走进后相对论时代（六十四）

    刘文旺

6、空间变化与相互作用

（1）、运动聚变反应：如下图所示，假设存在两个质子，彼此间的间距是r，在两者之间放置一个测量力的弹簧秤（可能没有这样小的弹簧秤，我们假设存在以便分析）现有一个观测者，相对于这一粒子体系的连线方向高速运动，这时他会发现，r会变小r^‘=r(1-β²)^1/2，当它以足够大的速度运动时会发现这个距离只有几费米。这时这个观测者会认为，这是核力的作用范围，弹簧秤应呈现极大的相互引力，因此，这时两质子应该发生聚变反应，但并没有见到我们熟识的聚变反应现象的发生——发光、放热等过程的出现。当它的运动速度再增加时，会发现这时两质子间的相互作用力应该变为更强大的斥力——核力存在排斥芯（极近距离下核力变为相互排斥的力），两质子应该彼此远离。

但能见到弹簧秤发生上述的变化吗？能发生聚变反应吗？！

他应该怎样解读这一现象？

完全类似地，我们还应用这一图，假设这时这是两个分子，由普通物理学知识我们知道。这两个分子间的存在一个平衡距离r₀，在这个距离下弹簧秤的读数是零。两个分子间的距离大于这一数值时会产生引力相互作用，两个分子间的距离小于这一数值时会产生斥力相互作用

我们还是假设有一个相对于这一分子体系，沿两者连线方向高速运动的观测者。r的大小会发生变化r^‘=r(1-β²)^1/2，这时弹簧秤应该显示相互斥力的存在。且这一斥力随运动速度的增加而逐渐增大。但我们知道弹簧秤的读数是不会发生变化的。这与分子间的相互作用的转换是矛盾的。

（2）、如下图所示，有两个带电小球中间用弹簧称连接，弹簧秤的读数是F，两者间距是r，现有一个观测者，沿两者的连线方向高速运动，则发现两者的间距减小了r^‘=r(1-β²)^1/2，这时按照库仑定律，这时两者间的相互作用力应该增大，但事实上弹簧秤的读数并没有发生任何变化。这个观测者怎样解读这一问题？

而且这个观测者以不同的速度运动会产生不同的结果，他是怀疑相对论哪？还是怀疑库仑定律哪？若这个观测者来回跑动则会发现，电荷处于震荡状态，从而会产生电磁辐射。

这是事实吗？在铁路的旁边放一些电荷，我们坐在高速运动的列车上，由于列车的颠簸，我们会发现路旁的电荷在振动，这些电荷能发生电磁辐射吗？

若能发出辐射则会产生一个好思路，使重的发电机组旋转产生电能太消耗能量，我们让各种发电机组静止，而在一旁放一个高速旋转的小质量物体，则在小质量物体看来，这个发电机组在高速旋转，则应该产生足够的电力。

这是事实吗？

这能是事实吗？

7、空间变化与物理常数

我们知道万有引力常数、库仑定律常数等是由扭称实验测出来的，同样的实验，若在一个有高速运动的实验中进行，会得到什么结果？

如上图所示，假设是在测万有引力常数，则由于质量是变化的，距离也是变化的。

假设两小球的质量都是m，则有万有引力定律可知，F=Gmm/r²，G=Fr²/m²，其中F可由弹簧秤的示数读出。

（1）、当观测者沿两者的连线运动时，质量、r都同时发生变化：m^‘=m/(1-β²)^1/2，r^’=r(1-β²)^1/2，而弹簧秤的读数不变。带入：G=Fr²/m²中得：G^‘=Fr^’2/m^‘2=[Fr²/m²](1-β²)²=G(1-β²)²

即G=G(1-β²)²

从这里我们看出，万有引力常数不再是一个确定的常数，是一个运动变化量，随运动的速度的增加而迅速减小。但在确定的运动速度下，不随物体的质量的变化而变化。仍可作为一个常数处理。

（2）、当观测者沿两者的连线的垂直方向运动时，质量发生变化：m^‘=m/(1-β²)^1/2，r不变（横向相对论效应较小我们假设不变），而弹簧秤的读数仍然不变。带入：G=Fr²/m²中得：G^‘=Fr²/m^‘2=[Fr²/m²](1-β²)=G(1-β²)

即G=G(1-β²)

从这里我们看出，万有引力常数也是一个运动变化量。不再是一个确定的常数，随运动的速度的增加而迅速减小。但在确定的运动速度下，不随物体的质量的变化而变化。仍然可作为一个常数处理。

在其他运动方向得到的结果一样，只是变化的数值不同。

完全一样地，如上图所示，假设是在测库伦常数K，则由于电荷是不变化的，距离是可变化的。

假设两小球的电荷都是q，则由库伦定律可知，F=Kqq/r²，K=Fr²/q²，其中F仍可由弹簧秤的示数读出。

（a）、当观测者沿两者的连线方向运动时，r发生变化：r^’=r(1-β²)^1/2，而弹簧秤的读数不变。带入：K=Fr²/q²中得：K^‘=Fr^’2/q²=[Fr²/q²](1-β²)=K(1-β²)

即K=K(1-β²)

从这里我们看出，库伦常数不再是一个确定的常数，是一个运动变化量，随运动速度的增加而减小。但在确定的运动速度下，也不随物体的电荷的变化而变化。仍可作为一个常数处理。

（b）、当观测者沿两者连线的垂直方向运动时，电荷q、r都不变（横向相对论效应较小我们假设不变），而弹簧秤的读数仍然不变。带入：K=Fr²/q²中得：K^‘=Fr^’2/q^‘2=[Fr²/q²]=K

即K=K

从这里我们看出在这种情况下，库伦常数是一个运动不变化量。

在其他运动方向得到的结果类似，只是变化的数值不同。

只有在垂直方向上是一个不变量。

另外，我们知道k=1/4πε则，运动造成的k值的变化，会使得ε发生变化，而此又会造成光速的变化：c=1/(εμ)^1/2。而此又直接与光速不变相矛盾。

这样，万有引力常数、库伦常数都是一个具有相对意义的物理量。

这就产生了诸多的问题，首先，不同的天体具有不同的运动速度，因此，万有引力常数会有不同的数值，这样，还能用统一的万有引力常数描述天体的运动吗？而事实是，我们根据统一的万有引力常数，正确地描述了太阳系中不同行星的运动。

不同的天体上的库伦常数不同，则原子、分子的轨道电子的能量不同，因此，会在光谱上体现出来而此不是事实。这是因为，我们正是根据恒星的光谱确定恒星上的元素的种类和数量的。

这些事实的存在，否定了相对论的钟慢尺缩，进而否定了相对论。

8、运动的绝对性

水在水管中运动压强变小，从而水管变扁；水管不动而观测者运动，不能见到水管发生同样强度的变扁。运动具有绝对性吗？

9、相对论与声学

我们知道，各种乐器是靠空气、琴弦等的共振发声的，在具体的操作过程中，改变乐器发声部位的长短，实现音调的转换。这就产生了问题。一个乐师在用笛子演奏名曲“梁山伯与祝英台”。当一个听众沿着笛子的方向，向笛子高速运动时，由相对论可知笛子应该变短，根据他掌握的乐器知识，笛子的音调应该增加，这可以理解，因为这时正在发生声音的多普勒效应；但是，当其反向运动时，按相对论，笛子仍然会变短，音调应该增加。但由常识我们知道，这时声音的音调会降低。这一矛盾怎样解释？

狭义相对论与传统力学存在不可调和的冲突，与生活常识存在不可调和的矛盾。因此狭义相对论是错误的。

二、相对论与传统热学的矛盾

1、物体温度与多普勒效应

我们知道不同的裂变元素有不同的半衰期，我们在地面上的一个容器中放上适当质量的衰变元素，让其释放出能量来加热容器中的水。当水的温度达到30摄氏度后达到吸热与放热的平衡，温度计的示数是30摄氏度。这时观测者以极高的速度沿着这一加热设备方向运动。这时又会产生疑惑了，一方面，其背离被加热的开水，由于多普勒效应的存在，他会认为，由于他背离热水而运动，因此，水辐射的光子会发生红移，由热学知识λΤ=σ可知，这时水的温度应该下降，另一方面，由于时间的减少，裂变元素的半衰期增加，产生的核能减少，因此，热水的温度应该降低，但实际上其观测不到温度计的变化，这怎么解释那？当其向这一装置运动时；辐射的光子会发生紫移，由热学知识λΤ=σ可知，这时水的温度应该升高，另一方面，由于时间的减少，裂变元素的半衰期增加，产生的核能减少，因此，热水的温度应该降低，但光谱的紫移告诉我们水的温度还是应该升高了，这是一个违背能量守恒的现象。但实际上，其仍观测不到温度计的变化，这怎么解释那？不用假设存在这个裂变元素，就是一盆简单的水，也会得到同样的结果，这怎么解释？

2、相对论与热力学统计规律的不相容性——饿死的观测者

（a）、在一个处于热力学平衡态的绝对黑体体系内，有一温度计显示其拥有的温度——假定为T。按热力学知识，物体的温度与其发出光的最强的谱线波长存在内在的联系：λ_mΤ=σ其中σ为常数。当运动的惯性系中的观测者，以一定的速度向之运动时，按现有的理论从黑体小孔中射出来的光子，应发生与之运动速度相一致的多普勒效应使其光子的频率增加——紫移，则由相应的统计理论公式λ_mΤ=σ计算可知，与发生紫移了的光子波长λ变小，相对应的热力学体系的温度T应有相应的增加，但该观测者不会发现显示此绝对黑体温度的温度计的数值有所变化；相反，当该观测着背离此绝对黑体运动时，则也观测不到显示其温度高低的温度计应有的示数变化。相对论对此没有也不可能给出合理的解释。

我们可以假设有一个饥饿的人前面看见一块面包、牛奶，温度适中假设都为40⁰C，并都有蒸汽冒出。他飞快地跑过去——饿极了，假设其运动速度足够快，由λ_mΤ=σ可知，他会发现面包、牛奶发出的光由于发生明显的多普勒效应，而拥有极高的温度——例如1000⁰C，他会停止下来而不敢靠近。并产生疑惑，这样高温度的面包为什么不燃烧那？牛奶为什么不沸腾那？而当其反方向快速离开时，发现面包、牛奶的温度一下子就降低了，当其跑得足够快的时候会发现，面包的温度会变成零下1000⁰C，这时他又会产生疑惑了，这样低的温度面包为什么还在冒出蒸汽散发出香味那？牛奶为什么不结冰那？而当他一旦停下来会发现面包又恢复了原来的温度——可口的40⁰C。

吃？

不吃？

疑惑！

满脸的疑惑？！

饿死？

气死？！

爱因斯坦太不对了！狭义相对论太折磨人了！

（未完待续）