走进后相对论时代（六十三）

    刘文旺

3，相对论与周期性的震动理论不相容

我们知道最简单的两种振动形式是弹簧振子振动和单摆的振动，前者的振动周期是：T₁=2π(m/k)^1/2 后者的振动周期是：T₂=2π(L/g)^1/2下面我们就借此来分析一下，相对论的钟慢尺缩现象。

由相对论的理论可知，在运动的参考系内的时钟将变慢，在相对论中经常被用来说明这一点的是，一个被黑洞吸引的物体，在视界处，它的消失将是很慢的，以至于我们总能无限期地见到他正在消失。尽管这时的消失者一瞬间就穿过了黑洞的视界，这是运动的时钟变慢形成的。即随着这一消失者向黑洞的运动速度越来越大，他向黑洞消失的动作越来越慢，以至于趋近于停止下来。我们再看一看上述的弹簧振子的振动。在地面上有一运动的参考系S^/运动速度为v,其中有一个弹簧振子在振动，相对于其静止的观察者，测得的振动周期满足T₀=2π(m₀/k)^1/2，这时一个静止在地面上的观察者，也在观察这一振动,则由相对论理论可知，在这个静止的观测者看来，按相对论应有T=T₀/[1-(v²/c²)]^1/2,因此应有T>T₀，但这里有一个问题，由于电荷运动的不变性（实验发现，运动的电荷其电荷量是不变的，这叫电荷的运动不变性），因此上式中的k值是不变的，由于物理规律在任一惯性系中都是成立的，因此这时地面上的观测者可以由同样的振动周期公式进行计算，则由于运动物体的质量发生同步、同样的变化应有：

T^/=2π(m/k)^1/2=2π(m₀/（1-v²/c²）^1/2•k)^1/2 =2π(m₀/k)^1/2/（1-v²/c²）^1/4=T₀/（1-v²/c²）^1/4≠T

还有，对于单摆我们由T=2π(L/g)^1/2得，由于单摆的长度的变化不但与观察者的运动速度的大小有关，还与运动的方向有关，这样我们假设在一个以速度v运动的惯性系中有一单摆，长为L,则按广义相对论有，由于引力质量等于惯性质量。因此在地表附近万有引力常数将增加即g值变大。则在运动的惯性系中有：单摆运动周期为T₀=2π(L₀/g)^1/2，而在地面上相对于地面静止的观测者运动的观测者则有T=T₀/[1-(v²/c²)]^1/2,这一变化只与惯性系的运动速度v的大小有关，而与运动者相对于单摆的摆长方向的夹角的大小无关。但单摆的摆长的变化却与这一夹角的大小有关，当惯性系的运动方向与摆长的夹角等于零时，则在地面上的观测者会发现单摆的摆长按相对论关系缩短即L=L₀[1-(v²/c²)]^1/2,带入T=2π(L/g)^1/2上式则有：

T^/=2π(L₀[1-(v²/c²)]^1/2/g) ]^1/2/[1-(v²/c²)]^1/2=2π(L₀/g)^1/2[1-(v²/c²)]^-1/4

所以有：T^/=T₀[1-(v²/c²)]^-1/4≠T

当惯性系的运动方向与摆长有夹角θ时通过计算可得：

T^//=T₀（cosθ）^1/2[1-(v²/c²)]^-1/4≠T

这样当运动的惯性系的运动方向相对于摆长方向有不同的夹角时，地面上的观测者会得到不同的单摆摆动周期。

这怎么解释？！

其实，否定一个理论，只需要一个反例！

由上面的分析可知，对于用弹簧振子、单摆制成的计时器，用相对论的计算公式进行计算，会得到不同的计算结果，从而这就直接否定了相对论借以成立的相对性原理---物理规律在一切参照系中都是不变的---的正确性。

难怪爱因斯坦在1945年给中国学者周培源的信中说：“罗马的时钟使我心有余悸。

由上面的分析我们知道，这是因为不同的时钟有不同的计时原理，从而，按相对论就会产生不同的结果。

4、质速关系

我们还可以做这样一个实验来否定相对论的质量的变化，在S系（以速度v运动）中我们用弹簧称在光滑（没有摩擦力）的平面上拉一个质量为m的物体以加速度a运动。则弹簧称的读数为F=ma(这里的黑体子表示该物理量为矢量)，但在S系中我们会发现弹簧称的读数并不变化，按相对论在S系中由于认为S系的粒子/物体的质量发生了变化，则无论加速度怎样按相对论变化，所需的拉力都应是变化的，但弹簧称的读数是不会发生任何变化的。在此充分暴露了相对论内在的矛盾。

在我看来相对论描述的运动粒子/物体的质量的变化的被“验证”，或者是实验者有意适合相对论而有选择地录用了实验数据；或是另有原因的。爱因斯坦本人就说，变化的可能不是质量，而是动量。尤其是它没有给出这一变化的原因，在相对论中它只是一种由于光子拥有有限的运动速度，观测的时空发生了变化，从而造成粒子/物体的观测到的动量，因为观测到的运动速度的不同发生了变化。为了满足动量守恒而只能认为粒子/物体的质量应是变化的。从这一角度看，在相对论中运动粒子/物体的质量的变化应是一种观测效应，而不是真的发生了变化。爱因斯坦在解释观测物体长度的变化时，就是这样解释的。

在狭义相对论的终结一文中，我们分析了带电粒子与中性粒子应该具有不同的质速变化曲线，而此不是事实。从而否定了狭义相对论的质速关系。

值得一提的是，假如光速具有无限的数值，则洛伦兹变换转化成经典意义下的伽利略变换，因此，也就不存在同时性的相对性、质速关系、质能关系了。

但在高能物理实验中发现运动粒子的质量确实发生了变化。由此可见相对论的“成功”实际上完全是一种巧合。这充分体现在关于时空变化的“双胞胎怪论”上。其实质量也存在这一怪论，即我们认为S系中粒子/物体的质量发生了变化；则由运动的相对性可知在S系看来，我们惯性系中的粒子/物体的质量发生了变化，但由我们前面关于弹簧称的读数问题的分析可知，这不是事实。而至于诸如引力弯曲的实验、钟慢实验、等实验的成功是值得怀疑的。

相似的问题同样出现在量子力学中，解薛定谔方程可得出关于氢原中电子运动的能量公式与由波尔理论得出的结果一样，从而认为薛定谔方程是正确的，但是不用说其存在大量的诸如“薛定谔猫”等问题。单就其不能描述禁戒跃迁就说明其不是一个完备的理论。而且与波尔理论相比，其解决的问题并没有明显增加。同样不能解释多电子原子体系中的电子的运动问题——多一个电子的氦原子的能级就不满足现有的量子力学理论。

在爱因斯坦的相对论中，没有给出时间、空间变化的原因，只是指出我们常识中绝对的时间空间概念是不成立的。其实，这不亚于说可以假定时间、空间的相对性是一种原理。但我们能说同样的运动物体的质量、能量的概念及其变化，也具有相对性而不是绝对的吗？若是这样，为什么加速运动粒子的磁场却绝对地增加了，运动粒子的动能也绝对地增加了？相对论并没有给出确定的解释。

爱丁顿当年为了发展自己的恒星产生、演化理论，而组织人力、物力观测了在日食时太阳对光线的引力作用，从而证明了爱因斯坦的引力弯曲，在为自己的恒星理论找到依据的同时，也成全了爱因斯坦的相对论。一下子就使的爱因斯坦成为科学泰斗。想一想这也是爱因斯坦的悲哀，仅凭爱因斯坦的智商，若不是在这样的巨大的成功面前，昏了头脑，而仍沿着电磁理论也适用于经典力学，而改变时间与空间的思路走下去，就会发现介质中的光速也具有不变性，从而建立起介质中的狭义相对论。这样就会像我们今天一样发现相对论的错误。

     还有，若仔细推敲会发现，爱因斯坦的理论根本就不能成为恒星产生与演化的理论依据。这是因为运动物体会发生尺度的变化及质量的变化。

（1）、我们假设天空中或宇宙中任意一个小的星云，在外在的高速运动的观测者看来都可以变为恒星甚至黑洞。这是因为，一方面其体积会因外在的观测者的运动而减小V^‘=V(1-β²)^1/2（对于球体这是一个近似的数值）同时其拥有的质量m^’=m/(1-β²)^1/2会增加，则其密度ρ=m^’/V^‘

= m/(1-β²)^1/2/V(1-β²)^1/2=（m/V）(1-β²)，那么，只要观测者喜欢，可以离开地球在太空中在任意的运动速度下观侧这块星云，从而得到其能满足恒星、黑洞的产生条件。这样，当他在这样的速度下运动时，这块星云就变成了恒星或黑洞。但是当他回到地球上静止下来，再进行观侧时会发现，那还是一块运动的星云。他会怎样评价自己的旅行，怎样评价相对论哪？如果爱丁顿先生能做这个观测者就好了，他怎么解释这一事实？

     还有，不同质量的恒星，会演化成白矮星、中子星、黑洞等不同的天体，但是，由于运动质量的可变性，这一质量的界限就不存在了，在不同运动者看来，同一天体可能有不同的演化结果。不同质量的天体，也可以有同样的演化结果。而结果并不是这样。尤其是一个质量很小的星云——如只有两个氢分子的星云，在一个速度足够大的观测者看来，也会演化成各种可能的恒星——白矮星、中子星、黑洞。这显然不是事实！

     （2）、空间变化与天体运动

如上图所示，一个恒星质量是M用万有引力约束住一个小行星。两者间的相互互作用力满足GMm/r²= mv²/r两边约去公共项得：GM/r= v²。这时假定有一个观测者沿两者连线的方向高速运动，根据相对论，这时，其观测到的行星的运动速度几乎不变（横向相对论效应很小）而r^‘=r(1-β²)^1/2、M^’=M/(1-β²)^1/2，带入GM/r= v²，他会发现，等式的右边没有明显的变化，而等式的左边变为：GM^‘/r^’=G M/(1-β²)^1/2/ r(1-β²)^1/2=（GM/r）/(1-β²)，显然，等式不再成立，（GM/r）/(1-β²)>v²，但是令这位观测者不解的是，行星仍在环绕恒星而运动？他怎样处理这一问题。

而且，当这个观测行星运动的全过程会发现，行星旋转的半径在周期性地变化，最长为r最短为r(1-β²)^1/2，行星在环绕恒星作震荡式飞行。但仍是一个稳定存在的动力学系统。这是违背力学基础的。若其拥有电荷，它会产生电磁辐射吗？我们见到这种辐射了吗？若真是这样，该天体会在不断产生辐射中损失能量，从而逐渐停下来，这与观测到的事实是不相容的。

5、传统的气态方程与相对论的矛盾

（1）这一点在前面已经分析过，即在一个透明的容器内放置某种气体，外在的温度计显示其温度、气压计显示其气压。当有一个观测者相对于其运动时，会发现克拉波龙方程PV=nRT，无法描述容器中气体的热力学状态。

（2）、在一个管道内有水流过，其内在的压强的大小由压强计显示，假定读数是P，现有一个观测者相对于管道高速运动，在他看来，管道中的水向其高速运动，由于液体的压强随流速的增加而减小。因此，该观测者应该发现压强计的读数随其运动的速度的变化而变化。但这是不是事实！

该观测者应该怎样解释这一现象？

相对论怎样解释这一现象？

（未完待续）