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五、“相对性原理”要求“物体运动速度值的上限为无穷大”才自洽
5.1 “光速不变现象”的数学式构建的时空就是有特殊参考系的“物理时空”
我们说的“光速不变”就是指“光速不变物理现象”,起先是在与地表保持静止的测量者发现空气中的光速值有一定值、大小与光源的运动状态无关,后来表述成“光在真空中的速度有一定值”,即光在真空中的速度值与光源的运动状态无关(而没有说成光与光源的相对速度是一定值)。
这就是“光速不变原理”,后来,当无特殊参考系的“狭义相对性原理”被认为是对的时候,“狭义相对性原理”与“光速不变原理”结合、即“光速不变原理”无特殊参考系化,就变成了无特殊参考系的“光在真空中的速度相对于任何惯性系都有一定值”,这就是与“闵时空”、“爱因斯坦变换”F(v,C)数学等价了。
因此,“光速不变现象”是物理事实、正确的有特殊参考系的“光速不变原理”,而无特殊参考系的“光速不变原理”因“狭义相对性原理”同样错误;很多人坚持的“光速不变”其实是“光速不变现象”,而不是无特殊参考系的“光速不变原理”。
在我们对“相对性原理”、“绝对时空”、“闵时空”的物理错误有了足够的认识之后,我们就不会在否定“闵时空”之后而重返“绝对时空”了,同样不会在“绝对时空”与“闵时空”之间谁错谁对而做二选一的错误判断。
所以,“狭义相对性原理”与“光速不变原理”、或无特殊参考系的“光速不变原理”构建的“数学时空”都是“闵时空”,因此,无特殊参考系的“光速不变原理”、“闵时空”、“爱因斯坦变换”F(v,C)三者在数理上等价。
“闵时空”虽然已经表明时空是相对的,但还是把“绝对时空”里的“狭义相对性原理”带进来,这就使“闵时空”还是一个错误的“数学时空”、仅比“绝对时空”更接近“物理时空”而已;所以由“光速不变现象”数学式F(vg,C)构建的有特殊参考系的“相对时空”才是正确并符合物理的“相对时空”。我们称这样的“相对时空”为“物理时空”,它没有像“闵时空”那样错在“狭义相对性原理”上。
无特殊参考系的“狭义相对性原理”要求光速无上限才自洽、与“光速不变原理”要求光速有上限在数理上矛盾,它们无法构建一个自洽的“数学时空”与变换式;犹如“爱因斯坦变换”与“伽利略变换”(或“狭义相对性原理”)不能在同一时空中自洽一样。所以,那种认为某一公式对“爱因斯坦变换”协变,“相对性原理”必适用该公式的想法是错误的。
光在真空中的速度值与光源的运动状态无关的“光速不变现象”本身就说明它适用任何参考系、包含有特殊参考系的“尺缩钟慢”,所以,有特殊参考系的“洛伦兹变换”F(vg,C)就是它的数学式、有特殊参考系的“尺缩钟慢”就是它的通俗名称。
因此,“闵时空”仅仅是“狭义相对性原理”与“物理时空”的矛盾体,有特殊参考系的“尺缩钟慢”与“狭义相对性原理”组合成无特殊参考系的“尺缩钟慢”是错误的。同样,物理学上的“希尔伯特空间”仅在“物理时空”里自洽,“闵时空”与之矛盾。
5.2 “光速不变现象”的数学式与别名、及2个“洛伦兹变换”的物理历史
满足对“物理时空”里有特殊参考系的“洛伦兹变换”F(vg,C)协变、与满足对“闵时空”里无特殊参考系的“爱因斯坦变换”F(v,C)协变的公式形式几乎是一样的,物理历史上的是非曲直就在这里;无特殊参考系的“爱因斯坦变换”F(v,C)是无特殊参考系的“伽利略变换”F(v,∞)与有特殊参考系的“洛伦兹变换”F(Vg,C)的矛盾体,犹如无特殊参考系的“闵时空”仅仅是无特殊参考系的“绝对时空”与有特殊参考系的“相对时空”的矛盾体一样。
一个时空要求物体运动速度值的上限为无穷大,这个时空一定是“绝对时空”、无特殊参考系、无“尺缩钟慢”;而一个时空要求物体运动速度有上限,这个时空一定是“相对时空”、有特殊参考系、有“尺缩钟慢”。
数学上自洽并符合物理的时空只有“物理时空”,“物理时空”里速度有上限、有特殊参考系、有“尺缩钟慢”,就是有特殊参考系的“洛伦兹变换”F(Vg,C);而“洛伦兹变换”在历史上曾经有2种形式,一种是洛伦兹(1853-1928)起先提出来的以地面为特殊参考系的“洛伦兹变换”F(Vg,C)(公式中速度Vg以地面为特殊参考系),另一种就是洛伦兹后来根据错误的实验原理得到零结果的“M-M实验”而改变想法并修改为无特殊参考系的“洛伦兹变换”F(v,C)(公式中速度v以观察者为参考系)、即无特殊参考系的“爱因斯坦变换”F(v,C)。
很显然,2种“洛伦兹变换”形式因有无特殊参考系而在本质上是不同的,而只有有特殊参考系的“洛伦兹变换”F(Vg,C)才合乎物理而正确。
因此,“光速不变现象”规律的数学式F(Vg,C)就是有特殊参考系的“洛伦兹变换”F(Vg,C),有特殊参考系的“尺缩钟慢”是它们的别名,三者在数学上等价;它们任一者构成的“相对时空”都是“物理时空”。
而“尺缩钟慢”F(Vg,C)平时之所以被很多人怀疑就是因为把它与错误的、无特殊参考系的“狭义相对性原理”联立计算,就变成无特殊参考系的“爱因斯坦变换”F(v,C)了,即“尺缩钟慢”F(V,C)了,所以那么多悖论就出来了。因此,除去要求“速度值的上限为无穷大”才无特殊参考系的“相对性原理”之后的“相对论”就变成了“物理时空”里有特殊参考系的“相对论”,这样不但更符合物理实际、还不影响“相对论”主要内容的正确性。
在物理历史上,“绝对时空”里的经典力学公式当然是满足“伽利略相对性原理”对“伽利略变换”F(v,∞)协变,后来发现“相对时空”里的电磁学与万有引力场学公式是满足对有特殊参考系的“洛伦兹变换”F(Vg,C)协变;所以这时正确的做法就是把“绝对时空”里的对无特殊参考系的“伽利略变换”F(v,∞)协变的经典力学公式改造成“相对时空”里的对有特殊参考系的“洛伦兹变换”F(Vg,C)协变的力学公式就可以了,而不是把2个不能同时存在并矛盾的“绝对时空”与“相对时空”及其公式形式用一个不能在这2个时空中同时成立的“狭义相对性原理”给扭在一起而把“相对时空”里的电磁学与万有引力场学等公式写成对无特殊参考系的“爱因斯坦变换”F(V,C)协变。
所以,“相对时空”必然正确、不需要其它假设,更不需要要求“物体运动速度值的上限为无穷大”才无特殊参考系的“相对性原理”;“相对时空”正确、“相对性原理”错误,这在不理解“物体运动速度值的上限为无穷大”才无特殊参考系、并与“相对性原理”在本质上一一对应关系的人看来是多么大的讽刺与不可思议。
5.3 “光速不变现象”、有特殊参考系的“洛伦兹变换”、“物理时空”三者等价
由“光速不变现象”数学式F(Vg,C)构建成的有特殊参考系的“相对时空”就是符合物理的“物理时空”,这个“物理时空”才是现实宇宙时空的数学模型、与其等价的有特殊参考系的“洛伦兹变换”F(Vg,C)在其中成立。所以,“光速不变现象”数学式F(Vg,C)、有特殊参考系的“洛伦兹变换”F(Vg,C)、有特殊参考系的“尺缩钟慢”、“物理时空”在数理上等价;万有引力场理论在“物理时空”里才是正确的理论。
爱因斯坦“相对论”的主要错误就是认为“相对时空”无特殊参考系外、还对“光速不变现象”的本质理解不足,根本没想到“光速不变现象”有数学式、更没想到是F(Vg,C);继而使他再绕圈子苦苦找到“等效原理”,以致科学界与他一样、到现在还是用“狭义相对性原理”与“光速不变原理”组成无特殊参考系的“爱因斯坦变换”与“闵时空”;而不是从“光速不变现象”数学式F(Vg,C)直接推出有特殊参考系的“相对时空”来。
若爱因斯坦或科学界知道这个,都会回头想想与之矛盾的无特殊参考系“相对性原理”还对、还有物理必要吗!
而“等效原理”与“狭义相对性原理”组成的却是“绝对时空”里的无特殊参考系的“物理规律在所有参考系里都有相同的形式”,与“爱因斯坦变换”组成的却是“闵时空”里的无特殊参考系的“物理规律在所有参考系里都有相同的形式”。
“闵时空”是“绝对时空”与“物理时空”的矛盾体,“M-M(迈克尔孙-莫雷)实验”在地表静止实验室系里必然测量不到干涉条纹而得出几乎零结果的结论,这是证明地球附近的万有引力场系几乎就是该区域附近运动物体的特殊参考系,而不能在实验精度上证明或否定“相对性原理”与“伽利略变换”。
哪里光速有上限,光运动所在的该万有引力场系就是特殊参考系;但在不明白特殊参考系的物理前提下,地表静止实验室系里的“M-M(迈克尔孙-莫雷)实验”结果似乎支持“相对性原理”一样;所以,物理本质上可以寻找与确定特殊参考系的“M-M(迈克尔孙-莫雷)实验”在认识论与实验方法的错误情况下,反而成了前人否定特殊参考系的根据。
而在地面高速运动的工具或地球异步卫星上必然得到明显的干涉条纹结果,在实验数据与精度上都否定了“相对性原理”与“伽利略变换”。
因此,与其说“M-M(迈克尔孙-莫雷)实验”是测量地表有无“机械以太风”,还不如说是在地表测找验证“特殊参考系”;在地面高速运动的工具或地球异步卫星上得到明显的干涉条纹、而在地表静止实验室系里得出干涉条纹零结果就证明地球万有引力场系是地球附近区域的“特殊参考系”,证明要求无特殊参考系的“相对性原理”与“伽利略变换”是错的。
所以,“相对性原理”无论从时空理论、特殊参考系、物理实验上都是错的,以前就是因为物理科学在时空理论上对“相对性原理”认识错误才导致其在参考系物理与实验上都对一样。
绝对时空、闵时空、物理时空 的区别
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