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1、1相对论错误的核心相对论错误的核心劳仑兹变换劳仑兹变换柏青山（退休教师）吉林大学物理学院 公共物理教学中心 长春 130026Email：摘要摘要 笔者研究物理学三十年，证明了物理学在理论上是一条起因质点动力学、由推广已知规律形成的错误链，来自探索未知世界先验假说的经典波动理论、相对论、量子力学等都错在了最基本的概念上。例如，人们争议最大的相对论就是因为爱因斯坦不认识惯性系、违反了物理量、物体运动的相对性概念、破坏了万有引力定律才人为编造出来的。其中，不认识惯性系导致相对性原理的错误、破坏了万有引力定律是决定广义相对论错误之一。限于文章的篇幅，这里仅谈由于违反了物理量、物体运动的相对性决定的相
2、对论核心劳论兹变换的错误，即从物理量、物体运动的相对性基本概念出发来揭露劳仑兹变换在时空单位上的矛盾、尺缩结论的错误，并以客观实在不随人的认识角度和方法而改变为据给出该变换的真相，从而肯定了绝对时空观的正确性。但笔者并不认为这是推翻了相对论，而是还原了它的本来面目，改变人们对它的认识。因为就探索未知世界而言，除实验发现外、这一类的先验假说都属于唯一的一种探索未知世界的方法，它们所犯的错误是由人对未知世界认识规律决定的必然，而获得未知现象的成功才是为我们认识未知世界所迈出的第一步。因此，相对论所犯的错误恰是爱因斯坦的功绩所在。这也是不破不立，代表着笔者对来自先验假说的理论给出的统一认识。关键词关
3、键词 物理量不但有大小也有单位 劳仑兹变换由纯数字变换和单位变换构成 物体运动的相对性 尺胀与尺缩 客观实在不随人的认识角度和方法而改变论 劳仑兹变换的真相 绝对时空观正确引言引言 对任何事物来说，知道是认识的前提，不知道就不能认识，这是千古不变的真理。如，你同张三未见过面，就不知道他的长相；你未同他打过交道，就不知他的脾气秉性。可见，人是无法对未知事物给出正确的描述或说出它存在的道理的。物理学也同样不能违反这条真理，要想认识我们不知道的未知世界就必须想方设法去获取未知现象，先把未知世界已知化。之所以如此，也是因为我们对未知世界的无知，而理论却总是已知世界的道理。据此, 把未知世界已知化的“想
4、方设法”也就不可能是由道理来完成，也必像捉迷藏那样是靠探索者去闯、去碰的无理过程来实现。那么,来自探索未知世界假说的理论它们必是先验的、也是必错的，但这是由认识未知世界的起点、认识程序决定的必然，是我们无法跨越的一步。因此，我们应该从相对论等一类先验的假说中学到探索未知世界的经验，明白只有不受已知的羁绊、不怕荒唐、大胆地去编造自我的猜想，这才是探索未知世界获取现象的绝窍，我们对未知世界的探索就如同瞎子一样在无知中摸索着前行。其实，这“假说”二字也向我们明示，物理学还处在获得未知现象量的发展上，在牛顿之后并没有取得质的突破。1 劳仑兹变换的真相劳仑兹变换的真相劳仑兹变换的两个表达式：222222
5、2222(1)(5) 1/1/ (2)(6) (3)(7)(4)(8) 1/1/xvtxvtxx vcvc yyyy zzzz vvtxtxcctt vcvc 我们从 v 的指向可以看出，前者是观测者以参照系为静止惯性系、以参照系为运动惯性系的劳仑兹正变换，后者是观测者以为静止惯性系、以为运动惯性系的劳仑兹反变换。22000000000000XVTYZVXTC 2222 1 1mvc m msvc 000 000 000 000 Xm Ym Zm Ts 劳仑兹变换问题的发现：我们知道，物理量是不但有大小也有单位的复合量。尽管爱因斯坦设定两惯性系的时、空单位相同，但这种人为的设定并没有在获得劳仑
6、兹变换过程中起到作用，那么这种设定是否合理就取绝于该变换本身。因此，笔者反其道而行之来研究两系单位之间的关系：对劳仑兹正变换设 x 轴的长度单位为m、轴的长度单位为；设 t 的时间单位为S 、的时间单位为，xmtS再把正变换中物理量的大小与单位分开写出，我们也可以把劳仑兹变换拆成两个变换：(9)(10) (11)2XXVT YY ZZ TTVX C 2222 1 1mmvc mm mmssvc (10)式是不再有的纯数字变换；(11)式是带着的单位变换。可见，对劳仑兹变 22/11cv22/11cv换并非只有时空单位相同的一种认识。如果该变换是由（10） 、 （11）式构成的，就会看到动系的长
7、度单位和时间单位都比静系的m、S 大了倍。然而，由于这些单位是包涵在mS22/11cvx、 t、之中的，其单位关系是由确定的已知，我们再由正变换得到反变换时，从xt22/11cv等号的右侧看去，变为动系中的 x、t 的单位又比变为静系中、的单位大了倍。xt22/11cv由此造成等号两边单位的矛盾，也造成正变换中 v、c 的速度量纲同变为静系中、的单位相xt矛盾。这是因为物理量有大小和单位的不同造成了正、反变换互变性的失效。如果是这种情况，我们就必须把劳仑兹的正、反变换看成彼此无关、各自独立的变换。若我们承认正、反变换之间可相互推导，它们也就只能是物理符号下的纯数字变换了。当预感物理研究的数学化
8、可能再次蒙住了我们的双眼时，又猛然想到，如果动系在运动方向长度单位是增大的，就会同狭义相对论给出尺缩结论相矛盾。笔者就是在对这一矛盾原因的追寻中发现了劳仑兹变换的真相。认识劳仑兹变换的两个根据：其一，因为劳仑兹正、反变换都是以静止惯性系的视觉给出的两系时空关系，它们已各自标定了静止惯性系和运动惯性系，也标定了分属于哪个系的物理量。在这一前提下，我们对劳仑兹变换的使用，必须针对具体问题依据静止惯性系来选定与其相符的劳仑兹变换，作到劳仑兹变换与静止惯性系、运动惯性系及分属它们物理量的统一。我们把这一应用的固定模式称为劳仑兹变换的单向使用规则。之所以有这一使用规则是由两个原因决定的：一是，因为物体运
9、动的相对性，我们认识物体的运动必须确定一个认识基点，即静止惯性系；二是，因为劳仑兹变换给出的不是两系观测者对同一物理现象直接观测上的时空关系（它制造了两系观测者所得结论的矛盾） ，而是同物体运动相对性联系在一起的时空关系，使得一个系中发生的物理现象，观测者只能以他所在的系为静止惯性系、用与其相符的劳仑兹变换来推知在本系或动系中所观测的结果。所谓推知，就是一个系中发生的物理现象在另一系的观测结果、只能由观测者选定的与其视角相符的劳仑兹变换来取代。3也就是说，劳仑兹变换所给出的任何结果永远是从静止惯性系出发由与其相符的劳仑兹变换来推知的一面之词，这就决定了劳仑兹变换本身、两系的时空关系和其中的物理
10、量等都具有物体运动相对性的单向性。其二，物质的自我存在形式、所处的力学状态及其变化规律都具有绝对性，是不以人的意志为转移，不随人的认识方法、角度而改变的客观物理实在。它们存在的唯一性是我们认识一切物理现象必须依据的基本原则。有了这两个根据，我们就可以认识劳仑兹变换的真相了。 为给出结论的简便，我们省略推导过程，直接对劳仑兹正变换的 (1)式求 x 的偏导数，对(4)式求t 的偏导数，再把它们写成有限量的形式222211(12)(13) 1/1/xt xtvcvc根据劳仑兹变换的单向使用规则：在(12)式中的是静系中 x 轴上的一段长度，也是对静放在xx 轴上一物体直接测得的静止长度；是由这一变
11、换推知的在动系中对应的一段运动长度，0lxx也是由这一变换推知的在系中对应的运动长度 。(12)式表明，在静系中的观测者由劳仑兹正0ll变换推知在动系中发生了尺胀（这是相对尺缩给出的称呼） ，运动长度 变长了；(13)式中的是lt静系中时钟走过的一段时间，也是在定点 x 发生一物理过程经历的固有时间；是由这一变换t推知的在动系中对应的一段运动时间，也是由这一变换推知的在动系中对应的运动时间。t(13)式表明，在静系中的观测者由劳仑兹正变换推知在动系中发生了时胀、物理过程经历的时间变长了。很明显，本文由(12)式得到的尺胀结论与狭义相对论作出的尺缩结论恰好相反，但错误却出在狭义相对论。这里举出书
12、本上错误地给出尺缩结论的两例：例一，对静放在静止惯性系中 x 轴上的物体，直接测得静止长度为，即。在认定了是x0lx静止长度的条件下，在观测上同时性的利用却使之由劳仑兹反变换来推知，即 ，得到xl，作出尺缩、即运动长度缩短的结论；22 01/llvc例二，对静放在运动惯性系中轴上的物体，直接测得静止长度为，即。在认定了x x0l是静止长度的条件下，竟然也利用观测上的同时性由劳仑兹正变换来推知，即 ，也得到xxl，也作出尺缩、即运动长度缩短的结论。22 01/llvc它们给出尺缩结论的错误都来自认识物体静止长度的视角没有随静止与运动惯性系的转变而改变，导致违背了由物体运动相对性赋予劳仑兹变换的单
13、向使用规则，即没有作到将认识视角与所使用的变换统一起来，造成了物体静止长度与所使用的劳仑兹变换标定的静止或运动的惯性系相矛盾。其实，在例一情况下：因为已经确定了静放物体的是静止惯性系，根据使用规则，静止物体在运动参照系中对应的长度才是运动长度，就必须用劳仑兹正变换来推知对应物体静止长度的运x动长度。按书本的逻辑，使用条件也为 t 相同。因为此时的两端在运动惯性系的对应坐标也xx是变化的，必须在同时 t 的条件下来确定物体静止长度与对应的运动长度的关系；如果改变一xx下认识角度，因为对静放在静止惯性系的物体来说，从运动惯性系看去物体才是运动的。那么，观测者由来看物体的运动，就变为静止惯性系，而就
14、变成运动惯性系，在中直接测得的物体静止长度就变为物体的运动长度（这是因为在中的观测者看去，系及相对它静止的物体xx都在系中，他能看到系和这个物体都是运动的，就不会承认告知他的在系的物体静止长度也是系中的静止长度，而会认定就是系中看到的该物体的运动长度。按理，由于物体的xx相对运动摆脱不了人的观测，则、无论尺胀或尺缩只影响字号的胖瘦并不影响对其所标数字的识别，他还能从运动 x 轴的标尺上读出该物体运动长度也为。因此，他也会认定在系中测得的物体的x4静止长度、即就是在系中的该物体的运动长度、即 。可见，书本作出尺缩结论的错误就x0lxl在于没有按物体运动的相对性转变认识的视角，用了劳仑兹反变换却仍
15、然坚持是物体的静止长度，x由此造成了物体静止长度与原静止惯性系转变成的运动惯性系不相符） 。根据使用规则，就得x用劳仑兹反变换来推知对应物体运动长度的物体静止长度，所用条件就变为时间相同，因为xxt物体的运动长度两端在静止惯性系的对应坐标是随时间变化的。x同理，在例二情况下：因为物体静放在运动惯性系中，对静止惯性系来说物体才是运动的，在直接测得的物体静止长度对来说就是物体的运动长度。在这明确的是静止惯性系、xx是运动惯性系的前提下，就必须应用劳仑兹正变换来推知与物体运动长度对应的物体静止长度x；如果要坚持在中的是物体的静止长度，那么与对应的才是物体的运动长度。在这xxxx一前提下，就变为静止惯性系，就变为运动惯性系。因此，就必须用劳仑兹反变换来推知对应物体静止长度的运动长度
