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狭义相对论质疑
(黄新卫 hbsysr@21cn.com 0719-8896258)
1905年,爱因斯坦发表了狭义相对论,当时还不被世人所重视。后来逐渐得到了物理学界认可,但大多数人仍然难以理解。曾经流行一个说法:全世界只有十二个半人能够真正读懂相对论。一时人们以能够理解和接受相对论而自豪。因为相对论的一些假设和结论能够被越来越多的实验所证实,相对论能够解释许多物理现象,所以它逐渐被公认为是真理,爱因斯坦也逐渐被公认为发现了真理,从而他也逐渐被公认为是人类有史以来最伟大的科学家之一,不少人甚至认为他对人类所作出的贡献超过了牛顿。
而那些不能接受相对论的人则越来越被视为“脑袋不开窍,不够聪明,思想守旧,顽固不化,死抱经典理论不放,不能接受新知识”,那些对相对论唱反调的人则被斥为“不学无术,不懂装懂,标新立异,哗众取宠,企图打倒权威而扬名天下”。
我本人就是“脑袋不开窍,不够聪明”的人,就是“不学无术,不懂装懂,标新立异,哗众取宠,企图打倒权威而扬名天下”的人之一。但我本人并不自卑,想一想还有像洛伦兹、迈克尔逊等诺贝尔奖金得主也不接受相对论,想一想国际物理学界也一直对相对论颇有争议,所以爱因斯坦也并非因为相对论而获得诺贝尔奖金,再想一想那些自称读懂了相对论的人也并未听说有几个荣获诺贝尔奖金或者搞出了震惊世界的了不起的大成就,于是我不再感到自卑。
我是不能理解和接受相对论的。可能我确实太笨,读不懂相对论,又喜欢钻牛角尖,胡乱提问题。可是我胡乱提出的问题竟然找不到人赐教。请教大学物理老师,他们顿时无言以对,只好叫我翻阅有关专著寻找答案。我能够翻阅的专著有限,从中找不到答案,反而发现其中有些说法牵强附会,难以自圆其说。于是我又向中科院物理研究所某物理学家请教,被人不屑一顾,再次恳请赐教,结果同样得不到满意答复,只是说“我所不研究相对论,请向某某某等请教”。但某某某们大都不理睬我,或许我愚不可教,所以不屑一顾吧,或许另有其它什么原因吧,总之他们置之不理。只有某位专家答复道:“你提出的问题太复杂,你必须要有足够的专业知识才能够回答你,我很忙,没有时间答复你。”
这么说来我还是无药可救?毕竟我不是专门学物理的,专业知识不够,专家就算讲明白了我也理解不了。好在我这人不懂就学,不懂就问,而不是不懂装懂,所以自认为还不是不可救药。
现在我想把苦想多年的问题提出来,向各位高明之士求教。但愿有哪位高明之士能够大发慈悲,肯稍微转动一下脑筋,把这几个微不足道但本人却百思不得其解的小问题的答案赐予本人,使本人茅塞顿开,心悦诚服,放下心中悬挂多年的大石头,本人将不胜感激。本人深信,中国地大物博,人口众多,藏龙卧虎,一定能有高明之士能够赐教于我。
第一个问题:有一个杠杆,中间支点上空有一个高能粒子加速器,同时向杠杆左、右两端发射了相同速度、相同数量的高能粒子(质子或电子)。杠杆左、右两端各安装有完全相同的靶极,可同时充分吸收高能粒子及其辐射能量。
现在有一个与杠杆保持相对静止的惯性系,其中的观测者将会发现,左、右两个靶极在相同时间内吸收了相同数量的相同速度的高能粒子,杠杆应该保持水平状态。
而另一个惯性系向杠杆右端高速运动,速度与高能粒子速度相同。其中的观测者将会发现,到达右端靶极的粒子是静止的,而到达左端靶极的粒子是运动的,运动的粒子质量大一些,所以左端靶极比右端靶极在相同时间内增加的质量要大一些,所以杠杆应该向左倾斜而触地。
假如杠杆向左倾斜而触地将会导通某个开关,从而使该开关控制的炸弹爆炸,那么两个惯性系中的不同观测者将会观测到不同的现象:一个说什么也没有发生,而另一个则坚持声称观测到炸弹爆炸。请问究竟谁的观测结果是对的?
第二个问题:一根无限长直导线,带有均匀分布电荷。一个金属方框,上、下两边平行于导线,左、右两边垂直于导线。方框中间有一根中间串有一个电灯泡金属棍,与导线垂直,两端搭在方框上、下两边,可以左右自由滑动。现在金属棍匀速向右滑动,请问电灯泡能够发光吗?如果能,请用静电学理论解释。如果不能,请随金属棍一起以相同速度向右运动,此时将会发现带电荷长直导线变成了方向向左的线电流,从而产生了磁场。此时还将会发现金属棍是静止的,但金属方框左、右两边却是运动的,却在切割磁力线,从而产生电流。电流从金属棍中通过,电灯泡将能发光。运动的电荷能够产生磁场,这一点已经被实验所证实。
或者将该问题再变化一下:一根无限长直导线,带有均匀分布电荷。一个金属圆环,与该导线处于同一平面,圆环上端或下端串有一个电灯泡。现在圆环以上端至下端连线为轴线转动,请问电灯泡能够发光吗?如果能,请用静电学理论解释。如果不能,请以一定大小的速度顺着长直导线运动,此时将会发现带电荷长直导线变成了线电流,从而产生了磁场。圆环在转动过程当中磁通量不断变化,从而产生电流,电灯泡将能发光。
瞧!多么奇妙!要想看到电灯泡发光,只需要顺着导线跑就行了!跑得越快,电灯泡就越亮!请问果真如此吗?
最后我突然想起了一则笑话,写出来供大家一乐。
生物学家罗伯特发现一只苍蝇趴在桌子上,他一拍巴掌,苍蝇被吓飞了。后来他捉住了这只苍蝇,把它的翅膀剪掉,再把它放在桌子上。他再一拍巴掌,苍蝇却没有飞走。于是他得出结论:苍蝇是靠翅膀来听声音的。他还进一步研究了苍蝇对各种不同频率声音的反应情况,从中还发现了苍蝇翅膀厚薄与最敏感声音频段的关系,证明了苍蝇翅膀与人类耳膜所起的作用相同。
另一生物学家史密斯则反对这一观点。他认为苍蝇应该和人类一样,也是靠耳朵来听声音的。但是他却无法向世人指出苍蝇的耳朵长在哪里,也无法向世人解释苍蝇的翅膀被剪掉以后为什么对外界声响无动于衷。
其他生物学家在不同时间、不同地点、不同环境下用不同声源如咳嗽声、闹铃声、爆炸声对不同苍蝇进行了多次重复实验,发现与罗伯特的实验结果完全一致。于是他们一致公认:大量实验证明,苍蝇是靠翅膀来听声音的,过去那种认为一切动物都像人类一样靠耳朵来听声音的经典生物学理论是错误的。经典生物学理论只是在人类和高等动物范围内才近似成立,而在低等动物范围内则必须运用罗伯特的现代生物学理论。罗伯特的现代生物学理论改写了生物学史,是生物学史上最重要的成就之一。罗伯特是人类有史以来最伟大的生物学家之一,他对人类所作出的贡献甚至超过了达尔文。
※※※※※※ 逆子 |