百年相对论（十七）

作者：刘文旺

    不仅如此，即使是相对论自身也存在不可调和的矛盾。例如，在推导质能方程的过程中，一方面积分区间要包括光速。不然出不来光速的平方；另一方面，物体运动速度不能达到光速。这时相对论自身无法调和的矛盾。

五、相对论自身的矛盾（一）

1、    运动尺缩与超视距效应。

当相对论诞生以后，由于有时空的钟慢尺缩现象，即运动的时钟会变慢，空间距离会变短。因此，由L^/=L(1-(v/c)²)^1/2可知，当我们运动速度达到十分接近光速的某一数值时，10万光年的距离可能变为1米的距离，这就产生了一个新视觉效应：当我们在高速运动状态下，肉眼就能看到我们静止时距离我们数万光年甚至更远的距离。这怎么可能？若向太阳运动，这时他距太阳可能只有一毫米，他感觉到热了吗？

而且，由于光速不变，此时其发射一个光束则应该在极短的时间内就能反射回来，这是事实吗？在光子看来，我们的空间尺度变为零，但为什么它到我们地球仍需要8分钟的时间！

2、钟慢与爆炸现象

地面上一个炸弹发生爆炸，周围坚固的钢筋水泥碉堡被炸坏。但在一个相对于地面运动的相对论捍卫者来说，由于时间变慢，他会发现这颗炸弹缓慢地炸开——也许持续了一个小时、一天、一个月等等，这时他会感到不可理解，这个过程能说是爆炸吗？这么缓慢的爆炸能把环境中坚固的钢筋水泥碉堡炸坏吗？

3、空间变化与黑洞

由相对论理论可知在运动的观测者看来，任何物体都是“黑洞”，但“黑洞”又不黑——奇异的旅行。

在相对论天体物理学中有这样一类天体，它具有极大的密度，拥有极强的引力场，在距离其一定的距离处，逃逸速度大于光速，因此在此处的光子也不能逃离其引力场的束缚，在此区域范围内没有光子发射出来。相对论称之为“黑洞”。若我们把相对论运动尺缩现象，与运动物体质量增加现象叠加考虑就会发现，当观测着具有足够大的运动速度时，环境中的任一物体都可能变为光度、频谱都消失的“黑洞”。

假定静止在地面上的任一物体其质量为m，其体积为V的长方体，则其具有的密度为ρ=m/V而对于从其旁边运动的惯性系上的观测者来说则有，一方面:

m^/=m/[1-(v/c)²]^1/2  ;   V^/=V[1-(v/c)²]^1/2

ρ^/= m^//V= m/[1-(v/c)²]^1/2/ V[1-(v/c)²]^1/2

  = （m/V）[1-(v/c)²]

  =ρ/[1-(v/c)²]

因此，对于地面上的任一物体，对于一个运动速度足够大的观测者来说，其拥有的密度可以达到任意可能的数值，这当然可以达到形成“黑洞”所需要的密度值。由黑洞的形成条件：史瓦西半径

可知，任一物体在一个速度足够大的观测者看来，其空间尺度都能因为运动卷缩到小于史瓦西半径而成为黑洞；另一方面，由于光谱的多普勒效应可知，当我们向其运动时，还会发现其发出的光谱的频率增加，再由λ_mT=σ可知，其温度升高，亮度增加。这不是矛盾吗？

它是越来越黑变成黑洞哪？还是越来越亮哪？

我们假设存在一个这样的物理博士来到一座城市，当他以足够大的速度运动时，会发现一个奇怪的现象：周围的一切物体都是“黑洞”其生活在一个充满“黑洞”的时空中。这个人的感觉是什么？假如这个物理博士就是您，您会感觉恐惧吗？但这个物理博士很快又会发现，无论是其自己还是从这些“黑洞”旁经过任一光子/粒子/物体，都可以任意地经过这一“黑洞”而不受其引力场的影响，自己并没有被这些黑洞吞噬掉。即出现了“黑洞”不黑的现象。也不会见到经过这些黑洞旁边的光线发生明显的弯曲。你觉得这个博士先生会感到奇怪吗？他用手电筒照射前面的物体，就会发现，光从这一黑洞反射回来，这怎么可能哪？

是黑洞理论有问题，还是相对论有问题哪？

这种感觉够这位博士先生思考一段时间的。

4、光子与相对论

相对论的诞生源于描述光子运动---光子运动速度与光源的运动、观察者的运动无关性，但现有相对论理论的时空观、质量的变化、等都不适用于光子，这是为什么？

我们看如下的分析：

在光子看来这一世界应是什么样子？若用L^/=L[1-(v/c)²)]^1/2来描述观测到的空间大小，则在光子看来这个世界太小了，所用物体的长度都为零，那么，这时的光子是在哪里运动；若用Δt=Δt^//[1-(v/c)²)]^1/2则在光子看来，这个世界的时间是凝固不变的，则其振动的周期体现的又是什么？还有这一公式也不适用于描述光子的波长与周期的变化，在地面静止的观测着通过干涉或衍射实验测量了光子的波长为λ，周期为T，则在一个与之有相对运动的惯性系中的观测着看来，其拥有的波长λ^/=λ[1-(v/c)²]^1/2，周期为T^/=T[1-(v/c)²)]^1/2，简单的计算就会得出，由于这时的v变为了c，因此，这时的光子的波长、周期都变为零，从能量的角度看，这时光子的能量是无穷大，而波长变为零，光速也就无从谈起，c也变为了零。这不与光速不变矛盾吗？

这样，由描述光速不变得出的相对论钟慢尺缩现象，不适用于光子本身，这一点在现有的相对论中是没有提及的。还有由相对论的质速关系m=m^，/(1-β²)^1/2可知在光子看来粒子的质量应取发散值，且结合L^/=L[1-(v/c)²]^1/2可知，在光子看来，世界上的一切粒子/物体都变为了黑洞，则光子会被其经过的路径上的粒子/物体所吸收而不会发生衍射、折射、反射等现象。而此不是事实。

5、湮灭过程与相对论

在一静止在地面上的参照系中有一对正反粒子发生湮灭现象，转换为两个光子，则在此参照系中的观测者，按现有的相对论公式计算有：两静止粒子的质量能为E=2mc²，湮灭时产生的两个光子能为E=2hν且由，2mc²=2hν，但由于在相对论中光子频率的变化，与粒子质量的变化是按不同方式进行的。这样对于一个相对于这一参照系运动的惯性系中的观测者来说，他得到的两个粒子的质量变化为：m^/=m/(1-(v/c)²)^1/2，两粒子湮灭时放出的能量为：E^/=2m^/=m/(1-(v/c)²)^1/2×C²而湮灭后两光子的能量变化，与湮灭光子相对于运动的惯性系的运动方向有关，当两光子运动方向与该运动惯性系的方向一致时，由两湮灭光子运动方向的反向性可知，这时两个湮灭光子一个沿惯性系方向运动另一个沿相反方向运动，由光子的多普勒效应可知，两光子的能量/频率一个增加另一个减小，且变化量是相等的。总的看来，两光子能量之和没有发生变化。这样，要么能量守恒是不成立的，要么相对论是错误的。而能量守恒是实验结果。因此相对论就不得不面临质疑。

这里的关键是，质量的变化与方向无关；而光子的多普勒效应与方向有关。而且，在同样的运动速度下，两者变化的数值是不同的。

6、引力场中的光速

在广义相对论中光子运动速度与引力场的强度有关，但狭义相对论成立的条件之一就是，光速不变性，在有引力场的时空中光速变了，则在有引力场与没有引力场的参考系中，光速不变是不成立的。这不与光速不变原理及相对性原理相矛盾吗？在有引力场存在的参考系中，狭义相对论不成立了，为什么还把狭义相对论中的钟慢尺缩等公式、质速关系、质能关系等应用于广义相对论中。如在描述引力场的广义相对论中仍在沿用质能方程E=mC²这是不应该的，在测量光子的引力红移实验中，光子质量的计算也是应用这一公式。这显然是自相矛盾的。

尤其是，由于运动会造成钟慢尺缩，质量的增加。因此，在把狭义相对论的这些内容搬到广义相对论的过程中，我们得到了：在重力场中时钟会变慢、尺度变小，引力场越强，时间越慢、尺度越小。但为什么没有提及质量的变大哪？

时间变慢已经有人做实验加以“验证”了，空间变小被验证了吗？为什么没有提起在引力场中物体的质量会增加？而且，引力场越强，物体的质量越大，这可能吗？！

这不可能！

我们知道，按照相对论一个质量是m的物体静止在重力场中，其拥有的能量是：E=mC²。若存在质量的变化则会出现与能量守恒的明显矛盾。因为，一方面其质量增加了，另一方面，在重力场中光速会增加：C^\=C(1+Φ/C²),因此，在不同强度的引力场中或在同一引力场的不同位置时，物体拥有的能量变成了：E^、=m^、C²(1+Φ/C²)²。这与能量守恒是矛盾的。而且我们也没有见到，一个物体的质量在不同的天体或在同一天体上的不同位置时，拥有不同质量现象的存在。

相对论对此有什么解释吗？

让人不能接受的是，质能方程等还被验证！

真是莫名其妙！！！

7、光子世界

在每一描述相对论的书籍中，都会津津有味地谈到时空的变化，似乎相对论真的给我们提供了改变时空的方法。其实，为了描述光子运动速度不变性的现象，建立起来的理论却没能解释为什么钟慢尺缩现象不适用于光子本身。因为，为保证光速不变推出的相对论公式中都有一个系数（1-v²/c²）^1/2这个式子在v=c会出引发物理量的极端情况，当其在分子上时其值为零——相应地一切与之有关的物理量都变为零，如由公式L^/=L(1-(v/c)²)^1/2可知，这时一切物体的大小变为零，可我们并没因为由光子的运动而见到这个世界消失了在光子眼里，这个世界并没有消失。

具有讽刺意味的是，我们正是利用光产生的视觉认识这个世界的。在我们看来由运动的相对性可知，以光速运动的光子其拥有的波长应该为零，但在光子的衍射/干涉等仍然满足波长与狭缝/小孔的尺度有关，也就是说光子波长的变化不满足相对论公式；当其在分母上时其值若为零，则会引发相应的一切物理量出现发散现象，如由公式m^/=m/[1-（v²/c²）]^1/2则当v=c时，出现m→∞的发散现象。则在光子眼里这个世界中的所有物体都会变为黑洞，包括正在阅读这一部分内容的读者，您相信这一点吗？

在现有的关于相对论的书籍中，经常提到这样的问题，就是假想物体运动速度无限接近光速，这时，宇宙空间的大小可以是很小，以至于只有1毫米，那么由于这使得观测者的运动速度很大，则可以一下子就达到了宇宙的边缘，而此不是事实。光子本身就以光速运动，它并没有冲出宇宙之外去。相反，它从太阳到地球仍需要8分钟的时间，这是为什么？

在洛伦兹变换中，由简单的数学中偶次根号下不能为负得出的，物体运动速度不能超过光速，这真把我们人类的思维抑制住了。尤其是由质速关系、质能方程，亦可得出，当我们运动速度达到光速时，运动物体的质量、能量都是发散的，这需要我们消耗大量的能量，这是我们人类所不能实现的。我们也因此去掉了这样的幻想。然而，面对自由往来的UFO，我们人类真是充满了疑惑。这就使我们对宇宙的探索主要集中在如何达到超光速的问题上。

相对论真是害人不浅呀！！！

8、狭义相对论与广义相对论

在相对论中存在逻辑上的矛盾，首先由光速不变原理与相对性原理推出狭义相对论，然后认为一切物理规律在一切参考系中都是成立的---强相对性原理，则在加速参考系中亦应有光速不变性。但在广义相对论钟光速不再是不变的了——C^\=C(1+Φ/C²)。这不就出现了光速不变现象，不能在有引力场存在或不能在加速的参考系中成立的事实了吗？还有若广义相对论成立是客观的，即广义相对论的相对性原理是成立的。则在建立狭义相对论时就会发现，惯性系的提出是没有任何物理意义的，狭义相对论对于处于变速运动的参考系也应是成立的。但这又与狭义相对论中的光速不变原理直接相矛盾。

洛伦兹变换正是在解释光速不变的情况下推导出来的。

洛伦兹变换正是在解释光速不变的情况下推导出来，在重力场中光速是可变的，因此，在广义相对论中洛仑兹变换是不成立的。，由洛伦兹变换推导出的同时性的相对性、质速关系、质能关系等也不成立，还谈什么麦克斯韦方程组等方程的协变性！

在相对论中狭义相对论的成立条件与广义相对论的成立存在不能调和的矛盾。但是质速关系与质能关系，被现有的理论应用于所有的参照系中了。尤其是，在狭义相对论中，对于物体运动速度的产生过程并没有限制。一个简单的惯性系概念的推广、广义相对性原理的提出。就产生了质速关系、质能关系被应用于所有的参照系中？光速不变原理能在这一推广过程中保持成立吗？

在这里需要重申的是，质速关系、质能关系、钟慢尺缩现象，是以光速不变为前提下，在惯性系中推出洛伦兹变换，再在此基础上依据动量守恒、功能原理推导出来的。因此，它成立的前提是满足洛伦兹变换的成立条件——光速不变。而在重力场中的非惯性系中光速是可变的，因此，这些公式失去了成立的依据。

9、相对论中的逻辑矛盾

在切伦科夫辐射中，光子相对于运动电子的运动速度就不是不变的，在这一过程中荷电粒子运动速度大于光子在介质中的运动速度。这时光速不变原理就明显不再成立了——为什么光子没有相对于粒子仍以光速向前运动，而是在粒子的后面尾随粒子运动，而且差距越来越大。由于电磁理论不但适用于真空，而且在任意介质中都是适用的——这是理论与实验事实。而且，光速可以从麦克斯韦方程组中推导出来。因此，在介质中有粒子的超光速运动，则在真空中也应有超光速运动。从这一点看，爱因斯坦的相对论不容超光速运动的存在，说明相对论是有内在矛盾的，在逻辑上是讲不通的。

这里有一个问题就是，在相对论中两惯性系中的运动速度是相对的，即S系相对于S^’系的运动速度等于S^’系相对于S系的运动速度，而这一关系式却不适用于光子与我们之间的相对运动，按相对论光子相对于我们的运动速度始终为C，但为什么我们相对于光子的运动速度不能是C，而这一点在狭义相对论中是绝对不允许的。若然则在光子看来现有的世界应是没有大小，质量无穷大的奇怪世界。

相对论是无法解释这一现象的！

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