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自：顾金祥
对狭义相对论的探讨 在解决光速不变的问题时，爱因斯坦引入了空间收缩的概念，并进而推导出公式：空间缩短为原来长度的1/γ=(c2-v2)开方/c倍。也许是巧合，在迈克耳逊的实验中，在静止的参照系，要满足光速在各个方向上的传播的时间相同，也必须在地球行进方向上乘以(c2-v2)开方/c。 不知道是否是迈克耳逊的实验让爱因斯坦推导出的这个公式。如果是的话，我敢说爱因斯坦错了。由于里面包含了物体运动的速度，爱因斯坦就得出了空间缩短程度与速度有关的结论。 这个公式是从地球上对光速的测量结果中得出的结论，这是特殊条件下的结果，不能被推广到一切运动的物体。地球的行进速度不是随意的，它受太阳引力的影响，速度必须与太阳的引力达到一种平衡。按照万有引力定律，地球行进速度：v2=ar=GM/r. (G为万有引力常数，M为太阳质量，r为地球和太阳的距离),从而使空间收缩公式变为（c2-GM/r）开方/c。 从这个公式中，我们完全可以说空间收缩由两个因素决定：物体质量和与物体的距离。这正符合了空间扭曲的概念。太阳引力造成的空间扭曲完全可以解决空间收缩现象，再将空间收缩与物体运动结合起来是多余的。 说物体的速度造成空间收缩是牵强的，是什么机理导致物体速度可以影响它前面的空间？爱因斯坦没有说明，我们也找不出原因。质量可以导致空间变化更容易被接受，光线在大质量物体附近的扭曲、椭圆形运动的天体、重力现象等等，这些都可以看成质量对空间扭曲的证明。 就算是速度可以造成空间扭曲，爱因斯坦的公式也是错的，因为他没有剔除太阳引力对空间的影响。 从公式形式来看，这个公式也正好符合质量对周围空间的影响的规律。所以，我们只能说速度不能改变空间尺度，让空间收缩的是物体的质量。 空间收缩的概念给了迈克耳逊实验一个合理的解释，同时也拯救了以太理论，因为以太理论也可以对它进行合理的解释。 由于空间收缩是相对论中如此基础的概念，以至于整个相对论的系统将受到冲击。事情还远远没有结束，更大的冲击将由此产生。 空间的意义 既然大质量的物体将产生时空扭曲，并且物体质量越大，造成的扭曲越大。这一假设隐含着另一个概念：空间存在着一种“张力”。这种张力使物体的质量只能造成的有限的空间扭曲，从而时物体相对于空间处于一种“平衡”状态。就象我们拉动弹簧的情形：我们给它多少力，弹簧就被拉长多少，最后弹簧和我们的力处于一种平衡状态。如果如果弹簧没有弹力，我们可以将弹簧拉得无限长。空间也一样，没有这种张力，任意小质量的物体都可能造成无限大的空间扭曲。如果是那样的话，仅仅是一个分子的重量就可以造成一个黑洞的产生，幸亏这些没有发生。我们可以把这种张力看成空间的基本属性，但我们还是必须要问一句：空间的这种张力来自哪里？难道绝对的“真空”真的有这种能力？这很难让人信服。 现在，我们大胆假设：空间是一种网络结构，这种网络是完全弹性的。我们把这些网络的结点想象成某种粒子，粒子之间的作用便形成“弹性的网线”，我们把这种假想的粒子看成前辈们所说的“以太”。 在没有质量的空间中，以太（空间）是均匀分布的。如果有质量存在，它周围的以太就受到拉动，使得物体半径方向的以太的距离加大，环绕物体的方向的以太之间的距离变小。如果以太间的距离是衡量空间尺度的标准，那么环绕物体方向的空间尺度会变小，也就是环绕太阳的方向的尺度会变小，所以会出现空间收缩现象。空间扭曲必然要导致空间的收缩和拉伸，这是无可避免的。 在这样的空间中，长可以变短，直可以变弯，一切好象有些奇怪，这是可以理解的。对于整个宇宙，也许我们人类就象井底之蛙，所能了解的只有巴掌大的一片天。仅仅几百年前，我们还相信地球是宇宙的中心，是近代天体物理学让我们豁然开朗。 但是，另一个奇怪的现象的出现，让我们这个空间的概念变得有些怪异，那就是：光速不变。地球上任何方向上的光的速度都是相同的，爱因斯坦将地球速度和空间收缩联系起来，让事情变得复杂，也是不必要的。把空间收缩直接看成空间扭曲现象，事情就一下明朗起来：地球行进方向上光速没有变化，只是空间收缩了。空间开始变得怪异起来，空间影响了物体的尺度，而光却几乎没有受到影响。那么我们平常所说的“光在空间传播”也好象变得有问题，空间成了一种更加实在的东西。 光可以超脱于空间扭曲之外，那么其它光速传播的东西呢？是不是也和光一样？这样将宇宙好象一下分为两部分：一部分受“空间”扭曲的影响，一部分几乎不受空间扭曲的影响。为什么会这样？我们暂且不作深究，让我们回到另一个基本的问题。 时 间 看看我们平常对的时间的描述。时间似箭，岁月如梭。年年岁岁花相似，岁岁年年人不同。我们仔细思索时间的描述，其实都是在描述一种事物的变迁，一种演化。因为我们只有在这些演化中才能感受到时间的存在，包括人的生老病死也是一种演化。所以我说时间实际是一种演化。说到演化，让我们回到宇宙一切演化的开始---宇宙的诞生。我们想象一下宇宙中第一个原子的诞生。宇宙中的四种相互作用是以光速进行的，能量也是光速传播的。原子核和电子受到光速的相互作用的影响，相互结合到一起，然后这种光速的相互作用一直左右着它们的行动，直到这个原子的衰亡。就是无数的这样的原子组成了我们的宇宙实体。能量的交流和物质间的相互作用无时无刻不在起着作用，这样导致物质无时无刻不在变化，这种变化便导致了我们看到的世界变化，从而便有了各种各样的演化，包括粒子的生成和消亡，生命的开始和终结，一切的一切都由此产生。也就是说一切的演化都有一个共同的起源：物质间的相互作用和能量的传播。有证据表明，这些是以光速进行的，那么，物质演化实际也以光速进行。由此可以找出时间的本质意义：时间是物质光速演化的内在本质的外在反映。决定物质演化的基本因素是光速进行的，从这个意义上说光速也正是时间行进的速度。 光几乎不受空间扭曲的影响，使得光一下从空间中“解脱”出来，那么时间呢？既然光速传播的东西没有受空间扭曲的影响，那么它衍生出的时间也必然不会受到影响。这样，时间就被从空间中一下剥离出来，从此，再没有时空的概念。 光和“以太” 我试着用我愚钝的脑袋来了解光的传播。通过声音的传播，人们试图解决光的传播的问题。人们原来所了解的波，都是通过媒介来传播的，所以人们想象光可能也通过某种媒介来传播，当时人们叫它以太。麦克耳逊的实验也是为了验证以太的存在。 空气的流动会形成风，如果以太存在，地球在以太中行进是否会感受到以太风？就象我们跑时感到风在耳边响的情形一样，所以过去的科学家想看到以太风。但是结果证明，这种想象中的以太风没有出现，所以导致了这种以太假说的破灭。 飞行的鸽子可以造成一个空难，但是一个雨点却不会，原因只有一个：雨点和鸽子的质量不同。空气能够形成风，也再于它的质量，我们能够感受到大量空气分子的冲击，所以能够感受到风。如果空气没有质量呢？风将不存在。从物体运动的角度，我们之所以能够感受到风，是因为空气分子的惯性，这也正是空气流动影响声波的传播的原因，是惯性和振动的叠加改变了声波的传播。如果空气没有质量，这种惯性叠加现象会消失，但是可惜的是声波也会不再存在。因为振动改变了空气分子的运动方式，然后运动改变了的分子再撞击其它分子导致的声音的传播。如果空气没有质量，空气分子的撞击将不再有能量的转移，声波也将不可能存在。 如果以太没有质量，情形会怎样？如果以太也象空气一样所有粒子在空中乱撞，它将起不到任何传播作用。我们只能把前辈们的以太想象成一种类似于固体或液体的东西。如果要满足空间扭曲的假设，以太也不会象液体一样流动，因为以太的流动将使空间扭曲被抹平。那么，以太就要被假设成钢性的“固体”类型的东西。 以太间的弹力使得空间扭曲变成有限的，以太间的振动将会有什么样的结果？由于它没有质量，它的加速度将是无限大的，也可以说是瞬间加速。并且由于它没有质量，它的速度也只能是光速，这一结果可以从质能方程看出端倪：E=mc2。如果将质能方程做一下变换，可成为：c2=E/m。没有质量的粒子也是没有能量的，它增加了多少能量也将按照这个比例增加多少质量，而这些能量只能通过光速运动才能实现。如果能量走了了，它的速度也会马上变为零，因为以太间的弹力马上产生一个无穷大的加速度让它停下来。按照这样的假定，以太便是科学家所谋求获得的理想介质，如果它是存在的，它里面的波的特点如下：a. 速度恒定为光速；b. 几乎不受空间扭曲的影响（因为加速度无限大，能量的交换不受以太个数，也就是空间扭曲的影响）；c.传播中没有能量损失；d.振动信息被完全传播。这已经接近了光的全部描述，如果再让以太的振动范围与光的波长有一定关系，我们还可以保证光的能量不扩散---体现光的粒子性。 运动与时钟 实验证实运动可以导致时钟变慢。爱因斯坦相对论中有对此现象的预见，并有一系列让人迷惑的推导。 质量造成空间扭曲无非有两种方式：排斥和吸引。如果质量对组成空间的以太排斥，天体的运动轨道将是双曲线型。如果质量对空间的以太存在一种吸引力，空间会向它的方向弯曲，就象我们看到的：宇宙原本应该在太阳周围直线运动的地球的轨道不断的向太阳弯曲形成椭圆形。看来质量对空间的扭曲可以看成是对以太的吸引。 由于质量对以太的吸引，并且以太没有质量，一旦有粒子产生，它将马上附着在以太上，就想虫子附着在网上。当然，也可能是粒子的产生根本就是以太的某种变换。不管怎样，物质的演化必然要在以太上发生。引力是由以太的扭曲产生的，光等能量是在以太中传播的，我们假定物质的演化不能离开以太。一旦物质离开以太会怎样？以太会以光速再附着在物体上。这便是时钟变慢的机理。我们已经假定以太是弹性的网络结构，所以物体在运动时，以太不会跟随物体行进，那么就有物体脱离以太的瞬间，虽然又有以太以光速附着在物体上，但是光速也是有限的。在那个瞬间，时间便停止了，这就是以太理论对时钟变慢的解释。 以太理论对时钟变慢与相对论有完全不同的解释，也将有完全不同的结果。按照这个解释，如果在地球上看来同时发生的事情，换到另外的参照系也是同时发生的。 加速度 当物体在空间中静止或低速匀速直线运动时，它所受的以太的力是均衡的，所以感受不到以太的力的存在。当物体受力产生加速度时，对于迎着物体前进的平面，就好象突然有质量出现，弹力便出现了，而远离物体的平面，与此正好相反。让我们想象一下掉在桌上的乒乓球，会遇到桌面的反弹，道理完全一样。加速度变大将使以太平面的质量感受变大，造成的空间扭曲也变大，这就加速度的本质。 速度接近光速，质量增加 以太间的弹力和光等能量是采用的相同的传播方式，速度是相同的。当物体接近光速行进时和低速匀速直线运动时又有所不同，虽然以太这种结构不会对物体造成阻力，但是由于这种弹力的作用也不是瞬间发生的，以太对物体的作用会发生如下变化：以太本来如一个绷紧的弹性的网，周围的以太都对物体有一种拉力，但是由于物体的速度接近拉力传递的速度，使得物体前方的以太对物体的拉力变得困难。而后方正好相反，有更多的以太可以对物体产生拉力，所以感觉质量在增加。当物体以光速行进时，会造成后方以太对物体拉力的无限叠加，感觉质量会变得无穷大。 总结 宇宙中排列着大量的以太粒子。质量附着在以太上，并造成以太排列的变化，从而导致物体运动的变化。能量在以太间以不变的速度传播，时间也在以太上进行。 |