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思 维 物 理 的 误 区 ________驳（狭义相对论） 杨升山 2005.9.17
内容简介 本文从数学算式、物理学、哲学等方面对“狭义相对论”的错误根源进行了系统的阐述。证明了超光速运动的物质早已是客观实在。 人们认识客观世界，最基本的方法是比较。而比较就必须有比较基准。时间就是一个比较物质变化速度的基准。仅仅是周期信号的周期记数。另外，人们认识客观世界，很大程度借助于光线。光线在传递信号中必定会造成误差，这时不但要测量，还需要思维。认识了人与仪器之间的关系，认识了像与物之间的关系，就会否定“狭义相对论”。 经典力学仍然是科学的理论，只需在概念中稍作修改。 爱因斯坦曾经说过：“对真理的追求要比对真理的占有更为可贵”。他还说过；＂为寻求真理的努力所付出的代价，总是比不担风险地占用它要高昂的多＂．这些话都是值得赞赏的． 若有不当之处，欢迎指正。 主题词:测量．比较基准．时间．空间．物，像，相对论。 目 录
前 言 物理科学一直在前进中，新的发现和发明层出不穷。对于这些新的现象进行科学的解释，是我们这一代人的责任。为了认识事物，比较不失为一个行之有效的方法。虽然现在已经很少使用最原始的比较法，即把两个不同的物体放在一起的直接比较，但其原理始终没有变。间接的比较就是首先各自与比较基准相比，然后再把测量结果相比。自从著名的物理学家爱因斯坦创立“狭义相对论”以来，在微观世界领域出现了一种错误思潮。在认识物质世界的方法方面，从未停止过争论；在人与仪器的关系方面也有糊涂认识。学术争论是科学发展的必经之路，本不应该涉及政治，可是政治偏见往往扼杀正确的观点。许多科学家为坚持真理而献出了生命。他们都是我们学习的榜样。有些科学家由于不懂得辩证法，也走上了歧途。至于对著名的科学家爱因斯坦应该进行怎样的评价，那不是本文的范围．但我确信，他的“狭义相对论”，使物理学走上了歧途。 爱因斯坦曾经说过：“对真理的追求要比对真理的占有更为可贵”。 伟大导师列宁说：“怎样去寻找真理呢？怎样去弄清互相矛盾的意见和论断呢？” “每有头脑的人都知道，如果某个问题引起了激烈的斗争，那么为了确定真理，就不要只看争论双方的声明，而要审查事实和元件，自行考察，看看有无证人的证词以及这些证词是否确实”。----引自《列宁选集》中文版第 457-458 页。 著名美籍中国血统物理学家丁肇中教授教导青年人说：“我认为，比考试更重要的是我们应该对某一门课程有比较深刻的了解，不是死背，而是独立思考，在物理、数学、化学、生物学等领域里认真的想一想，每个自然现象发生的原因，设法解释各种现象之间的内在联系。这样，我们不但掌握已知的科学成果，而且可能发现新的问题。”------引自 1979 年 10 月 13 日的《中国青年报》的《什么叫优秀生》一文。 “狭义相对论”创立至今已经 90 多年了。据说有许多事件和实验已经证明了“狭义相对论”的正确性。但我仔细分析这些证据，恰恰相反，这些证据并不能证明“狭义相对论”是正确的。对这些证据的解释并不是唯一的。对一个问题可以有几种不同的解释，而这些解释又是互相矛盾的。张元仲同志著的《“狭义相对论”实验基础》一书的所谓证据都是如此。对几个具体例子的分析，请详细阅读本文。 本文没有过多的算式，原因是思维方法的讨论很少涉及数学。只要思维方法正确，算式也就随之而出了。 “狭义相对论”是一个完整的思想体系，能够称霸物理世界 90 余年，是有历史原因和思想原因的。本文也想从这方面进行寻找。只要弄清“狭义相对论”错误的根源，那就算认识了真理了。 “狭义相对论”使用的同时性观念，是主观的同时性，它反映的是观察者的感觉，是与反映事物变化的同时性根本不同的，并不是事物的本质。为发展物理科学，希望广大科学工作者积极参与。对于本文的错误看法，敬请指正。 一 发现问题 从前，我并不懂什么叫“狭义相对论”。只听说“狭义相对论”是物理学的最新科学理论。我是热爱真理的，下决心要学好“狭义相对论”。七九年张元仲教授著的《“狭义相对论”实验基础》一书问世，同时也出版了许多纪念爱因斯坦的文章。阅读了这些文章后，使我疑问大增。但对一个举世公认的科学理论，要否定它还需要做大量工作。为此我详细阅读了《爱因斯坦文集》中文版，同时也阅读了能找到的介绍“狭义相对论”的书籍，更加坚定了我的看法：“狭义相对论”已成阻碍物理科学前进的理论，必须推翻。 比如有一事例：敌我双方处于交战状态，双方都派出最机敏可靠的情报人员收集敌方的各种情报，同时加强自己的防御力量。 我们的情报人员探得敌人有一种导弹，有自动引爆装置。最大引爆时间是从发射时开始计算的，也就是知道了这种导弹的固有寿命。我们的情报人员用科学的方法报告了这种导弹的飞行速度，计算着这种导弹在途中就会自毁，对我方不会造成伤害。战斗发生后，结果这种导弹都落在了我们的阵地上，造成了极大的损失。这无疑是一次大事故。 处理事故是需要调查的。 调查的结果表明，我方雷达部队使用的是最先进的设备，并且多部雷达测得结果是一致的，不存在责任事故。我方情报人员当时恰巧就在敌方阵地上，虽无力阻止敌人发射这种导弹，但校对了情报数据，与原来情报完全一致。那么问题出在哪里呢？ 用“狭义相对论”可以解释这种现象， 那就是“由于此种导弹的飞行速度高，它把敌我之间的距离缩短了”（依据长度收缩效应）。也可以这样解释，那就是“由于此种导弹的飞行速度高，它使自身的固有寿命延长了”（依据时间膨胀效应）。毫无疑问，按照这样的说法，这种事故是这种导弹的自身特性，那么我们只能挨打吗？难道不可能是雷达部队测量的误差?如果是测量误差， 那又是为什么会造成这种测量误差呢?为什么一种理论又会有两种完全不同的解释呢?为什么导弹把敌我之间的距离缩短了， 自身为什么不变?为什么导弹把它的固有寿命延长了， 我们测得发射到自毁的时间又改变呢? 上述事例，并非我有意编造。只要把张元仲教授的“宇宙线中的μ介子”看成敌方发射的导弹就行了。 附录《宇宙线中的μ介子》 抄录 μ介子首先是在宇宙线中发现的，使飞行的μ介子停在吸收体内，然后测量μ衰变过程μ-eν 宇宙线中的μ介子，一般是在高空大气层 (约 10-20 公里的高空) 中由初级宇宙线与原子核相互作用产生的π介子衰变（μ-eν 张元仲教授在书中的说法也很客观： 可以用平均寿命比固有寿命增长了 战争武器发展很快，如果我们真遇到这种情况，该怎样去对付呢？难道只能挨打吗？！ 二 超光速运动物质是客观存在 张元仲教授的书中还说到： 例如 1955 年 chamberlam等人测量了动量为 1.19Gev/e 的π介子和反质子走过 40 英尺的距离所用的时间，测得π介子的飞行时间是 (38×10-9 )秒，反质子的飞行时间是(51×10-9)秒，如果用狭义相对论的动量公式 大家知道，我们测量物体运动速度的方法是：在时刻 从张元仲的叙述来看， "相应的飞行时间 (40 英尺/v)" ，也表明△ t ＝ 40 英尺/v． 即使用 "狭义相对论" 的动量公式 那么12.192米÷(38×10-9)秒=3.208×10 12.192米÷(51× 可以看出， π介子的速度就大于光速。也只有速度大于光速时，相应的飞行时间才能与实验测得的相符合。（因为△t＝40英尺/ v，所以v＝40英尺/△t） 这就是基本粒子“有大于光速”的证据。 不过有些人不敢正视现实，挖空心思去寻找不大能大于光速的理由，所以这时搬来了“狭义相对论”的动量公式，“狭义相对论”的公式中是不允许v大于c的。计算出的速度当然不会大于光速。可这样一来，实测结果还需引用长度收缩或时间膨胀效应才能与计算符合。 对于μ介子的测量，张元仲说，μ介子的固有寿命是τ=2.2×10-6秒，即能从10-20公里的高空大气层到达海平面，如果这些飞行μ介子以光速c运动，它们在衰变前走过的平均路程也只有c 同类的问题为什么不能用同样的解释法? 例三：物理学教科书上说的粒子循环加速器，只有把加速时间提前才能把粒子加速。明明是粒子速度加快后使时间缩短，确硬要说（速度只有少须改变，而是粒子的相对论特性。） 如科普著作《物理世界奇遇记》中说：“究竟是我们骑得快，还是街道变得短，这又有什么不同吗？我需要跑过十个交叉路口才能到达邮局，如果蹬得快一点，街道也就会变得短一些，而我们也就到得早一些。瞧，我们事实上已经到了。”实际上，这种说法就是要求能够解释过去就行了，至于是不是科学的解释，那是用不着去关心的。在自然科学的新发现冲击物理学经典理论的浪涛中，许多科学家满足于能够解释自然现象，“狭义相对论”的产生正好迎合了这种思潮。 三 天机难测 我国古代有个故事，说的是算卦先生。 有三个读书人上京赶考，听说山上住着一位“半仙”，能推算人的功名利禄，便上山求教。 听罢三人来意，半仙紧闭双目，伸出一个指头，三人不解，请求解说。半仙摇摇头：“此乃天机，岂能泄漏。”三人无耐，只好下山。 徒弟悄悄问半仙：“师父，您这是什么意思？” 半仙回答：“傻瓜，这个窍门还不懂，他们一共三个人，如果将来有一个考中了，那就表示考中一个；有两个考中了，那就表示有一个考不中；三个都考中了，那就表示一齐考中；三个都没考中，那就表示一齐落榜了。” 这里的一个指头就可以有四种不同的解释，一切问题都能得到满意的解答。 前已提到，“狭义相对论”对事实的解释可达两种以上，与上述故事竟然类似。的确，用“狭义相对论”几乎可以解释当时发现的一切现象，(只要不被用来解释“光子”)，但它的解释令人难以信服。把被测物体另立空间，它可以使它自己的空间和时间膨胀或收缩，而不影响测量者的空间和时间，就可以解释众多现象，又有什么人去验证那“变化了的空间和时间”呢？根据运动的相对性，我们同样是运动着。把我们和被测物体换个方位，我们也应有时间膨胀和长度收缩，我们却无法感觉到。难道这也算真理？ 对于用环球飞行的办法去校验“狭义相对论”的时间公式，科学家作了很多努力。到了1971年由于科学的进步，铯原子钟的测时精度已大大增强，使这一设想成为可能了。据说试验由美国的凯汀和海佛尔完成了。当时飞机的时速为960公里/时，试验结果是飞机向西飞行时，时钟变快了273×10-9秒，向东飞行时时钟变慢了59×10 先不考虑试验的真实性，权当作是真有其事。那么按照运动的相对性原理，参照系的选用并不是唯一的。“狭义相对论”的一个前提条件就是“相对性原理”，这才可能有速度的分解和合成。事实上，观察者不可能处于地球中心点上，而只能在地球表面的某点上。现分别用不同的参照系来分析这次飞机的试验飞行： 1．如果依地表上某点作参照系来计算，两飞机的速度都是960公里/时，即使加上方向，在公式里也显示不出差别，那么计算的结果，应该是飞机上的原子钟有相同的变化，与地表上放置的原子钟比较，应变慢相同的数值。 2．如果以地心为参照系来计算，两飞机的速度就不再相同了。地表上的原子钟也有了运动速度。地表自转速度约为1660公里/时，以地表转向为正，向西飞的飞机速度约为700公里/时，向东飞的飞机 速度约为2600公里/时，计算的结果是三种情况下原子钟都要变慢些，但变慢的程度有不同，当向西的原子钟与地表的原子钟比较时，应表现变慢了。 3．如果以太阳为参照系来计算，由于飞机绕地球一周需40个小时，要经过白天和晚上，由于又增加了地球的轨道运动速度，地球的自转速度与轨道运动速度就有相加或相减两种情况，两种情况会抵消一部分，那么总的结果是不变化或很少变化。 4．如果以飞机为参照系来计算，这时又会出现完全相反的两种结果。 参照系的选用是任意的，这是“相对性原理”允许的，也是我们认识事物的主要方法。要知道，太阳系整体也在运动，银河系也是运动着的，那么到底以什么为参照系才正确呢？ 实验结果只与第二种计算相符合，怎样能算证明了“狭义相对论”的真理性呢？这与那个古代故事有什么本质的区别呢？那个“半仙”由于总有事实符合他的预言而获得“半仙”的雅号，“狭义相对论”也因可以解释一些物理现象而得到“真理”的美名。 实际上，不论试验结果如何， “狭义相对论”都能解释，也都会与“狭义相对论”的预言符合。 如果只允许取地心为参照系，那么飞机的飞行速度怎样进行测量，速度合成公式还有什么用处呢?难道也不能把太阳取作参照系? 由于以上原因，不得不对“狭义相对论”创立的基础进行仔细考查，要明白“狭义相对论”错误的根源，需要从数学、物理学、哲学方面寻找原因。 四 数学表达式 大家知道，“狭义相对论”是爱因斯坦创立的，而使用的数学表达式却叫做洛仑兹变换。这就告诉我们，洛仑兹远在创立“狭义相对论”之前，就根据测量结果总结出了这种变换式。 对于相对以速度ｖ运动的参照系来说，由于参照系选用的不同，此式子分成两组，即 1. 2 据说，这两组方程式互为反变换式。这个变换式除了时间式外， 与伽利略变换式多了一个比例因子β= 因为常规的数值之间的关系，是 想使洛仑兹变换成为互变，却要求 式中的比例因子β= 另外，原方程组取增量后，原方程组就成： 4 在这里， “狭义相对论”引进了运动学形状与几何学形状不同的概念，说改变的只是运动学形状，几何学形状并不改变。可运动学形状是无法测量的，而往往把运动学形状与几何学形状等同。 另外，从洛仑兹变换式中，长度与时间式中都有一个相同的因子β，所以它们的变化是相同的，不能舍弃其一。也就是说，时间膨胀时，长度也要膨胀。并不显示长度收缩。如果要长度收缩，时间也要收缩。 洛仑兹总结了这种变换式，但没法解决这个矛盾，所以创立不了“狭义相对论”。 爱因斯坦使用了“巧妙”的手法，即使用了“张量分析”，用数学运算掩盖了物质运动的实质。而所谓“长度收缩与时间膨胀”，是从反变换式中倒推出来的。把4 5． 再变换后，由5可变为 甲A 由6可变为 乙A 甲A和乙A 即是狭义相对论的（空间缩短）和（时间膨胀）公式。 这两个式子不属于同一个方程组，所以不能同时应用。只能象张元仲书中的说法<也可以等价的用>，造成了似是而非的答案。 按同样方法，也可得出（空间膨胀）和（时间收缩）公式（甲B乙B）。 实际上，“狭义相对论”的算式中因有一个因子β= 平时，有同志开玩笑说：“报时台晚报了20秒钟。”这种说法，大家都知道不对。我们只能以报时台的时钟为准，这种差别只能说明那位同志的手表快了。可是科学上是不能开玩笑的，如果有人硬要依“狭义相对论”为准，那又有什么办法呢？ 五 物理学 1:物理学离不开测量，测量的过程就是比较。比较就需要基准。速度是在长度单位确定后的一个导出单位。光速也是速度的一种。如果把这个数值定为基准，而让长度单位和时间单位去改变，那么这个数值只能表示数值，也失去了原来表示光速的含义。 2:要测量就要考虑测量的方法。测量的最原始方法，是用基准尺去比的。发展到使用测量仪器，测量仪器的使用也没有取消比较基准，只不过用仪器时，借助于光线和几何学定理罢了。至于测量基准的形成过程，在关于时空观的论述中再进行说明。 测量时，尺和钟都是测量者提供的，并不需要被测物体进行协助。实际上它们没有也不可能对测量进行协作。有关介绍“狭义相对论”的著作中常常要用测量者手中的尺和被测量者手中的钟，或者用测量者带着的钟和被测量者拿着的尺来决定速度，这才能产生长度收缩和时间膨胀效应。而长度收缩仅指被测物体运动方向上的线度，时间膨胀仅指被测物体的固有时间。测量者的长度和时间并不变化，这是根本不可能的。就象本文开头举的例子一样，是什么人也不会满意的。 测量结果容易得到，对测量结果的处理却可以完全不同。在《狭义相对论实验基础》一书中，本来采用了与测量光速时使用的同样方法，对π介子、反质子、μ介子进行了测量，可是又不敢面对现实也采用计算光速的方法进行计算，却去搬用狭义相对论的动量公式，因而放弃了发现超光速运动的物质的一次机会。正如本文开头所计算的那样，π介子及μ介子的运动速度，都是超过光速的。 我们测量所用的仪器，都是借助于光或电磁波，光和电磁波传播速度尽管很大，但毕竟是有限的。我们在电量的测定时，经常遇到仪器精度问题，这在电工已是常识。为了准确测量，常需要高精度的仪器。而不同精度的仪器测出的数值也是不同的。这里不仅要测量，还需要思考。 对于基本粒子的研究，大多采用“速度选择仪”测定速度，只要把“速度选择仪”测得的速度值v 对于光的本性，“狭义相对论”是无法解释的。原来想象的媒质“以太”，可能根本就不存在。光的二象性，极可能是群体与个体之间的关系。光电效应是个体表现；反射、折射等波动性质是“光子”的群体表现。光子的质量尽管很小，但也不等于零、这必将被证实。光又有频率波长等物理量，有时用频率、波长的改变来解释光的某些现象。我们见的光，仅是光中的很少一部分，从光电效应方面来看，我们所见的颜色，极可能是某种能量等级的光子群，它们不但有质量的差别，也有速度的差别。这从光的多普勒效应中可以觉察。 从光的衍射现象来看，光在被反射后，也可能相当于新的光源的发射、如果是这样，迈克耳逊与莫雷的光的干涉实验，就容易解释了。 光线又是我们认识物质世界的重要媒介，它传递信息必然受到传播速度的影响。洛仑兹的变换式中的光速的影子，也就是对光传递信息时会造成误差没有认识的结果。在放射性被发现以后，我们需要研究三者或三者以上的物体之间的关系。对于波来说，有波源、媒质、被作用物（包括被观察者），对于光也同样如此。光是不是各向同性，也还需要证明。 3:所谓的E=mv2 质能关系式。 质量与能量联系公式被看作是狭义相对论最有意义的结果。现在许多物理学家都把原子能的利用归功于爱因斯坦，现在来分析一下这个公式。 物质的能量， 包括有物理能（动能和位能），化学能，核能。 可见质能关系式不包括物理能（动能和位能），化学能，只反映核能。 对与核能的计算，质能关系式与用液滴模型计算的结果相差又很大（见王漠显改编的高等学校教学参考书<物理学>第三册中的“关与核反应计算能量的例题”在第167-168页）。而如果把亏损的质量看成变成了光子的质量，代入动能公式 可以預料，光子，质子， 可以肯定mc2也代表不了原子核能。核反应中所谓（质量亏损），也是生成了不易觉查的物质。 六 认识论 由于科学的发现不断增加，原有的理论框架已满足不了需要，特别是放射性现象被发现以后，对原有的经典力学很大冲击。怎样设立新的框架来满足要求——真实的解释自然界，是时代的要求。 爱因斯坦本人就说过：“常听人说，科学家是蹩脚的哲学家，这句话肯定不是没有道理的。那么，对于物理学家来说，让哲学家去做哲学推理，又有什么不对呢?当物理学家相信他有一个由一些基本定律和基本概念组成的严密体系可供他使用，而且这些概念和定律都确立的如此之好，以及怀疑的风浪不能波及它们，在那样的时候，上述说法固然可能是对的;但是象现在这样，当物理学的这些基础本身成为问题的时候，经验迫使我们去寻求更新更可靠的基础，物理学家就不可以简单地放弃对理论基础作批判性的思考，也最确切地感到鞋子究竟在哪里夹脚的。在寻求新的基础时，他必须在自己的思想上尽力弄清楚他所用的概念究竟有多少根据，有多大的必要性。 整个科学不过是日常思维的一种提炼。正因为如此，物理学家批判性思考就不可能只限于检查他自己特殊领域里面的概念。如果他不去批判地考查一个更加困难得多的问题，即分析日常思维的本性问题，他就不能前进一步。”(摘于《物理学与实在》原载《爱因斯坦文集》中文版第一卷第341页) 物理学家“自己最晓得也最确切地感觉到鞋子究竟是在哪里夹脚的”。但这里的解决办法却有两种，一种是改制鞋子，另一种是削足适履。爱因斯坦采取的改制鞋子的方法，可他采用了高弹鞋子，在抛弃原有理论的同时，也抛弃了认识事物的基本方法____比较。从而创立了错误的理论。 “狭义相对论”对空间和时间的绝对性进行了批判，而设想各个物体都有各自的空间，各个物体运动后并不影响别的物体的空间。如果确实是这样，我们也就无法认识自然界，象本文开头所举的导弹的例子，我们只能挨打了。对于时间，也把各物有各物的时间去代替共有的时间。而确定速度时，用不在一个参照系的时间和空间来决定。这样就提供了错误的测量方法，而这种方法几乎是不可能实现的。因为被测物体大都是没有生命力的，它们没有也 不可能对测量进行协作。 对于时间与空间的起源，在以后将专门讨论。而否认同时性，使时间与空间处于等同位置，甚至可以互相转换，使物理学陷入了唯心主义。我们认识自然界依靠光线，光传递信息又受到传递速度的影响，它会使我们造成错觉。狭义相对论就是把这种错觉当作事物的真实变化，从而使物理学走上了歧途。 读了“狭义相对论”的有关论述及介绍“狭义相对论”的有关文章，不能不使人想到日常生活中常常遇到的一个问题： 一个人的家到邮局的距离是7500米，他步行走完这段路程时，每分钟把腿摆动100次，每次摆动移动75厘米，那么他从家到邮局需要100分钟。这个人改骑自行车后，每分钟仍把腿踏动100次，每次踏动却行走了250厘米，他从家到邮局只需要30分钟了。对于他个人来说，除腿由摆动改为踏动外，动作的频率、消化、呼吸、脉搏都没有发生变化，他手上的钟也照常计时，那么这个人走同样的路程由100分钟缩短到了30分钟。那么到底是路程缩短了，或是时间膨胀了，或是速度加快了呢?对于他来说，他可以用路程缩短来解释这一现象，他也可以向人们宣称他在这段时间的寿命增加了近三倍。这些说法又有什么人会相信呢?要知道，他一生不是总在走，还要工作、学习、娱乐、休息，其他时间都没有延长，怎么单单延长了这一点呢？至于距离，他也只是“觉得缩短”了，走过这一段路的其他人都没有发生变化，路并没有缩短。 除非他自己关在屋子中大吹大擂，自我陶醉，是不会有什么人信他这种荒唐话的。一个科学工作者能满足这种模棱两可的说法吗？如科普著作《物理世界奇遇记》中说：“究竟是我们骑得快，还是街道变得短，这又有什么不同吗？我需要跑过十个交叉路口才能到达邮局，如果蹬得快一点，街道也就会变得短一些，而我们也就到得早一些。瞧，我们事实上已经到了。”实际上，这种说法就是要求能够解释过去就行了，至于是不是科学的解释，那是用不着去关心的。在自然科学的新发现冲击物理学经典理论的浪涛中，许多科学家满足于能够解释自然现象，“狭义相对论”的产生正好迎合了这种思潮。 我们认识事物，不能以个人主观上感觉如何来决定，而主观感觉往往影响我们的判断。如果依主观感觉，“在某个参考系中的同一时间，但在不同地点发生的两个事件，在另一个参照系看来，将变成一定时间间隔分离开的两个事件”。或者换个说法，“在某一参考系中同一地点，但在不同时间发生的两个事件，在另一个参考系看来，将变成被一定空间隔分离开的两个事件”。都可以是正确的。 这是因为物体之间的相互作用，并不立即就能发生，中间有个传递过程。另一方面，因为人们习惯于用“眼见”来决定虚实。只是没注意到眼睛是借助于光线才能接触事物的，而光线的传播速度虽然很快，毕竟还是有限的。如果消除光线在传递信息中带来的误差，上述两种说法都是不能成立的。就象雷电在发生时，声与光是同时发生的，在人们的感觉中，光要比声早得多一些。由于人们不能直接认识自己，只有在不断地区分周围事物中才能逐步认识自己，也只有这样帮能提高自己的认识，科学才能进步。没有周围事物作比较，人们能说出自己是什么样子吗?显然是不能够的。为了认识事物，我们不但要观察，而且要思维。从“地球中心说”到“太阳中心说”就是一个逐步认识的过程，分析这个过程可以给人启发。 起初，人们感觉不到地球在运动，而认为天体在运动，我们日常的感觉就是如此。这种认识，在认识天体时有许多解决不了的难题，经过多少次模拟试验，才逐渐认识。我们的感觉也会骗人。如果假设地球在转动，就可以使这些难题得到圆满的解释。在这里，不仅有主观的作用，而且有思维的作用。我国古代科学家张衡制造的“浑天仪”，虽然能准确地预报天相，可怀疑的还在多数。现在来看历史上托勒密与哥白尼的理论之争，给人的教育是很大的。科学争论本不涉及政治，可政治往往扼杀科学理论。当时，因为“教会”的教义中称上帝是自然的主宰，一切都由上帝来安排，宣传和承认哥白尼的学说，就是把上帝置于与人类同等的地位，会动摇“教会”在人们中间的统治地位。因而哥白尼的学说只有经历艰苦的斗争才能出世。这场斗争，也显示了科学真理必将战胜谬论。现在来看哥白尼的“太阳是宇宙的中心”的说法，也不是科学真理。因为太阳系也在运动，宇宙是无穷尽的。但不能因此来贬低这场斗争的意义。通过这场斗争，人们的认识是向前进了一大步，他打破了地球不动的神学偏见，解放了思想，开阔了眼界，揭示了一切物体都在运动的客观规律。哥白尼的历史功绩是永存的。许多为宣传和验证哥白尼学说而献身的前辈值得我们永远去怀念。只不过，称哥白尼的理论为“太阳中心说”，不如称为“地动说”确切罢了。牛顿发现的“自由落体运动加速度是一恒值”，也 是在清除人类视觉误差后才得到的。 在狭义相对论创立的那个年代，科学上的一些新发现动摇了人们对经经典力学的信任，一些测量结果与计算出现了很大差距，于是一些科学家动摇了，开始寻找新的出路。“狭义相对论”恰巧在此时诞生了。它把人们的感觉当作事物的真实，所以得出的结论与观察结果近似，把经典力学看成“狭义相对论”的一个特例，这也承认了经典力学的科学性，给信任经典力学的人也是一种精神的安慰。又用“复数”来表示物体运动，这就取消了比较，用张量分析代替普通运算，造成了神秘感。由于“狭义相对论”能对当时一些没法解释的现象做出解释（虽然是不完全正确的解释）因而也受到了欢迎。 七 时空观 对于时间与空间的论述，科学家们已作过详尽的论述。爱因斯坦是从对时空观的批判上创立他的“狭义相对论”的。由于运用“狭义相对论”遇到了一些难题，不得不对时空观重新考查，要考查不妨走远一些。 自从人类从动物界分离出来以后，人们在与自然界的斗争中，从消极地适应环境向能动地改造环境过渡着。随着不断地变革现实，人类逐步积累了对事物越来越多的认识，经过分析比较，逐步建立了科学的理论，并用文字记载下来并传于后人。但由于科学的不发达和社会交往的稀少，各地的理论表述方式都不尽相同。社会的发展促使交换的产生，人们在交往中逐渐统一了认识。翻译工作之所以能够进行，就是使代表同一性质的词语具有同样价值。的确，“时间”与“空间”这些名词是人类强加于自然界的，自然界可以有它们另外的说法。它们的说法丝毫不影响我们的概念。如果人们能与自然界进行交流的话，那只要增加一种翻译就行了。人类把“时间”、“空间”这些名词强加于自然界，是人类交流思想的需要，是用语言代替物质的产物。语言一经确立，就给予它确切的含义，试图改变这些含义而使科学理论符合某些人的主观愿望的办法是徒劳的。 人们在实践中发现，一切物体都有一定的形状(开始人们只限于对刚性物体的认识)，一切物体都在不断的变化。(开始只发现一些物体在发生变化，如白天与黑夜的交替，动植物的生老病死，岩石的风化等，包括位置和形状的变化)。这些变化有时表现的急骤些，有时表现的缓慢些。在对事物的认识过程中，开始是把两物直接地放在一起进行比较的，这种比较方法已不能适应日益增多的需要，迫切需要一个比较的基准，这样长度单位就首先诞生了，原始的单位当然与现在的单位很不同。实际上在现在，各国的单位也不完全相同。比如有英制，公制，市制等不同量制。但达到目前这一步也是经历了不断统一的过程，有时还采用法律强制手段。现今世界上逐步使用公制度量衡制度，将来有可能使用宇宙度量衡制度(如果别的星球有高等生物的话)，如果有人把“速度”翻译成“时间”，而把“时间”翻译成“速度”或别的什么，只要表示物体同样的特性，那也没有什么不可。就象中国和日本都使用有汉字，两国汉字的表意并不完全相同一样，但是不能乱用。 在古代，是没有认识到地球是球形的，放眼看地面象一个平面。长度单位是在地面上比较物体的过程中诞生的。当发现地面不是平面而是曲面以后，长度单位并没有改变，而把两地间直线距离用弦长来表示，而把地面的测量结果看成弧长，原因就是长度单位是一个理想化了的一个比较基准。象众所周知的那样，巴黎国际度量衡标准局保管的米达原尺，在气温稍有变化时也会发生变化，但仍被人们采用作标准尺，而用一系列系数来反映这些变化。这是人们进行测量时要用实物作度量工具的，而实物与理想标准之间总是存在差距。有些人只看到用实物作测量基准，没想到实物只是理想基准的代用品。 现在来看“时间”一词，“时间也是在比较的实践中逐步产生的。现在世界上时间单位已基本统一，没有象长度单位那样保留有逐渐统一的痕迹，但在民间，仍然能找到这样的痕迹。 现在，还能听到这样的语言，“×××走了一袋烟工夫了。”“他离开有一顿饭工夫。”这里所说的“一顿饭” 、“一袋烟”表示“吃完一顿饭”、“吸完一袋烟”所用的时间。他们表示的时间虽不确切，但也能使人明白。在中国的古书中记载有以“一柱香”、“三更、五更”等表示时间的术语。就是现在，仍然有年、月、日、时、分、秒、等不同的表示时间的单位。考查这些单位的共性，它们都是可重复的。只不过有些是自然的，有些是人为的。 由于事物内部矛盾运动发展是无限的，人们为了区分事物的矛盾运动，利用可重复出现的信号作为事物发展变化的比较基准。周期信号是不断重复的信号。用自然周期信号比用可复现的人为信号作基准有许多方便之处。又因自然周期信号的周期是有限长的周期，倍增与等分也较容易，记数也很方便。且有天然的周期信号可供使用。当然最明显的周期信号是地球的转动。（当时认为是太阳在行走）就有人提议把地球转一转定为事物发展变化的比较基准，取名为“一日”（即见到太阳一次），也有人用类似的方法定月相的周而复始为“一月”，定寒暑的周而复始为“一年”。因“年”，“月”，“日”，都是时间的单位，继而出现了年月日之间的换算关系。虽然现在公历的月不表示月相的变化了，只是保留转化的痕迹。 有了长度单位和时间单位以后，比较事物的变化就容易得多了。把这两个单位联系起来，导出了比较事物变化快慢的物理量——速度。 设立了比较单位后并没有完全解决问题，还需要解决度量方法，度量方法的改进和技能的提高，给区分事物带来了方便，但不能也没有改变原有基准单位的基本含义。比如现在采用“原子钟”来记时，也没改变时间单位作为比较事物变化的基本含义。 “时间”和“空间”的单位名称又是随着认识的步步深入而逐渐变更的。 如果仍然把见到太阳一次叫“一日”，天体上的“一日”与地球上的“一日”就不相等。如月亮上的“一日”就约等于地球上“一日”的27倍，而用“原子钟”计时就显不出差别。现在采用“原子钟”计时以后，在未有证据证明天体上“原子钟”计时与地球上“原子钟”计时有不同的情况下，我们只能认为天地间在时间上是无差别的。否则，人们会找到不受所处地位影响的新的计时方法。 另外，认识事物的主人是人，尽管各种生物各有不同的生物钟，我们还是可以不看各生物钟所指的时刻，而用我们手中的尺和钟来确定物体的变化速度。光速的测定也是如此进行的。我们不需要知道“光子”的所谓固有寿命，我们就可以测定“光子”的速度了。同样，测定π介子、μ介子等所谓基本粒子的速度也应该是这样。就是所谓基本粒子的固有寿命时，也是与和它相对静止的原子钟的原子振动周期进行比较才得到的。 我们测定物体运动速度时是不是要求被测物体的协助呢？我们是不是用我们手中的尺和被测物体带着的钟来决定被测物体的运动速度呢？或者用我们手中的钟和被测物体带着的尺来决定速度呢？历史上从来没有这样做过，今后也不可能这样做。尽管被测物体可以有与我们完全不同的时间单位和长度单位，但在测量时是无法也不需要通信息的。且大多数被测物体是毫无生命力的，它们不能把时间和长度的信息给我们。某些科普著作却要求这样做，不是引人入歧途吗？ 宇宙中万物是不是处于同一个空间中，或是各物均有自己的空间，这是与狭义相对论争论的焦点。宇宙是无穷的，可能还有另外的空间，那待将来去认识。但能让我们认识 的物体都处于同一个空间中。因为只有同处于一个空间中物体这之间才能相互作用，也才能作用于我们的感官，被我们认识。“狭义相对论”关于长度收缩的说法，就是把物体自己的空间收缩，而不影响观察者的空间。从运动的相对性考虑，如果以被测物体为参照系，那我们也在运动，我们也会收缩，可我们却无法觉查到这一点。为此，有些人引进运动学形状以与几何学形状，说改变的只是运动学形状。这样就把唯心主义带进人们的感觉。因为运动学形状是不可测度的，只是人们的感觉。 附带说一句，爱因斯坦自己对自己的工作并不特别赞扬，他总是不断改正自己的错误。如他承认还有许多问题不能解释，承认狭义相对论对“光子”无法解释，又在理论中加减宇宙项来修正理论。并不象某些科普作者说的“至今未曾发现任何一个实验事实与爱因斯坦的狭义相对论相矛盾”。而爱因斯坦却说：“外行人对我的工作的意义得到一种夸张的印象，这不是我的过错。实际上，这是由于通俗科学的作者，特别是由于报纸的记者，他们把每样事情都尽量说的耸人听闻。” 空间也只是物体形体的线度测量，时间也只是物质变化速度的比较基准，是与周期信号比较后的周期记数。长度和时间的单位尽管千差万别，比较物质变化的原则不应改变。这是两个不同的比较基准，混淆甚至使它们等效是不对的。 八 同时性 爱因斯坦创立“狭义相对论”是从 对同时性的讨论开始的。 对于同时性，有主观的同时性与客观的同时性之分。经典力学关于同时性的说法，是客观的。物质每时每刻都在发生变化，由于信号的传递速度限制，不可能均被我们感知，如太阳光照射到地球，需要八分多钟时间。我们感知的，也只是光线传递来的八分多钟以前的太阳的信息，现在太阳什么情况，只有以后才能知道。 主观的同时性表面上没人赞成了，实际上远非如此。用光信号作为两点间同时性的校对信号，不失为一个良好的办法。但这种办法推广到任意点之间进行同时性的校对，就会出现一种错误情况。 比如Ａ地发射一个光信号给Ｂ地和Ｃ地，但Ｂ地与Ｃ地距Ａ地不一样远。那么Ａ地校对时间起始点 时，因先后接到两个返回信号，它的起始位置就不能确定：与Ｂ同时时就不能与Ｃ同时，反之亦然。这仅是三点之间的情况，宇宙中有无穷多点的，用光信号进行同时性校对时，实际上既认为光信号具有有限的传播速度，又默认光的速度是无穷大，立即即至。当然，校对了Ａ与Ｂ的同时性，再与Ｃ校对时，可以告知Ｃ应增减多少，但宇宙中的点有无穷多，作到这一点是十分困难的，可以说是根本无力完成的。 是不是没办法校对同时性呢？也不是。前已分析过，时间仅是物质变化的量度，使用周期信号来记数，时钟也只是一个周期信号，是一个比较基准。所以我们校对同时性时，可以在一点校对多个时钟，然后分别拿到各个观察点去就行了。运动是相对的，被测物体也是可作为观察者的。 另外，不能只认为有相互作用时才说物体存在。比如太阳光照到地球上需要八分多钟，我们不能把自己感知太阳光时，才说太阳存在。太阳的实际位置也不是我们看到的位置。有人举例说：与我们相距八十光年处爆发了一颗新星，有人在二十年前写了一本有关新星的书。那么这颗新星不会记载在这本书中。能不能说这本书记叙的完全正确呢?显然是不能够的。因为不管书中记载了没有，八十年前这颗新星就诞生了。我们不能要求记叙完全正确，因为我们的活动能力有限，而事物的变化是无限的。我们只能要求记叙的基本准确。有许多事情我们这一代人是无法得知的，但不能说那种事情不存在。我们的有些感觉掺进了主观的成分，必须经过思维才能了解真情。 比如，我们感到地面是平的（说海平面更恰当）。可地球是球形，海平面当然只是球面一部分。太阳东升西落，实际是地球自转。这些都只有经过思维，有些还需要经过模拟试验才能得出结论。 例如：在北京至广州的火车上设一个邮递员，车尾挂有邮政专车。 某甲乘客要到广州去，在北京站临上车时，给住在长沙的一个朋友乙写了一封信，说了一些事情。当甲乘了一段车后，想起还有一些事情没交待清楚，在火车上又写了 一封信给乙。车上的邮递员很快把信转到车尾的邮政专车上。假设北京站的邮局也把甲的第一封信放在这节专车上，那么长沙的乙同时会收到甲的两封信，甲写信的时间是有间隔的，甲不会承认同时写了两封信。怎样去评价他们说法的是非呢?常识告诉我们，甲是当事人，甲的说法是正确的。乙认为甲同时写两封信是乙的感觉，是不符合事实的。甲的两封信都 寄出了，不论乙收到收不到，都是寄了，不能因乙没收到信就断定甲没有寄信。但如果甲在信的末尾准确地写上了他写信的时间，乙在看信时也注意到这一点，乙就会根据信上注明的时间判断甲在什么地方写的信。并能想到，甲在写这些信时，自己分别在干着什么。但是，自然界的情况要复杂的多，物体大都不能把自己发出信号的时间写在信号上，所以人们在接到信号时需要仔细的判断，不然会出现甲乙两人说法不同的情况，可能会得出错误的结论的。 另外，如果乙的住地不在长沙而在郑州，甲的第二封信又是在经过郑州以后发出，那第二封信就与甲的行程相反，情况就更复杂了。 上述说法是大家早已知道的。当某人要到朋友那里去而希望朋友到车站给自己帮助时，总是打电话或发电报给自己的朋友，就是因为电话或电报有比信件更快的传递速度。如果写信，除非是几日前就把信寄出，那就只好由自己去拆信了，希望得到的帮助是不可能的。 如果甲不是乘火车而是乘飞机，飞机中途在武汉停留。甲在北京起飞时寄出一封信，甲在武汉停留时又寄出一封信。如果邮政系统仍以火车送信，那么乙收到甲的第二封信要比收到甲的第一封信要早一些。如果 乙粗心一点，就会把信的次序颠倒。当然乙可以从信的内容和注明的时间来做出正确的判断。但是自然界怎样来标明这些信号的先后呢? 对于信件发出的时间，甲的说法是正确的，而乙只有在经过思维分析后才能 得到正确的结论。“狭义相对论”否认甲的说法，承认乙的感觉，不出错误才怪呢。 “在某个参考系中同一时间，但在不同地点发生的两个事件，在另一个参考系看来，将变成被一定时间间隔分离开来的两个事件”。“在某个参考系中同一地点但在不同时间发生的两个事件，在另一个参考系看来，会变成被一定空间间隔分离开的两个事件”。这两种说法，用“看来”一词表述，只反映观察者的感觉，并不是事实。而这两种说法，却是“狭义相对论”使时间与空间等价且可以互相转换的理论基础。 九 光的作用 “狭义相对论”几乎可以解释自然界的一切现象，唯独不能解释“光子”。 光的性质到现在还没有完全统一的理论，我在本文物理学一节中，估计光的所谓二像性，就分别是光子的个体与群体的结果，而光电效应，是光子个体表现，反射、折射等波动性质是群体表现。光子又极可能是质量不同的光子群。同色的光线，又可能是具有相同能量却具有不同质量和速度的光子群。这从光的多普勒效应中可以觉察。 我们能够感知的光，只是快速运动的众多粒子的很小一部分。当光子的能量降低到红光以下或能量增加到紫光以上时，我们用眼睛就不能直接感知了。要感知它需要借助仪器的帮助。但不能被感知并不等于这些物质不存在。“光子”和基本粒子一样，也具有一定的质量，动量，能量，也同样适用万有引力定律。对于光的本性问题，还有许多问题值得研究。至于光源的发光机制，光与光源的关系，都需要认真研究。从类比的方法去看，极可能各向不同性，这些问题，本文不去探讨。 我们在这里只谈一谈光在我们认识世界过程中的作用。 前面说过，光线是我们用眼睛感知物质的主要媒质，是把物质的特征信号传递给人们的忠诚邮递员。 一个物体的是否存在，是否运动，与光线的存在与否并无关系（严格来说在有光子碰撞物质时，会使物质受力。）那么，洛仑兹变换式中光速ｃ，又不是凭空得来的。为什么在测量速度的计算中，却出现了与光速有关的数据呢？ 这就使我们想到日常生活中存在的一个现象，就象在同时性一节中所举的例子。这个例子虽是假想，要相实验并不费力，朋友们有兴趣不妨试一试。 可能会有人说：“不对，这是假设光有传递信号作用后引起的，而光实际上没有这种作用，我也没发现这种作用。” 我要这样来回答：现在比较事物，不限于把两种物体拿在一起比较 了，而是依据比较基准进行测量。测量时又不是拿尺去量，而是用仪器。测量者在大多数情况下并不直接与被测量物体接触，而是用眼看。试问：没有光线的传递作用，我们能看到物体吗？我们用的望远镜，显微镜，测距仪，只不过利用几何学知识进行换算，也没有直接接触物体。对于一个运动物体，又不能与静止物体放在一起，主要靠光线的传递作用。用雷达测量时利用无线电波，无线电波与光的性质近似。而光传递信息作用由于本身的速度限制不可避免的会造成误差，就好像邮递员不论怎样努力总会造成时差一样。 光的传递信息作用像个邮递员，那么把事物的特征信号从光线上取下来也应该是可能的了。当然是这样，而且大多数人都曾样做过，只不过不注意罢了。 试问有哪个人没照过相片或没见过相片呢。照相就是从光线上取下事物 特征信号的一种方法。我们看到相片，就能看到过去年代的信息。但要与相片谈谈话，那就不可能了。科幻小说的 作者敢于幻想乘上超光速的火箭回访几个世纪 前的伟人，那只是幻想，并不科学。但科学发展以后，超光速的飞行器定能产生，看到“伟人”的形象则完全可能，要想再与“伟人”谈话却是不可能了。因为看到的只是像，不是物。 现在，电视已在全国普及，可视电话也已投用。可视电话虽然可以对面谈话，但电视屏上的毕竟只是对方的图像，要想接触是不可能的。要知道，人们的感觉不限于视觉一种，而是有多种功能的。只有多种功能的综合使用，才能感知实物。 当然，普通照相只是保存了部分图像信号。近代科学技术的发展，全息摄影术的应用，给图像信号的保存和再现创造了有利的条件。磁带录像，激光录像等新设备的问世，更能说明这个问题。如果出现全息电影，那就会给人更加逼真的感觉，可是这仍然只是假象。 “狭义相对论”用所谓四维时空来代替现实的三维空间，在观念上，呈现的是保留旧的形态而又呈现新的形态。而事物的变化是旧的形态的消失和新的形态的产生，所谓四维时空显示的是与事物发展情况不符合的。人的主观感觉由于视觉的暂留作用可以保留很短时间旧的事物形象，但毕竟是错觉。 十、高速带电粒子在匀强电场中受力分析 测量高速带电粒子时，往往使用匀强电场与匀强磁场组成的速度选择器，而这种选择器测出高能粒子的速度始终认为没超过光速。与狭义相对论预言值是符合的。这就是狭义相对论统治高能物理学九十余年的主要原因。对于带电粒子在匀强电场中的受力分析，许多教科书中都有叙述，但都讲明适用于带电粒子运动速度远小于光速的情况，对于这些叙述，这里不再重复。在测量出现误差的情况下，看看是不是计算公式有问题，对判断真理是有好处的。我只想分析一下带电粒子在匀强电场中受力与运动速度的关系。 匀强电场中放置不带电粒子，这粒子不受力。可见带电粒子是通过电场作用才受力的。匀强电场的电场强度，是由静止的单位电荷测定的，这无可非议。当带电粒子以速度V运动后，在匀强电场方面看来，该电荷受力是不是和原来的一样呢？ 我在这里仅分析匀强电场方向与带电粒子的速度方向垂直的情况。因为这种情况在速度选择器中应用着，且比较容易分析。 我们知道，电场对电荷的作用是通过电荷的电场才发生作用的，而电荷的电场又以光速向周围传播。在匀强电场方面看来，就出现如图所示情况 图一 图二 那就是电荷发出电场后，自身也发生了移动。由于速度V与C的关系，会出现图一与图二两种情况，但在作用点A看来，道理是一样的。那就是AO1=Ct O1O2=Vt 而(AO2)2=(vt)2+(ct)2 场强与距离的平方成反比。AO1是电场传播距离。，AO2是实际距电荷距离。所以在A点测得的电场强度，比实际距离计算值要大。它们的比值是(AO2)2/(AO1)2=1+v2/c2 当t趋于O时，在A点受的力就可看成电荷受匀强电场的力，那么受的力也大。 另外，我认为电场并不是连续的，而是波动的。只是还没有证实。 电荷在匀强电场作用下受力，可能是F=qE(1+v2/c2) 电荷在匀强磁场中的受力(洛仑兹力)公式可能是F= qBv 这样，速度选择器中的公式就不再是qE=qVB．而是qE(1+v2/c2)=qBv 用这个公式算出速度选择器的速度比原来算出的要大一些，而在低速时算的结果是相同的。这样超光速的粒子就已经很多了。 我由于条件限制，不能作实验进行验证，建议有条件的老师们去试一试，可能还会有新的发现。 自然界的现象是很复杂的，我们只是尽可能多知道一些，还有许多问题需要探索。 至于迈克耳逊－莫雷等进行的光的干涉试验，历来都有许多不同的解释。光信号经过放在地面上的镜反射后，带上了地球运动的信号，可能是造成这种实验结果的主要原因。另外，速度的合成法是矢量法。太阳光的方向和地球绕日轨道运行速度的方向几乎是垂直的，造成速度变化不明显也是很现实的。 光又频率与波长两种物理量，我们可以感觉到频率的改变。而运行中的光波波长又不改变，那么改变的就只有波速了。 十一．相对论的本质与在物理学史上的地位。 爱因斯坦为创相对论，把空间、时间与物质联系在一起，是革命性的一步。但把比较标准相对化、是致命的错误。针灸医生用的计量单位“尺、寸、分”，与我们日常使用的不同，这个标准取于病人身体，因而适合各种病人。这和相对论使用可变的比较基准，目的是不同的。 如果以光传递物质的像信号来考虑，狭义相对论符合光信号的现象。物质的像信号经光传递出去以后，并不消失，后继的像信号又会传出。如果用物质的光信号来表示物质的运动，我们则有可能乘上超光速的火箭去看到“古人”的像，但要与“古人”谈话等则是不可能了，就象面对像片一样。因为像毕竟不是物本身。 以物体的像信号代替物体，就是狭义相对论的本质。 爱因斯坦一生为完善相对论作过不少努力，但没有最后结果，就是他把方向搞错了。 爱因斯坦说过：“对真理的追求比对真理的占有更为可贵。”这句话还是值得欣赏的。 十 二 因果关系 超光速现象的存在和光线传递速度的有限性，肯定会导致超光速时显有的特殊现象的存在，即事物发展的因果关系是否会倒置，怎样来判断事物发展的因果关系。 首先，必须明确物与像的关系，我们见到的，只是事物的映像，只有多种感觉共同作用，我们才能认识物质。光线有传递信息的作用，但光能在可见光以外时，我们就不能感知。 对于某一事件发展过程，总有原因和结果两个方面，而且是先有原因后有结果的。不过一个结果可能有几个原因，一个原因也可以产生几个结果。我们可以从结果去寻找原因而不是先有结果后有原因。不过人们对于一个结果有几种原因的这种情况，往往以能找到一个原因为满足，不再继续追求就是了。 记得我国有个科教片叫“毛竹”介绍的是毛竹生长过程，影片中有一个竹笋顶开石板钻出地面的过程。如果把这段影片倒着放映，人们会看到石板把竹笋压进地面，竹笋由大变小，竹子返老还童了。这是人们看到的现象，与事物的本质并没有相同之处。事物的因果关系并没有破坏，仍然是竹笋由小变大，顶开石板，钻出地面。这些现象只要弄清物体与物体的像之间的关系就容易明白了。但无疑会给我们判明事物的发展过程增加了困难。近代电影电视片的许多特技手法，都能达到以假乱真的目的，就是一个证明。我们不能躲避困难，要透过现象看清本质，才能真正认识事物。 我们只要利用相对性原理，可以设法换一个参照系来进行观察，由“跑马看花”转到“走马观花”，进而转到“下马观花”，那就不会本末倒置了。 值得一提的是，人并不能感知一切粒子，观察者的运动速度稍加快以后，人感知的光能值就发生了变化，当能量超越我们的视觉范围时，就不会引起我们的视觉印象了。 超光速运动的物体的存在是客观事实，我们不能让现实去适应我们，而是我们要认识现实，利用现实为人类的创造福利事业，就要认真的分析事物的变化规律，找出适应新情况的物理规律，这就要求我们不但要用眼看，而且要用脑想，这才能透过现看清本质。 十三 结论 “狭义相对论”的力学大厦，建成已经100年了。许多人都认为是真理。我经过30多来年的努力搜寻，始终找不 到证明“狭义相对论”是真理的有力证据。把本文叙述的情况作一简述。 1. 数学算式 a:“狭义相对论”使用的基本变换方程式，因为有一个比例因子，变换只是单方向的。用逆变换得出的数值用到正变换中就不等，要想符合就必须使比例因子β=1/ b:洛仑兹变换式中，长度与时间的变化是相同的，(因为都是乘上一个比例因子β= ２．物理学 物理科学离不开测量，测量是为了进行比较。比较就需要比较基准。速度是 在长度单位和时间单位确定后的一个导出单位。光速也只是速度的一种，如果把这个数值定为基准而让长度或时间去改变来适应，那么这个数值就只能表示一个数值，也失去了原来表示光速的含义。 测量时，尺和钟都是由测量者提供的，并不需被测物体提供协助。尽管它们可以有不 同的固有寿命，也可以有不同的长度单位和时间单位，测量时也是不去关心的。大多数被测物体都是没有生命力的，它们没有也不可能对测量进行协作。 对测量结果的处理极端重要。在《狭义相对论实验基础》一书中，本来采用也了与测量光速时使用的方法，对π介子，反质子进行了测量，可是又不敢面对现实，也采用计算光速的方法，都去搬用狭义相对论的动量公式，因而放弃了发现超光速运动物质的一次机会。实际上，此书中列举的π介子及μ介子的运动速度，都是超过光速的。 在对电量的测量中，经常出现因仪表精度造成的测量误差。在对高速运动粒子的测量中，往往使用“速度选择仪”测定速度，只要把“速度选择仪”测得的速度 对于光的本性，狭义相对论是无法解释的。光的二像性，极可能是群体与个体之间的关系。光电效应是个体表现，反射、折射等波动性质是群体表现，光子的质量尽管很小，但也不等于零，这必将被证实。光又是我们认识物质的重要媒介，洛仑兹总结出的变换式中有光速的影子，也就是对光传递信息时造成误差没有认识造成的。光又有频率，波长等物理量，我们能见到光，仅是光中的很少一部分。从光电效应方面来看，我们所见到的颜色，极可能是某种能量等级的光子群，它们不但有质量的差别。也有速度的差别。这从光的多普勒效应中可以觉察。 从光的衍射现象来看，光在被反射后，也可能相当于新的光源的反射。如果是这样，迈克耳逊与莫雷的光的干涉实验的结果，就容易解释了。 我们借助于光才能认识自然界，要研究它却遇到了不少困难。我们必将克服这些困难。从类比的方面考虑，用声纳去测量超音速飞机与用雷达去测量π介子、μ介子，效果应该是相同的___它们都会造成很大的测量误差。 现在的高能粒子加速器中产生的高能粒子，有许多都是超光速的粒子。它们在静电场中受力情况，极可能与电荷受力情况有关。只要把速度选择器测出的速度 经典力学研究的大都是两物之间的关系。在放射性发现以后，我们需要研究三者或三者以上物体之间的关系。这样的表述方程就要复杂的多了。有时我们把光速的改变看成频率或波长的改变，也影响了我们的思维。对于物质运动的速度，不同的参照系在不同的测量数值。如果仅依两者之言，往往把观察者看成静止，而把对方看成运动。这样才能使用速度的合成与分解公式，由此推论，光速的数值绝对不是恒值。 3。哲学 A. 认识论 世界是物质的世界。理论是物质世界物质运动的语言表述。在原有的理论不能解释新的发现时，允许对旧的理论进行改造或创立新的理论。但对这样新发现的解释应该是唯一的，至少不应该是互相矛盾的。鞋子夹了脚，改制鞋子是个好办法。但给一个高弹性的鞋子，使无论什么样脚都能适用，这样的鞋子还是不会耐用的。 用“狭义相对论”的“长度收缩”效应时，使用了运动学形状和几何学形状两种概念，说改变的只是运动学形状，实物并没有改变，这里的运动学形状是不可测度的。因为运动是相对的，被观测者与观测者可以转化，观测者本身没变化被观测者也就不可能变化，这种理论与实际的不符合证明了狭义相对论不是真理。 Ｂ。时空观 宇宙中一切物体共处于一个共同的空间中，不象狭义相对论表述的各物均有自己的空间，物体运动改变的只是物体自己的空间而不影响其他物质的空间。 空间也只是物体形体的线度测量，时间也只是物质变化速度的比较基准，是与周期信号比较后的周期记数。长度和时间的单位尽管千差万别，比较物质变化的原则不应改变。这是两个不同的比较基准，混淆甚至使它们等效是不对的。 物体之间的相互作用并不是均是瞬间发生的。例如太阳光照到地球上，需要八分多钟。我们感觉到的光，也只是八分多钟以前的光。在这八分多钟的时间内，太阳又经过什么变化，只有以后才能知道，否认客观的同时性，只依自己的感觉来认定同时性，只会走向唯心主义。 4。其他问题 “狭义相对论”既然是一个错误的理论 ，为什么诞生九十年来，会得到许多科学家的承认？这里可能有历史的原因和思想的原因。 在十九世纪末，科学上的重大发现，特别是放射性发现冲击了经典物理学，许多科学家对物理学产生了怀疑。“狭义相对论”诞生了。由于它把两个 相互矛盾的原理即光速不变原理和相对性原理同置于一个理论这下，各有各的用处，可以对几乎一切问题都能解释，虽然是不正确的解释在当时也受到欢迎。 “狭义相对论”把经典力学看成“狭义相对论”的一个特例，是“狭义相对论”在研究低速运动物体的理论的近似表述，就给经典力学仍然是科学的理论下了结论，这时信任经典力学的人也是一种精神上的安慰。“反正狭义相对论表述的是高速运动的现象，我们又不接触这些现象，有经典力学也就够了。”这是一部分的想法。 “狭义相对论”有四维时空表述运动，用张量分析进行计算，而要认识这些还需要时间，许多人不愿花 这些时间。狭义相对论利用复数，复数是不可比较的，也取消了认识事物的基本方法。 盲目崇拜也是原因之一。 在狭义相对论创立之初，革命导师列宁就根据当时的情况写了一本书，书名是《唯物主义和经验批判主义》，书中用专门一章对物理学由于新发现带来的新问题作了阐述。有的人引用了书中的一句话:“然而力学是缓慢运动的模写，新物理学是极迅速的实在运动的模写，毕竟还是不容置疑的。”说列宁肯定了新物理学，这里其实是误解。因为列宁在本章的开头就声明：“不言而喻，在研究现代的物理学家的一个学派和哲学唯心主义的复活的联系这一问题时，我们决不想涉及专门的物理学理论。我们想知道的只是从一些明确的论点和尽人皆知的发现中得出的认识论结论。”“因此，我们的任务仅限于清楚的说明，这些派别的分歧的实质何在，它们和哲学基本路线的关系如何。”中文版第251-252页) 看看本书的结论的第三条，“……但是有少数新物理学家，在近年来伟大发现所引起的旧理论的崩溃的影响下，在特别明显地表明我们知识的相对性新物理学危机的影响下，由于不懂得辩证法，就经过相对主义而陷入了唯心主义。现今流行的物理学唯心主义，就象不久以前流行过的生理学唯心主义一样，乃是一种反动的并且使人一时迷惑的东西。”不是令人寻味吗？ 爱因斯坦曾说过：“对真理的追求要比对真理的占有更为可贵。”这句话还是值得欣赏的。 由于以上分析可知，“狭义相对论”这座力学大厦，是该销毁了。 对某些理论的重建，是繁重的任务，需要广大科技工作者的共同努力。好在“狭义相对论”把经典力学看成它的一个特例，仍承认是科学的理论，多年来仍然得到发展。许多成就在此理论指导下实现了。现在才知道，经典力学除概念需稍微修改外，仍然是科学的理论。 用“声纳”测超音速飞机与用雷达测μ介子，结果应该是类似的，这时要认清仪器造成测量的误差，不但要认真观测，还需要思维。就象认识地球是球形的过程一样。“狭义相对论”是思维物理走向误区的一个结果，所以必须推翻。 历史上曾认为声速是飞行物体的速度极限。在“声障”被突破以后，超音速飞机就诞生了。从而开创了宇宙航行的新的时代。 当然，人造物体要达到光速或接近光速，尚是十分遥远的事情。要超过光速就更加困难了。但在理论上不能不承认这个事实。 如有不对之处，欢迎朋友们指正。 通讯地址:河南省孟州市金驼纸业有限责任公司动力分厂 邮编: 454750 姓名： 杨升山 Email: mzhyss03@sina.com 2005.9.17 注：因为qE（ 即 又因v02=E/B 所以 作者简介
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