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21.0 半唯象理论——狭义与广义相对论的 8个部分内容——简谈
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21.0 半唯象理论——狭义与广义相对论的 8个部分内容——简谈
叶建敏温州 (DANIEL ABRAHAM)325000
DANIELWORLD1225@HOTMAIL.COM


目的:通过论文使我们明白:“相对性假设”、“伽利略变换”与“绝对时空”是等价的,“相对论”的8部分内容的逻辑错误的原因出在“相对性假设”上;证明“相对性假设”是错误的同时,“弱等效假设”同样错误了。

关键词:绝对时空、相对时空、物理时空、伽利略变换、相对性假设、光速不变假设、正相关、实验精度、 质变、 量变、弱等效假设、

KEY WORDS: ABSOLUTE SPACE-TIME、MATERAIL FIELD SPACE-TIME、RELATIVITY THEORY SPACE-TIME、TRANSLATIONAL SYMMETRY、Galileo transformation、Relativity hypothesis、Invariance of light speed、The constant speed of light phenomenon、positive correlation、The experimental accuracy、qualitative change、quantitative change、Weak equivalence hypothesis、

引言:我们从物理历史上就可以发现即使是到了爱因斯坦提出“相对论”的时代,科学界对于“相对性假设”、“伽利略变换”与“绝对时空”三者是等价关系的研究是从来没有提及与认真研究过的、甚至是有关三者关系的概念与讨论点都没有形成,不然像这些极其简单的数理逻辑关系、一旦科学大师们想到或注意到它们之间有什么关系,任何大师都能在一天时间里就可以发现并证明它们三者是等价关系的。

物理历史上伽利略提出“相对性假设”、“伽利略变换”由“相对性假设”推导出,在“相对时空观”诞生之前的那些年代里的物理学家、数学家如笛卡儿、牛顿等(包括伽利略本人)都知道“相对性假设”与“伽利略变换”是等价,但是他们那时候还没有“绝对时空”这个物理概念,所以有关“相对性假设”、“伽利略变换”与“绝对时空”三者的等价关系的概念与讨论也就无从谈起。

因此,爱因斯坦在提出“相对论”时,才有了居然将“相对性假设”与“伽利略变换”、“绝对时空”做了切割,而将“相对性假设”带进了“相对论”。

一、“相对性假设”、“伽利略变换”与“洛伦次变换”都无物理意义

“相对性假设”、“绝对时空”与“闵时空”都不承认与违反了质量、惯性、万有引力场、电磁场、力与加速度等动力学内容的作用,而质量、惯性、万有引力场、电磁场、力与加速度等动力学内容的作用是客观存在的,所以“相对性假设” 、“绝对时空”与“闵时空”都无物理意义而物理错误。

例如,A与B是两平行的惯性系,A系开始受力加速、B系没受力加速;根据“相对性假设”,A系可以说自己没有在受力加速、而是B系在受力加速。这样,由忽略物理动力学而只考虑运动学得出的结论是明显与物理实际不符合而错误的;这就是“相对性假设”、“绝对时空”与“闵时空”在物理上的定性错误。

因此,“伽利略变换”与“洛伦次变换”在物理上都错在“相对性假设”上,它们在描述“绝对时空”与“闵时空”里的惯性系之间的运动是自洽的,而一旦来描述“物理时空”里的受力加速的非惯性系与物理动力学问题时,就失效、错误了。

1.1 “相对性假设” 在仅单独研究运动学的“绝对时空”或“闵时空”里自洽

“绝对时空”是要求时空在速度等各种物理量变化的前提下保持时空的不变性、即要求时空与速度等各种物理量无关而独立存在的,即“绝对时空”要求时空与物质质量及运动状态无关;而“绝对时空”是“相对性假设”或“伽利略变换”单独所构建的“数学时空”的通俗名称,所以“伽利略变换”、“相对性假设”与“绝对时空”三者等价,“相对性假设”无物理意义而物理错误。

而“相对论”里面的“相对论时空——闵时空(有别于‘相对时空’)”就是“相对性假设”与“光速不变假设”共同构建的“数学时空”。“闵时空”虽然已经承认与明白时空是相对的,但是还是把错误的“相对性假设”带进来,这就使“闵时空”还是一个无物理意义的“数学时空”、其仅仅比“绝对时空”更接近真实的“物理时空”而已。

“物理时空”就是“物质场时空”、是同样承认时空相对的时空、是时空相对的物理时空,“物理时空”承认物理规律并客观描述质量、惯性、万有引力场、电磁场、力与加速度等动力学内容的作用,描述物质质量、运动速度等物理量直接影响并决定时空的组成与分布,所以“物理时空”是物理实际规律的正确与恰当理论。

而“相对性假设”在研究物体运动本质与能量的物理动力学上是错误的,仅在研究相对运动的运动学上自洽;而“绝对时空”与“闵时空”就是忽略力与加速度等物理动力学内容、只研究运动学的“数学时空”,因此无物理意义的“相对性假设”只在“绝对时空”与“闵时空”里自洽。

1.2 “相对性假设”、“光速不变现象”、“光速不变假设”、“光速不变原理”

“相对性假设”要求时空在速度等各种物理量变化的前提下保持时空的不变性、即要求时空与速度等各种物理量无关而独立存在的,即“相对性假设”要求时空与物质质量及运动状态无关;即“绝对时空”与“相对论时空——闵时空”里一切参考系平权、所有无质量点的运动规律在所有参考系中都具有相同的形式。

而在承认物理规律并客观描述质量、惯性、万有引力场、电磁场、力与加速度等动力学内容的作用,描述物质质量、运动速度等物理量直接影响并决定时空的组成与分布的“物理时空”中,所有参考系里都有相同形式的物理规律的,即“物理规律在所有参考系里都具有相同的形式”; “相对性假设”根本没有与“物理规律”沾边的资格。

所以,“相对性假设”就是“物理规律在所有惯性系里都具有相同的形式”的说法就是完全错误的;“相对性假设”是错误的,那“光速不变假设”自然就错了。

“光速不变现象”就是指光在真空中某处的速度有一不变值C,即光在真空中某处的速度值与光源的运动状态无关;当“光速不变现象”与“相对性假设”结合,就变成了“光在真空中的速度相对于任何惯性系都有一不变值C”。

因此,“光速不变假设”不是“光速不变现象”,而是“光速不变现象”与“相对性假设”的结合;“相对论”当年就是把“假设”说成“原理”,而拿“现象”忽悠人的错误理论。

而那些区分不了“光速不变假设”与“光速不变现象”本质区别的人就相信了“光速不变假设”,那么“光速不变假设”自然成“光速不变原理”了;而有些人虽有直觉上的怀疑、但还是区分不了“光速不变假设”与“光速不变现象”本质区别的人,到现在还在讨论光速值测量方法中单程与双程的区别、以此试图在这点区别上推翻“光速不变假设”。

所以,区分不了“假设”与“现象”是一错、认定“假设”是“原理”就二错、认为“相对性假设”就属于“相对论”是三错。

1.3 从“日心说”诞生的那天起,就揭示“相对性假设”是错的了

哥白尼的“日心说”比伽利略的“相对性假设”假说早诞生几十年,伽利略在不知道哥白尼的“日心说”的前提下,才提出了“相对性假设”假说;所以“伽利略大船”与“光速值是无限大的假设”一样可笑的。只有在光速值是无限大的“绝对时空”里,“伽利略大船”、“伽利略变换”与“相对性假设”才自洽的,但光速值是有限的。

宇宙中的某处光速值相比于人类运动的速度值是非常大的,“伽利略大船”就有非常高的精度(错误精度在10的负12~17之间)而近似物理实际,这样“相对性假设”与“伽利略变换”在人类活动速度值内的与物理实际的定量错误与差别是非常小的,才使“伽利略们”认为“伽利略变换”与“相对性假设”是对的一样;所以,在伽利略的年代,他提出这样错误的感性认识与总结是非常正常的。

而到了牛顿时代,物理与数学的结合研究已经达到非常高的密切程度了,数学分析已经做为研究物理的必需工具了;牛顿只有在相信“光速值是无限大”的前提下,才会支持“伽利略变换”与“相对性假设”的;而牛顿确实是相信“光速值是无限大”的,所以牛顿才没有在数学分析与数学逻辑上推翻“伽利略变换”与“相对性假设”。

可到了爱因斯坦时代,早些年都已经证明与测量到光速值是有限值了,最不应该的爱因斯坦居然还犯了连牛顿都不会犯的错误、还坚持无物理意义而错误的“相对性假设”;一边说“绝对时空”与“伽利略变换”是错误的,一边却没意识到三者之间的等价关系、还割裂三者之间的等价关系;一边已经认识了解到“光速值不是无限大、有上限”,一边却还继续发展无物理意义而错误的“相对性假设”。在他提出“相对性假设”的过程中,数学分析与理论逻辑全无、强行假定与规定的毛病完全暴露,这样,再伟大的“思想实验”都是不可靠、无力的。

1.4 “相对论”的8部分内容的逻辑错误的原因出在“相对性假设”上

“相对论”的学习与理解难易程度在理论上是如下逐次叠进的,一般情况下,在没有理解上一层次的前提下,而学习下一层次就容易出现逻辑错误、主次颠倒与悖论乱出。

① 相对性假设;
② 光速不变假设;
③“洛伦茨变换”与“闵时空”;
④万有引力场理论;
⑤“尺缩钟慢”与“质速关系”;
⑥质能关系;
⑦弱等效假设;
⑧强等效假设;

所以,“相对论”的两大内容不是“狭义”与“广义”,而是“有物理意义”与“非物理意义”两大部分。有物理意义的为:

④万有引力场理论;
⑤“尺缩钟慢”与“质速关系”;
⑥质能关系;
⑧强等效假设;

而非物理意义的为:

①相对性假设;
②光速不变假设;
③“洛伦茨变换”与“闵时空”;
⑦弱等效假设;

因此,若将“有物理意义的”与“非物理意义的”联合运用与计算,就必然得出2种或4种理论计算结论、就必然产生悖论与谬论。

二、“相对性假设”的错误导致广义相对论中为其圆谎的“弱等效假设”同样错误

“相对性假设”单独所构建的“数学时空”就是“绝对时空”、或与“光速不变假设”共同构建的“数学时空”就是“闵时空”。

由“相对性假设”单独构建或参与构建的“绝对时空”与“闵时空”都不是“物理时空”、都无物理意义而物理错误,所以“相对性假设”只在“绝对时空”与“闵时空”里自洽,而在“物理时空”里不成立而错误。

2.1 证明“相对性假设”是错误的同时,“弱等效假设”同样错误了

当爱因斯坦提出“狭义相对论”后发现“相对性假设”不能处理非惯性系物理时,非但没有去怀疑“相对性假设”的非物理性与物理错误,而是去圆谎;所以在他提出“广义相对论”时为了寻求“相对性假设”自洽于力与加速度等动力学内容作用的非惯性系,强行规定“弱等效假设”正确而来为“相对性假设”圆谎。

即若“相对论假设”有物理意义而在物理规律中成立,那么力与加速度等物理量的物理作用就失效、所有参考系就都是惯性系了,那么“弱等效假设”也就无须引入并强行规定是正确的了、反而是多余的了。

现在在随着“相对性假设”被证明是无物理性而错误的同时,“弱等效假设”自然就错了。所以那种说“‘狭义相对论’或‘相对性假设’错了是没关系的,因为有了‘广义相对论’的‘弱等效假设’之后,‘相对性假设’就能处理非惯性系物理、就是对的了”说法,简直就是说破天的荒谬。

所以,“相对性假设”与“弱等效假设”结合就是“物理规律在所有参考系里都具有相同的形式”的说法是完全错误的。

2.2 证明“相对性假设”是错误的同时,“弱等效假设”同样错误了

到“广义相对论”时,在没有发现“相对性假设”是错误的前提下,爱因斯坦必须引入“弱等效假设”、它与“强等效假设”一起,才能为“万有引力场理论”的自洽而铺平道路。

所以说,“相对性假设”的错误,直接导致“光速不变假设”、“洛伦茨变换”与“闵时空”的无物理意义而物理错误,“广义相对论”还产生一个不必要的、人工添加的“弱等效假设”。

所以,“相对论”是一个唯象理论,狭义75%以上是唯象的、广义50%唯象的,这样,就造成了“相对论”到今天还没有与“量子理论”实现大统一、“引力子”没有统一进“标准模型”;而物理学又是一门探索自然规律的实验求真知、验证真知的学科,事实上是早在“狭义相对论”产生之前、或“广义相对论”诞生之前,下面几点都已经在物理理论与物理现象上出现了:

①相对性假设;
②光速不变假设;
③“洛伦茨变换”;
④万有引力场理论;
⑤“尺缩钟慢”与“质速关系”;
⑥质能关系;

所以,事实就是爱因斯坦在没有提出与理清出“广义相对论”之前,就把本该属于“广义相对论”的内容(“尺缩钟慢”与“质速关系”、质能关系)都一一罗例装进了“狭义相对论”,而当提出“广义相对论”时,就只有“弱等效假设”加“强等效假设”的“万有引力场理论”。

因此,只有“相对性假设”、“光速不变假设”、“洛伦茨变换”与“闵时空”才属于“狭义相对论”,其它都属于“广义相对论”。

三、 牛顿力学、相对论与物理实际的错误偏差程度的分析比较

“牛顿力学理论”因为坚持“相对性假设”与“速度无上限”而成为错误理论,但是这并不是说“牛顿力学理论”就没有实用性与不能用了;相反,“牛顿力学理论”在低速情况下得到的计算结果在一般实用精度上与物理实际非常接近、有很高的实用性与价值,然而,同样不能因为“牛顿力学理论”很好用、还能用,就说它还是对的。

同样,“相对论”已经提出“速度有上限为光速C”、但还是坚持了“相对性假设”而成为错误理论,但同样不能说“相对论”就不能用了。“相对论”在低速情况下得到的计算结果在一般实用精度上比“牛顿力学理论”的计算结果更接近物理实际、有更高的实用性,但是不能因此就说“相对论”就是对的;因为“相对论”在高速情况下的理论计算结果的精度与物理实际还是偏差很大的、只是比“牛顿力学理论”的计算精度高几个数量级别而已。

理解了这点很重要,不然很多人一直还在坚持说“GPS都用到‘相对论’,要是‘相对论’错了,GPS还能用吗?”。言外之意,就是说GPS在用、就说明“相对论”是对的;这种理解是错误的。

更错误的理解还有就是“要是“相对性假设”是错误的,那‘相对论’就都错了,那‘相对论’还能用吗?!而‘相对论’至今在用,就说明‘相对论’就是对的”。这些都是因为对理论与物理实际应用的差异不理解而造成的错误判断。试想一下,“牛顿力学理论”是错误的,但现在还不是一直在用。

当然,“相对论”在计算高速物理时得到的计算结果比“牛顿力学理论”的更接近物理实际、更好用,但还不是非常的符合(具体精度偏差与错误,见论文第四部分与各种量子理论教科书)、还是存在精度偏差与错误的。

另外,在“相对论”提出后,理论的计算结果与一些高速物理实验的观测结果比较接近、几乎差不多,而那时的科学家在不知道更多物理规律的前提下就高呼“相对论”的正确;这个是可以理解的,但这并不能说明“相对性假设”与“相对论”后来就是对的。






参考书目


1. 《数学物理学百科全书》第1卷 科学出版社 2008年 中英文版
2. 《普通物理学》(上中下)三册 高等教育出版社 1982年版
3. 《光怪陆离的物质世界》 商务印书馆 2008年版
4. 《广义相对论引论》 北京大学出版社 1997年版
5. 《电动力学简明教程》 北京大学出版社 1999年版
6. 《量子力学原理》 北京大学出版社 2008年版
7. 《时空和运动着的物质》 贵州人民出版社 2000年版
8. 《物理宇宙学讲义》 北京大学出版社 2002年版
9. 《高等数学》 浙江大学出版社 1992年版
10. 《高温超导物理》 北京大学出版社 1998年版
11. 《量子力学导论》 北京大学出版社 1998年版
12. 《核反应堆动力学基础》 北京大学出版社 2007年版
13. 《简明量子场论》 北京大学出版社 2008年版
14. 《热大爆炸宇宙学》 北京大学出版社 2001年版
15. 《超弦史话》 北京大学出版社 2005年版
16. 《引力场与量子场的真空动力学图象》 电子工业出版社 陈蜀乔 著 2010年版
17. 《夸克与盖尔曼》 湖南科学技术出版社 1999年版
18. 《物理实验》 武汉大学出版社 2010年版
19. 《核与粒子物理导论》 中国科学技术大学出版社 2009年版
20. 《粒子物理和场论》 李证道 著 上海科学技术出版社 2006年版


 
2013/8/17 8:53
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