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有一件事不知道周先生知不知道，那就是狭义相对论的质速关系、质能等价关系、光速常数假设、洛伦兹变换四个命题从物理或逻辑上是等价的。所以这里面一个成立了，那么其它的也就成立了。 =================================================================================================== 1.它们不是等价的。尤其是光速常数假设在许多情况下是错误的，必须修正。 2.E=mc2是最底层、最基础的。它表明，具有惯性质量的的物体在转变为光后具有mc2的平动动能。但是没有理由认为mc2已经穷尽了m的全部能量。 3.在2.的基础上，并假设物体运动的原因是吸收了类似于光量子的中性能量子，在宏观看来速度是连续的条件下，可以根据微积分推导出质速关系m=γm0。 4.假定有两个重力系，一个占压倒优势的为静系，另一个在静系中受静系支配具有v速度的较小重力系为动系。光对所在重力系的真空里保持c速度，即光在静系中对静系是c，对动系是c-v;光在动系中对动系为c，对静系为c+v；并且光从静系进入动系或动系进入静系后，其速度不再保持不变，而是按照麦克斯韦电磁场理论，根据所在重力系的ε、μ造就其对所在重力系的速度，那么在假设动系光子受到的重力作用与质速关系所增加的质量成正比例的情况下，可以推导出伏格特的反映光能量传播的洛伦兹变换。 5.再假定重力系通过不断发出同样具有光速的重力波产生重力，则可以推导出涵盖范围更加广泛的洛伦兹变换。 6.在不同重力系中，c即使有不同的数值，洛伦兹变换依然成立。 |
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试回答31楼的问题：
（1a）c+v （1b）c-v （1c）c-v （2a）f/（1-vv/c/c） （2b）同（2a） （2c）f/（1-vv/c/c）/（1-vv/c/c） |
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也说光速常数：（七）难为一下某些盲目的狭义相对论捍卫者（上）
如果一个命题是错的，那么它或者与已知的正确命题相矛盾，或者与真实的现实情况相矛盾，或者包含了自相矛盾，要么干脆以上三种矛盾都存在。狭义相对论的光速常数假设就是这样一个存在全部三种矛盾的物理命题，因而它没有丝毫成立的可能。 但是另一方面，我们也看到不少人试图捍卫狭义相对论的光速常数假设，为达此目的，他们甚至不惜曲解有关物理概念乃至使用扭曲的逻辑。面对这种情况，强硬的争辩未必有益，而以退为进也不失为一种制胜的策略。无忧仙人以为，巧妙地设计一些物理场景，让争辩的对手陷入无可自拔的泥潭便是这种策略的应用。以下是无忧仙人设计的有关光速测量与探测的一些物理场景，其中每一个场景都有让光速常数的捍卫者真正难堪的问题，所以贴在这里与大家分享。如何有效地使用这些问题呢？那就是由对手与你分别回答这些问题，然后让事先选好并被双方信任、对有关物理理论不带明显偏见的大众或裁判来决定：（a）谁的答案更符合物理现实，（b）谁的答案更有逻辑性或说服力。 问题一、如果从狭义相对论的光速独立于光源运动的假设能够推导出光速既独立于光源运动又独立于观察者运动的结论，那么是否从声学的声速独立于声源运动的假设（其实已被证实）也应该导出声速既独立于声源运动又独立于闻听者的运动的结论呢？若如此，是否也应该建立一个声速常数原理？ （无忧仙人注：任何以“相对运动”为基础进行物理预测的理论，如狭义相对论，必然不能单独区分在一个具体的惯性系如ECI内信号探测器的运动与信号源的运动二者之间的差别，于是必然从一个正确的命题“信号传播的速度独立于信号源的运动”导出错误的命题“探测器所测信号的速度既独立于信号源的运动又独立于信号探测器的运动”。如果因为技术的限制让后一命题应用到光速问题时的错误不易被发现，那么它应用到声速问题时的荒谬性便彻底暴露无遗了。） 问题二、如果狭义相对论为解释一束光信号以相同的速度c传向不同惯性系的观察者这样一件事而提出以光速为基础的长度收缩与时间膨胀公式，那么声学中为解释同一个声信号以相同速度传向不同闻听者这件事（如超音速飞机尾部的喇叭声以同一速度传向地面的行人与传向飞机前部的乘客）是否也该建立一组以声速为基础的长度收缩与时间膨胀公式？若如此，又如何解释一个同时涉及光与声的同类实验，比如前述的喇叭在发声的同时也让其放光？ （无忧仙人注：作为人类现实生活中的直接经验，光或声信号在传向位于不同惯性系的探测器时是分别、独立传播的，也就是传向不同探测器的根本不是同一个光子或声震动，这就决定了把它们像一个宏观物体那样对待以试图建立不同观察者所测速度之间的关系的努力（如洛伦兹变换）没有任何的物理基础，这也就在一个根本方面解释了洛伦兹变换与狭义相对论的荒谬性。由例子中的类比不难看出该变换的其它荒谬性。） 问题三、考虑地球惯性系内静止的观察者与运动的光源（假定其速度为v），如果根据狭义相对论的基本假设之一，光速是“独立于”光源运动的，那么为何在同一个理论中又以基于光源运动速度v的洛伦兹变换x’=(x-vt)/(1-v^2/c^2)^(1/2),t’=(t-vx/c^2)/(1-v^2/c^2)^(1/2)来解释光的常数速度？难道“独立于”的意思不是“与之无关”吗？ （无忧仙人注：如果在一个具体的惯性系如ECI内，光的传播速度是独立于光源运动的，那么这只能证明光速是一个真空媒介特征，正如麦克斯韦电磁理论所确认的那样；正因为光速是一个媒介特征，所以光源的速度才不能叠加于光的传播速度之上。所以，在ECI内观察者静止而光源运动的情况下，光速已经有一个简单、漂亮而且极具说服力的解释。反过来，一个“跟速度无关”的东西为何，又如何能够，用“速度”来解释呢？这就从另一根本方面证明了洛伦兹变换与狭义相对论的荒谬性。 问题四、来自ECI内以速度v做匀速直线运动的光源的同一束光信号，能够以同一常数速度c分别传向位于它行进路线的前方与后方的两个静止的观察者吗？长度收缩或时间膨胀如何解释相关结果？ （无忧仙人注：狭义相对论的答案和正确答案都是“是的”。但是光速的媒介特征是正确的理论且给出正确的解释，因为光源的速度无法叠加于光的传播速度之上，所以传向前方与后方的光子的速度无差别；然而狭义相对论却给出错误甚至荒谬的解释，因为说运动的参照系内的时间与长度变化影响了静止的观察者所测的光速是十足的掩耳盗铃勾当。特别注意，在这个例子中观察者没有做任何运动，因而即使按照狭义相对论，观察者的时间与长度标准在测量光速的前后也是不变化的（即同自己相比，或者同ECI内其他静止的观察者相比），也就是说例子中观察者所测的光速应该同光源与观察者均静止时所测的完全一样，哪里需要把“运动”引入其中？其次，如果真的使用狭义相对论来解释以上答案，那么基于洛伦兹变换的简单计算表明，为了使光速相对于一前一后两个静止的观察者都以同一光速常数c传播，那么以前面的静止观察者为标准时（即把洛伦兹变换用于前面的观察者与光源），运动的光源所在参照系其长度要收缩（相应地，其时间膨胀），而以后面的静止观察者为标准时（即把洛伦兹变换用于后面的观察者与光源），运动的光源所在参照系其长度要膨胀（相应地，其时间收缩）。这样，两次运用洛伦兹变换的结果是，我们导出了一个运动系（即光源所在的）相对于一个静止系（即两个观察者所在的）长度（或时间）既收缩又膨胀的自相矛盾因而根本不能成立的结果。这就从第三个根本方面证明了洛伦兹变换与狭义相对论的荒谬性。） 问题五、在一个观察者于ECI内以速度v做匀速直线运动的同时，分别位于他行进路线的前方与后方的两个静止光源同时向他发送光信号。请问，观察者所接收到的两束信号的速度各是多少？长度收缩或时间膨胀如何解释相关结果？ （无忧仙人注：狭义相对论的答案为“两束信号的速度都是c”；而正确的答案为，来自前方的光子速度为c+v，来自后方的光子速度为c-v。一如问题四，狭义相对论的长度收缩或时间膨胀不能解释它所给出的答案，而光速的真空媒介特征可以轻松地解释c+v或c-v的结果，因为观察者相对于以ECI为背景的真空媒介有运动，而光速是相对于观察者而言、由观察者测量的，所以观察者的速度要考虑其中。这就从第四个根本方面证明了洛伦兹变换与狭义相对论的错误与荒谬性。） 未完待续。 下一个贴子：也说光速常数：（七）难为一下某些盲目的狭义相对论捍卫者（下）。 ~无忧仙人 |
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你那些“靠不住”的文章我早就看过。无非是0点飘移之类。一个秤0点没有校正，但是它的相对增量却不见得不准。现在飞机上的原子钟不能说是一个很准的钟，但是几次实验，还是能够看得出东飞变慢，西飞变快的趋势。这个趋势也是反相的，因为根据相对论是东飞、西飞都变慢。
我根据的是必然的推理。你应该找出我推理的漏洞。在这里是讨论研究问题，并不是以有多少人赞成，多少人反对作为自己的理由。 你列举的那些文章只是罗列一些实验数据，然后检自己喜欢的数据提出一些怀疑和否定，在学术上没有什么价值。 |
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也说光速常数：（七）难为一下某些盲目的狭义相对论捍卫者（下）
问题六、假定观察者与光源均源自ECI并同在ECI中以相同的速度v=0.6c一前一后北向做匀速直线运动，且在t=0这一刻观察者与光源分别通过坐标为x=1c（其中1为一个时间单位，比如说1秒） 和x=0的地方。如果在t=0这一刻光源发出一束光信号并最终被观察者接收到，请问，观察者所测得的光速是多少？ （无忧仙人注：可以预期狭义相对论将给出（错误的）答案c；而根据GPS测距方程给出的正确答案为c-v，这是因为观察者相对于以ECI为背景的真空媒介有运动，而且是远离光源的。注意光源的运动对所测的光速没有影响，这是因为光速是一个媒介特征，因而光源运动无法叠加于其上。） 问题七、条件同问题六，除了观察者与光源的角色互换。请问，在这种情况下观察者所测得的光速是多少？ （无忧仙人注：可以预期狭义相对论将给出错误的答案c；而根据GPS测距方程给出的正确答案为c+v，其中的道理见前一问题的注解。） 问题八、在问题六与问题七中，观察者与光源角色互换前后观察者所测得的光速有无变化？ （无忧仙人注：可以预期狭义相对论将给出错误的答案“无变化”；而基于GPS测距方程和ECI同时性给出的正确答案将为“有变化”。鉴于某些狭义相对论的盲目捍卫者可能拿同时性与时钟对时问题说事，所以在以下问题九中专门给他们以“机会”。） 问题九、在问题六¬¬至八中，我们默认并使用了ECI的绝对同时性，即不管观察者或光源相对于ECI有无运动以及如何运动，它们所携带的时钟一律按源自ECI并相对于ECI静止的时钟统一对时。现在请根据狭义相对论的同时性与时钟对时方法，再次回答问题六至八。 （无忧仙人注：由于观察者与光源一直保持相对静止，如果有人要调节时钟也只能同时调节观察者所携带的时钟与光源所携带的时钟并使之保持同步，于是观察者所测的光速在前后两种情况有所不同的（正确）结论不应该有所改变。所以，不管是应用ECI绝对的同时性，还是狭义相对论的同时性，问题六至九都给他们出了极大的难题。当然，某些人遇到这种情况还可能狡辩（尽管狡辩的理由不是那么容易找到），但是相对来说他们的狡辩会显得脆弱无力，尤其是当最终的判决权交给能够保持中立与公正的裁判或公众。） 问题十、假定一列长度为l=2c（其中2为两个时间单位如两秒，c为光在真空媒介的速度）旅客列车以v=0.6c的速度在平直的铁轨上相对于ECI向北（即坐标轴正向）做匀速直线运动，它的中心在t=0这一刻正好通过坐标原点（x=0）。同在t=0这一刻，分别位于铁轨上x=-1c和x=1c的两颗定时炸弹爆炸了。假定静止系（即ECI）中的事件（x=0,t=0）对应于运动系（即列车）中的事件（x’=0,t’=0），请回答： （10a）对于处于列车中心的观察者来说，若以列车与铁轨的彼此接触为标准，列车的头部何时通过x=1c处？列车的尾部何时通过x=-1c处？ （无忧仙人注：若以列车与铁轨的接触为标准，那么就要看它们之间长度的对应关系，根据已知，列车中心通过原点时，其头部一定同时通过x=1c而尾部同时通过x=-1c，即三件事全都发生于t’=0这一刻。） （10b）若以看到光线为标准，对于处在列车中心的观察者来说，位于x=1c处的炸弹何时爆炸？位于x=-1c处的炸弹何时爆炸？ （无忧仙人注：若以看到光线为标准，那么就得应用洛伦兹变换与狭义相对论，不难算出，x=1c处的炸弹爆炸时为t’=-0.75 秒，而x=-1c处的炸弹爆炸时为t’=0.75秒） （10c）在处于列车中心的观察者看来，列车的头部会直接承受位于x=1c处的定时炸弹的爆炸威力吗？列车的尾部会直接承受位于 x=-1c处的定时炸弹的爆炸威力吗？ （无忧仙人注：在狭义相对论的捍卫者看来，列车的头部不会直接承受位于x=1c处的定时炸弹的爆炸威力，因为根据（10a）、（10b）的计算，当列车的头部通过位于x=1c处的炸弹时炸弹早已爆炸，而列车的尾部也不会直接承受位于x=-1c处的定时炸弹的爆炸威力，因为当列车的尾部通过位于 x=-1c处的炸弹时炸弹尚未爆炸。而事实是，若以列车与铁轨之间的接触为依据，列车中心通过坐标原点、列车头部通过x=1c处的炸弹、列车尾部通过x=-1c处的炸弹、位于x=1c处的炸弹爆炸、位于x=-1c处的炸弹爆炸这五件事对地面上静止的观察者来说都是同一刻，即t=0；类似地，这五件事对列车中心的运动观察者来说也是同一刻，即t’=0，也就是说，列车的头部与尾部注定要直接受到炸弹的冲击。因此，对付那些盲目捍卫狭义相对论的死硬分子最好是跟他们打上一赌，把它们分别放置到例子中的车头与车尾，让他们也为捍卫自己心中的“真理”付出一点“小小的代价”。 小结：基于视觉的狭义相对论与洛伦兹变换，不仅是错误的，而且有时是荒谬的；它不仅不应当作为同时性与计时的唯一依据，而且根本没有资格作为同时性与计时的任何依据；而以运动物体之间的直接接触为依据的自然同时性不仅是唯一正确的计时标准与依据，而且是对相对的同时性的最有力的反驳与校正。反过来，狭义相对论的同时性与洛伦兹变换对时间与空间的扭曲，以及相对同时性与洛伦兹变换的荒谬性，从对前述例子的分析中还看得不够清楚吗？） 下一个贴子：也说光速常数：（八）有关光速的几个更加细致的问题。 ~无忧仙人 |
| 请问楼主：在惯性系内，相对论的质能关系是否成立？如不成立，则质点动力学方程应是怎样的？ |
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超光速粒子的存在让E=mcc代表物体总能量的观念彻底成为笑柄。
============================================================ 请注意：我一贯称mcc为在所在重力场中的中性平动动能。 物体还有自旋的能量，还有可能远远大于中性能量的在电磁场条件下才能够表现出来的极性能量。 另外，洛伦兹变换成立的条件就是承认有c+v,c-v。 |
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对【172楼】说： 回周宪先生： 这种为科学界争光、为华人争光的事，无忧仙人怎么可能不承认呢？ ~无忧仙人 |
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无忧先生：
我复制了朱永强老师在下面季灏老师贴子43楼的见解： 我认为讨论要结合高能加速器的实际情况:一方面季灏实验说明磁场分折法,铝吸收法,量热法对同一个电子能量有不同的测量,在几Mev到几十Mev范围发现磁分折法按相对论算出能量是定高了,反证了电子接近光速时在磁场中受洛仑兹力要七五折左右;另一方面又要看到在高能加速器中电子的能量也可以高达几十Gev,一对正负电子对撞会产生是电子质量3000倍的J粒子(为此丁得诺贝尔奖).数学离不开物理实际,不过讨论数学总有好处但有时也难免会疏忽. 如果没有质量随速度增加而增加的函数关系，丁肇中会发现J粒子吗？ |
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对【176楼】说： 勘误： 令人遗憾的是：-），此时某些人的对时调点连介入的机会都没有。 应修改为： 令人遗憾的是：-），此时某些人的时钟对时论调连介入的机会都没有。 |
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说说相对性原理：（一）相对性原理简介
说明：黄德民版主以及其他多个网友已经发表贴子或者写书以澄清相对性原理的内容，并纠正可能的错误理解；相信无忧仙人在这里准备讲的，不少内容会与他们所说的重复。但是另一方面，由于各人思考问题的角度不同，对同一内容的表达方式也未必相同，我们有理由认为这种风格的多样化会让更多的网友受益。正是基于这个想法，无忧仙人决定将自己对相对性原理的研究与理解系统地与网友分享。虽然贴中的主要论点与论据均来自公开发表的文章，但是任何有关它们的理性而严谨的交流与探讨都是随时受欢迎的。 （1）相对性原理是说什么的。 相对性原理，又称相对运动原理，它是描述不同惯性参照系内物理现象之间关系的原理；而惯性参照系，简称惯性系，也就是做匀速直线运动的参照系。惯性系，在理论上对其定义不难，但是要正确地应用于现实实际并非如想象的那么简单，原因就在于现实世界几乎毫无例外地偏离我们的理想模型。但是，这还只是“惯性系”这一概念的问题之一；就相对性原理的研究目的来说，参照系的定义还存在更严重的问题，我们稍后将更加细致地对此予以说明与探讨。 从前面的表述中我们可以看到，相对性原理所关心的实质上是运动状态对物理现象的影响，或者更准确地说是匀速直线运动对物理现象的影响。比如它关心海上停泊的渡轮内部与做匀速直线航行时的渡轮内部其物理现象是否相同的问题。 请注意，我们这里所说的物理现象实质上是指的物理规律，是物理实验或观测条件与试验或观测结果之间的内在联系，不是单纯的实验或观测数据本身。换句话，“现象”因为表面上只涉及一个元素容易让人误解，而“物理规律”因为同时牵涉实验条件与实验结果两个元素以及二者潜在的联系而无此缺陷。事实将证明，我们的这个澄清不仅非常有益，而且完全必要。 （2）相对性原理有哪些等价表述。 当我们深入探讨相对性原理时，就会发现它有多种等价表述，这些等价表述源于我们探讨这一问题不同的视角。比如，我们可以从物理规律在不同惯性系内是否相同的角度看问题，也可以从运动的相对性来看它；可以从优先参照系的存在与否来探讨，也可以从匀速直线运动在惯性系内部的可探测性角度来考察它。不难发现，从不同角度对相对性原理的描述是有联系的，总结如下： 相对性原理的等价表述。 以下所有命题在物理上是等价的，它们中的每一个都可以用来刻划相对性原理： （2a）在所有惯性参照系中物理规律都是一样的，也就是说，当我们考察问题的视角从一个惯性系切换到另一个惯性系，只要我们保持物理实验条件不变，那么我们将可以预期到相同的实验结果（注1）。 （2b）匀速直线运动将不会产生可以探测的物理效应，前提是所用的物理实验必须完全限制于该运动的惯性系之内（注2）。 （2c）运动纯粹是相对的，也就是说，针对每一个惯性系我们都可以构造这样一个物理场合，在这个场合中两个相互矛盾的物理观测量对应于同一种相对运动状态（注3）。 （2d）不存在这样绝对优先的惯性参照系，相对于这个参照系所有匀速直线运动都可以通过物理观测量以完全相容的方式来定义。 （3）相对性原理有何特别之处。 首先，既然相对性原理探讨的是惯性系内的物理规律，那么非匀速直线运动对物理规律的影响便不是它的研究对象。当然，这并非排除某些物理规律在非惯性系内仍然成立，只是这种情况不在它的研究范围而已。 其次，如果我们把相对性原理也理解为一种物理规律，那么我们要说，相对性原理的特别之处在于它是关于物理规律的规律，因为它关心的是物理规律是否受运动状态的影响。正是由于它的这种抽象性和特殊性，使包括爱因斯坦在内的众多物理学家误解了它。 最后，相对性原理的独特内容决定了它只可能被证伪，而不可能被直接、完全地证真，从这个意义上说，它将永远是一种假定而不是得到完全实验证实的真理。这是因为，相对性原理关注的不是哪一个具体物理规律，而是所有可能的物理规律的全部；既然任何时候人类无法简单断言它们已经穷尽了所有的物理规律，所以，以物理规律为关注对象的相对性原理也就无法被肯定已经得到了完全的实验验证。但是尽管如此，相对性原理对指导人类的科学实践仍有重大意义。稍后我们将以具体例子进行说明。 （4）相对性原理出了什么问题。 按照无忧仙人这里的解释，相对性原理没有出任何问题，而出问题的是某些人的思维方式；这些人因为错解了有关的物理概念，如物理规律、参照系等等，所以没能把握住相对性原理的实质，并因此错解了相对性原理。然后一些追随者再以讹传讹，把错误的理解当做正确的东西。所以到头来害得大家不是去批评错误的理解，而是去批相对性原理自身。所以，做科学研究，不可不慎。 （5）狭义相对论中的相对性原理是爱因斯坦的发现吗。 不是的，经典力学的相对性原理是伽利略和牛顿的成就，而扩展到电磁学与光学的相对性原理是数学家庞加莱（声明：无忧仙人对数学家没有偏爱：-））的贡献。有证据表明，爱因斯坦沿用了庞加莱的结果但是却没有给予他相应的荣誉与功劳（我们知道，学术界对此种行为有一个专门术语来描述：-）），遗憾的是，爱因斯坦的转述虽然正确，但是他的理解却出了错误。不过坏事也能成为好事，因为我们中国的科学家无疑将会做得更好。 注1：这样表述的相对性原理必然排除不正确的观察者-光源完全对称性；原因稍后解释。 注2：对于封闭的惯性系来说，“物理实验完全限制于该运动的惯性系内”不难理解，那么对于像ECI这样的非封闭惯性系，以上限制该作何理解呢？我们稍后再对此进行说明。 注3：这个表述清楚地告诉我们，为什么以相对运动为基础进行物理预测的狭义相对论是错误的，以及它为何不能正确反映现实。 下一个贴子，说说相对性原理：（二）究竟有哪些人对相对性原理有贡献。 ~无忧仙人 |