再论狭义相对论的对与错    重新解释迈克尔孙--莫雷实验

摘要:

1、根据物体在空间运动其惯性内能相对守恒，推出平直惯性空间中，
          T' = T/(1-v^² /C^²)                    （1）式
          Ｌ' =Ｌ/(1-v^² /C^²)^ ^1/2                   （2）式

    这就是洛伦兹变换，既"钟慢尺缩"、时间弯曲。

    从定性上讲，狭义相对论提到的时间弯曲原理是对的。从定量上讲，它是错的。

2、还推导出加速系运动空间的时空弯曲变化规律。狭义相对论做不到这一点。

                             正文

    物理学的伟大巨人们，如普朗克、爱因斯坦、玻尔、海森堡、薛定谔、泡利、狄拉克等，使物理学及其它科学产生了前所未有的发展。
笔者认为：
    物体在空间运动其内能不变，其惯性质量不随速度变化而变化。既惯性内能相对守恒。
一、惯性系空间时空变换：

1、

   根据爱因斯坦质能方程E=mC^²，在真空中，静止质点m内能为mC^²。

   假设力F作用质点m，使其加速到v、移动距离为S后停止，使质点m继续以匀速v运动。

   力F施加的能量---功FS，挤压m惯性内能中等量能，以动能1/2mv^²形式溢出，同时能量FS填充在m惯性内能中。

    即运动前后，质点m惯性内能守恒。
    当运动速度v接近光速C时，学术界公认动能(1/2)mv^²变为mv^²≈mc^²。

既

                   mC^² =mC^² +mv^²
    等号右边的C加上标为C'，

                   mC^² = mC'^²  +mv^²
 C'是静止观测者根据上式推算的运动质点m附近的光速值，笔者称作运动光速。

于是
                 C'=C(1-v^² /C^²)^ ^1/2，推出C'＜C。

2、

     根据波粒二像性E=hr=mc^2以及距离公式Ｌ＝CＴ，推出:

     光速C的平方反比于时间T，光速C反比于距离Ｌ，则

           T'/ T　= C^² /C'^² =1/ (1-v^² /C^²)

           Ｌ'/Ｌ=　C/C'

          T'　= T　/(1 -v^² /C^²)　                    （1）式

          Ｌ'＝Ｌ/(1-v^² /C^²)^ ^1/2                      （2）式

   这就是洛伦兹变换，既钟慢尺缩、时间弯曲。

   根据（1）、（2）式，静止观测者认为:

    运动质点m附近时间T'比他附近时间T变慢，运动质点m附近的某段距离Ｌ'比他附近的同样距离Ｌ变长。

   静止处和匀速运动质点m附近的俩观测者，各自认为附近的光速等于真空中光速C，他们各自认为对方钟慢尺缩。

   从定性上讲，狭义相对论提到的时间弯曲原理是对的。从定量上讲，它是错的。

二、加速系空间时空变换：
1、

    质点m加速运动时，力F施加的能量--功FS，挤压m内能中等量能，以动能1/2mv^²形式溢出，同时能量FS填充m的惯性内能。

    质点m前后惯性内能守恒。
    质点m运动速度v接近光速C时，动能(1/2)mv^2变为mv^²≈mc^²。
                 mC'^²= mC^²+ mv^²
    由此推出
                 C'= C(1 + v^²/C^²)^ ^1/2， C'＞C

    C'是随质点m加速运动的观测者，由以上推出的静止处运动光速值。
2、

    再根据波粒二像性E=hr=mc^2以及距离公式Ｌ＝CＴ，推出

    光速C的平方反比于时间T，光速C反比于距离Ｌ，

              T'/T = C^²/C'^²

              Ｌ'/Ｌ = C/C'

              T'= T /(1 + v^²/C^²)　　　　　　　　　      （3）

              Ｌ'=Ｌ／(1 + v^²/C^²)^ ^1/2　                  （4）

   因此，加速运动的观测者认为:

   静止处时间T'比他附近时间T变快，静止处某段距离Ｌ'比他附近的同样距离Ｌ变短。

   关于光速，静止、匀速运动、加速运动的观测者，各自观测附近的光速等于真空中的光速。具体的还要等最终的相关实验结果出来再定论。相关话题还会继续。

    狭义相对论无法解释加速系运动空间的时空弯曲变化规律。

                    对迈克尔孙--莫雷实验的重新解释

    笔者认为：
1、
    水平方向，光线实际速度是光速C，实验者随地球运动水平方向速度为v，该实验者根据惯性内能相对守恒，认为实验装置中水平方向光线实际走过的距离L'是
           L' =2 L/(1－v^²/C^²)^ ^1/2　　　　　　　　　　 （1）
    因此实际观测到的实验装置中水平方向光线的往返时间T'为
           T' = 2L/C=2L/C(1－v^²/C^²) ^ ^1/2　　　　　　  （2）
2、
    垂直方向，运动光源、玻璃板、与运动方向垂直的镜子随地球运动，水平运动速度为v，由于光子有惯性，因此垂直方向光线有水平速度v，确保与水平的光线最终合到一处。在垂直方向上光线实际运动轨迹是一条斜的直线。

根据勾股定理

             S^² =（C t）^² = L^² +（v t）^²
    计算出光线在垂直方向单程的时间t是：
                t=L/C(1－v^² /C^²)^ ^1/2                   　　　　　　　　　　

   光线在运动垂直方向往返路程对称，距离一样，往返时间一样，总的时间T是2 t。

          T =2L/C(1－v^² /C^²)^ ^1/2                               （3）

（2）、（3）两式的值相等，所以实验装置中水平、垂直的两束光线往返时间相同，即迈克尔孙-莫雷实验的结果是阴性的。
三、

   狭义相对论致命弱点是:

   它采取数学方法推出的洛伦兹变换，只是数值对上了。

   数学是讲求绝对对称的，而物理是最不能讲求对称的。一位哲人说数学与物理的交叉仅百分之五左右，很有道理。

   所以它只能假设光速不变，去解释迈克尔孙--莫雷实验；假设物体运动速度接近光速时其惯性质量为无穷大，去解释牛顿第二定律F=ma。采用数学推导，也导致广义相对论在太阳系边缘这一宇宙尺度，其误差达到40万公里左右。

   以上原因，从定量上讲，狭义相对论的时间弯曲是错的。

   关于电子等粒子被加速到接近光速时，几乎无法再被加速，正确的物理解释为时间弯曲几近极限所致。加速度的计算方法还有速度与时间推导公式。

   本文主旨已随"相对性力学"登记，作者:刘润生，作者邮箱: jingruntong@163.com，2010225082@qq.com.