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从根本上认识“真空中光速不变”的错误 作者 曾展刚 构建坚实牢固的大厦需要水泥、沙石、钢筋等基础建筑材料和遵循正确的法则。要建成物理学理论大厦,同样需要“基础建筑材料”和“正确法则”。物理学的“基础建筑材料”是物理基础知识;物理学的“正确法则”是客观事实和客观规律。只有尊重客观事实和遵循客观规律,才能将物理基础知识构建为坚实牢固的物理学理论大厦。客观事实和客观规律、物理基础知识是物理学的根本。 尊重客观事实和遵循客观规律、注重物理基础知识,就能够从根本上认识“真空中光速不变”的错误。 与光速相关的物理概念有速度和速率。 速度: 速度描述质点>运动快慢和方向的物理量>,等于位移>和发生此位移所用时间的比值。 速度表示物体运动的快慢程度。速度是矢量>,有大小和方向,速度的大小也称为“速率>”。物理学中提到的“速度”一般指瞬时速度>,而通常所说的火车、飞机的速度都是指平均速度>。(引于百度百科《速度》) 速率: 速率是物体运动>的快慢,即速率是速度的大小或等价于路程>的变化率。 它是运动物体经过的路程△S和通过这一路程所用时间△t的比值。 如果Δt非常非常小,就可以认为Δs/Δ t表示的是物体在时刻t的速度,这个速度叫瞬时速度>,瞬时速度的大小通常叫做速率。速率通常是用绝对值表示的。 速率没有方向只有大小,速度有大小也有方向。 速率是标量>,它只描述物体运动的快慢,而不反映物体运动的方向。(引于百度百科《速率》) 速率是质点运动快慢的变化率,描述物质运动快慢变化的速率概念和“真空中光速不变”不匹配。 物体运动的速度数值和速度方向可以在一定时间内都保持不变,因此,速度概念和“真空中光速不变”相匹配。 满足两个条件才能构成矢量速度的不变,这两个条件分别是速度数值不变和速度方向不变。只要速度数值和速度方向中任何一个因素发生变化,矢量速度就会变化。 弯曲爬行的蛇在沙漠上留下波形曲线,即使蛇在爬行时间的各个均等瞬时段中都以相同的速率来爬行,也应以一定的标量速率描述其运动。不变的矢量速度不适用于描述它的运动。 光子运动是波动的,波动光子的运动方向不断变化,方向不断发生变化的光子不可以用速度不变来进行描述。“真空中光速不变”不符合波动光子运动方向不断变化的客观事实。 波动的光子不断变化运动方向,在一定时间内,真空中光速c与标量速率相匹配。 光子在真空中的运动方向不变不能成立。 光子在真空中的运动速度数值不变也不能成立,分两点说明: 一、光子在真空中的运动是间断的 普朗克常数说明电磁波发射和吸收是不连续的、一份一份地进行的。不连续就是有间断,这说明个体光子在真空中的运动是间断的而不是速度恒稳不变的。 “真空中光速不变” 不符合实际情况。 二、矢量速度不足以描述光子运动 波长是波剖面上相继两波峰间的距离。半径r的半圆形波的波长是4r,连接相继两波峰的曲线长度是2πr,物体以曲线运动完成两点距离的位移大于以直线运动完成两点距离的位移。 对于半径长度有差异的的半圆形波,它们之间有波长差,也有连接相继两波峰的曲线长度差,连接相继两波峰的曲线长度差大于波长差。 现实中有多种波长不相同的色光。在真空中,在相同的一定时间内,由于波长不同,不同色光以光速c完成相同直线距离的实际曲线位移各不相同。光速c是光子的波长和振动频率的计算速率。如果考虑不同色光不同的曲线位移,则不同色光的运动速率数值就不是单一光速c,单一数值的光速c在实际上不足以描述具有不同波长的各种色光。 物体同时以两个方向运动的情况很常见,地球就是同时公转和自转。很多微粒在高速前进的时候经常同时出现自旋。光子是自旋的玻色子,同时以两个方向运动。矢量速度只能描述物质以单一方向运动,而能不描述物体同时以两个方向运动,它不足以描述光子运动。 设定“真空中光速不变”条件令相对论包含严重危机: 矢量速度和标量的速度平方不相同,即使假设可以用矢量速度描述光速,光速和光速平方也不相同;动量mc和能量mc2除了列式上有分别外,物质的实际运动状况也有分别。爱因斯坦设定真空中光速不变的条件并套用于狭义相对论中的E=mc2,当中的错误很明显,就是将矢量速度和标量速率、矢量速度和标量的速度平方、动量和能量相混淆。 男性的条件适用于描述爹爹而不适用于笼统描述爹娘,分别是男性和女性的爹娘有别于男性的爹爹,这道理很简单。 真空中不变的光速c如何匹配不相同的光速平方c2? 这是一个如同男性的条件怎样适用于笼统描述爹娘的问题。 爱因斯坦运用数学语言解释物理现象,虽然为人类认识自然奥秘带来启发和创造了不可磨灭的贡献,但是,物理和数学不相同。“真空中光速不变”是相对论的根本前提假设,这个设定违背客观事实,经不起运用物理基础知识来进行推敲。只有尊重客观事实和遵循客观规律、注重物理基础知识,才是弄懂物理的正确途径。 |