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陈绍光老師随笔：2.3 相对论和量子力学的适用范围 陈绍光老師在2007年的专利和2008年第37屉世界空间科学大会上指出：Lorentz变换的‘尺缩’和‘钟慢’分别是长度和时间的多普勒效应在两个相反方向测量结果的均方根平均值[L(0) L(π)]1/2 , [T(0) T(π)]1/2。测不准关系是长度和频率的多普勒频移在两个相反方向测量结果的平方差根之积， [L 2 (0) – L 2 (π)]1/2 [f 2 (0) – f 2 (π)]1/2。测不准关系则真正成了经典物理计量学的测量误差。本来英文的Uncertainty Principle 直译是不确定性原理，被我国物理学前辈译成测不准关系，前辈果然有先見之明。由此也可见，我国物理学界有重视实验测量的优良传统。 1， 对于大量全同粒子的无规运动，可将具有相反运动速度的粒子配对成粒子偶，这时v/c项接近被对消掉，Lorentz变换的‘尺缩’和‘钟慢’近似成立。由此可见，Lorentz变换具有统计性质，它对统计意义的运动μ介子寿命延长和电子论的Lorentz长度收缩是勉强适用的。 2， Lorentz变换的‘尺缩’和‘钟慢’是正向与反向的多普勒效应的v/c一级项被对消，只留下v/c的平方项。多普勒效应是实验结果的规律或定律，Lorentz变换是数学处理结果的推论或定理，它的成立有附加条件。单个客体不可能同时向两个相反的方向运动，无法对消一级的v/c项，使得Lorentz变换的‘尺缩’和‘钟慢’不适用于单个客体，也不适用于整体一致运动的加速器中粒子，仅应用于正反向严格配对的粒子偶，只有大量全同的无规运动粒子才能近似配对成功。因此相对论不能用于描述火箭与飞船的运动，双生子佯谬是相对论不适用于单体的具体表现。相对论也不能用于描述单个高能粒子的轨道，在高能物理学中也确实没有人用Lorentz变换去研究粒子的轨迹。取而代之是用相对论的质速和质能关系来研究粒子碰撞前后的状态。但由于高能粒子的碰撞绝大多数都是非弹性碰撞，使得这种分析方法的用处很有限。加速器中粒子是人为地使之整体一致运动的，无法正反方向配对，Lorentz变换当然不适用于加速器中的粒子。 3， 相对论的基本方程包括狭相的闵可夫斯基四维齐次式和Lorentz变换式以及广相的爱因斯坦方程，都是自变数v/c平方项的二次方程。v/c一次方程的多普勒频移公式可推导出二次式的Lorentz变换，但从二次式方程决不可能推出一次式的方程。因此，相对论永远无法解释多普勒频移、Lorentz力、耗散现象等涉及v/c一次式的规律，这是原则上的不相容。现代高能粒子物理、加速器、国防科技、核能技术、精密测量和导航等都用了磁偏转技术。电动力学中若只有Maxwell方程没有Lorentz力的公式的话则寸步难行，会使任何具体问题都解决不了。相对论与Lorentz力的公式在原则上的不相容，直接导致相对论在上述现代物理领域中失去作用。例如电子迴旋加速器、上海光源增强器和季灏实验中都用了磁偏转的罗仑兹力公式，也都出现了违反Lorentz变换、偏离质速和质能关系的实验结果，且粒子愈接近光速其偏离相对论就愈远。详见去年本站贴出过的陈绍光论文《用广义化牛顿力学处理磁偏问題》和前年贴出的陈绍光论文《跨越现代物理与经典物理之间的鸿沟》。我的博客http://blog.sina.com.cn/u/2252536722> 中也可找到这些论文。 4， 爱因斯坦用广义相对论处理过的光的偏折、水星近日点进动、引力红移三大考证实验。结果是：偏折对了，进动数值对了但没有算出半圈膨胀半圈收缩的不称称，引力红移则完全错了。其出错率为50%。别人用广义相对论处理了雷达回波时延、黑洞、暗物质、暗能量、宇宙膨脹、大爆炸、四极辐射引力波、先峰号飞船反常加速度、历史上Allais和Saxl & Allen等观察到的日蚀时引力异常、Long,Panov & Frontov,陈应天等和Hoskins等实验室扭秤法测得的引力平方反比定律偏差、Stacey等用岩层Ander等用冰层和Eckhandt等在塔上用重力仪探测第五种作用力的实验、1920年Majorana用真空天平的实验(测量真空管中1274g铅球的重量，当104kg的水银在真空管外形成8.4cm厚的屏蔽层时，铅球减轻了0.00097±0.00016毫克)等十三类实验，除了夏皮罗对时延处理正确外，其他十二类全处理错了，出错率为92.5%。 5， 广义相对论面对实验结果时全面失败，其根本原因在于自然界的真实的运动是遒从简单的、一次方程的规律（例如Lorentz力的公式等）。爱因斯坦却硬要用复杂的非线性二次方程去描述自然界。虽然短时间内爱因斯坦方程显得神秘、高深莫测而能迷惑不少人，但时间長了人们还是能看出其故弄玄虚的本质。爱因斯坦方程的非线性难以求解，加上方程组中存在四个比安基恒等式，使得其有效的方程数目少于未知数的数目，从而根本就不存在方程组的真正解。所谓的唯一解史瓦兹希尔德度规，是附加不可实现的孤立球条件而胡凑出来的数学游戏，根本不是物理上的解。
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