速度越快，狭义相对论错误越大，

牛顿力学越正确

李子    李晓露

摘要  本文证明：相对匀速直线运动的两个坐标系k、k′，相对速度u越快，狭义相对论错误越大。而牛顿力学经过修改后，越符合客观事实。

关键词  牛顿力学  狭义相对论  李子物理学

1.    引理

引用世界已公认的公式（原理）：

1.1狭义相对论的基本假设^[1]

a：不论是相对作均匀运动的两个坐标系中哪一个来说，物理体系状态变化所遵循的定律是不受影响的。

b：“静止”坐标系中所有光线都以确定速度c运动，不论光线是由“静止”物体还是由运动物体所发出的。

1.2狭义相对论的洛伦兹坐标变换公式^[1][2][3]

x′=（x-ut）÷二次根号（1-u^2÷c^2）      （1）

y′＝y                                    （2）

z′＝z                                     （3）
t′=（t-ux÷c^2）÷二次根号（1-u^2÷c^2）  （4）

其中u为相对运动速度，c为光速。

1.3狭义相对论的相对运动钟慢效应^[1][2][3]  

t2′-t1′=（t2-t1）÷二次根号（1-u^2÷c^2）（5）

1.4狭义相对论的质速关系公式^[1][2][3]   

m=m。÷ 二次根号（1-u^2÷c^2）           （6）

其中m是相对运动质量，m。是静止质量，u是相对速度，c是光速。

1.5狭义相对论力学的基本方程^[[1][2][3]

F=d(mu)/dt                                           （7）

在u《c时，（7）公式近似牛顿第二定律：F= m。a

1.6狭义相对论的质能关系公式^[1][2][3]

E=m×c^2                               （8）

1.7狭义相对论的“棒长缩短”公式^[1][2][3]

L= L′×二次根号（1-u^2÷c^）         （9）

1.8牛顿万有引力定律

    F=G×M×m ÷（r^2）                    （10）

其中F为两个物体之间的引力。

G是引力常数G =6.67×10^-11N·m^2/kg^2（牛顿平方米每二次方千克），M是A物质量，m是B物质量，r是二者的质心距离。

2. 牛顿力学与狭义相对论

在狭义相对论力学的基本方程中，在u《c时，（7）公式近似牛顿第二定律。

已知电子e在电场受电场力F=Ee，在磁场受洛伦兹力F=Bev。在粒子加速器，根据牛顿力学F=ma，电子在电场E中，会以加速度a运动。根据运动学，电子的末速度u=at，当t→∝时，u→∝。

然而，科学家通过加速器不断给电子加速，但实验中无论t经过多长时间，电子速度u在事实上始终不超过光速c。对此，牛顿力学无法解释。而狭义相对论解释为电子的运动导致质量m增大。当u=c时，m为无穷大，F=ma，而F为有限值，则a=0，导致了电子速度u=at不可能超过光速c。

因此，有人说相对速度u低速时，运动质量m与其静止质量m。近似相等，牛顿力学适用。而当u接近光速时，只有狭义相对论才适用。速度越快，狭义相对论的质速关系公式(6)越正确，牛顿力学不适用。事实真是这样吗？

3. 李子物理学的解释

在《李子物理学》^[4]中，认为电子e是在电场内受力。因电场在地球参照系传播速度为c，当电子在地球坐标系速度为c时，电子e在电场受力F=0。这与船在水上航行受力相似，当船速v=水流速u时，水对船的推力F=0。当v>u时，水对船有反向阻力。

电子e在地球参照系电场受力的正确公式为：

F=Ee×二次根号（1-u^2÷c^2）     (条件是u≤c)

当u=c时，F=0。

因此，电子在地球坐标系速度不会超过c。

李子物理学认为：电子在地球坐标系运动，导致了其在电场内受力F减小而不是质量m增加。对牛顿力学适当修改后，使牛顿力学更适合u高速运动情况。在牛顿力学运动质量m并不增加，并且相反运动的两束光相对速度为2c，允许超光速存在。

在李子物理学，认为引力场可能是真空中传播光的以太介质。因地球引力场相对地球近似静止，所以光在迈克尔逊—莫雷实验干涉仪的两臂速度相等，无光程差，无干涉条纹移动。因此，修改后的牛顿力学更能解释物理实验。

4. 狭义相对论在u高速时产生的错误

4.1宇宙年龄与事实严重不符

已知宇宙年龄在地球坐标系k为138.2亿年。当有一个坐标系k′以u相对k匀速直线运动，宇宙年龄在k′坐标系是多少？

当u较小时，在k、k′宇宙的年龄相差不大。而当u高速时，二者宇宙年龄的值差别巨大，当u=c时，达到极点。

当u=c时，根据狭义相对论的相对运动时间效应(5)可得：相对运动时间变慢，在k′坐标系宇宙的年龄为0年。并且这是唯一值。

然而，k相对k′坐标系运动。根据狭义相对论基本假设a：“不论是相对作均匀运动的两个坐标系中哪一个来说，物理体系状态变化所遵循的定律是不受影响的。”可得：因地球坐标系k相对k′坐标系运动，并且在k′坐标系宇宙的年龄为0年。根据狭义相对论相对运动钟慢效应(5)必可得：在地球坐标系k坐标系宇宙的年龄必为0年。这不仅自相矛盾，而且与事实完全不符。

在事实上，光子与地球相对运动速度为c，地球相对光子运动速度为c。根据狭义相对论在两个参照系宇宙的年龄都为0年，可得如此荒谬结论，狭义相对论还是真理吗？

有人说“相对论不适用光子”，这个观点是否定狭义相对论基本假设a的，其直接否定了狭义相对论的正确性。

并且，如果“相对论不适用光子”观点正确，则不仅宇宙年龄不适用光子，而且爱因斯坦用狭义相对论质能关系公式(8)推导的光子动质量m=hv/cc，也不适用光子。因质能关系公式(8)是由狭义相对论相对运动钟慢效应(5)推导所得(具体推导见参考文献^[1][2][3])，则质能关系公式(8)也不适用，爱因斯坦的推导是错误的，也否定了狭义相对论的正确性。

那在u小于c时，相对论应该适用了吧？答案是否定的。

在u小于c时，这个矛盾依然存在。如教科书^[3]的举证。说在μ子坐标系，因高空μ子相对地球速度为0.998c。根据狭义相对论的钟慢效应(5)可得：μ子坐标系的时间变慢约16倍。μ子静止寿命为2us，而在地球坐标系为31.7us。

因在地球坐标系宇宙的年龄为138.2亿岁，则在μ子坐标系，同理宇宙的年龄为138.2亿岁/16=8.6亿岁。这是一个确定值。

在μ子坐标系，宇宙的年龄已确定为8.6亿岁。因地球相对μ子运动，在μ子坐标系，根据狭义相对论基本假设a：“不论是相对作均匀运动的两个坐标系中哪一个来说，物理体系状态变化所遵循的定律是不受影响的。”可得：狭义相对论的钟慢效应(5)适用两个坐标系，由狭义相对论的钟慢效应(5)必然可得：宇宙的年龄在地球坐标系必为8.6亿岁/16=0.54亿岁。

由狭义相对论可得，在地球坐标系宇宙年龄，有138.2亿岁和0.54亿岁两个不同答案，互相否定，自相矛盾。

如果狭义相对论正确，则宇宙年龄在地球坐标系必为0.54亿岁，不可能是138.2亿岁。这与已知的观测事实完全不符。因此，狭义相对论的钟慢效应(5)不可能正确。

而在牛顿力学是伽利略坐标变换，t′=t。在地球坐标系和μ子坐标系，宇宙年龄只有138.2亿岁唯一答案，不存在自相矛盾。

因此，狭义相对论在u高速时，自相矛盾且与客观事实完全不符，是一个错误的理论，而牛顿力学正确。

至于为什么μ子寿命增长，可能是温度、引力场小、运动等原因导致，但不是时间变慢，这和长寿老人并不是他的时间变慢的道理类似。

4.2宇宙的直径与事实严重不符

现已知宇宙直径L在地球坐标系k为930亿光年。

根据狭义相对论相对运动长度缩短公式(9)可得：在μ子坐标系，同时测量宇宙直径L′为930亿光年/16=58亿光年。

根据狭义相对论基本假设a：“不论是相对作均匀运动的两个坐标系中哪一个来说，物理体系状态变化所遵循的定律是不受影响的。”。因地球相对μ子运动，在地球坐标系k坐标系，同时测量μ子坐标系宇宙长度L′的直径，根据狭义相对论相对运动长度缩短公式必可得：L为58亿光年/16=3.6亿光年。这不仅自相矛盾，而且与事实完全不符。

而当u=c时，宇宙直径L在地球坐标系k为930亿光年，而在k′坐标系，根据狭义相对论的相对运动长度缩短(9)可得：同时测量宇宙的直径L′为0。并且这是唯一值。

然而，k相对k′坐标系运动。根据狭义相对论基本假设a：“不论是相对作均匀运动的两个坐标系中哪一个来说，物理体系状态变化所遵循的定律是不受影响的。”可得：因地球坐标系k相对k′坐标系运动，并且在k′坐标系宇宙的直径L′为0。根据狭义相对论相对运动长度缩短公式必可得：在地球坐标系k坐标系，同时测量宇宙的直径L为0。这不仅自相矛盾，而且与事实严重不符。

因此，狭义相对论在u越是高速时，与客观事实越不相符，再次证明狭义相对论是一个错误的理论。而在牛顿力学是伽利略坐标变换，L′= L，不存在自相矛盾且与客观事实相符，牛顿力学正确。

4.3相对质量与事实严重不符

证实质速关系公式（6）的实验^[5]

质速关系公式（6）曾经是有多个实验证实是“正确”的公式。如1914年物理学家比舍雷（Bucherer）及诺伊曼（Neu-man）在一强电场中，观察高速电子的轨道被电场弯曲的程度，结果该实验很准确地证明了质速关系公式（6）符合事实。^[5]

1952年，在美国布鲁克海文国家试验室，物理学家们将质子加速到光速的百分之九十五，质量提高了3倍，与质速关系公式（6）相符。同年在加州理工学院将电子加速到光速的99。9999％，电子质量竞增加了900倍，与质速关系公式（6）相符。^[5]

在欧洲大型强子对撞机所有实验中，带电粒子在加速器的加速运动，事实上始终未能超过光速，似乎也证明公式（6）符合事实。

本文指出：上面所有实验仅能证明质速关系公式（6）在地球坐标系符合较好，并未证明质速关系公式（6）在所有坐标系成立。而质速关系公式（6）是在所有坐标系都成立的原理。因此，上面所有实验并未证明质速关系公式（6）是正确的。并且，下文证明：质速关系公式（6）导致狭义相对论自相矛盾，不可能是真理。

在加州理工学院将电子加速到光速的99.9999％，电子质量竞“增加”了900倍，与质速关系公式相符。似乎实验事实证实了质速关系公式是真实的原理。

而在该电子坐标系（K′），根据同一质速关系公式(6)，地球和太阳相对该电子的运动质量比其静止质量增加900倍。根据牛顿万有引力定律(10)可得：地球与太阳的万有引力F比地球坐标系必增加81万倍。

如果地球与太阳的万有引力F比地球坐标系没有增加81万倍，则“在加州理工学院将电子加速到光速的99.9999％，电子质量竞“增加”了900倍，与质速关系公式相符。”的实验，是胡扯的。

地球与太阳的距离是时刻变化着的。其长度s大小约为149597870千米。根据狭义相对论力学基本方程：F=d(mu)/dt和万有引力定律(10)，因地球与太阳相对电子速度u为光速的99.9999％，该速度u近似恒定，则m是常数。

F=d(mu)/dt=mdu/dt，由此可得地球相对太阳的加速度a=du/dt≈900×g。根据运动学公式s=a(t′)`2)/2可得：二者在电子坐标系（K′）的时间t′约1.6小时必然吸引在一起。运动后距离L′必为0。

而且根据狭义相对论力学时间效应公式(5)可得：在电子坐标系（K′），地球时间t慢于t′。即所需时间t=1.6小时/900=6.4秒。

并且在地球坐标系（K），根据洛伦兹变换公式（2）y= y′=0，公式（3）z=z′=0和在X轴的“棒长缩短”公式：L= L′×二次根号（1-u^2÷c^2）可得，因在电子坐标系（K′）L′=0，则在地球坐标系（K）测量太阳与地球的距离（L）必然为0，这与在地球上观测的事实完全不符。

当用光子替换电子时，u=c，太阳和地球相对光子的运动质量m为无穷大，根据广义相对论都是典型黑洞，则太阳光不可能到达地球，这与事实也不相符。

这再次证明了狭义相对论在u速度越快时，错误越大。

美国布鲁克海文国家试验室的实验事实，在李子物理学解释为带电粒子在电磁场运动所受的力会减小，而不是粒子的质量m增加。牛顿力学修改后可以解释质速公式实验。并且与事实相符。

5. 宇宙空间坐标点的矛盾

牛顿力学的伽利略坐标变换和狭义相对论洛伦兹坐标变换有一个相同的公式y′＝y。其反映的是宇宙空间同一个物体A在两个坐标系的y、y′纵坐标相等。

现设地球为K坐标系，A为地球的同步卫星纵坐标为y=h。另设一个沿地球K坐标系X轴以u匀速直线运动的K′坐标系。

在牛顿力学，因m=m。地球与A的万有引力、向心力在两个坐标系不变，地球与A的距离y=h永远不变。A在K、K′两坐标系y、y′坐标始终相等，即y=y′=h。

而在狭义相对论，当u=c时，在K′坐标系，因A和地球运动质量增加为无穷大，万有引力为无穷大。则A与地球距离必为0，即y′＝0。而在K坐标系，A与地球的距离始终为y=h。

A在K、K′两坐标系y≠y′。导致狭义相对论洛伦兹变换公式(2)不成立，自相矛盾。不可能正确。

既使u，因m>m。A和地球的万有引力增大，y′≠h，A在K、K′两坐标系y≠y′，依然导致狭义相对论洛伦兹变换公式(2)不成立，自相矛盾。不可能正确。

6. 结束语

综上论证已充分证明：无论低速还是高速，牛顿力学更加符合事实。相对速度u越快，狭义相对论错误越大。

中国科学院应该尊重事实和科学理论自洽的基本要求，率先在《中国科学》向世界发表否定自相矛盾的理论，创建自洽的、符合事实的中国科学。只有这样，才能为世界科学事业作出颠覆性的伟大贡献。

 

参考文献

 

[1] [英]W.G.V.罗瑟著，岳曾元、关德相译，相对论导论，北京：科学出版社，1980年，98—171

 [2] 蔡伯濂著，狭义相对论，北京：高等教育出版社，1991，39—64

[3] 南京工学院等七所工科院校，物理学，下册，北京：高等教育出版社，1978年，249—269

[4] 李子物理学(1)—(3)，李子、李晓露

[5]宓正著，爱因斯坦及相对论，北京：科学出版社，1999，59—61