原创作者 马天平（地址新郑市）

(2013-10-24)

摘要：分析不同惯性系中，弹簧弹力弹开小车产生位移的力学事件，说明在不同惯性系中的位移不一定是真实力产生的位移、火车参照系速度产生的位移不是小车受到真实力的位移，因此，力在不同惯性系中不等价、加速度在不同惯性系中不等价，使力学相对性原理、狭义相对性原理、狭义相对论、广义相对性原理、广义相对论受到否定。

（本文根据笔者2013-06-19日的文章"弹力不等价，证伪力学相对性原理、狭义相对论。"改编。）

关键词： 弹力 加速度变换  力学相对性原理  狭义相对性原理  狭义相对论

根据力学相对性原理，力与惯性系无关、加速度在伽利略变换中是不变量。

那么，在不同惯性系中，力学相对性原理是否成立？狭义相对性原理是否成立？伽利略加速度变换式有没有物理意义？狭义相对论和广义相对论是否成立呢？

在现实中，人们使用弹簧弹开两个小车（或者滑块）的弹簧小车力学模式，来验证动量守恒定律，弹簧小车是教科书中经常使用的力学模型。

因此，现实中的弹簧小车遵守能量守恒的各种已知实验可以作为过硬的实验证据，可以推广应用于下面的力学分析中，来质疑已经过多年实验或理论检验早已确立的力学相对性原理、狭义相对性原理、狭义相对论。

假设静止地面上有两列方向相反的火车速度分别为u= 100米/秒、-u= -100米/秒，地面上静止的光滑平台上，劲度系数为k的轻质弹簧被两个质量为m的小车A和B压缩在中间，弹簧的中心点为M；

当把弹簧从静止释放，经过时间t=0.5秒，使弹簧形变量为△x、弹簧第一次恢复到原长，这时候弹簧的中心点M受到小车合力为零、仍然处于静止，两小车A、B相对于静止地面和点M的速度分别为v1= 10米/秒、v2= - 10米/秒，其中v1和v2与u、-u在一条直线上。

分析:

弹簧第一次恢复到原长过程中，弹簧的中心点M受到小车合力为零、点M受到弹簧合力为零；火车没有受到弹簧弹力、火车没有受到小车的反作用力、火车与小车之间没有力的作用（忽略引力）。

点M可以作为静止惯性系K，以速度-u= -100米/秒运动的火车可以作为运动惯性系K'。

一、在K系中：

在K系中， 2个小车的初速度分别为v0=0，经过时间t=0.5秒，

小车A的末速度为 v1= 10米/秒，

小车A受到弹簧弹力F1产生的加速度a1为

a1=（v1- v0）/t = 10米/秒^2

小车A受到弹簧弹力F1产生的位移、弹簧弹力F1推动小车A产生位移为：

s1=（1/2）a1 t^2 =（ 1/2）×10米/秒^2×（0.5秒）^2 = 2.5米

小车A受到力F1=m a1，

小车A受到力F1=m a1等于受到的弹力F1

在K系中，小车A受到弹簧弹力产生的加速度是真实的，符合客观事实；小车A受到弹簧弹力产生的位移s1=2.5米，是由于弹簧真实的弹力做功产生的，弹力使小车A产生的位移s1=2.5米是真实的位移；小车A受到弹簧弹力是真实的。牛顿力学规律在K系中是真实的。

二、在在K'系中：

以速度-u= -100米/秒运动的火车惯性系K'中， 2个小车的初速度分别同为v0'=100米/秒，经过时间t=0.5秒，

小车A的末速度为 v1'= 10米/秒- （-100米/秒）=110米/秒，

小车A受到弹力F1'产生的加速度a1'、小车A的加速度a1'为：

a1'=（v1'- v0'）/t = 10米/秒^2

小车A受到弹力F1'产生的位移为：

s1'= v0't +（1/2）a1't^2

 =100米/秒×0.5秒 +（ 1/2）×10米/秒^2×（0.5秒）^2

= 52.5米

小车A受到力F1'=m a1'

小车A受到力F1'=m a1'表面上等于受到的弹力F1'

（1）、

在K'中，

如果认为位移s1'= v0't +（1/2）a1't^2=52.5米是真实的弹力F1'产生的真实的位移s1'，那么，就使K'系的原点等价于K系的原点、使速度-u的火车惯性系K'对于小车A具有真实的弹力F1'。

只有速度-u的火车惯性系K'对于小车A产生真实的弹力F1'，才能使K'系的原点等价于K系的原点，才能使K'系中的位移s'= -v0t+a't t /2成为真实的力产生的的位移。

但是，显然，火车与小车A始终没有接触，小车A没有受到火车的作用力F1'、火车没有受到小车A的反作用力、火车不能代替弹簧产生真实的弹力F1' 。

因此，运动火车不能作为地面上弹簧弹开小车的起始点、参照物，K'系的原点不能等价于K系的原点，产生位移s'的力F'=ma'是不真实的力，加速度a'是不真实的加速度（是相对加速度），具有位移-v0t的合位移s'= -v0t+a't t /2（作为整体）是不真实的力产生的位移。

所以，K系中真实的力F1与K'系中不真实的力F1'不等价，K系中真实的加速度a1与K'系中不真实的加速度a1'不等价；力在不同惯性系中不等价、加速度在不同惯性系中不等价、惯性系不等价、具有优越惯性系，使力学相对性原理不成立，使伽利略加速度变换式成为虚拟加速度与真实加速度之间的变换，使伽利略加速度变换式在物理上不能成立。

2、

由于运动火车的速度而使小车A产生的位移v0t，不是小车A受到真实的作用力产生的、不是小车A受到弹簧弹力产生的，由于火车速度引起的位移v0t对于铁球没有真实的力学作用，因此，具有位移v0t的合位移s1'= v0't +（1/2）a1't^2（作为整体）是不真实的力产生的位移、产生位移s1'= v0't +（1/2）a1't^2的力F'=ma'不是真实的力，不真实的力F'=ma'产生的加速度a'是不真实的加速度。

所以，K系中真实的力F=ma与K'系中不真实的力F'=ma'不等价，K系中真实的加速度a与K'系中不真实的加速度a'不等价。

所以，力在不同惯性系中不等价、加速度在不同惯性系中不等价、惯性系不等价、具有优越惯性系，使力学相对性原理不成立，使伽利略加速度变换式成为虚拟加速度与真实加速度之间的变换，使伽利略加速度变换式在物理上不能成立。

3、

由于火车速度引起的位移v0t对于小车没有真实的力学作用，因此，运动火车不能作为地面上弹簧弹开小车的的起始点、参照物。所以，运动火车作为惯性系与弹簧的中心点M作为惯性系不等价、惯性系不等价，力学相对性原理不成立、狭义相对性原理不成立、狭义相对论不成立、广义相对性原理不成立、相对性原理不成立、广义相对论不成立。

4、

由于火车速度引起的位移v0t对于小车A没有真实的力学作用，因此，火车惯性系中对于小车A产生位移v0t的牛顿力是不真实的力、对于小车A产生位移v0t的相对论力是不真实的力。

所以，惯性系不等价、力学相对性原理不成立、狭义相对性原理不成立、狭义相对论不成立、广义相对性原理不成立、相对性原理不成立、广义相对论不成立。

    5、

与动量变化量有关的力F'=ma' 在K'系中是不真实的力，就会使与动量变化量有关的相对论力在K'系中成为不真实的力而没有物理意义，使相对论力在不同惯性系中不平权，所以，狭义相对性原理不成立、狭义相对论不成立、广义相对性原理不成立、相对性原理不成立、广义相对论不成立。

6、

牛顿力学、相对论力学，不能使火车代替弹簧产生真实的弹力，不能使运动火车惯性系的速度引起的位移v0t对于小车A产生真实的力学作用，因此，运动火车不能作为地面上弹簧弹开小车的的起始点、参照物，所以，惯性系不等价、具有优越惯性系、牛顿第二定律在不同惯性系中不等价、相对论力在不同惯性系中不平权，使力学相对性原理不成立、狭义相对性原理不成立、狭义相对论不成立、广义相对性原理不成立、相对性原理不成立、广义相对论不成立。

三、

当地面上的人抛铁球时，运动火车上的观察者通常不会把火车运动产生的位移归于地面上的人抛铁球产生的位移，但是，力学相对性原理和相对论，却允许以运动火车作为地面上的人抛铁球的起始点、参照物，允许把火车运动产生的位移合成于地面上的人抛铁球的位移。

当地面上的运动员跳远时，运动火车上的观察者通常不会把火车运动产生的位移归于地面上的运动员的跳远，但是，力学相对性原理和相对论，却允许以运动火车为地面上的运动员跳远的起始点、参照物，允许把火车运动产生的位移，合成于地面上的运动员的跳远。

参考上面小孩抛铁球的的逻辑分析，无论使用弹簧弹力、枪或者炮的冲力、人的推力、跳远，都能够使用本文中的逻辑来否定力学相对性原理、否定狭义相对性原理、否定狭义相对论和广义相对论。

综上所述：

弹簧弹力在不同惯性系中不等价，力与惯性系有关、加速度与惯性系有关。

惯性系不等价、具有优越惯性系、力在不同惯性系中不等价、加速度在不同惯性系中不等价、伽利略加速度变换式在物理上不能成立、相对论力F=dP/dt 在不同惯性系中不平权、力学相对性原理不成立、狭义相对性原理不成立、狭义相对论不成立、广义相对性原理不成立、相对性原理不成立、广义相对论不成立。