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2004年7月26日上午10时100分,北京相对论研究联谊会、卢鹤绂格物研究所北京工作部和《格物》杂志社联合在上海交通大学浩然大厦2407会议室召开中美学者上海座谈会。
出席会议的有:北京相对论研究联谊会会长吴水清,北京相对论研究联谊会副会长王德云、白景芝、谭暑生教授,以及北京师范大学曹盛林教授,北京航天航空大学江兴流教授,北京联合大学陈其翔教授,中国气象科学院任振球教授,北京相对论研究联谊会网站丁一宁站长,卢鹤绂格物研究所北京工作部网站李安宝站长,卢鹤绂格物研究所北京工作部办公室副主任王志海先生,北京相对论研究联谊会副秘书长刘 功、董靖峰先生,张冰翻译,苟文俭、杨发成、田厚强、张崇安,郭峰君、郭传华、朱永焕。
美方代表有:美国休士顿大学物理系原主任汉格弗教授,美国自然哲学联盟重要成员、工业物理学家西敏.里教授。
下面以记实形式报道中美学者上海座谈情况。
主持:谭暑生教授
翻译:张 冰 江兴流
记录:李安宝
谭暑生:女士们、先生们:
在卢鹤绂院士诞辰90周年纪念大会的前夕,利用这个时机,举行中美两国学者的座谈会。我们中国学者很重视与美国自然哲学联盟的合作,很重视和很乐意与美国的同行们和朋友们就爱因斯坦相对论的研究和探讨深入地交流情况,交换意见,并建立和加强这方面的友好联系和友好合作,以便为科学的发展作出贡献。
下面,首先请吴水清会长介绍美国贵宾。大家欢迎(热烈鼓掌)。
吴水清:这位是卢鹤绂长子卢永强先生在美国18年的老板、美国休士顿大学物理系原主任汉格弗教授;这位是我的朋友、美国自然哲学联盟重要成员、工业物理学家西敏.里教授。(鼓掌)
谭暑生:下面请江兴流先生介绍中国学者。
江兴流:[用英语介绍吴水清、王德云、白景芝、谭暑生、曹盛林、江兴流、陈其翔和任振球教授]
张 冰:(英语翻译)
谭暑生:给中方与会代表作以下几点说明:第一,座谈会举行约1个半小时;第二,每一位提问者和发言者讲话约3~5分钟,可以短一些,但不超过5分钟;第三,每一位提问者和发言者首先必须举手示意,得到主持人同意并指定后才发言。
请各位代表作准备。下面我抛砖引玉,向美国朋友介绍一下我本人的研究工作。
(以下用英文讲述)
请让我向美国朋友介绍我的工作。递上的英文稿是我关于时空理论研究的简要介绍。论文的标题是:标准时空论-一个基于绝对参考系假设的严谨的逻辑体系。以下的两个基本假设是建立一个新时空理论的逻辑出发点:第一,绝对参考系原理;第二,回路平均光速不变原理。此外,新时空理论象,狭义相对论一样,还必须满足(1)因果律;(2)时空均匀性假设;(3)对应原理三项要求。
我遵照爱因斯坦的方法论,从意义明确,为数尽量少的两个基本假设出发,不再随意地添加其它数学演算和逻辑推理的理论结果都能得到自然、自洽和明晰的定性理解。最后将理论的结果与实验事实相对照,并提出几种实验预言。所有这些,就构成了一种系统而严谨的时空理论,我称之为标准时空论。
由绝对参考系原理和回路平均光速不变原理导出了一般惯性系 和标准惯性系 的时空坐标之间的变换式,即推广的伽利略变换。
标准时空论的两个基本假设是许多物理学家早已提出的建议。推广的伽利略变换早先也由几位作者提出过。由上述两个基本假设严格地导出推广的伽利略变换,则是本人独立的贡献。
由推广的伽利略变换出发,求得了速度变换式和光速变换式,得到同时性的绝对性,统一地求得了在任一惯性系中亚光速物体或超光物质的长度收缩和时间延缓的表示式以及质量增加效应的表示式。由求出的公式可以看到,亚光速物体随着运动速度的增大而长度收缩,时间延缓,质量增加;但超光速物质随着运动速度的增大,实际上将长度伸长,时间缩短,质量减少。
进一步求得了标准时空论的动力学方程和质能关系式。
由上所述,我们看到,标准时空论统一地处理了亚光速物体和超光速物质的运动学和动力学问题。对于亚光速运动,标准时空论公式无非是用积分因子 代替了狭义相对论公式中的数字1。当 ,关于亚光速运动的标准时空论公式简化为狭义相对论公式。
标准时空论的研究结果表明:任一惯性系对于运动物质的空间长度、物质运动过程的时间间隔和运动物质的质量的测量结果具有两重性质:一方面具有绝对的性质,它反映了测量对象由于相对绝对惯性系运动所发生的真实的长度变化、时间变化和质量变化,另一方面具有相对的性质,即测量结果也与进行测量的参考系有关,它反映了测量工具即参考系的量尺、时钟和法码随参考系一同相对绝对惯性系运动所发生的长度收缩时间延缓和质量增加。因此,运动既是相对的,也是绝对的。
按标准时空论,狭义相对性原理严格说来是不成立的,或者说,它的适用范围有一定的限度。只有当惯性系的绝对运动速度 和物质的运动速度 满足,狭义相对性原理才近似成立。因此,狭义相对论是标准时空论在上述条件下的一种近似。
关于时间观念和超光速运动问题,标准时空论有着与狭义相对论绝然不同的理解。按标准时空论的时间间隔变换式得到,两个事件的同时性和时间顺序是绝对的,与参考系的选取无关。由此,我们看到,标准时空论的时间观定性上接近量子力学的时间观念。但是,另一方面,既然该式成立,时间间隔的数值量度就不是绝对的,与惯性系的选取有关,即标准时空论时间观定量上接近相对论的时间延缓观念。
标准时空论的时间绝对有序允许超光速运动和超光速作用存在而不违背因果律。标准时空论统一地处理了亚光速粒子和超光速物质的运动学和动力学问题,即统一、对称地建立了关于亚光速运动和超光速运动的标准时空论力学,这是一个重要的结果。
标准时空论不存在其它超光速理论无法解脱的诸如虚质量、因果律、瞬时超距作用等困难,给出了关于亚光速运动和超光速运动的统一描述。就此而论,标准时空论是一种可取的超光速理论。
按照标准时空论的观点和理论结果,重新考察了验证狭义相对论的一系列实验,在实验精度的范围内,没有发现一个实验结果与标准时空论相抵触。提出了几类新的实验预言,诸如高速高频的横向多普勒频移实验,高速反向运动粒子的质量和动量的实验等,完成这些高精度的实验,可以在狭义相对论和标准时空之间作出选择。
标准时空论创立于1983年。有关的论文发表在几种杂志上,并出版了专著。论文发表之后,国内知名教授白铭夏、况惠荪、董光璧、田昆玉、葛旭初,著名科学家钱学森,国际著名物理学家依斯柏纳特、贝尔等都给予了高度的评价。国内几位作者发表了相关的研究论文。
标准时空论是否对自然规律作出了更正确的描述?或者说,标准时空论究竟在什么范围内对自然规律作出了更正确的描述?只有实验才能作出最后的回答。我期盼着实验的检验。
谢谢大家。
下面先请汉格弗教授和西敏里教授介绍美国相对论研究和探索的情况。
汉格弗:(介绍美国情况)
西敏.里:(介绍美国反相对论情况)
江兴流:CTP主要是在场和对称方面,相对论在此方面应用较多。物质和反物质在怎么产生的,CTP是反对的。涉及的洛伦兹变换,人们对洛伦兹变换提出异议,也就是对于狭相对论提出挑战。准备10-15年实验来验证洛伦兹变换破坏。最近的一些活动就不清楚了。
刘 功:(英语)女士们、先生们:我的名字叫刘 功。
我讲的是"什么叫完备的狭义相对论"?
大体上,它可以定义如下。这种狭义相对论不仅包括爱因斯坦建立的亚光速度下的空间时间变换而且包括我本人建立的超光速度下的空间时间变换,它不仅承认爱因斯坦建立的洛伦兹不变性,而且承认我本人建立的洛伦兹不变性的破坏。它不仅承认盖尔曼、兹外建立由我推广的强子夸克结构还承认完全由我建立的轻子夸克结构,例如我已建立了两个描述旧粒子衰变同时新粒子创生的二次函数f(x)=x2-6x+1(费米子)和f(x)=x2-3x+1(玻色子)。
谢谢!(将英文讲稿交给汉格福与西敏李两教授)
刘 功提问:
请问汉格弗教授,CPT定理实验前景如何,请回答。
请问西敏李教授,您对狭义相对论本身存在的问题持何种看法,请回答。
苟文俭:从数学上讨论物理是否能够成功?究竟能够走多远?
汉格弗:数学是被用来表达物理的语言。但是,数学和物理是不同的学科。数学方程是漂亮的。自然,物理很多是数学表达的。
郭峰君:在国际学术界是否有将多普勒效应和流体力学的边界层理论结合起来进行研究的成果?
西敏.里:我考虑一下。
汉格弗:没有多大意义,也没有办法去验证。
通过边面的效应,光通过介质的时候,会通过光的介质速度变化,发生色散。声通过介质,要发生原子变化。光通过介质要发现作用。我不太了解声学方面的问题。
西敏.里:回到标准时空,只能够说几句时空关系的话。从1983年开始,我做了一般性实验,是一种非主流派的方式在做实验。它只是属于很少社团所做的一些实验。相信正确或错误,在基础物理学中就存在一些错误和弊病,就像谭教授和在座的教授一样,都是属于非主流派的做法。所以的人都说我不对,这都没有关系。(江兴流翻译)
西敏.里:我不完全同意谭教授的说法(编者按:西敏.里后来和谭暑生会下多次交谈,真正了解了谭暑生的思路,改变了原来的态度。最后表示:您的文章可以在《伽里略电动力学》杂志发表。这是我会会员第一次被该刊接受论文的作者。)
西敏.里:我想起爱因斯坦1905年时的文章。当时,有很多物理学家在做相同的物理工作,集中在牛顿力学和麦克斯韦电磁力学有冲突的地方。但是一直是现在,也仍然有矛盾,还是没有根本解决。很多人在研究同一个问题。可惜并没有得到回答。这个问题得不到解决,要解决刚才所提的问题也是不可能的。
丁一宁:我提出三个问题。其一,你们是怎样发现相对论错误的?其二,相对论错误的第一步?其三,你们是否寻找到一条推翻相对论的有效途径?
请问:两位是不是对相对论持不同观点?
汉格弗:我不同意我的同事对于相对论的态度,认为基础存在问题,我不同意。这里涉及到的关键问题是我们对于事物的认为不完全清楚,决不是基础物理有错误。我们不要轻易地否认前人所下的比较成熟的结论,相对论已经近一百年了,虽然争议比较多,但主要出现在某些细节上的,需要进行改善.。 我们关于新的相对论,应当像先前的狭义相对论那样解释很多的问题。这才是一个成功的理论。刚才也提到的牛顿力学和麦克斯韦电磁力学方程,是有区别的。麦克斯韦电磁力学方程是通过场这样的概念来解释问题的,在上个世纪里已经解释了很多现象。场的概念是一个广泛的理论。我们要很小心处理它,不要简单去否定一些物理现象。(张冰翻译)
西敏.里:(对丁一宁的问题很关注,首先对问题的提出就竖起大拇指,又重新问了一次第一个问题后回答)可格写了一本书。他是狭义相对论的坚定支持者。他的书在逻辑上是自恰的。他只是把狭义相对论作为一个例子,加以说明。现在有很多这样的书。只有读一读他们的书,才能了解到并加以解释,并非爱因斯坦本人来制造这个错误。这很有可能包括洛伦兹等等学者在内就犯这样的相关错误。洛伦兹讲这个试验结果不理想,应该转到惯性系中去研究。这个出发点不是坏的。但是,尝试后就可能导致一个错误。这就是我个人的意见。应该公正地说,对于洛伦兹方程存在的问题,洛伦兹本人在对此方程不满意的,他觉得此方程不完美,他生前多次想完善这一方程。(丁一宁对西敏里教授的回答,回复了一个手语:竖起了大拇指,意思是很好!高明!)(张冰翻译)
丁一宁:你们是否寻找到一条推翻相对论的有效途径?
西敏.里:双星的现象,完全是违背相对论的。海顿的著作就指出了这类问题。
李安宝:从网上看,美国有人校验爱因斯坦的质能方程。请问现状究竟如何?
汉格弗:我不知道这个错误。我们每天都在用这个方程。
西敏.里:我不接受这个方程。其实,在爱因斯坦之前,就有许多物理学家使用表述质量的方程。
汉格弗:能量守恒,动量守恒,要求这个方程成立。如果真的狭义相对论错误了,那么,这个质能方程也是错误的。(做了一个否定的手势,意思这是不可能的。)
田厚强:怎样有实验去验证爱因斯坦的狭义相对论?
西敏.里:比格,白克蔓的书,值得一读。它的书名为《爱因斯坦加工》。我们可以用实验来证明狭义相对论。这些数据已经证明了与相对论不一样的理论。
汉格弗:我有不同意见。实际上,研究上需要基本原则加以指导。应该说,用最简单的理论去解释现象,最为满意。
田厚强:从静电物理学谈与狭义相对论的关系。
西敏.里:目前没有人来研究这个方法论,因为大家都结实了他的实验数据。爱因斯坦是一个按照个人的理解来组成他的一些方程和理论的。这次批判爱因斯坦,主要是许多人指出了一些错误的方向。
汉格弗:如果要改变的话,三个假设就要全部改变。
张崇安:以太和真空的关系。
西敏.里:这两个东西是不同的。
汉格弗:真空是非常复杂的。它充满了粒子,还包括很多现象。现在我们正在研究这个现象。我想,处理真空问题是需要很多数学的研究。
张崇安:我认为真空搞不清楚,相对论也就搞不清楚。
汉格弗:真空是非常复杂的,涉及到非线性方程,非常高深。
西敏.里:我不同意他的这种研究方法。
王德云总结:我们借助纪念卢鹤绂院士90诞辰,同美国朋友进行了深入地交谈。时间虽然非常短,但是受益匪浅,以后我们还会继续交流。
会后,联谊会员们交流中对我提出的问题表示肯定。其一,从问题中可以得出美国方面两位教授的观点正好是相反的;其二,了解到国外相对论研究的一些基本情况;其三,找到我们共同关心的问题,助进了交流等等。
谭暑生宣布座谈会圆满结束,全体与会者合影留念,不少代表继续与两位美国朋友交谈,探讨相对论
有关的问题。大多数联谊会员对于这次交流持肯定态度,认为:其一,从问题中可以得出美国方面两位教授的观点正好是相反的;其二,了解到国外相对论研究的一些基本情况;其三,找到我们共同关心的问题,大大促进了交流等等。
编者手记:本文在编写中得益于丁一宁、刘 功、谭暑生和李安宝诸位先生提供的书面材料,在此表示感谢。
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