广义时空相对论与现有时空理论的对比

内容提要:本文首先从分析爱因斯坦相对论的逻辑谬误与概念错误出发,概要地介绍了广义时空相对论,又通过对比广义时空相对论与狭义相对论的变换公式,扼要地阐述了两种相对论的本质区别。随后,利用广义时空相对论的理论结果讨论了光子静止质量的计算公式及其应用。鉴于所得结果与天文观测完全一致,不仅验证了光子静止质量的计算公式,而且证明是由于“光子传播过程中的衰减机制”造成了恒星系光谱的红向移动,从而否定了大爆炸模型的宇宙生成论。然后又借助对康普顿散射现象的讨论,进一步证明了广义时空相对论比爱因斯坦的相对论更为正确。为明确起见,在本文的最后一部分,归纳总结了牛顿力学、爱因斯坦两个相对论与广义时空相对论之间,在物理概念和物理原理、逻辑自洽性和认识论上的差异,从而给出了广义时空相对论与现有时空理论的内在联系与区别。

关键词:广义时空相对论 狭义相对论 光子的静止质量 红移 衰减机制 大爆炸模型 康普顿散射

一 问题的提出

自1905年爱因斯坦的狭义相对论问世以来,人们的时空观念开始发生了革命性的变化。因为,按照狭义相对论的时空观念:“同时性是相对的”。例如,一把刚性的尺子会因运动而收缩,一个标准时钟的走时率会因为运动而变慢。也就是说,“空间”和“时间”与物体的“运动状态”有关。由这种时空观念出发,对于同一个客观事件,处在不同位置上的观测者将会得出不同的观测结果,于是便有人相信:“时间和空间不是客观实在,而是人的直观形式”。——这正是康德(I. Kant)与马赫(E. Mach)的相对主义时空观。从狭义相对论出发,必然导致一系列的时空佯谬,诸如:双生子佯谬,超光速佯谬,EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)佯谬……;而从广义相对论出发,又必然导致“空间究竟是平坦的还是弯曲的”激烈争论,即导致几何佯谬。

诚如所知,就是这样一个时空理论,当代的主流派学者却众口一词地说:相对论是20世纪最伟大的学术成就;宇宙是有开端的;宇宙是大爆炸的产物;宇宙中不仅存在着连光线也无法逃逸的“黑洞”,而且存在着不停向外逃逸物质的“白洞”,连接黑洞与白洞的是一种看不见的“时空隧道”,即虫洞,这种虫洞联系着时间的过去与未来;我们的地球、太阳系、银河系等,并不是存在于三维的空间与一维的时间中不断地发展变化着,而是在十一维、甚至更高维的时空中卷曲地存在着;宇宙中的所有天体不是相对均匀地分布在无限大的时间和空间之中,而是分布在一个有限而无边界、且不断膨胀的“气球”之上;……。诸如此类的不断夸张、随心所欲的主观臆造,已经把现代物理学和宇宙学引入了不可知论的深渊,把原本正确的时空观念引入到相对主义的老路之上!

为此,我们必须本着科学的良知,认真对待爱因斯坦相对论的学术成就及其所存在的问题。在探索真理的道路上,一定要提倡实践论,反对任何形式的迷信与个人崇拜。承认狭义和广义相对论对于物理学的贡献、肯定爱因斯坦的学术成就固然重要,找出爱因斯坦相对论所存在的问题、并加以纠正更为重要!这样,只有这样,科学理论才能不断地完善与发展,人类社会才能不断地进步。

二 两种相对论的观念对比

1.狭义相对论的基本观念。爱因斯坦的相对论同牛顿力学一样,都是把“运动的钟与运动观测者”锁定在相对运动坐标系()的坐标原点()上、把“静止的钟与静止观测者”锁定在相对静止坐标系()的坐标原点()上,然后再去确定一个事件在运动中所历经的时间过程(即时间坐标)与空间距离(即空间坐标)。换言之,无论静止观测者还是运动观测者,都是站在超越一切时空范围的立场上,借助于自己的主观思维能力而不是实际测量过程,来认定一个运动事件的时间坐标和空间坐标。这就势必造成:把两个物体系统之间的相对运动演变成三个物体系统之间的相对运动。其中,一个物体系统是运动事件(或质点),另外两个物体系统分别是“运动系与运动观测者”、“静止系与静止观测者”,结果便形成以下三种情形:

1)运动事件(或质点)相对于静止系坐标原点的相对运动问题;

2)运动事件(或质点)相对于运动系坐标原点的相对运动问题;

3)运动系坐标原点相对于静止系坐标原点的相对运动问题。

正如所知,爱因斯坦是把相对论理解为:站在运动系()上的观测者与站在静止系()上的观测者,分别对于第三个物体系统(即运动事件或质点)作相对运动时,所经历时间过程()与()的相互比较,以及所形成空间距离()与()的相互比较,即坐标变换(见【1】第13~18页)。不难理解,这种情况类似于由“太阳”、“地球”和“月球”构成的物体系统。然而,这里的问题是,如果站在太阳上的观测者、用太阳上的钟(记做),站在地球上的观测者、用地球上的钟(记做),都能绝对同步地给出月球相对于它们的时间坐标()和(),那末地球上的时钟()与太阳的时钟()就必定具有绝对同时性(即),结果使问题又返回到伽利略(Galileo)变换之中。

须指出,如果仅从思想观念上来分析运动事件所经历的时间坐标,它们的确是同步的。但问题的关键是:单纯凭借着我们的思维能力来认定时间坐标的做法,在客观上等于承认相互作用的传递速度是无穷大、同时性是绝对的!我们之所以容忍牛顿力学的做法和思想观念,是因为牛顿力学事先就已经假设:“相互作用的传播速度是无穷大,同时性是绝对的”。——它的思维方法与它的逻辑前提是完全一致的!而爱因斯坦的相对论则不然,因为它的逻辑前提是:相互作用的传播速度是有限的(等于真空中的光速),同时性是相对的。在这一前提下,如果仍然采用牛顿力学的思想方法,那就势必违背了狭义相对论的基本前提——同时性是相对的——这一正确的时空观念(见【2】§10,第73~79页)。

2.广义时空相对论的基本观念。广义时空相对论首先强调了“操作原则”。也就是说:对于一个物理量的观测(或认定),总是离不开实际的测量过程。在实际测量中,又总是离不开观测者与被观测事件的相互接触。而相互接触只能有两种形式:一是直接接触(即站在运动事件之上);二是间接接触(即通过中间介质传递能量或信息),如果没有任何形式的接触根本无法实现对物理量的测量(即观测与定位)。在接触之中,传递信息的媒介只能是某种物质。当前,我们是以光子相对于光源的运动速度(c)作为传递相互作用的极限速度。不管用光子还是用其它物质作为媒介,只要是物质,其传递速度总是存在着极限。因而,对于离开运动事件的观测者而言,他在测量运动事件的时间坐标时,总会造成观测结果的滞后。(见【2】第71~72页)。

这里需要强调以下两点:第一,“空间”与“时间”是人们对于物质的存在形式运动过程的“普遍性”所赋予的定义,它们就如同“水果”和“动物”之类的概念一样,都是人们对于同类事物的普遍特征所赋予的抽象描述。换言之,“空间”与“时间”分别代表着物质的“存在形式”与“运动过程”的普遍性(即共性)。是共性就一定不是个性!就像我们不可以说“水果是酸的”那样,也不可以说“空间是弯曲的或平坦的”。毫无疑义,无论把空间说成是平坦的、还是弯曲的,都是把普遍性与特殊性并列,即把普遍性沦为特殊性;第二,相对论的物理内涵是:从不同角度出发的两个观测者,对于同一个运动事件(即时空起点和终点都相同的运动事件)所得不同观测结果之间的相互比较,即坐标变换。相反地,如果我们把两个具有不同时空起点与终点的运动事件人为地相互比较,那么,“就其为相关的事物的同一而言,是相等;就其为相关的事物的不同而言,是不相等。……而相等与不相等也应是在同一基础上的不同的方面或观点;(见【3】第251页)”。换言之,相互比较必须建立在同一个基础上,基础不同事物之间的相互比较并没有确切的物理意义。尤其值得指出:具有不同的时空起点和不同的时空终点的“运动事件”并不是对同一个事件的“不同观测”,它们之间的相互比较没有物理意义!!

必须指出,在相对论问题中,由“间隔相等”到“间隔不相等”是一个外在的发展过程。在运动起点处,观测者和时钟都绝对地重合,时空间隔绝对相等;而离开了运动起点,随着时间的推移,观测者与运动事件的相对位置在不停地改变着,因而观测结果及其所构成的“时空间隔”也将随之改变,从而产生了“观测结果不一致”的意见分歧。然而,观测位置的改变是主观的,并非是运动事件所历经的“时间过程”以及所移动的“空间距离”发生了客观的改变。鉴于测量过程的时间性,因而同时测量一个不同时呈现的运动过程是绝对不可能的事情!所以,《广义时空相对论》提出了一个全新的物理原理——客观性原理——客体具有不依赖于主体的客观内容。这既然是个物理原理,就不可能用数学方法或形式逻辑来加以证明,而只能用辩证逻辑去加以说明。

3.爱因斯坦相对论的主要错误。诚如所知,在两个具有不同时空起点的事件间进行坐标变换是狭义相对论的基本特征,在不同基础上的相互比较是狭义相对论的做法,认为“洛伦兹收缩”是“动力学效应”的观点是狭义相对论的重要结论;认为“空间是弯曲的”时空观念是广义相对论的基本特征。因此我们说:如果认为牛顿力学存在着不足的话,那只是因为它的前提条件——同时性是绝对的(或相互作用是超距的)——与客观事实不相符!相反地,虽然爱因斯坦相对论的前提假设——同时性是相对的——与物理事实相符,但是,他所使用的物理概念与物理原理却依然是建立在牛顿力学的基础之上,即建立在“绝对同时性”的观念之上,从而构成了狭义相对论的逻辑谬误。进而言之,狭义相对论的可悲之处就在于:用自身的概念错误与逻辑谬误去否定牛顿力学的某些不足!而广义相对论的荒谬之处就在于:把几何公理成立的前提条件错误地理解为空间本身具有几何性质。这里顺便指出:所谓的“洛伦兹收缩”,是“同时测量一个不同时地呈现在我们面前的运动过程”时,所发生的一种“非物理性的畸变”(即悖理的结论),而决是一种可供我们实际观测的“动力学效应”!!

三 两种相对论的坐标变换对比

在相对论问题中,位于点的运动观测者,可把间隔平方写成

(1)

而位于点的静止观测者,可以把间隔平方写成

(2)

其中,

1.狭义相对论认为运动观测者用笛卡儿坐标表示的运动事件相对于起点()的空间距离(即图1中的);静止观测者用笛卡儿坐标表示的运动事件相对于起点()的空间距离(即图1中的),,但,由此导出

(3)

其中,是运动观测者对于静止观测者的相对速度(即运动系对于静止系的相对速度),是静止系对于运动系的相对速度。狭义相对论的错误就在于:把这些具有不同时空起点和终点的坐标变量直接地加以比较。殊不知,具有不同基点的运动事件并非是同一个事件,建立在不同基点上的坐标变换——相互比较——已经违背了相互比较时所必须遵循的起码的逻辑原则!

2.广义时空相对论认为运动观测者表示的运动事件从起点()移动到终点()的空间距离(即图2的);静止观测者对同一个空间距离的描述(即图2的),显然。基于相互作用传播速度的有限性,应有。其中,代表点处的观测者收到同一运动信息所需的时间过程,显然。对于同一个运动事件,静止观测者得出的相对速度;而运动观测者得出的绝对速度。因为,所以。尽管,但这种不相等乃是由于观测位置的不同所造成的,这完全是主观原因。所以在客观性原理的基础上,我们勒令,从而实现了广义时空相对论的坐标变换,即

(4)

这里,虽然时间坐标的变换公式与狭义相对论的形式相同,但其物理意义是截然不同的。

须指出,一些学者往往对客观性原理的应用感到困惑,究其原因,多半是受形式逻辑“抽象同一性”的影响太深,或者对用辩证逻辑的“具体同一性”构造物理原理的做法缺乏认识。——这是需要转变思想观念的大问题!当然,在这个问题上,广义时空相对论并不是第一个“吃螃蟹”的人,因为微积分学的许多原理都是建立在辩证逻辑的基础上。正如恩格斯所说:“在高等数学中的几乎所有的证明,从微分学的最初的一些证明起,从初等数学的观点看来严格地说都是错误的。如果象在这里那样,要用形式逻辑去证明辩证法领域中所获得的结果,那末情况也不可能是另一个样子。(见【4】第175页)”。

3.两种类型相对论的要点对比。为了便于理解,这里把爱因斯坦的相对论(即狭义相对论与广义相对论)同广义时空相对论的基本要点归纳、整理,并列表对比如下(见表一):

表一

狭义相对论 广义相对论 广义时空相对论
空间是平坦的 空间是弯曲的 空间没有几何性质
空间和时间的可变性是真实的 空间和时间的可变性是真实的 空间和时间的可变性是相对的
空间与时间近似可分 空间与时间绝对不可分 空间与时间绝对可分

为绝对时间,是客观的。

为绝对时间,是客观的。

为相对时间(因其包含),为绝对时间,是客观的。

运动系与静止系完全独立,坐标变量之间没有共同起点 运动系与静止系并不完全独立,坐标变量之间没有共同起点。 运动系与静止系并非完全独立,但坐标变量之间必须具有共同的起点。
不同坐标系的度规可以不同 同一个坐标系的度规不同 不同坐标系的度规必须相同
以相对性原理与光速不变原理为前提,即以为条件,对时间变量和空间变量进行坐标变换。 以方程协变性为物理前提,对时空变量进行坐标变换,然后选出形式不变的物理方程。强调物理方程的协变性。 以客观性原理为物理前提,即以为条件,对时间变量和运动速度进行坐标变换。
站在位置A观看位置B的运动,同站在位置B观看位置A的运动及其相互比较,是同一个运动观测结果的比较。 虽然没有明确涉及到这个问题,但就坐标变换而言,本身就是两种不同场合下观测结果的比较。 站在位置A观看位置B的运动,同站在位置B观看位置A的运动及其相互比较,是两种不同运动观测结果的比较。

四 两种相对论的质能关系式对比

1.狭义相对论的质能关系式。狭义相对论得出

(5)

这里,因为爱因斯坦假设了光子的静止质量等于零,所以得出

(6)

2.广义时空相对论的质能关系式。基于广义时空相对论的坐标变换公式,经过一定的数学推导(见【2】第138~142页),得出广义时空相对论的质能关系式

(7)

其中,是光子的相对静止质量,对应着轨道电子在高能级上的情态。

时,即坐标系趋近于重合时,上式化为

(8)

——这就是爱因斯坦质能公式的合理内核。

时,即运动事件相对于运动起点()以光速运动时,则有

(9)

——这就是光子相对于光源运动时所具有的总能量。

把式(7)按幂级数展开得

+…) (10)

通常,取二阶近似则有

(11)

——上式表明,物体的总能量包括两部分:其静能部分由狭义相对论描述,动能部分由牛顿力学描述。

五 广义时空相对论的应用

1.光子静止质量的计算公式。由(9)式看到,当时有

(12)

实验证明,光子的能量。——因为这个观测结果本身并没有受到时空的“相对论效应”的影响,所以它实实在在地反映了“光子的总能量”,因此,我们令,从而得出

(13)

为普朗克(Planck)常数,是光波的频率(Hz)。再令克·秒),将其代入式(13)之中,则有

(14)

——这就是由广义时空相对论导出的关于光子静止质量的计算公式(见【2】第142~146页)。

已知可见光的频率范围在赫兹(Hertz),由此得出可见光的相对静止质量约为克。此外,应用(14)式,并根据牛顿力学和开普勒定律,可以算出光子通过太阳附近引力场时的偏转角度为。这一计算值与近年来的观测结果()十分吻合。由此,不仅证明(14)式本身的正确性,而且证明光子具有内部结构。正因为光子有内部结构,所以它在广袤宇宙中传播时,其能量将产生量子化的衰减,从而造成频率下降,即光谱的红移。——这一结论的重要意义在于:不仅否定了多普勒效应引起红移的现代解释,而且否定了大爆炸模型的宇宙生成论(见【2】第195~199页)。另外,我们最近又把这一结论应用于真空动力学的研究之中,已经取得了某些突破性的进展。

2.对康普顿散射公式的理论证明。康普顿散射是利用光子去撞击电子的同时,观测光线的偏转现象。按照狭义相对论,只有假设电子的相对论质量为横向质量时,才能导出下述(15)式的散射公式(见【5】第224~225页)。然而在康普顿散射中,碰撞前电子是静止的,在碰撞中光子把部分动量传给了电子,从而使电子产生运动。因为电子的运动方向总是与其所获得动量的方向一致,所以此时此刻电子的相对论质量理应是它的纵向质量而不是它的横向质量(见【1】第31~32页)。由此而论,现行的教科书用电子的横向质量来推导康普顿散射公式的做法本身是值得怀疑的!

就康普顿散射而言,碰撞后电子的运动速度一般都远小于光速(),电子质量的相对论效应十分有限,因此我们可以近似地忽略电子质量的相对论效应。于是,把碰撞后电子的质量用它的静止质量代入,借助于广义时空相对论的质能关系式和动量关系式、并根据能量守恒和动量守恒定律,经过数学推导(从略),就可以精确地得出康普顿散射现象的计算公式。这里取,由此得出

(15)

这一结果不仅与康普顿散射公式完全一致,而且推导中没有掺杂任何主观臆断的前提假设。这说明广义时空相对论比爱因斯坦的狭义相对论更实用,在解决相同的物理问题时,更符合逻辑。

六 广义时空相对论与牛顿力学和爱因斯坦相对论的比较

广义时空相对论与牛顿力学以及爱因斯坦的相对论不仅在概念上存在着一些根本的区别,而且在逻辑上和认识论上同样存在着一些根本的区别。就概念而言,广义时空相对论认为“相对论”的概念是:站在不同位置上的观测者,对于运动的时间和空间起点与终点均相同的客观事件所得的不同观测结果的相互比较,事件本身是客观的,观测结果的不同则是主观的,并非是事件本身在运动中发生了本质上的改变;就逻辑性而言,广义时空相对论强调的是:相互作用的传播速度本身是有限的。我们之所以在这里用到了光速,仅仅是因为目前已经证实传递信息的最快速度等于真空中的光速,如果将来发现在客观上存在着比光速更快的物质媒介可用于传递相互作用,那么,我们便可以利用这种新的物质作为传递相互作用的媒介。诚如所知,两地之间不借助于物质接触而传递运动的观点——同时性是绝对的——是牛顿力学的前提假设,然而这一前提假设并不符合客观实际,——这正是牛顿力学的不足指出!相反地,尽管爱因斯坦相对论的前提假设——同时性是相对的——符合客观实际,但是在爱因斯坦的相对论中,所使用的相对速度、相对性原理、光速不变原理等物理概念和物理原理,却都是建立在牛顿力学“超距作用”的基本假设之上,因此我们说:爱因斯坦的相对论存在着逻辑谬误;就认识论而言,“空间”和“时间”这两个概念乃是人们对于物质“存在形式”和“运动过程”的普遍性特征(即共性特征)所赋予抽象描述(即表象),因而这两个概念已经不再具有类似于“平坦”或“弯曲”之类的“几何特征”。所以,无论认为空间是“弯曲的”还是“平坦的”的观点,同样都是犯了认识论上的错误,即同样是把事物的“普遍性”沦为“特殊性”。这就如同把“水果”说成“是酸的”、或者“是甜的”,把“动物”说成“是长毛的”、或者“是长鳞的”;把“人”说成“是黄色的”或者“是白色的一样……;还有,就观测结果的相互比较而言,站在此处看彼处和站在彼处看此处,二者的时空起点并不相同,它们之间的相互比较已经违背了相互比较的基本原则,因此我们又说,爱因斯坦的相对论存在着认识论上的错误。为明确起见,这里归纳汇总列表比较如下(见表二):

表二

区别

具体内容

各种时空理论在概念和原理、逻辑性以及认识论上的对比
狭义相对论 广义相对论 牛顿力学 广义时空相对论【注1】

关于空间的哲学概念

空间不是客观存在,而是人的直观形式。——这是康德和马赫的“相对主义”的时空观念。——观念错误。【注2 空间不是客观存在,而是人的直观形式。——这是康德和马赫的“相对主义”的时空观念。——观念错误。

【注2

空间的存在是绝对客观的,与物质的存在没有任何关系。——这是牛顿的“绝对主义”时空观念。——观念错误。【注3 空间是人们对物质存在形式的普遍性特征所赋予的表象,即抽象描述。——这是恩格斯的“辩证唯物主义”的时空观念。

关于时间的哲学概念

时间不是客观存在,而是人的直观形式。——这是康德和马赫的“相对主义”时空观念。——观念错误。

【注2

时间不是客观存在,而是人的直观形式。——这是康德和马赫的“相对主义”时空观念。——观念错误。

【注2

时间的存在是绝对客观的,与物质的运动没有任何关系。——这是牛顿的“绝对主义”的时空观念。——观念错误。【注3 时间是人们对物质运动过程的普遍性特征所赋予的表象,即抽象描述。——这是恩格斯的“辩证唯物主义”的时空观念。

关于狭义相对论与广义相对论的物理概念

两个具有不同时空坐标起点和终点的相对运动坐标系之间时空坐标变量的相互比较。——这是不同客观事件间的相互比较,不符合相互比较的原则,物理概念是错误的。 在两个不同坐标系时空变量的坐标变换(相互比较)中,寻找形式不变的引力方程。——这是不同客观事件之间的相互比较,不符合相互比较的原则,物理概念是错误的。

不适用

不同的观测者,对时空起点和终点都相同的同一个客观事件两种不同观测结果之间的相互比较(坐标变换)——符合相互比较的基本原则,物理概念本身也是正确的

关于相对速度的物理概念

只利用了相对速度这一概念。而这个概念建立在人类头脑思维能力具有瞬时性的基础之上,它等于承认:相互作用的传播速度为无穷大。——逻辑上是谬误的。 只利用了相对速度这一概念。而这个概念建立在人类头脑思维能力具有瞬时性的基础之上,它等于承认:相互作用的传播速度为无穷大。——逻辑上是谬误的。 只利用了相对速度这一概念。而这个概念建立在人类头脑思维能力具有瞬时性的基础之上,它等于承认:相互作用的传播速度为无穷大。——逻辑上是自洽的 既利用了相对速度这一概念,也提出了绝对速度的概念。这两个概念的并列确保了:在同时性是相对的前提之下,关于速度定义本身的合理性。——逻辑上是自洽的。

关于绝对速度的物理概念

在同时性是相对的前提下,没有给出绝对速度的定义。——逻辑上是不自洽的,即谬误的。 在同时性是相对的前提下,没有给出绝对速度的定义。——逻辑上是不自洽的,即谬误的。 在同时性是绝对的前提下,没有给出绝对速度的定义。——逻辑上是自洽的,允许的 在同时性是相对的前提条件下,给出了绝对速度的定义。——逻辑上是自洽的,合理的

光速不变原理

在同时性是相对的前提下,提出了光速不变原理。——逻辑上是不自洽的,谬误的。 在同时性是相对的前提下,提出了光速不变原理。——逻辑上是不自洽的,谬误的。

不适用

在同时性是相对的前提下,否定了“光的相对速度不变”这一结论。——逻辑上是自洽的。

相对性原理(狭义相对性原理)

相对性原理并不是建立在“光速有限性和同时性是相对的”这一物理事实的基础之上。——逻辑上是不自洽的、谬误的。

不适用

相对性原理是建立在“人的思维速度为无穷大、同时性是瞬时的”这一前提假设下。——尽管前提错误,但逻辑上是自洽的。 以同时性是相对的这一物理事实为根据,否定了“狭义相对性原理”本身的正确性。——逻辑上是自洽的、合理的。

间隔相等(洛伦兹条件)

客观性原理

间隔相等(洛伦兹条件)与同时性是相对的物理事实(即逻辑前提)是自相矛盾的。——逻辑上不自洽。

不适用

不适用

客观性原理和同时性是相对的这一物理事实(即逻辑前提)在客观上是一致的。——逻辑上是自洽的。

时间与空间,这二者究竟是否相互独立? 认为时间和空间近似地可分。——在认识论上是不正确的。 认为时间和空间绝对不可分。——在认识论上是不正确的。 认为时间和空间是绝对相互独立的。——在认识论上是正确的。 认为时间和空间是绝对相互独立的。——在认识论上是正确的。
同时性究竟是相对的还是绝对的? 相互作用是接触的,传播速度是有限的,同时性是相对的。——在认识论上,是正确的。 相互作用是接触的,传播速度是有限的,同时性是相对的。——在认识论上,是正确的。 相互作用是超距的,传播速度是瞬时的,同时性是绝对的。——在认识论上,是错误的。 相互作用是接触的,传播速度是有限的,同时性是相对的。——在认识论上,是正确的。
站在A处观测B的运动,与站在B处观测A的运动,究竟是不是站在不同位置上观测同一个运动事件? 站在A处观测B的运动与站在B处观测A的运动,是对同一个运动事件的不同观测。——基于理论本身的前提条件,在认识上是错误的。 站在A处观测B的运动与站在B处观测A的运动,是对同一个运动事件的不同观测。——基于理论本身的前提条件,在认识上是错误的。 站在A处观测B的运动与站在B处观测A的运动,是对同一个运动事件的不同观测。——基于理论本身的前提条件,在认识论上是允许的。 站在A处观测B的运动与站在B处观测A的运动,不是对同一个运动事件的不同观测。——基于理论本身的前提条件,在认识论上是正确。
时空是否具有几何性质?以及等效原理(广义相对性原理)的适用性?【注4 时空在小范围上是平直的,而在大范围上是弯曲的。——在认识论上,犯了“把普遍性(共性)沦为特殊性”错误。 时空是负曲率的。引力方程在负曲率时空上是协变的。——在认识论上,犯了“把普遍性(共性)沦为特殊性”错误。 时空是绝对平直的,绝对不可能是弯曲的。——在认识论上,犯了“把普遍性(共性)沦为特殊性”错误。 时空本身没有任何形式的几何性质。引力方程的理论结果只是一种相对性的观测结果。——在认识论上是正确的。

【注1】:参见《广义时空相对论》,夏烆光著,北京 人民交通出版社,2003年1月第一版。

【注2】:爱因斯坦认为:空间和时间是一个统一的四维时空整体,并不存在绝对的空间和绝对的时间。

【注3】:牛顿认为:时间和空间与运动着的物质相互脱离的、并且是绝对独立的客观存在。

【注4】:爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理,即物理定律的形式在一切参考系中的数

学形式应该是不变的,或者说,是协变的。

七 结 论

总之,这里一方面指明了牛顿力学的不足之处,另一方面指明了爱因斯坦相对论的逻辑谬误与概念错误。而广义时空相对论,是在纠正了爱因斯坦相对论的逻辑谬误和概念错误的基础上,建立起来的一个全新的时空理论。理论证明,当且仅当物体的运动速度远小于光速时,狭义相对论才近似的正确。因此,从狭义相对论出发,不可能不导致各种悖理的结论出现。

广义时空相对论的重要成就之一是:证明了光子具有不等于零的相对静止质量和内部结构。基于这一结论我们可以断言:恒星系光谱红移的真正原因是来自于光子传播过程中的量子化衰减,即光子传播过程中存在的老化现象。这一结论的重要意义在于:从根本上否认了大爆炸模型的宇宙生成论。

通过实际应用表明,广义时空相对论不仅可以解决爱因斯坦的相对论已经解决的物理问题,而且可以解决爱因斯坦相对论根本无法解决的物理问题。所以说,广义时空相对论是一个比爱因斯坦相对论在观念上更为正确、在逻辑上更为合理、在应用上更为广泛的全新的时空理论。

参考文献

[1] [苏]Л.Д.朗道、Е.М.栗弗席兹著,任朗、袁炳南译,《场论》,北京人民教育出版社,1958年8月。

[2] 夏烆光著,《广义时空相对论》,北京,人民交通出版社出版,2003年1月。

[3] [德]黑格尔著,贺麟译,《小逻辑》,北京:商务印书馆,1980年7月第二版。

[4] 《马克思恩格斯选集》第三卷,北京:人民出版社,1950年7月。

[5] 徐道龙等编著,《物理学词典》,北京:科学出版社,2004年5月。

The contrast between the generalized time-space theories of relativity

and the existent time-space theory

(Author: Xia Xingguang,Senior engineer of China classification society,

Doyen adviser of Jinxing group. Hongkong ltd.)

(Email address: xgxia2007@sina.com http://sea3000.net/name

Abstract: This text departs from analyzing the logic solecism and the concept mistake of Einstein theory firstly, to introduce the generalized time-space theory of relativity summarily, and via the contrast the transform formulae between Einstein theories with generalized time-space theory of relativity, to the point introduced the hypostases difference between the two kinds of the theory of relativity. Thereafter, to discuss the count formula of photon’s quiescence mass and application using the theoretic results of the generalized time-space theory of relativity. Herein the account numerical value is consistent completely with chronometer observation results, is not only validate the correctness of count formula of photon’s quiescence mass, but to testify that the photon’s attenuation during the transmit course cause the red shift of fixed star spectrum, thereby to overthrow the theory of universe cause about the big bulge model. Afterward we discuss Compton scattering phenomena and proving that the generalized time-space theory of relativity is more exactitude than Einstein theory ulteriorly. For definitude, in the last part of this text we have summarized the differences in facet about the physics concept and physics principle, logicality and epistemology; sequentially indicate the internal relation and differences between Einstein theories with generalized time-space theory of relativity.

Key words: generalized time-space theory of relativity, Einstein theory, photon’s quiescence mass, photons’ stationary mass, red shift, photon’s attenuation, big bulge model, Compton scattering