二.相对论错误论断展示

14.相对论之加速系光线弯曲的思想实验做错了

相对论认为加速系中抛物轨迹弯曲，再通过所谓的等效原理使加速系与引力场等效，得出光线在引力场中也弯曲的成果。此项成果的取得，是通过浮光掠影浅尝辄止的所谓思想实验。人们夸夸其谈相对论的思想实验，却不知伟人与拥护者的思想实验都作错了，以此思想实验推出的理论肯定错误了。以往有人说相对论有错，崇拜者总要反应强烈出言不逊。这回相对论者不要激动，面对如此不可否认的简单低级错误，赶快想出个化解化了的办法，好继续维护相对论的权威。

(一)相对论者的思想实验

爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》第62页中指出：

“例如，我们知道，相对于K（按照伽利略定律）作匀速直线运动的一个物体，它相对于作加速运动的参考物体K`（箱子）是在作加速运动的，一般还是在作曲线运动的。此种加速度或曲率相当于相对于K`存在的引力场对运动物体的影响。引力场以此种方式影响物体的运动是大家已经知道的，因此以上的考虑并没有为我们提供任何本质上新的结果。

但是，如果我们对一道光线进行类似的考虑就得到一个新的具有基本重要性的结果。相对于伽利略参考物体K，这样的一道光线是沿直线以速度c传播的。不难证明，当我们相对于作加速运动的箱子（参考物体K`）来考察这同一道光线时，它的路线就不再是一条直线。由此我们得出结论，光线在引力场中一般沿曲线传播。”

爱因斯坦的论断生硬言之疏略，解释和说明要说来话长，还是引用相对论者对伟人论断的解释来简捷方便。下面两段引自某相对论者著作《爱因斯坦》（中国青年出版社1979年9月北京第1版），此话是对伟人论断的最佳解释。

“现在再来做一个实验。假如一个人在惯性实验室里向斜上方抛出一个小球，抛出以后小球不再受力，它遵从惯性定律，将做匀速直线运动。如果这个人在向上加速的加速实验室中向斜向上方抛出一个小球，小球如何运动呢？如果他在引力实验室里向斜上方抛出一个小球，小球又将怎样运动呢？显然，根据等效原理，在加速实验室和引力实验室里，小球的运动情况是相同的，它将作抛体运动。”

“假定有束水平的光，射进一个惯性实验室。根据狭义相对论，光在惯性系中将以不变的光速c作直线运动，现在实验室向上加速，成了加速实验室。既然这束光在原来的惯性系中是水平地向前运动的，那么相对加速系来说，它的运动必然要向下弯曲。根据等效原理，加速实验室等价于引力实验室，因此，这束光要是射进引力场，它也会向下弯曲。”

相对论者原著中先有下段文字后有上段文字，本文引用调整顺序是为了对应伟人文字的顺序。引文第一段说小球在加速系中要作抛体运动，错了。所谓加速实验室，指相对论设想的无重力加速参考系，实验操作者在加速系中不在加速系外。以此分析加速系中抛球，小球上有一个抛射速度，还有一个随加速系上升的速度，而加速系上升的速度是不断变大的，要采取抛球时的瞬时速度（小球抛出后加速系再变大的速度加不到小球上，小球运动轨迹就不是弯的），这两个不变速度合成，小球的运动还是斜向上的直线，而且不管是平抛还是斜抛轨迹都是直线，只是倾斜角大小问题，不会出现重力下的抛射曲线形状，当然加速系速度加大时会显示抛物斜线整线下降。

由于相对论将光的运动等同于物体的运动，有物体运动轨迹弯曲先行参照，第二段中光线在引力场中弯曲根据原设想的抛物现象似乎理当如此，这又错了。光速与物体速度不存在叠加合成的问题，光源固定在加速系中光线前端还是水平直线运动，只是光源在光线垂直方向上运动，使光线末端上升光线向下弯曲，状如反平抛物轨迹，这是光效应线（光效应线是目视的似乎光线）不是光路曲线。

《爱因斯坦》132页中有三幅图表示抛物运动路线，方框中一斜线表示惯性试验室，带一绳标加速度符号的方框内有一条向先向上再向下弯曲线表示加速实验室，下带地面标示方框内有一条与加速实验室弯度相同的弯曲线表示引力试验室。其中前后两图示正确，中间图示错误。人站在在无重力加速实验室中持一球，人与球受实验室约束随其向上作加速运动，人与球要产生相当于重力的向下的惯性力，此力使人无失重感觉。球抛出后，球在实验室自由运动，不受实验室约束，小球上惯性力随之消失；当小球落地板上时，有随地板上升加速度再产生惯性力。

加速实验室图示小球运动路线弯曲错在：忽视小球抛出后运动不受加速系约束，认为仍带有加速上升产生的向下惯性力，于是相当于重力场中抛物，便与引力实验室中抛物轨迹相同，推想错误。图示作者也可能有加速系有加速度小球上必有相反的加速度的相对运动想法，同样错误。

(二)再做思想试验来比对

相对论者作的思想实验弄错了，我们也作个思想实验，对错误的进行纠正。实验同样用假想的竖直匀速和加速直线运动的无重力足够大的透明电梯。分电梯内抛物和发射光线与电梯外抛物和发射光线，观察者在电梯内和电梯外，看抛物轨迹和光路。

[试验1]匀速上升的电梯相当于惯性系，电梯内站有一人，在目视水平方向上平抛一小球，由于电梯上升速度与小球水平速度合成，小球以斜向上方向直线运动。电梯内人看到小球在目视水平方向离自己越来越远；电梯外人看小球运动轨迹为斜向上直线，直线随电梯向上运动。

电梯内人水平方向发射一道光线，由于光速不能与电梯速度合成，光线前端要一直做水平运动，光线末端即光源随电梯向上运动。电梯内人看光线发端不动光线前端水平延伸并匀速下降，电梯外人看发光端随电梯上升的一条向下倾斜的光效应线（似无数横向短箭头均匀排列成向下倾斜直线光带）。

[试验2]电梯由匀速变为加速运动，相当于加速系。小球上起始向上运动速度是加速运动的即刻瞬时速度，小球只能以这个瞬时速度与平抛的水平速度合成，以后时间不断变快的速度加不到小球上，小球的运动轨迹仍是斜向上方向的直线。这时电梯内人看到小球离自己越来越远并同时加速下落；电梯外人看到小球运动轨迹仍是斜向上直线，直线随电梯上升不断加快在电梯内加快下降。

电梯加速运动时，电梯内人仍水平方向发射一道光线，同样原因，光线前端依旧水平运动，光线末端即光源随电梯向上运动。电梯内人看光线光前端在加速下降，电梯外人看是一条向下弯曲的光效应线（似无数横向短箭头不均匀排列成下弯曲光带），光线前端无升降末端在加速上升。

[试验3]电梯匀速上升，电梯外人向电梯内水平抛物。由于无重力，抛物呈水平直线。电梯外人看到电梯内小球走无升降的水平直线。由于电梯运动，小球轨迹相对电梯直线下降，降速等于电梯上升速度。电梯加速上升向电梯内水平抛物，电梯外人看小球仍走无升降的水平直线，小球轨迹相对电梯直线加速下降，下降速度与电梯上升速度瞬时对应。

设电梯两侧各有一电线杆，从一侧电线杆上部的光源通过电梯向另一侧电线杆水平发射光线，光线如同无弯垂电线连接两电线杆，不管电梯如何运动，都影响不着光线。光线通过电梯与电梯的运动无关，与光线从电梯外通过给人的视觉效应相同。再形象地想象，电梯像木头，光线像锯木头的带锯，不管木头匀速运动还是加速运动，带锯只管运转且位置不变。

从上面三个思想试验得出结论：物体在加速系中运动轨迹和光线都没有弯曲。一个物体在无重力加速系中呈曲线运动的错误论断，必然连带光在无重力加速系中弯曲再到引力场中弯曲站不住脚，两个弯曲都是虚而不实的粗硬断言，没经过严谨细致的思考。光在引力场中弯曲是相对论的重要内容，不由实测而从明显失误的论断导出，要算做重大理论事故，严重些可说是假冒科学。看来，若光在引力场中弯曲以自然现象出现，要有不同于相对论论断的机理，由于此光线弯曲被相对论的简单设想给误导了，所以人们至今对光线的直或弯问题的认识仍不得要领。

所谓思想实验，仅是一种设想而已。实在地说，思想实验不过是一种虚拟情景，虚拟事物运动的想象过程。物理问题主要是运动学问题，可做情景想象和运动的虚拟推测的设想，比一般想象的联想或想象似有虚拟现实的意味。然而，设想终归想象，尽管这种想象与别种想象有所不同，也不要赋予华而不实的功能和攀附取代真的实验来做戏假唱。个别事物思想试验想象正确时，与实情碰巧吻合，才能说这表示有限事物的“实验”可做，但应用价值极小不成大器。

结束语

伽利略对亚里斯多德两个重量差十倍铁球速度差十倍论断之误做的逻辑推理，常被人们当作启发思想实验之发端，此等牵强穿凿是为后来的思想实验概念寻找早先的依据。上世纪至今的思想试验说法，是人们为崇拜伟人而生造出的概念。这种“实验”仅能用到物理中参考系中物体运动（不该有光运动问题，加光就歧化邪化了），别的物理问题不能应用。对思想实验的错误，或以毒攻毒或以正反邪才能摧毁其错。而正确的思想实验也不过是一敲门砖，不必在意当一回事，因为它只能得势于一时，走的是狭窄小路而不是宽阔大道。

2017年1月17日