看了很多有关“相对论”的教科书,包括俞允强老师写的几本教科书,书里在谈到“相对性原理”时,前后几乎用了10多页在说明“相对性原理”应该是正确的、带有猜测性的语气,而结尾都说这仅仅是爱因斯坦的断定、无法证明的理论。
主流科学到今天对“相对性原理”的认识是如此的无力,仅仅知道它是无特殊参考系的、运动规律在所有参考系里都有相同的形式、物理规律的公式形式与坐标系无关,这是多么粗陋的认识;而实际却是“绝对时空”与“相对时空”里都有各自的“相对性原理”,它们都具有“运动规律在所有参考系里都有相同的形式”、“物理规律的公式形式与坐标系无关”的特点,区别在于有不同的数学变换式、及有无特殊参考系的本质差别。
1)“绝对时空”因要求物体运动速度的上限为无穷大,所以不符合物理实际;但我们可以数学分析一下,若“绝对时空”符合物理实际,那么该时空里的力学运动速度的上限与电磁波的速度值都是无穷大,除了先前的牛顿经典力学公式形式满足“伽利略相对性原理”而符合“伽利略变换”在“绝对时空”里自洽外,该时空里的电磁学公式形式必有不同于“相对时空”里的另一公式形式并满足“伽利略相对性原理”而符合“伽利略变换”在“绝对时空”里自洽。
而“相对时空”是一个要求物体运动速度有上限、不为无穷大的时空,所以该时空里的力学运动速度的上限与电磁波的速度值都有同一上限值C、而不是无穷大;那么,先前的牛顿经典力学公式形式满足“伽利略相对性原理”而符合“伽利略变换”的就不能在“相对时空”里自洽,力学公式形式只有改成满足“洛伦兹变换”才能在“相对时空”里自洽。
所以,“绝对时空”与“相对时空”是2个在数学本质上就不同的时空、不可能并存的;那种说“绝对时空”是“相对时空”里的低速形式,就是错误的。“绝对时空”里的牛顿经典力学公式、“伽利略相对性原理”并“伽利略变换”是与“相对时空”矛盾而不能在“相对时空”里自洽成立;犹如“伽利略变换”与“洛伦兹变换”不能在任一时空里同时成立一样。
那么,爱因斯坦所说的把“绝对时空”里的“伽利略相对性原理”扩大使用范围到“相对时空”里的电磁学就变成“(狭义)相对性原理”的说法本身就是错误的;没有任何一个理论可以跨2个时空而都成立的。“(狭义)相对性原理”若仅仅按爱因斯坦的想法是基于“伽利略相对性原理”上的发展,那它们只能扩大使用范围到“绝对时空”里的电磁学,而不适用于“相对时空”里的电磁学。
2)若它们是仿效“绝对时空”里的“伽利略相对性原理”而在“相对时空”里建立起来的适用于该时空的新理论、它们与“绝对时空”里的“伽利略相对性原理”没有任何关系、前者不是后者扩大使用范围的结果,而是一个全新理论,那理论的正确性才值得讨论;但这样,它们就不是爱因斯坦说的那个理论由来了。
由此可知,在爱因斯坦的那个时代,2个时空的本质与公式形式、特别是时空理论都是很模糊的混淆在一起谈的,很少自觉地发现并分开讨论的;错误地认为“绝对时空”里的经典力学是“相对时空”里的低速形式,那么就错误地认为“绝对时空”是“相对时空”的低速形式。
连说“绝对时空”是“相对时空”低速情况下的近似都是错的,更不要说是低速形式了;2个时空公式的计算值仅在速度零点取值一样,在零点附近取值近似,但随着速度自变量的增大、计算值差别就越来越大,无论怎样数学处理都不会使一个时空成为另外一个时空的升级;更何况“绝对时空”与“伽变换”里的速度取值范围是零到无穷大,“相对时空”与“洛变换”的速度取值是零到C,速度取值范围都不一样,它们就更不能共存。
这个本质差别犹如“绝对时空”里的公式形式不能对“洛变换”协变、“相对时空”里的公式形式不能对“伽利略变换”协变一样。无特殊参考系的理论仅在速度无上限的“绝对时空”里自洽,无论经过什么数学处理方法,速度无上限的“绝对时空”里的理论都不会在速度有上限的“相对时空”里自洽,即一个理论无论如何数学处理都不能并存在2时空里自洽。
所以,建立在要求速度无上限的“绝对时空”里的无特殊参考系“伽利略相对性原理”基础上的无特殊参考系“(狭义)相对性原理”就是物理错误;它们与“相对时空”矛盾,要求无特殊参考系更与物理实际不符。因为只有速度无上限的“绝对时空”才无特殊参考系,速度有上限的“相对时空”必定有特殊参考系、那个使速度有上限的万有引力场时空系就是特殊参考系。
因此,“(狭义)相对性原理”无论按爱因斯坦的说法,还是在特殊参考系的判断上,它们都只能顶多在“绝对时空”自洽、是“绝对时空”里的理论;而“光速不变原理”本来就是有特殊参考系并在所有参考系里都适用的物理,因被无特殊参考系的“相对性原理”无特殊参考系化后才错误,那么重新恢复有特殊参考系的“光速不变原理”就符合物理实际了。
3)爱因斯坦说“相对时空”是由“狭义相对性原理”与“光速不变原理”共同建立起来的,既然“(狭义)相对性原理”错了,那“相对时空”还对吗?
其实,我们现在已经不但知道“(狭义)相对性原理”错了,还知道有特殊参考系的“光速不变原理”单独就可以推导出有特殊参考系的“洛伦兹变换”,而有特殊参考系的“洛伦兹变换”就是“相对时空”里的“物理规律在所有惯性系里都有相同的形式”的数学式;所以,正确的、并符合物理实际的有特殊参考系的“相对时空”的建立不需要无特殊参考系的“相对性原理”的参与,有特殊参考系的“光速不变原理”单独就可以建立有特殊参考系的“相对时空”。
那么,由无特殊参考系的“狭义相对性原理”与“光速不变原理”共同建立起来的无特殊参考系的“相对时空”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,用这个矛盾体去解释物理就悖论百出,还使客观存在的“相对时空”与“光速不变原理”受到质疑。所以,有特殊参考系的“光速不变原理”物理事实的自然哲学中含有“洛伦兹变换”的数学原理,那种知道速度有上限却否定“尺缩钟慢”的想法是错误的。
速度有上限的时空就是有特殊参考系的“相对时空”,“相对时空”是客观存在的;只是爱因斯坦在建立“相对时空”的理论上出错误,我们不会因为爱因斯坦的错误就否定“相对时空”的客观物理性。
“相对时空”是有特殊参考系的“相对时空”,那“相对时空”里的“物理规律在所有参考系里都有相同的形式”必定是有特殊参考系、“相对时空”里的其它参考系物理都对该特殊参考系保持“洛伦兹变换”协变,即“相对时空”里正确的“相对性原理”一定是有特殊参考系。所以,有特殊参考系的“相对论”不但更符合物理实际、各种数学运算正确,还不影响“相对论”主要内容的正确性。
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