论证绝对静止参照系存在的必要性
黄新卫
东风汽车有限公司商用车公司车架厂装备部
[摘要]提出3个问题论证运动物体质量增大的真正原因是物体获得了外界其它物体给它的质量，而不是狭义相对论所说的时空效应。认为质量是物体固有的属性，如同电荷一样，与观测者的相对运动速度无关。提出新问题论证必须存在绝对静止的参照系，否则物体与外界相互作用，究竟是外界对它作功、获得外界能量和质量，还是它对外界作功、释放能量和质量，仍然不能确定，运动物体质量增大带来的悖论仍然无法解决。笔者曾经撰文推测宇宙大爆炸的中心是绝对静止的参照系，微波背景辐射证实了笔者的推测。
[关键词]质量  相对性原理  作功  微波背景辐射

1  引言
笔者曾经在《五维时空与运动力学》一文中提出过3个悖论，暴露出狭义相对论关于质量--速度关系式的解释会带来哪些矛盾，在网上引起过极大争议。对于这3个悖论，迄今为止，相对论的支持者都不能达成共识，给出令人信服的解答。
如果狭义相对论关于质量--速度关系式的解释是错误的，那么，我们该怎样解释运动物体质量增大现象？质量与观测者的相对运动速度究竟有无关系？我已经在《五维时空与运动力学》一文中给出了我的理解。鉴于一些人还不太理解我的意思，我将在下面详细论述这一问题。
我的理解与其他一些人如黄德民先生的理解相似，但是，绝对静止的参照系是不是应该存在，我们的看法不一样。黄德民先生认为不需要绝对静止的参照系存在，也可以解决相对论带来的悖论。而我认为，必须存在绝对静止的参照系，否则运动物体质量增大带来的悖论仍然无法解决。我将在下面详细论述这一问题。

2  运动物体质量增大的真正原因是什么？
从我提出的3个悖论看，有必要重新思考狭义相对论关于质量--速度关系式的解释是否合乎情理、是否合乎事实真相。运动物体质量增大的真正原因是否如狭义相对论所言，只是一种时空效应？质量与观测者的相对运动速度究竟有无关系？正如黄志洵教授所说，现在看来，必须重新思考狭义相对论的质量--速度关系式，质量究竟是物体的固有属性，还是捉摸不定的？
在牛顿时代，质量是物体固有的属性，与观测者的相对运动速度无关。
到了爱因斯坦时代，发现高速运动的粒子质量增大，无法用牛顿力学来解释，只好相信爱因斯坦的狭义相对论，质量是捉摸不定的，与观测者的相对运动速度有关。然而黄志洵教授发现狭义相对论的最初原稿《论运动物体的电动力学》关于质量--速度关系式的推导却是错误的，我和其他人翻阅了有关资料，证实了黄志洵教授的惊人发现。看来，现在的狭义相对论的质量--速度关系式是在知道实验结果的情况下进行了修改性推导才得到的。
牛顿与爱因斯坦对于质量的认识，究竟谁的认识更接近事实真相？当前的主流物理学界赞同爱因斯坦的认识，而我赞同牛顿的认识。牛顿力学不涉及质量增大现象，并不表示牛顿力学就不能解释这一现象。我用修改过的牛顿力学，同样可以解释运动物体质量增大等现象，详见《五维时空与运动力学》。
我提出的3个悖论足以暴露出爱因斯坦对于质量的认识存在不足，我再举3个例子论述，质量是物体的固有属性，运动物体质量增大的真正原因是物体获得了外界其它物体给它的质量，而不是狭义相对论所说的时空效应。
1. 一个静止中性粒子受到一个光子撞击，中性粒子由静止而运动，其质量要增大。为什么增大？不是爱因斯坦所说的时空效应，而是光子撞击中性粒子后损失的动质量转移给中性粒子了，所以中性粒子的质量要增大。
2. 一个静止带电粒子在电场中受库仑力作用，带电粒子由静止而运动，其质量要增大。为什么增大？也不是爱因斯坦所说的时空效应，而是电场对带电粒子作功，带电粒子获得电场给它的能量，根据质能关系式E=mc2 ，带电粒子获得了电场给它的质量，电场的质量转移给带电粒子了，所以带电粒子的质量要增大。
3. A、B两粒子开始相对静止，后来A受到外界作功（如光子撞击、电场施力），由静止而运动。从B看来，A质量要增大，这很好解释，因为A获得了外界给它的质量。那么从A看来，B质量是否增大？按照狭义相对论，B质量也要增大。但是，B没有受到外界作功，没有获得外界给它的质量，A和B所经历的物理过程完全不相同，有什么理由认为A和B都能看到对方质量增大这一完全相同的结果？
由此可见，狭义相对论关于质量增大现象的解释是不符合事实真相的，质量--速度关系式也不能符合相对性原理要求。
运动物体质量增大的真正原因是物体获得了外界其它物体给它的质量，质量如同电荷一样，是物体的固有属性，与观测者的相对运动速度无关。如果物体没有获得外界其它物体给它的质量、仅仅是观测者相对物体运动，观测者是没有理由看到物体质量增大的。这种认识符合牛顿力学的认识。

3  是否应该存在绝对静止的参照系？
对于这个问题，黄德民先生与我的看法不同。黄德民先生认为运动物体质量增大是因为物体获得了外界其它物体给它的质量，质量与观测者的相对运动速度无关，质量的获得是真实的，与观测者处于什么样的参照系无关，应该用物质作用论而不是相对论的时空效应来解释。黄德民先生曾经打比方说明：子弹打进一个苹果，被苹果包住，苹果质量要增大，增大的原因是它包住了子弹。不论从什么参照系看，苹果质量都是增大。这点我们有共同认识。
但是黄德民先生认为相对性原理是成立的，不应该存在绝对静止的参照系，物质作用论也可以解决我提出的3个悖论。
对此我与黄德民先生在网上和电话里进行过讨论。我提出了一个新问题：
 A、B两物体开始相对静止，后来A受到外界作功（如光子撞击、电场施力），速度由0增加到v。从B看来，A质量要增大，这很好解释，因为A获得了外界给它的质量。
现在A第二次与外界相互作用，速度从v减小到0，恢复到静止状态。那么，此时A的质量是增大还是减小？
黄德民先生认为，运动物体质量增大是因为它获得了外界给它的质量，如苹果包住子弹一样，这一获得外界质量的过程无论观测者站在什么参照系都是一样的。因此他认为，A第二次受到外界作功，从速度为v的惯性系看来，A是由速度为0增大到v，A第二次获得外界对它作功，第二次获得外界给它的质量，所以A的质量应该再次增大，这一结果在B看来也是一样。
对此我提出质疑：如果A是一个电子或质子，A在经历过一次加速运动和一次减速运动，恢复到静止状态，如果A的质量不是恢复到电子或质子的静质量，而是增大，那么，A岂不是变为一种新的粒子？为什么至今没有发现这样的新粒子？还有，在B看来，A在第二次与外界相互作用的过程是对外界作功的过程，是要释放能量和质量的，这与速度为v的惯性系看到的结果不一致，这不符合我们的共识--质量的获得是真实的，与观测者处于什么样的参照系无关。
对此，黄德民先生表示要再考虑考虑。
从这个问题可以看出，物体与外界相互作用，究竟是外界对它作功、获得外界能量和质量，还是它对外界作功、释放能量和质量，仍然不能确定，运动物体质量增大带来的悖论仍然无法解决。
因此我认为：必须存在一个绝对静止的参照系，若物体与外界相互作用而相对绝对静止参照系的速度增加，则是外界对物体作功，物体是获得外界的能量和质量，物体质量才会增大。反之则相反。
因此，我曾经在《五维时空与运动力学》一文中提出：
"质量增大、时间变慢都是相对于三维空间的，是绝对的，不因观测者在不同惯性系中观测而发生变化。或者说，相对性原理并不成立，存在着绝对静止的参照系。基于这种假设及推导，狭义相对论带来的种种佯谬将不复存在。
那么这个绝对静止的参照系究竟在哪里呢？个人认为它不是以太，而是在宇宙大爆炸的中心。
在现在的宇宙产生以前，宇宙中所有的物质都集中在一起，静止在三维空间，同时在第四维空间--时间以速度c运动。
宇宙大爆炸以后，物质向三维空间各个方向运动，构成了今天的宇宙。
地球也在宇宙中不停地运动，但是相对于接近光速运动的高速物体来说，地球在三维空间的运动速度是微不足道的，所以以上质量增大、时间变慢公式对于地球上的观测者来说仍然是近似成立的。也许有一天，实验物理学家能够精确地测量出质量增大、时间变慢公式与实际测量值之间的微小误差，那么，地球相对宇宙中绝对静止的参照系的绝对运动速度就可以测量出来了。"

4  宇宙大爆炸的残留物--微波背景辐射就是这个静止的参照系
2005年我在《格物》杂志总第8期发表《五维时空与运动力学》的时候，只是推测必须存在一个绝对静止的参照系。2006年季灏老师给我寄来看到郭汉英研究员的文章《爱因斯坦与相对论体系》，其中有："在相对论体系中，一些基本原理之间的关系并不完全协调。相对性原理和宇宙学原理之间的不协调就非常突出。早在1962年，英国著名天文学家邦迪在《物理学和宇宙学》演讲中就明确提出，在宇宙学和通常的物理学之间，看来存在着明显的冲突。相对性原理认为，惯性系没有优越的速度，然而，河外星系红移的发现表明，宇观尺度上的现象具有优越速度；满足相对性原理的物理规律没有时间方向，然而，宇宙演化本身却明确给出了时间方向。微波背景辐射发现之后，这个问题更加突出。爱因斯坦的学生和追随者伯格曼惊叹：宇宙环境对于局部实验的影响导致相对性原理的等效破坏。"
郭汉英研究员还说："在这样的背景时空里，由于存在优越速度和时间方向，相对性原理不再成立。这些不协调却反而提出了一个非常值得思考的问题：应该存在这样的空间--时间--宇宙理论，其中没有这种不协调。"
后来又从网上搜索到美国马丁·哈威特的文章《在宇宙微波背景辐射场中的运动》："现时的观测表明，整个宇宙存在着一个各向同性的微波辐射场。有趣的是，由于这种辐射场的存在，应该使我们能在局部性测量的基础上去确立一个绝对静止参考系。微波辐射场的有趣特性就是它使我们能够测定地球相对任何这样一个坐标系的运动速度，在该坐标系中宇宙辐射流是各向同性的。预期地球相对这种坐标系的运动速度大约为300公里·秒-1的数量级。"
还从网上搜索到谭暑生教授的文章《以太何处觅，何处无以太？--狭义相对论的新探讨》："近几年的研究证实，背景辐射严格地各向同性的情况只存在于一个惯性系中，在相对它运动的任何其他惯性参考系中显示出辐射温度的方向变化。可以认为，宇宙背景辐射是宇宙标准坐标系的最好的物质体现。测量从各个方向到达地球的宇宙背景辐射温度的微小偏离，得到我们的地球穿过这个"宇宙背景"的绝对运动速度大约为公里400／秒。"
微波背景辐射被认为是宇宙大爆炸的残留物，现在看来，我过去的分析和推测是有一定道理的。