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[原创狭义相对论理论问题研究 狹义相对论的理论问题研究 内容提要：光的运动规律与实物的惯性运动规律的本质区别，现代物理学对迈克尔孙——莫 雷光学实验存在的认识上的误区，颠倒了认识关系的相对论时空观，在现实中难以自洽的物 理结论，不可靠的实验验证。 关键词：光学 牛顿力学 迈克尔孙——莫雷光学实验 自然空间 参照坐标系 内在逻辑必然 关系. 任何自然科学理论，无论是牛顿力学还是狭义相对论，都是相对的真理，而不是绝对 的真理，它们都是建立在一定客观事实的基础上，总是在一定前提下成立，在一定范围内适 用，是随着时代的进步，人类的观察和实践能力的不断提高而不断发展的，对任何科学理论 或结论不能建立在盲目的迷信和崇拜上，而应该建立在以客观事实为依据的理性的分析和论 证基础上，不仅要知其然，而且还要知其所以然.，正如默顿所言："人类的大多数制度要求 人们的绝对信仰,.而科学的态度则使怀疑成为美德。"而本文正是通过对光的运动规律和实物 慣性运动规律，光学与牛顿力学的分析、比较和论证，对狭义相对论提出了不同的见解和主 张。 一 光的运动规律和实物惯性 运动规律的本质区别 狭义相对论是以光学的光速不变原理和牛顿力学的力学相对性原理的自然推广——一 切物理定律在惯性系中等价的两个基本假设为基础的，从这两个基本假设出发，狭义相对论 认为:光的运动规律在惯性系中是等价的，并且在惯性系中光速保持不变，才有可能将光速 C作为惯性坐标系变换的基准，即在惯性坐标系变换中必须保持光速不变，这正是狭义相对 论的洛伦兹坐标变换的理论基础。 然而，光的运动和实物惯性运动无论从运动的主体、运动的形式、运动的规律以及描 述、刻画的方式都存在着根本的区别, 光的运动主体是电磁场, 实物惯性运动主体是实物, 电磁场和实物是两种性质、形态不同的物质，从运动形式看，光的运动是波动，而实物的运 动是惯性运动，波动和惯性运动是物质的两种不同的运动形态，从运动规律看：光的运动遵 循的是光的直线、独立、反射、折射、干涉、衍射、偏振等光学定律和规律，而实物的惯性 运动遵循的是牛顿力学三大定律和力学相对性原理；从描述、刻画的方式看:光的运动是以 光的几何路程、光程、光速、光的传播时间、光的频率、波长等来描述、刻画的、光速是波 速、是光在透明介质中传遍的几何路程与传播时间之比，其大小由透明介质的物理特性决定 的，在真空中有光速 [1],ε0为真空介电常数，μ0为真空磁导率，光速Ｃ与参照坐 标系的选择运动状态无关，始终为一恒值，光速是标量。而对实物的惯性运动是用质点、惯 性质量、作用力、位移、惯性速度、惯性加速度等描述、刻画的，惯性速度是位移对时间的 导数[2]，其大小与参照系的选择和运动状态有关。而与真空的介电常数与磁导率无关，在不 同的惯性系中，同一实物的惯性速度的大小、方向可能是不同的，在非惯性系中，惯性速度 的大小、方向是变化的，而且惯性速度的大小、方向的变化也与作用力的大小、方向有关， 惯性速度是矢量。实物的惯性运动存在相对静止状态，而光不存在相对静止状态，并且光是 由实物——光源产生的。因此，从对光的运动和实物惯性运动的分析、比较和论证，可以得 出：光的运动和实物的惯性运动是两种完全不同的运动。 光的性质和运动规律与实物的性质和惯性运动规律存在本质区别，因此光的性质和运 动规律的描述和刻画与实物的性质和惯性运动规律的描述和刻画也存在着根本性的区别。 对光的性质和运动规律描述的科学理论是光学[3]，在经典光学理论中，如几何光学、波 动光学中，对光的性质和运动规律的描述与参照坐标系的选择和运动状态无关。例如光程是 光在透明介质中的几何路程与透明介质的折射率的乗积[4]，而光的几何路程是由光所经过的 物质在自然空间的几何距离决定的，它们都与参照物的选择无关，也不以参照物为基准描述 的。 任何参照物都是人为主观设定的，而不是自然存在的. 参照物、参照系的改变，只是 改变了在坐标空间内同一实物相对于不同参照物的位值、距离、运动状态的描述，而不会改 变各实物在自然空间中的真实位置、距离、运动状态以及它们之间的物理性质和关系，也不 会改变各实物之间的光的传播性质和规律，自然也不会改变光在各实物之间传播的几何路 程、光程、光速、光的传播时间、光的频率、波长等。例如：在真空中，实物A与实物B 的距离为L，光从实物A传播到实物B，则无论参照物、参照系如何选择和改变，也只能改 变实物A和实物B相对与不同的参照物在空间位值、距离、运动状态的描述，而不会改变实 物A与实物B在自然空间中的真实位置、距离、运动状态，也不会影响实物A与实物B之间 的几何路程、几何位置以及它们之间的其它物理性质，光从实物A传播到实物B的性质和 规律自然也不会改变。对光的性质和运动规律的描述——在实物A与实物B之间几何路程、 光程、光速、光的传播时间、光的频率、波长等也不会改变。在真空中，光程等于光的几何 路程，因而始终有光程恒等于实物A与实物B在自然空间中的几何距离L，光的传播时间恒 等于L/C，与参照物、参照坐标系的选择和运动状态无关。 因此，在光学中，不仅仅是光速与参照物、参照坐标系的选择和运动状态无关，光的 几何路程、光程、光速、光的传播时间、光的频率、波长以及光的直线、独立、反射、折射、 干涉、衍射、偏振等光学定律和规律都与参照物、参照坐标系的选择和运动状态无关。因为 它们都不是以参照物为基准描述的。参照物的改变也自然不会影响到对它们的描述。所以在 经典光学理论中，如几何光学、波动光学中对光学现象和实验的计算只需要考虑光学器件在 自然空间中的几何距离、几何路程、光学路径、光源特性、介质特性、实验原理等因素，而 不需要考虑参照坐标系是否是惯性系。用牛顿力学中计算实物的惯性运动的方法计算光学实 验中光的运动是错误的，牛顿力学理论和计算方法是建立在对实物的惯性运动观察和实验上 的，光的运动和实物的惯性运动是两种完全不同的运动。 对实物的性质和惯性运动规律描述的科学理论是牛顿力学[5]。在牛顿力学中，对实物的 惯性运动的描述与参照物、参照坐标系的选择和运动状态有关，是以参照物为基准描述的。 这也是与光学中对光的运动规律描述的本质区别，实物在自然空间中位置变化的描述——位 移就是以参照物为基准的，实物的位移就是实物在空间中相对于参照物的位置上的变化. 参 照物选择的改变,位移的大小、方向会随之改变，位移对时间的导数——惯性速度的大小、 方向也会随之改变。实物的惯性运动的描述不仅与参照物、参照坐标系的选择有关，而且与 参照物、参照坐标系的运动状态有关。在所选择的参照坐标系中，实物的惯性运动遵循牛顿 力学定律的参照坐标系称为惯性系，否则，称为非惯性系。因此有：在惯性系中，实物的惯 性运动都遵循相同的力学规律（即牛顿力学定律），或者说实物的惯性运动在惯性系都遵循 相同的力学规律（即牛顿力学定律），即在惯性系中是等价的，这就是牛顿力学的伽利略力 学相对性原理[6]。实物的惯性运动规律的描述——牛顿力学定律之所以与参照坐标系的选择 和运动状态有关，正因为它是以参照物为基准描述的，参照物的选择和运动状态无疑会改变 对实物惯性运动规律描述。 因此，惯性系的概念、牛顿力学的伽利略力学相对性原理是与参照物、参照坐标系的 选择和运动状态有关，是以惯性运动、牛顿力学定律为基础的，而对光的性质和运动规律的 描述与参照物、参照坐标系的选择和运动状态无关，光的运动不是惯性运动，也并不遵循牛 顿力学定律，因此把牛顿力学的伽利略力学相对性原理推广到光学中，并认为光的运动规律 在惯性系中是等价的显然是没有任何事实和理论根据的，不是建立在客观事实为依据的严谨 分析和论证上，而是将牛顿力学的伽利略力学相对性原理脱离自然、脱离现实、盲目地绝对 化、夸大化的结果。 光速与参照坐标系的选择、运动状态无关始终为一恒值的结论与伽利略坐标变换并不 存在不可调和的矛盾。伽利略坐标变换是线性平移的坐标变换，坐标空间的大小是不变化的， 即始终有⊿r=⊿r*[7]，因此实物相互之间的几何位置、几何距离在坐标变化中将保持不变， 而光在实物之间传播的几何路程是由实物之间几何位置、几何距离决定的。因此，在伽利略 坐标变换中，光的几何路程、光程保持不变。在伽利略坐标变换中，时间是不变的即有t=t 1*，光的传播时间在伽利略坐标变换中也必然保持不变，实物之间几何位置、几何距离，光 的几何路程L、光程、光的传播时间都将保持不变，即有L=L*，这一结论和前面的论述是一 至的，光的几何路程、光程、光的传播时间、光速C都不是参照物为基准描述的，参照坐标 系的变换并不会改变它们的大小。因此，在伽利略坐标变换中同样能够得到光速不变的结论， 关键在于是如何认识光的性质和运动规律，是如何定义光的几何路程、光程、光速、光的传 播时间等物理概念的。 狭义相对论之所以认为光速不变原理与伽利略坐标变换存在矛盾，是因为它把光的运 动看成是实物的惯性运动，把光程等同于位移，把光速等同于惯性速度。实物的位移、惯性 速度都是以参照物为基准描述的，参照物、参照坐标系的改变必然会使实物的位移、惯性速 度的大小方向发生改变。因此在伽利略坐标变换中。实物的位移、惯性速度的大小方向是改 变的，如果把光程等同于位移、把光速等同于惯性速度，则无疑会得出光速不变原理与伽利 略坐标变换存在矛盾的错误结论。事实上，正如前面分析、论证的光的运动和实物惯性运动、 光程与位移、光速与惯性速度在物理性质和概念上存在着本质区别。因此将光的运动等同于 实物的惯性运动，并以此为依据得到的光速不变原理与伽利略坐标变换之间存在矛盾的结论 同样是没有事实和理论根据的，不是建立在以客观事实为依据的严谨的分析和论证上，而是 主观的，依赖于直觉的认识结果。 综合前面的分析和论证可以得出如下结论：牛顿力学的伽利略力学相对性原理仅局限 于实物的惯性运动，将其推广到光学中是没有事实和理论根据的，光速不变原理与伽利略坐 标变换之间并不存在不可调和的矛盾，只是以实物惯性运动、惯性速度为基础的伽利略速度 变换法则[8]不适用于光的运动规律的描述。 任何科学理论和结论都是建立在一定客观事实基础之上，总是在一定范围内适用，超 出其适用范围，科学的真理也会变成谬论。在物理学中，经典光学和牛顿力学是两种相互独 立的理论体系。经典光学理论是建立在对光的观察、实验所得到的现象、数据的分析、归纳 之上，是被实践所反复验证的，是对光的性质和运动规律客观、真实的反映和描述。对光学 现象、光学实验只能用光学理论去分析、计算才可能得到正确答案，而用牛顿力学的理论、 计算方法不可能得到正确的结果。而牛顿力学是建立在对实物的惯性运动观察、实验所得到 的现象、数据的分析、归纳之上，也被实践所反复验证的，是对实物的惯性运动性质和运动 规律客观、真实的反映和描述，对实物的惯性运动只有正确使用牛顿力学理论和计算方法才 有可能得到正确答案，而用光学的理论和计算方法同样不可能得到正确的结果。然而在狭义 相对论中，是用光学实验——迈克尔孙——莫雷光学实验去证明牛顿力学的完备性的。 二 现代物理学对迈克尔孙—— 莫雷光学实验在认识上的误区 迈克尔孙——莫雷光学实验被认为是狭义相对论的决定性实验[9]：假定光是“以太” 为介质的物质机械波，安排有互相垂直的两个反射镜臂，一个沿地球公转前进方向，一个垂 直，从光源经过半透明反射的分束镜，将光分束，经过两个反射镜后，反射回来的光再利用 分束镜聚合在一起引起干涉，将两个反射镜的整个干涉仪旋转90o，干涉条纹应有如下的移 动： 旋转前，垂直臂长L1，前进臂长L2，往返时间分别为： 2L2/ 和L1/(C-W)+L1/(C+W)=2L1C/(C2-W2) 旋转后，负前进臂长L2，垂直臂长L1，往返时间分别为： 2L1/ √(C2-W2)和2L2C/(C2-W2) 旋转后与旋转前第一臂与第二臂光的传播时间差的差为： [2L1/ - 2L2C/(C2-W2)]-[ 2L1C/(C2-W2)- 2L2/ √(C2-W2)] ≈-[(L1+L2)/C](W/C)2 即应移动条纹(L1+L2)/λ*(W/C)2，λ为光的波长，C为光速。但在实验中未观测到，由 此得出地球相对于“以太”的速度为零的结论，这一结论被开尔文称为经典物理学万里晴空 的一朵乌云。 然而，物理现代学对迈克尔孙——莫雷光学实验存在一个根本上的认识误区：没有任 何事实和理论依据能证明“以太”是存在的，也没有任何事实和理论依据能证明光是“以太” 为介质的物质机械波，把光看成是“以太”为介质的物质机械波仅仅是某些物理学家的主观 想象，因此用迈克尔孙——莫雷光学实验去证明地球相对于“以太”的速度，并依此得出地 球相对于“以太”的速度为零的结论同样是没有任何事实和科学理论依据。如果要用迈克尔 孙——莫雷光学实验证明地球相对于“以太”的速度，必须首先证明其实验前提——光是“以 太”为介质的物质机械波成立。否则，用迈克尔孙——莫雷光学实验证明地球相对于“以太” 的速度在实验方法和原理是错误的. 物理现代学已普遍承认：“以太”假设是不成立的，把光看成是“以太”为介质的物质 机械波是错误的，这实际上就等于承认用迈克尔孙——莫雷光学实验证明地球相对于“以太” 的速度是错误的，并以此为依据得到地球相对于“以太”的速度为零的结论是错误的。经典 物理学，无论是牛顿力学，还是光学都是建立在对自然观察、实验所得现象、数据的分析、 归纳上，而并不是建立在某种主观的假设、想象上。以太假设，把光看成是“以太”为介质 的物质机械波的假定是否成立，都不会改变和影响经典物理学。因此所谓经典物理学万里晴 空的一朵乌云并不是经典物理学存在问题，而是把光看成是“以太”为介质的物质机械波并 以此为依据得到地球相对于“以太”的速度为零的结论是错误的。 对迈克尔孙——莫雷光学实验科学合理的解释是利用以观察和实验为基础建立起来的 经典光学理论——几何光学和波动光学去分析、计算光的运动，在经典光学理论中，光的几 何路程是由光所经过的物质在自然空间的几何距离决定的。因此，无论干涉仪如何运动，只 要干涉仪两个光学臂上的反射镜与分束镜的距离保持不变，即始终有L1、L2不变，则光在 两个光学臂上传播的几何路程L1和L2始终保持不变，光程也保持为2nL1和2nL2不变。（n为 介质折射率， 真空中n=1）因此有光的传播时间差为：t1-t2=(2nL1-2nL2)/c保持不变，当然 光的传播时间差的差恒为零。因此，无论干涉仪如何运动，都不会产生干涉条纹的移动，这 与实验观测是一至的，因此用经典光学理论是可以正确解释迈克尔孙——莫雷光学实验的。 在迈克尔孙——莫雷光学实验中，只有移动光学臂的反射镜，即改变L1或L2的。就会产 生干涉条纹的移动，这充分说明光在反射镜与分束镜之间传播的几何路程、光程是由反射镜 与分束镜之间的几何距离决定的，而不是以参照物为基准决定的。这与前面对光的运动规律 论述是一至的。 因此，从迈克尔孙——莫雷光学实验中不仅仅能够得到光速与参照物、参照坐标系的 选择和运动状态无关的结论，而且光的几何路程、光程、光的传播时间同样与参照物、参照 坐标系的选择和运动状态无关。并且光的几何路程由实物之间的几何距离决定。 用牛顿力学计算实物惯性运动方法去解释迈克尔孙——莫雷光学实验同样是错误的， 牛顿力学的理论和计算方法是建立在对实物的惯性运动观察、实验上的，而光的性质和运动 规律与实物的性质和惯性运动规律存在本质区别。 狭义相对论正确地认识到“以太”假设不成立，光是“以太”为介质的物质机械波是 错误的，也正确得到光速与参照坐标系的选择、运动状态无关始终为一恒值的结论，但是它 对光的认识滑向了另一个误区：那就是它把光的运动看成是实物的惯性运动，把光程等同于 位移，把光速等同于惯性速度，从而引申出光速不变原理与伽利略坐标变换存在矛盾的错误 结论。 错误的认识总是来源于错误的认识方式。无论是狭义相对论还是某些经典物理学家， 他们对光的运动规律的认识和迈克尔孙——莫雷光学实验的解释不是建立在对光的观察、实 验所得到的现象、数据的分析、论证上，不是以观察和实验为基础建立起来的经典光学理论 解释迈克尔孙——莫雷光学实验，而是建立想象上，他们不是将光看成是“以太”为介质的 物质机械波，就是想象成实物的惯性运动，他们用这种想象出来的理论和计算方法去解释迈 克尔孙——莫雷光学实验，这自然不可能正确的结果，当他们不能正确解释迈克尔孙——莫 雷光学实验的时候，不是怀疑他们对光的运动规律的认识和认识方法是否正确、对迈克尔孙 ——莫雷光学实验解释方法是否正确，而是怀疑与光的运动毫不相干的牛顿力学、伽利略坐 标变换是错误的。即使经典光学理论不能正确解释迈克尔孙——莫雷光学实验，那也只能说 明经典光学理论尚需完善，而与牛顿力学无关，牛顿力学描述的实物的惯性运动与光的运动 是两种不同的运动。 三、颠倒了认识关系的相对论时空观 自然界中，自然物质的性质和规律是一种客观存在、自然存在和现实存在,自然科学理 论只不过是对这种客观存在、自然存在和现实存在的能动反映,自然空间也是一种客观存在、 自然存在和现实存在。自然空间的性质是绝对的、第一性的，它不依赖于人的观念的存在而 存在。也不会随着人的主观意志的改变而改变，它能被我们感觉所感知，也能被我们所描述、 模拟、刻画和反映。对自然空间性质的认识只能建立在对自然空间这种自然存在观察、实验 上，而不能建立在主观想象上。 自然空间的大小是不变的，它不会随着物质运动状态的改变而改变，物质运动状态的 改变只是改变了物质自身运动状态，而不会改变自然空间的大小。例如，在实验室中，将电 子加速到光速，无论是加速器、地球、宇宙，它们的大小都没有发生改变，改变的只是被加 速电子的运动状态。因此，认为自然空间会随着物质运动状态的改变而改变是没有现实根据 的，也是与现实中对自然空间的观测是不符的。 自然空间无所谓运动或静止。因为运动的主体自然物质，是自然物质在自然空间上的 运动。自然空间是运动的客体。如果自然空间是运动或静止，就会得到自然空间在自然空间 运动或静止，这在概念上是“自举”的，因此，绝对静止的空间是认识上的错误。 对自然空间的描述、模拟是以人为主观假定为静止的物质——参照物为基准的数学坐 标系上的。因此任何惨照坐标系都是人为主观的产物，而不是一种客观存在、自然存在和现 实存在，它只存在于人的思维、观念中，它会随着人们的主观需要的改变而改变。例如，人 们既可以设定地球为参照物，也可以选择太阳为参照物，这完全取决于人们的主观需要。任 何参照系都是相对的、第二性的、它们都是对自然空间的模拟和反映。 参照坐标系在形式上是主观的，但是它反映的内容却是客观的真实的，即是对自然空 间性质的真实模拟和反映。自然空间的大小是不变的，因此无论选择何种物质为参照物，数 学坐标空间的大小都不应该发生改变，这正是伽利略坐标变换的理论基础。因此伽利略坐标 变换并不是建立在某种主观的假定上，而是来自于对现实的、自然存在的自然空间性质的模 拟、刻画，来自于对现实的、自然存在的自然空间的观察、实验上。 参照坐标系是三维正实空间，而不是一维、二维空间，其方向为参考方向，同样来自 于对现实、自然蹲在的自然空间性质的模拟、刻画，来自于对现实的、自然存在的自然空间 的观察和实验的结果。 狭义相对论认为空间是随物质运动状态的改变而改变的，但是相对论却没有指出是自 然空间随着物质运动状态改变而改变，还是认识上的空间——参照坐标空间是随物质运动状 态的改变而改变的，自然空间的大小显然是不会变化的，如果参照坐标系的坐标空间是变化 的，这与自然空间大小不变是矛盾的，即参照坐标系没有能够客观、真实地反映自然空间的 性质。 狭义相对论对空间性质的认识并不是来源于对自然空间这种自然存在的观察、实验上。 而是建立在主观的产物——为了调和把光速等同于实物惯性速度而产生的光速不变原理与 伽利略速度变换法则之间的矛盾，而人为“构造”的洛伦兹变换性质上，是将主观的产物— —参照坐标系变换的性质客观化、绝对化的结果。正如爱因斯坦所言；“迄今为止，我们的 经验证实我们有理由相信，自然是可以想象得到的最简单的数学观念的表现，我坚信我们能 够通过纯粹的数学推论的方法来发现概念和那些结合在一起的规律，它是我们理解自然的关 键。”这句话无疑是对狭义相对论认识观最好的体现。即自然是数学观念的表现。不是用数 学方法、模型模拟、反映自然，而是自然符合数学观念、推论、模型，对自然的认识不是建 立在观察、实验上，而是建立在主观的推测上。不是参照坐标系的性质符合自然空间的性质。 而是自然空间的性质符合参照坐标系的性质，这无疑是将人的主观产物——数学方法、原理 客观化、绝对化的结果，是将人的观念放在第一性的，自然存在放在第二性的唯心主义世界 观，如果宗教是神的“创世观”，那么狭义相对论的认识观就是用科学语言——数学语言“构 造”自然的人的“创世观”。 四、在现实中难以自洽的物理结论 假定机场A与机场B真实距离为一万公里，一架飞机在t=0时，从机场A以1000Km/h 匀速直线飞往机场B，设起飞、降落时间极为短暂，忽略不计，在飞机上、机场A、B各固 定一个时钟，因为机场A与B是相对静止的，所以有t1=t2。 如果设地面为参照物，则飞机从机场A飞往机场B的时间为： t1=t2=10000Km/1000Km=10h 因此，飞机应在地面时刻t=10时到达机场B，根据狭义相对论的结论：运动的时钟比 静止的时钟慢。因此，到达机场B应有飞机上的时钟应指向t0=t2/k,(k>1) 因为参照物是人为设定的,同样可以设定飞机为参照物,则机场A相对于飞机以 1000Km/h作匀速直线运动,因为飞机到达机场B时,飞机的时钟指向t0=10/k时(k>1),可以得 到飞机为参照物时,在机场B的飞机与机场A的距离为: 1000Km/h*(10/k)h=10000/k (k>1). 这显然与机场A、B相距一万公里不符，并且根据狭义相对论的惯性系等价原理和洛伦 兹变换，当以飞机为参照物时，是地面上的时钟相对于飞机在运动，因此同样有地面上的时 钟比飞机上的时钟慢成立，即有t1=t2=t0/k (k>1)，如果飞机到达机场B，飞机的时钟指向 时刻10/k时，则地面上的时钟应指向： t1=t2=t0/k=(t0/k)/k=10/k2时，(k>1)，这与地面上的时钟指向10时显然不符。 因此，狭义相对论的时空变换在现实中是难以自洽的，当分别设定地面、飞机为参照 物时，在惯性系等价原理和洛伦兹变换下，得到飞机上的时钟相对于地面上的时钟又慢又快 难以自洽的结论，并且在空间上也得不到与现实空间相一至的结论。从这一事例可以看出： 用一个时钟相对于另一个时钟运动是不能证明狭义相对论的，显然，只有当k=1时，上述 结论就是自洽的，而且也是与现实符合的，但这是伽利略变换，而不是洛伦兹变换，这说明 伽利略变换在现实中是自洽的，也是符合现实的。 狭义相对论之所以产生这种现象，是因为狭义相对论对时间、空间的认识不是来源于 现实和自然，而是来自于为了调和把光速等同于实物惯性速度而产生的光速不变原理与伽利 略速度变换法则之间的矛盾，而人为“构造”的洛伦兹变换性质上。这虽然实现了光速以参 照物为基准的坐标变换下的不变性，却难以使时间、空间变换在现实中是自洽的，与现实相 一至的。 五、不可靠的实验验证 对任何物理理论的实验验证必须是客观的，严谨的，不仅要证明实验的结果和理论的 推测具有相似性，而且还要分析和论证实验结果和理论之间是否存在内在的逻辑必然联系 性，即分析和证明实验结果是理论所描述的内在规律所产生的唯一的必然结果，而不是其他 因素导致的结果。任何物理实验都具有不确定性。诸多因素如实验环境、方法、原理、观测 的方法、原理、过程都有可能对实验结果产生根本性的影响，而且任何实验都只能观测到客 观事物的表象，而非本质，如果不验证实验结果与理论之间存在内在的逻辑必然联系性，不 同的人从不同的认识立场、角度、观念出发，就会对实验结果作出不同的解释，也不能排除 实验结果与理论的推测相似只是一种偶然巧合，而不是必然。正如算命先生的话有时也会应 证，但我们不能以此为依据证明算命先生的话就是真理 。同样我们也不能因为某些实验结 果、现象与理论推测具有相似性，就可以将这些实验作为理论客观性、真实性的证明依据。 无论是“高速粒子寿命增长”还是“高速电子质量变重”[10]等实验现象与狭义相对论 之间缺乏内在的逻辑必然联系的分析和论证，用这些实验也难以有效证明狭义相对论的客观 性、真实性。例如，“高速粒子寿命增长”就是假定粒子在静止和运动时寿命不变的，如果 不排除粒子寿命与运动状态无关，那我们将难以确认粒子寿命延长是粒子运动状态发生改变 产生的，还是“时间膨胀”产生的。又如“高速电子质量变重”现象。电子的质量是利用电 子在静电场、静磁场中的偏转测量的[11]，经典静电场、静磁场理论中静电场、静磁场是恒稳 场，电磁场的作有与电子的运动状态无关，电子在静电场、静磁场中是不产生辐射的。而事 实上，电子在静电场、静磁场中运动越快，辐射越强[12]，这说明静电场、静磁场的作用也是 与电子运动有关的，这说明经典静电场、静磁场是不完备的，以此为依据得到的“高速电子 质量变重”的结论也是存在疑问的，因此，这些实验与其说是证明狭义相对论的客观性、真 实性，不如说是狭义相对论对实验现象作出的先入为见的解释。 任何尚待验证的理论其客观性、真实性是不确定的，不能先入为见以理论为真地证明 它，而应该坚持理性的批评、怀疑的态度，只有这样验证的结果和过程才具有严谨性、客观 性、真实性。才能避免个人的主观倾向。 总之，科学真理是建立在事实上的，是建立在以客观事实为依据的分析和论证上，而 不是建立在假设上。任何假设都是一种主观猜测、想象，是一种尚待证明的结论。而不是不 证明自明的绝对真理。任何假设都是需要证明的，假设也只有通过严格的以事实为依据的分 析和论证，才能上升为科学的结论，才能成为科学理论的基础。对自然的认识不可能建立在 想象上，用想象去“构造”自然，只能通过对自然的观察、实验去认识 参考文献： [2][5][10]程守洙、江之永主编<<普通物理学>>第一册 高等教育出版社p13、p7-73、 p245-241 [11] 程守洙、江之永主编<<普通物理学>>第二册 高等教育出版社p211-213 [1][3][4] 程守洙、江之永主编<<普通物理学>>第三册 高等教育出版社p115、p147-248、 p166 [12]高政祥主编<<原子和亚原子物理学>>北京大学出版社 p111-113 [9]彭恒武、徐锡申主编<<理论物理基础>>北京大学出版社 p109 [6][7][8] 程守洙、江之永主编，王志符、朱永青等修订<<普通物理学>>第 册 高等教育出版社p104、p107、p105 刘 朝 建 2007.5.4 通信邮编:401133 通信地址:重庆市江北区鱼嘴镇东风路142号 |