相对论的实质是学术—— 相对论教学必须取消
摘 要:该文对相对论(包括广义相对论在内)进行全盘否定。它从洛伦兹变换入手,揭示爱因斯坦在洛伦兹变换推导过程中的一系列行为,表明“洛伦兹变换”是学术的产物。因此,洛伦兹变换的一切推论纯属子虚乌有。文中对“相对论动力学”进行了剖析,指出相对论力学是伪力学,与牛顿力学没有任何关系。相对论的动能公式和质能公式都是没有计量单位的假公式,毫无实用价值。此外,还讨论了等效原理和广义相对性原理,指出“星光弯曲”没有理论依据。
关键词:相对论;学术;洛伦兹变换;质能公式;等效原理。
中图分类号:0412
1 引言
相对论由狭义相对论(SR)和广义相对论(GR)两部分组成。前者诞生于1905年,后者诞生于1915年,均已超过百年了。相对论问世之初,就一直受到人们的质疑。而且,在2005年前后,在国内还掀起了相对论的争论高潮,并开了“民间科技发展研讨会”,笔者也参与其中。然
而,以往对相对论的质疑和批评,并未击中要害,收效不大。如今,相对论仍然被学术界主流奉为正确理论。相对论不仅充斥着科普读物,而且在大学和高中的课堂上照教不误。“科教兴国,教育为本”。如果我们的学校用错误的教材误导学生,怎么能养出高质量的人才呢?中华民族伟大复兴事业岂不受到严重影响?为此,笔者虽然学识浅薄,人老体衰,也斗胆要把爱因斯坦从神坛上拉下来。本文主要通过对爱因斯坦原著的研究,揭示相对论的真实面目。
2莫雷事件是什么内容 洛伦兹变换探究
所谓“洛伦兹变换”(以下简称“LT”),其实就是荷兰物理学家洛伦兹,根据迈克耳孙——莫雷实验的“零结果”,捣鼓出来的一个方程组,即
; ; ; 。
在这个方程组中,重要的是第一、第四方程。至于第二、第三方程,因为用途不大,人们很少去理会它。
先要指出的是,LT的第一、第四两方程不是独立的,它们之间相差一个系数 ,证明如下:
用“ ”除以第一方程,得
把 、 代入上式,得
这就是第四方程。值得注意的是,把式中的“ ”写成“ ”是有问题的,因为它不仅把原本简单的问题复杂化,还会使人误以为“时间和空间是紧密联系的”。如果保留该项不变,并进行简单的数学处理,就可以得出一个全新的第四方程和第一方程,如下:
根据 、 和 ,有
即
这就是第四方程的新形式。如果在它的等号两边乘以 ,可得
这就是第一方程的新形式。于是,把第二、第三方程加进去,我们就得到一个新的LT:
; ; ; 。
不难看出,在这个方程组中,时间和空间是各自独立的,“洛伦兹因子”也不见了。按照这个新的LT,SR就烟消云散了。
下面,我们追根溯源,探究一下迈克耳孙—莫雷实验。大家知道,LT不是凭空产生的,而是洛伦兹根据迈克耳孙—莫雷实验的“零结果”并通过“长度缩短”的假设构想出来的。因此,迈克耳孙—莫雷实验就是LT的“源头”。关于该实验的原理、装置及计算,在文献[1]和文献[2]都有详细介绍,在此不再赘述了。需要指出的是,迈克耳孙—莫雷实验其实是一个错误的实验,因为它把地球视为一个没有大气层的星球。因此,对光束(1)和光束(2)的计算式,即
和
都是错误的。
在大气存在下,情况与真空时完全不同:这时,不仅光的传播速度小于 ,而且空气中的光速(在无风的情况下)是各向同性的,与地球的公转和自转都没有关系。如果用“ ”代表空气中的光速,则光束(1)和光束(2)的往返时间就分别为
和 。
(这是确信无疑的,因为在地球上进行光速测量,就是光的往返路程除以往返时间。)当 和 严格相等时,则 ,两束光不会发生干涉;当 和 不是严格相等时,两束光就有光程差,就会产生干涉。但是,不论怎样转动仪器,两臂的长度之差都是不会改变的,故不会产生干涉条纹的移动。所以“零结果”是必然的,根本不需要用什么“长度收缩”的假设进行解释。由此可见,由洛伦兹本人提出的“洛伦兹变换”,完全是一个子虚乌有的方程组。
3 爱因斯坦的铁证
现在人们普遍认为,SR中的LT是爱因斯坦通过“两个基本假设”(即“相对性原理”和“光速不变原理”)推导 出来的,与洛伦兹本人提出的LT有不同的物理内涵。现在,我们来考察一下爱因斯坦是怎样“推导”的:
爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》 的“附录一,洛伦兹变换的简单推导”中写道:“按照图1(原文为“图2”—笔者)所示两坐标系的相对取向,该两坐标系的 轴永远是重合的。这个情况下我们可以把问题分为几部分,首先只考虑 轴上发生的事件。任何一个这样的事件,对于坐标系 是由横坐标 和时间 来表示,对于坐标系 则由横坐标 和时间 来表示。当给定 和 时,我们要求出 和 。
沿 着正 轴前进的一个光信号按照方程 或 (1)传播,由于同一光信号必须以速度 相对于 传播,因此相对于坐标系 的传播将由类似的公式 (2)表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的,只要关系
(3)
一般被满足,其中 表示一个常数;因为按照(3), 等于零时, 就必然也等于零。如果我们对沿着负 轴传播的光线应用完全相同的考虑,我们就得到条件
(4)”
以上就是“推导”中的开头部分。笔者认为,这里至少存在以下问题:①,“两坐标系的 轴永远是重合的”不合理;②, 轴和 轴的光信号速度不一定都是 ;③,光信号在负 轴和负 轴的传播方程不正确;④,方程(3)和(4)不仅错误,而且不符合数学运算规则,故不成立。现细述如下:
先说①。我们知道,两个坐标系的任何一个坐标轴都是分开的(如车厢和地面,飞机和地面等皆是),否则二者就不能进行相对运动了。所以,“该两坐标系的 轴永远是重合的”这个设定不合理(至少不具有普遍性)。
再说②。根据麦克斯韦电磁理论,在真空情况下电磁波(光)的速度为 ,数值为299792458 。在光介质中,光的传播速度就是 ,数值都比 小。例如,在常压空气中,光速约为299705千米/秒,而且真空度越高光速就越大,只有在超高真空情况下光速才等于 。所以, 和 不是唯一的选择。
再说③。众所周知,负 轴方程是正 轴方程的等号两边乘以(-1)而得。所以根据式(1),负 轴方程为( )或 。同样,对于负 轴方程,应为( )或 。因此,(3)、(4)两方程应为
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