走进后相对论时代（四十四）

    刘文旺

 

三、证明广义相对论的实验问题

1、光线的引力弯曲：

爱丁顿的结果是：去普林西比岛的数值是：1.61±0.30秒；去索布腊尔观测的数值是：1.98±0.12秒。

我们分析如下：

A、这个实验是在日全食时进行的，这时光线也经过了月亮、地球，应该把月球、地球的作用计算在内，尤其是进入地球的大气层后会发生明显的折射、衍射现象。

B、爱丁顿之后，不同的科学家测量光线的引力弯曲结果相差很大。根本就不能用广义相对论来解释。

C、现代精确的天文观测表明：光线的弯曲与光线频率有关。这与广义相对论不相容。这充分体现了光线的弯曲是折射、衍射等物理过程造成的。

D、爱因斯坦在1916年的《狭义相对论与广义相对论浅说》中，对发现的光线1.7秒的弯曲的解释是：“这个偏转一半是由于太阳的牛顿引力场造成的；另一半是太阳导致的空间几何形变（弯曲）造成的。”若在计算太阳系中行星的运动轨道时，既牛顿引力作用，又考虑空间弯曲，则包括我们地球在内，所有行星的运动轨道就不会在现在的位置。但这不是事实。

E、为什么按光子的质量m=hν/c²与太阳的引力相互作用得不出1.7秒的弯曲！

实际上，在索布腊尔一共拍摄了26张底片，其中19张由一架天体照相仪拍摄，质量较差；7张由另一架望远镜拍摄，质量较好。然而按照后7张底片计算出来的光线偏折数值，远远大于爱因斯坦预言的值。

2、水星近日点的进动：

水星每一百年近日点偏转角为5600.73±0.41秒，减去岁差的5029″，余额571.73″为水星的百年进动。根据牛顿理论计算，金星、地球、木星等其他行星综合作用产生的进动为528.62″，余额571.73″－528.62″＝43.11″。按相对论计算，太阳引起的每百年进动43.03秒。因此，对水星进动的解释，大部分是用牛顿理论完成，小部分是用相对论完成的。

证明广义相对论就应该彻底用广义相对论计算。

A、我们做这样的计算：

太阳系有8大行星，除了水星外还有7颗行星，其中以木星的质量最大，是太阳质量的千分之一。我们做一个放大的计算：我们假设除了水星外还有10颗行星，它们的质量都等于木星的质量，且都位于木星的轨道上——称之为假象木星，则这个假象木星的质量是太阳质量的1%；从太阳的角度看，在100个地球年内，水星转约415圈。由于木星的公转周期是11.86年，约12年，这样，在100个地球年内，木星刚刚转过100/12圈，大约是8圈。这样，在100个地球年内，水星在木星的面前经过约415-8=407次，我们再放大一次，每经过一次改为一圈。

按水星的进动公式：

Δφ=N6πGM/H

其中，N为环绕圈数，G为万有引力常数、M为引力体质量、H为行星轨道半长轴。

对于水星环绕太阳运动产生的进动有：

43.03″=N6πGM_太阳/H_水星                          （1）

对于水星环绕这个位于木星位置上的假想天体运动产生的进动有：

Δφ=N^’6πG0.01M_太阳/H_木                          （2）

（2）式除以（1）式得：

Δφ/43.03″=N^’6πG0.01M_太阳/H_木/N6πGM_太阳/H_水星

Δφ=43.03″0.01 N^’ H_水星/NH_木

Δφ=43.03^″×0.01×0.387×407÷5.2÷415

Δφ=0.0314″

计算出的结果约0.0314″。571.73″－0.0314″＝571.6986″，而按照广义相对论计算出的太阳引起的进动，只有43.03″，与所需要的数值571.6986″差了528.6686″这就完全否定了广义相对论本身。

B、牛顿理论计算，其他行星综合摄动是528.62″，广义相对论计算，太阳引起的进动是43.03秒，远小于528.62″。太阳的作用远小于其他行星的作用，这是不可能的。

C、岁差常数的任何微小变化，如万分之一的变化，都会影响这一验证结果，而此变化是完全可能的！

3、光子的引力红移

     1959年，庞德与瑞布卡在哈佛塔做了引力红移实验。光源放在塔顶能量是：hν+mgh，其中m=hν/c²，在塔底光子的能量是：hν^、，由能量守恒可知：hν+gHhν/c²=hν^‘，实验证明了光子的引力红移。若再考虑空间的弯曲结果就是否定的。

4、引力场中质量的变化

由引力场与加速参考系的等价性可知：同钟慢尺缩的变化一样，在加速系中物体的质量会发生变化：m=m₀/[1-(v/c)²]^1/2,则静止在不同强度的引力场中的物体质量应变化。但在广义相对论中，爱因斯坦始终没有提及引力场中质量的变化。这是为什么？

我们也从没有见到，在地球的不同高度处静止的物体质量会发生变化。

四、引力场的几何化是不成立

在广义相对论中引力场被几何化了。行星不是在太阳的引力作用下运动，而是在弯曲的空间中环绕太阳运动。

A、物体间的作用总是相互的，行星在太阳造成的弯曲的空间中运动时，其离心力会作用于空间。由于离心力等于引力，行星的离心力会等值地作用于所在的空间，从而使之不再弯曲而成为标准的平直空间。行星的运动就会偏离现有的运动轨道。而此不是事实。

空间为什么能约束天体的运动，它也是由原子、分子等构成的物质吗？若是，为什么没有在这些天体的前方对宇宙中天体的运动产生阻力？若不是，它怎样克服离心力？

B、太阳的质量是怎样使周围空间弯曲的？太阳质量的引力场造成空间弯曲，它应该同时作用于处于同一空间的行星，若考虑这双重的作用，所有行星的现有轨道都将改变，而此不是事实！

C、水星沿非闭合的轨道运动、行星沿椭圆运动、尤其是有些彗星沿抛物线轨道运动，太阳引起的空间弯曲究竟是怎样的？为什么能容这些天体任意穿行？

为什么没有影响漫天雪花的自由飘落？！

五、引力子运动速度等于光速的悖论

     黑洞的引力场足够强，光无法逃逸出来。引力子速度等于光速，光子不能离开黑洞，引力子是怎样离开黑洞而在视界外产生引力场的？

   暗物质、暗能量还有，先驱者卫星的异常加速现象，这都是相对论所不能解释的。

 

 

三、值得警惕的旅鼠效应

（一）、走向神坛的爱因斯坦

1915年，爱因斯坦先后向普鲁士科学院递交了四篇论文，分别给出了水星的进动、光线的引力弯曲等计算公式，最后在1915年11月25日给出了最后的引力场方程。至此，爱因斯坦达到了一生中最辉煌的时候。当然，这里融合了格罗斯曼等众多人的智慧。爱因斯坦的“成就”是这些人的群体智慧的“成功”。

这时，对爱因斯坦熟悉的主要还是在学术圈中。可是1919年的5月29日全食的发生，给爱因斯坦带了巨大的转机。英国天文学家爱丁顿派出了两个远征队，一个到巴西的索布腊尔，一个到西非几内亚湾的普林西比岛。英国天文学家爱丁顿，亲率一个观测队到西非普林西比岛进行观测。最后，在1919年11月6日英国皇家学会和天文学会举行的联席会上，他们公布了观测结果：去普林西比岛的结果是1.61‘’±0,30‘’；去索布腊尔的结果是1.98‘’±0,12‘’，从而证明了太阳附近星星的光线，在太阳的重力作用下的弯曲，这样就证明了爱因斯坦的引力理论，确立了广义相对论在学术界的地位。

这可是个天大的事件。紧接着媒体开始介入进来。

艾丁顿与爱因斯坦

伦敦的《泰晤士报》首先做了报道，之后，美国、欧洲等媒体都尽了详细的报道。尤其是大科学家约翰汤­姆森称：“爱因斯坦的相对论是人类思想最伟大的成就之一。”这样，在很短的时间内，关于爱因斯坦的广义相对论的信息传遍全球。爱因斯坦也因此成为了风云人物。应人们的邀请到世界各国讲解相对论。尽管真正懂得相对论的人很少，但人们的热情被各国媒体煽到了顶峰。第一次世界大战带来的阴云、创伤一时间烟消云散！

一般认为，量子力学，是由波尔为核心的哥本哈根学派的人群体智慧的结晶，而相对论则是由爱因斯坦一人完成的。这种说法是有问题的，洛伦兹变换是由洛伦兹推导出来的，质能方程、广义相对论的引力方程，也是有人先于爱因斯坦推导出来的，广义相对论数学，融进了爱因斯坦的同学——马塞尔·格罗斯曼太多的心血。

在此之后，爱丁顿的实验向世界推销了相对论，加上媒体的宣传把爱因斯坦推上了神坛。斯坦也从此穿上了皇帝的新装。

爱因斯坦对自己的评价，也远没有我们对爱因斯坦的评价高。

他1921年6月13日在英国皇家学会演讲时承认：“这个理论的研究方法和思路并不是革命式的独创，而是对一条存在了几个世纪的路线的继续发展。……相对论也不过是麦克斯韦和法拉第的理论的延续和补充。”（《爱因斯坦自述》，华中科技大学出版社，2013年版，p24）------“我感到在我的工作中没有任何一个概念会很牢靠地站得住的，我也不能肯定我所走的道路一般是正确的。”（同上p298）还说过，“我自己受到了人们过分的赞扬和尊敬------”

我们不知道爱因斯坦为什么这样说。但有一点是明确的，那就是，据说爱因斯坦的智商很高，他自己应该对自己有一个超过我们的感觉的认识。事实是明摆着的，麦克斯韦的电磁理论，不但适用于真空中也适用于介质中。他是建立起真空中相对论的第一人，他应该首先想到，应该存在介质中的相对论，这样才算完备。而且，真空中的光速具有不变性，自然界及我们实验室中的介质也在岁地球的自转而运动者。其中的光速，也是一个与地球的运动没有关系的数值，这同样违背经典意义下的速度叠加原理的。同样需要建立相应的洛伦兹变换加以解释，并进一步建立起介质中的相对论。

这是再简单不过的事了。

也许，爱因斯坦为自己的成就和社会一轮超过一轮的赞美声浪冲昏了头脑。没有考虑太多就一味前行去建立广义相对论、建立大统一理论了；可为什么又有这样的缺乏自信的言语？而且，在晚年把自己研究的手稿付之一炬？还神秘留下了让多年后的后人开封的信，也许爱因斯坦意识到了自己的错误，但像皇帝的新装里的皇帝一样，赤身裸体地走在大街上时，才发现自己真的没有穿衣服……

给爱因斯坦换去皇帝的新装吧！

（未完待续）