相对论的实质是学术造假—— 相对论教学必须取消

(整期优先)网络出版时间:2020-12-03
/ 6


相对论的实质是学术造假—— 相对论教学必须取消

黄家荣

(广西化工研究院 广西南宁市 530001)

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造假行为,表明“洛伦兹变换”是学术造假的产物。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;学术造假;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 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

5fc84dc1c31fa_html_74ced6900478fe8.gif5fc84dc1c31fa_html_3c380d4d21ec726f.gif5fc84dc1c31fa_html_51cdbdf70e7a0578.gif5fc84dc1c31fa_html_345f6147b7dc4fb.gif

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5fc84dc1c31fa_html_6b0d2dea4799de24.gif ,证明如下:

用“5fc84dc1c31fa_html_6b0d2dea4799de24.gif ”除以第一方程,得

5fc84dc1c31fa_html_a0565946797fd3f0.gif

5fc84dc1c31fa_html_e214c347feb0fdeb.gif5fc84dc1c31fa_html_4536cd6ab45737b.gif 代入上式,得

5fc84dc1c31fa_html_345f6147b7dc4fb.gif

这就是第四方程。值得注意的是,把式中的“5fc84dc1c31fa_html_45f1c57a92bcddd.gif ”写成“5fc84dc1c31fa_html_31a271bee555943c.gif ”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 5fc84dc1c31fa_html_e214c347feb0fdeb.gif5fc84dc1c31fa_html_4536cd6ab45737b.gif5fc84dc1c31fa_html_a0565946797fd3f0.gif ,有

5fc84dc1c31fa_html_ca15d36e130ea149.gif

5fc84dc1c31fa_html_e51740fd362e7e6f.gif

这就是第四方程的新形式。如果在它的等号两边乘以5fc84dc1c31fa_html_6b0d2dea4799de24.gif ,可得

5fc84dc1c31fa_html_28cd4441a7da4792.gif

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:

5fc84dc1c31fa_html_b59008272f4d18d.gif5fc84dc1c31fa_html_3c380d4d21ec726f.gif5fc84dc1c31fa_html_51cdbdf70e7a0578.gif5fc84dc1c31fa_html_f51f70da70040bc3.gif

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

5fc84dc1c31fa_html_39833a5b16f22c23.gif5fc84dc1c31fa_html_a4b3b45c8af6f82.gif

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5fc84dc1c31fa_html_9edd6a843d2c72bb.gif ,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“5fc84dc1c31fa_html_e31c81365369c584.gif ”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

5fc84dc1c31fa_html_5c3bbe69f6a573c8.gif5fc84dc1c31fa_html_29a5b09116d2bb23.gif

(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5fc84dc1c31fa_html_a42c8a9660d56666.gif5fc84dc1c31fa_html_d4b37a9a520339d3.gif 严格相等时,则 5fc84dc1c31fa_html_b9754b89b55f7ae4.gif ,两束光不会发生干涉;当5fc84dc1c31fa_html_54e3a9a6bb5c0b40.gif5fc84dc1c31fa_html_d4b37a9a520339d3.gif 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 爱因斯坦造假的铁证

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5fc84dc1c31fa_html_7f5fb74fdadab870.jpg 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: 5fc84dc1c31fa_html_d0833b6179ed6046.jpg

爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》5fc84dc1c31fa_html_e9c90d1c16aaea85.gif 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5fc84dc1c31fa_html_3bb1c31fa2532d77.gif 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

5fc84dc1c31fa_html_ad326b82b9eee135.gif 轴上发生的事件。任何一个这样的事件,对于坐标系5fc84dc1c31fa_html_b927398e085229f5.gif 是由横坐标5fc84dc1c31fa_html_3bb1c31fa2532d77.gif 和时间5fc84dc1c31fa_html_70e32a8ed6f868ed.gif 来表示,对于坐标系5fc84dc1c31fa_html_27ba49601d0c9870.gif 则由横坐标5fc84dc1c31fa_html_b2e715c6d8f56219.gif 和时间5fc84dc1c31fa_html_a7b1b4e31311b014.gif 来表示。当给定5fc84dc1c31fa_html_3bb1c31fa2532d77.gif5fc84dc1c31fa_html_fb2948e1995795ce.gif 时,我们要求出5fc84dc1c31fa_html_b2e715c6d8f56219.gif5fc84dc1c31fa_html_a7b1b4e31311b014.gif

沿5fc84dc1c31fa_html_7f5fb74fdadab870.jpg 着正5fc84dc1c31fa_html_3bb1c31fa2532d77.gif 轴前进的一个光信号按照方程5fc84dc1c31fa_html_4ab1588e960f5c25.gif5fc84dc1c31fa_html_27877a70cd3d5b3.gif (1)传播,由于同一光信号必须以速度5fc84dc1c31fa_html_e7282676dbd105a4.gif 相对于5fc84dc1c31fa_html_550ec593fafdf25c.gif 传播,因此相对于坐标系5fc84dc1c31fa_html_550ec593fafdf25c.gif 的传播将由类似的公式5fc84dc1c31fa_html_42c0428d86cf7ef6.gif (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

5fc84dc1c31fa_html_846efbc5b0152b.gif (3)

一般被满足,其中5fc84dc1c31fa_html_62e0537e4a6b1c09.gif 表示一个常数;因为按照(3),5fc84dc1c31fa_html_97d26e722843a136.gif 等于零时,5fc84dc1c31fa_html_13419a0664a938a7.gif 就必然也等于零。如果我们对沿着负5fc84dc1c31fa_html_3bb1c31fa2532d77.gif 轴传播的光线应用完全相同的考虑,我们就得到条件

5fc84dc1c31fa_html_fdb3e0b162c3137c.gif (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5fc84dc1c31fa_html_23637fc097f80068.gif 轴永远是重合的”不合理;②,5fc84dc1c31fa_html_404fdf15dfe4ac8d.gif 轴和5fc84dc1c31fa_html_d8946d628f0a1124.gif 轴的光信号速度不一定都是5fc84dc1c31fa_html_223dfdab1981c819.gif ;③,光信号在负5fc84dc1c31fa_html_fc511bceb76ee1bb.gif 轴和负5fc84dc1c31fa_html_eb8685f18724a4bc.gif 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5fc84dc1c31fa_html_3bb1c31fa2532d77.gif 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 5fc84dc1c31fa_html_7944a5793ff88604.gif ,数值为2997924585fc84dc1c31fa_html_f33fc7a8679b16f1.gif 。在光介质中,光的传播速度就是5fc84dc1c31fa_html_e47156a3065a454a.gif ,数值都比5fc84dc1c31fa_html_d1643d38a190dfb8.gif 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5fc84dc1c31fa_html_d1643d38a190dfb8.gif 。所以,5fc84dc1c31fa_html_bf39f16341c36a89.gif5fc84dc1c31fa_html_2807190fac520ad0.gif 不是唯一的选择。

再说③。众所周知,负5fc84dc1c31fa_html_fc511bceb76ee1bb.gif 轴方程是正5fc84dc1c31fa_html_9a3bc2275ac6c21d.gif 轴方程的等号两边乘以(-1)而得。所以根据式(1),负5fc84dc1c31fa_html_65410fdaabbe2467.gif 轴方程为(5fc84dc1c31fa_html_3a6e9593031caf49.gif )或5fc84dc1c31fa_html_3445c4af2ba0bc89.gif 。同样,对于负5fc84dc1c31fa_html_eb8685f18724a4bc.gif 轴方程,应为(5fc84dc1c31fa_html_2f13e632c7a4f1f4.gif )或 5fc84dc1c31fa_html_79c6da9f492410e8.gif 。因此,(3)、(4)两方程应为

5fc84dc1c31fa_html_4880986ce84755c8.gif (3.1)

5fc84dc1c31fa_html_c4b8f2812af129a8.gif (3.2)

把(3.1)和(3.2)相加和相减,便得5fc84dc1c31fa_html_2206a24d45ba05bd.gif5fc84dc1c31fa_html_5a9bf2befb7f5fdd.gif 。于是“推导”到此结束,再也无法进行下去了。

再说④。如上所述,方程(3)和(4)应为方程(3.1)和(3.2)。(请注意:爱因斯坦已把式(4)中的负号偷换成正号。)而且,在等号一边乘以常数5fc84dc1c31fa_html_aca191e5de51f64b.gif5fc84dc1c31fa_html_a5bf01d8ee0f05b3.gif 是不符合数学运算规则的。按照数学运算规则,(3、(4)两式等号都乘以常数5fc84dc1c31fa_html_aca191e5de51f64b.gif5fc84dc1c31fa_html_a5bf01d8ee0f05b3.gif ,即

5fc84dc1c31fa_html_ae84b95fdc9e271c.gif (3.3)

5fc84dc1c31fa_html_1844fa18b366038.gif , (3.4)

因为(3.3)和式(3.4)都等于零,把它们相加或相减,就可以解得出5fc84dc1c31fa_html_e2cf343d09b2adf5.gif5fc84dc1c31fa_html_74daac8c55164453.gif5fc84dc1c31fa_html_3d3034518a25f21b.gif5fc84dc1c31fa_html_2dd7f3b087b55cac.gif 。也就是说,该“推导”完全是一个玩弄数字“零”的数学游戏。

需要指出的是,“推导”中的错误并不止以上这些,后面还有若干,就不一一列举了。爱因斯坦在这里所犯的系列性、低级性和长期性(从1915年算起,也有40年之久)的错误,当然不是出于无知或一时的粗心大意,而是刻意所为,是赤裸裸的学术造假行为。

除了以上“推导”外,爱因斯坦晚年还提出另外一个“推导”5fc84dc1c31fa_html_b3a942d0b5747127.gif 。这个推导同样是假的,只不过没有前面两个(把1905年的那个也计入)那么明显而已。理由是:①,LT是坐标变换,属于基本方程。我们知道,基本方程只能建立而不能推导的。比如,伽利略变换就不能进行推导。②,前面已经证明,LT与5fc84dc1c31fa_html_fa12e06a15a6718f.gif5fc84dc1c31fa_html_797409a85754692c.gif 是不可以发生关系的,否则就会改变形态,变成一个新的LT。所以,该“推导”一定是假的。③,因为LT本身并不存在,所以,如果可以通过某种假设推导出来,就一定有问题(要么是假设不正确,要么是数学运算出问题或二者兼而有之)。由此可见,爱因斯坦版本(以“两个基本假设”为基础)的LT是不存在的。

4 “尺缩”、“钟慢”是大谎言

大家知道,爱因斯坦在文献[3]做出了如下推论:“我沿着5fc84dc1c31fa_html_abb18186a361e717.gif5fc84dc1c31fa_html_a381efa1be73c85a.gif 轴放置一根米尺,令其一端(始端)与5fc84dc1c31fa_html_bcbcae2b8c6a3618.gif 重合,另一端(末端)与点 5fc84dc1c31fa_html_a98ab9d7ff7c32a5.gif 重合。问米尺相对于参考系5fc84dc1c31fa_html_325a3385ad747bd4.gif 的长度为何?要知道这个长度,我们只须求出在参考系5fc84dc1c31fa_html_6ea59264c96f06cf.gif 的某一特定时刻5fc84dc1c31fa_html_f3a9b705b439a449.gif 、米尺的始端和末端相对于5fc84dc1c31fa_html_6ea59264c96f06cf.gif 的位置。借助于洛伦兹变换第一方程,该两点在时刻5fc84dc1c31fa_html_5b0efc6e54142850.gif 的值可表示为

5fc84dc1c31fa_html_c1e7cc1fb14b09d5.gif

5fc84dc1c31fa_html_3605b5d74a40993b.gif

两点间的距离为5fc84dc1c31fa_html_a3a95d8288c98a19.gif 。但米尺相对于5fc84dc1c31fa_html_6ea59264c96f06cf.gif 以速度5fc84dc1c31fa_html_71997f08aebd84de.gif 运动。因此,沿着其本身长度的方向以速度5fc84dc1c31fa_html_ecbc9b49ded76ef2.gif 运动的刚性米尺的长度为5fc84dc1c31fa_html_a3a95d8288c98a19.gif 米。因此刚尺在运动时比在静止时短,而且运动得越快刚尺就越短。”

笔者认为,这个“推论”是“当面撒谎”!因为按照LT第一方程,当5fc84dc1c31fa_html_64ef29b119bd00c.gif 时,有

5fc84dc1c31fa_html_64d37e4ec4145d74.gif

因此,当5fc84dc1c31fa_html_adf0a4b6220c7c9d.gif 时,5fc84dc1c31fa_html_df68c1cbd106980.gif ,即该“米尺”在静止时长度不到1米。因此,推论应该是:刚尺在运动时比在静止时长,而且运动得越快刚尺就越长。

当然,不论“尺缩”也好,“尺伸”也好,都纯属子虚乌有,因为LT是不存在的。

再看“钟慢”的推论:“我们现在考虑永久放在5fc84dc1c31fa_html_3e945c400c7741f5.gif 原点(5fc84dc1c31fa_html_7e9cbf1d3b46adf5.gif )上一个按秒报时的钟。5fc84dc1c31fa_html_6dc76bf91a7dd66b.gif5fc84dc1c31fa_html_27510dabc51313cb.gif 对应于该钟接连两声滴嗒。对于这两次滴嗒,洛伦兹变换的第一和第四方程给出5fc84dc1c31fa_html_66d66714d061e1c.gif5fc84dc1c31fa_html_ce3cb3eb2e8f7fe0.gif .从5fc84dc1c31fa_html_6ea59264c96f06cf.gif 去判断,该钟以速度5fc84dc1c31fa_html_12ca68f21759df68.gif 运动;从这个参考物体去判断,该钟两次滴嗒之间所经过的时间不是1秒,而是5fc84dc1c31fa_html_bd4998265a3fbe50.gif 秒,亦即比1秒钟长一些。该钟因运动而比静止时走得慢了。”

这个“推论”的问题是:①,我们知道,参照系的原点完全是人为规定的,与其他点并没有特殊之处。因此,一个钟的快慢与它所在参照系的位置(地点)是没有关系的;②,如果该钟是“按秒报时”的,即“按铯133原子基态两个超精细能级之间跃迁相对应的辐射周期的 9 192 631 700倍”报时(接连两声嘀嗒)的,那么,该钟接连两声滴嗒之间所经过的时间就一定是1秒,不可能“比1秒钟长一些”。反之,该钟就一定不是“按秒报时”的;③,“钟慢”与“尺伸”不协调。按照“尺伸”,应该“钟快”才是;④,因为LT并不存在,所以,由它作出的一切“推论”都是虚假的。

需要指出的是,在物理教科书和相对论的科普书中,常常把“钟慢”和“时间延缓”、“时间膨胀”混为一谈,这是一个低级性的错误。“钟”只是一种计时的工具,与“时间”的本身是两回事。钟的快慢是计时工具是否准确的问题,与时间的实际长短没有关系。这就好比“秤”和“牛肉”的关系:一块牛肉,在两台秤上分别称得1000克和1100克,并不是这块牛肉的实际重量减少或增加了,而是两台秤的计量是否准确造成的。如果一个钟会在运动时“走得慢”,只能说明该钟是一只“坏钟”。

5“同时性的相对性”的证明不成立

爱因斯坦为了说明时间是相对的,他在文献[3]中,对“同时性的相对性”进行了“证明”(又称“理想实验”),大意如下:

组合 30

路基

图2

假设有一列很长的火车,以恒定的速度5fc84dc1c31fa_html_cdb6f29d14492088.gif 沿着图2所标明的方向在轨道上行驶。在路基的A、B 两处同时发生雷击,我们说它们相对于路基是同时的,意思就是该两处的雷电闪光在路基A → B这段距离的中点M相遇。但是,雷击发生时,也对应于火车上的A点和B点,并令中点为5fc84dc1c31fa_html_c3edbfe7790cea23.gif 。因此,当雷电闪光发生时,点5fc84dc1c31fa_html_f4a3dab85d2c72c5.gif 自然与点5fc84dc1c31fa_html_22289135f39081be.gif 重合。但是点5fc84dc1c31fa_html_c3edbfe7790cea23.gif 以火车的速度5fc84dc1c31fa_html_cdb6f29d14492088.gif 向图中的右方移动的。因此,这个观察者将先看见B处发出的光线,后看见A处发出的光线。所以,把列车当作参考物体的观察者必然得出B处雷击先于A处雷击的结论。这样我们就得出以下的重要结果:对于路基是同时的若干事件,对于火车并不是同时的,反之亦然。

笔者认为,这个“证明”有以下问题5fc84dc1c31fa_html_7d1e5bd9d83718fa.gif :①,把A、B两处雷电闪光在5fc84dc1c31fa_html_22289135f39081be.gif 点相遇定义为“对路基同时”是错误的,因为“路基”除了5fc84dc1c31fa_html_22289135f39081be.gif 点之外,还有无数个点。实际上对于5fc84dc1c31fa_html_22289135f39081be.gif 点“同时”的两处雷击,对于路基的其他点都是“不同时”的。(要对整个路基“同时”,雷击必须发生在路基的对称两侧。)所以,用M点代表整个路基犯了“以点盖全”的错误。②,同理,5fc84dc1c31fa_html_c0ce19c86db344ca.gif 点也不能代表整列火车。如果观察者不是在火车上的5fc84dc1c31fa_html_c3edbfe7790cea23.gif 点,而是稍为靠后的点,于是,当A、B两处的光到达5fc84dc1c31fa_html_42ca0ca8ba2bfe84.gif 点时,5fc84dc1c31fa_html_98c1027e24a10f51.gif 正好与5fc84dc1c31fa_html_42ca0ca8ba2bfe84.gif 重合。这样,火车上5fc84dc1c31fa_html_98c1027e24a10f51.gif 点的观察者也可以同时看到A、B两处发出的光。③,如果在5fc84dc1c31fa_html_ce90c26cd08b78ea.gif 点有一个向上运动的电梯,则电梯上的观察者也可以同时看到A、B两处雷电的闪光,而且与电梯是否做匀速运动没有关系。④,“事件”未必都是发光和可观察的。比如,云南和台湾两地同时发生地震或者北京和南宁两地同时发生的车祸,如何观察?⑤,这个办法对于三个和三个以上的“同时”事件行不通。比如,在路基上的A、B、M三处同时发生雷击,应该在哪里观察?又如,一辆公交车上坐满乘客(大家端坐不靠背),司机突然猛踩油门,大家一定同时向后倒。你能说出这是对哪个参照系“同时”、对哪个参照系“不同时”吗?由此可见,爱因斯坦的“证明”漏洞甚多,经不起推敲。

实际上,在所有物理量中,除了速度和与速度有关的物理量(动能、动量)之外,都是没有参照系的。时间没有参照系,而且也不需要参照系。在现实生活中,若干个事件是否同时发生,不是由“观察者”、而是用钟(表)确定的。比如,北京时间7点正(以CCTV的报时钟为准),三列火车分别从北京、西安和乌鲁木齐车站开出,按照“北京时间”(东八区时间)就是“同时发车”。虽然按照“区时”和“地方时”它们是“不同时”的,但是,“区时”和“地方时”并不是根据参照系、而是根据它们的地理位置——经度确定的。而且,“区时”和“地方时”是根据人们的生活习惯规定的,与时间的本性没有关系。其实,时间与空间(地点)是各自独立的,二者之间没有特定的联系。如果“A处有A处的时间”、“B处有B处的时间”,全国还能有一个统一的时间——“北京时间”吗?但是,也不能说“同时是绝对的”,因为就计时精度而言,“同时”是相对的,不是绝对的;绝对的“同时”是不存在的。例如,在体育比赛用秒表计时的年代,两运动员到达终点的时间相差百分之一秒就是“同时”,但是现在计时精度提高了,相差百分之一秒就“不同时”了。再以从北京、西安和乌鲁木齐开出的三列火车为例。即使以置于三处的、走时完全一样的三个时钟为准,“同时发车”还是相对的,因为三个火车司机的开车操作不可能完全同步、没有一丁点的时间差。总之,在“时间”和“空间”的问题上,经典的时空理论是正确的,“同时”的理念也是容易理解的,而且成了人们的生活常识。爱因斯坦提出“同时性的相对性”(即“不同参照系有不同的时间”)的假命题,完全是故弄玄虚,扰乱视听,显然别有用心。

6 “相对论动力学”是伪力学

“相对论动力学”涉及的内容很多,如质量、力、动量、功和能等。对于这些内容,本文不可能、又没必要都一一加以讨论。在这里我们只讨论其中最重要的两个——“力”和“能量”。

大家知道,在牛顿力学中,力的定义为

5fc84dc1c31fa_html_dd2e13e401fc9e1f.gif

用文字表述就是:“力等于质量与加速度的乘积”。在相对论中,力的定义为

5fc84dc1c31fa_html_943ceb6ef065f804.gif (6.1)

式中的5fc84dc1c31fa_html_550ec593fafdf25c.gif 与牛顿力学不同,即5fc84dc1c31fa_html_e114e92bd878be1d.gif

笔者认为,式(6.1)主要存在以下问题:

①,逻辑混乱。因为“5fc84dc1c31fa_html_28f61cd12465b46b.gif ”、“5fc84dc1c31fa_html_d6308c96a268636d.gif ”和“5fc84dc1c31fa_html_8e774226be3bf086.gif ”都是“力”(因为只有同类项才能相加),所以按照式(6.1),就有“力等于两力之和”、“力等于运动质量与加速度的乘积”和“力等于速度与运动质量变化率的乘积”。这什么逻辑?是“定义”吗?

②,违反“力是产生加速度的原因”这一真理。按照式(6.1),当5fc84dc1c31fa_html_10d093f072725fde.gif 时,有 5fc84dc1c31fa_html_fc73606bf9e4be2.gif 。这就是说:没有力的作用物体也可产生加速度,这当然荒谬。

③,不能规定力和能量的单位。我们知道,力的定义决定力的单位;力的定义不同,力的单位就一定不相同。在牛顿力学中,力的单位是“牛顿”,即

1[牛顿]=1[千克]5fc84dc1c31fa_html_5afd78624de8da3f.gif 1[米/秒5fc84dc1c31fa_html_5abaa15cb067143a.gif ]

但是,在相对论中,按照公式(6.1),我们就不能确定“5fc84dc1c31fa_html_205cd97560763a1e.gif ”的单位,即不能写出

1[F] = 1[?]×1[?]

所以,相对论的“力”是没有单位的。

我们再看相对论的“能量”。相对论的动能公式为

5fc84dc1c31fa_html_4eb3f5138fedcfd2.gif

它是根据相对论的“力”和“功”的定义推导出来的。所以,如果力的定义有问题,动能公式及质能公式(5fc84dc1c31fa_html_bdab7ac8f3f72a6a.gif )就一定有问题。

我们来看相对论的能量的单位。大家知道,在牛顿力学中,功和能的单位是“焦耳”,

1[焦耳]=1[牛顿]×1[米]

在相对论中,能量单位是什么呢?前面已经指出,相对论的“力”是没有单位的,所以它的“能量”一定是没有单位的。人们以为相对论力学与牛顿力学有着相同的单位,是大错特错的。

④,没有实用价值。我们知道,牛顿力学是物理学的基础,可以用来解决宏观物体的动力学方面的问题。现在航天方面的问题,就是用牛顿力学计算的。相对论力学有什么用呢?它除了蒙混出相对论的动能公式和质能公式外,毫无用处。比如,对于“一个1千克的物体在100牛顿恒力的作用下,由静止开始运动,30天后速度是多少?”这个简单的问题,相对论力学就无能为力。因此,牛顿力学并不是相对论力学在低速下的近似,而是与牛顿力学毫无关系。

由此可见,相对论力学是伪力学,除了作为摆设之外,解决不了任何实际问题(其实与原子弹的爆炸和核能的利用根本没有关系。道理很简单——学术造假是不可以产生真理的。)相对论力学不仅在理论上谬误,而且已为季灏实验5fc84dc1c31fa_html_3ad721a9748e6c0d.gif 所证伪。

7 广义相对论是大忽悠

其实,从SR的情况就可以知道GR是什么货色了。但是,为了提高人们识别假理论、伪科学的能力,破除人们对爱因斯坦的极度迷信,对它进行一番剖解还是很有必要的。

与SR一样,在GR中也有两个“原理”, 即“等效原理” 和“广义相对性原理”。

先说“等效原理”。所谓“等效原理”,其实指的是:在一个封闭的箱子(电梯)内,不论做什么实验,都不能区分箱子(电梯)是在引力场静止、还是在无引力空间做加速运动。这能说明什么呢?如果由此得出“在一个相当小的时空范围内,不可能通过实验来区分引力与惯性力,它们是等效的。”5fc84dc1c31fa_html_234719dc2e21fe2a.gif 或者“惯性力场与重力场的动力学效应是局部不可分辨的。”5fc84dc1c31fa_html_3ab45decc6f12415.gif 那就错了。因为“惯性力”是假想力,而万有引力则是一种实实在在的力。“惯性力”的效果是使两物体相互分开,引力的效果是使两物体相互接近。试问:二者性质不同,效果不同,何来“等效”?如果引力与惯性力“等效”,地球“下面”(比如南半球)还能有人吗?而且,只有引力场,不存在所谓“惯性力场”。再说,即使在某种情况下“不能区分”,未必就是“等效”。例如,动车组以每小时100公里和300公里匀速直线行驶,如果乘客不是仔细注意列车运行的声音和轻微的震动,在不观察窗外景物的情况下是不能区分的。但是,要说“动车组100公里时速与300公里时速等效”,恐怕谁都不会认同。又如,航天员在绕地球正常飞行的飞船里,和失事坠向地面的飞船里,都处于失重状态,是不能区分的。但是,若认为“航天员在这两个飞船是等效的”,除非脑残。

大家知道,爱因斯坦提出“等效原理”,是为了证明“光线在引力场中一般沿曲线传播”。他在文献[3]写道:“例如,我们知道,相对于5fc84dc1c31fa_html_c8ad3efb4095e477.gif (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5fc84dc1c31fa_html_ed8072c6fd8bdfc1.gif (箱子)是作加速运动的,一般还是作曲线运动的。此种加速度或曲率相当于相对于5fc84dc1c31fa_html_547b3c81b10dae4a.gif 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

5fc84dc1c31fa_html_b149282c361fc6f6.gif ,这样的一道光线是沿直线以速度5fc84dc1c31fa_html_88be60c75f163bbc.gif 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5fc84dc1c31fa_html_547b3c81b10dae4a.gif )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。”而且,爱因斯坦还做了“星光偏转”的预言。

笔者认为,这个“证明”和“预言”是不成立的,理由如下:

5fc84dc1c31fa_html_d5ff7fb39f1d83b2.png

图3


假设在宇宙中(这里没有引力场)有一个如图3所示的观察者,方框是一个由下向上以加速度g运动的电梯。在电梯的左右两边有很高的窗口,因此,物体和光线可以畅通无阻地穿过电梯。假设从图中的星星处向水平方向发射一颗子弹,当电梯是静止不动时,子弹当然就相对于宇宙空间(参照系K)做匀速直线运动,穿过电梯的窗口击中观察者的眼睛。现在假设电梯是加速运动的,情况又会怎样呢?根据运动学效应,子弹相对于电梯做曲线运动(但不是抛物线,因为电梯除了有加速度之外,还有速度,也会产生影响)。但是,从电梯外观察,子弹穿越电梯并没有发生弯曲。(这是毋庸置疑的,因为子弹从电梯的旁边经过时,相对于电梯也有完全相同的现象。)现在我们在方框处设置一个引力场,于是子弹就会做抛物线坠落。所以,“等效原理”不成立。现在我们把子弹换成一束光线,情况又会怎样呢?对于加速电梯,光线和子弹的情况是相同的。对于引力场,光线有两种可能:一是按照原来的路线做匀速直线传播;二是发生弯曲。至于属于哪种,完全取决于光子是否具有质量,即是否具有动力学效应。但是,下面的事实和理由证明光子是没有质量的:①,物体和实物粒子(以下简称“粒子”)要改变它们的运动速度,必须有“力”的作用或温度的改变(如气体分子的热运动),但是,光线从空气进入真空时的速度增加,并不需要这些因素;②,物体和粒子在速度发生改变时,它们的能量会发生改变,可是,光线从真空进入空气中,虽然速度变慢了,但光子的能量并不改变;③从火车上发射一颗子弹——有质量的物体,它相对于地面的速度与火车的运动速度有关,但是,从车头或车尾射出一道光线,它相对于地面的速度与火车(光源)的运动速度无关,这与(无质量的)声波的传播情况十分相似;④,物体和粒子都占有空间,所以两物体或两粒子发生碰撞时,会改变各自的运动方向。但是,光子不占有空间,故两束光发生碰撞时不会改变方向。⑤,按照相对论,光子的静止质量为零,而它的“运动质量”为任意值。然而,如果光子的静止质量为零,它的“运动质量”就一定为零,证明如下:

把质速关系式进行改写,得

5fc84dc1c31fa_html_6d6476c31b79816.gif

由于5fc84dc1c31fa_html_22f9a7cec0a9b74e.gif 是“自变量”,故应视为“任意数”。所以,当5fc84dc1c31fa_html_43697f3eb27b0689.gif 等于零时,5fc84dc1c31fa_html_8ecfada5008c37d3.gif 的数值一定为零(因为零乘任意数等于零)。当5fc84dc1c31fa_html_ecdd97fafe2cb2fa.gif 时,就有“5fc84dc1c31fa_html_e92da4674b4bb022.gif ”和“5fc84dc1c31fa_html_5ddecf180cdffe10.gif ”。所以,若光子的静止质量为零,其运动质量一定为零。

因为光子没有质量,故光线在引力场中是不会发生弯曲的。由此可见,“星光偏转”的预言没有根据。

我们再看GR的另一个“原理”——广义相对性原理。所谓“广义相对性原理”,根据文献[3]的陈述,就是“所有参考系5fc84dc1c31fa_html_b955591af5583e41.gif5fc84dc1c31fa_html_68e986a88550d31a.gif 等不论它们的运动状态如何,对于描述自然现象(表述普遍的自然界定律)都是等效的。”这简直就是胡说八道!大家知道,在匀速直线运动的火车上的一个自由落体,它的运动轨迹是直线;但是,在加速运动的火车上的一个自由落体,它的运动轨迹是曲线。试问:直线与曲线“等效”吗?又如,在惯性系中, 牛顿第二定律可用公式5fc84dc1c31fa_html_7d802cf7dfda2718.gif 来表示,而在非惯性系中不行。还有,把“自然现象”与“普遍的自然界定律”混为一谈,也是十分错误的。人们竟然对爱因斯坦这些鬼话深信不疑,真不知中了什么邪!

由此可见,GR完全是一个大忽悠。所谓“引力是一种时空弯曲的表现,引力现象本质上是一种几何现象”等等纯属无稽之谈!(光线在弯曲的空间就一定弯曲吗?一个游泳圈的内部空间无疑是弯曲的,难道光线会在其中做圆周运动不成?)在这里我们同样遇到一个问题:爱因斯坦在GR中所犯的系列性、低级性和长期性错误,除了“学术造假”外,还能做出其他解释吗?

8 结束语

相对论被认为是“20世纪初期出现的最伟大的物理理论之一”;爱因斯坦被认为是“20世纪最伟大的自然科学家,现代物理学的开创者和奠基人”。这完全是对爱因斯坦和相对论的盲目吹捧和神化。事实证明,相对论是一个从子虚乌有的LT和荒谬的“等效原理”炮制出来的假理论。因此,“相对论时空”是假的,“质速关系式”、“质能公式”、“光速极限论”、“四维空间”、“时空弯曲”等等都是假的。相对论完全是一个欺世大谎言、大骗局!所以,爱因斯坦绝不是一位品德高尚的科学家,而是一个道德卑劣的特大骗子,应把他钉在历史的耻辱柱上为世人唾骂(虽然爱因斯坦在解释光电效应上有过贡献,但与他所犯下的滔天大罪相比较,就不算什么了)。毫无疑问,用相对论灌输学生,必然是误人子弟,摧残人才;用相对论指导科研,只能远离科学,浪费资源。相对论教材已误导了我国无数的大学生和高中学生,危害极大,损失不可估量。这是我国教育的一个重大失误,应尽快纠正。


参考文献

[1] 梁绍荣等. 普通物理学第五分册[M]. 北京: 高等教育出版社科学出版社, 1994, 7-11.

[2] 程守洙, 江之永. 普通物理学第三册[M]. 北京:高等教育出版社, 1982, 108-111.

[3] 爰因斯坦.狭义与广义相对论浅说[M].杨润殷译.上海:上海科学技术出版社,1964.

[4] 爱因斯坦.相对论[M].杨子译.北京:台海出版社 ,2017.

[5] 黄家荣.“同时性的相对性”剖析[J] .发明与革新,2001(8),34.

[6] 质疑爱因斯坦力学和传统加速器理论的三个实验[J].前沿科学,2010(3).

[7] 赵近芳. 大学物理学(上册)[M].北京北京邮电出版社,2002,117.

[8] 刘辽.广义相对论[M].北京:高等教育出版社,1987.


作者简介:黄家荣,男 ,汉族,1937年生,单位:广西化工研究院,学历:大学本科 ,职称:高级工程师。


10