相对论对人类究竟有多大用处?

相对论对人类究竟有多大用处?
相对论对人类究竟有多大用处?

相对论对人类究竟有多大用处?
没有什么用处,至今没有一个相对论试验是没有异议的. 简介：相对论诞生已过百年,其间反对的声音从来没有停止过,本人对支持和反对的声音进行了整理归纳,总结,并提出一些新的观点,得到了个人的结论,那就是相对论描述的是现象,不是物理本质,光是普通的波,波粒二相性是介质中的粒子表现出来的.爱因斯坦的相对论有些正确,有些需要修正. 发表本文将观点普及,接受大家质疑,站在爱因斯坦的肩膀上完善相对论. 科学的定义是：对一定条件下物质变化规律的总结. 按照这个定义出发,我们可以知道：弦理论、11维空间理论、黑洞理论、光在真空中固定速度为C,都是未经证实的理论,不是科学理论. 科学家的定义是：发表一些独到的科学见解,并得到大部分科学研究人员认可的人,或得到权威科学研究机构认可的人.（科学家本是尊称无需准确定义） 物理学是智慧生物之间描述无生命物质运动变化规律的科学. 爱因斯坦自己的理解,速度无穷大,“绝对同时”有意义,但观测速度上限是光速,因此“绝对同时”无意义. 这里表明,相对论是因为光速的慢,引起的观测问题,对于思维速度无穷大的人,是不需要测量的,绝对同时有意义,且可以明白相对论是测量现象,与物理本质不同；对于思维速度不超过光速的人,此类问题无意义. 爱因斯坦在《论动体的电动力学》中关于光的假设有两个：任何光线在‘静止的’坐标系中都是以确定的速度V运动着,不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的；光在空虚空间里总是以一确定的速度 C 传播着,这速度同发射体的运动状态无关. 显然爱因斯坦没有意识到这两个假设的不同. 大学教材修正的假设：在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参考系中,所测得的光在真空中的传播速度都是相等的. 牛顿时空观认为距离和时间,在各个参照系测得的都相同,因此光速是相对的,可变的,而不是绝对的. 首先我们定义1光秒的含义：光在某种稳定介质中一秒所运动的距离.介质可以是水,这个长度是2.25*10^8米,介质可以是玻璃,这个长度是2.0*10^8米,甚至可以是声音一秒的运动距离,介质是空气,这个长度是340米,还可以是报道过的试验,在某种介质中,光速是17米/秒,在这种介质中1光秒长度为17米,这都不影响下面的论述. 假设有一个1光秒长的玻璃,我们从起点A发出光,一秒时到达B,我们说测得光速1光秒/秒,多次试验结果不变.现在我们处于一个以1米/秒相对玻璃运动的参照系,方向与光相同,一秒时,我们距离B为1光秒-1米,我们在这个参照系测得光运动的距离是1光秒-1米,光速是(1光秒-1)/秒.光速是相对的,这是牛顿时空观结果,速度是相对的,是以变化距离除以时间得到.我们在学习相对论之前,全是用的这种算法,例如A车对地面车速50公里每小时,B车30公里/小时,A相对于B的车速为50-30=20公里每小时.这是速度叠加原理. 所以说相对论必须假设光速不变才能推导,而在牛顿时空观中,是不能被证明光速不变的.很多人以为爱因斯坦相对论可以离开光速不变假设,这是不对的.爱因斯坦为了保证光速不变,需要修改长度（尺缩）,时间（钟慢）,就是认为运动的参照系测得的时间,与静止参照系不同,这已经是与牛顿理论完全不同了,而不是兼容关系.连中国大学教材都在相对论假设中增加了“真空中”,变为：在彼此作匀速运动的任一惯性参考系中,所测得的光在真空中的传播速度都是相等的. 爱因斯坦相对论理由1：19世纪末在光的电磁理论发展过程中,有人认为宇宙间充满以太,光是靠以太传播的.而迈克耳孙和莫雷实验证实,上述以太是不存在的. 此理论的提出是因为观测光从木星卫星到地球,速度大致相等,而无论地球向卫星运动还是背向卫星运动.小学我们就知道计算相遇时间,当相向时,是速度相加t=L/(v1+v2),反相时是速度相减t=L(v1-v2),只有v1大于v2才能追上.因此有人提出光是波,波的运动靠介质,而太空中是真空,所以必须假设存在一种在真空中也存在的物质作为光的介质,所以以太这种光介质被假设出来.由于地球没有特殊性,所以以太是独立于地球运动的. 当时的人不知道真空的相对性,在声音不能在真空中传播的试验中,如果我们加大产生声音的功率,或用设备提高声音的侦听能力,原来认定的真空,又不能称为真空.当时的人以为光是粒子,所以才有速度叠加的想法.当时的人以为宇宙中是真空,所以光的介质必须是一种特殊的,充满真空的,定名为以太.而今天,我们很容易想到,空气、玻璃、水,这些都是光传播的介质,光在这些介质中的运动表现,只与介质相关,而与测量参照系无关,举例来说,玻璃中的光相对玻璃是光速,与玻璃相对测量参照系的运动无关.由坐在车中测量远处钟声试验可知,车中的声速不变,与车向钟运动,还是远离大钟运动没有关系.以前认为的以太本来就没有必要,所以以太不存在的解释,并非只有相对论一种,莫雷实验也不能否定这种假设,因此它不能作为推导相对论时空观的充分证据. 爱因斯坦相对论理由2：1964年到1966年,欧洲核子中心实验结果：一种粒子以0.99975c的高速飞行,辐射出的光子,实验室速度仍是C. 实验仅能证明,在稳定的空气中,光速不变.而不能引申为相对任何参照系光速不变,因为这个实验中我们没有改变参照系. 爱因斯坦相对论理由3：洛伦兹变换： 因为书中的P事件对Y、Z轴有分量,光速要考虑球型,与书上结论不同（是错,但不是论述重点）,因此为简单起见,假设P事件发生在X轴上. O和O1两个坐标系,O坐标系相对于P事件静止,O1坐标系向P事件以V运动,P事件发生时,O与O1原点重合. 在O坐标系看来P事件发生在T时刻,位置是X,O1坐标系看来P事件发生在T1时刻,位置是X1. X=X1+VT1 X1=X-VT 变换如下： X=K（X1+VT1） （1式） X1=K1（X-VT） O与O1等价因此K=K1 X1=K（X-VT） (2式） X=CT , X1=CT1 (3式) 1、2式相乘带入3式 XX1=K**2（X-VT）（X1+VT1） K= 1 / (1-(V/C)**2)**(1/2) 也许很多人注意到了,在推导时,爱因斯坦用到的“在O坐标系看来P事件发生在T时刻,位置是X,O1坐标系看来P事件发生在T1时刻”,这说明相对论是“观测”效应,在任何一个相对论推导中,都是这样用的,如果改为“听来”就可以得到声速相对论了,如果改为“想”来,因想的速度无穷大,又不存在相对论效应.而且公式的推导,并不符合经典理论,大家应该注意,两式中的V默认为相等,而经典理论中速度的相对性是由绝对距离变化除以绝对时间得到,而在“看来”这种测量效应时,两者速度不等.以声音为例,对介质静止系听对介质做1/2声速运动的钟发出的声音,计算速度时用测量传回来的距离除以自己的钟显示的时间,计算速度为1/3声速,用传递回来的时间计算速度为1/2声速,运动的钟用自己的距离变化除以自己的时间,速度为1/2声速,除以传过来的时间,速度为声速.各参照系的钟示数,不代表时间. 爱因斯坦相对论理由4：一运动列车,列车中间一个光信号接收器,地面一个光信号接收器,当车上车下两个接收器重合时,车头和车尾各自发出一个闪光,地面接收器同时收到信号,而光传播是需要时间的,在这段时间内,车又向前运动了,因此列车中间的接收器先接收到车头的光,后接收到车尾光,结论：不同事件的同时性不是绝对的,只是相对概念. 相对论是以光速不变做为前提的,与参照系无关,因此才不用说光源是相对地面静止,还是相对列车静止,列车中间的接收器由于到头尾距离相等,因此按相对论也应该同时收到光信号. 我们认为本例的条件不全： 1 火车内的空气对火车静止,火车外的空气对地面静止,火车长度为光在空气中需要T秒通过,闪电发生时作为时间原点,两相对匀速运动的参照系可以建立相同的时间.结果：T/2秒,地面接收器与火车中接收器同时收到两端信号,符合相对论结论和伽利略变换,光速不变,与参照系无关. 2 火车内空气对地面静止（无厚度平板）,火车速度为V.结果：地面接收器T/2秒同时收到两端信号,火车中(TC/2)/(C+V)秒收到车头信号,(TC/2)(C-V)秒收到车尾信号,符合速度叠加原理. 用声音代替光,可以做出这两个结果,而论述中为什么要选择违反相对论假设的一个结果呢?另外,如果我们用无穷大速度测量,则火车来不及运动,测量就已经完成,闪光还是同时的,所以很多人同爱因斯坦一样知道,相对论只是由于光速的慢而引入的测量效果,不知道爱因斯坦他老人家怎么讲着讲着,自己糊涂了,认为结果是真实的. 爱因斯坦相对论理由5：用车上人描述物体下落过程是直线,车下人描述物体下落过程是曲线来说明物体运动描述的相对性. 这是不对的.只要知道车速,车上人可以计算出车下人应该看到何种曲线,车下人也可以算出车上观测物体是否直线. 爱因斯坦相对论理由6：物理学定律在一切惯性参考系中都具有相同的数学表达形式. 这个叙述不严谨.一个相对地球做匀速直线运动的火车,可以近似看做一个惯性参考系,那么在火车上放氢气球与地面上放氢气球,运动轨迹不可能等价,根本不能用一个系数使其等价.在什么情况下才能认为等价呢?当空气作为静止参照系,地表静止物与火车相对空气做等速运动时等价.这时在空气参照系看两个氢气球都是直线上上升,两个运动参照系各自描述的上升斜率一致,有相同的数学表达形式.或者当空气相对地表静止时,火车对氢气球运动的描述,与空气对火车静止,地面对氢气球运动的描述等价.（介质相关性） 爱因斯坦相对论理由7：光在真空中的速度相等.(这个在相对论原文中是不存在的,应该是后人理解后添加的) 这一点我们不反对,它符合牛顿定律,但是从其它波的规律可知,任何波的传递,都需要介质,在达到一定的真空度时,波都无法传递,因此理论上光的传递也需要介质,我们还不能阻止光传递是因为我们还不能制造让光不能传递的真空度.光在真空中,速度也应该为0.如果真空中光速真是0,则构成洛伦兹变换推导错误的又一论据,因为等式两边同除以光速. 爱因斯坦相对论理由8：声音无法在真空中传播,光可以在星际空间传播 真空也是有相对性的,在真空中声音不能传播试验中,我们用助听器增强接收能力,或者提高放音的功率,又可以听到声音了.说明真空并没有阻挡传播,而是传播的能量不足以被接收者识别!这个现象我们也可以用光做,在一个较长距离内,低功率的光不能被接收,高功率的光能够被接收.甚至可以预言,可以被接收的微光,在介质被抽真空后,变得无法接收. 爱因斯坦相对论理由9：“光子”能量是一份份的,且具有动量,因此光是粒子. 由于声音能量,需要介质传递,当真空度降低的时候,需要有粒子过来,才能传递声能,没有粒子过来,就没有声能过来,因此试验中,声音能量也是一份份传递的.声音也具有动量,可没人承认“声子”是粒子. 爱因斯坦相对论理由10：“光子”经过太阳,光线弯曲 在光有粒子性这一点上,爱因斯坦与牛顿是一致的.但是光的波动说也能解释这个弯曲,而不需要假设光是粒子!我们知道光在经过密度不同的空气时会产生折射,最常见的现象是在阳光强烈的时候,远处公路路面象有水一样.太阳周围的大气,密度也是不均匀的,也会产生折射.不仅是光有折射现象,任何波,在介质密度不同的条件下,都会发生弯曲和折射. 爱因斯坦相对论理由11：速度接近光速,质量无限增加.有实验将粒子加速到接近光速,确实发现质量增加现象. 也有实验将粒子加速到超过一种介质中的光速,发现在突破光速的时候,也有类似超过声速时会发生的声障现象,他们称之为光障,必须克服光障的阻力,才能突破光速.联系两个实验,是否前一个实验错误的把光障阻力,当成质量增加?有待进一步核实. 爱因斯坦相对论理由12：爱因斯坦论述的光速不变,是在“静止”的参照系测得的（可以是相对做匀速直线运动的参照系,这就是伽利略相对性原理）,但是,从一个参照系去测量另一个参照系是否还能够得到光速不变?牛顿理论将给出否定答案,而爱因斯坦并未解释为什么还是光速不变. 于是有人提出：各参照系测得的真空中的光速不变.似乎可以解决这个问题了. 但是除光外的其它波都是靠介质传递的,在各参照系中,测得的真空中所有机械波的速度都不变,都是0.这个不用假设,有这个前提,是否足够推导相对论?如果不能,说明真空假设的推论是有问题的,如果能,则说明任何波都有对应的相对论.这个结果结果奇怪吗? 爱因斯坦相对论双生子悖论： 两个相同飞船,各坐双生子中的一个,两飞船匀速直线远去,按相对论,动钟变慢,两人得出相反结论：对方在动,钟比自己慢.当两个飞船以同样加速度调转方向,变远离为靠近,到相遇时两钟应相同,而不是根据任何一个的相对论观点,对方的钟慢.这个结论即使用广义相对论解释,也应一致. 如果结论是相同,除了得出相对论动钟慢结论是观测效果,还能如何解释? 爱因斯坦相对论子杀父悖论： 按照爱因斯坦相对论结论,超过光速时间倒流,孩子可以回到出生前杀死父亲,则由于父亲已死,不会再生孩子,孩子则不会杀死父亲,父亲就不会死,也就会生孩子.这是个逻辑悖论.而修正后的相对论认为相对论效应只是观测效应,则不存在这个问题. 爱因斯坦空间悖论： 在狭义相对论的洛仑兹公式推导过程中,假设了空间平坦,才能使用线性方程,而广义相对论假设空间不平坦,洛仑兹变换则不能成立,也就失去了理论支持,说明广义相对论与狭义相对论,不能共用相对论原理.对此爱因斯坦没有解释. 超光速问题： 在七十年代前后,射电天文学家发现,宇宙中有4个致密的河外类星体射电源.河外射电星体有时会抛出一、两对射电星云——射电子源,这似乎是一次猛烈爆炸引起的,它们彼此高速分离,其中大约有半数出现超光速运动,甚至达到光速的5倍至10倍. 塞弗特星3C120的自身膨胀速度就超过了光速的4倍,类星体3C273,3C345,3C279各自的两个组成部分的分离速度是光速的7倍,10倍,19倍. 其它问题 由于重力等效加速度,加速度大时间慢.因此应该定义特定加速度的条件下的铯钟才是标准的.就象以前理解热胀冷缩,并没有认为热的时候空间变大一样.在高空飞行时,重力加速度对钟的影响,远大于相对论效应,也就是说,我们根据试验而不是理论计算出来的重力影响,完全可以淹没相对论效应,说相对论效应存在与不存在,只要在重力关系中进行调整,完全不存在理论问题.所以相对论效应在这个条件下是不能被证明的. 用声速测量接近声速运动的物理现象,其理论推导同相对论完全相同,也可以得到同相对论同样的结果,仅是用声速替换了光速.前提条件：声音介质中声音传播的速度不变.也有类似的钟慢尺缩现象. 在任意一种均匀稳定静止介质中传播的波,相对介质波速不变. 波速的计算方法为：波源发出波到接收器收到波的距离和时间之商.与波源发出波后的运动无关. 环球铯钟实验：以静止在实验室里的原子钟为标准,让一个原子钟绕地球一周,再与实验室里的原子钟比较.实验详情见： http://club.it.sohu.com/read-kpyd-8849-0-14.html 作者用一些相对论公式拟合了结果,结论是："这表明,狭义相对论的时间膨胀效应只有在惯性系中才能给出正确的预言".就是说本实验不能证明狭义相对论的时间膨胀效应.从另一个角度讲,相对论结论是动钟变慢,两个方向的钟,都是动钟,都应该变慢,没有理由一快一慢. 某种粒子高速时比静止时寿命长：粒子在运动过程中受到的撞击比静止时高出许多,为什么不能是撞击影响?静止的粒子,不断用空气分子撞击,寿命也应延长. 在真空中,“光子”又是如何具有横波的性质,左右摆动,而又不违反牛顿惯性定律,不受外力时做匀速直线运动? 既然光速不变前提只在真空有效,那么在这个前提条件下,推导出的相对论,也应只在真空有效,因此我们现在还没有相对论的适用条件. 相对论的限制条件和可扩展性 爱因斯坦提出两条假设： 1物理定律在一切惯性参考系中都具有相同的数学表达形式. 问题：一辆地面上匀速运动的车上,从车顶,自由掉下一个物体,车上的人,与车下的人所观测到的运动轨迹不是相同的数学表达形式.不能用系数简单的统一. 2光速不变原理: 在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参考系中,所测得的光在真空中的传播速度都是相等的. 问题：人类没有得到过物理意义上的真空,结论先不争论.是否有更普遍的适用范围? 修正如下： 1物理学定律在相同的条件下重复实验,具有相同的数学表达形式.可以通过坐标变换进行不同参照系间的转换. 2在均匀稳定的介质中,任何波的运动速度都相同.换句话说,任何波的运动速度,仅与介质相关,而与波源发出波后的运动无关. 这两个假设其实是公理,不会有人反对,也就不用假设. 相对论变换与伽利略变换是兼容的,与速度叠加是相容的,不是对立关系.运动的火车头发出的声音,相对地面静止的空气来说,声速不变,符合相对论变换；相对火车头是符合速度叠加,是声速减车速.超音速飞机内部的声音,相对飞机还是声速,类似于光速火箭发出的光,对火箭还是光速,符合相对论变换和伽利略变换；相对地面速度是声速与飞机速度的合成,符合速度叠加.如果我们忽略介质,则得到哪种变换结果,都是可能的,这是爱因斯坦相对论没有讲清楚,而且非常迷惑人的原因. 光学畸变(假设在一定条件下光速稳定为C,这个现象具有普遍性,用声音实验可以得到同样结论) 如果一个钟,以0.5倍光速从原点远去,我们会看到什么现象呢? 一秒钟时,它距离原点0.5光秒距离,但这个事件我们在原点看见,需要再过0.5秒,于是我们发现,在本地钟1.5秒时,远处的钟在0.5光秒处.计算得知0.5/1.5=1/3光速,也就是我们测量到钟在以1/3光速前进.两秒钟时远处的钟在1光秒处,我们看到是在3秒时.也是1/3光速. 于是我们认为钟是以1/3光速匀速运动的,好象钟慢. 理想点以a倍光速远去,1秒钟远离a*C(光速)距离,在计时起位置要a秒传过来,到达a*C的事件将在a+1秒传到观察者,观察者认为速度为a*C/(1+a),速度永远小于光速.a为1时看到以1/2C远离. 理想点以a倍(a小于1)光速靠近,计时位置要x秒传过来,1秒后位置要x+1-a秒传过来,观察者认为速度为a/(1-a),快于光速. 理想点以光速接近,观察者突然看到它和它以前所有影像. 理想点以a倍(a大于1)光速接近,观察者先看到近端形象,后看到远端形象,以为远离.近处形象要x秒传过来,1秒前形象要1+x+a秒速度为a/1+a,速度越大越接近光速远离. 一条理想尺子,每0.1光秒处有一个刻度,一条静止线段,长0.1光秒,我们观察到线段与尺子重合,长度为0.1光秒.线段离我们远去,1秒后,到达尺子0.1至0.2光秒刻度处,可我们在0.1秒后才观察到近端到达0.1光秒刻度处,0.2秒后才看到远端到达0.2光秒刻度处,就是在1.1秒时我们看到近端到达0.1光秒刻度时,远端还在向0.2光秒刻度处运动,线段短了,好象尺缩短.1秒后线段停了,我们看到1.1秒时近端不动了,线段远端在1.1秒到1.2秒时继续运动,1.2秒后到达0.2光秒处. 线段在涨长! 同理,向我们运动时线段会变长.线段并没有变,是人的观测结果变了. 超过声速我们将追上钟以前发出的声音,也就是先听到钟敲3下,报3点,再听到钟敲2下,报2点,然后听到钟敲1下,报1点,这就是超过声速时间倒流现象! 这就是著名的钟慢尺缩、超过光速时间倒流效应原理,爱因斯坦在其相对论论文中,从未提及这个效应,应该是爱因斯坦忽略了这个问题.我们认为,这个才是真正意义上的相对论,具有限制条件,在条件内,很多速度都有运动的相对论效应. 有人说这是在牛顿时空观没跳出来,没学懂相对论,但是要注意“懂”是相对的,在本文爱因斯坦相对论论述中,哪里有错误?本论述连牛顿的光粒子说一起否,是盲从牛顿应有的表现吗?而本文提出的问题,谁又考虑过?这些问题都不知道,就是相对本文作者属于“无知”,盲目相信爱因斯坦或大学教材就是“迷信”,科学一直在发展,光的粒子说、波动说几次交换主导地位的历史表明,新的学说有可能支持旧的观点,但那不是退步,而是进步. 结论 综上所述,相对论入门中的例子,每个都值得怀疑,更为可信的结论是：相对论主要结果是光速观测结果,不等于物理本质,因此它并不是错误的,也是可以通过实验证实的,但它不能准确描述物理本质,是有待完善的理论,爱因斯坦只是列错了算式；波粒二相性是波传递必须依靠的介质中的粒子表现出来的,因此光也是普通的波,与其它波没有本质区别.按照修正后的相对论,与所有其它体系兼容,且不存在悖论,有关相对论的争议,完全可以平息. 伽利略相对性原理： 一切彼此做匀速直线运动的惯性系,对于描写机械运动的力学规律来说是完全等价的.并不存在一个比其它惯性系更为优越的惯性系.在一个惯性系内部所作的任何力学实验都不能够确定这一惯性系本身是在静止状态,还是在作匀速直线运动. 参考资料： http://www.bjxdl.net/bbs/List.asp?BoardID=2 (北京相对论联谊会) http://www.kjlw.cn/index.asp (中国科技论文网) 《时间简史》 《万物简史》 《图说相对论》 《普通物理学1》大学教材 附以前引用过超距作用做为论据： 超距作用：处于纠缠态的两个粒子,自旋态一致,将其中一个改变,另一个几乎“同时”改变,而不管它们相距多远,人们还没有测出信号传递的速度,但肯定比光速快. 另一说法：处于纠缠态的两个粒子,自旋态一致,将它们相互远离,测出其中一个的自旋态,立刻就知道另一个的状态,而不论它们相距多远. 第一个说法,是超光速信息传递,第二个说法更可信,它没有信息传递,不违反相对论,而且它用的是“知道”,知道的速度是思维速度,可以大于光速,在这种速度下,爱因斯坦都认为相对论效应不存在.