爱因斯坦的狭义相对论是错误的。
由于相对论是关于高速运动物体的规律,正如没有能够证明狭义相对论的实验数据一样,我也不能给出反证的实验数据。但是我们知道,爱因斯坦在《论动体的电动力学》一文中,直接引入洛仑兹变换,是在洛仑兹变换的基础上建立的狭义相对论。实际上,洛伦兹变换是
错误的,所以,在错误的洛仑兹变换基础上建立的狭义相对论也是错误的。
一、洛仑兹变换
洛伦兹变换有很多不同的推导方法,方法虽然不同,但是都大同小异,实质是一样的,我们来看其中最简单的一种变换过程。
假设有两个惯性参照系S 和S’,它们各坐标轴方向相同,S’沿着S 的x 轴正方向以速
度大小为v 的速率匀速直线运动,并且在时间为0 的时刻原点重合,即当t=0 时,x=0,y=0,z=0,t’=0,x’=0,y’=0,z’=0。为了方便起见,以下略去没有运动的y 轴和z 轴坐标。
在S’系中,点P 的坐标:
x’=γ(x-vt) ○1
根据相对性原理,在S 系中必然有:
x=γ(x’+vt’) ○2
在S 和S’重合,既x=x’=0,t=t’=0 时刻,从坐标原点沿X 轴正向发射一束光线,在两个
坐标系中分别经过时间t 和t’到达点P,根据光速不变原理,显然:
X’=ct’ ○3
X=ct ○4
将等式○3 和○4 风别代入等式○1 和○2 :
ct’ = γ(ct-vt) ○5
○S
Y
X
Z
O
v
Y’
X’
Z’
O’
○S'
P ·
点P 坐标,S: (x,0,0,t)
S’:(x’,0,0,t’)
ct = γ(ct’+vt’) ○6
等式○5 乘以等式○6 :
C2tt’ = γ2(c2-v2)tt’
得:γ = 1 ?
v2
c2
所以,由等式○5 得到:t’=
x′
c
= γ
ct ?vt
c
= γ(t ?
v
c2 x) ○7
由此可以推导出t=γ(t′ +
v
c2 x′) ○8
经过魔术师般的高超变换,我们得到了四个坐标系的奇妙变换关系式○1 ○2 ○7 ○8 。
由此,爱因斯坦便推导出了一系列迷人的相对论公式,诸如时间膨胀、长度收缩、质能方
程等等。
二、“变幻”过程分析
在这个过程中一共有5 个变量,分别为x’,t’,x,t, γ,4 个等式○1 ○2 ○3 ○4 。4 个方程有
5 个未知变量,怎么可能求呢解出γ 呢?这不是很奇怪么?既然γ 求解出来了,那么现在
只有4 个方程和4 个变量,从数学上看应该就有确定的解了,那这些变量就不再是变量了,物理上解释不通。现在不管物理问题,求解一下看看这些变量的解。可是,令人惊讶的是
根本无法得到解,这一下在数学上又解释不通了。也就是说,由于有了γ 的解,无论在数
学上还是在物理上都产生了问题。到此,完全可以肯定,γ 是个奇异的怪胎,一定是由非
正常的孕育过程产生的。
现在来分析一下这个γ = 1 ?
v2
c2。里面的v,是相对速度,目前无法提出什么疑问,那么光速c 呢?它本来和坐标系没有关系,怎么就出现在这里了呢?光速在这个变换过程
中起什么作用呢?毫无疑问,是用来测量时间沟通两个坐标系的坐标关系的。为什么一定
要选择光速而不是其它什么速度呢?那是因为光速的不变原理,所以,爱因斯坦在相对论
中要先设定这个原理。问题在于,由推导过程可以看出,只要符合不变原理,任何速度都
可以用来做这个推导。光有不变原理,是因为光是一种电磁波,而其它种类的波同样也有,就是说,任何波都可以用来推导。那为什么不选择声波呢?如果选用声波的速度,那么这
里的c 就将是vs(声速)了,那我们岂不都可以享受由于“高速运动”带来的延年益寿作
用么?要是坐上音速飞机,我们将长生不老(注意,不是超音速飞机,因为按照这种情况
下的狭义相对论结论,是不可能有超音速飞机的)。说到底,光速在这里只是一个工具而已,相当于检验电场强度中用的检验电荷。我们知道,检验电荷不会影响电场强度的检测结果,在计算中必然会被消去。光速同样也应该在变换后消去才对,否则,在逻辑上就讲不通。
相对论中这个变换因子与被用来检测坐标系的工具有关,用什么速度检测,什么速度就将
决定这个因子的大小,这难道不是显而易见的荒谬么?
一个无论在数学上、物理上还是在逻辑上都荒谬的结果只能说明:利用这个荒谬的γ
所推导出来的一系列狭义相对论公式必然是错误的,换句话说,狭义相对论是错误的!
我们不妨再继续分析变换过程的错误所在。
等式○1 ,x’=γ (x-vt),没有问题。等式○2 x=γ(x’+vt’),是根据相对性原理得出的,相
对性原理说对所有惯性系,物理规律都是相同的,等式○1 和等式○2 要相同,所以系数都
是γ。粗略一看,这应该完全正确,比如,在一个惯性系中的匀速直线运动,在另一个惯
性系中也是匀速直线运动,在两个系统中看,运动规律的确相同。可是,如果连描述运动
规律的数学关系式也完全相同,这就不正确了。 正确的关系式中两个系数是不应该相等的,如果一个是γ,则另一个必定是
1
γ
,它们的乘积为1。举个简单实例就能够明白,如果1 英
镑兑换1.6 美元(变换因子为1.6),我有100 英镑,兑换成美元:100(英镑)=1.6×100
(美元)=160(美元)。反过来我再从美元兑换回英镑,应该是160(美元)= 1
1.6
×160(英
镑)=100(英镑),如果按照相对性原理,岂不变成160(美元)=1.6×160(英镑)=256
(英镑)!其实,仅仅错在这里也无妨,如果后面没有错误,最后的结果将是γ2 = 1,将直
接使人发现其中存在了问题。可是奇怪的是后面也出现了错误,导致了γ2 ≠ 1。
我们再来看等式:
x’=γ(x-vt) ○1
x=γ(x’+vt’) ○2
X’=ct’ ○3
c=ct ○4
○1 是函数关系式,其中的x’是变量,随着时间t 而改变;○3 中的x’是常量(因为P
点确定),就是S’坐标系原点O’到P 点的距离。同理,○2 是函数关系式,其中的x 是变量,随着时间t’而改变;○4 中的x 是常量,是S 坐标系原点O 到P 点的距离。此x’非彼x’,此
x 非彼x。将常量等同于变量直接代入变量函数式中,简直就是张冠李戴,从数学角度上看
没有任何问题,但是在物理上是绝对不可以的,将违背物理意义。如果要代入,必须使函
数关系式中的变量取特定的值使其转变为常量等式,即○1 中的t=0 和○2 t’=0:
ct’=γx=γct ○5 ’
ct=γx’=γct’ ○6 ’
○5 ’乘以○6 :ctt′ = γ2ctt′
所以: γ2 = 1(绝不等于1 ?
v2
c2 !)
可见,洛仑兹变换是错误的。
三、正确的洛仑兹变换
在S’系中,点P 的坐标:
x’=γ(x-vt) ○1
在S 系中,点P 的坐标:
x =
1
γ
(x’ + vt’) ○2
在S 和S’重合,既x=x’=0,t=t’=0 时刻,从坐标原点沿X 轴正向发射一束光线,在两个
坐标系中分别经过时间t 和t’到达点P,根据光速不变原理:
X’=ct’ ○3
X=ct ○4
由○1 ○2 ,在x’=o, x=0 时刻:
x’=γx ○5
x =
1
γ
x’ ○6
将○3 ○4 分别代入○5 ○6 :
ct’=γct,也就是t’=γt ○7
ct =
1
γ
ct′,也就是t=
′ ○8
○7 ○8 两式完全相同,根本无法从中得到γ 的解。
正如前面的分析,这“零结果”是正常的,如果不是这样的“零结果”反而说明变换
过程的错误。洛仑兹变换只不过是一个关于不同坐标系之间变换的数学“转圈游戏”而已,从变换中根本得不到也不可能得到任何东西。
最终的结论只能是:
爱因斯坦是依据错误的洛仑兹变换建立的狭义相对论,狭义相对论当然是错误的!
那么广义相对论呢?只要在广义相对论中利用了洛仑兹变换或者用到了狭义相对论的
公式或结论,那广义相对论就是错误的。
最后,要说明一下,洛仑兹变换决定了狭义相对论是错误的,但是爱因斯坦的时空观,即时间和空间是有联系的,这点目前还无法证明是否错误。事实上,本人原来根本没有怀
疑狭义相对论,而是假定时间和空间是有联系的,找出了一个方法,完全没有利用洛仑兹
变换,推导出了一个时空关系规律,但是无论如何也无法与爱因斯坦狭义相对论的规律相
同。这才使得本人回过头来认真分析洛仑兹变换,从而才发现了问题。
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