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[楼主] [2楼] 作者:caozhangyin 发表时间: 2009/12/16 14:53

目录
1，序
2，E= 和E= 孰是孰非？
3，长度、时间和质量及它们的单位基准
4，质量与速度的关系
5，万有引力公式的完善
6，关于光子的质量
7，关于光子是最基本粒子的讨论
8，相对性原理和参考系
9，光速是不变的吗？
10，速度变换
11，钟慢效应
12，频率、波长和波速的关系
13，光行差新解
14，再解光线偏折角

1，世界观
宇宙是无边无际的，其中的物质无穷多，天体无穷多。空间是三维平直的，长度的量度与参照系无关，不存在“尺缩”现象，也不存在宇宙膨胀问题。宇宙光谱红移现象主要是不同天体发射的光速不同，且波长在传播中保持不变所带来的结果，宇宙大爆炸是痴入说梦似的非常荒谬的理论。
宇宙是动态平衡的，物质分布大致均衡，万有引力在天体的平衡运动中起主导作用。物体不是孤立存在的，每个物体通过各种渠道与其它物体相互联系相互影响，时刻进行着物质和能量的交换，每个物体都是一个物质与能量的开放系统。质量是物质的基本属性，没有质量的物体是不存在的。光具有波粒二象性，光子也有质量。
时间与空间彼此独立，时间的量度与参照系无关。时间永远在自在均匀地流逝，且具有方向性，永远只能是从过去到现在再到未来，绝不可能逆转。不存在时间膨胀问题，所谓的时间膨胀实质上是把某一具体物体的某一变化过程的时间绝对化而犯的本末倒置的错误。
宇宙中所有物体时刻都处在运动变化中，运动也是物质的基本属性，运动既是绝对的，又是相对的。光速是宇宙中运动的极限速度，但光速不是一个固定不变的值，光子所处的相关景况不同，其速度也就不同。光发射时的速度与光源的运动状态有关。总之真空中的光速也是可变的，但光速的变化与合成不符合伽利略变换，而是以能量守恒为基础的另一种速度变换。
在描述宇宙的性质时，值得特别提出的是物质和能量的守恒性。物质和能量既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，从一种形式转化为另一种形式，在转移和转化中，物质和能量的总量保持不变。
世界是统一的，它的统一性就在于它的物质性。现代科学表明，宇宙具有无穷多的连续系列的层次结构。我们目前所认识的世界可细分为宇观世界、宏观世界和微观世界，不管宇宙中的物质形态是多么的千差万别，表面上的差异是多么的巨大，但蕴藏在物质中的道理是统一的，贯穿于各个层次各个世界，物理学规律因而具有普遍性的意义。在宏观世界中总结出来的物理规律，在微观世界中同样适用和有效。从低速状态中概括出的物理学公式，对高速状态也同样适用和有效。若有问题，一般也只是精度的问题，实际上这个问题在宏观世界和低速状态中原本也是存在的，只不过问题没有在微观世界中、在高速状态中表现得那么突出那么明显罢了。公式的修正也是统一性的。若公式适用性表现出明显的局域性，则说明该公式是不完备的，有待进一步的完善。对同一问题若从两个不同的世界或状态中得到两个形式上不同的公式，而又不能合理的过渡，则说明两个公式中至少有一个是错误的。基于世界的统一性原理，强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用和引力相互作用在本质上也是相互统一的，随着科学的发展，终有一天会把这四种相互作用统一起来。
对立统一是宇宙最根本的规律，宇宙可以自我获得新生，宇宙在增熵的退化过程中一定存在减熵的进化过程，只是减熵的途径我们目前尚未明了，世界绝对不会无可奈何地走向“热寂”。有人说物理学现在已基本完备，这是不对的，对很多问题我们还是一知半解，有待进一步的研究。

2，E= 和E= 孰是孰非？
物质与能量对立统一，是同一个“东西”的两个方面的属性。能量是分散的物质，它与斥力、运动相关联，有扩充张扬的性质；物质是聚合的能量，它与引力相联系，具有收缩保守的性质。物质与能量不可分离，物质蕴藏着能量，能量依托着物质。说简切点，物质就是能量，能量就是物质。二者在本质上是同一的，只是形态和表现有所不同而已。
质量是物质的基本属性，所以在很多情况下用质量来代表物质，这样就把能量与物质的关系转化为了能量与质量的关系。能量和质量是不可分的，有能量就有质量，有质量也必有能量，不存在只有能量而没有质量的物体，也不存在只有质量而没有能量的物体，能量与质量是你中有我，我中有你的统一体。由于它们在本质上的同一性，不存在自己转化为自己的问题，所以质量与能量的相互转化的说法是欠妥的。但又因它们是从不同性质方面进行的考量，所以质量与能量在量度上有天然的换算关系。它们的关系表达叫质能关系式。
爱因斯坦发现质能关系是对现代科学的巨大贡献，但是他的质能关系式是不正确的。
我们首先来比较两个式子：
E= （1）
E=mc （2）
我们知道（1）是动能公式，（2）是爱因斯坦的质能关系式。v和c都是表示速度，我们将速度统一用v表示，则公式（2）变为E=mv ，再将其与（1）式比较，很明显，一切都相同，可前面的常数却不同，一个是另一个的一半，这是非常荒谬的。
为什么两个式子的常数不同呢？有人会说一个计算的是动能，一个计算的是质能，这个理由是不成立的。动能质能都是能量，单位也一样，都是焦耳，只是称呼不同而已，并无本质上的区别，难道说称呼不同就能导致公式的常数不同吗？
爱因斯坦的质能关系式只能从爱因斯坦神奇的大脑中冒出来，任何人无论通过什么途径都不可能在不违反数理逻辑的前提下推导出爱因斯坦的质能关系式。即使爱因斯坦本人，在大脑冒出质能关系式后，心中也感到不踏实，多次进行验证，但却每每也是以失败而告终。简单的形式逻辑和同一律告诉我们，差异总是有由来的，不能无缘无故凭空孤立地产生，在不改变公式中变量因子的意义的前提下，是不可能推导出系数不同的两个式子来的。“人不能两次踏进同一条河”，但一次踏进的却只能是同一条河。
很多教科书对爱因斯坦的质能关系式进行了推导，但五花八门，莫衷一是，甚至相互矛盾。不管推导过程是多么深奥，看起来多么严密合理，但在其推导过程中必定隐匿着某种数理逻辑错误。两个公式必有一个是错误的，动能公式具有定义的性质，不应有错，错的只能是爱因斯担质能关系式。正确的质能关系式应该是E= ，与动能公式形式上一致。
爱因斯坦质能关系式并没有得到精确可靠的实验验证，但有人宣称他们的实验予以了精确的验证，他们的实验有一个共同的特点，实验都是在微观层次上进行的。经验告诉我们，过于精细复杂的实验，虽然表面看来很高级很科学，其实往往并不可靠。恁你是多么伟大的实验物理学家，对像从微观的层面上验证质能关系式这样精细实验的过程，也是不能彻底明了和掌控的。既然这样，实验结果的可靠性就值得怀疑。
有时从大处着眼，低级简单的实验方法更适用更可靠。这种例子不胜枚举：测量很细很细漆包线的直径，可将漆包线一圈紧挨一圈地缠绕在笔杆上，缠绕的圈数尽可能多，然后量出缠在笔杆上的宽度，将宽度值除以圈数即为漆包线的直径；苋菜籽很小很轻，要求出其平均粒重，可用天平称取一定重量的苋菜籽，然后一粒粒数之，重量除以粒数即为苋菜籽的平均单粒重。
以上测量方法虽然简单，但实用可靠，精度并不见得比用高级精密仪器进行单个测量的精度低。道理很简单，误差摊薄了。
两个质能关系式E= 、E=mc 哪个正确？哪个错误？当然不能凭感觉和想象，而应由具有充分说服力的可靠的实验作出裁判。对此我也想出了一个判定谁对谁错的“土”方法。
方法很简单，到核电厂去查能流帐。先检验铀原料的含量，再化验废料中的残存量，计算出一段时期内有多少质量的铀发生了裂变，计算出质量亏损量,然后分别按不同的质能公式（E= 、E=mc )计算出理论上应该放出的能量。再检查计算实际上放出的能量。实际上放出的能量即是能量的所有流出渠道消耗的能量。对核电厂来说，其值一般为：电能+冷却水带走的热能+锅炉的辐射热损失+其他热损失。然后进行比较,看实际放出的能量与哪个公式计算的能量相吻合？理论计算值与实测值相吻合的那个公式就是正确的质能关系式。由于两个公式的计算值相差很大，哪对哪错很容易搞清。.我相信这个方法比什么高级的微观测量方法都要准确得多!
为叙述方便起见，我们不妨把E= 称为经典力学质能关系式。下面进行两个质能关系式的对比性验算，借以帮助我们辨别何式为正确。这里选用的是所谓最早对相对论质能关系式的正确性提供证明的实验例证之一。该实验利用加速器加速质子，并将加速后的质子轰击锂（Li）靶。锂原子核吸收质子形成不稳定的核，并随即蜕变为两个α粒子，它们以高速沿相反方向运动，在这一核反应中能量守恒。
（1）根据相对论质能关系式计算：列式：

和m 分别表示质子、锂原子核以及α粒子的静质量，E 和E 分别表示质子和α粒子的动能。上式又可写作
2E －E =（）c
已知 =1.6715×10 kg, m =11.6399×10 kg, m =6.6404×10 kg,代入得
=0.0306×10 kg
与此对应的能量改变量为:△E=（）c =0.275×10 (J)
不计质子的入射动能,α粒子的动能可通过测量它们的射程来确定,可得
2E =0.276×10 (J)
与上面△E值相比,在误差允许的范围内吻合。
以上是抄自教科书的计算和说法，仔细思考一下，这样的证明未免太过牵强，令人难以信服！不测量质子的入射速度，不知道质子的入射动能有多大？就武断地不计质子的入射动能，这样计算出来的结果和由此作出的结论还有效吗？如果质子没有一定的入射速度，不具有一定的动能，根本就不会产生核反应。如果质子的速度大到轰击原子核能够产生核反应，则其具有的动能是不能被忽略的。该法计算留给质子的入射能量只有
0.276×10 (J)－0.275×10 (J)=10 （J）
对应的质子速度为： =10 ， v≈3459km/s,应该说具有这个速度的质子对原子核的轰击是不足以引起核反应的。此实验不但未能证实相对论质能关系式的正确，反而在一定程度上说明了它的不正确。
（2），根据经典力学质能关系式计算，列式：

代入数据计算得：
E =0.276×10 －0.1375×10 =0.1385×10 (J),对应的速度为：
V=40708km/s,
查阅相关资料,这个速度才差不多。比较精确地测量粒子的速度，现在已不是什么难事，用实验方法准确判断出哪对哪错毫无疑问。即使实验证实相对论质能关系式正确，其过程和方法也要使人明白，使人信服，把质子的入射速度测出来，写出来，不应该含糊其辞，更不应把质子的入射动能干脆不计算。

3，长度、时间和质量及它们的单位基准
为了揭示自然规律，自然科学选择了在函数上彼此独立的物理量作为基本量。在国际单位制中有七个基本量，其中长度、时间和质量是三个最常用最重要的基本量，所有力学物理量都可以由这三个基本量导出，电物理学可由该三物理量加另一个基本量-----电流导出。我们现在来讨论这三个基本量，并深入探讨它们的测量单位基准。
（1），长度
量度离不开标准，长度单位标准的制定经历了一个从区域性粗糙性到全球统一性精确性的过程，从实物基准到自然基准的过程。“米”是国际单位制中长度的基本单位，先期用实物作基准，长度的实物基准是米原器。1889年，第一届国际计量大会把米定义为：在0摄氏度时，保存在国际计量局中铂铱米尺的中间刻线间的距离。这样的规定很符合人类的理念，但是实物基准也有它的弊端和局限性，主要是复现和复现精度的提高存在很大的困难。
1983年，在第十七届国际计量大会上，通过了现行米的定义：米是真空中1/299792458秒的时间间隔内所行进路程的长度。
这个定义只有“真空”一个附加条件，再无其它附加条件，这实际上肯定了真空中光速不变的假说。而这个假说到目前为止并没有得到确切可靠的实验验证，在未得到确切可靠的实验验证之前，就把假说确认为真理，这未免有些荒唐。即使在地球上这个定义的精度尚且很高，但并不能因此而掩盖该行为在原理和逻辑上所犯的错误。
标准应是统一的，没有统一的标准就无法进行测量比较。标准也应是稳定不变的，具有绝对的性质，不管在什么条件什么参考系中，单位标准长度都是一样的。一米就是一米，不是指表面上的数字，而是数字后面所表示的真实的空间长度。如果长度标准不一样，长度的比较将变得毫无意义。选择理想的自然物件来表示单位长度标准有两个困难，一是要求物件很精细，自身长度很小。只有自身的长度小，量度的精度才会高；二是要求物件稳定性高，环境因子对其长度的影响少而小，并且影响具有规律性，且规律性被人类所掌握。前一个要求好办，某些光波的波长基本符合要求。后一个要求难办，因为没有一个物体可以不受环境的影响，其属性不可能完全保持不变。一些光波能符合第一个要求，但不一定符合第二个要求，波速变不变？波长变不变？怎样变？对这些问题我们目前尚不甚明了。
单位标准的确定并不困难，困难在于如何在应用中准确地再现和表达这个标准。必须清楚，无论在什么条件下，什么参考系中，单位标准长度所代表的长度是固定不变的。尽管我们选定的长度标准在不同条件下，不同参考系中自身发生了改变，但在我们大脑意识中的长度标准应是制定标准时的那个长度。当标准在实际中已经发生变化时，我们就应实事求是地承认这种变化，并灵活地根据长度变化规律把实际发生了偏差的标准修正过来，以保持标准的统一性。若机械地僵化地形而上学地理解标准的绝对性，无视甚至曲解标准在不同环境中的变化，结果只能是使表面看来未变的“标准”更加偏离原来真实的标准。举例来说，用米原器来测量物体的长度，我们知道，在摄氏0 C时，米原器两刻线间的距离是标准的1米，假如用它在30 C的环境中测量物体的长度，由于热胀冷缩，米原器两刻线间的距离不是标准的1米了，而是1米多了，被量物体的长度原来是1米的，现在没有1米了。“标准”也变得不标准了，要变回原来的标准，有两种方法：一种方法是使米原器处于0 C的环境下进行测量，这种方法在很多情况下是不可行的；另一种方法是进行折算。假如制作米原器的铂铱合金的热胀系数为10 ，那么米原器在30 C时两刻度线间的距离就变成了：1.00000+30×10 =1.00030(米)。若米原器在摄氏30度时测得某物体的长度为10,00000米,则该物体的实际长度为:10.00000(1.00000+30×10 )=10.00300(米)
用光波波长作长度基准,或用一段时间内光速行进的距离作长度基准,道理与上面一样，
只要是波长或光速发生了改变,就要对测量的长度进行相应的修正。空间长度是不变的,变的往往是在不同环境中进行量度的长度标准。相对论所谓的“尺缩”,实质上就是混淆了谁变谁不变的问题。
(2)时间
时间没有实物基准，一开始就是采用的自然基准，所以它比其它基本量更粗象。对时间的划分和描述一般借助具有周期性规律的自然现象，以1个周期或若干周期所持续的时间作为单位时间基准。所谓时间基准，就是在当代被人们确认为最精确的时间尺度。自然界有许多过程可以作为计时的基准。随着科学的发展，对时间的精度的要求越来越高，现在的时间测量技术已达到了令平常人难以置信的精度。世界上时间最高精度已达到了秒，并且精度仍在不断提高。实验室较精密的计时器是大铯钟，世界各国都采用原子钟来确定和保持标准时间。
既然是基准，就应该有普遍的意义，不受环境条件的影响，不因参考系的不同而变化，超然物外，保持自我。理想的基准是绝对的统一的，在任何条件下任何参考系中都是一样的，是不变的。基准的确立是带有条件的，是特殊条件下的基准，如米原器的条件是零摄氏度。而基准的要求却是无条件的绝对的，这就造成了一般性与特殊性的矛盾。怎样调和解决这个矛盾？这里面涉及到两种不同的思想路线。由这两种不同的思想路线导致了两种不同的解决方法，一种是牛顿的，一种是爱因斯坦的。由于这个问题很粗象，下面将用具体的事例进行阐述。
秒是时间的基本单位，国际计量大会给秒规定的标准是：铯-133原子基态的二超精细能级之间跃迁所对应辐射9192631770个周期持续的时间。这个定义是有问题的，定义中没有附加条件，意味着这个定义是无条件的。世界是运动、发展、变化的，没有什么东西各方面的性质都能够在不同的环境条件下保持不变。如铯原子在相同的时间内，在地面能振动9192631770次，到了离地面20200km 高空处就只能振动9192631763.6次。如果以铯原子在地面能振动9192631770次的时间作为1秒，那么在离地面20200km 高空处就只能以振动9192631763.6次的时间作为1秒。虽然振动的次数不同，但在不同次数背后表示的时间却是真正的相同。世界是统一的，运动是有规律可循的，根据规律，可以计算出在地面1秒的时间内，不同条件下不同参考系中铯原子的振动次数，以确保单位时间基准的真正统一，这是牛顿的思想路线和方法。爱因斯坦的思想路线和方法则不同，他把铯原子振动9192631770次的时间作为永恒的1秒标准，而不管是处在什么条件？什么状态？什么参考系下。这种方法实际上是把振动次数作为时间标准，而不是把振动次数背后所表示的时间作为标准。只看现象，不看实质，看似坚持了统一的标准，实质上是破坏了统一标准。
实验表明，物体运动速度愈快，在其内部物理过程就进行得愈缓慢。这一结论的得出恰恰是使用了物体外部的时间标准，即“静止”系的时间标准，若使用物体内部的时间标准，即运动系的时间标准，具体地说,在运动物体内部的时间标准也以铯原子振动9192631770次的时间为1秒，则是得不出这一结论的。这一结论的另一种表述就是运动时钟的延缓效应。
运动时钟的延缓效应是客观存在的现象，是不可否认的事实，但我们必须清楚，钟慢并不等于时慢，时间的基准可看作是超脱于参考系之外的统一的时间基准。实际上，物体的同一变化过程，在不同的条件下变快或变慢的现象是非常普遍的。如温度升高，化学反应速度加快；高压锅煮饭至熟的时间比普通锅煮熟的时间短；山顶的摆钟比山脚的摆钟走得慢……这些例子比比皆是,可是谁也没有说时间膨胀或收缩了。相对论中著名的孪生兄弟的现象确实是可以发生的,其原因当然不是相对论所说的时间变慢，而是进行宇宙旅行的弟弟因运动速度快，其新陈代谢变慢的缘故，兄弟俩经历的时间绝对是一样的。由于有运动时钟延缓效应，原子在运动时，其振动次数比静止时同样时间内振动次数要少些，每次振动的周期延长了。铯原子在运动系中振动9192631770次的时间应不止1秒了，在标准的1秒时间内,铯原子的振动次数没有9192631770次了。时间的基准在实际使用中不知不觉地发生了改变，既然时间的标准不同，不同参考系时间长短的比较变得毫无意义。要比较，就要首先修正在实际使用中发生偏差的标准。
（3），质量
关于质量的定义，至今还没有一个统一的国际标准，它是目前唯一仍在采用实物基准的基本量，其他基本量的实物基准都被自然基准更新了，质量的自然基准正在紧锣密鼓地研究和制定中。
质量是指物体中所含物质的量，这个定义过于笼统和含糊，除了在哲学上有些意义外，在物理学上的意义不大。关于质量如何测量？可谓仁者见仁，智者见智，说法五花八门。有人建议用引力的大小量度；有人主张用惯性大小比较；有人提议用物体所含粒子数来表示…所有的方法都有缺陷。引力法的理论根据来自于万有引力定律,引力大,质量大,引力小,质量小。用引力量度所得的质量叫引力质量。地球上的引力与重力几乎相等，故在通常情况下质量的大小转而用重量的大小来表示。杆秤是根据杠杆原理制成的重量衡器，它称出的是物体的重量，但大多情况下却是用来表示物体的质量。只有用合格的天平和正规标准的砝码，称出的才可算是物体的质量。根据万有引力公式F= 可知，引力不仅与被测物体的质量有关，还与相关两物体的重心的距离有关。同一物体质量一样，但它在山脚受到的引力要比在山顶时所受到的引力大。不仅于此，地面上的物体所受的重力还要受到该点绕地轴转动线速度的影响，同一物体在低纬度地区的重量要比在低纬度地区时的重量大，一船货物从上海运到新加坡会出现缺斤少两的现象。另外，根据万有引力公式还可知，同一物体在不同天体中的重量是不同的，60km的地球人在月亮上变成了10km。这些现象都说明，用引力来计算或表示质量是不适合的。
根据牛顿运动学定律计算质量，这样计算出的质量称之为惯性质量。牛顿第二定律公式是普遍的宇宙法则，只要知道物体所受到的力及由此力产生的加速度，就可计算出物体的质量。但此法有两个问题：一是质量是基本量，力是导出量，正常的程序是由基本量到导出量，现在却要由导出量来反推基本量，程序上是倒置的，程序上的倒置会带来一系列的问题。二是物体要受到很多物体的作用，从理论上说，宇宙所有天体都对该天体有引力作用，物体所受合力的计算本身就是一个问题。所以用此法计算质量也存在问题。
用物体所含基本粒子数来表示物体的质量。目前科学还未证明物体最终是由某一种基本粒子组成的。基本粒子有多种，各个物体的基本粒子数又没有固定的比例，这就基本上宣告了该方法的终结。再说，即使同一种基本粒子，由于运动状态不同，其质量也是不同的。总而言之，这种方法不可行。
本人根据质能关系式想到了另一种质量表示法，用能量来表示质量，m= ，（C取299792458m/s）即物体具有44937758936840882焦尔能量所对应的物体为1kg.。此定义是优点是能量具有绝对的性质，在任何参考系中计算出来的1焦尔都是相等的，精度也非常高。缺点一是C是变化的，由于位能的不同，不同位置的光速值不同，这使得根据该公式计算出来的同一物体在不同位置的质量稍微有些变化，不过这个缺点还是可以弥补的；二是通过质量计算能量很容易很顺当，但要根据能量来计算质量却不容易，能量的计算是一个很大的问题。目前我们知道的不通过质量计算能量的途径和方法不多，光波的能量可以通过频率来计算。另外，物体宏观运动形式的能量，如物体的整体运动，是通过什么途径和形式由微观形式的能量传递和转化而来？这都是值得深入研究的课题。
物体的一切性质都源于它的物质性，本质只一个，属性多方面。质量就是质量，实在没有必要把质量分成引力质量和惯性质量。我甚至于认为，连惯性的概念都是多余的，无意义的。不管多大的物体，只要受到的合力不为零，无论力是多么小，物体都要产生加速度。从理论上讲，给月亮套上绳索，我一个人就可以拉动它，虽然加速度几乎是0，但毕竟不是0，惯性可在？桌子推不动，是因为摩擦力大过推力，若将桌子放在光滑的冰面上，轻轻一推，桌子就动了，与惯性何干？大卡车载重越多，速度越快，刹车后越难停下来，这是动能或动量大的缘故，与惯性何涉？从上面几个例子可以看出，惯性的意思都不同，这说明惯性的概念是模糊的。

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