|
相对论诞生了一百多年，围绕时空问题人们也争论了一百多年，有人从维护的角度分析相对论，有人从反对的角度分析相对论，却很少有人从准确理解的角度分析相对论。 争论的焦点基本围绕着洛伦兹变换展开，有人质疑其推导过程，有人质疑其物理意义，还有人质疑计量单位的问题，等等。 那么，有没有一个办法避开这些质疑的问题，先理解和接收洛伦兹变换（含伽利略变换及更多的变换） ，其它质疑的问题以后慢慢分析？这是我思考了很多年的问题，也多少有了眉目。无论这里有没有人从这个角度思考问题，我都希望大家一起来想办法。 |
|
相对论诞生了一百多年，围绕时空问题人们也争论了一百多年，有人从维护的角度分析相对论，有人从反对的角度分析相对论，却很少有人从准确理解的角度分析相对论。 争论的焦点基本围绕着洛伦兹变换展开，有人质疑其推导过程，有人质疑其物理意义，还有人质疑计量单位的问题，等等。 那么，有没有一个办法避开这些质疑的问题，先理解和接收洛伦兹变换（含伽利略变换及更多的变换） ，其它质疑的问题以后慢慢分析？这是我思考了很多年的问题，也多少有了眉目。无论这里有没有人从这个角度思考问题，我都希望大家一起来想办法。 |
|
宋先生：
相对时空观是错误的！ 请看我在《应该废弃狭义相对论》中的论述： 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！ 请宋先生挑刺！ |
| 首先请思考一个很现实的问题，探讨时空变换通常涉及两个坐标系，且有很高的相对速度。问题来了，我们真的在两个坐标系都做过真实的计量吗？ |
|
对【10楼】说： 老王，这个问题或许会帮助我们揭示时空变换的真正作用，也使得大家摆脱原来的一些纠结。你真的分析过吗？ |
|
面对两个坐标系，当我们知道两个坐标系间的变换关系，即可做下面的事情：
1、我们可以根据一个坐标系的计量结果推出另一坐标系的计量结果。 2、我们可以根据一个坐标系下的规律表达式推出另一坐标系下的规律表达式。 我们希望通过变换帮助我们最终获得所在系计量结果和规律表达式。然而，我们只有在所在系进行了真实计量并总结出一些规律表达关系，从来没有在高速系中做过真实的计量，就不存在先获得高速系的真实结果和规律表达式，再推理出我们所在系的计量结果和规律表达式，相对我们的目的这种时空变换似乎起不到任何实质性作用。 然而我们一直在用时空变换进行推理，似乎也帮助我们解决了不少问题，其中的奥妙是什么呢？这就是需要深入思考的一个问题。 |
|
老宋：
我并不认为用时空变换进行推理，帮我们解决了什么问题。一个实例都没有。 时空变换不能改变物理本质，一点意义都没有。框里有一筐柿子，你硬说它们是苹果，没人和你较真，因为你定义那种红红的、软软的、有甜味、有涩味、用黑枣树嫁接的那种树结的果实就叫苹果。 问题的关键不是变换，而是在一个坐标系内物体运动规律你都没表达清楚，进行什么变换？ |
|
[15楼] 作者:王普霖
肯定一点的是，变换能够帮助我们解决一些问题，然而人们对变换的本质还没有把握，且有很多人纠结于变换物理意义的理解。为避免这种纠结，我们需要找出变换能够帮助我们的道理或秘密是什么，然后针对这一道理，避开原来变来变去物理意义上的纠结，换一种更严谨的语言来解析，这一语言就是数学。等理解和接受了数学解析，回过头再去慢慢理解物理意义、把握时空变换的本质，应该就容易多了。 |
| 问题是，宇宙间根本不存在一个光速各向同性的大参考系，用于你的洛伦兹变换。 |
|
基本思路是：既然所有直接的计量结果和规律表达式都来自我们所在的坐标系（地球系），而不是来自那个相对高速运动的坐标系，那么，我们不再关心另外一个坐标系的计量结果和规律表达式，只限于地球系的计量结果和所获得的规律表达式进行探讨。
有人马上会说，只有一个坐标系那就没了坐标系间的变换，还怎么探讨变换？别着急，没了第二个系我们可以通过衍生变换来分析问题，通过对地球系获得的物理量进行衍生变换也可以得到我们想要得到的东西，如此整个问题就几乎变成了纯数学上的分析论证，也就没有了物理意义上的纠结，人们就比较容易理解和接受了。 |
|
基本思路是：既然所有直接的计量结果和规律表达式都来自我们所在的坐标系（地球系），而不是来自那个相对高速运动的坐标系，那么，我们不再关心另外一个坐标系的计量结果和规律表达式，只限于地球系的计量结果和所获得的规律表达式进行探讨。
有人马上会说，只有一个坐标系那就没了坐标系间的变换，还怎么探讨变换？别着急，没了第二个系我们可以通过衍生变换来分析问题，通过对地球系获得的物理量进行衍生变换也可以得到我们想要得到的东西，如此整个问题就几乎变成了纯数学上的分析论证，也就没有了物理意义上的纠结，人们就比较容易理解和接受了。 |
| 在地球表面，有各向同性的光速，这种各向同性必有物理原因。那就是地球表面有相对地表静止的场物质。场物质是光的媒介，一个介电常数不为零的介质。这层和地表相对速度为零的介质中的光相对该处的场物质介质光速是c，因此它才相对地表为各向同性的c。相对论并不能帮助我们解释在土星、木星、火星、太阳上也有这层物质，使它们表面也呈现出各向同性的光速c1、c2、c3、c4……。涡旋场理论却能完全解释这些。 |
| 其实最主要的就是“同时”问题，只有正确的理解了这个问题，才有可能对洛伦兹变换等有比较正确的理解。 |
|
老刘说得不错，是同时性问题。我们到底要把时间作为运动的对比和量化的物理量还是人为想怎么约定就怎么约定的一个纯数字呢？时间是万物运行所遵守的规律，它不是纯数学意义上的东西，想怎么写就能怎么写的。
相对论以为只有地球上有各向同性的光速，地球就成了宇宙中的静系，所有和地球有相对运动的天体都不能有这种性质。如果要有，必须是经过洛伦兹变换后才有的。老宋，这是不是洛伦兹变换本意？老宋，它符合事实吗？ 事实是，每一个大天体表面上，都有无需相对论洛伦兹变换就有的各向同性的物理光速。相对论根本不能解释。 |
|
事实上，由于宇宙所有星系都在做不同方向的旋转运动，星系所在空间的场物质不可能屹立于宇宙中静止不动，它们也都参与星系的旋转，因此，在全宇宙中静止的、密度处处均匀的场物质（以太）是不存在的。光在这些运动的场物质由极远的地方来到我们地球，不知要走过多少弯路、速度变化了多少回。
我们讨论相对论也是要基于一种参考系吧？洛伦兹变换的一个基础参考系K系，有不需要变换就有的光速各向同性，老宋你是不能否定的。老宋我先问你，宇宙中能否找到一个基准点，以该基准点为原点，建立一个包含了宇宙所有运动星系的参考系吗？也就是说，能不能建立一个基础参考系，让宇宙中所有的光，在基础参考系中都有dr/dt=c? |
| 所有的物理公式都是代入数据可以用实验验证的，而相对论的公式计算出来的东西都是不能用实验来验证的。 |
|
这个基础参考系你都找不到。没这个基础参考系S，运动参考系S'的速度V你又是相对谁来说的？你如果说是相对地球的，等于你把地球看作宇宙中心，你就回到了地心说。
如果你找不到这个基础参考系，你拿什么做洛伦兹变换呢？就算你强行把地球做宇宙基准点建立基础参考系S，你能说宇宙中所有运动着的光子都在你这个参考系中速度为c吗？ 洛伦兹变换是要求在基础参考系S中，一个光子不管到达参考系的任何地方，哪怕它跑到河外星系去了，它也必须在这个参考系中速度为c。事实上这是不可能的，在施行洛伦兹变换之前，这个光子在地球上有光速c，它跑到河外星系上去了，取得了另一个环境下的c'，它相对地球的速度就早已经不再是c了。这个光子已经不满足洛伦兹变换的条件，洛伦兹变换对该光子失效。 我们看看洛伦兹变换的推导就可以知道，光在本系变换到另一个系时，它必须总是相对本系的速度是c的。而这里的光子离开本系后，速度渐变，变到和相对另一个星球的速度是c'了，我们根本无法实现我们的变换。在洛伦兹变换推导的过程中，x、y、z、x'、y'、z'都是形容同一个光子的坐标的。一个在地球表面以c速度出发的光子，在运动过程中速度变了，变成不是c了，它到达其它星球，我们还能对其进行变换吗？ 唯一的一种可能的条件满足这个光子的洛伦兹变换，即全宇宙中只有地球和相对地球静止的天体上有各向同性的光速c，其它和地球有相对运动的天体附近都不能有各向同性的光速c，但是这种可能为零。因此，洛伦兹变换也根本不可能符合物理实际。 |
|
时间是运动基准物对物质运动量的对比和量化，相对论的时间则不是。相对论的时间是橡皮筋，不需要基准运动物的对比。相对论史无前例地把时间当作一个纯数字量来使用，想怎么捏就怎么捏。它全然不过在路上行驶的汽车中有靠力学原理制造的测速仪器所指示出的恒定速率60公里/小时，却通过两不同时的异地时钟当作同时时钟使用，并用其直接数字差值（不扣除固有时差）计算两车的速度，得到一个有无穷大速度和一个有30公里/小时的错误结果。
相对论中光的速度就是任意修改两地时钟固有时差和两地距离后凑出的|c|，一个没有任何物理意义的纯数，它后面应该跟什么单位恐怕它都说不清。 |
|
大家都说光速和光源速度没有关系，事情果然是这样吗？
我们在不考虑相对论的情况下讨论它。对于地球来说，其表面有各向同性的光速c，又因地球相对太阳有速度，所以在太阳参考系看在地球上各个方向运动的光子是有各种速度的，速度是c+V，这里c和V都是矢量。写成标量的速率，最大是c+V，最小是-c+V。我们看到了，无论是标量还是矢量，这个+V都是存在的，不管光是朝哪个方向发的。这就是说，地面上所有看到的速度是c的光，在太阳参考系，都叠加有地球公转速度V。 又，太阳在银河系中的速度是V1，则在银河系看地球上以速度c运动的光子速度，就是V1+V+c，它总叠加着参考系中运动天体的速度！这说明在地球地面上发出的光速为c的光，都叠加有光源的速度！ 所以，在有相对地表静止场物质的地面上，光源发出的是相对场物质速度恒定的光。该光源发出的光不会在地表传播时改变频率，即没有多普勒效应。 还是这个地面，它接受来自天外的光时，地球上会看到多普勒效应，如朝阳和夕阳的区别。朝阳和夕阳的区别不仅仅是阳光作用于空气引起朝霞和晚霞的不同，假定地表没有任何空气，该多普勒效应一样会在地面上产生。为什么同样是光，地球表面发出的就是速度各向同性的，来自天外的光就没有各向同性的性质呢？这是地面相对光源的速度不同，造成光在地面上的速度也不同。 有人也许会发出质疑，地面既然已经有了相对静止的场物质层，进入这层场物质的光的速度就应该是恒定的c。其实呢，场物质这种东西，不像空气和水两种介质有明显的分界面，场物质密度是渐变的，光进入密度大的场物质时速度减少下来也是渐变的，又因为这层密度大的场物质仅仅是薄薄的一层，不会在很短的时间和距离内把外来光的光速完全减下来。 |
|
“如此整个问题就几乎变成了纯数学上的分析论证，也就没有了物理意义上的纠结，人们就比较容易理解和接受了。”
如此，整个问题也就变得没有任何物理意义了。它完全变成了代数的纯数学运算，任何物理量也都不是物理量了。这样，大家都能接受，可是接受一个没有任何物理意义的东西对我们理解物理上的时空也同样没有任何帮助。 |
| 我所提到的这些机理上的问题，相对论对此毫无解释能力。也就是说，我的道理可以写出千千万万，相对论也只能拿那几个不能实验验证的纯代数数学公式，不顾物理机理在白话，相对论再也拿不出解释物理现象的任何物理机理来了。 |