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爱因斯坦相对论到底有什么错误？ ——超越相对论，发现新时空 （讨论稿） 齐 新 2003年，在中国召开了三个旨在超越爱因斯坦相对论的学术会议，它们分别是：8月15—17日在北京召开的“北京相对论研究联谊会首届年会”；8月23—24日在北京召开的“第二届全国爱因斯坦相对论问题学术会议”；10月11—13日在西安召开的“相对论及现代物理创新国际学术会议”。所谓“超越”相对论包括三方面内容：一是继承相对论的正确认识；二是纠正相对论的认识错误；三是探索相对论未认识到的事物。实际上，在国际上积极超越相对论的学术会议和学术刊物非常多：例如学术会议有国际学术组织自然哲学联盟每年在北美地区召开的“向当代物理学和宇宙学挑战”学术研讨会，俄罗斯科学院连续举行了６届之多的“批评相对论国际学术会”等；学术刊物有大量发表超越相对论论文的《Galilean Electrodynamics》,《 Apeiron》, 《Hadronical Journals》和《Physics Essays》等。 关于爱因斯坦相对论，众多积极超越相对论的学者明确指出：相对论中有正确认识，但也存在严重错误，例如偏离事实、逻辑矛盾、数学困难、曲解实验、误导实践等错误，因此应该积极地超越相对论。但是，那些自称精通相对论的专家却宣称：相对论是伟大科学理论，现代物理学基础，得到了实验支持，不存在严重错误。这样的争论已经持续了很长时间。对于公众而言，面对相对论超越者与相对论专家的争论，一方面由于公众长期大量接受了相对论专家的种种说法，另一方面由于相对论超越者与相对论专家的争论常常过于专业化了，所以公众对争论往往难于独立判断判孰是孰非。正是因为相对论专家的阻饶和公众的不理解等原因，相对论超越者的工作阻力重重。但是，积极超越相对论意义重大，它不仅能导致认识进步，而且能带来技术进步。为此，本文将针对公众介绍一些有关情况，指出一些相对论的显而易见的错误，这是公众很容易理解、很容易共鸣的事实，这对公众独立地判断相对论超越者与相对论专家的说法孰是孰非将有所帮助，对推动有关工作进步也会有所支持。从某种意义上讲，长期以来，公众总是在无法理解相对论、心怀疑窦的情况下不得不接受相对论专家的说法、盲从神话，这对公众的智力发展和自主自信是一种严重的摧残，因此，通过本文了解相对论，对有关争论作出独立判断，对公众还具有发展智力和提高自信的意义。 1、指东说西的同时的相对性 1、1同时的相对性的本意 爱因斯坦在1905年《论动体的电动力学》一文中建立狭义相对论时，提出了所谓的同时的相对性。爱因斯坦在思想世界中经过一番想象推论之后指出：“我们不能给予同时性这概念以任何绝对的意义；两个事件，从一个坐标系看是同时的，而从另一个相对于这个坐标系运动着的坐标系看来，它们就不能再被认为是同时的事件了。”（参见商务引书馆1977.7《爱因斯坦文集》第二卷89页）。 为了让读者了解爱因斯坦的同时的相对性的本意，作者在下面摘录了爱因斯坦于1916年在《狭义与广义相对论浅说》一书中对同时的相对性所作详细阐述的原文和配图（参见上海科学技术出版社1964.8《狭义与广义相对论 浅说》，21页）： 假设有一列很长的火车，以恒速 v 沿着如图标明的方向在轨道上行驶。在这列火车上旅行的人们可以很方便地把火车当作刚性参考物体（坐标系）；他们参照火车来观察一切事件。因而，在铁路线上发生的每一个事件也在火车上某一特定地点发生。而且完全和相对路基所作的同时性定义一样，我们也能相对火车作出同时性的定义。但是，作为一个自然的推论，下述问题就自然产生（参见图一）： 对于铁路路基来说同时的两个事件（例如A、B两处雷击），对于火车来说是否也是同时的呢？我们将直接证明，回答必然是否定的。 当我们说A、B两处雷击相对于路基而言是同时的，我们的意思是：在发生闪电的A处和B处所发出的光，在路基A→B这段距离的中点m相遇。但是事件A和B也对应于火车上的A点和B点。令M为在行驶中的火车上A→B这段距离的中点。正当雷电闪光发生的时候（从路基上判断），点M自然与点m重合，但是点M以火车的速度v向图中的右方移动。如果坐在火车上M处的一个观察者并不具有这个速度，那么他就总是停留在m点，雷电闪光A和B所发出的光就同时到达他这里，也就是说正好在他所在的地方相遇。可是实际上（相对于铁路路基来考虑）这个观察者正在朝着来自B的光线急速前进，同时他又在来自A的光线前方向前行进。因此这个观察者将先看见自B发出的光线，后看见自A发出的光线。所以，把列车当作参考物体的观察者就必然得出这样的结论，即雷电闪光B先于雷电闪光A发生。这样我们就得出以下的重要结果：对于路基是同时的若干事件，对于火车并不是同时的，反之亦然（同时的相对性）。每一个参考物体（坐标系）都有他本身的特殊的时间；除非我们讲出关于时间的陈述是相对于哪一个参考物体的，否则关于一个事件的时间的陈述就没有意义。 1、2指东说西的同时的相对性 关于爱因斯坦给出的同时的相对性，我们可以指出： 首先，根据物理学关于物理事件的定义，一个物理事件就是一个具有特定时间和坐标的事情，因此，在爱因斯坦所举的上述事例中，对于处在路基上m处的观察者来说共有四个物理事件：一是A处闪光发生(x1 ，t1)，二是B处闪光发生(x2 ，t2)，三是A处发出的闪光到达m处(x3 ，t3)，四是B处发出的闪光到达m处(x4 ，t4)。对于处在路基上m处的观察者来说，他可以相对自己所持的时钟对四个事件中任意两个事件的先后关系作出描述，例如确定第一个事件与第二个事件同时t1=t2，第三个事件与第四个事件同时t3=t4，第一个事件先于第四个事件t1＜t4等等。同理，对于处在火车上M处的观察者来说也有四个物理事件：一是A处闪光发生(X1 ，T1)，二是B处闪光发生(X2 ，T2) ，三是A处发出的闪光到达Ｍ处 (X3 ，T3) ，四是B处发出的闪光到达Ｍ处 (X4 ，T4) 。对于处在火车上M处的观察者来说，他也可以相对自己所持的时钟对四个事件中任意两个事件的先后关系作出描述，例如确定第四个事件先于第三个事件T4＜T3 ，第一个事件先于第四个事件T4＞T1 ，第二个事件先于第三个事件T3＞T2 等等。 其次，对于处在路基上m处的观察者来说，第一个事件与第二个事件是两个发光事件，它们的先后关系是由t1和t2决定的，第三个事件与第四个事件是两个收光事件，它们的先后关系是由t3和t4决定的，处在路基上m处的观察者是不能把两个发光事件与两个收光事件混为一谈的，尽管两个发光事件同时，两个收光事件也同时。同理，对于处在火车上M处的观察者来说，第一个事件与第二个事件是两个发光事件，它们的先后关系是由T1和T2决定的，第三个事件与第四个事件是两个收光事件，它们的先后关系是由T3和T4决定的，处在火车上M处的观察者也是不能把两个发光事件与两个收光事件混为一谈的，无论两个发光事件同时与否，以及两个收光事件同时与否。 第三，在上述情况下，路基观测者对四个物理事件的先后关系所作的全面描述应该是：第一个物理事件与第二个物理事件同时于t1=t2；第三个物理事件与第四个物理事件同时于t3=t4。火车观测者对四个物理事件的先后所作的全面描述应该是：第一个物理事件与第二个物理事件同时于T1=T2 ；第三个物理事件与第四个物理事件非同时于T3≠T4 。 据上所述可以说，爱因斯坦在相对论中所说的同时的相对性，实际上是让路基观测者根据第三、四个物理事件的先后来确定第一、二个物理事件的先后，让火车观测者也是根据第三、四个物理事件的先后来确定第一、二个物理事件的先后。但是实际上，无论是对于路基观测者而言，还是对火车观测者而言，他们确定的第三、四个物理事件的先后（收光事件的先后），都不能代表第一、二个物理事件的先后（发光事件的先后）。这也就是说，相对论的同时的相对性，实际上是爱因斯坦把发光事件的先后，与收光事件的先后混为一谈的结果，是对有关物理现象指东说西的混乱认识。如果把有关物理现象中的“发光事件”与“收光事件”不加区分地混为一谈，那么同时的相对性不仅存在于相对运动的不同参照系的观测者之间，而且广泛地存在于任何一个参照系内部的两个观测者之间。 2、极其荒谬的光速不变假定 2、1光速不变假定的本意 爱因斯坦在1905年《论动体的电动力学》一文中建立狭义相对论时，提出了所谓的光速不变假定：任何光线在“静止的”坐标系中都是以确定的Ｃ速度运动着，不管这道光线是由静止的还是运动的物体发出的（参见商务引书馆1977.7《爱因斯坦文集》第二卷87页）。 在狭义相对论中，爱因斯坦还给出了光速不变假定的如下数学形式：设有相对作匀速直线运动的两个运动参照系 r、R（以下简称为r 、R 系、参见图二），r、R 系分别由直角坐标系oxyz 和 OXYZ构成 ，两个直角坐标系的 x 、X 轴重合，y 、Y 轴和 z 、Z 轴均平行，r 、R 系在 x 、X 轴方向以一定的速度匀速远离，在两个坐标系原点 o 、O 分别有持时钟和量尺的观测者， r 、R 系的观测者使用自己的时钟和量尺测得的 r 、R 系远离速度均为 u 。 在上述情况下，爱因斯坦继续假定，在两个坐标系原点 o 、O 重合，r 、R 系观测者所持时钟时间t = T = 0时，在 r 系原点o处有一个点光源发出了一个球面光波，这个球面光波以光速膨胀为球形。在球面光波膨胀过程中，r 、R 系的观测者各自使用自己的时钟和量尺测量球面光波的膨胀运动。 在这种情况下，r 系观测者测得的球面光波运动情况是：球面光波以光速Ｃ膨胀为球形，在球面光波膨胀过程中，球面光波的球心始终是 r 系的原点 o 点。在 r 系观测者所持时钟显示的时间为 t ，r 系观测者使用量尺测得的球面光波任一点坐标为 x 、y 、z的情况下 ， r 系观测者使用时钟和量尺测得的球面光波膨胀运动可以表述为如下数学方程 x2+y2+z2=Ｃ2t2 与此相应，R 系观测者测得的球面光波运动情况是：球面光波以光速Ｃ膨胀为球形，在球面光波膨胀过程中，球面光波的球心始终在 R 系原点 O点 。在 R 系观测者所持时钟显示的时间为 T ， R 系观测者使用量尺测得的球面光波任一点坐标为 X 、Y 、Z的情况下， R 系观测者使用时钟和量尺测得的球面光波膨胀运动可以表述为如下数学方程 X2+Y2+Z2=Ｃ2T2 以上两个数学方程就是光速不变假定的数学形式。 在给出了上述光速不变假定的数学形式之后，以之为基础，爱因斯坦推理出了洛仑兹变换，也就是r 、R 系的坐标变换关系和时间变换关系： X=γ(x–ut) Y=y Z=z T=γ(t– γ 爱因斯坦对洛仑兹变换给出的解释是：对于一个点物理事件，在 r 系研究者使用本系时钟和量尺测得的物理事件的坐标和时间为（x，y，z，t）的情况下，R 系研究者使用本系时钟和量尺测得的物理事件的坐标和时间为（X，Y，Z，T），（x，y，z，t）和（X，Y，Z，T）的量值关系由上述洛仑兹变换给出。 2、2 极其荒谬的光速不变假定 对于爱因斯坦给出的光速不变假定，我们可以说： 首先，根据球的数学定义，一个球有球心、球面和球半径等要素，它们的关系是从球心到球面上任意点的距离恒等于球半径。但是，根据光速不变假定的数学形式， r 、R 系的观测者各自使用自己的时钟和量尺相对自己参照系测得的同一球面光波却有两个分处异地的球心 o 、Ｏ，这意味着作为光速不变假定数学形式诞生基础的球面光波并非规范的球，而是一个与球定义相矛盾、有两个球心的“怪球”，参见图二所示。关于这个“怪球”我们要指出：如果 r 、R 系的观测者使用自己的时钟和量尺相对自己参照系测得的球面光波是“同一个球”，那么这个球就不该同时拥有两个分处异地的球心 o 、Ｏ ，这也就是说，r 系观测者测得的球面光波运动方程x2+y2+z2=Ｃ2t2 ，与 R系观测者测得的球面光波运动方程Ｘ2+Ｙ2+Ｚ2=Ｃ2Ｔ2就不能同时成立，在这种情况下，二者中肯定有一个是错误测量的结果；如果 r 、R系的观测者使用自己的时钟和量尺相对自己参照系测得的球面光波是“非球”，那么 r 、R系的观测者就不能分别使用球面方程x2+y2+z2=Ｃ2t2和Ｘ2+Ｙ2+Ｚ2=Ｃ2Ｔ2描述这个 “非球”，因为根据球的定义，方程x2+y2+z2=Ｃ2t2和Ｘ2+Ｙ2+Ｚ2=Ｃ2Ｔ2只可以用来描述“球”这种特殊几何体。据上所述可以说：光速不变假定与数学球定义是严重矛盾的。 其次，在相对论中，对于光速不变假定的上述困难有许多辩解说法，例如“在相对论中，r 、R 系的观测者彼此不知道对方的观测结果和相应的方程，所以，光速不变假定与球的定义并无矛盾”，“光速不变假定是由电磁规律和相对性原理结合而导致的必然结果”，“光速不变假定是同时的相对性导致的测量结果”等，就此我们可以分别指出： 关于“在相对论中 ，r 、R 系的观测者彼此不知道对方的观测结果和相应的方程，所以，光速不变假定与球的定义并无矛盾”的说法，我们要指出：此说纯属自欺欺人，因为在相对论中，爱因斯坦给出光速不变假定的两个数学方程之后，马上就让 r 、R 系的观测者把这两个方程合并到一起，推导出了洛仑兹变换，这怎么是r 、R 系的观测者彼此不知道对方的观测结果和相应的方程呢？ 关于“光速不变假定是由电磁规律和相对性原理结合而导致的必然结果”的说法，我们要指出：在相对匀速运动的观测者研究同一物理现象的情况中，仅当他们面对的物理现象相同的情况下，他们描述相同物理现象所用的物理规律的数学形式才相同。那么，在爱因斯坦给出光速不变假定数学形式的情况中， r 系观测者面对的球面光波在 r 系的运动情况，与 R系观测者面对的球面光波在 R 系的运动情况相同吗？或者说，这个球面光波能在 r 系构成一个以 r 系原点o为球心的球的同时，又在 R系构成一个以 R系原点Ｏ为球心的球吗？如果不，光速不变假定就必错无疑。 关于“光速不变假定是同时的相对性导致的测量结果”的说法，我们要指出：在这里我们暂且先不说同时的相对性本身的困难（在上面的讨论中我们已指出同时的相对性本身就是不符合事实、自身难保的说法），对于相对论的如此解决问题方法我们要指出，由于在相对论中存在着许多类似现象，也就是当相对论的某个说法遇到困难时，爱因斯坦等人会辩解说这个有困难的说法是另一个说法的逻辑结果，而当这个“救护”说法遇到困难时，又会有另一个说法充当“救护”角色，如此辩解的结果是，相对论的许多说法在自己都有困难需要“救护”的同时，它们还能充当其它有困难说法的“救护者”，这种逻辑循环论证已经是彻头彻尾的诡辩论，而不是实事求是的科学。面对这种彻头彻尾的诡辩论我们还要问：一个不符和事实的说法，给它找到一个辩解说法后，就可以强词夺理地把这个不符合事实的说法弄假成真吗？这是绝对不可以的。一种旨在于描述客观事实的说法，如果它不符和客观事实本身，任何辩解说法都不可能帮助它违背事实地成为真理。 综上所述可以说，光速不变假定是与数学球定义相矛盾的极其荒谬的假定。正是因为爱因斯坦的光速不变假定是一个不符合有关事实、极其荒谬的假定，所以，爱因斯坦相对论诞生近百年以来，光速不变假定一直都没有得到直接的实验支持，这是相对论拥护者都不得不承认的事实。 实际上，在物理学中，根据速度定义，观测者确定的运动物体相对参照物的速度是由如下三要素共同确定的：一是观测者选择的参照物,二是观测者使用的时钟,三是观测者使用的量尺。在具体情况中观测者使用时钟和量尺测得的物体相对参照物的速度是多少就是多少，这是不能通过假定任意决定的。在r 、R 系相对匀速运动的情况中，对于一个运动物体，如果 r 系研究者使用本系时钟和量尺测得物体相对 r 系的速度为v ， R 系研究者使用本系时钟和量尺测得物体相对 R 系的速度为 V ，那么v 、Ｖ 的具体量值关系取决于 r 、R 系的观测者的时钟时间关系，量尺长度关系，以及 r 、R 系的观测者的具体测量方法等因素，r 、R 系的观测者使用自己的时钟和量尺测得的 v 、Ｖ 具有什么样的关系就是什么样的关系，这也是不能通过假定来任意给出的。在一般情况下，由于 r 、R 之间存在相对运动，所以，v 、Ｖ 通常是不相等的。在r 、R 系观测者测量同一光线运动速度的情况下，r 、R系观测者测得的光速关系也应如上所述。 3、远离事实的动钟变慢 3.1 动钟变慢的本意 爱因斯坦在1905年《论动体的电动力学》一文中建立狭义相对论时，从洛仑兹变换中推导出了所谓的动钟变慢。关于动钟变慢，爱因斯坦在1916年出版的《狭义与广义相对论浅说》一书中有更详细具体的阐述，作者在这里摘录如下（上海科学技术出版社1964.8《狭义与广义相对论浅说》，31页）： 我们现在考虑永久放在R系的原点（X=0）上的一个按秒报时的钟（此处的R、r系如上图所示）。T=0和T=1对应于该钟接连两声滴嗒。对于这两次滴嗒，洛仑兹变换的第一和第四方程给出 t=0 和t= 从r去判断，该钟以速度u运动；从这个参考物体去判断，该钟两次滴嗒之间所经过的时间不是１秒，而是 必须指出，相对论的动钟变慢效应是相对的，亦即在相对论中如下表述同样成立： “我们现在考虑永久放在r系的原点（x=0）上的一个按秒报时的钟。t=0和t=1对应于该钟接连两声滴嗒。对于这两次滴嗒，洛仑兹变换的第一和第四方程给出 T=0 T= 从R去判断，该钟以速度u运动；从这个参考物体去判断，该钟两次滴嗒之间所经过的时间不是１秒，而是 这也就是说，相对论的动钟变慢效应是相对的，即相对运动的观测者都认为对方的时钟慢于自己的时钟慢。 3.2 远离事实的动钟变慢 关于爱因斯坦给出的动钟变慢我们可以说： 首先，在物理学中，要确定各种情况下时钟如何显示时间，两时钟的时间关系等，首先要了解时钟的工作规律，这只能通过研究具体的时钟而获得，而不能通过假设和推理而得出。目前，在人们制造的各种时钟中，提供基准时间值的铯原子钟，以及提供一般时间值的石英电子钟是两种具有代表性的时钟。他们具有许多本质上相同的地方，这表现在他们都是具有特定物质性、运动性、结构性和开放性的人造动力学系统。铯原子钟和石英电子钟作为人造动力学系统，他们所显时间值既与基准系统的周期运动和动力系统的动能支持等内因有关，也与外界作用的干扰能量等外因有关。时钟所显时间值与所受外界作用有关，却与时钟的纯粹相对运动无关，因为纯粹相对运动并不能向时钟输入有效动能，从而改变其显时运动，以及所显示的时间值。以上所述时钟所显时间与相关内外因素的关系，就是时钟显时规律（参见图三）。 根据时钟显时规律，在两个内部结构相同的两时钟相对静止或运动的情况下，由于时钟的相对运动并不能向时钟内部输入有效动能，从而改变两相同时钟的显时运动，所以，两相同时钟能否成为同步钟的决定因素就在于两时钟所受的外界作用是否相同，如果两时钟所受外界作用始终相应地相同，那么两时钟就能成为同步钟。如果两时钟所受外界作用相应地有所不同，那么两时钟就不能成为同步钟。这是两时钟遵守能量守恒定律的必然结果。 以上所述为时钟“实际的时间”关系，考虑到时钟发出的“光子照片”须经过一定时间才能传播到观测者，因此还必须考虑到时钟的“看到的时间”关系。对于任意时钟和任意观测者来说，由于时钟发出的“光子照片”总要经过一定时间才能传播到观测者，所以观测者“看到的（时钟）时间”总是慢于时钟“实际的时间”。对于两个“实际的时间”同步的时钟而言，与时钟在一起的观测者总会看到另一个时钟的时间慢于自己时钟的时间，这与两时钟是相对静止还是相对运动无关。 显然，相对论的动钟变慢与上述时钟显时规律是相差甚远的。 其次，对于相对论的动钟变慢，相对论拥护者为之搜罗了许多的所谓的实验证据，例如著名的介子实验。该实验的基本情况是这样的：有一种叫介子的微观粒子，它是通过其它微观粒子的相互作用产生的，介子产生后又会很快转化为其它微观粒子，也就是说介子只有有限的寿命。在介子实验中，一些介子是在地面实验室中产生的，对于这些介子，可简称为实验室介子，另一些介子是宇宙射线射入大气层时产生的，这些介子产生后即开始向地面运动，对于这些介子，可简称为大气层介子，在实验中，大气层介子的平均寿命长于实验室介子的平均寿命。 关于介子实验，相对论专家在实验室介子角度应用动钟变慢给出了如下解释：在与实验室介子处在一起的观测者看来，大气层介子是运动介子（运动时钟），因此大气层介子的时间变慢、寿命变长了。根据这样的解释，相对论拥护者认为介子实验支持了相对论的动钟变慢。 把相对论的动钟变慢与介子实验相比较可见，由于相对论的动钟变慢是相对的，所以我们也可以在大气层介子的角度应用相对论的动钟变慢。按着相对论的动钟变慢，在大气层介子的角度应用相对论的动钟变慢应得出如下结论：在与大气层介子处在一起的观测者看来，实验室介子是运动介子（运动时钟），因此实验室介子的时间应该变慢、寿命应该变长。但实验现象却恰恰相反！与大气层介子处在一起的观测者看到的结果是，实验室介子作为运动介子（运动时钟），它的时间不但没有变慢（寿命变长），反而变快了（寿命变短了），反而发生了“动钟变快”现象。 这也就意味着，在介子实验中，在与实验室介子处在一起的观测者看来，大气层介子作为运动时钟发生了动钟变慢现象，而在与大气层介子处在一起的观测者看来，实验室介子作为运动时钟却发生了“动钟变快”现象。这与相对性的动钟变慢显然是根本矛盾的。把相对性的动钟变慢与介子实验全面比较得出的结论应该是：介子实验不但不支持相对性的动钟变慢，反而否定相对性的动钟变慢。 第三，关于介子寿命问题我们要指出：（1）根据介子可以衰变为其它微观粒子可以说，介子是有内部结构的，试想，如果介子仅仅是一个没有内部结构的点粒子，他又怎能衰变为其它微观粒子呢？（2）基于介子有内部结构，又能衰变为其它微观粒子可以说，介子不但有内部结构，而且其内部结构还能发生运动变化，介子产生后又衰变为其他微观粒子的主要原因就应该是其内部结构的运动变化。不同介子的衰变过程不同，或者说寿命不同，实质上也就是不同介子的内部结构的运动变化过程不同。（3）基于介子有内部结构，其内部结构还能发生运动变化可以说，当介子受到外界作用时，介子内部结构的运动变化肯定会受到干扰，这种干扰将导致介子内部结构的运动过程发生变化。也就是寿命发生变化。这是介子内部结构的运动变化过程遵守能量守恒定律的必然结果。（4）在介子实验中，导致不同介子寿命不同的真正原因乃是不同介子所受的不同外界作用，相对运动则是一种表面现象。如果不同介子在衰变过程中始终不受到外界作用或者始终受到相同的外界作用，那么不同介子无论是相对静止还是相对运动，他们的衰变过程都应该是相同的。反之，如果两介子受到了不同的外界作用，那么两介子无论是相对静止还是相对运动，两介子的寿命都必定不同。（5）实际上，如果认为导致不同介子寿命不同的原因是介子之间的相对运动，那么，由于相对运动的介子寿命互不相同，由此将会产生一个令相对论难以解决的问题。这就是：两个介子之间的纯粹相对运动为什么把某一个介子的寿命延长的同时，却把另一个介子的寿命缩短了？两个介子之间的纯粹相对运动为什么对相对运动的两个介子如此不公平？ 综上所述可以说，相对论的动钟变慢与有关事实是相差甚远的。 4、爱因斯坦相对论到底是什么？ 爱因斯坦相对论是关于时间、空间、运动和作用等客观事物的物理学理论，它是一种由爱因斯坦在二十世纪初首创，经过二十世纪众多相对论专家“补充完善”，并以数理关系为纽带汇集了多种相关认识的理论体系。关于相对论与有关事物的关系，根据以上讨论我们有理由指出：作为二十世纪的科学家，作为不断发展着的科学活动的中间环节，爱因斯坦等相对论专家的认识方法和认识活动是存在历史局限性的，相对论给出的关于时间、空间、运动和作用等客观事物的认识，不过是有关事物真伪共存的有限描述。就此我们再举一个具体证据。 相对论诞生后，曾有人做了“飞机运载原子钟绕地球运动实验”来检验相对论的“动钟变慢”。在实验中把三组原子钟的时间校准后，一组原子钟始终放在实验基地，一组原子钟放到飞机上向东绕地球飞行一圈后返回基地，另一组原子钟放到飞机上向西绕地球飞行一圈后返回基地，实验结果是：绕地球向东飞行的原子钟比基地原子钟走慢了，也就是发生了“动钟变慢”现象，绕地球向西飞行的原子钟却比基地原子钟走快了，也就是发生了“动钟变快”现象。总之，在实验中的三组原子钟相互看来，实验中既有“动钟变慢”现象，也有“动钟变快”现象。 关于原子钟实验，相对论拥护者在“地心参照系”应用狭义相对论“动钟变慢”和广义相对论“引力红移”给出了如下解释：由于地面原子钟，环球东飞原子钟，以及环球西飞原子钟三者相对地心参照系的运动速度互不相同，三者所受的地球引力也互不相同，所以地面原子钟的时间，环球东飞原子钟的时间，以及环球西飞原子钟的时间互不相同。 把相对论与原子钟实验进行全面严格的比较我们看到： 首先，广义相对论的“引力红移”效应认为，相同的时钟受到不同的引力作用时，时钟的时间会出现差异。在原子钟实验中的确存在不同的引力作用导致的时钟时间差异，这表明广义相对论的“引力红移”效应的确是近似正确的认识。 其次，相对论规定：狭义相对论的“动钟变慢”只能应用于相对匀速直线运动的两个参照系之间，而不能应用于二者之外的第三参照系。这是因为“动钟变慢”的本意是：彼此相对匀速直线运动的两个参照系的观察者，都看到对方的时钟因相对运动变慢。如果这种“动钟变慢”也可以应用于二者之外的第三参照系，例如彼此相对匀速直线运动的两个参照系联机中点的“第三参照系”，则在此参照系的观察者看来，由于“另外”两个参照系的时钟以相同速度对称地远离他，二者发生的“动钟变慢”相同，所以，这两个时钟实质上已经是“同步时钟”，“动钟变慢”已经不复存在了。但是，相对论拥护者使用“动钟变慢”解释原子钟实验时，却违背了自己的规定，自相矛盾地在基地原子钟、绕地球向东飞行原子钟和绕地球向西飞行原子钟之外的“地心参照系”，使用了“动钟变慢”。 相对论还规定：狭义相对论及其“动钟变慢”只能成立于不考虑引力作用的惯性系；广义相对论及其“引力红移”只能成立于有引力时的非惯性系。这也就是说，在相对论中，“动钟变慢”与“引力红移”是不能同时成立的，因此，“动钟变慢”与“引力红移”也就不能同时应用于同一现象。然而，对于原子钟实验，相对论拥护者却自相矛盾地同时应用了狭义相对论的“动钟变慢”和广义相对论的“引力红移”。在相对论理论体系内部存在的上述自相矛盾，意味着明相对论中的确存在认识失误。 第三，狭义相对论的“动钟变慢”效应认为，相互运动的观察者都看到对方的时钟因相对运动变慢。但是在原子钟实验中却是既存在“动钟变慢”现象，也存在“动钟变快”现象。在客观现象中也是既存在“动钟变慢”现象，也存在“动钟变快”现象。在原子钟实验和客观现象中存在的“动钟变快”现象，这都是相对论未曾研究过的事物。在相对论中，关于物质作用对时间的影响，仅有广义相对论的“引力红移”效应。但是，原子钟实验表明，在实验中电磁力和宇宙射线等物质作用对原子钟的作用，也分别对原子钟实验的“动钟变慢”和“动钟变快”结果产生了重要影响。在客观现象中，也大量存在着电磁力等其它物质作用对时间具有显著影响的具体事例，电磁力等其它物质作用对时间的影响，以及对原子钟实验的影响，这也都是相对论未曾研究过的事物。在原子钟实验这种所谓的相对论的实验支持中，以及有关现象中还存在着相对论未曾研究过的事物，这意味着相对论的确存在认识局限性。 我们认为，由于爱因斯坦相对论不过是有关事物真伪共存的有限描述，且存在偏离事实、逻辑矛盾、数学困难、曲解实验、误导实践等错误，所以，人们应该积极地发展认识，积极地超越相对论。当人们纠正了相对论的认识错误，超越了相对论之后，人们将会发现新时空、新规律、新事物，发明新技术，开辟新生活。 本文作者著有科普书《智胜爱因斯坦》，在大网站搜索引擎中输入“智胜爱因斯坦”，可找到许多网站免费下载该书网络版。 |
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