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应该废弃狭义相对论 费邦镜 2016/12/10
摘要：本文首先论证了“引力场”就是传播光的“以太”；又指出了洛伦兹变换并不能化解光的传播定律与相对性原理的抵触；接着论证了相对性原理并不正确；又为牛顿第一定律打了个补丁，使得舍弃相对性原理有了理论依据。
引言 什么？要废弃狭义相对论？说梦话吧——相对论和量子力学是近代物理学的两大支柱，那是能够废弃得了的吗？ 其实，这两大支柱必有一错，因为它们的基本观点是对立的：1、根据相对论，光速是极限，而“量子力学允许超光速现象存在”；2、相对论认为，时间是相对的，同时性也是相对的，而“量子力学在绝对意义上使用时间的概念，同时性也具有绝对的意义”。[谭署生《从狭义相对论到标准时空论》湖南科学技术出版社，2007，P238] 两者相比较，相对论出错的可能性更大——据【科坛春秋】2015-11-08《物理界的撕逼大战，爱因斯坦的终身败笔？》报道：【近几年，“证明爱因斯坦是错的”似乎成了各大高校科研团队的热门项目……爱因斯坦和玻尔终身都在争论一个问题——量子纠缠……近几年，越来越多的大学科研组织都在进行着量子纠缠实验，而实验结果几乎都倒向波尔一边……早在2013年，中国科技大学潘建伟教授主持的量子隐形传态研究项目组就测出，量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级……爱因斯坦似乎在离真理越来越远。】 历史上，许多一流的物理学家，如洛伦兹、迈克尔逊、J.J.汤姆逊、庞加莱、马赫等等，他们都终生反对相对论，然而，他们全都失败了。一百多年来，人们对相对论的批判从来就没有停息过，我也曾斗胆挑战过多次，但是，相对论依然坚如磐石。 这是为什么呢？我逐渐意识到，这与我们对牛顿水桶实验的误解有关，也与牛顿力学存在瑕疵有关！ 本文仅九千余字，但愿您花费几十分钟时间，能分享到我几十年的挑战心得，能欣赏到福尔摩斯式的推理。
一、导致创建狭义相对论的第一原因是对“以太”探寻的失败 十九世纪末，经典物理学已经有了相当的发展和可喜的成果，但眼光独到的开尔文指出：在物理学晴朗的天空上还有两朵令人不安的乌云。其中一朵是指“经典物理学无法解释对‘以太’的探寻实验”。 什么是“以太”？古希腊的思想家亚里士多德认为，天体间一定充满了一种看不见的物质，当时就称这物质为“以太”。17世纪，笛卡尔最先将以太引入科学，认为物体之间的所有作用力都必须通过直接物体接触或通过以太这种中间媒介物质来传递，而且，光也是通过以太进行传播的。 关于光的本质究竟是粒子还是波，在古希腊就已经产生了分歧，一直争论不休。直到1864年麦克斯韦>建立起电磁学的基本定律——麦克斯韦方程组>，并指出“光”也是一种电磁波，从此，才有了光传播的真正理论。普遍认为，光既然是波，其传播也一定需要媒质，此媒质当然就是以太。 物理学家们都坚信，每一个关于运动的陈述都包含着一个物理的参考系，我们只能参照其他物体来量度位移和速度。而由麦克斯韦方程组导出的光速c是一个恒量，那么，这一恒定的速度是相对于何物而言的呢？正如声速的参照物是传播声音的媒质一样，光速的参照物应该是传播光的媒质——以太。以麦克斯韦、洛伦兹为首的大多数物理学家都持这样的观点。 然而，以太无影无踪，其性质也难以琢磨，物理学家们从十七世纪下半叶开始认真地探寻以太，但化了两百多年时间也没能找到它！于是大家又探究运动物体能否曳引以太。意想不到的是，各种探究结果都相互冲突： 1）1728年，布拉德雷发现光行差现象：为了能看到天顶附近的恒星，不能将望远镜绝对竖直地放置，而必须将望远镜轴线调整到偏向地球的公转运动方向，向前倾斜20.5’’ 角度。 普遍认为，地球在以太中穿行。“当我们开始利用光的理论来分析光行差现象时，粒子模型显然能够提供一个非常现成的解释：光行差现象恰好同下落的雨滴的情形类似。然而，只要以太完全不受地球运动的干扰，借助在以太中穿行的波动也能解释这一效应。另一方面，如果地球附近的以太随地球而动，那么就不会发生光行差现象。”[1] 以太论者认为，光行差现象证明了地球运动并没有拖曳以太。 2）1818年菲涅尔提出部分曳引假说，即在透明物体中，光可以部分地被这一透明物体曳引：曳引系数k = 1 - 1/n2 ，其中n为透明物体的折射率。1851年斐索做了正反流水中比较光速的实验，“证实了菲涅尔的部分曳引假说，从而使这一假说成了以太理论的重要支柱”。[2] “斐索实验可以简单地用以太既不为仪器拖曳又不为仪器中运动的水拖曳这种说法给以解释，部分曳引是由于折射媒质的运动所致”。[3] 而且，“斐索实验的结果可以看作是对恒星光行差观测的加强支持。两种实验结果均能通过下面的假定予以解释：运动物体并不把它的任何运动速度传给以太”。[1] 3）既然光行差现象和斐索实验都证明地球不能拖曳以太，而地球又在轨道上以30公里/秒的速度运行，那么在地球上应该能检测到以太风。在麦克斯韦的激励下，迈克尔逊发明出一种空前灵敏的干涉仪，他确信可以根据干涉条纹的位移推算出这以太风速，但他并没能如愿。 后来，迈克尔逊又邀请莫雷一起，进一步改进了干涉仪实验，把精度提高到可以分辨0.01个条纹间距的位移。他们原来推测以太风速为30公里/秒，据此，预期可观测到0.4个条纹间距的位移。1887年，迈克尔逊与莫雷连续4天从早到晚进行实验，却始终观测不到预期的条纹位移。过了半年以后，他们又做了一次观测，仍然没有发现预期的条纹位移，这使他们大失所望。他们的结论是：“即使由于地球与光以太之间的相对运动会使条纹产生任何位移，这位移不可能大于条纹间距的0.01。” [2] 迈-莫实验的结果发表后，几乎所有的科学家都膛目结舌！ 这是因为：迈-莫实验相当于“零结果”，等于是充分证明了地球完全拖曳了以太，这与斐索实验和光行差现象的结论恰恰相反！这似乎是对菲涅尔部分曳引假说这一以太理论支柱的致命打击。 4）但是，迈克尔逊和莫雷坚信以太理论，他们倾向于用斯托克斯的“完全曳引假说”来解释这个零结果。[2] 1845年，斯托克斯提出黏性流体运动理论，次年，他曾用这一理论漂亮地解释了光行差现象：“紧挨着地球的以太应当整个地同地球一起运行，围绕地球的以太云在地球沿轨道运动时为地球所完全裹携走。不过，这云的各层是以不同的速度在运行的：云层离开地球越远，它的速度就越小。由于光速在紧挨地球的比较密的以太层中减慢，所以来自恒星的光的波前就转向，这正确解释了所观察到的光行差”。[4] 迈克尔逊和莫雷认为，既然紧挨着地球的以太整个地同地球一起运行，那么地表当然不会有以太风，这能很好地解释迈-莫实验的零结果。 5）然而，从斯托克斯假说出发，必然会引出一个结论，即在运动物体表面有一速度梯度的区域，在运动物体附近，总可以察觉出这一效应。于是洛奇在1892年做了一个钢盘转动实验，专门用以试验这一效应。但洛奇的实验证实：紧挨着钢盘的以太，完全没有被高速转动的钢盘带动，这一结果导致人们对斯托克斯的假说失去了信心。[2] 总之，所有对以太探寻的结果似乎都相互矛盾，无法调和，物理学家们对此一筹莫展。这就是开尔文所指的那朵物理学上空的乌云。 正是为了驱散这朵乌云，26岁的爱因斯坦，初生牛犊不怕虎，独辟蹊径，干脆“抛弃以太”，创建了狭义相对论。他1922年在日本京都大学的演讲《我是怎样创造相对论的》中回忆：“最初，我并不怀疑以太的存在，不怀疑地球相对以太的运动……如果承认迈克尔逊的零结果是事实，那么地球相对于以太运动的想法就是错的，这是引导我走向狭义相对论的第一步。”[2] 那么，探寻以太之路真的穷尽了吗？ 参考文献一 [1] A.P.弗伦奇《狭义相对论》人民教育出版社，张大卫译，1979，P44、50 [2] 郭奕玲、沈慧君《物理学史（第2版）》清华大学出版社，2009，P166～167、170～171、186 [3] R.瑞斯尼克《相对论和早期量子论中的基本概念》上海科学技术出版社，上师大物理系译，许国宝校， 1978，P30 [4] В.И.雷德尼克《场》科学普及出版社，周昌忠译，1981，P50
二、探寻“以太”之路并未穷尽，“引力场”就是“以太” 牛顿年青时主张光的微粒说，但在他的光和颜色理论受到胡克和惠更斯等人的批评后，他开始向以太说妥协，“1674年左右，牛顿写了一篇《论空气和以太》手稿，反映出他向以太的妥协由光学扩展到整个物质观方面”，“牛顿的重力观点转向以太效应”。[1] “爱因斯坦相信，牛顿所最强烈反对的是一种能够自己在空虚空间中传递力的概念，牛顿希望用‘以太’来把超距作用归结为接触力”。[2] 可见牛顿当年就曾认为，光和万有引力都是依赖以太传递的。 在现代的我们看来，万有引力当然是通过引力场传递的，“引力场”难道不就是牛顿终生探寻不到的以太吗？可惜牛顿不知道居然会有“场”这种无形物质！ 既然“引力场”这个以太可以传递引力，那么为什么不可以也传播光呢？我们不妨假设“引力场”就是光以太，看看能否驱散那朵物理学上空的乌云： 斯托克斯解释光行差现象所借助的“以太云”，难道不正是非常形象的“引力场”吗？——全宇宙的引力场不是统一而均匀的，紧挨着地球的引力场必然整个的随地球一起在轨道上运行，而离开地球越远，那里的引力场越来越过渡为太阳的引力场，其受地球运动的曳引当然就越来越小，恒星的光线从太阳引力场射向地球引力场当然会发生偏转。而迈-莫实验是在与地球“同步”的地面引力场中进行的，既然“同步”，何来以太风？ 而洛奇的钢盘，无论怎样高速旋转，光路中的质量分布并没变化，当然引力场也没有变化，所以旋转钢盘完全不会带动以太，这与斯托克斯的假说毫无矛盾！ 至于斐索实验，其流水无论如何流动，光路中的质量分布并没变化，当然引力场也没有变化，所以流水就不会拖曳以太，部分曳引并非是以太被拖曳，而是透明介质的运动导致了介质中的光速发生了变化。这与洛奇旋转钢盘不能带动以太是同样的道理——并非一切物质运动都能曳引以太，而只有能改变光路中的质量分布的物质运动才能曳引以太。可见，菲涅尔的部分曳引假说这一“以太理论支柱”完全正确！ 且慢，有人质疑：既然洛奇旋转钢盘不能带动以太，那么，地球自转时其质量分布也几乎没变动，地球自转应该也不会带动以太，因此，迈-莫实验就应该能测出以太风，而不应该是零结果。 其实，迈-莫实验并非真正零结果。1887年迈克尔逊与莫雷最终的实验结论是：“最大的条纹移动量小于0.01……‘以太漂移’速度的上限是4.7公里/秒”。[4] 这相对于预期的30公里/秒的以太风速而言，可以说是零结果！换言之，迈-莫实验确实可以否定地球公转的以太风，但并不能否定地球自转的以太风——地球自转的最大线速度（赤道处）仅0.464公里/秒。 李立新博士反驳：1973年有实验表明以太风速小于3.8厘米/秒。2000年之后，有多个实验表明以太风速小于米/秒级别，[5] 这难道不能否定地球自转的以太风吗？但我同曹广军博士的观点一样，对这些实验的真实性或有效性表示怀疑。 我更相信张操教授的观点：【沙涅克（Sagnac）的实验事实表明：单向光速是有方向性的。】。[6] 我也相信黄新卫先生的观点：【杨新铁教授率先发现：受地球自转影响，电磁波往返中国西安和日本东京的时间不相等。黄德民高工率先从静止于地面的光纤陀螺仪能够敏感到地球自转角速度看出问题：这直接否定地球表面光速各向同性。】[7] 我认为这些都证明了地球自转产生了以太风。 综上所述，引力场就是光以太这个假设，能非常圆满地解释几乎所有的相关实验，并无任何矛盾，因此该假设完全能够成立。当年爱因斯坦依据迈-莫实验而抛弃以太显然是错误的！ 不过，仅凭这一点，并不能彻底否定狭义相对论，因为导致创建狭义相对论还有另外一个重要原因。 参考文献二 [1] 阎康年《牛顿的科学发现与科学思想》湖南教育出版社，1989，P300、418 [2] 许良英等编译《爱因斯坦文集第一卷》商务印书馆，1976，P622 [3] 刘辽 等《狭义相对论》科学出版社，2008，P5 [4] 张元仲《狭义相对论实验基础》科学出版社，1994，P26 [5] 李立新《争鸣观点之七：曹广军》 http://blog.sina.com.cn/s/blog_3c806cc90102v55v.html [6] 张操《物理时空理论探讨》上海科学技术文献出版社，2011，P105 [7] 黄新卫《给中国科协的信》http://blog.163.com/hubeihxw@yeah/blog/static/701140962016102045728673/
三、导致创建狭义相对论的第二原因是光的传播定律与相对性原理的抵触 1864年，麦克斯韦>建立起一套能完美描述电磁学基本定律的理论——麦克斯韦方程组>，由它可导出真空中光速c=1/√(ε0μ0)，其中的ε0为真空电容率，μ0为真空磁导率。电磁学中，ε0和μ0均是基本物理常量，是普适的，因此，真空中光速c亦是一个普适常量，“与光源的速度没有关系，也与参考系没有关系”。[1] 爱因斯坦把“光（在真空中）的速度c是恒定的”称为光的传播定律。[2] 爱因斯坦说：“谁会想到这个简单的定律竟会使思想周密的物理学家陷入智力上的极大的困难呢？”[2] 因为根据伽利略变换，如果在惯性系S中光速为c，那么，在相对于S以速度v运动的惯性系S’中，光速应为c+v，或者c-v，而不可能仍然恒定为c。可见在惯性系S’中的光速不再由ε0和μ0来决定，这说明在惯性系S’中的电磁现象不再服从麦克斯韦方程组>。 1905年前后，大多数物理学家认为，光的传播定律与相对性原理是严重抵触的。鉴于电磁学的实验精确度远比力学的要高，因此，“许多著名的理论物理学家比较倾向于舍弃相对性原理”。[2] 唯独26岁的爱因斯坦认为：“相对性原理和光的传播定律实际上丝毫没有抵触之处，如果系统地贯彻这两个定律，就能够得到一个逻辑严谨的理论”，即狭义相对论。[2] 可见，如何化解这个抵触，是导致创建狭义相对论的第二个原因。 那么，这个抵触真的被爱因斯坦化解了吗？ 参考文献三 [1] 杨桂林 等《近代物理》科学出版社，2004，P372 [2] A.爱因斯坦《狭义与广义相对论浅说》上海科学技术出版社，杨润殷 译，1964，P15、17
四、洛伦兹变换并不能化解光的传播定律与相对性原理的抵触 爱因斯坦化解这个抵触的方法是：对于两个惯性系之间的坐标变换，不采用“伽利略变换”，而采用 “洛伦兹变换”！ 果然，采用了洛伦兹变换之后，在不同的惯性系中光速确实都能恒定为c了！抵触似乎已被化解。“洛伦兹变换”因此而成为狭义相对论的核心思想。 但是，洛伦兹变换需要颠覆“同时性是绝对的”这一几乎是我们与生俱来的观念！它还会导致“运动的钟变慢、尺缩短”，甚至让基本的物理量“时间”，成为派生出来的物理量“速度”的函数，产生了一系列怪异的思想。 而正是这些怪异而又“正确”的思想，让大部分人都哀叹自己不够聪明，使得爱因斯坦名声大振。 其实，爱因斯坦在这里犯了一个严重的错误！ 因为根据麦克斯韦方程组>，真空中光速c是一个普适常量，“与光源的速度没有关系，也与参考系没有关系”。那么，既然与参考系无关，当然就意味着不仅在各惯性系中光速恒为c ，而且，在非惯性系中光速也都恒为c。 然而，洛伦兹变换并非是普适的，它仅仅适用于惯性系之间的坐标变换，该变换虽然可让各惯性系中的光速恒为c，但是，并不能让非惯性系中的光速也都恒为c！显然，洛伦兹变换并没能真正化解这个抵触！狭义相对论的这个核心思想是错的！ 那么，当年许多著名的物理学家主张“舍弃相对性原理”，是否可行呢？
五、相对性原理违反事实，应该舍弃 爱因斯坦反对舍弃相对性原理，因为他坚信：“有两个普遍事实在一开始就给予相对性原理的正确性以很有力的支撑。”[1] 那就让我们仔细看看他“精选”出来的是两个怎样的事实： 【第一个普遍事实】 爱因斯坦说：“必须承认经典力学在相当大的程度上是‘真理’……因此，在力学的领域中应用相对性原理必然达到很高的准确度。一个具有如此广泛的普遍性的原理，在物理现象的一个领域中的有效性具有这样高的准确度，而在另一个领域中居然会无效，这从先验的观点来看是不大可能的。”[1] 简言之，爱因斯坦认为，伽利略相对性原理在力学领域中非常有效，当然可以扩展到全部物理学领域。 其实，伽利略相对性原理并没有可靠的实验依据，所能查证的，仅仅就是伽利略描述的在匀速航行的大船中所观察到的那些极其粗略的力学现象。而我们大家都以“舟行不觉”的经验很自然地接受了它。 物理学史上，不乏被“经验”误导的深刻教训，因此，对伽利略相对性原理进行深入的考证是有必要的。 爱因斯坦对伽利略相对性原理有严格的定义：“假使力学定律在一个坐标系中是有效的，那么在任何其他相对于这个坐标系作匀速直线运动的坐标系中也是有效的。假使有两个坐标系，相互作不等速运动，则力学定律不会在两者之中都是有效的。”[2] 根据这个定义，只要我们不把眼光只盯着伽利略大船，就可以轻易地发现伽利略相对性原理并不符合事实： 1）力学定律在固定于地球的坐标系中是非常有效的，不然，伽利略、牛顿等科学家怎么可能在地球实验室中，归纳、总结出力学定律呢？ 2）爱因斯坦指出：“关联于太阳的坐标系比关联于地球的坐标系更象一个惯性系。”[2] 这当然是指力学定律在关联于太阳的坐标系中非常有效。 3）在月球上，宇航员们已证明了力学定律是有效的。 4）爱因斯坦指出：对自由落体电梯内的观察者来说，力学定律是有效的。[2] 5）在地球同步卫星内，宇航员们也证明了力学定律非常有效。 上述这五个坐标系，难道它们相互之间是在作匀速直线运动吗？当然都不是！但是，力学定律居然在它们之中“都”非常有效！ 可见，伽利略相对性原理明显违反事实！即使在力学领域中它也无效，遑论扩展到全部物理学领域。 有人反驳：伽利略相对性原理的成立，必是有其边界条件与适用范围的。然而，他们谁也说不出上述事例究竟超越了什么边界条件与适用范围。 【第二个普遍事实】 爱因斯坦指出：“由于我们的地球是在环绕太阳的轨道上运行，因而我们可以把地球比作以每秒大约30公里的速度行驶的火车车厢。如果相对性原理是不正确的，我们就应该预料到，地球在任一时刻的运动方向将会在自然界定律中表现出来，而且物理系统的行为将与其相对于地球的空间取向有关……但是，最仔细的观察也从来没有显示出地球物理空间的这种各向异性（即不同方向的物理不等效性）。这是一个支持相对性原理的十分强有力的论据。”[1] 爱因斯坦的这段话逻辑非常清晰：如果能找到地球物理空间各向异性的证据，就可以证明相对性原理是不正确的！ 很不幸，居然被我找到了两个这样的证据： 第一个各向异性：【1728年，布拉德雷发现光行差现象：为了能看到天顶的恒星，不能将望远镜绝对竖直地放置，而必须将望远镜轴线调整到偏向地球的公转运动方向，向前倾斜20.5’’ 角度。】[3] 这当然意味着地球物理空间是各向异性的！各向同性的话，望远镜还需要总是向一个方向倾斜吗？ 第二个各向异性：【1971年，Hafele和Keating……将四只铯原子钟放到飞机上，飞机在赤道平面附近高速度向东及向西绕地球航行一周后回到地面，然后将飞机上的四只铯原子钟与一直静止在地面上的铯原子钟的读数进行比较，发现向东飞行时四只原子钟的读数比地球上的原子钟读数平均慢了59×10-9秒；而向西飞行时四只原子钟的读数比地球上的原子钟读数平均快了273×10-9秒。】[4] 也就是说：向东飞行的原子钟会变慢，而向西飞行的会变快。这当然也直接显示了地球物理空间的各向异性！ 上述这两个各向异性，都直接否定了爱因斯坦自认为“支持相对性原理的十分强有力的论据”。 这真让我们大跌眼镜——爱因斯坦用洪荒之力精选出来的两个支撑相对性原理的“普遍事实”，居然统统违反事实！ 而且，2009年朱永强、季灏、郝建宇等人在复旦大学实验室进行了一个“带电体运动产生磁场的跟踪观察”实验：让一个高灵敏度的磁场检测仪跟随带电电容板“同步”作匀速直线运动，用来检测带电体运动产生磁场究竟是以什么为参考系。结论是：“在地球上带电体运动产生磁场的‘运动’，不可能以任何的运动参考系统为参考系，必须以地球为参考系和不依赖于观察系统的运动状态。” [5] 这是一个直接否定相对性原理的有力证据。 然而，舍弃相对性原理会产生非常严重的后果——普遍认为，“惯性定律说明静止与匀速直线运动都是物体在不受外力作用下，能不断维持下去的状态；相对性原理则说明在静止与匀速直线运动这两种状态中，力学定律是相同的。这就揭示了力学中的静止状态与匀速直线运动状态的等价性。” [6] 可见相对性原理与牛顿第一定律是相互支撑的，它们在本质上是协调一致的。如果要舍弃相对性原理，难道还要推翻牛顿第一定律不成？ 因此，尽管否定相对性原理的理由非常充分，但几乎很少有人敢舍弃它！ 参考文献五 [1] A.爱因斯坦《狭义与广义相对论浅说》上海科学技术出版社，杨润殷 译，1964，P12、13、17 [2] A.爱因斯坦《物理学的进化》上海科学技术出版社，周肇威 译，1979，P114、156、159 [3] R.瑞斯尼克《相对论和早期量子论中的基本概念》上海科学技术出版社，上师大物理系译，1978，P26 [4] 张元仲《狭义相对论实验基础》科学出版社，1994，P64 [5] 朱永强、季灏、郝建宇《带电体运动产生磁场的跟踪观察》前沿科学（季刊），2009年第1期，P81 [6] 林德宏《科学思想史》江苏科学技术出版社，2004，P87
六、应该为牛顿第一定律打个补丁 毋庸置疑，牛顿第一定律是整个牛顿力学的基础，牛顿力学的惊人成功和巨大贡献决定了这个基础不可能被推翻。 然而，迄今为止，几乎全部与“惯性”相关的问题都仍是迷。如：惯性的起源是什么？为什么无法找到一个真正的惯性系？等等。这些问题，令一代又一代的物理学家纠结不已。这引起我思考：牛顿第一定律本身是否存在瑕疵呢？ 经过三年多时间反反复复的深思、辩论、修正，我在2016年9月2日完成了一篇较为成熟的博文《应该为牛顿第一定律打个补丁》！简述如下： 【本文首先强调了牛顿第一定律的实验基础是伽利略斜面实验，该实验的结论中，惯性运动是沿水平面，并不是沿直线；又论证了牛顿水桶实验中的“水”是相对于“绝对处所”——“引力场”在作绝对运动，而不是普遍所误解的“相对于绝对空间”！依此，第一定律所适用的参考系既不是绝对空间，也不是惯性系，而是“绝对处所”——“引力场”；既然惯性运动是引力场中的运动，若沿直线，将违反机械能守恒定律。上述两方面的理由，相互印证了惯性运动不是直线运动。 继而指出，亚里士多德的“自然运动”应该是指仅仅在万有引力作用下的运动，在牛顿发现万有引力“之前”，普遍认为自然运动是被自身推动的，这个“自身推动力”应该就是牛顿所谓的“物质固有的力”——惯性！因此可推断，惯性就是万有引力！这个推断具有非常厚实的实验基础——至今的一切实验都证明了惯性质量等于引力质量，精度已高达10-12；且这个推断与爱因斯坦的“惯性与引力本质统一”观点是殊途同归！但这个推断比等效原理更简明、更可信。 又对伽利略斜面实验中小球受力情况进行分析，归纳出“惯性运动”就是在恒定大小引力作用下的最简单的自然运动，从而明确了第一定律的物理机制，以此为第一定律打了补丁：相对于其所处的引力场，任何物体都保持静止的或沿等势面向前作匀速率运动的状态，除非它所受到的引力大小发生了变化，或有其他的力作用于它，迫使它改变那个状态。其优越性是显著的：1、明确了所适用的参考系；2、完全符合伽利略斜面实验的结论；3、不违反机械能守恒定律。 还指出，按力学原理的分类原则，补丁后的第一定律妥帖地归属为不变分的积分原理，而原第一定律则相当于其微分形式，通常情况下原第一定律仍然可用。因此，这个补丁并非另起炉灶，而是让牛顿力学更完善。】 （如想深入了解该文，欢迎访问http://blog.sina.com.cn/s/blog_940c9bd40102wupu.html>） 如此补丁之后，惯性运动不再是沿直线的，静止与匀速直线运动不再具有等价性，更重要的是，这个补丁明确了第一定律所适用的参考系是引力场，而不是一组相互作匀速直线运动的平权的惯性系。这当然就意味着伽利略相对性原理失去了补丁后第一定律的支撑。换言之，补丁后的牛顿第一定律，为舍弃相对性原理提供了理论依据。
总论 在我看来，万有引力是无法屏蔽的，“引力场”就是一把解决物理学悬疑问题的金钥匙！ 为什么在伽利略相对性原理已经得到确立的情况下，牛顿还要坚持提出包含了绝对时间、绝对空间、绝对处所、绝对运动的绝对时空观呢？因为相对性原理完全否定了绝对运动的存在，而牛顿力学对于绝对运动的需要是不可或缺的，牛顿写作《原理》这篇巨著的目的“正是为了推知真正的运动”。当我们清楚了水桶实验中的水是在相对于引力场作转动，我们就明白了引力场就是“绝对处所”，相对于引力场的运动就是“绝对运动”；也就可以知道，牛顿定律所适用的参考系就是引力场，而不是绝对空间或一组相互作匀速直线运动的惯性系；我们才发现“惯性”其实就是万有引力，万有引力定律并不是游离于牛顿三定律之外的流浪者；我们才明白牛顿第一定律必须打补丁，相对性原理确实应该被舍弃。 而在清楚了引力场就是光以太之后，光速c就有了明确的参照物——地球引力场，因此，光速c并非是普适的！既非普适，何来“光速不变”！麦克斯韦方程组所适用的参考系当然同牛顿定律一样，也是引力场！（这一点太和谐了！）ε0和μ0并不是π那样的常数，而只是地球引力场的基本物理常量！光的传播定律与相对性原理的抵触是物理性抵触，根本不可能用洛伦兹变换这种纯数学变换来加以化解，解决抵触的唯一办法只能是舍弃相对性原理。 有了“引力场”这把金钥匙，狭义相对论的第一条基本原理——“相对性原理”必然被舍弃；第二条基本原理——“光速不变”也不可能成立。如此，狭义相对论难道还不应该被废弃吗？
上海金标软件有限公司 费邦镜 2016/12/10 博客：http://blog.sina.com.cn/feibangjing> 邮箱：fbj@jbrj.cn |