《论相对论谬误的根源》
(笔者注:本文在投稿相关科学杂志之后,张贴于本网,以推动相对论的否定之历史洪流。)
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论相对论谬误的根源
——百年相对论之终结
王达水/著
(中国湖南 421006 长沙铁路总公司衡阳北站)
(前序:这是一篇揭露狭义相对论显然的三项关键性谬误的论文,是投向相对论中枢神经的致命利剑,是导致相对论必然坍塌的终结性文献,必将走向世界,并拉开新物理的崭新序幕,进而调整一系列科学技术的发展方向和步伐。)
[ 摘语:狭义相对论的理论依据是洛伦兹坐标变换,并贯穿整个论证中,可是,洛伦兹坐标变换的推论过程存在三项显然的谬误:一是以光速 c 强行替换(物体)P 的速度vp 。二是以静止与运动的两个坐标系在起点时重合的特殊情况为出发点的论证,却强行得出普适性的结果。三是强行让静止事件(物体)P的速度vp 替换运动的坐标系K'的速度 v ,并代入其结论中,以证明时空的相对性,但却远远超越了其论证的前提性边界条件的范围。因此,洛伦兹坐标变换的时空相对性之结论必然谬误,进一步地,狭义相对论因而随之谬误。]
[ 关键词:相对论、坐标变换、不严密、不完备、光速、时间、空间、谬误 ]
引言
一个正确的科学理论,其论证过程必然要遵循“论证严密,条件完备”的科学原则。反之,如果一个理论的论证过程是不严密或者是不完备的话,那么,这个理论必然谬误,哪怕它曾经一度正确无比。
众所周知,爱因斯坦的相对论以思想的超前性、论证的严密性、理论的科学性、时空变换的神圣性而光辉灿烂了整整一百年。其显著的特点是以时间、空间、质量的相对性原理屹立于科学之巅,被人类科学界公认为是当代最伟大的科学理论。今天,当我们从新全面并深刻地审视相对论依据的洛伦兹坐标变换之理论前提,终于发现洛伦兹坐标变换的论证过程存在显然的“不严密、不完备、偷换概念、偷换要素、随意扩大限制条件”等恶烈手段,并予以严肃地、严密地、充分地揭露之际,洛伦兹坐标变换的谬误性结论必然暴露。皮之不存,毛之不附。建立在谬误的洛伦兹坐标变换基础之上的狭义相对论,必将坍塌无疑。
1.相对论论证过程回顾
1.1回顾洛伦兹坐标变换的推论过程
首先让我们通过程守洙、江之永主编的,中国高等教育出版社于1961年摔出版发行,1997年第五次再版,并在中国高校广泛普及的《普通物理学》教材,回顾洛伦兹坐标变换的推论过程:
[1]在推导洛伦兹坐标变换之前,作为一条公设,认为时间和空间都是均匀的,因此,它们之间的变换关系必将是线性关系。如果方程式不是线性的,那么,对两个特定事件的空间间隔与时间间隔的测量结果就会出现与该间隔在坐标系中的位置与时间发生关系,从而破坏了时空的均匀 性。例如,设x'与x的平方有关,即 x' = axx ,于是两个点在 K' 系中的距离和它们在K系中的坐标之间的关系将由 x'2-x'1 = a(x2x2-x1x1) 表示。现在我们设K系中有一单位长度的棒,其端点落在 x2 = 2 米和 x1=1米处,则 x'2-x'1=3a 米。这同一根棒的测量结果将随棒在空间位置的不同而不同。为了不使时空坐标系原点的选择与其它点相比较有某种物理上的特殊性,变换式必须是线性的。此外,还要求这个变换能在β→0 时转化为伽利略变换。据此,参考伽利略变换
x = x' + vt ……(1)
x' = x - vt ……(2)
而写出如下变换:
x = k(x' + vt) ……(3)
x' = k'(x - vt) ……(4)
根据狭义相对论的相对性原理,k和k'是等价的,上面两个等式的形式就应该相同(除正负号外),所以两式中的比例常数k和k'应该相等,即有
k = k'
这样一来
x' = k(x - vt) ……(5)
为了获得确定的变化法则,必须求出常数k 。根据光速不变原理,假设光信号在O与O'重合的瞬时(t = t' = 0)就由重合点沿Ox轴前进,那么在任一瞬时 t (由坐标K'度量则是t'),光信号到达点的坐标对两个坐标系来说,分别是
x = ct , x' = ct' …… (6 )
把(3)和(5)相乘,再把式(6)代入,得
xx' = kk(x - vt)(x' + vt' ) ……(7)
cctt' = kktt'(c-v)(c+v) ……(8)
由此求得:
k = c /[cc-vv] **1/2 = 1 / [1- vv/cc]**1/2 ……(9)
k值求得后,(3)(5)两式即可写成
x = (x' +vt' ) / [1- vv/cc]**1/2 ……(10)
x' = (x-vt) / [1- vv/cc]**1/2 ……(11)
从这两个式子中消去 x 或 x' ,便得到关于时间的变换式。消去 x' 得
x [1- vv/cc]**1/2 = (x- vt) / [1- vv/cc]**1/2 + vt'
由此求得 t' 如下:
t' = ( t- vx/cc ) / [1- vv/cc]**1/2 …… (12)
同样,消去 x 后求得 t 如下:
t = ( t' - vx'/cc) / [1- vv/cc]**1/2 ……(13) [1]
1.2洛伦兹坐标变换前提条件
在洛伦兹坐标变换的论证中,显然地表明坐标变换是在转换条件β→0 时的条件下进行的。如果 β> 0 而强行转换的话,则必然谬误。β的物理意义是指β= v/c ,具体在《普通物理学》[1] 一书的 321—233 页中是这样描述的:
在狭义相对论中,爱因斯坦根据狭义相对论的两条基本原理解释了新的坐标变换公式,即所谓的洛伦兹(H.A.lorentz)坐标变换式,用以代替伽利略坐标变换式,为什么这种新的时空坐标变换关系以洛伦兹命名呢?原来,它最初是洛伦兹为弥合经典理论中所暴露的缺陷而建立起来的。洛伦兹是位非常受人尊敬的理论物理学家,是经典电子理论的创始人,当时,他并不具有相对论的思想,对时空的观点也并不正确,而爱因斯坦则是给予时空正确解释的第一人。
在洛伦兹变换中,不仅 x' 是 x、t 的函数,而且t' 也是 x、t 的函数,并且还都与两个惯性系之间的相对速度v有关,这样,洛伦兹变换就集中地反映了相对论关于时间、空间和物质运动三者紧密联系的新观念,在牛顿力学中,时间、空间和物质运动三者是相互独立、彼此无关的。
当β<< c 时,即比值β= v/c 很小时,洛伦兹变换是对高速运动与低速运动成立的变换,它包括了伽利略变换。因此,相对论并没有把经典力学“推翻”,而是限定了它的适用范围。从式(10) x' = (x-vt) / [1- vv/cc]**1/2 还可以看出,当 v > c 时,洛伦兹变换则失去意义,所以相对论还指出物体的速度不能超过真空中的光速。[1]
实际上,β<< c 时,即比值β= v/c 很小时,特别是趋于0时,显然已经充分说明了洛伦兹坐标变换,是对低速运动成立的变换。如果 v 是高速,β= v/c 则不可能很小,因而绝对不是研究所谓的“低速与高速运动”的理论。
2. 洛伦兹变换论证过程的关键步骤
狭义相对论依据的洛伦兹变换前提的基本论证过程(以下简称原证)如前所述,现对该原证过程的最关键步骤顺归纳如下,以便于我们从更加系统的角度来深刻认识与把握相对论,以及透切地剖析它的谬误。
2. 1论证步骤分析与归纳
步骤一,介绍并确立时间和空间均匀性转换原理及正确性,即:
x' = axx
其中,a 是坐标变换系数。
步骤二,介绍并确立伽利略坐标变换的正确性,即:
x=x'+vt
其中,v 是运动坐标系K'的速度。
步骤三,时空均匀性转换与伽利略坐标变换的共同边界条件,即:
β=v/c → 0
其中,v是运动坐标系的速度,c 是30万公里每秒的光速。并且,β=v/c → 0是后续论证乃至结果都必须具备与遵循的基本条件。
步骤四,确立时空均匀性转换与伽利略变换在共同的边界条件β=v/c → 0 时的交叉关系,即:
x=k(x'+vt) ……(3)
x'=k(x-vt) …… (5)
其中,k 是转换系数,是依据时空均匀性转换 x'=axx 的 a 系数而来。式(3)(5)的真正的本质,是仅仅取时空均匀性转换公式中的 a 系数嫁接到伽利略变换公式中,进而构成洛伦兹坐标变换公式。
步骤五,假如光信号在o与o' 重合的瞬间(t=t'=0)就由重合点沿着ox轴前进,那么,在任一瞬时 t (由坐标K'度量则是t'),光信号到达点的坐标对 K、K' 两个坐标系来说,分别是
x=ct, x'=ct ……(6)
把(6)代入(3)乘(5)的式子中,求得
k=1/(1-vv/cc)**1/2=1/( 1-ββ)**1/2
步骤六,求得
x = (x' +vt' ) / [1- vv/cc]**1/2 ……(10)
x' = (x-vt) / [1- vv/cc]**1/2 (10) ……(11)
t' = ( t- vx/cc ) / [1- vv/cc]**1/2 ……(12)
t = ( t' - vx'/cc) / [1- vv/cc]**1/2 ……(13)
以洛伦兹坐标变换为特征的时间、空间之相对性关系随之建立。其中,洛伦兹坐标变换的最关键性结论是
k = 1 / [1- vv/cc]**1/2
当然,系数 k 必须总是满足论证的前提条件β= v/c →0 的限定,包括在狭义相对论的论证和应用中也必须如此。同时,c 是P事件发出的光束的速度,v是K'坐标系的速度,v 绝对不能以P事件的速度vp而替换。
可见,洛伦兹坐标变换由上述六个步骤,一层层地严密推演而得。其中,前一步骤是后序所有步骤的必备要因。显然,如果在原证的论证过程中,一但某一步骤不是完全充分的话,那么后续的所有论证则不能进行,进而不能得出最终结果。如果要强制性的进行的话,那么所得的最终结果必然谬误。另一方面,如果不遵循洛伦兹坐标变换的前提和结论,却一味地偷换概念与要素,而进行进一步的运用的话,无论怎样运用,都必然谬误。
2. 2洛伦兹坐标变换的研究对象及运动特征分析
洛伦兹坐标变换的论证过程中,共有四个研究对象及所属的四个运动特征,如洛伦兹坐标变换图所示,它们分别是:
第一研究对象:静止的坐标系K,运动特征是速度为零,功能是描写除自己之外的一切事件。
第二研究对象:运动的K'坐标系,运动特征是相对于静止的坐标系K而以速度v运动,功能是描写除自己之外的一切事件。。
第三研究对象:事件P(一个点,或者是一个物体),同时被坐标K、K' 描述,如果仅有一个坐标系来描述的话,则论证不能进行。同理,应用中也必须是K、K'同时具备。事件P的运动特征,是对于K而言的静止,也即vp=0;对于K'而言,是以速度 -v 运动。事件P不具备描写自己的能力。
第四研究对象:事件P(一个点,或者是一个物体)发出的光信号,运动特征是遵循光速不变原理,不具备描写自己的能力。事件P(一个点,或者是一个物体)发出的光信号,不是伽利略变换中的事件,仅仅是洛伦兹坐标变换研究中的其中一个事件,同时,事件P与其发出的光是不同的两个事件,尽管具有因果逻辑关系,但是,当这束光一但发出,则肯定不能等同是事件 P 本身。
可见,四个研究对象是彼此独立的,而且在洛伦兹坐标变换中同时成立,且缺一不可,无论是在该理论的论证过程中,还是对该理论成果的应用,都必须如此。否则,洛伦兹坐标变换不能进行,结论不能得出,如果要一味地强制性进行论证或应用的话,则必然谬误。
我们在此从新进一步地明确洛伦兹坐标变换的全部研究对象和各自的运动特征,目的是为下一步深刻并本质地、系统并透切地剖析它的种种谬误,做好充分的理论基础和思维方式的准备。
3.洛伦兹坐标变换中显然的谬误之一
通过对洛伦兹坐标变换的论证过程最关键步骤的顺序归纳与揭示,六个因果关系严密的论证步骤清晰明了。现首先就与k系数相关的谬误及原因透切分析如下:
3. 1 k系数显然是把时空均匀性变换与伽利略坐标变换结合一体的纽带,是由两个变换的边界条件所共同遵循的,即式(3)(5)必须在β=v/c → 0 才能成立。其物理意义是说对于运动的K' 坐标系,其运动的速度与光速之比必须满足 v<3. 2 在洛伦兹坐标变换中,确实做到了满足β=v/c →0之限定条件。但是,整个论证却没有让β=v/c →0 进入k系数的结论性表达式中进行验证性测试。在此,我们不妨让β=v/c →0代入k=1/(1-vv/cc)**1/2=1/( 1-ββ)**1/2 中进行一次验证,踏踏实实地看看进一步的结果究竟应该是怎样的。
因为:β=v/c →0
k=1/(1-vv/cc)**1/2=1/( 1-ββ)**1/2
所以,k=1/( 1-ββ)**1/2=1
把 k =1 代回式(3)(5)中,则:
x = k(x' + vt)= x' + vt;
x' = k(x - vt)= x - vt
显而易见,k 系数的引入,实际上是证明了伽利略变换的正确性。进一步阐明了时间和空间是绝对的,与坐标系的运动与否无关。同时,β= v/c →0 必须的前提性限制条件,充分地说明洛伦兹坐标变换的论证范围必须绝对限定于低速运动的坐标系范围内,而不是人们(包括爱因斯坦)过去一贯地理解的那种在 0→c 之间的速度,特别是接近于光速的高速度运动。
3. 3 把β=v/c →0代入式(10)中验证:
因为:β=v/c →0
x = (x' +vt' ) / [1- vv/cc]**1/2 (10)
所以,x = (x' +vt' ) / [1- vv/cc]**1/2 = x' +vt'
显然,验证的结果是伽利略变换的原本状态,因而,绝对空间之规律,再次被相对论来证明。
3. 4 把β=v/c →0代入式(13)中验证:
因为:β=v/c →0
t = ( t' - vx'/cc) / [1- vv/cc]**1/2 (13)
所以,t = ( t' - vx'/cc) / [1- vv/cc]**1/2 =( t' - vx'/cc)/ 1 = t'
可见,验证的结果是两个坐标系中的时间是相等的,因而,绝对时间之规律,再次被洛伦兹坐标变换证明。
3. 5 把β=v/c →0代入狭义相对论的质速关系式中验证:
因为:β=v/c →0
m = m。/ [1- vv/cc]**1/2
所以 ,m = m。/ [1- vv/cc]**1/2 = m。
显然,静止的质量实际上也就是运动的质量,即物体的质量与它的运动与否无关。
3. 6 可见,由于β= v/c → 0 必须贯穿于洛伦兹坐标变换和狭义相对论的整个论证过程的始终。如果论证中某处不满足此条件,则论证不能继续进行下去,或者是绝对地不允许论证的结果在β= v/c > 0 时适用。
进一步地,根据洛伦兹坐标变换论证中对 k=1 之的绝对认定,充分说明狭义相对论理论体系依据的理论前提本身,实际上就已经肯定了“时间、空间、质量”的绝对性,而不可能存在所谓的相对性。
显而易见,洛伦兹坐标变换的论证结果不是普适的,仅仅是在β= v/c →0 条件下,系数 k=1 的特殊情况。也进一步说明并非是研究高速运动的规律,反而恰恰研究的是极其低速的运动。同时,人们过去一贯地理解并坚信的,如狭义相对论所说的时间和空间是相对性的、可变的论证结果,实际上正好与它自己理论前提的真实论证结果相矛盾。
3. 7 进一步地,洛伦兹坐标变换的上述显然的谬误在于,一方面以运动的事件(物体)P,违背了原证中 P 静止之研究前提;另一方面,却以运动的 P 事件的速度(vp)强行替换成坐标系K'的速度,并代入原证(9)——(12)式中进行所谓的时间、空间的相对性计算。
洛伦兹坐标变换的上述描述中,强调了对于“时空均匀性变换与伽利略变换的转换条件β”,是坐标系 k' 的运动速度(v)与光在真空中的绝对光速(c ,30万公里每秒)的比值,为接近于零的范围,否则,洛伦兹坐标变换不可进行。这是洛伦兹坐标变换明确地认定的,也规定了是其后续论证必须遵循的原则。
然而,洛伦兹坐标变换的后续论证确实遵循了β= v/c →0 这项基本原则。但是,爱因斯坦却在进一步的论证上,篡改了要求时空均匀性变换必须在β→0时(β= v/c)转化为伽利略变换时的限定范围,而强行让运动的坐标系 k' 的速度在 0< v < c 的范围内,进而获得他所需要的相对的时间和相对的空间之论证的关键结果: k= 1/( 1-ββ)**1/2 >1 ,并被人类广泛地接受至今。现对其谬误性论证进行如下揭露:
由于光速 c 是一个“ 30 万公里每秒”的常数,那么,v<< c 并使β→0(β= v/c)时的 v 应该是一个怎样的数量级概念呢?我们就算把光速的30万分之一( 1公里每秒)的速度,认定为是符合 v<< c 并使β= v/c→0 要求的最大值。显然,在狭义相对论依据的洛伦兹坐标变换的前提,必须永远保持运动的坐标系 K' 对于光速 c 的比较特性之值是很小的要求,最高值顶多是在 1公里每秒的速度范围之内。
然而,狭义相对论在其结论的分析或解释中,却不顾其理论前提的必然要求,反而是让 k=1/(1-vv/cc)**1/2 中的 v 以 0 — c 之间的任意值运行,显然是谬误的行径。其中,一是双生子徉谬就是这种放肆的,在坐标运行理念支配下的最典型特例之一,即“事件P既是事件本身又是运动的坐标系K' ,且是近光速的高速”。
二是以π介子 0.91c 速度的测定实验,进行狭义相对论的相对时间和相对空间的计算,是典型的远远超越狭义相对论的洛伦兹坐标变换前提,在论证中要求的β= v/c → 0之基本限定条件的实例,也是“事件P既是事件本身又是运动的坐标系K' ,且是近光速的高速”的事例。
三是以狭义相对论最美妙并著名的质能定理之结论( E = mcc )而解释原子弹爆炸的能量释放原理。可是在爆炸的瞬间,一方面能量碎片在爆炸的瞬间速度是极其迅速的,同时,能量和质量的转换关系式本身,却以物体的质量与光速的平方之积来揭示,因此,无论爆炸碎片是远超音速还是近光速 ,二者都远远超越狭义相对论的洛伦兹变换之论证前提,所要求的P事件静止的基本特性。进一步地,能量碎片的速度显然不是运动的K'坐标系的速度v ,如果把它以K'坐标系的速度v 代入公式求解,则必然谬误。
但就 E = mcc 公式 ,并非是狭义相对论独有的论证结果,实际上以经典力学的方法,仅仅只需简单五步即可直接推论出质能定理:
因为能量是做功的本领,相对论的论证中也明确地肯定了此点。所以,E = FS= mas = mss/tt = mvv ,当 v = c 时,则E = mcc [2] 。 至于入狭义相对论所述的所谓静止的能量,则纯属无稽之谈。因为物体已经静止,没有速度、加速度、位移,尽管物体有质量,但从何而有能量,如何表达能量,又如何偏偏要以光速来表达能量呢?这是相对论的质能定理没有回答的,且是不能回答的。
可见,以低速的必然前提范围(β= v/c→0 )为论证条件,但在对时空结论的各种解释和最后相关的质能定11理之结论中,却随意性地放宽到高速运动的范围(β= v/c > 0 —1),同时,以物体的运动速度强行替换坐标K'的速度,特别是以光速替换物体(事件)的速度,以便探讨其所谓的相对运动规律性的手法,是洛伦兹坐标变换的论证中最显然的随意性手段,是公然地以时空均匀性变换的系数 a 巧妙结合到伽利略变换中,从而构成并实现β= v/c > 0—1 范围的谬误性的洛伦兹坐标变换。
可见,时空均匀性变换只是幌子,伽利略坐标变换仅仅是过度,单单摘取时空均匀性变换中的系数 a ,进而与伽利略变换的结合(必须在β= v/c →0 条件时)是隐蔽性手段,达到让β= v/c > 0—1 和 k=1/(1-vv/cc)**1/2 > 1— ∞ 来解释时间、空间、质量的相对性原理是最终的目的。这是一个多么地公然并荒谬的理论物理成果呀!
4. 透析洛伦兹坐标变换中显然的谬误之二
原证第五步以事件 P 在 y 轴上发出的光在经过 t 时间后到达K系的 x 点,在 K' 看来是在 x' 处,与原证的论证第三、第四步骤的洛伦兹坐标变换中 P 事件的特性(P事件静止不动地对于K ,以 -v 相对于K'运动)不相符合。因为, 一是 P 发出的光,事实上不是原来的事件 P ,仅是相对论专门地研究的一束光的运动,因而不能等同于是具体的P事件或物体本身。二是不能把这束光视为是事件P或物体的运动速度。如果这样的话,显然就与物体的速度不能等于或大于光速的论证前提与结论矛盾。三是事件P的速度 vp 也不能等同是坐标K'的速度 v ,坐标系K'的速度 v 与光速也是彼此独立的两个事件,如果 P、K、K'、c(光束)四者中的任意两者彼此相等或替换,那么必然谬误。
狭义相对论所依据的洛伦兹坐标变换之理论前提,在其理论中就是这样以物体发出的光而等同是物体的运行速度而进行的,是公然地偷换概念、偷换要素,并违背它的论证前提和论证结果(任何物体的速度不可超越或等于光速)的谬误重重的荒诞无稽的论证。
显然,原证以光速强行替代静止的事件 P ,是洛伦兹坐标变换的第二个谬误。
5、透析洛伦兹坐标变换中显然的谬误之三
5.1在洛伦兹坐标变换第五关键步骤的论证过程中,强调假如光信号在O与O'重合的瞬间( t = t' = 0 ),就由重合点沿着x轴前进,那么,在任意时间后( t > 0 ,由坐标系K'度量则是t' ),光信号到达点的坐标对两个坐标系来说,分别是:
x = ct , x' = ct' …… (6)
把(3)和(5)相乘,再把式(6)代入,得
xx' = kk(x - vt)(x' + vt' ) …… (7)
cctt' = kktt'(c-v)(c+v) …… (8)
由此求得:
k = c /[cc-vv] **1/2 = 1 / [1- vv/cc]**1/2 …… (9)
显然,上述论证过程强调了重要的三个关键点:一是对于洛伦兹变换而言,事件P不处于坐标K或K'的任一位置上,而是于t=t'=0时位于重合着的 y 轴或 y' 轴上。二是K'上的O' X' 轴沿着K的OX轴匀速直线运动。三是速度c是光的速度,是时间t=t'=0时P事件发出的光信号,于 t > 0 ,t ' > 0 时,对于K上观测该光信号经过时间t后运动到达 x = ct 位置;对于以 v 速度运行的 K' 坐标而言,该光信号经过时间 t' 后,运动达到 x' = ct' 位置。把这束光在 t 时间里经过的路程( s = vt )分别代入原证(7)得(8)及式(9) k = c /[cc-vv] **1/2 = 1 / [1- vv/cc]**1/2 之结果。
显然,其论证过程还明确地表达了另外三个重要内容:一是当事件 P 的初始位置不是在 y 轴(y' 轴)上,则不能以光程(s=ct)代替光于 t 时间后到达的坐标位置(x,或x'),即不能构成 x = ct 之特征,进而不能得出原证中(7)及结论(8),所以结论(8)不是普适的。
二是当 K' 上的 O'X' 轴不是沿着 K 坐标的 OX 轴作直线匀速运动,则也不能得出上述(7)式及结论(8)。所以,进一步地表明结论(8)不是普适的。可见,洛伦兹坐标变换的第五关键步骤,是局限于一个非常特定的,必须是在两个共同的约束条件下才适用的,因而不可能是一个广泛性的、普适的、充分的论证及结论,更不能借以证明什么时间和空间之完备并普适的,如洛伦兹坐标变换式所揭示的相对性规律。
三是事件 P(物体)发出的光,这一论证的要因及事实,实际上就已经明明白白地阐明,仅仅是研究光束对于静止的坐标系K和运动的坐标系K'的相对运动规律,不能借此推广到是研究所有物体运动(v = 0→c)对于静止的 K 和运动的 K' 的相对性关系。
整个洛伦兹坐标变换的论证中,始终没有涉及到事件(物体)P 对于静止的坐标系K和以 v 运动的坐标系 K' 的运动。其中,我们绝对不能把 K' 对于 K 的运动速度 v 视为是 P 对 K 和 K' 的运动。如果把 v 视为是 P对 K' 的运动,则 K' 对 K 就应该是静止的或者是不存在,因而就不存在坐标系的变换问题及求证的必要。因此,事件 P 以速度 v 代入式(10)(11)(12)(13)中的计算,不能证明是事件 P 针对 K 或 K' 是时空相对性的。
特别是把 K' 系直接作为事件 P ,代入式(10) — (13)中,以计算或求证时空的相对性,是明显地偷换概念与要素,进而是谬误的。因为 K' 是坐标系,是度量别人的量具,是洛伦兹坐标变换中不可缺少的四个研究对象的其中一个,而且它自己肯定不能度量自己,犹如裁判员不能同时作为运动员参加比赛一样。
也许,人们要说以事件 P 之速度 vp 来替代 K' 之 v 是正常的,因为可以认为 P 就是一个坐标系。然而,P 事件不是K'坐标系。在洛伦兹坐标变换中,是K'描述P,不是P描述K'。同时,坐标系不能度量自己。因此,强行以P之速度 vp 来替代 K' 之速度 v 的论证与应用,都必然谬误。
5.2 为进一步充分地驳斥狭义相对论所依据的洛伦兹坐标变换之理论前提,现对原证变换公式的系统性作如下数理分析:
由于原证中式(3) x = k(x' + vt), 和式(5) x' = k(x - vt) 中涉及的事件P是静止的,如果P要以vp运动,那么,原式的洛伦兹坐标变换则应该是:
x = k(x' + vp + vt) ……(A)
x' = k(x + vp - vt ) ……(B)
当光信号在O与O'重合的瞬间( t = t' = 0 ),则x' =0,x=0,代入式(A)(B)中则有:
x = k(vp + vt) ……(C )
x' = k( vp - vt ) ……(D)
当 vp = c 时,代入式(C)(D)中则有:
x = k(c + vt) …… (E )
x' = k( c - vt ) ……(F)
这样一来,才与洛伦兹坐标变换中的第五关键步骤吻合。可见,一是光速不能等同是事件P的运动的速度;二是原证中的结论(8)不是普适的,由此求得的结论(9): k = 1 / [1- vv/cc]**1/2 也不是普适的。如果要强行并广泛的应用,则必然出现谬误。
同时,物体以光速运动(vp= c )是洛伦兹坐标变换的论证结论所不允许的,更是洛伦兹坐标变换的论证前提 vp= 0 所排斥的,因而,狭义相对论所依据的洛伦兹坐标变换之理论前提的论证体系内部矛盾重重。
6. 结论
由于洛伦兹坐标变换在论证中引入了时空均匀性变换的前提,进而引入时空是相对的概念以及必然的认同性,特别是对尺缩效应的认同性,为洛伦兹坐标变换结论之一的时空相对性预先打下了理论基础。但是,论证中却并不完全以时空的均匀性变换为基础,而仅仅取其系数 a 之特征,又以β= v/c →0 为桥梁,再与伽利略变换的边界条件为切入点,实现从新组合后的洛伦兹坐标变换,进而开展论证。论证的真实结果应该是 k = 1,时间、空间是绝对的。可是在实际的理解与应用中,却强行以事件 P(物体)的速度等同是运动的坐标系K'的速度,代入洛伦兹坐标变换之论证的结论性成果中( k = 1 / [1- vv/cc]**1/2),并随意地超越β= v/c →0 的限定,且以 0 <β= v/c ≤ 1,进而让 k = 1 / [1- vv/cc]**1/2 在 1—∞的范围内适用(当v>0时,k >1;当v=c时,k=∞)。因此,其进一步的关于“时间、空间、质量”的相对性结论必然谬误。
另一方面,在洛伦兹坐标变换的过程中,强行以光速替代静止的事件(物体)P的速度 vp ,并代入其论证的方程式中,因此,是典型的、公然的偷换概念并改变运动特性的卑鄙手法,其坐标变换必然得出时间、空间是相对性的谬误结论。
再一方面,是以事件 P 的初始位置在 y 轴(y' 轴)上,又以光程( s = ct )表示该光束于 t 时间后到达的位置坐标(x,或x'),进而展开论证。实际上,这仅仅是对事件 P 起于一个确定的初始位置之特殊情况的论证,显然是不完备的,况且以光速替代事件(物体)P 的速度,这本身就是一个谬误。因此,所证 k = 1 / [1- vv/cc]**1/2 必然谬误。
可见,洛伦兹坐标变换的论证过程是谬误的,其结论是谬误的,特别是洛伦兹坐标变换的系数 k = 1 / [1- vv/cc]**1/2 是谬误的。显而易见,建立在洛伦兹坐标变换基础之上的狭义相对论,特别是以 k = 1 / [1- vv/cc]**1/2 系数贯穿于整个理论体系之中的狭义相对论,必然谬误无疑。
随之而来,建立在狭义相对论基础之上的广义相对论,也必将伴随着狭义相对论的坍塌而一并崩溃。
相对论大厦在它即将诞生100周年之前,因为其理论基础的重重谬误而轰然坍塌,全世界将为之震惊。闻名遐尔的相对论将成为历史,物理学必将迎来新一轮光辉灿烂的新时代。
二○○四年五月二十日 于中国衡阳
主要参考资料:
[1]、程守洙、江之永,《普通物理学》,高等教育出版社,1998年6月第五版
[2]、王达水 ,《剖析狭义相对论论证中的谬误》,“丁一宁网站” hettp://www.dyntm.com,或者是“当代物理世界论文集” 网站 hettp://www. .com
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