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论"狭义相对论"适用的物理条件与范围 叶建敏温州 (DANIEL ABRAHAM)325000 WZFY1225@YAHOO.COM.CN
摘要:通过对论"狭义相对论"适用的物理条件与范围的介绍,使我们明白狭义相对论的两个基本假设彼此有矛盾与缺陷、在所有惯性"物质场"系中,该"物质场"中的光速具有相同的量值C、"物质场"存在是相对论物理规律与现象存在的物理基础。
关键词:物质场、以太、惯性"物质场"系、普通惯性系、"伽利略变换"、"洛仑兹变换"、"M-M实验"、 "闵科夫斯基的四维时空"、"广义相对论"、狭义相对论、"光速不变原理"、"尺缩钟慢"效应
引言: 狭义相对论引起全球广大科学爱好者普遍的反对,肯定是事出有因的;这些反对声音恰恰就能说明狭义相对论在一些具体方面存在欠缺与不妥当之处,就是说还有很多物理环境条件与物理现象是与狭义相对论矛盾的、狭义相对论只适用一些具体的物理环境条件。论文就是指出狭义相对论适用的物理条件与范围,然后重新认识与纠正狭义相对论。
根据《物质场(以太)的定义、性质与相互作用》,我们已经知道"物质场(以太)"就是物质与能量本身及其形成的场、就是"物质及其形成的场"与"能量及其形成的场"。
那么"物质场"就有物质与能量本身及其形成的场的一切特性;"物质场"的运动就是"物质与能量本身及其形成的场"的运动、"物质与能量本身及其形成的场"的运动就是"物质场"的运动。
所以,地球等天体与其附近的"物质场"运动,就是地球等天体与其附近的"物质场"的一起运动、几乎无相对运动(不是非常严格意义上的绝对静止),因为地球等天体与其附近的"物质场"是一个整体、地球等天体附近的"物质场"本身就是包含地球的。"物质场"随天体几乎是相对静止的公转与自转。
所以说,"物质场"就是物质与能量本身及其形成的场,包括电磁场、万有引力场等;电磁场、万有引力场与其发生源(物质与能量)是"物质场"的一部分。
所以,"光速不变原理"的假设:在所有惯性系中,真空中的光速具有相同的量值C 应该描述为:在所有惯性"物质场"系中,该(相对应的)"物质场"中的光速具有相同的量值C。
即在所有惯性"物质场"系中的光速具有相同的量值C、各向同性;而离开这个惯性"物质场"在其它"物质场"、或不一样的"物质场"中,就有它们各自对应的光速具有相同的量值C、各向同性。
就是说:在惯性"物质场"系中的光速具有相同的量值C、各向同性 是 在各自对应的惯性"物质场"系中成立,而从一个惯性"物质场"系中观察另外一个惯性"物质场"系中的光速,就不一定都成立了。
所以,"伽利略变换"与"洛仑兹变换"的使用条件范围与相对参考系都要事先选定,不然混淆使用不但结论出错,还会产生歧义。
同样,存在惯性"物质场"系与普通惯性系这两个性质完全不同的惯性系,所以狭义相对论的"相对性原理"假设是错误的。
二、指出狭义相对论适用的物理条件与范围,就是指出狭义相对论的2个基本假设的彼此关系与适用的物理条件与范围。
"相对性原理"与"光速不变原理"相互不矛盾、又共同适用的物理条件与范围是:在所有惯性"物质场"系中,该(相对应的)"物质场"中的光速具有相同的量值C。
就是说,相对论的"光速不变原理"的正确描述就是:在所有惯性"物质场"系中,该(相对应的)"物质场"中的光速具有相同的量值C,我们就发现了不同惯性系有着本质区别的。
不同惯性系有着本质区别,就是惯性"物质场"系与普通不带"物质场"的惯性系的本质区别,表现为惯性"物质场"系是惯性系与以太相对静止,符合光速不变原理;而普通不带"物质场"的惯性系是惯性系与以太相对运动,不符合"光速不变原理"。
譬如,地面"物质场"惯性系与地面有相对运动的惯性系,是完全不一样的两个惯性系,地面惯性系与以太相对静止,符合光速不变原理;而与地面有相对运动惯性系,不与以太保持相对静止,所以不符合光速不变原理。
相对论就是把"地面惯性系"与"普通惯性系"混为一谈了,所以相对论的支持者同样犯了这个错误,而导致相对论似是而非、争论不断。
就是说在地球上,不与地面保持相对静止的惯性系,都不适用于"光速不变原理"。
譬如,说承认"M-M实验"的结果是对的,要明白这个实验虽然是一个惯性系里面的实验,但是这个惯性系是与地面惯性系保持相对静止的;一旦"M-M实验"在另外一个与地面有相对运动的另外一个惯性系上做实验,结果就相反了。
如果没有"物质场(以太)",在地球表面就没有光速同性、光速不变原理就不成立;所以一定要有"物质场(以太)",只不过"物质场(以太)"不像人类以前想的那个属性存在,"物质场(以太)"而是与地球保持相对静止的。
所以说,在相对论中,爱因斯坦对惯性系的应用与定义本身是与相对论内容矛盾的,地球与地球相对运动的惯性系就是2个不同的惯性系,不是一样的。
三、"物质场"对光学惯性系的正确分类。
惯性系的确只有一种的,但这是针对"力学结论"而言的;但是对于光学,广义相对论就是根据万有引力场对光学与时空有作用效果而提出的,所以惯性系根据与万有引力等"物质场"的相对运动关系就可以细分为2种:
1. 与"物质场"保持相对静止的惯性系--惯性"物质场"系;在与"物质场"保持相对静止的惯性"物质场"系中,光速各向同性、"光速不变原理"假设成立;
2. 与"物质场"保持相对运动速度的惯性系--普通惯性系;而在与"物质场"保持相对运动速度的普通惯性系中,光速各向异性、"光速不变原理"假设不成立,只有经过"伽利略变换"后才成立。
所以,这就是"区分两个光学惯性系"的理论依据与证明。
宇宙是什么样子,我们就要寻求什么样的物理规律符合宇宙运行规律;不然,物理规律可以有无数个!
譬如,宇宙中无大质量天体,所有物质在局部与整体上都均匀分布,那么闵科夫斯基的四维时空、广相都不符合宇宙规律而存在,LORENTZ变换失效。
而宇宙演化到现在,已经形成大质量的天体了,所以宇宙已经在时空上分布不均匀了,所以物质场、闵科夫斯基的四维时空、广相都符合宇宙规律而存在,"LORENTZ变换"就适用各个"物质场"物理环境,宇宙在"物质场"理论的整体与局部上都是和谐存在的。
不同质量的天体附近形成了不同程度的"物质场"的弯曲空间,所以不同质量天体附近就形成各自形式的"LORENTZ变换"程度;天体质量越大、离天体越近,"LORENTZ变换"的效应越明显。
客观存在的万有引力场等对时空与光速的影响作用已经被用在"闵科夫斯基的四维时空"、"广相"等理论中了,而广相的提出者却对狭相中错误使用"两个光学惯性系的本质差别"视而不见,是非常难以想象的。
就是说狭义相对论把"广义相对论中万有引力场等对时空的作用、对光速影响的作用"视而不见,却坚持狭义相对论的两个错误假设,特别是说"光速不变原理"在一切力学惯性系中都成立,就是错误的。
当爱因斯坦发现狭义相对论是错误的,但是不说,而是发展出了广义相对论。广义相对论已经承认与正确描述万有引力场等物质场会对时空产生影响了,所以这个时候就等于说狭义相对论里面的"光速不变原理"把所有惯性系都等同对待的是错误的,而爱因斯坦偏偏不说,却让狭义与广义同时存在并使用,而不指出狭义的错误。
所以,"物质场"理论没有增加或拼凑什么,只是还原万有引力场的本质,把力学惯性系重新按正确的光学要求分为两种,这样就正确符合光学原理了。
四、狭义相对论的使用情况与现实意义的分析
可以很明确的说:狭义相对论在使用与观测过程中几乎都是对的、正确的,很少有错误与程度偏离的。
为什么这么说呢?叶建敏提出"物质场"理论从两个不同性质的惯性系本质出发,不是已经否定狭义相对论了?
是的,我们已经提出"物质场"理论、从两个不同性质的惯性系本质出发,已经否定狭义相对论的两个基本假设了,但是我们从来没有否定狭义相对论原理的实际应用与"洛伦兹变换"规律的客观存在。
因为我们物理上所讲的所有的惯性系都是在宇宙之内的惯性系,所以离开宇宙物理客观存在而谈惯性系、或离开宇宙客观存在而谈狭义相对论是错误与不成立的。
既然都是在宇宙之内的惯性系,那么所有的惯性系都是在宇宙的"物质场"之内的,所以物体运动在所有的惯性系里面都会表现出"洛伦兹变换"规律;因为宇宙中不存在没有"物质场"或不在"物质场"之内的惯性系、"物质场"是"洛伦兹变换"规律客观存在的前提条件与物理基础。
那么那些与"物质场"保持相对静止、或完全拖拽"物质场"的惯性"物质场"系,狭义相对论的两个假设在其里面是正确与完全准确适用的、"洛伦兹变换"规律在不需要进行坐标变换的情况下就可以正确与准确使用的。
而对于那些与"物质场"保持相对运动速度、或无法拖拽"物质场"的普通惯性系,狭义相对论的两个假设在其里面就是错误与不准确适用的、"洛伦兹变换"规律在不进行坐标变换的情况下使用就会出现错误与"尺缩钟慢"效应程度的偏差,只有进行坐标变换的情况后,才可以正确与准确表达与描述"尺缩钟慢"效应与纠正其偏差。
意思就是说,譬如以地球上运用狭义相对论为例:
1. 任何一物体在地球表面附近运动,因为地球本身是完全拖拽"物质场"、 与"物质场"保持相对静止的惯性"物质场"系,所以狭义相对论的两个假设在其里面是正确与完全准确适用的、"洛伦兹变换"规律在不需要进行坐标变换的情况下就可以正确与准确使用的;就是说在地球表面附近运动的物体,表现出来的"尺缩钟慢"效应程度是正确与准确的。
2. 而当任何一物体在与地球表面保持相对运动速度的惯性系(或参考系,譬如运动的交通工具等里面)里运动,因为该惯性系不与"物质场"保持相对静止、同时无法拖拽"物质场"的运动,所以该惯性系就是一个普通的惯性系。在该普通的惯性系里面,狭义相对论的两个假设在其里面就是错误与不准确适用的、"洛伦兹变换"规律在不进行"伽利略坐标变换"的情况下使用就会出现错误与"尺缩钟慢"效应程度的偏差,这个效应程度的偏差随着该普通的惯性系相对于地面运动速度越快而偏差越严重;只有进行"伽利略坐标变换"的情况后,才可以正确与准确表达与描述"尺缩钟慢"效应与纠正其偏差。
3. 同理,任何一物体在地球表面附近运动,而观察者在普通惯性系里面观察该运动物体,观察结果同样随着该普通的惯性系相对于地面运动速度越快而偏差越严重;只有进行"伽利略坐标变换"的情况后,才可以正确与准确表达与描述"尺缩钟慢"效应与纠正其偏差。
而我们平时运用与观察狭义相对论的应用效果与结果是在第一项物理环境中进行的,所以我们总觉得狭义相对论是对的道理与原因就在于此。
就是说,狭义相对论的"尺缩钟慢"效应与"洛伦兹变换"规律是无处不在的,只是规律的适用范围与条件有要求、规律适用的程度有区别。
五、"洛伦兹变换"在矢量上的错误运用
从爱因斯坦分析检验空间与时间坐标在物理理论中的基本意义的过程中、以及洛伦兹形成并提出"洛伦兹变换"的过程中,"洛伦兹变换"始终并仅仅对运动物体长度与时间等标量有效,而对如速度等矢量是无效与不产生作用效果的。
所以,我们在运用相对论效应与"洛伦兹变换"时,一定要知道它的适用范围与物理环境基础,而不能千篇一律的错误运用到速度等矢量里面。
因为狭义相对论的理论本身与产生的过程中,"洛伦兹变换"就没有可以运用到速度等矢量里面的理论基础与物理意义。另外,"洛伦兹变换"不能用于速度等矢量的计算,还跟"速度等矢量本身特性"与"物质场"的特性决定的。
所以,在惯性"物质场"系里面、物体相对运动速度之间的计算,还是遵循"伽利略变换"的,而不是"洛伦兹变换"。
知道了这些,狭义相对论的理论基础与适用条件范围都要全部改写与修正。
结论:
综合以上五点,狭义相对论适用的物理条件与范围是在所有惯性"物质场"系中成立;离开惯性"物质场"系,狭义相对论的应用就要进行"伽利略变换"后才成立。
就是说,"麦克斯韦方程组"、"洛伦兹变换"与"相对论"、"尺缩钟慢"只有在"物质场(以太)"存在的前提下,才成立与具有物理意义,只能在惯性"物质场"系的同一个物理环境下,才可以一起使用;离开"物质场(以太)"存在的前提下,"麦克斯韦方程组"、"洛伦兹变换"与"相对论"、"尺缩钟慢"都是空中楼阁、没有了基础,离开惯性"物质场"系,"麦克斯韦方程组"、"洛伦兹变换"与"相对论"都是错误、必须要修正的。
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