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对狭义相对论发起新一轮全方位进攻 (第3稿) 【摘录】
[楼主] 作者:费邦镜  发表时间:2014/08/26 19:50
点击:477次

对狭义相对论发起新一轮全方位进攻

(第3稿)

目录

第3稿序    ………………………………………………………………………… 2

第一章、松动一下对狭义相对论的迷信       …………………………………… 2

1、不接受狭义相对论,是因为思想受到传统观念的束缚吗?    ……………… 2

2、不要轻信相对论教材上的一些实验结论    …………………………………… 3

第二章、“同时的相对性”经不起推敲    ………………………………………… 4

3爱因斯坦对钟法含有不能被容忍的逻辑循环    ……………………………… 4

4一种比爱因斯坦更合理的中垂线对钟法,不含逻辑循环    ………………… 5

5、掀翻爱因斯坦火车,摧毁爱因斯坦建立相对时空观的突破点  ……………… 6

6、完全可以证明两个不同惯性系的“同时性是绝对的”  ……………………… 6

第三章、不能迷信伽利略相对性原理       ……………………………………… 7

7、伽利略相对性原理没得到过严格的思辨或验证    …………………………… 7

8、坐标系相互之间如何运动,不会决定力学定律在其中是否有效    ………… 8

第四章、因为牛顿找不到“绝对处所”,致使“绝对空间”被误解     ………… 8

9、推知“绝对运动”,是牛顿写作《原理》的目的   …………………………… 8

10、水桶实验仅证明了“绝对运动”的存在,而不是“绝对空间”   ………… 9

11、牛顿终身未能找到的“绝对处所”就是“引力场”,水桶实验证明了“水”是在相对于“引力场”作绝对运动,牛顿和马赫的观点并不对立    ………… 10

第五章、重新审视惯性定律、惯性系、惯性力,给牛顿力学打补丁  …………… 11

12、“惯性定律”应该打个补丁,将不再支撑伽利略相对性原理  ……………… 11

13、“惯性系”对于研究力学问题不是必须的,应该放弃   …………………… 12

14、“惯性力”不是虚假的力,它有反作用力  …………………………………… 13

15、给“绝对运动”和“绝对静止”定义也打个补丁,《原理》中唯一的一个假设也不再需要了,让牛顿宇宙体系更严密  …………………………………… 14

16、把被废弃的“相对性原理”改造为“绝对性原理”  ………………………… 15

17、用大白话解析牛顿的“时间”和“空间”   ………………………………… 16

第六章、给“光以太”招魂      …………………………………………………… 16

18、否定“光以太”并不是唯一出路  ……………………………………………… 16

19、同“绝对处所”一样,“光以太”也是“引力场”  ………………………… 18

第七章、“万有引力”被误解为“超距作用”,应该得到平反   ………………… 20

20、牛顿终身未能找到“引力以太”,致使万有引力被误解为“超距作用”…… 20

21、传递“万有引力”的“引力以太”,怎么可能不是“引力场”  …………… 21

第八章、总论    …………………………………………………………………… 21

参考文献    ……………………………………·………………………………… 22

 

 

 

 

3稿序

在断断续续花了几十年的时间,把狭义相对论的基本思想都彻底吃透了之后,笔者才刚刚觉悟:不能把眼光只盯着狭义相对论的错误。

单纯“反相”,只能倒退回三百多年前的牛顿力学,让人难以接受,再者,牛顿力学如果没有瑕疵,狭义相对论也建立不起来,因此,在进攻狭义相对论的同时,必须给牛顿力学打上补丁,让牛顿力学更完善,才能更有力地“反相”。

笔者把注意力集中到了牛顿的“水桶实验”上,因为,“惯性力的起源问题还没有搞清楚,牛顿水桶实验所揭示的疑难至今仍然存在。” [1] 这种最基本的悬疑问题,应该是个突破口。

本稿与前两稿相比,除了修正一些错误,更有质的变化:

请关注第6节【完全可以证明两个不同惯性系的“同时性是绝对的”】,这是从笔者10年前的论文中摘录的,可以对“同时性”作一个不容置疑的判决。

也请关注整个第四章【因为牛顿找不到“绝对处所”,致使“绝对空间”被误解】,这是笔者近两个月研读牛顿《原理》的新领悟,对于解决牛顿水桶实验的悬疑,肯定是“柳暗花明又一村”。

在第五章中,笔者给牛顿力学打了两个补丁,提出了一些新观点,让牛顿力学成了一个更完善的理论。

笔者学识浅薄,不妥或错误在所难免,欢迎批评指正。

 

               上海金标软件有限公司   费邦镜  2014/8/26

 

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 (未完待续,请勿跟帖)

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[楼主]  [2楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/08/27 06:23 

读帖时,帖子不存在
 [3楼]  作者:silin007  发表时间: 2014/08/27 08:08 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [4楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/08/27 14:21 

第四章、     因为牛顿找不到“绝对处所”,致使“绝对空间”被误解

 

9、推知“绝对运动”,是牛顿写作《原理》的目的

很少有人提及,牛顿写作《自然哲学之数学原理》的目的是什么。

牛顿在《原理》的“定义”篇“附注”中表达得非常明白:“真实与相对运动之所以不同,原因在于施于物体上使之产生运动的力。……要认识特定物体的真实运动,并切实地把它与表象的运动区分开来,确实是一件极为困难的事,……不过这件事也没有彻底绝望,我们还有若干见解作指导,其一来自表象运动,它与真实运动有所差异;其一来自力,它是真实运动的原因与后果。……如何由其原因、效果及表象差异推知真正的运动,以及相反的推理,正是我要在随后的篇章中详细阐述的,这正是我写作本书的目的。 [18]

请大家看清楚,牛顿写作《原理》的目的就是推知“绝对运动”,在《原理》中,牛顿把“真正的运动”、“真实的运动”、“绝对运动”是相提并论的。

而我们深受伽利略相对性原理的影响,对于“绝对运动”是彻底否定的。其实,我们大家(包括笔者本人)都还没有真正读懂牛顿的《原理》。下面,就让我们一起仔细研读《原理》的相关内容。

 

10、牛顿的水桶实验仅证明了“绝对运动”的存在,而不是“绝对空间”

为了能感知“绝对运动”,牛顿设计了一个著名的“水桶实验”:绳子上吊有一桶水,让桶做旋转运动。开始时水未被桶壁带动,桶转水不转,水面是一个平面。不久,水逐渐被桶壁带动而旋转,水沿桶壁上升,形成一个凹形,直到与桶以同样的角速度旋转,此时水沿桶壁上升到最高点

牛顿认为,“起初,……水面保持平坦,因此水的真正旋转并未开始。但在那之后,……水沿桶壁上升……说明水的真实的转动正逐渐加快,直到它获得最大量,这时水相对于桶静止。” [19]

请看仔细!在这里牛顿丝毫未提及“绝对空间”。很明显,通过水桶实验,牛顿只是论证了“绝对运动”的存在

然而,笔者手头所有论及水桶实验的书籍(除了郭奕玲、沈慧君两位先生的《物理学史》),统统都说“牛顿用水桶实验论证了绝对空间的存在”,为什么会有如此大的误解呢?……

估计同笔者先前一样,没有认真阅读牛顿的原著,犯了人云亦云的毛病,在那里“想当然”。

对于“绝对运动”,牛顿有明确定义:绝对运动是物体由一个绝对处所迁移到另一个绝对处所[20] 注意!与“绝对运动”相关的是“绝对处所”,而不是“绝对空间”

“处所”和“空间”是同一个概念吗?显然不是,牛顿对它们是分别定义的。 牛顿在《原理》中定义:“处所是空间的一部分,为物体占据着……”。[21] 牛顿接下来又对“处所”进行了一番补充解释。但不知是转展翻译(拉丁文→古英文→现代英文→中文)的问题,还是本人的阅读水平问题,“处所”的概念在这里显得较难理解。

再参阅相关著作,“处所”的概念才清晰起来。牛顿在他的《论流体的重力和平衡》一文手稿中写道:“首先定义‘地方’为某种东西均匀填充的一部分空间,然后定义‘静止’是保留在同一地方,定义‘运动’为地方的变化。” [22](阎康年先生在这里把“处所”译为“地方”)

显然,牛顿的本意当然是:“处所”并不是“空间”;“空间”的确是一无所有而“处所”必须被某种东西填充,或者按《原理》中的说法,“处所”必须为某种物体占据着“静止”是保留在同一“处所”,“运动”则是“处所”的变化

牛顿的水桶实验,论证了“绝对运动”的存在,也就仅仅是证明了“水”相对于“绝对处所”中填充的东西在作真正的转动哪里扯得上“绝对空间”呢

问题是,这个“绝对处所”中被填充的“某种东西”究竟是什么?牛顿终身没能找到,以致牛顿对水桶实验的看法遭到马赫等人的严重误解,误以为“找不到任何东西,就是没东西,没东西当然就是绝对空间”,进而误以为“牛顿认为水是在相对于空无一物的绝对空间转动”。真是不可思议的误解!

既然牛顿已证明了“绝对处所”的存在,那么,在科技经过了300多年进步后的今天,我们比牛顿有更广阔的视野,我们应该能找到它。

 

11、牛顿终身未能找到的“绝对处所”就是“引力场”,水桶实验证明了“水”是在相对于“引力场”作绝对运动,牛顿和马赫的观点并不对立

复旦大学郑永令先生等合著的《力学》(第二版)第94页上有一道关于水桶实验的例题(哈佛教科书《力学引论》等许多力学教材中都有相同例题),笔者觉得,该例题的答案已经提示我们“绝对处所”是什么。

请看该例题:“一水桶绕自身的竖直轴以角速度ω旋转,当水与桶一起转动时,求水面的形状。”解答步骤是,先以液面中心为原点建立zr坐标,对横坐标为r的液面微团进行受力分析,……推导得 z=ωωrr / 2g ,此为抛物线方程,故液面为旋转抛物面。

该等式显示,旋转的水面呈凹形的唯一外因是地球引力场强度g,这似乎可以理解为旋转的水面呈凹形是因为水相对于地球引力场以角速度ω旋转。

(注:本文中所有的“引力场”均指牛顿“万有引力”所产生的“引力场”;也许,更贴切的名称应该是“质量场”。)

如果把地球引力场看成是水桶实验的“绝对处所”,那是何等的简单、明快!这也不是没有理由:因为我们现在知道,引力场也是一种物质,当然可以被填充在绝对处所中,牛顿当年想用托里拆利的真空实验寻找这种物质,当然以失败告终。不妨就让我们沿着这一思路,看看能不能走得更远。

牛顿对水桶实验的解释遭到马赫的否定,马赫的理由是:“物体的运动是指物体之间的关系而言,如果忽略其他物体ABC……而企图谈论绝对空间中物体K的运动,则是错误的”,[23] “根本不存在绝对空间;转动不是绝对的,而是相对的,产生惯性离心力是水相对于全宇宙物质(遥远星系)转动的结果。”[24]  这个思想“给了爱因斯坦以极大的启发,引导他创立了广义相对论”,被爱因斯坦尊称为马赫原理。

那么我们要问,“水”对于“地球本征引力场这种物质”的转动,难道不正是相对的吗?“全宇宙物质”是通过什么作用于水的呢?难道不就是“引力场”吗?水桶周边的这个引力场难道不就是全宇宙物质所产生的引力“综合影响”的结果吗?牛顿只不过是一时找不到这个“绝对处所”中所填充的东西罢了。但是,正因为这个“找不到”,却让惠更斯、莱布尼兹、马赫等人产生了严重误解,误以为“牛顿认为水是在相对于空无一物的绝对空间转动”,我们大多数人则盲从马赫,迷信爱因斯坦,也随着他们一起误解牛顿。

如果当年牛顿能指出水是在相对于引力场转动,那么,马赫还有什么理由反对牛顿呢?当然一条都没有!牛顿的认识与马赫原理并没有本质区别

一定立刻有人质疑:且慢!既然水桶周边的这个引力场是全宇宙物质所产生的引力综合影响的结果,那么为什么z=ωωrr / 2g等式中仅含地球的引力场强度g,而不含太阳和其他远域物质的引力场强度呢?

目光果然犀利,该问题确实非常深刻且重大,当初马赫也正是考虑到地球的质量与远域物质的质量相比绝对是微乎其微的,进而断言“惯性力起源于受力物体相对于遥远星系的加速运动”。[25]

其实,该问题的答案非常简单:我们不能用静力学理论来分析动力学问题,由于太阳对地球的引力,已被地球绕日转动而消耗殆尽;其他远域物质对太阳的引力,已被太阳绕银河中心的转动而消耗殆尽,所以桶中的水所能感知的几乎只是地球的引力。地球的引力场强度g,正是全宇宙物质所产生的引力“综合影响”的结果这个理由也可以漂亮地解释引力(纽曼-希林格)佯谬。

因此,笔者坚信,被牛顿的水桶实验证实了的绝对处所,就是引力场。如果把本域物体的引力场称为“本征引力场”,那么,惯性力正是起源于物体相对于“本征引力场”的加速运动

需要强调的是,宇宙间无处不在的引力场,其强度一般是不均等的,全宇宙不存在统一、均匀、平直的“绝对处所”,所有的“绝对处所”都是局域的。这也就漂亮地解释了夜黑(奥伯斯)佯谬。

看来,“引力场”能够把牛顿和马赫对于水桶实验的对立观点协调、统一起来,至今尚无定论的“惯性力起源”问题也能明快地得到解决,我们对“绝对空间”的误解早就应该被消除。

 

(未完待续,请勿跟帖。下一章也非常重要) 

[楼主]  [5楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/08/27 20:26 

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[楼主]  [6楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/08/28 05:28 

(第六章的内容---给“光以太”招魂,与前两稿雷同,这里上传帖子太困难,暂略)

 

第七章、     “万有引力”被误解为“超距作用”,应该得到平反

 

20、牛顿终身未能找到“引力以太”,致使万有引力被误解为“超距作用”

1687年《原理》正式出版,万有引力理论也随之面世,但是,牛顿既不知道万有引力的本质,也不知道其传递机制,这就为莱布尼兹、贝克莱等人反对他的引力理论留下了把柄。

牛顿在1674年(32岁)之前主张原子论,在引力传递机制方面,牛顿用重力射线说明重力的本质,认为物质以发射的某种物质粒子流而相互作用,重力可以不通过介质的传递,直接穿过虚空发射到另一个物体上。[42]

但在他的光的微粒说和颜色理论受到胡克和笛卡尔-惠更斯学派的有力批评之后,牛顿开始向以太说妥协。

16741684年间(3242岁),牛顿向以太说的妥协由光学扩展到了整个物质观方面。牛顿的重力观点也转向以太效应,即认为重力是由以太密度差异产生的压力差引起的。这种解释可以使重力的产生和传递的原因相一致。[42]

牛顿的以太,“极端稀薄(细小),无限延伸,在物体周围和物体自身中都存在,能运动,能流动。几乎不是气体,但也还不是虚空。(门捷列夫最初甚至还指出了以太在化学元素周期系中的位置,并称之为牛顿素!)” [43]

但是,1684年之后,牛顿对以太的看法又发生了转变,很少再提及以太,主要原因是:1)“他自己和波义耳的真空实验都未证明以太的存在”;2)牛顿的运动理论似乎也不需要以太;3)笛卡尔的以太旋涡理论与牛顿的引力理论有冲突(笔者按:牛顿主要批判的是旋涡,并不是以太)。[44]

不过,牛顿并未完全倒退回原子论,1717年牛顿在晚年发表了《光学》第二版,并且附加了《疑问17 - 24》,在这些疑问中,牛顿都围绕着以太提问,探讨是否可以用以太做出解释。[45] 其中的《疑问21》专门用“以太”探讨了重力问题。

可见,牛顿对以太并未完全否定。牛顿对以太一直处于非常矛盾、纠结和“苦恼”之中,主要原因就是:“以太”应该有,但却始终找不到

麦克斯韦认为牛顿在《光学》的《疑问》和给波义耳的信中,试图用介质的压力说明引力,只是因为未能在实验和观察上证实以太介质的存在,而未发表。[46]

尽管牛顿一再坚决反对超距作用,例如在1693225日给本特雷的信中,他写道:“如果一个物体可以通过真空而没有其他东西的中介,超距作用到另一个物体上,不经过任何东西就传递作用或力,对我来说是极其荒谬的,我相信没有一个在哲学上有思考能力的人,会陷入这种谬论之中。”[47]

但是,莱布尼兹和笛卡尔-惠更斯学派却坚持认为,牛顿的引力理论是以原子论为基础的,原子论的基本观点是原子和虚空,于是引力只能通过虚空而传递,这就是不合理的“超距作用”。[48]

 

21、传递“万有引力”的“引力以太”,怎么可能不是“引力场”

在我们现在看来,物质之间的“万有引力”,通过物质所产生的“引力场”而发生传递,难道不是天经地义的事吗?不然,凭什么称为“引力场”呢?牛顿当年拼命寻找的这个“引力以太”,难道不是明摆着的吗?难道还需要寻找吗?

但是,在牛顿时代,完全没有“场”的概念,牛顿找不到“引力以太”,太正常不过了。既然什么都没找到,当然就是虚空,莱布尼兹们产生误解,好像也不难理解。

让人难于理解的是爱因斯坦对“引力以太”的态度。

一方面,在同柯恩的谈话中说,他相信:“牛顿所最强烈反对的是一种能够自己在虚空空间中传递力的观念,牛顿希望用以太来把超距作用归结为接触力。”[49]

而另一方面,爱因斯坦在《广义引力论》中写道:“在牛顿的物理学中,物体的理论描述所根据的基本理论概念,是质子和粒子。这样,物质先验地被看作是不连续的。这就使它必然认为质点相互之间的作用是‘超距作用’。” [49]

这显然就有“为了推广自己的引力理论而故意抹黑牛顿引力理论”的嫌疑。

 

第八章    、 总论

 

我们已经看到,牛顿终身未能寻找到的“引力以太”和水桶实验的“绝对处所”,二者居然会是同一个东西——“引力场”,还有那几乎全世界的物理学家都探寻不到的“光以太”,居然会与前二者也是同一个东西——“引力场” !

真可谓“众里寻他千百度>,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处”。

当年牛顿批判笛卡尔的“以太旋涡”理论,真不该“倒洗澡水,连小孩一起倒掉了”,笛卡尔的以太论,还是非常有思想深度的。

找到了“引力场”这个“以太”,宇宙变得更简约、更和谐:我们只要借助于“引力场”,就可以轻松驱除那朵物理学上空的乌云;就可以消除对牛顿力学的误解,就可以明白牛顿体系是建立在“引力场”这个“绝对参考系”之上的,从而真正找到惯性运动和惯性力的起源,牛顿体系变得更加完美,不再“与引力理论和宇宙图像矛盾”[50];《原理》中唯一的一个假设也不再需要了,牛顿的宇宙体系也变得更加严密!

找到了“引力场”,就让“绝对运动”得以存在,狭义相对论的支柱——“相对性原理”自然不堪一击。

牛顿火车思想实验(本文第6节),更是彻底粉碎了“同时的相对性”。

 

难道本文的思辨还不足以攻占“狭义相对论”?!

 

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参考文献

[1] 赵峥、刘文彪,广义相对论基础,清华大学出版社,201011

[2] 郑永令 等,力学(第二版),高等教育出版社,2002453

[3] 郭奕玲、沈慧君,物理学史(第2版),清华大学出版社,2009196

[4] A.P.弗伦奇,狭义相对论,人民教育出版社,张大卫译,1979102109

[5] 张元仲,狭义相对论实验基础,科学出版社,199420

[6] 张元仲,狭义相对论实验基础,科学出版社,199422

[7] A.爱因斯坦,相对论的意义,科学出版社,李灏译,197918

[8] A.爱因斯坦、L.英费尔德,物理学的进化,上海科学技术出版社,1979132

[9] 刘辽、赵峥等,黑洞与时间的性质,北京大学出版社,2008228

[10] 赵峥,相对论百问,北京师范大学出版社,201039

[11] 刘辽 等,狭义相对论,科学出版社,200827

[12] A.爱因斯坦,狭义与广义相对论浅说,上海科学技术出版社,19792122

[13] 费邦镜,《“同时性”是绝对的,引力场就是“以太”》,北相网站,2004.12.18,(豆丁网等)

[14] A.爱因斯坦、L.英费尔德,物理学的进化,上海科学技术出版社,1979114

[15] 郑永令 等,力学(第二版),高等教育出版社,200279

[16] D.KLEPPNER 等,力学引论,人民教育出版社,宁远源 等译,1980541

[17] A.爱因斯坦,物理学的进化,上海科学技术出版社,1979156

[18] 牛顿,自然哲学之数学原理,北京大学出版社,王克迪译,200667

[19] (同上)

[20] 牛顿,自然哲学之数学原理,北京大学出版社,王克迪译,20064

[21] (同上)

[22] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989381

[23] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989389

[24] 赵峥 等,广义相对论基础,清华大学出版社,201211

[25] (同上)

[26] 林德宏,科学思想史,江苏科学技术出版社,2004,87

[27] 朱鋐雄,物理学思想概论,清华大学出版社,200917

[28] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989378

[29] 高炳坤,探索惯性系,大学物理,2010. 29 (8)

[30] 郑永令 等,力学(第二版),高等教育出版社,2002455

[31] A.爱因斯坦,物理学的进化,上海科学技术出版社,1979154

[32] 赵峥 等,广义相对论基础,清华大学出版社,201210

[33] 朱鋐雄,物理学思想概论,清华大学出版社,20092627

[34] D.KLEPPNER 等,力学引论,人民教育出版社,宁远源 等译,1980436

[35] (同33

[36] 牛顿,自然哲学之数学原理,北京大学出版社,王克迪译,2006270

[37] 朱鋐雄,物理学思想概论,清华大学出版社,200924

[38] R.瑞思尼克,相对论和早期量子论中的基本概念,上海科学技术出版社,上海师范大学物理系译,      许国保校,19781630

[39] 郭奕玲、沈慧君,物理学史(第2版),清华大学出版社,2009170171

[40] В.И.雷德尼克,场,科学普及出版社,周昌忠译,198150

[41] 张元仲,狭义相对论实验基础,科学出版社,19942428

[42] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989418

[43] В.И.雷德尼克,场,科学普及出版社,周昌忠译,198124

[44] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989412

[45] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989306

[46] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989429

[47] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989433

[48] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989421

[49] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989430

[50] 王顺金,物理学前沿---问题与基础,科学出版社,2013,159

  

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本文【摘要】上传完成。特别期待各位版主及其他网友提出不同观点,谢谢! 

 

[楼主]  [7楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/08/28 15:11 

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[楼主]  [8楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/08/30 15:32 
[楼主]  [9楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/08/30 15:33 
[楼主]  [10楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/08/30 15:33 
[楼主]  [11楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/08/30 15:33 
[楼主]  [12楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/08/30 15:36 
[楼主]  [13楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/08/30 15:39 

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[楼主]  [14楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/09/03 13:43 

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 [15楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/09/03 17:12 

[楼主] [14楼] 作者:费邦镜

你的论证整体上是错误的。

关于光信号的“中垂线对钟法”,我以前所给的证明仍然是有效的,它符合相对论的对钟,不能通过这种对钟获得具有绝对性的同时。

如果仅仅想获得具有绝对性的同时,其实很简单。先按照某种对钟方法对惯性系S所有位置的时钟进行对钟,其中,对钟方法可以按照你的意愿来确定(比如,你只在S系中通过光信号使用“中垂线对钟法”完成S系的对钟),然后令其它任一惯性系S'的每一个时钟必须与S系相重合的时钟保持相同的读数,这个可以通过调整S'系每一点时钟的指针和快慢来实现,如此一个绝对同时的时间体系就建立起来了。

因此,同时是绝对还是相对取决于人们如何建立这个时间体系,无论是绝对同时还是相对同时人们都可以实现,都不是必然的结果,只不过“绝对同时”更好理解、更容易被人们所接受。

另外,你对(相对论的)相对钟慢的理解是错误的。两个相对运动的时钟,当它们相遇的时候,一个显示的时刻是t,另一个显示的时刻是t',t、t'谁大谁小对所有观测者都是一样的,不会出现“你看是t>t'、他看是t'>t”,相对钟慢从来都不是这样的意思。因此,你的证明不过是曲解下的一种论述而已,是错误的。
[楼主]  [16楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/09/04 11:12 

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 [17楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/09/04 15:14 

[楼主] [16楼] 作者:费邦镜 发表时间: 2014/09/04 11:12

[15楼] sxgdyl 先生的观点是“同时是绝对还是相对取决于人们如何建立这个时间体系,无论是绝对同时,还是相对同时,人们都可以实现,都不是必然的结果”,简言之,sxgdyl 先生认为,“同时性”就是一团湿面粉,可以随意揉捏。这显然同爱因斯坦的“同时性必然是相对的”观点不一致。
而我认为,同时性必然是绝对的,不然的话,就会无法自圆其说,就会出现矛盾。我已在本文第二章“6、完全可以证明两个不同惯性系的‘同时性是绝对的’”这一节给出了清晰的、充分的证明。
请sxgdyl 先生明示,“(相对论的)相对钟慢”究竟应该怎样理解?
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时间本质上是人类按照一定的方法和条件对事物运动变化的一种计量结果,同时事件则是人类对不同事件相互关系的一种约定或命名。即,时间是人定的、同时事件也是人定的,如果你有足够的思维开放度,则任何两个事件都可以计量为相同的时刻,并命名为“同时事件”。

而人们通常理解的“同时事件”是附加了很多限制条件的,是从人的意愿、便于运用等多个角度人为规定的条件。

比方说,在“同时事件”的约定上,一般会要求满足“因事件的发生时刻小于果事件的发生时刻”这样的条件(注意,这个条件也不是必然的,不满足这一条件也不能证明你约定的“同时事件”是错误的),否则,不论是理解上还是运用中,会给人类造成很多的麻烦。

对于上述条件,无论是牛顿力学还是相对论都予以了采纳。但,在“同时事件”的约定上,牛顿力学和相对论还是有很大区别的,或者说,两者对“同时事件”要满足的条件是不一样的。这种条件的不同使得:在相对论下,所有类空事件都可以成为某个坐标系下的“同时事件”,而在牛顿力学中,只有“类空事件”中的极小部分才可以成为“同时事件”。

那么,相对论和牛顿力学赋予“同时事件”的条件是什么呢?在这个问题上,牛顿力学所赋予的条件很难说的明白,大家有的多是一种潜在的感觉,把这种感觉中的条件挖掘出来则需要用一些抽象的概念来说明,这里就不说了;而相对论对“同时事件”约定的条件比较明朗,简单地说就是:在某坐标系中,如果两个事件发出的光信号经过相同的距离能相互碰撞或相遇,则这两个事件就是该坐标系的一对“同时事件”,这两个事件的发生时刻就要计量为相等。

因此,“同时事件”是融入人类主观规定的一种关系命名(就如同在你我之间画一条线,然后命名你我是“同一线上的人”,你也可以在我和他之间画一条线,然后命名我与他是“同一条线上的人”),无论是“绝对同时”还是“相对同时”都可以建立,但其中任何一方都不是必然的。

至于“相对钟慢”,这里只做一个你比较容易理解的说明。从S系来看,S’系的一个时钟A从S系的x1点移动到x2点,当A与x1重合时,A读数是ta1,S系x1处钟的读数是t1,当A与x2重合时,A读数是ta2,S系x2处钟的读数是t2,因为ta2-ta1<t2-t1,所以,S系说S’系的A钟慢了;反过来,从S’系来看,S系的一个时钟B从S’系的x1’点移动到x2’点,当B与x1’重合时,B读数是tb1,S’系x1’处钟的读数是t1’,当B与x2’重合时,B读数是tb2’,S’系x2’处钟的读数是t2’,因为tb2’-tb1’<t2’-t1’,所以,S’系说S系的B钟慢了。

实质上,“相对钟慢”不是很好理解,其背后还隐藏着相对论都没能说清楚的道理。比方,与上述说明不一样,“相对钟慢”还可以这样解释,对于S、S’原点处的两个时钟,各自显示的时间依次表示为t、t’,则从S系看来具有t=rt’,而从S’系看来具有t’=rt,面对这样的“相对钟慢”,你会非常迷茫:同样是t、t’,为什么两个系给出的关系式不一样?这背后就隐藏着“对应规则”或比较方法的问题(也是人为约定的),而这个对应规则或比较方法就与两系的“同时”概念有关,这里不做解释,但留一个让你更迷茫的问题:如果让t的0秒、1秒、2秒、3秒…..依次与t’的0秒、1秒、2秒、3秒…..对应比较,你就会得到t=t’,是不是很奇怪?
 [18楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/09/04 15:33 

读帖时,帖子不存在
 [19楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/09/04 16:08 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [20楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/09/05 13:47 

(为了彻底把同时性问题搞清楚,有必要把原先省略的第二章补传上来)

 

第二章   “同时的相对性”经不起推敲

 

3、    爱因斯坦对钟法含有不能被容忍的逻辑循环

对狭义相对论最大的争议是关于光速不变原理,该原理具体包含三方面内容:⑴ 光速与光源的运动速度无关;⑵ 各种不同频率的光波的传播速度相同;⑶ 光速各向同性。[6]

为了检验其中的光速各向同性”是否符合事实,必须直接测定各个方向上单向光速的具体数值。而为了测定单向光速,除了必须确定起点和终点的间隔距离之外,还必须把分别安置在起点和终点的异地时钟校准同步,以确定光走过这段距离的间隔时间。显然,选用无毛病的异地时钟对钟方法是准确测定单向光速的重要前提。

异地时钟校准同步的方法有很多种,但爱因斯坦只给我们优选了两种。

一种就是端点对钟法:“当某一时钟m指着时刻m时,从这只时钟发出光线,在真空中通过距离mn到时钟n;当光线遇着时钟n的时刻,使时钟n对准到时刻n =m +mn / c。”[7]

注意:这里时钟n的时刻n竟然是依赖单向光速c计算出来的,也就是说,为了进行对钟,必须先测定出单向光速,而测定单向光速又必须先进行对钟,这不是典型的逻辑循环吗?

另一种就是中点对钟法“我们必须在这两个钟的距离的中点处……观察它们。如果信号是同时发出的,它们也同时到达中点处。”[8]

很显然,中点对钟法是以“光速各向同性”为前提的(爱因斯坦承认“光速各向同性”仅仅是个“约定”[9]),而为了验证这个前提,就必须先测定单向光速,而测定单向光速又必须先对钟,依然摆脱不了逻辑循环。

赵峥先生就正确地断言:因此,“以相对论为核心的时空理论,从原则上否定了测量单程光速的可能性”,[10] 这就是说,爱因斯坦对钟法,让“光速各向同性”这个“约定”既无法“证实”,也无法“证伪”“光速不变”假设,将因此永远只能是个“假设”,将因此永远无法提升为“原理”。科学哲学大师卡尔·波普(Karl Popper)有句名言:不能“证伪”的理论就是伪科学!这无疑是非常正确的,比如,因为无法证明“没有鬼”,所以“有鬼”就不是科学,而只能是迷信。

对于爱因斯坦对钟法,理应是放弃。但是,苦于找不到速度无限大的瞬时传播信号,于是大多数人无奈地容忍了爱因斯坦的这种有毛病的对钟法。

那么,是否可以找到不含逻辑循环的对钟方法呢?

 

4、    一种比爱因斯坦更合理的中垂线对钟法,不含逻辑循环

请看笔者设计的中垂线对钟法:如图一,在一惯性系中,AB为两只相距不太远的同样的好钟,M为线段AB的中点,KMAB的中垂线,且K距离M足够足够远,我们在K处放置一个闪光信号发射器,那么光线KAKB就可以近似认为是平行的、同向的,无论光速各向同性是否成立,几乎同向的光线KAKB速度当然几乎是相等的,又线段KA=KB,则从K每次发出的闪光信号都一定会几乎同时到达钟A和钟B,依此,我们就可以把钟A和钟B校准同步

注意,中垂线对钟法并不意味着能把两个异地时钟校准到绝对同步,也并不意味着其在本质上等同于用速度无限大的瞬时传播信号对钟,而是可以足够精确地使两个异地钟同步。

足够精确是什么意思呢?只要能满足人们在不同的实际测量中的精度需求,我们就可以认为这个测量是足够精确的。我们还知道,真正绝对精确的实际测量其实是不存在的。

如果光速各向不同性,则爱因斯坦对钟法的误差是无法消除的,而中垂线对钟法虽也有误差,但却可以采用把信号发射器挪得更远或“缩小异地钟的间距”等方法,来不断提高对钟精度,直到满足实际需求。

我们当然也可以用中垂线对钟法把钟B和此惯性系中的另一只钟C校准同步。且因为AB同步,BC同步,所以AC亦同步!如法炮制,我们可以把此惯性系的每一空间点上的好钟全部校准同步,而无论这些钟相距如何遥远。

中垂线对钟法较之爱因斯坦对钟法,可以省去一个前提,明显简洁,且避免了逻辑循环,根据公认的奥卡姆剃刀原则,中垂线对钟法当然更合理、更科学,理所当然地可以取代爱因斯坦对钟法。

中垂线对钟法的重要意义更在于:单向光速从此将不再是不可测的,光速各向同性从此才有可能得到验证

 

5、    掀翻爱因斯坦火车,摧毁爱因斯坦建立相对时空观的突破点

“同时的相对性正是爱因斯坦建立狭义相对论时空观的突破点。”[11]  也是大家接受狭义相对论的最大障碍。那么,如何才能把同时的绝对性从大家根深蒂固的潜意识中铲除呢?爱因斯坦很聪明地设计出一个绝妙的火车上的思想实验,[12]用以强力粉碎同时的绝对性。这就是著名的爱因斯坦火车,大家都非常熟悉。

这个思想实验对于狭义相对论是有决定意义的,100多年来,它始终是破除绝对同时观的最强有力武器,凡是涉及狭义相对论的读物,几乎没有不采用的。

但要真正读懂这一实验是非常伤脑筋的。在自叹不够聪明的同时,大多数人都是“似懂非懂”、“时懂时不懂”地接受了“同时性是相对的”这一结论。

其实,我们可以按以下四个步骤,对其进行明快的判定:

1)该思想实验相当于以“光速各向同性”为前提,定义两个不同惯性系的同时性,这比定义同一惯性系的同时性要复杂得多;

2)按先简后繁的原则,不妨先搞明白,爱因斯坦是如何定义同一惯性系的同时性的呢?很显然,爱因斯坦对同一惯性系的同时性定义就相当于他的对钟法;

3根据上一节的论述,笔者已雄辩地否定了爱因斯坦对钟法,这就相当于否定了爱因斯坦以“光速各向同性”为前提,对同一惯性系的同时性进行定义;

4既然爱因斯坦以“光速各向同性”为前提,对同一惯性系的同时性进行定义都无法成立,那么,爱因斯坦以这相同的前提,对两个不同惯性系的同时性进行定义,其结论,怎么可能站得住脚呢?

由上述四步,就可以轻松掀翻爱因斯坦火车。这就意味着爱因斯坦建立狭义相对论时空观的“突破点”被否定!

当然,仅仅掀翻爱因斯坦火车还不足以彻底否定“同时的相对性”。那么,是否有办法直接证明两个不同惯性系的“同时性是绝对的”呢? 唯有这样,才能真正彻底否定“同时的相对性”

 

6、    完全可以证明两个不同惯性系的“同时性是绝对的”

如图五a,有一批结构相同的好钟,分放在路基和火车两个惯性系内,每个钟近旁都有一位观察者,火车以速度v相对路基向右匀速直线运动,事先我们已经用中垂线对钟法(也允许用爱因斯坦对钟法)把路基上的AB等钟校准同步;用中垂线对钟法(也允许用爱因斯坦对钟法)把火车上的PQ等钟校准同步。当钟P与钟A擦肩而过时,观察者A观察到钟A比钟P快了t秒,当然,观察者P观察到的场景同观察者A观察到的是同一个场景,也观察到钟A比钟P快了t秒。于是,根据事先的约定,观察者P立即把自己身旁的钟拨快t秒,紧接着P又通知(允许采用各种方法通知)火车上的所有观察者:把自己身旁的钟都拨快t秒。如此一来,路基和火车两个惯性系内所有的钟就全部都同步了!从此后,要比较两个异地事件(无论是否在同一惯性系)是否同时发生,只要记录下事件发生时近旁的钟的刻度,然后再进行比较就可以了,这也就意味着:同时性是绝对的!

且慢,立即有人会指出其中的毛病:根据相对论,运动的钟是会变慢的,即使把钟P和钟A在相遇时校准到同步,那么,随着时间的流逝,两个惯性系内的钟仍然不会同步,比如,钟P和钟B相遇时就不可能同步。

其实,这种情况是决不可能发生的。请看图五b,假定钟P和钟B相遇时,观察者P已完成了对鈡动作,现在我们采用反证法:

假设运动的钟真的会变慢,无外乎会出现两种情况:【情况1,如果以路基为参考系,则钟P是运动的,观察者B(和P)将会观察到:钟P的指针转过的角度一定比钟B的要小;情况2,如果以火车为参考系,则钟B是运动的,观察者P(和B)将会观察到:钟P的指针转过的角度一定比钟B的要大。】请注意,这两种情况下,观察者PB观察到的是同一个场景,其结果不可能互相矛盾,所以“运动的钟会变慢”这一假设是不可能成立的。证毕。[13]

这种情况类似于“双生子佯谬”,但是,相对论对“双生子佯谬”尚可以用“其中一个惯性系经历了既加速又减速的过程,两个惯性系不平权”来进行狡辩,而在这里,路基和火车是两个完全平权的惯性系,所以,“运动的钟会变慢”只能是真谬,而不是佯谬!同时性只能是绝对的

笔者把这列能证明“同时的绝对性”的火车,命名为“牛顿火车”,以突显其与爱因斯坦火车的对立。

显然,狭义相对论的“同时的相对性”观点是完全错误的

[楼主]  [21楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/09/05 14:27 

读帖时,帖子不存在
 [22楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/09/05 20:52 

确定任何一个物体的单向速度最终都必须有一个对钟约定为前提,反过来说,没有直接的或间接的对钟约定,则任何物体的单向速度都无法确定或计量。相对论的“光速不变”就是这样一种人为的约定,基于回路光速不变,这个人为的约定(或者说是人为规划、规定)是能够实现的,正是因为这样的原因,在“回路光速不变”能够成立的前提下,没有人能通过理论或通过实验证明相对论中的光速不变不成立。

即,只要有人声称能够测量任何一个物体的单向速度,则一定有一个对钟约定在起作用。至于你的对钟方法,我已给出证明,你的对钟方法同样隐含了光速各向同性的约定,你可以找一个数学比较好的人帮你面对面地分析一下。其它的不多说了。
[楼主]  [23楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/09/06 10:33 

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 [24楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/09/06 13:49 

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 [25楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/09/07 06:56 
 [26楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/09/07 08:41 
[楼主]  [27楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/09/07 11:39 

看得出来,sxgdyl先生对我说他空喊口号很不认同,其实,我对sxgdyl先生所提出的每一个思想和证明都经过认真反复思考(我多么希望能有人指出我的漏洞啊)。

在我2014/3/6帖子《我的反向小结》的14楼,你确实给出过一个所谓的牛顿力学下的验证(一组方程),在15楼,我也确实说过:“我非常不习惯看这种形式的物理表达式,说实话我还没看懂。”原因是:“不值得耗费时间去把它看懂”。你在23楼坚持让我先看懂你14楼的证明再说, 我只能恭敬不如从命,耐着性子去研读你14楼的证明。遗憾的是,你14楼的证明有致命的漏洞,我已在24楼明确给你指出来了。你在25楼无言以对,想草草结束辩论,说“这里的辩论就到此为止,不多说了”。我在26楼指出:“还没辩论出结果来,sxgdyl先生怎么就打起了退堂鼓?我这个人学识浅薄,且孤陋寡闻,难道sxgdyl先生不愿意指点一下?”你在27楼回答:“对不起,如何让你明白,我确实无能为力了”。我哪里“不仔细思考”你给出的证明了?如果我不仔细思考,怎么会让你无言以对呢?

目前,我反对“同时的相对性”的理由,已全部总结在本帖第二章“同时的相对性经不起推敲”之中,我建议:sxgdyl先生也把你的“同时性”观点总结发表一下,让我们彻底把这个重要问题辩个透彻。

 [28楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/09/07 11:44 

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 [29楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/09/07 14:43 

[楼主] [27楼] 作者:费邦镜

请注意我在那个主贴回复的是“辩论需要有基本的数理逻辑,这里的辩论就到此为止,不多说了”,面对一个基本数理逻辑都搞不清楚的人,你能指望让他明白吗?
[楼主]  [30楼]  作者:费邦镜  发表时间: 2014/09/07 19:42 

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