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超光速与相对论
研究一下，相对论是怎样引入光速极限这个概念。 直接来看，相对论对于洛仑兹变换推导中对运动系K’相对于K系的速度有一个数学限定，它不能大于、等于光速。这对于相对论来说是一个数学上的限定。即是说，只要是在理论物理的概念下，可以设立的参照系，其速度超光速时，相对论的洛仑兹变换不能适用。等于说相对论本身不是一个普适时空真理。 相对论学者希望以相对论来主宰时空，把数理规律对相对论的限定，反过来作为对物质世界的限定。使相对论变成一个时空理论。但它不得不对超光速的概念进行偷换和修改。 当然，相对论已经象一个宗教，控制了一些机构。有一些品质卑劣的学家制造相对论是最伟大的物理成就等声音，重复一千遍一万遍。。。 但人们终究还是要思考，光是怎样传播的。。。，尽管，这古老的课题苦恼了无数物理学家数千年。但暗物质的研究进展终于让我们看到了希望。 refer to http://tzr.home.sohu.com WG theory> |
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看来，在运动是否具有绝对性这一点上，你已完全同意我的意见，承认了爱因斯坦的观点不完全成立 沈先生： 你好！ 关于运动是否具有绝对性这一点，你已完全同意了我的意见。这说明，你已承认了爱因斯坦的观点不完全成立，同时也等于承认了马赫对牛顿运动观的反驳是不成立的。这样，我们之间的讨论似乎又多了一些共识。 你说“在对客观物体运动的描述允许选择不同的参照系，但这只是从运动学（不是动力学）角度来看才是成立的”。可是，相对论自己并不承认它只是一种运动学。例如，它根据等效原理得结论说引力场中的时空是弯曲的，实质上就已延伸到动力学的范围。你知道，如果把等效原理仅当作是一种数学等效（即牛顿力学中的达朗倍尔原理），我是不反对的，可是，相对论偏偏认为等效原理是一种物理等效，我就不同意了。这也就是我反对相对论的原因之一。如果相对论能如你所说的直接宣称它只是一种运动学，即承认它只是一种数学解释，我也就没有什么意见了。不过，这也就意味着相对论承认它没有真正揭示事物真实的物质作用本质，需要人们进一步从物质作用论的思路寻求新的理论代替它。 黄德民2001。8。11 |
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回复:沈先生，你仍然没有直接回答我的问题 相对论最大的一个特点就是，允许不同的人有不同的结论（这一点与牛顿理论是根本不同的，也是我反对它的一个重要原因）。 --------------------------------------------- 回复：不同的人有不同的结论，这些结论可以通过时空坐标变换联系起来。 --------------------------------- 总之，这样的情况太多了。 相对论允许不同的观察者对同时性有不同的结论；又如，相对论允许不同的观察者对时钟的快慢及物体的长短有不同的结论；再如，相对论允许不同的观察者对两物质的分离速度有不同的结论（在超光速这一帖中我已讨论过）；再（再）如，相对论允许不同的观察者对物质的运动状态可以有不同的判断（如自由降落的升降机）看了这些例子，你还敢说从位于无穷远处的处于渐近平坦空间的观测结果换算成两位的时空坐标，必然是两者相等吗？同样，我说，从地球参考系上观测两者年龄一样，但能肯定从两者自身看对方，两者年龄也一样大吗？因此，我特别强调应从两兄弟所在的参考系计算，否则，其它的计算我认为没有说服力。 ---------------------------------- 您不能以这些例子来否定第三者坐标观测者的结果的客观性。我强调：尽管不同的人有不同的结果，但这些结果可以通过坐标变换联系起来，这就是客观性（代替了牛顿力学的“不同人观测到同一结果”的这种客观性）。所以前次我有必要强调：用位于无穷远处的处于渐进平坦空间中的观测的结果换算成两位的时空坐标（用相对论，这种换算原则上不成问题）。您说：其它的计算我认为没有说服力。 正是因为您不承认这种变换存在，当然您也就不承认相对论了。事实上，时空变换（光仪坐标变换正是广义相对论的核心，如果不存在广义坐标变换，自然相对论就破产了，就退回牛顿绝对空间理论了）。 三维空间是可以做坐标变换的，这任何人都承认。相对论是将时间也包含进去，当作第四维，作坐标变换。这在数学上是没有什么毛病的（所以许多反相对论者反相对论的数学毛病，属于空穴来风），至于物理上是否成立，就需实验检验了。 在双生子问题中，由速度引起的时间膨胀效应，在遥远的平坦空间中的人看来是相等的；一旦甲乙两人相遇时，通过坐标变换变到甲乙相遇的时空点上去。这一效果对两人来说是一样的。 当甲乙还没有相遇时，甲乙不存在共同的时空点。在遥远的人看来，两人因速度带来的效应是一样的。但是，就甲乙两人而言，相遇之前没有共同时空点，比较年龄大小，没有意义，也办不到，或者说不存在这种比较。 |
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回复:沈先生，你仍然没有直接回答我的问题 相对论最大的一个特点就是，允许不同的人有不同的结论（这一点与牛顿理论是根本不同的，也是我反对它的一个重要原因）。 --------------------------------------------- 回复：不同的人有不同的结论，这些结论可以通过时空坐标变换联系起来。 --------------------------------- 总之，这样的情况太多了。 相对论允许不同的观察者对同时性有不同的结论；又如，相对论允许不同的观察者对时钟的快慢及物体的长短有不同的结论；再如，相对论允许不同的观察者对两物质的分离速度有不同的结论（在超光速这一帖中我已讨论过）；再（再）如，相对论允许不同的观察者对物质的运动状态可以有不同的判断（如自由降落的升降机）看了这些例子，你还敢说从位于无穷远处的处于渐近平坦空间的观测结果换算成两位的时空坐标，必然是两者相等吗？同样，我说，从地球参考系上观测两者年龄一样，但能肯定从两者自身看对方，两者年龄也一样大吗？因此，我特别强调应从两兄弟所在的参考系计算，否则，其它的计算我认为没有说服力。 ---------------------------------- 您不能以这些例子来否定第三者坐标观测者的结果的客观性。我强调：尽管不同的人有不同的结果，但这些结果可以通过坐标变换联系起来，这就是客观性（代替了牛顿力学的“不同人观测到同一结果”的这种客观性）。所以前次我有必要强调：用位于无穷远处的处于渐进平坦空间中的观测的结果换算成两位的时空坐标（用相对论，这种换算原则上不成问题）。您说：其它的计算我认为没有说服力。 正是因为您不承认这种变换存在，当然您也就不承认相对论了。事实上，时空变换（光仪坐标变换正是广义相对论的核心，如果不存在广义坐标变换，自然相对论就破产了，就退回牛顿绝对空间理论了）。 三维空间是可以做坐标变换的，这任何人都承认。相对论是将时间也包含进去，当作第四维，作坐标变换。这在数学上是没有什么毛病的（所以许多反相对论者反相对论的数学毛病，属于空穴来风），至于物理上是否成立，就需实验检验了。 在双生子问题中，由速度引起的时间膨胀效应，在遥远的平坦空间中的人看来是相等的；一旦甲乙两人相遇时，通过坐标变换变到甲乙相遇的时空点上去。这一效果对两人来说是一样的。 当甲乙还没有相遇时，甲乙不存在共同的时空点。在遥远的人看来，两人因速度带来的效应是一样的。但是，就甲乙两人而言，相遇之前没有共同时空点，比较年龄大小，没有意义，也办不到，或者说不存在这种比较。 |
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回复:HUDEMIN HUDEMIN： 您好！ 我具体不清楚您的“绝对运动观“绝对到何等程度。我只是持这么一种观点：100%的绝对运动与100%的相对运动都是不存在的。这一观点也正是体现在广义相对论中的。注意：要把爱因斯坦的观点与相对论观点区分开来。相对论是对的；但爱因斯坦的观点如”关于哥白尼与托勒米两大体系没有区别“的观点滥用相对性原理，当然不值一驳。批判（捍卫）相对论与批判（捍卫）爱因斯坦是两回事。说爱因斯坦这一点错了，不但我与您同意，许多人也同意。但爱因斯坦是不是错了，与相对论无关。 您说：相对论自己并不承认它只是一种运动学。例如，它根据等效原理得结论说引力场中的时空是弯曲的，实质上就已延伸到动力学的范围。 其实弯曲时空（引力几何化）在广义相对论看来应属于运动学（纯数学、几何处理），不是动力学（所以这里它充分运用了相对运动观，其中重要体现就是坐标变换）。Maxwell理论是个动力学理论，它的坐标变换，没有多少丰富内容。所以，您的“如果相对论能如你所说的直接宣称它只是一种运动学，即承认它只是一种数学解释，我也就没有什么意见了”可以成立。 由此我不否认您的观点“不过，这也就意味着相对论承认它没有真正揭示事物真实的物质作用本质，需要人们进一步从物质作用论的思路寻求新的理论代替它。 ”您的观点甚至就是对的。因为在量子引力理论中，力学量都是算符形式的，要把引力量子化，就等于要把时空度规这种经典的普通数算符化，这实际上是一件很尴尬的事，因为时空度规不象是量子场论意义下的场（如电磁场一类性质的动力学场）。所以引力量子化没有成功。到底是由于引力几何化思想有问题呢还是我们还没有找到适当的量子化技术？不清楚。这实际上就是大理石（运动学）与木头（动力学）的关系。当年爱因斯坦统一场论企图把一切木头变成大理石，没有成功；现在量子引力理论企图把一切大理石变成木头，也没成功。 JQSHEN |
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你说了这么多也没用，还是请进行一下计算后再说话吧！ 沈先生： 你好！ 你说了这么多也没用，还是请进行一下计算后再说话吧！你既可以从遥远的平坦空间中的人的观察结果换算到甲乙从标上去，也可以直接以甲乙坐标为基准进行计算，但总要算一种啊！但最好，你是以甲乙坐标为基准进行计算。你不是多次说过相对论简洁易懂吗？相对论不是可以任意选择坐标系吗？你不是说你精于数学计算吗？既然是这么简单的一件事，你为什么还要费那么多的精力向我作解释，不直接以甲乙坐标为基准算给我看一看呢？ 黄德民2001。8。12 |
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你说了这么多也没用，还是请进行一下计算后再说话吧！ 沈先生： 你好！ 你说了这么多也没用，还是请进行一下计算后再说话吧！你既可以从遥远的平坦空间中的人的观察结果换算到甲乙从标上去，也可以直接以甲乙坐标为基准进行计算，但总要算一种啊！但最好，你是以甲乙坐标为基准进行计算。你不是多次说过相对论简洁易懂吗？相对论不是可以任意选择坐标系吗？你不是说你精于数学计算吗？既然是这么简单的一件事，你为什么还要费那么多的精力向我作解释，不直接以甲乙坐标为基准算给我看一看呢？ 黄德民2001。8。12 |
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你最好去看看有关的表述 快子理论是一种很恶心的理论。不过技术上它确实可以 绕过因果律问题，但是要引入一些很讨厌的假定。 |
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回复:你说了这么多也没用，还是请进行一下计算后再说话吧！ 黄德民您好： 在双生子问题中，以甲乙为基准计算也是可以的。但这个工作量会是很大的，因为必须既要考虑速度，又要考虑加速，计算公式是很多的（还涉及到广义相对论方程，并不是仅仅只有狭义相对论的时间膨胀公式（这一时间膨胀公式在广义相对论中以更为普遍的形式出现），因为两个人都处于弯曲空间中（按广义相对论）。这种计算是吃力不讨好的。所以如果引入处于平直时空的遥远第三者，就大大简化了。您的意思要我以甲乙为基准计算，是不是您担心广义坐标变换的可靠性？不用担心，这一点广义相对论的张量解析有严格数学基础的。 |
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回复:HUDEMIN 注意：广义相对论的简洁优美与其数学是否麻烦复杂是两回事。不要把常人都懂的很简单的数学工具定义为简洁；常人不懂只有极少数人懂的数学定义为复杂。这是大众化的定义。我们要用学术角度的定义。这里，说广义相对论简洁是因为它揭示了更高的时空对称性，利用对称性，可以简化方程，用最简单的形式表现最丰富的内容。超弦理论企图用一个方程建立万物的理论，够简洁了吧？可是这一理论及它的解算（解算却很烦琐）又有多少人看得懂？ 说广义相对论简洁是因为揭示了时空对称性；说广义相对论复杂难懂计算烦琐是因为它用10个方程代替了牛顿引力的一个方程。但后者是次要的。 |
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回复:HUDEMIN HUDEMIN： 您好！ 您说：你曾给我回帖说，从哲学和物理上运动观有三种可能性，我都没好意思说你。 我的“运动观有三种可能性”纯属跟你的文字游戏（但不要说我不严肃，这与是否严肃无关），这种理解不是物理的，是我当时看到您的“绝对运动观”5个字产生的歧义性联想而已。我当时不是很正式的提出来的。我说的其中一种就是把“绝对”两字理解为“一定”，所谓“100%的相对运动”就是指“绝对的相对运动”。我后来为了防止您误解我的意思，就一直用“100%”几个字，而不用“绝对”两字。 我（还包括正统物理学家）完全同意您的：仅物理上就有三种运动观（而且不是可能性）：一种是“完全绝对”的运动观（认为绝对参考系存在），一种是“完全相对”的运动观（相对论的运动观），一种是“绝对之中有相对”的运动观。 我再补充如下：第一种是牛顿力学的；第二种是狭义相对论的；第三种是广义相对论的。 至于您说的“认为匀速运动和变速运动是可以区分的”我不好说你对或者不对。因为这与研究对象范围有关。我只说说广义相对论的看法：在广义相对论中的短程线运动，无法区分实际上也没有必要区分匀速运动与变速运动。引用爱因斯坦的一句话就是“在广义相对论中速度（当然还有引力场强、加速度，我注）的定义是很模糊的和不必要的。”如果你承认弯曲空间，那么你的问题“认为匀速运动和变速运动是可以区分的”的大前提和速度、变速等概念都不存在。当然，您不承认时空弯曲，所以这个问题仍旧存在（在平直时空中当然可以且必要区分匀速和变速，从而你的这一“认为”也就不是你的个人的认为了）。 对于大尺度天体，由于等效原理并不完全适用，存在引潮力，所以区分相对的加速运动是有必要的（匀速、变速都可以区分），这方面广义相对论有严格的理论（它自己证明等效原理在何种程度下失效）。 |
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请问你是怎么算出甲看已比自己年轻已看甲也比自己年轻的结果的？ 相对论可没有得出这样的结论。你难道用相对论计算过了？还是主观臆断的结论？是不是也应该先计算一下再说话？ |
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有许多观点我不知是你个人的还是相对论的——致沈先生 沈先生：你好！ 1． 既然快子存在是否违反因果律连你们自己都还没有弄清楚，反过来要想说服相对论的反对者就更困难了。而且，你的“无论如何，相对论与快子、相对论与超光速都是不矛盾的”这一结论是得不出来的。 2． 你说，在双生子问题中，“因速度而引起的时间膨胀根本就不是问题的主角”，可是你别忘了，双生子问题的提出本来就是要证论由速度（请注意不是加速度）引起的时间膨胀是不是存在矛盾。虽然在双生子问题中引起时间膨胀效应的主要部分可能是加速度，但它不是我们论证问题的焦点和核心。由此我才提出了新双生子问题，企图将加速度的效应抵消掉（尽管它大，但已抵消掉），只剩下速度效应。这并不是我“对根本就不属于问题主角的东西期望值太高”，而是你忽视了问题的核心。 3． 你说批相对论和批爱因斯坦个人的观点是两回事，这可是只有你这种“高层次”的人才知道啊！我们作为一个业余爱好者，怎么知道哪些才是相对论的观点，哪些仅仅是爱因斯坦个人（错误）的观点呢？而且，你们研究相对论的人自己的意见也不统一啊！不然的话，为什么还有那么多书籍拼命地宣传一些在你们看来属于爱因斯坦个人错误的东西呢？这不是误导吗？你们为什么不向他们开炮以免让更多的人误会呢？ 4． 你说你在运动观上没有后退，可开始你并没有说相对论也在一定程度上支持绝对运动观啊，不然我们就不会有争论了。另一方面，相对论是否真的在一定程度上认可绝对运动，我觉得还需要进一步考察呢，不然的话，我怎么知道只是你个人观点还真的是相对论的观点呢？其实，你后退的不只这一个问题，比如，有许多相对论的书都介绍转动圆盘内欧氏几何失效的证明，可当我指出其中的矛盾时，你却说从理论中根本就无法证明圆盘内欧氏几何是否失效，说它是一种“飞跃”。我不知道这是你后退的结果，还是相对论真的承认无法从理论上证明转盘内欧氏几何失效的观点。如果是后者，为什么还有那么多书害人害自己地介绍其证明过程呢？ 5． 你说：“在狭义相对论中存在100%的相对运动，在广义相对论中不存在100%的相对运动”。我不知这是你个人的观点还是相对论的观点。“运动观”可是一个最基本的问题，为什么狭义相对论和广义相对论不能前后一致地坚持同一观点呢？ 黄德民2001。8。12 |
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其目的是想让你自己实际体会一下相对论的“简洁性” 沈先生： 你好！ 我只所以坚持让你“以甲乙自身为基准进行一下计算”，一方面是想让你体会一下相对论是如何“简洁”的，你不是常说相对论简洁吗？并且你的数学能力还非常优秀。我想如果连你都感觉困难，普通的人更别说了；另一方面，两兄弟相遇时究竟是否会在年龄方面产生矛盾，最好还是计算了以后再看。要申明一点，我从来没有说过（广义）相对论数学不自洽（这你是知道的），我只是说过相对论的许多数学公式可能与实际并不相符或者说从物理实际中得不出来。但数学自洽并不等于就不会出现矛盾。 黄德民2001。8。12 |
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我们讨论了这么长时间，这一帖我最满意 沈先生： 你好！ 不在于你说了什么好话，而在于你不象当初一样几乎完全否定我们，更重要的是，你对我的光介子假说提出了具体的意见。 你说：“比如光介子既然能改变光速，那么必然参与电磁作用，如此在Casimir效应（金属板与真空零点能相互作用）应该存在它的效应，可是实验根本就没有显示除了光子场以外的光介子等的零点场。” 象这样的具体意见我最愿意听，因为对相对论我毕竟是业余爱好，没有能力也没有时间、条件和精力了解物理学发展的最新前沿，因此也不可能用新的实验来对我的假设作出检验。不过，对于以前人们作过的光速实验，我是反复检验过的，我认为光介子假说完全可以解释它们（但是否真的能解释，我也希望象你这样有水平的人能帮忙检验一下）。而且，我也提出了检验我的假说的验证实验方案。至于你提到的Casimir效应，我还不知道，倒希望你能提供一些详细情况，我看看我的光介子假说会不会与之冲突。 我有一个信念，就是我们现在已发现的物质和物质层次肯定不是物质的全部，必定还有更多、更基本的物质（层次）等待着我们去发现。既然如此，我提出有一种光介子存在，又有什么过份呢（也许就象若干年前人们提出的空气这种物质存在一样）？我想，现在人们探讨真空的性质，或许正是由于与光介子等这些物质的存在有关呢！ 至于你提出的“平直时空引力理论”，我一点也不了解（也许没这个能力去了解），所以无法给出什么意见，但我还是衷心地希望你能成功，我真的希望中国人能干出些成绩，希望有中国人能获诺贝尔物理学奖。 黄德民2001。8。12 |
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回复:理论的简洁性要由科学大众来评价，而不是由搞理论的人自己说了算（致沈先生） 1。同时代的大众总是普遍不能接受同时代的前沿科学成果的。理论的是否简洁自然它们是无法体会的。我也没有说只有专业研究者才能有资格谈理论是否简洁。理论间接的确切定义我想应是：揭示了更多的对称性的理论才是简洁的、丰富的，从而也揭示了自然界的更深的本质（当然这种更为简洁的理论可能学起来更难）。比如Maxwell理论，在1865年时是比较复杂的方程组（各个方程之间的联系不清楚），但相对论诞生后，由于揭示了时空对称性，Maxwell方程可以写为很简洁的形式，且揭示了各个方程之间的关系实质，此时不得不为Maxwell方程的简洁形式倾倒。但此时学这个方程，由于要学电磁场张量，比起原来1865年时的要难学得多。 2）要把自己的研究定位在专业者的圈子里。不用去关心老百姓懂不懂。同时代的大众没有必要普遍接受（也办不到普遍接受）同时代的前沿科学成果。 |