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献给中国百万高中学生 推翻爱因斯坦相对论简明导论 时永澄 (shiycgood@126.com) 2011.10月10 日 摘要 超光速中微子撞响了爱因斯坦相对论的丧钟.为了从理性上帮助中学生和未上过大 学的人认识爱因 斯坦相对论的错误,看清它身上的皇帝新装, 我们将这个简明导引奉献给中国百万高中师生 在此短文中, 我们揭示出罗仑兹变换是基于时钟地理时差的人为设置才能保证爱因斯坦真空光速恒定原 理成立,因此它与超光速中微子的发现不相矛盾, 由罗仑兹变换导出的有关的尺缩钟慢的数学公式只能解读 为时钟和量尺人为设置的依据. 由此出发,以充分的论据否定了以四度时空微分线元协变性为基础的爱因斯 坦相对论动力学和广义相对论的正确性. 古代托密斥地心学说虽然被众多天象观测证明了许多次, 最终还是被哥白尼日心学说取代.相对论的实验验证无论在地球上或是在宇宙太空中被成功进行了几百几千样次,超光速 中微子的发现是对爱因斯坦相对论 一剑封喉式的否定 关键词:地球自转,时钟地理时差 Ⅰ. 导言 物理学中除了罗仑兹变换外还没有哪一个公式中的常数可以由你谁便说多少是多少。罗仑兹变换中的常数C可以是光速也可是声速,目前尚没有确定的方法.本文将揭示这种方法. 爱因斯坦说真空光速是不变的,人们想不通,我也曾想不通.我现在想通了.你想推翻它办不到, 因为它是人为的, 你想维护它也办不到,因为它不是爱因斯坦想像的自然定律..人们为了让地球上不同地点的人在早上八,九点钟看到同样燃燃升起的太阳, 考虑到地球每二十四小时旋转360度，将自己本地钟 (与英国格林威治天文台标准钟同步) 根据自己所处的纬度并考虑地球自东向西转按每小时15度对自己当地时钟设立地理时差. 如果不设立地理时差, 中国人正午12点看到太阳的同时美国人身处黑暗. 在牛顿时空中两个相互运动的惯性参考系中光速按伽利略速度合成公式变换 C' = C-V0 ， 式中V0为两参考系相互运动速度. 这里的速度V0是用绝对时间测量.相当于用格林威治时间计时. 爱因斯坦认为真空光速对一切观察者都是一个恒量,由此他建立了罗仑兹变换,该变换保证了光速不变.我们发现罗仑兹变换要求人们像为地球上时钟设立地理时差那样也为惯性参考系中不同地点的时钟设立地理时差,才能让不同惯性系的观察者测得相同的光速. 在牛顿力学中,两个小于光速的运动合成后可能得到超光速的运动.而在相对论中这是不可能的. 运用相对论速度合成公式,爱因斯坦论证了光速不可超越[1]. 一般公认只有当速度比光速小得多时, 爱因斯坦的速度合成公式近似的转化为伽利略速度合成公式. 自相对论问世百年以来,这些观点得到普世承认,反对者不能提出确切的论据.现在我们发现: 爱因斯坦的速度合成公式并不比牛顿力学速度合成公式更精确,在相对论适用范围内它们是相互等价的,在相对论适用范围以外牛顿力学速度合成公式不受任何限制. 由于罗仑兹变换所涉及的速度合成律关联到时钟非零地理时差的人为设置,以零地理时差同步钟测出的中微子超光速现象不排斥罗仑兹变换的正确性,然而它却否定了爱因斯坦相对论动力学和广义相对论的正确性. Ⅱ . 两个惯性参考系的时空坐标系的设置 两个惯性参考系的时空坐标系具有什么形式的坐标变换? 不是爱因斯坦说了算,也不是伽利略和牛顿说了算, 而是你说了算: 坐标变换的形式由你为作时空测量采用的工具和方法决定. 如果用相同的尺和同步无地理时差的钟在一个选为静止系的惯性参考系上建立了一个时空标系 K:(X,Y,Z,T), 一个质点的运动方程可表为 X=X(T),Y=Y(T),Z=Z(T). 对于另一个以匀速度V0沿x轴方向相对于K运动的另一惯性系人们曾建立了两个时空坐标系 K*: (X',Y',Z',T') 和 K': (x', y', z', t'), 这里我们相应的有两个时空坐标变换: GT ( 伽利略变换 ) 和 LT ( 罗仑兹变换 ) GT: X' = X-V0T, Y' = Y, Z' = Z, T' = T, LT: x' =β(X-V0T), (2.1) y' = Y, (2.2) z' = Z, (2.3) t'=β(T-V0X/C²), (2.4) 式中 β =1/δ , δ =√(1-V0 ²/C²), (2.5) 由此我们有 β = δ+βV0 ²/C². 由(2.4) (2.5) 我们得到 t' = βT-βV0X/C²=(δ+βV0 ²/C²)T-βV0X/C² = δT- βV0 (X-V0T)/C², 利用(1.1)消去上式右边的第二项中的因子 (X-V0T) 后得到 t' = δT- (V0/C²)x' . (2.6)当x'=0时就得到爱因斯坦关于运动钟走慢的公式: t'=δT. (2.7) 公式(2.6) 是反映运动参考系不同地点的本地时钟同步(但比K系中的本地时钟走慢δ倍)且存在地理时差的著名的时氏地理时差公式, 它是作者献给中国百万高中师生2010年端午节贺礼:打开爱因斯坦相对论迷宫的一把金钥匙. 如果在K系中按下式对时钟设立地理时差 T=τ+λ*X , (2.8) 式中 τ为K系原点O处本地静止钟的时间 λ*=V0/C² . (2.9) 由(2.8)和上式可得 t' =δ(τ+λ*X ) - λ*x'= δτ+λ*(δX-x') = δτ+(V0/C)² t', 由此解出 t' =τ/δ . (2.10) 该式表明运动参考系K'处各点时钟是零时差同步,它们都比静止参考系中各点静止钟走的快.即运动钟走的快. K'处各点时钟不会有心灵感应,它们自己不会随K系中时钟是否设立地理时差而改变快慢,这只能是人为设置的结果. 人们必须令(2.9)式中的C为真空光速计算出 λ*的数值,同时还要按(2.5)式算出δ ,然后按(2.6)在运动坐标系K'中调整时钟的周率和地理时差,罗仑兹变换和爱因斯坦真空光速恒定原理才有可能成立习题.当静止参考系按(2.8)式设立地理时差后,证明放在运动参考系X'轴上长度为1的尺 在静止参考系X轴上的长度变长1/δ倍并由此作出静止参考系水平长度单位的设计. Ⅲ.两种速度加法公式及其等价性 由伽利略变换得出的速度加法公式
U'=U-V0, V'=V, W'=W, (3.1) , (3.2) , (3.3) 与由罗仑兹变换得出的爱因斯坦速度合成公式 u' =( U-V0 )/(1-V0U/C²) . (3.4) v' =δV/(1-V0U/C²). (3.5) w' =δW/(1-V0U/C²). (3.6)
形式上的不同系由两者中所包含的速度涉及到的时间的测量,采用了不同的时钟设置.在运动参考系中,速度U'和u'分别为比值U′=ΔX΄/ΔT, u′=Δx΄/Δt΄ 在ΔT→0, Δt'→0时的极限.这里时间T是牛顿力学中的时间,由各地完全同步无地理时差的时钟测出,而t'由各地按(2.2)式设立了地理时差的同步钟测出.我们称U′为固有时速度, u'为坐标时速度由(2.6)得到 Δt΄= δΔT- (V0/C²)Δx'=δΔT-λ(ΔX-V0ΔT) =[δ-λβ(U-V0)] ΔT = β[δ²-λ(U- V0)] ΔT =β(δ²+λV0-λU ) ΔT, Δt'=(1/δ)( 1-V0U/C²)ΔT. (3.7) 于是我们有 Δx'/Δt'=(1/δ) ΔX'/Δt'= ΔX'/{ δ(1/δ) (1-V0U/C²) ΔT } = [1/(1-V0U/C²)](ΔX'/ΔT) =[1/(1-V0U/C²)](ΔX'/ΔT') 令ΔT→0, 则 Δt'→0,上式化为 u' = [1/(1-V0U/C²)]U', 同理可得 v' =δ[1/(1-V0U/C²)]V', w' =δ[1/( 1-V0U/C²)]W'. 于是得到质点在K*: (X',Y',Z',T') 和 K': (x', y', z', t') 中速度对应关系如下 u' = U'/(1-V0U/C²) . (3.8) v' = δV'/(1-V0U/C²). (3.9) w' = δW'/(1-V0U/C²). (3.10) 利用伽利略速度合成公式(3.3)消去(3.8), (3.9) 和 (3.10) 中的U', V'和W'就得到爱因斯坦速度合成公式 (3.4),(3.5),(3.6).反之，用(3.8), (3.9) 和 (3.10) 在爱因斯坦速度合成公式(3.4), (3.5) 和 (3.6)中消去 u' ，v' 和 w' 就得出出伽利略速度合成公式(3.1) , (3.2) ,(3.3)，它不是爱因斯坦速度合成公式的低速近似.在相对论速度范围内,两者完全严格等价. 爱因斯坦利用(3.4), (3.5) 和 (3.6)证明了不可能有这样的相互作用,它可用来作任意的信号传递,而其传递速度大于真空光速,即任何物体的速度不能超过真空光速.爱因斯坦这里涉及到的速度是坐标速度,他这个证明不能排除物体固有速度大于真空光速的可能性.也就是说超光速中微子的发现与罗仑兹变换不相矛盾. Ⅳ.爱因斯坦相对论动力学的荒谬性 设常温零风速情况下的声速为 V*=365m/sec,按照公式 λ*=V0/V*², (4.1) 算出地理时差系数后,根据公式(2.2)给K'中各地本地时钟设立地理时差,罗仑兹变换中的常数C就一定是标准声速,而决不是光速.我们可以在高速公路上证明声速不变假设,从而给出罗仑兹变换有力的实验验证.由(2.7)可得运动钟的固有时微分 dτ= dt√(1-V0²/C²). (4.2) (4.2)是与罗仑兹变换导出结果(2.7)等价,只对均速运动有意义.爱因斯坦在其相对论力学中由四维时空线元关于罗仑兹变换的不变性将(2.5)推广到变速运动,得到 τ= ∫ dt√(1-V²/C²). (4.2')
当V不是常数时,没有任何根据证明τ是运动钟的固有时. τ只是一个物理意义不明确的参数,将它作为固有时只是一种假设,没有任何根据,福克在其著作中多次指出这一点[6].根据这一假设,我们可以根据(4.1)所确定的罗仑兹变换中的常数作出时空线元 ds² = dx²+dy²+dz²-(V*)²dt², (4.3) 由此得出 dτ= dt√(1-V²/V*²). (4.4) 进而构造四维速度,建立起下列相对论质点动力学方程
d(M0βU)/dt =F, (4.5) d(βM0V*²)/dt = F∙U, (4.6) 式中 U,F为三维空间矢量 β = 1/√(1-U²/V*²). 类比爱因斯坦,由上述方程可得出两个结论: 1. 常态声速365m/sec是质点的速度极限,任何物体速度不能超过声速 v<395m/sec, 2. 物体的静能量等于其静质量与声速平方的乘积 E = M0V*². (4.7) 3.物体的惯性质量为 M = M0/√(1-U²/V*²), (4.8) 该式表明当物体速度趋近声速时其惯性质量趋于无限大.由此可见将(2.5)式当作变速运动情况下固有时的表述是荒谬的.爱因斯坦由此建立的相对论动力学方程是荒谬的.超光速中微子的发现证实了这种理论的荒谬性.由于真空光速的恒定性不再是自然定律,而是观察者人为设置量器的结果,四维时空线元的不变性在有加速度情况下无法通过时钟的人为设置予以保证,爱因斯坦相对论动力学的建立失去了依据,广义相对论的近代物理学大厦必将崩坍.与爱因斯坦不同,我们对(2.7)的解读是:运动钟调的慢.这一个字的改动不仅对狭义相对论产生严重影响,甚致完全摧毁爱因斯坦广义相对论. Ⅴ. 不是v<C是C>v---速度无极限 当 V0和 λ*给定后由(2.9)解出 C=√(V0/λ*) . (4.1) 为了保证C>V0, 对于给定的V0 > 0 , 由上式得到 0<λ*<1/V0 , (4.2) 满足该式的地理时差系数的选取保证了常数C 在（V0，∞）内取值.公式(4.2)给出了设置地理时差的界限. 这就表明罗仑兹变换中任意常数C的设定受到V0的限制, 而不是V0受到C的限制. 由此得出重要结论: 不是V0<C 而是C >V0 ------速度无极限 . 参考资料 1.爱因斯坦文集,第二卷,163页.商务印书倌1977北京.2. 献给中国百万高中学子的端午节贺礼---打开爱因斯坦相对论迷宫的一把金钥匙..> 2010-09-21 00:13 http://www.docin.com/p-81857729.html3. 关于“用一个字推翻爱因斯坦相对论” 一文的注记。时永澄，2010-4-30。格物Matter Regularity，第十卷38期p 87-91.4.关于相对论中爱因斯坦的错误及其修正,时永澄www.qiji.cn/eprint/abs/3579.html>. 2007年11月.格物，第十一卷总字第43期，2011年第3期 p 49-63.Einstein’s mistakes in relativity and its correctin. 2007年11月www.qiji.cn/eprint/abs/3580.html. 格物，第十卷总字第39期，2011年第1期 p 6-29.5.用一个字改正爱因斯坦相对论. 时永澄著.北京相对论研究联谊会五届年会论文集.2009年第四期 p136-1446.福克.空间,时间和引力场的理论,科学出版社7.陈秉乾等译,力学,“伯克利物理学教程”第一卷.科学出版社.北京1979.8.朗道,栗弗席兹.场论.任南,袁炳南译.人民出版社.9.胡宁.电动力学.人民教育出版社.196210.柏格曼.相对论导论.周奇译.19xx.11.C.MOLLER.THE THEORY OF RELATIVITA,197212. 2010年献给中国百万高中生中秋节贺礼> 2010-09-21 00:31 http://www.docin.com/p-81860429.html 13. 时永澄. 绝对时空中波动方程的协变姓─时式伽利略换.2011。www.qiji.cn/eprint/abs/4126.html 14 .用一个字推翻爱因斯坦相对论(运动钟调的慢) http://www.qiji.cn/eprint/abs/3915.html.> |