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论相对论谬误的根源

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论相对论谬误的根源_第1页
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论相对论谬误的根源王达水/著(中国湖南 421006 长沙铁路总公司衡阳北站)[ 摘语:狭义相对论的理论依据是洛伦兹坐标变换,并贯穿整个论证中,可是,洛伦兹坐标变换的推论过程存在三项显然的谬误:一是以光速 c 强行替换(物体)P 的速度vp二是以静止与运动的两个坐标系在起点时重合的特殊情况为出发点的论证,却强行得出普适性的结果三是强行让静止事件(物体)P的速度vp 替换运动的坐标系K'的速度 v ,并代入其结论中,以证明时空的相对性,但却远远超越了其论证的前提性边界条件的范围因此,洛伦兹坐标变换的时空相对性之结论必然谬误,进一步地,狭义相对论因而随之谬误][ 关键词:相对论、坐标变换、不严密、不完备、光速、时间、空间、谬误 ]引言一个正确的科学理论,其论证过程必然要遵循“论证严密,条件完备”的科学原则反之,如果一个理论的论证过程是不严密或者是不完备的话,那么,这个理论必然谬误,哪怕它曾经一度正确无比众所周知,爱因斯坦的相对论以思想的超前性、论证的严密性、理论的科学性、时空变换的神圣性而光辉灿烂了整整一百年其显著的特点是以时间、空间、质量的相对性原理屹立于科学之巅,被人类科学界公认为是当代最伟大的科学理论。

今天,当我们从新全面并深刻地审视相对论依据的洛伦兹坐标变换之理论前提,终于发现洛伦兹坐标变换的论证过程存在显然的“不严密、不完备、偷换概念、偷换要素、随意扩大限制条件”等恶烈手段,并予以严肃地、严密地、充分地揭露之际,洛伦兹坐标变换的谬误性结论必然暴露皮之不存,毛之不附建立在谬误的洛伦兹坐标变换基础之上的狭义相对论,必将坍塌无疑1.相对论论证过程回顾1. 1回顾洛伦兹坐标变换的推论过程 首先让我们通过程守洙、江之永主编的,中国高等教育出版社于1961年出版发行,1997年第五次再版,并在中国高校广泛普及的《普通物理学》教材,回顾洛伦兹坐标变换的推论过程:[1]在推导洛伦兹坐标变换之前,作为一条公设,认为时间和空间都是均匀的,因此,它们之间的变换关系必将是线性关系如果方程式不是线性的,那么,对两个特定事件的空间间隔与时间间隔的测量结果就会出现与该间隔在坐标系中的位置与时间发生关系,从而破坏了时空的均匀性例如,设x'与x的平方有关,即 于是两个点在 K' 系中的距离和它们在K系中的坐标之间的关系将由 表示现在我们设K系中有一单位长度的棒,其端点落在 x2 = 2 米和 x1 =1米处,则 x'2-x'1=3a 米。

这同一根棒的测量结果将随棒在空间位置的不同而不同为了不使时空坐标系原点的选择与其它点相比较有某种物理上的特殊性,变换式必须是线性的此外,还要求这个变换能在β→0 时转化为伽利略变换据此,参考伽利略变换 x = x' + vt ……(1) x' = x - vt ……(2) 而写出如下变换: x = k(x' + vt) ……(3) x' = k'(x - vt) ……(4) 根据狭义相对论的相对性原理,k和k'是等价的,上面两个等式的形式就应该相同(除正负号外),所以两式中的比例常数k和k'应该相等,即有 k = k' 这样一来 x' = k(x - vt) ……(5) 为了获得确定的变化法则,必须求出常数k 。

根据光速不变原理,假设光信号在O与O'重合的瞬时(t = t' = 0)就由重合点沿OX轴前进,那么在任一瞬时 t (由坐标K'度量则是t'),光信号到达点的坐标对两个坐标系来说,分别是 x = ct , x' = ct' …… (6 ) 把(3)和(5)相乘,再把式(6)代入,得 xx' = kk(x - vt)(x' + vt' ) ……(7) cctt' = kktt'(c-v)(c+v) ……(8) 由此求得: k值求得后,(3)(5)两式即可写成 从这两个式子中消去 x 或 x' ,便得到关于时间的变换式消去 x' 得 由此求得 t' 如下: 同样,消去 x 后求得 t 如下: [1]1.2洛伦兹坐标变换前提条件在洛伦兹坐标变换的论证中,显然地表明坐标变换是在转换条件β→0 时的条件下进行的如果 β> 0 而强行转换的话,则必然谬误β的物理意义是指β= v/c ,具体在《普通物理学》[1] 一书的 321—233 页中是这样描述的:在狭义相对论中,爱因斯坦根据狭义相对论的两条基本原理建立了新的坐标变换公式,即所谓的洛伦兹(H.A.lorentz)坐标变换式,用以代替伽利略坐标变换式,为什么这种新的时空坐标变换关系以洛伦兹命名呢?原来,它最初是洛伦兹为弥合经典理论中所暴露的缺陷而建立起来的。

洛伦兹是位非常受人尊敬的理论物理学家,是经典电子理论的创始人,当时,他并不具有相对论的思想,对时空的观点也并不正确,而爱因斯坦则是给予时空正确解释的第一人在洛伦兹变换中,不仅 x' 是 x、t 的函数,而且t' 也是 x、t 的函数,并且还都与两个惯性系之间的相对速度v有关,这样,洛伦兹变换就集中地反映了相对论关于时间、空间和物质运动三者紧密联系的新观念,在牛顿力学中,时间、空间和物质运动三者是相互独立、彼此无关的当β<< c 时,即比值β= v/c 很小时,洛伦兹变换是对高速运动与低速运动成立的变换,它包括了伽利略变换因此,相对论并没有把经典力学“推翻”,而是限定了它的适用范围从式(10) 还可以看出,当 v > c 时,洛伦兹变换则失去意义,所以相对论还指出物体的速度不能超过真空中的光速[1]实际上,β<< c 时,即比值 很小时,特别是趋于0时,显然已经充分说明了洛伦兹坐标变换,是对低速运动成立的变换如果 v 是高速,β= v/c 则不可能很小,因而绝对不是研究所谓的“低速与高速运动”的理论,而事件P却始终是静止的2. 洛伦兹变换论证过程的关键步骤狭义相对论依据的洛伦兹变换前提的基本论证过程(以下简称原证)如前所述,现对该原证过程的最关键步骤顺次归纳如下,以便于我们从更加系统的角度来深刻认识与把握相对论,以及透切地剖析它的谬误。

2. 1论证步骤分析与归纳步骤一,介绍并确立时间和空间均匀性转换原理及正确性,即:其中,a 是坐标变换系数步骤二,介绍并确立伽利略坐标变换的正确性,即:x=x'+vt其中,v 是运动坐标系K'的速度步骤三,时空均匀性转换与伽利略坐标变换的共同边界条件,即:β=v/c → 0其中,v是运动坐标系的速度,c 是30万公里每秒的光速并且,β=v/c → 0是后续论证乃至结果都必须具备与遵循的基本条件步骤四,确立时空均匀性转换与伽利略变换在共同的边界条件β=v/c → 0 时的交叉关系,即:x=k(x'+vt) ……(3)x'=k(x-vt) …… (5)其中,k 是转换系数,是依据时空均匀性转换 的 a 系数而来式(3)(5)的真正的本质,是仅仅取时空均匀性转换公式中的 a 系数嫁接到伽利略变换公式中,进而构成洛伦兹坐标变换公式步骤五,假如光信号在o与o' 重合的瞬间(t=t'=0)就由重合点沿着ox轴前进,那么,在任一瞬时 t (由坐标K'度量则是t'),光信号到达点的坐标对 K、K' 两个坐标系来说,分别是x=ct, x'=ct ……(6)把(6)代入(3)乘(5)的式子中,求得步骤六,求得以洛伦兹坐标变换为特征的时间、空间之相对性关系随之建立。

其中,洛伦兹坐标变换的最关键性结论是当然,系数 k 必须总是满足论证的前提条件β= v/c →0 的限定,包括在狭义相对论的论证和应用中也必须如此同时,c 是P事件发出的光束的速度,v是K'坐标系的速度,v 绝对不能以P事件的速度vp而替换可见,洛伦兹坐标变换由上述六个步骤,一层层地严密推演而得其中,前一步骤是后序所有步骤的必备要因显然,如果在原证的论证过程中,一但某一步骤谬误或者是不完全充分的话,那么后续的所有论证则不能进行,进而不能得出最终结果如果要强制性的进行的话,那么所得的最终结果必然谬误另一方面,如果不遵循洛伦兹坐标变换的前提和结论,却一味地偷换概念与要素,而进行进一步的运用的话,无论怎样运用,都必然谬误2. 2洛伦兹坐标变换的研究对象及运动特征分析洛伦兹坐标变换的论证过程中,共有四个研究对象及所属的四个运动特征,如洛伦兹坐标变换图1所示,它们分别是:第一研究对象:静止的坐标系K,运动特征是速度为零,功能是描写除自己之外的一切事件第二研究对象:运动的K'坐标系,运动特征是相对于静止的坐标系K而以速度v运动,功能是描写除自己之外的一切事件第三研究对象:事件P(一个点,或者是一个物体),同时被坐标K、K' 描述,如果仅有一个坐标系来描述的话,则论证不能进行。

同理,应用中也必须是K、K'同时具备事件P的运动特征,是对于K而言的静止,也即vp=0;对于K'而言,是以速度 -v 运动事件P不具备描写自己的能力第四研究对象:事件P(一个点,或者是一个物体)发出的光信号,运动特征是遵循光速不变原理,不具备描写自己的能力事件P(一个点,或者是一个物体)发出的光信号,不是伽利略变换中的事件,仅仅是洛伦兹坐标变换研究中的其中一个事件,同时,事件P与其发出的光是不同的两个事件,尽管具有因果逻辑关系,但是,当这束光一但发出,则肯定不能等同是事件P本身可见,四个研究对象是彼此独立的,而且在洛伦兹坐标变换中同时成立,且缺一不可,无论是在该理论的论证过程中,还是对该理论成果的应用,都必须如此否则,洛伦兹坐标变换不能进行,结论不能得出,如果要一味地强制性进行论证或应用的话,则必然谬误我们在此从新进一步地明确洛伦兹坐标变换的全部研究对象和各自的运动特征,目的是为下一步深刻并本质地、系统并透切地剖析它的种种谬误,做好充分的理论基础和思维方式的准备3.洛伦兹坐标变换中显然的谬误之一通过对洛伦兹坐标变换的论证过程最关键步骤的顺序归纳与揭示,六个因果关系严密的论证步骤清晰明了。

现首先就与k系数相关的谬误及原因透切分析如下:3.1 k系数显然是把时空均匀性变换与伽利略坐标变换结合一体的纽带,是由两个变换的边界条件所共同遵循的,即式(3)(5)必须在β=v/c → 0 才能成立其物理意义是说对于运动的K' 坐标系,其运动的速度与光速之比必须满足 v<

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