回复:我已经回信。
王建华先生,
您好!
您的论文<应该为“迈克尔逊-莫雷实验冤假错案”平反昭雪…>拜读。
因为您的论文较长,我无法用文字逐页给出看法(如果能当面讨论,就方便多了),我因此只就部分地方给出我个人看法。只是个人看法,如有不当,敬请谅解!
1. 您论文中老是提到“质点”速度这一概念。其实,我认为不存在这个概念。在坐标变换时,除了存在两个参考系相对速度U与用来校准时间的光子光速C之外,不再存在第三个物体的速度。您所谓“相对论混淆了几种速度”等质疑都是不存在的。(您所谓的“质点”其实就是坐标系上的坐标点,它不存在什么速度的概念。)
2. 任何这类坐标变换体现的都是两个参考系之间的相互关系,变换的数学式子除了光速以外,一定只包含一个参数(即参考系相对速度U)。在您的变换(P.30)包含着三种速度(除了光速与参考系相对速度U,还有“质点”速度V),这种变换肯定是错误的,因为质点粒子的运动不影响两个参考系的坐标变换(实际上我们根本就不需要额外引入什么质点粒子速度V。坐标变换是两个参考系之间的内禀性质,除了存在它们的相对速度U与用来校准时间的光速C之外,我们不再需要第三个物体的速度)。
3. 论文P.5,您提到相对论没有区分四种速率,我觉得根本不存在这样的事情。我觉得这些概念在相对论中区分地清清楚楚。
4.
P6-7. “相对论在此犯了两个严重的错误。首先,由于在坐标变换式的分析推证过程中,根本就没有涉及到物体本身的几何长度,而物体的运动长度 和 两者是指物体的运动距离,不是指物体自身的几何长度,因此相对论把“尺缩时慢“效应看成物体自身几何长度的变化是错误的。
【【【沈建其回复:相对论没有说把“尺缩时慢“效应看成物体自身几何长度的变化。这纯属于您的误解。您这里说的“物体自身几何长度”我想就是指静止长度(rest length),它具有Lorentz不变性。但是运动长度依赖于参考系的选择(即在不同参考系上的观察者测来,同一物体长度不同)。至于永远不变的是相对于这个物体静止的观察者测到的长度,也就是物体自身的几何长度(rest length),它具有Lorentz不变性】】】】
其次,从相对论分析推证变换式的初始阶段看,速率 应该是R系在S系中的速率 ,不是被观测事件质点P在S系中的速率 。
【【【对。而且在坐标变换时,除了两个参考系相对速度U与用来校准时间的光子光速C之外,不再存在第三个物体(即您所谓的“质点P”)的速度。】】】
事实上,质点P在S系中的速率 应该被包括在坐标 中,即 = 。而相对论把速率 看成是质点P在S系中的速率 ,这显然是错误的。
【【【相对论中也不存在这类“混淆”,这也属于您的误解。在坐标变换中,只有一个参数U(两个参考系之间的相对速度),不存在其他“质点”的速度。这类“质点”的速度是不必要的。】】】】
5. 对于第10页与18页的变换系数\beta等内容我看不明白。
6. P.25(第四章第一节)中“30万公里,60万公里”问题许多学习相对论的人都提出过。其实这个问题的症结在于大家用普通的Galileo-Newton时空观去考虑问题了。对于Galileo-Newton时空观,两个光速的叠加是C+C=2C,可是在相对论时空中,两个光速的叠加是(C+C)/(1+CC/CC)=C,还是C. 任何多的光速叠加仍旧是C。虽然看起来不可思议,但是本身不存在矛盾。
7. P26。 您有一句话“既然被观察的事件是光子的运动,那么上式中的速率V=C(光速)”。我认为这是您的错误。这里,V是两个参考系的相对速度,与作为时间校准的工具(光子)的速度C毫无关系。与其说“相对论混淆了几个速度”倒不如说您在应用相对论时,您擅作主张“混淆了几个速度”。这种V=C的代换是万万要不得的。
8. P.26中间关于“光子运动距离是2d还是0”的讨论,我认为这部分内容您也是在滥代公式。
9. P.28(第四章末尾)。其实在坐标变换中,除了存在两个参考系相对速度U与用来校准时间的光子光速C之外,不再存在第三个“质点”的速度。是您自己额外引入了一个质点的速度。您所谓“相对论混淆了几种速度”等质疑都是不存在的。
10.
P.30(最后一页)顶部:您说“特别注意:X_{R}=CT_{R}应该是
X_{R}=(C-U)T_{R}”. 其实这是毫无理由的。没有一个原理说速度的叠加就是这种类似(C-U)的线性叠加关系(为什么就不能是非线性叠加关系呢?比如(C-U)/[1-CU/CC]为什么就不可能呢?)您说速度的叠加就是这种类似(C-U)的线性叠加关系,我认为您这是先天地承认了Galileo-Newton的结论,然后再来质疑相对论。对于一个基本理论,我们不敢先天地去“杜撰”它的任何导出定律(速度叠加公式就是属于导出公式)。在演绎相对论时,除了遵守相对论两个基本原理之外,我们唯一能保证能把握的就是坐标的线性叠加公式X’=X+UT (相对论认为还要乘上一个变换系数\beta),至于速度的叠加公式,它是导出公式,不直接隐含在相对论两个基本原理之中,所以我们不要先验地去杜撰去猜测,去相信(C-U)的线性叠加关系一定是对的。为了完备性与自包含起见,我们需要诚惶诚恐的精神,我们要排斥任何超出相对论两个基本原理范畴的任何先验的公式,因此我们把速度叠加关系写成一个函数关系f(C,U,T),至于这个函数关系是您的线性的(C-U)公式还是其他非线性的公式(比如(C-U)/[1-CU/CC]),这需要演绎变换公式之后再来定夺。我们要切忌先验地向相对论输入与相对论两个基本原理相悖的公式。经过演绎变换公式,我们发现相对论的光速的叠加公式是非线性的,它是(C-U)/[1-CU/CC],它仍旧等于C。这与光速不变原理相一致。
您认为相对论把本该是(C-U)T的公式写成了CT,是属于人为令了U=0,因此是不对的。其实我认为完全不是这么一回事。在我“事后诸葛亮”看来,实际上是(C-U)/[1-CU/CC]=C在起着作用而已。
11. Mechelson-Moley实验中的非零结果源于空气涨落与水银缸中大理石平台的振荡等多种系统误差,随机误差所致。一般来说,最后发表的实验结果总要预先扣除系统误差,随机误差。但是在Mechelson-Moley实验中,由于预期的干涉条纹明显地不存在,所以也就没有必要去具体分析细小的系统误差,随机误差了。
12. 在数学上,一个变换是否自洽,其实是有一个标准的,那就是这个变换的元素是否成群(群满足四条要求:有单位元,逆元,满足结合律,满足完备性),只有这样,它在数学上才是自洽的。Lorentz变换(10个生成元)及Lorentz变换的推广即 庞加莱变换(15个生成元)都是满足群的要求的,因此在数学上是自洽的。马国梁变换不满足群(缺少逆元,不满足完备性),所以在数学上是不自恰的。您的变换(P.30)其实与马国梁变换一模一样,除了在中括号[ ]中的变换系数与他的不同。这个变换也是不成群的,因此在数学上存在矛盾(还有,您的变换中除了存在光速与参考系之间相对速度外,还存在质点速度,这是不必要的,不自然的)。
一个理论,如果它在数学上是成群的,您是无法在理论上来找到它的不自洽的地方的。狭义相对论Lorentz变换其实可以用罗把切夫斯基几何(非欧几何,也称双曲几何,锐角几何)表述;广义相对论数学工具就是另一个非欧几何(Riemann几何,也称钝角几何)。这些几何为数学家广为研究,所以相对论在数学上是自洽的。任何人在纯理论角度上是找不到它的矛盾的,它具有自包含性与完备性。而您的变换与马国梁变换,都是不成群的,因此在数学上是不自洽的,里面肯定存在自我矛盾的地方的。
以上就是我对您的论文的初步看法。如有不当,敬请谅解!我们可以继续讨论。
最后,我讲一下以上几条中的重点,即我想让您多关注其中1,2,7,10,12条。
With Best Regards!!
YOURS SINCERELY,
沈建其
浙江大学
2003、6.18
|