涂润生 （torunshine@163.com）　2008.07.05 20:02:59

谁也没拖动的东西的运动路径一定是绝对静止的*

涂润生

（湖北省黄冈市产品质量监督检验所，黄冈438000）

[摘要] 光速不变包括两项内容：光速与光源的运动状态无关；光速与惯性系的选择无关。与很小的光源相联系的惯性系是虚构的，虚构的体系的虚构的运动不可能100%地牵引光子。据此和“光速与光源的运动状态无关”我们可以确定一个绝对静止的体系：在场强为零的真空中所有的小光源发出的光子的运动路径的集合。绝对静止系的对应实体之一是零场强真空中宇宙微波背景辐射的整体。绝对静止系存在，相对性原理就不能普遍适用。不支持相对论的其他佐证（理论和理想实验方面的）都支持本文题名所述的结论。

关键词：光速不变原理，绝对静止系，客观存在的绝对性原理，超光速，相对性原理

分类号：O412.1

Motion Route of Things Whoever Haven’t Pulled Must Be Absolute Static

Runsheng Tu

(Agency of Quality Products Supervision and Inspection of Huanggang City, Hubei Province, CHINA)

Abstract

The invariance of light velocity includes two contents: velocity of light has nothing to do with the motion state of light source; velocity of light has nothing to do with the selection of inertial systems. The inertial system related with a small light source is fabricated. The fabricated motion of fabricated system can not 100% tows the photons. Based on these and "velocity of light has nothing to do with the motion state of light source" we can define an absolute rest system: The aggregate of the motion route of photons emitted by every small light source in vacuum whose field intensity is zero. One of the corresponding substances of the absolute rest system is the whole of cosmic microwave background radiation in vacuum whose field intensity is zero. If the absolute rest system exists, the relativity principle cannot universally be suitable. Other evidences that dose not support theory of relativity (in theory and ideal experiment) all supports the conclusion stated by the title of this text.

PACS: 03.30.+p, 01.80.+b, 02.10.−v, 01.90.+g

请读者思考“谁也拖不动的东西的运动路径的特性”、“谁都可以拖动的东西与拖曳它的东西的关系”、“以内力推动的飞船是否受光障的限制”、“两个物体之间的相对匀速直线运动能否被坐标变换消除掉，是否是绝对的”几个问题。再将思考结果与下文对照。本文的目的是评判、验证光速是否是不变的（或不可超越的）及质量-速度关系是否是像相对论描述的那样。所以，请读者不要以光速不变和相对论性质-速关系为前提评判下面的论述和实验设计。

本文是批驳相对论的文章。如果读者和编审一味地以光速不变原理、相对性原理、Lorentz变换、Mincowski几何和相对论的推论为前提来评价它，就等于只是站在被告方来看待问题。一个审稿人员或广义读者能否站到仲栽的高度和层次上来，与广义读者的公正心和素质有关。我相信，所有广义读者都不愿意只是停留在较低的层次上。

表1 作者、读者、编审的角度和层次与打官司的比较

角度和层次	基本层次	基本层次	介于前后两种情况之间	仲栽的较高层次
打官司	原告方	被告方	普通旁听者	法官及执法机构
发表批驳旧理论的文章	作者及论文	被批驳对象及其维护者	普通读者	审稿人、编辑和出版机构

1 光速不变的内在矛盾也是它与相对性原理的矛盾

有K和K 两个惯性系，它们之间的相对速度为0.866c。在K系中利用氪-86的2p₁₀和5d₅能级之间跃迁所对应的辐射在真空中的1650763.73个波长的长度制造一把米尺L。设这把米尺类似于不变形的刚体。在K 系中以同样的方式制造一把米尺L 。将L 运送到K 系之中直接与L 比较，哪一把米尺更长？

根据Einstein相对性原理判断，由于各个不同惯性系是完全等价的，因此，那两把米尺应该是一样长，各个系统中的光速值也应该一样大。由于运动光源的发射频率降低是不争的事实，因此根据光速不变原理和c=λν及其协变性可知，在c不变的前提下，ν减小一倍，λ必然增大一倍。在K系中的观察者看来，K 系中的氪-86的2p₁₀和5d₅能级之间跃迁所对应的辐射在真空中的1650763.73个波长的长度应该为2米。在K系中的观察者看来，L 的长度应为L的长度的两倍。就是说，根据光速不变原理可以得到“运动系的标准米尺要长一些”的结论。它与运动的钟变慢对应，否则，就不能得到光速不变的结论。

根据惯性系等价（即Einstein相对性原理）得到的结论与根据光速不变得到的结论相互矛盾。这表明：光速不变原理与Einstein相对性原理相互矛盾，光速不变原理和Einstein相对性原理二者之中至少有一个不成立。

对于实在的观察者而言，与光源相联系的无限延伸的惯性系是虚构的，虚构的惯性系的运动也是虚构的运动。虚构的运动体系不可能100%地牵引光子（没有能牵引光子的物质基础和力学基础）。与被考察的光源相联系的系统的范围仅能延伸到光源的场能起有效作用的距离处。如果光源的场可被忽略，那么，与被考察光源相联系的系统的大小等于光源的体积。 “任何事物”包括观察者所在的系统。如果说观察者所在的系统除外，那就不是“任何事物”。谁也没有拖动的东西的运动路径一定是绝对静止的。谁都可以拖动的东西不可能与拖曳它的东西的运动状态无关。光速不变包括两项内容：光速与光源的运动状态无关；光速与惯性系的选择无关。如果在零场强空间中，光速与光源的运动状态无关，光源的运动不能给予光子以横向初速和纵向预备速度，任意选定的观察者也没有理由能给予光子以横向初速和纵向预备速度，那么，在零场强空间中光子的运动路径和两束光线的交点都是绝对静止的。许多这样的交点（或不同方向的光子的运动路径）构成绝对静止系，零场强空间中的微波背景辐射的整体（或外场强为零的真空中的粉碎电磁波^{[1, 2]}或大量虚粒子对的整体）就与这种交点体系和光子运动路径体系（即绝对静止系）对应。无论是选择“光子是谁也不能拖动的东西”，还是选择“光子是谁都可以拖动的东西”，都不能保证“不同惯性系等价”和“光速与惯性系的选择无关”。

只有对光子有100%牵引效率的有场体系才与上面所说的绝对静止系类似，而这种系统都是有限的实物体系，不足以与零场强无限的绝对静止系相抗衡（即不能与它平权）。可见，光速与光源的运动状态无关必然会导致绝对优越的静止系统存在。如果说在每个观察者所在的惯性系中光速都与光源的运动状态无关（即承认每个惯性系都是优越的系统），就等于承认光源的运动(或每个有观察者的系统)都能全方位地牵引光子。但只能承认观察者所在的系统的牵引效果而不能承认其它系统的牵引效果。这种举措不但没有充足的理由，而且等于承认惯性系不等价（观察者所在的系统与其他系统对光子的牵引效果无故不同）。更为严重的是能引起一个逻辑矛盾：由于我们可给每个系统都安一个观察者，因此各个系统都是既能牵引光子又不能牵引光子（当它承载动作执行者时能牵引光子或对光子有100%的牵引效果，当它被观察时不能牵引光子或没有牵引的效果）。承认了牵引但不能平等地承认牵引效果是前后矛盾的。一旦平等地承认了牵引的效果，光速就不再与光源的运动状态无关（如果所有其他系统都能牵引光子，光子的运动方向就一定与光源的运动状态有关）。光速与惯性系的选择无关又否认绝对静止系存在。所以，光速不变自身的矛盾也是它与相对性原理之间的矛盾。由于谁都没有拖动的东西的运动路径是绝对静止的。因此，如果谁都能拖动光子则光速不可能与拖曳它的体系的运动无关，如果谁都不能拖动光子则存在绝对静止的运动路径和绝对静止系。我们只能在“能拖动”和“不能拖动”之间选择一种。“说同一个体系既能拖动光子又不能拖动光子”是一种诡辩词。

2 制造超光速运动的尝试

制造一个95%的重量是燃料的足够大的飞船。燃料中一部分是反物质，一部分是普通物质。让飞船以25.6公里/分钟²的加速度加速飞行 。当它接近光速时以“正反物质湮没产生的热使物质气化，气化物从尾部喷出产生推力”的方式加速。根据相对论的计算可知：当飞船的速度接近光速时，飞船质量、能源质量和喷出物质量以相同的速率变得很大，飞船获得的反冲动量也很大，飞船的质量和喷出物的质量能以几乎相同的速度接近无穷大；飞船可以继续加速，最终必然会达到和超过光速，直至能源枯竭。照这样计算，经过11719小时（即488天）的加速，飞船可以达到光速，继续加速可以超过光速。即使飞船的速度达到了光速，飞船的质量为无穷大，飞船上的宇航员根据动量守恒定律仍然可认定飞船能被继续加速，直至能源枯竭。客观的加速度不可能被Lorentz变换消除，只能被广义坐标变换变换为引力常所以宇宙飞船系中的加速度不能被地球系中的观察者否认。就是说，相对论设置的光障，根据相对论的理论计算又可以被突破。如果人工可以制造无穷大的质量（即超级黑洞）就是以有限的能源实现了无限的质量，这不符合能量守恒定律和相对论推崇的质-能相当性。如果说，惯性质量与引力质量不相等，又破坏了广义相对论的基石之一：“等效原理”。如果说相对论只是近似成立，而质量与速度有关、时间与速度有关都是实事，那么，这两种关系中的系数在精确意义上就不可能是Lorentz变换或Micowski四度空间描述的。以上分析表明，很有可能不是超光速不能达到，而是人们将超光速解释成了非超光速。超光速的事实是被数学和既定思想观念消灭的。以光速为极限速度的相对论本身又允许制造出超光速，以物理学定律协变为前提的相对论又允许能量守恒定律不协变。这些都是相对论不可回避的致命问题。在100年时间里广大学者没有看出这一点是受到“飞船只能利用外力加速”的思想束缚。一旦思考飞船以内力加速，就能立即发现这些问题。

制造一个九级齿轮变速箱，其中相邻两级的转速差为10倍。在最后一级轮轴（也是转速最高的那个轴）上安一个周长为1米的飞轮。以每秒50转的电机带动第一级轮轴。按这样计算，那个飞轮的圆周上的一点的线速度为50×10⁹米/秒（即50万公里/秒，大于光速）。在该实验装置中，加速转动阻力是摩擦力和有限的惯性力。利用几乎无磨擦的轴承，只要材料的强度足够高，或许可以实现设计思想。该实验可以验证惯性质量是否按Lorentz变换计算的那样随速度增加。相对论认为一切是相对的，每一个轮轴就是一个独立的转动的体系。在各个转动体系中，相邻两原子之间的相对线速度差是微不足道的，远低于场的传递速度，力在相邻两原子之间的传递与一块平移运动的物体内部的类似情况差不多。各个转动的体系中的观察者都不能感觉到场的超光速传递。地球系中的观察者也承认各个转动系统内部都不存在场的超光速传递。超光速可以被相对论解释成光速。根据相对论可知，该实验中也不存在场的超光速传递的情况，系统不能启动的唯一原因只是惯性质量造成的阻力。另外，各个齿轮中的材料都对内部的场有牵引作用，场在其中的传递速度不一定总是小于光速。如果成功地做出了该实验（系统能启动），就表明了惯性质量不是根据相对论预言的那样随速度增大，进而能够承认超光速能被人工制造出来。如果一次起动有困难就先行起动前8 级轮轴，然后利用离合器带动最后一级轮轴。

3 关于客观存在的绝对性原理

改变参照系不能消除两个系统间的相对匀速直线运动，它决定了力的客观性不能通过坐标变换消除。事物的客观性不能被抛弃。

改变参照物或利用坐标变换可以改变一个体系的运动状态，但不能消除两个物体之间的相对运动（特别是匀速直线相对运动和不规则相对运动，下同）。因为相互运动的两物体同时改变参照物，任何坐标变换都不能消除两个物体之间的匀速直线相对运动。就是说，匀速直线相对运动是客观的和绝对的。一个客观存在的力一般能引起相对运动（在一定条件下也可以匀速直线相对运动或不规则相对运动），否认力的客观性就必须否认相对运动的客观性和绝对性。在一个加速系K中观察另一个惯性系中的两个静止物体A和B，这两个物体必然会加速相互靠近（这是由空间因运动而收缩而推知的）。存在两种对相对论极为不利的情况：A和B之间的加速运动没有相应的引力场物质或空间弯曲的理由；A和B相对于K中的观察者的“下落”加速度是不一致的，这样，K系就不能与一个均匀的引力体系等效（因为在一个均匀的引力体系中，所有物质都是以相同的加速度下落的）。

如果认为一个电子在产生的同时它的电场就能立即到达全空间，就承认了电磁相互作用是即时的和超距的。反过来，只要认为电磁相互作用不是无限快，就一定存在有效相互作用的推迟效应。也许有人会像以前一样，认为在任何一个惯性系中观察一个运动的电荷都有这种情况发生，从而能实现更大范围的对称（且认为它正是相对论效应）。在这种情况下，他们不得不承认电磁相互作用推迟效应是非客观的，因为力的Lorentz变换决定了同一个电磁相互作用事件的电磁相互作用力的存在性与惯性系的选择有关。如果惯性系之间是等价的，就存在一种逻辑困难：必须否认通过弹簧秤或相对运动反映出来了的力的客观性。就是说，两个物体之间的匀速直线相对运动或相对静止只能是绝对的。

“相对”与“绝对”是一对矛盾的统一体。“相对”是相对“绝对”而言的，即“相对”必须依赖于绝对而存在。所以，有一个能与相对性原理相抗衡的原理：客观存在的绝对性原理。它的内容是，客观存在的事物是绝对的，每一种客观存在都有许多种对它的表观感觉，这些表观感觉只是事物存在的不同反映。由这条原理可以引伸出这样的推论：客观存在与表观感觉不一定是一致的；表观感觉到的事物（即事物的表象）也许只是运动造成的错觉或假象，不一定都有与感觉到的状态相同的绝对客观存在，表观感觉不到的事物不一定不存在；存在一些不能被任何表观感觉判定为“无”的绝对的事物。客观存在的反面就是“表观感觉”。客观存在就是真正的“实在”。场的物质性已经被公认了，在自由下落的升降机内观察，在表观上可以感觉到另一个自由下落的物体所受的力为零，但不能将客观存在的引力场消除掉。更何况较强引力场对光子有100%的牵引效率，在较强引力场中自由下落的内部是真空的超簿升降机内横向发射光子，定会看到光线向上偏折。另一个例子是已经提到的，当A和B两个物体有匀速直线相对运动时，通过任何坐标变换都不能将这种匀速直线相对运动变换为相对静止。两物体之间的匀速直线相对运动的存在是绝对的。一个力一般会引起相应的两物体间的相对运动。既然两物体之间的匀速直线相对运动的存在是绝对的，引起两物体之间相对运动的力的存在也就是绝对的。已经引起了匀速直线相对运动的力和场都有一定的绝对性。Einstein推崇“感觉就是实在”，有贝克莱主义和实证主义的倾向。

判断相对性原理和客观存在的绝对性原理哪个更正确的方法是：看哪一个会把对很多事物的描述搞得更复杂。把事物搞复杂的原理就是不正确的。最好是兼顾简洁美和对称美，若二者不能兼顾则优先考虑简洁美。一个简单的例子就是，对于描述大量天体的运动而言，以太阳为参照要简单一些，以地球为参照最要复杂一些。理论正确性的顺序就是日心说大于地心说。

4 关于现有实验现象

最近几年，精确的天文观测数据表明即便在没有引力源的情况下宇宙的大尺度性质是渐近非平坦的!爱因斯坦当年扔掉的宇宙常数项很可能真实存在，对观测数据的分析给出了这个宇宙常数的量级。虽然这个常数异常之小，但却极其深刻的昭示出相对论的数学基础——Minkowski几何不能作为时空的好的刻画。3＋1维黎曼时空上的“连续坐标变换”一般并不构成群；在给定时空点，局部坐标的基底及其对偶基底之间的变换矩阵才构成群，即局域的一般线性群GL(4, R)。这一事实支持上述论点。

只要进行天文观测，或者实验室的设备恰恰与微波背景辐射可以发生作用，实验室观测者就会发现：相对于遥远的星系和微波背景辐射，实验室具有优越速度，时间平移不变性不再存在，所观测到的宇宙具有演化的特性，时间具有箭头；以微波背景辐射为代表的三维宇宙空间大体上是均匀各向同性的。微波背景辐射的整体大体上可以代表宇宙背景空间的性质。于是，局部实验和宇观效应的观测之间明显存在矛盾。对于这类与宇观效应相关的实验和观测的结果的分析必定表明：Einstein的狭义相对性原理对于这类效应不再成立；时间反演和时间平移不变性不再存在。

在15000米的高空重复Michelson-Morley实验，得到了非零结果。在对场有100%牵引效率的系统中利用粉碎电磁波可以测出观察者自身的运动状态。Michelson 和Morley在较强引力场对光子有100%牵引效率的地球表面做Michelson-Morley实验，像地心说的形成一样，完全陷入了“井底之蛙效应”之中。

狭义相对论预言的运动学效应的相对性（即，同时的相对性，钟慢效应和尺缩效应的相对性），从来没有被实验直接验证过，所验证的都是相关定律单向适用的结论。假定有一个绝对静止系存在（即假定存在一个优越的惯性系），现有的有关相对论的实验就都可以被圆满地解释。质-能关系可以根据别的理论得出（验证了质-能关系不能强硬地证明相对论成立）。

光行差并不能表示运动的体系能牵引光子，它只能表示角度的Lorentz变换在低速下近似成立。光行差现象承认了存在不真实的表观的观测结果，也就承认了不同运动状态的观察者不是平权的。

双星不发生畸变的原因是：靠得很近的两颗星共同构成的引力场的整体几乎是恒定不变的，无论是从双星中的哪一颗星发出的光子，都是在这种几乎恒定不变的引力场中向外传播的。也可以说，一颗星退行导致的对引力场的拖动效应基本上被另一颗星前行导致的对引力场的拖动效应抵消了。这种情况与从气态NaCl分子内的某一个离子发出的向远处传播的光子既不是在阴离子的电场中传播又不是在阳离子的电场中传播（而是在阴阳离子共同构成的电中性空间中传播）的情况类似。所以双星实验不能说明光速与光源及其周围的强场的运动状态无关。

5 数学不具备独立地成为物理学基石的功能

很容易证明：协变与相对性原理并非是强相互关联的，“物理学定律的数学形式在不同的系统中都相同”与“物理学定律最简形式在不同系统中都适用”或“不同惯性系平权”没有必然联系。

设绝对静止系与绝对运动系之间的坐标变换为：

x =γ (x′– υt′), y = γy′, z = γz′, t = γt′. （2）

任意两个惯性系之间的坐标变换就为：

x₁=(γ₂/γ₁)[x₂–(υ₂cosθ–υ₁)t₂], y₁=(γ₂/γ₁) (y₂ +υ₂t₂sinθ), z₁=(γ₂/γ₁)z₂, t₁=(γ₂/γ₁)t_2. (3)

式中，υ₁和υ₂分别是两个惯性系的绝对运动速度，θ是两个惯性系的绝对运动速度之间的夹角。这就表明了在优越惯性系存在的前提下（即相对性原理不能普遍成立的前提下），任何物理学定律都可以写成协变的形式。只是坐标变换的对称性和物理学定律的协变性是利用形式的复杂性换来的。另外，还存在“形式与系统的选择无关但适用性与系统的选择有关”的情况（如钟慢效应在Lorentz 变换下协变，但钟慢效应定律仅在优越的系统中适用。即只有绝对运动的钟才变慢，只能在绝对静止系中才能使用Lorentz变换）。在广义相对论中，系统之间的等效只是局域的，广义相对性原理也只能局域成立，但广义坐标变换可以使广义相对论的定律保持形式不变性。何况量子规律和状态都是Galilean或 Poincaré 不变的，并不是广义协变的，因此加速运动与匀速运动的量子系统并不等价。可见，物理学定律的协变性与相对性原理不总是强相关的。

自然规律的广义协变性与相对性是两个不同的概念。在具体的运动过程中，除了运动规律之外，还需要其他条件，如边界条件、初始条件等。边界条件和初始条件往往都不可能做到广义协变。因而，即使自然规律具有广义协变性，也并不意味着相对性原理绝对精确成立。不仅如此，自然规律的“广义协变”在数学上并没有什么意义，任何在特殊坐标中的物理定律，都可以在局部写为广义协变、或者与坐标无关的几何形式。嘉当（E. Cartan）指出，牛顿引力理论也可以几何化。可以建立W. de Sitter几何下的相对论。Mincowski几何显然不是W. de Sitter几何下的相对论的数学基矗从Mincowski几何下的相对论到W. de Sitter几何下的相对论的发展过程可以看出，至少不能将物理学分支的数学基础绝对化。在量子力学中，泡利Pauli选择了矩阵，而薛定谔Schrödinger选择了微分方程。我们不能说，矩阵和微分方程都是量子力学的坚实数学基础，只能说量子力学概念的数学背景是希尔伯特（Hilbert）空间。Hilbert的数学理论正确不能确保量子力学没有矛盾。建立物理学大厦时对数学的依赖与建造大楼时对电力的依赖类似。W. de Sitter几何下的相对论也是利用形式的复杂性来挽救相对性原理。利用更复杂的数学方法修补相对性原理就像用本轮修补托勒密日心说一样。任何形式的相对论都不能克服2.5节和2.6节揭露的相对性原理导致的矛盾。建立有矛盾的更加复杂的相对论没有什么新的意义。所以修补相对性原理的普适性的道路是个死胡同。

数学不具备独立地成为物理学基石的功能（一种数学方法要成为物理学理论的基石需要赋予数学符号的物理意义都正确作保障）。物理学的基石仍然是基本公理和实验事实。任何数学都是一组运算符号表示的运算规则，是纯粹的演绎系统。使用数学工具的人赋予每个符号以物理意义。这个“赋义”过程也可以出错。数学的严密性并不能掩盖“赋义”过程的错误。一旦“赋义”过程错误，所用的数学就更不是任何物理学理论的坚实数学基础了。如果相对性原理只能在一定条下近似成立，我们就可以说，不能普遍成立的相对性原理一定没有属于它自己的坚实数学基矗“物理学理论的数学基幢的提法宜改为“物理学理论的数学背景”。

也许有人说，数学与物理学不可分割，数学物理方法是物理学的基矗但是，数学物理方法的逻辑性与物理理论的正确性不是相同的概念。数学物理方法的逻辑严密并不能代表物理理论绝对正确。数学物理方法不能完全地限制物理定律的适用范围。一种严密的数学物理方法也许只与一个在小范围内适用物理定律对应。广义相对论中的引力几何化还能掩盖“否认场及场源的客观性的错误”（加速系与引力场系统等效，就是否认场和场源的客观性，而只认表观现象）。

6、力的绝对性、等效原理和时空弯曲

论证力的绝对性的过程为：特别是匀速直线相对运动不能被任何坐标变换消除掉相对运动（特别是匀速直线相对运动）具有绝对性如果一个力引起了不能被任何坐标变换消除掉的相对运动这个力就有绝对性只要一个力具有绝对性，与它没有本质区别的其他的力也就具有绝对性。

惯性系K中有两个相对静止的物体A和B，加速系K′的加速度方向与A和B的连线平行，加速系K′中的观察者能看到A和B的下落加速度不相等（原因是，K系会因速度连续加大而连续收缩）。在K′系中观察，加速度与距离有关，时空的曲率半径与距离成反比。这严重影响了等效原理的适用性，大大增加了引力几何化的难度。

上面原因限定了空间因引力而弯曲只能是一种类比。

参考文献

[1] Yongqiang Zhu, The China Patent, ZL94-1-14042.3. 1994-12-15 (in Chinese).

[2] Yongqiang Zhu, Wang Yu, etc. The character and application of the smashed the electromagnetic wave. ACTA PHYSICS SINICA, 2001, 50(5): 832～836.

→ * 原载《大学时代》C版，2007年第7期。如果读者要问“绝对静止的东西在哪儿？”本文就可以回答“在那儿”。有了绝对静止的东西就很容易得到绝对静止系：绝对静止的东西集合起来就可以构成绝对静止系统。在这种情况下，要想挽救相对论只有假定绝对静止的系统也不优越。而这样的假设很别扭。

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