在百度网上反相吧、理论物理吧,有人说相对论是正确的,有人说是错误的。
大家为了个相对论都吵死了。
相对论的基础是光速不变性,但是相对论没有给出证明,只是把它作为事实接受了下来。如果证明了光速不变性,争论就可以结束。
凭着人类现有所掌握的知识不可能证明光速不变性。
我在空间、时间、场的本质问题上已经取得进展,在这里用于对光速不变性的证明,欢迎网友批评、指教。
首先确立一个叫:物理世界存在的虚假性定义。它表述如下:
宇宙中真实存在的只有物质点和它周围的空间,不存在第三种与之并存的东西,一切物理现象都是物质点在它周围空间运动变化的一种表现而已。这些运动如果能够引起我们人的某种感觉,我们对其加以分析概括便形成了物理概念。
以上告诉我们像时间、场、速度、能量、质量、电荷、力-----这些物理概念都是物质点在空间中如何如何运动形成的,运动刺激了我们观察者的感觉,我们观察者通过感觉而描述出来的,因而他们的存在是有虚假性的。
有了以上的看法,不管什么物理概念(物质点和空间除外),我们都可以认为是某个东西在空间中如何运动所形成的。
质量是某某在空间中运动形成的。
电荷是某某在空间中运动形成的。
能量是某某在空间中运动形成的。
力是是某某在空间中运动形成的。
-------------------
时间比较特殊,它是由我们观察者自己在空间中运动形成的。
场也比较特殊,它是由空间本身运动变化形成的。
怎么知道时间是我们观察者自己在空间中运动形成的?
我们设想用一个宇宙飞船,把一个人送到非常遥远的宇宙空间中,这块空间中没有一个物体,别的物体离这儿都有几百亿光年之遥。可以设想此时这个人仍然有时间的感觉,在他心目中时间一分一秒地在走。是什么物体引起了观察者这种感觉?这种情况下只有这个观察者的身体而已。因此,唯一合理的看法:时间是观察者对自己在空间中运动的一种感受。
相对论认为:描述物体在空间位置中运动变化必须相对另一个物体才具有物理意义,描述单一物体在空间中运动是没有物理意义的。而在以上的时间定义中,明确指出时间的概念的获得源自于观测者一个人在空间中运动,这二者显然矛盾,那么,究竟需要修改那一种思想呢? 在笔者看来,要描述某个物体在空间中变化具有物理意义,必须指明相对于某个观测者而言的。描述物体在空间中运动只有相对于某个确定的观测者才具有物理意义,描述一个物体相对于另一个物体的位置变化未必就一定有物理意义。
光速不变性的原因我认为是空间时刻以光速离开我们观察者向外运动(是什么原因,文章的后面有解释),光实际上是静止于空间中被空间运动带着向外跑的,有了这种看法加上上面的时间的物理定义我们就可以证明光速不变性。
下面来明确如何描写空间运动?
我们可以把一条线段看作是由无数个点构成,一个平面也可以看作是由无数个点构成,同样道理,物体周围的三维空间也可以看作是由无数个点构成.由于这些点毕竟和普通物质点有着本质区别,因而可以取一个恰当的名字叫几何点。
一个观察者处于空间中,他周围有无数个几何点以辐射状向外运动,这个就是产生时间的根本原因。
根据前面的看法,观测者所测得的时间与他自己在空间中所走过的路程成正比。观察者自己在空间中运动,可以看作是相对于空间中几何点运动,如果他觉得自己是静止的,那几何点的运动就可以反映出观察者的运动情况。换句话,观察者的时间取决于他周围这些几何点中任意一个运动所走过的路程。
设想有一个物质点O处于某处空间区域里,我们以 O点为原点作一个二维直角坐标系 xoy . 观测者甲相对于O点静止,而观测者乙相对观测者甲以速度为v沿x轴作匀速直线运动,如图所示。
>
设想在某个时刻观察者甲乙和O点相互重合在一起,此时甲乙两个观测者选择这样一个几何点来观测,该几何点在甲乙和O点重合时从O点出发,运动方向沿y轴 (和X轴相垂直, 当然甲乙也可以选择一个沿X轴相平行的方向从O点出发的几何点来观察,但这样一来,该几何点所走过的路程甲、乙二个观测者有着不同的看法,而甲、乙二人选择一个沿X轴相垂直方向从O点出发的几何点,所走过的路程将于甲、乙二人的运动无关,这一切狭义相对论用火车钻山洞的假想试验给出了证明,我认为这个证明是可信的),过了一段时间后到达p点。这样观测者甲认为在时间为T内该几何点走了op这么远的路程,而观测者乙在时间为t内自己从 O点出发到达b 点,并且肯定认为该几何点走了 bp 这么远的路程,这样的话, op 和bp. vt 形成了一个直角三角形, 我们令A等于op,令D等于bp, 根据前面的看法,观测者所测得的时间与他周围空间中某个几何点所走过的路程成正比。
这样说来,则下式成立:
D/ A= t / T
将上式变形为:
D/ t = A/ T
这样,观测者甲认为自己周围空间这个几何点在T这段时间内以一个恒定的速率走了A这么远的路程, 而观测者乙认为这个几何点走了D这么远的路程, 虽然比甲测得路程要长,但相应地所用时间也延长了,所以该几何点的速率在甲乙二人看来是不变的,是个常数.
如果认为以上的常数就是光速的话,这就解释了光速为什么会不变.
以上所描述的同一事件(就是一个几何点从O点出发到达p点这件事),观察者甲认为用了T这么长的时间,而观察者乙认为用了t这么长的时间,由于t大于T. 这在形式上符号相对论中观点: 运动的观察者所测得的时间延长.但在数量上和相对论是否一致呢? 由于:
D/ t = A/ T = 常数(光速c)
【√ A² + (vt)²】/ t = c
A² + (vt)² = c²t²
A² = c²t²【1-(v/c)²】
(cT)² = c²t²【1-(v/c)²】
T² = t²【1-(v/c)²】
T = t √【1-(v/c)²】
从以上分析来看.,时间的的延长在数量上和相对论是一样的.
读者也许奇怪, 这里为什么把光辐射与几何点的运动等同起来,为什么认为几何点的运动速度就是光速.
对个问题比较直观的理解是, 真实的空间时时刻刻以光速离开我们向外辐射运动,(这是产生时间的根本原因, 在理论上可以称为时间的背景运动)光实际上是静止于空间被空间带着向外运动的从以上分析来看.,时间的的延长在数量上和相对论是一样的.我们现在来解释一下观察者和空间怎么会运动,又以什么方式运动?
要回答以上问题,我们再确立一个定理叫:垂直原理,它表述为:
物理学中所描述的运动状态和几何中的垂直状态是等价的。
进一步去分析和推理为:
在空间中任何一个处于垂直状态中的物质点的位置必然要发生变动,并且它运动的方向是不断地变化的,这些不断变化的方向又可以重新构成一个垂直状态。
一个处于三维空间中的物质点,它运动的方向不断地变化很显然只是走曲线运动。物体的运动轨迹是曲线的,常见的有抛物线、双曲线、圆和椭圆.
其中只有圆和椭圆可以作两条相互垂直的切线。过椭圆作两条相互垂直的切线,肯定是一条长一条短。而在这里,,没有理由会出现两条切线一条长、一条短,因而合理的看法这个物质点走过的曲线肯定是正圆。
过正圆只能做出两条相互垂直的切线,按照互为因果的思想,既然现实空间过一点可以作三条互相垂直的有向线段,因此合理的看法则是:这个运动的物质点走过的圆形轨迹不是封闭的,而是在圆的平面相垂直的方向上延伸。
至此我们可以做出判断,在任意一处空间区域里,存在着一个物质点,它一定在这处空间区域里运动,并且走过的轨迹是条螺旋线。
这个规律同样可以推广到质点外的空间中的任意一个几何点上 (对于几何点这个名词在这里需要解释一下,我们可以把一条线段看作是由无数个点构成,一个平面也可以看作是由无数个点构成,同样道理,物体周围的三维空间也可以看作是由无数个点构成.由于这些点毕竟和普通物质点有着本质区别,因而可以取一个恰当的名字叫几何点)。
对于某处空间区域里,设想存在着一个物质点O,我们观测者就住在这个物质点上,这样对于这个物质点周围空间任意一个几何点P的位置总是在运动变化,并且运动所走过的迹径也应该是个螺旋线。
我们知道,在数学上螺旋线的方程为:
X = rcosf
y = rsinf
Z = kf
以上方程在数学上被称为螺旋线参数方程,其中 x y z 为 p 点在原点为 O的三维直角坐标系中的坐标值, r 为 失径OP在 x o y 平面投影长度, f是参数,也是 OP在 x o y 平面上投影直线于 x 轴的夹角, k为
r tga = k
上式中 a 为螺旋线于 x o y 平面的夹角.
根据以上的看法,几何点 p 的三维坐标x,y,z是随参数 f 不断地变化的
式中的 x y z 是随便取的,不是确定死的。
这样我们获得了一个崭新的空间概念----螺旋空间
在牛顿力学和相对论力学范围内认为上式中
X =常数
Y =常数
Z =常数
以上我们分析过,时间的物理定义是我们人对自己在空间中运动变化的一种感受. 这个定义留下两个问题没有得到解释,一是我们观测者为什么一定会在空间中运动,二是我们观测者会以什么方式在空间中运动.
垂直原理解释了我们观测者为什么一定会在空间中运动,螺旋空间无疑解释了我们观测者以什么方式运动.
在以上的螺旋空间方程中,几何点 P 在空间中的三维坐标 x y z 随参数 f 而变化,如果认为这个参数 f 就是时间的话,我们可以把上面至此我们可以做出判断,在任意一处空间区域里,存在着一个物质点,它一定在这处空间区域里运动,并且走过的轨迹是条螺旋线。
这个规律同样可以推广到质点外的空间中的任意一个几何点上 (对于几何点这个名词在这里需要解释一下,我们可以把一条线段看作是由无数个点构成,一个平面也可以看作是由无数个点构成,同样道理,物体周围的三维空间也可以看作是由无数个点构成.由于这些点毕竟和普通物质点有着本质区别,因而可以取一个恰当的名字叫几何点)。
对于某处空间区域里,设想存在着一个物质点O,我们观测者就住在这个物质点上,这样对于这个物质点周围空间任意一个几何点P的位置总是在运动变化,并且运动所走过的迹径也应该是个螺旋线。
我们知道,在数学上螺旋线的方程为:
X = rcosf
y = rsinf
,
的螺旋空间方程修改成螺旋时空方程.
将上式的参数 f 换成时间t , k 换成 c , 令 w 为角速度.则以上的螺旋空间方程可以变成
X = rcoswt
y = rsinwt
z = ct
(待续)