普遍原理结合实验数据，推出了半经验公式：

E_νdν=c₁ν³exp[-c₂ν/T]dν

这个公式在短波长的范围内，能较好地描述试验曲线，但是在长波长的范围内不适用。

     瑞利金斯根据经典电动力学和统计物理学的知识的推出一个相反的公式：

E_νdν=8πkTν²dν/c³

这个公式在长波长的范围内，能较好地描述试验曲线，但是在短波长的范围内不适用，出现了辐射能量趋于无穷大的发散现象。这被人们戏称为黑体辐射的紫外灾难。后来，普朗克用内插法发现了普朗克公式：

ρ（νT）=(8πhν³)/c³[1/e^hν/kt-1]

黑体辐射的问题才得到了解决。这一公式中，最为重要的概念就是，提出了光子能量量子化的概念，最终催生了量子力学的诞生。

但是我认为这个问题仍没有解决我们分析如下：

对于任何一个黑体而言，一方面，它辐射的能量分布满足上边的三个公式；另一方面，它拥有的能量应该是确定的，不会也不可能是无穷大的数值。但是，现有一个观测者相对于它处于运动状态。按现有的多普勒效应则，一方面，其辐射的频率会向高频的紫端移动。从而，由维恩位移定律：λ_maxT=2.898×10^-3mK可知，此时它的温度会在增加，另一方面，由斯特藩-玻耳兹曼定律J=σT⁴可知，其辐射的能量会无端增加。

因此，不同的运动速度，会得到不同的辐射能量；当观测者以极高的速度运动时，其辐射的能量又会出现发散现象。由于这是起源于相对论的多普勒效应，因此，我称之为相对论辐射紫外灾难。

这一问题怎么解决？

实际上，这体现了相对论多普勒效应的错误。体现了相对论的错误。

按照我的多普勒效应观点，多普勒效应的产生是轨道电子能量绝对增加或减小的结果造成的。而与观测者的运动状态无关。因此，对于任何一个运动的观测者而言。对于确定的辐射源来说，光子的频率是不变的，即其辐射的公式：

ρ（νT）=(8πhν³)/c³[1/e^hν/kt-1]

J=σT⁴

其中σ=5.669×10⁸m^-2s^-1K^-4

λ_maxT=2.898×10^-3mK

都不发生变化，变化的是你接收到的光子数发生了变化，并不引起视觉上的光的颜色的变化，只能引起亮度的变化；若是做光电效应实验，得到的不是光电子的能量的增加，而时光电流强度增加。

当我们向光源运动时，就如同在菲索实验中向前运动的水一样，沿运动方向，轨道电子能量增加，这时吸收少比平时小的能量就可以实现能级跃迁，这时我们说光源的能量“增加”了——光谱“紫移”；我们背离光源方向运动时，轨道电子能量减小，这时吸收少比平时大的能量才能可以实现能级跃迁。这时我们说光源的能量“减小”了——光谱“红移”。

这样，就不会出现对不同的观测者有不同的温度、有不同的辐射能量问题了。也就不出现黑体辐射能量的再次发散问题了。

（10）、（10）、关于洛仑兹变换

A在狭义相对论中，核心的数学变换是洛仑兹变换。在洛伦兹变换下，不同惯性系中光速具有确定的数值，从而解释了光速在不同参考系中拥有不变的数值。在此基础上结合动量守恒、能量守恒创建了狭义相对论。我们前面分析过，根本就不存在光速的绝对不变。因此，洛仑兹变换是多余的。不仅如此，还会带来谬误。我们简单分析一下。

如下图所示。

在两个坐标系间，电场强度E和磁场强度B间的变变换关系是：

E^‘_x=E_x

E^‘_y=γ(E_y-vB_z)

E^‘_z=γ(E_z+vB_y)

B^‘_x=B_x

B^‘_y=γ[B_y+(v/c²)E_z]

B^‘_z=γ[B_z-(v/c²)B_y]

其中，γ=1/[1-(v/c)²]^1/2，如上图所示。

从这些变换公式可知：电场和磁场是同一种事物的两个方面。在给定的参照物中，电场和磁场具有不同的物理性质，但是，在不同的参照物进行描述时，它们可以相互转化。例如，在S系中静止的电荷只有电场而没有磁场，但是在运动的S^‘中它不但有电场，还有磁场——这就是洛仑兹变换带来的结果。

我们分析一下，从而认识到洛仑变换的错误性。一个突出的事实是，当S^‘突然停下来后，原本静止在S中的电荷会不会产生辐射？

我们假设有两个电荷，甲电荷处于静止状态，我们假定它就是S系，另一个电荷乙处于运动状态。我们的常识是，甲不拥有感应电磁场，不具有运动的动能、动量；而乙拥有动能和动量。之后，乙电荷在运动中撞上障碍物停了下来。产生两个效果，1、把障碍物撞坏了；2、其拥有的电磁场能量转化为光辐射。这时，乙电荷上的人能认为是甲产生了辐射吗？能认为是甲把物体撞坏了吗？当乙突然停止下来时，由运动的相对性，乙应该认为甲突然停止了下来，因此，由法拉第电磁感应理论可知，同时拥有电场和磁场的甲应该产生电磁辐射。

这怎么解释？

B在一个静止的电荷周围放置一个小磁针，由我们的常识可知，小磁针的指向不受电荷的影响。但是按上述观点，在运动的观测者看来，这个静止的电荷拥有确定的磁场，因此，周围的小磁针应该受到静止电荷的影响而改变原有的指向，而且这一指向的变化与这一观测者的运动状态有关，因其运动速度的大小而变化，这可能吗？

C、两个静止的电荷，在静止的参考系中只有库伦定律。但是，按上述观点，一个运动的观测者会发现，这两个电荷之间除了存在库伦相互作用之外，还应该存在磁场间的相互作用。这时，两个电荷之间的相互作用的总结果还满足库伦定律吗？

     综上所述，洛伦兹变换不但是多余的；而且是错误的。它给我们带来了错物的认识。

D、在前面我们推导出了介质中的狭义相对论，从而推导出了介质中的洛伦兹变换。我们把相关的洛伦兹变换和伽利略变换列成下表，便于后面分析：

变换表一

介质中洛伦兹变换	洛伦兹变换	伽利略变换
xˊ=(x-vt)/(1-n²β²)1/2	xˊ=(x-vt)/(1-β²)1/2	xˊ=(x-vt)
y、=y	y、=y	y、=y
z、=z	z、=z	z、=z
tˊ=[t-n²vx/c²]/(1-n²β²)1/2	tˊ=[t-vx/c²]/(1-β²)1/2	tˊ=t

现有理论普遍认为，经典意义下的理论是相对论在低速下的近似。如上面的洛伦兹变换可知，由于光速数值很大，因此，在v很小时的近似情况下，含有1/c²的项变为零。因此，第二列中的洛伦兹变换就转化为第三列中的伽利略变换。这一点就是现有关于相对论的书籍中，津津乐道的在低速下狭义相对论完全转化为经典理论。从而经典理论成为狭义相对论的推论，一种低速下的近似的。但是，由我们前面的分析可知，真空中的光速不变，违背经典意义下的速度叠加原理，所以需要建立洛伦兹变换加以解释；完全一样地，介质中的光速也具有不变性，同样违背经典意义下的速度叠加原理，所以同样需要建立洛伦兹变换加以解释。于是我们建立了介质中的狭义相对论，相应的洛伦兹变换见上表中的第一列。

光速是很大，在真空中的低速运动下1/c²可以看成零，从而实现由洛伦兹变换向伽利略变换转化。但是进入到介质中，这一问题就不再成立了。

由上表中介质中的洛伦兹变换（当然这里的介质不是指真空）公式可知，1/c²项总是伴随n²项同时出现。因此，当介质的折射率很大时，两者的乘积并不等于零，这样，即使是在宏观低速下，介质中的洛伦兹变换也不总与伽利略变换等价。也就是说，在宏观低速下，洛伦兹变换及其描述的公式，是不能转化为经典意义下的伽利略变换及其描述的理论的。

这样我们就不能再说，经典理论是相对论在宏观低速下的近似了。两者不是一回事。

光只是我们认识世界的工具，不该为了工具而改变对世界的认识。

狭义相对论是错误的！！

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