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狭义相对论是思维进入误区的结果(一)

杨升山 (mzhyss@126.com) 上传2007.04 浏览191


一 发现问题

从前,我并不懂什么叫“狭义相对论”。虽然大学教科书已经把狭义相对论列为教材了,学习时也是存有疑问的.(如物体在运动的方向上被压缩,其它方向却不跟着变.)只听说“狭义相对论”是物理学的最新科学理论。工作后,接触到需用狭义相对论解决的问题,一知半解是不行的.我是热爱真理的,下决心要学好“狭义相对论”。七九年张元仲教授著的《“狭义相对论”实验基础》一书问世,同时也出版了许多纪念爱因斯坦的文章。阅读了这些文章后,使我疑问大增。但对一个举世公认的科学理论,要否定它还需要做大量工作。为此我详细阅读了《爱因斯坦文集》中文版,同时也阅读了能找到的介绍“狭义相对论”的书籍,更加坚定了我的看法:“狭义相对论”已成阻碍物理科学前进的理论,必须推翻

比如有一事例:敌我双方处于交战状态,双方都派出最机敏可靠的情报人员收集敌方的各种情报,同时加强自己的防御力量。

我们的情报人员探得敌人有一种导弹,有自动引爆装置。最大引爆时间是从发射时开始计算的,也就是知道了这种导弹的固有寿命。我们的情报人员用科学的方法报告了这种导弹的飞行速度,计算着这种导弹在途中就会自毁,对我方不会造成伤害。战斗发生后,结果这种导弹都落在了我们的阵地上,造成了极大的损失。这无疑是一次大事故。

处理事故是需要调查的。

调查的结果表明,我方雷达部队使用的是最先进的设备,并且多部雷达测得结果是一致的,不存在责任事故。我方情报人员当时恰巧就在敌方阵地上,虽无力阻止敌人发射这种导弹,但校对了情报数据,与原来情报完全一致。那么问题出在哪里呢?

用“狭义相对论”可以解释这种现象, 那就是“由于此种导弹的飞行速度高,它把敌我之间的距离缩短了”(依据长度收缩效应)。也可以这样解释,那就是“由于此种导弹的飞行速度高,它使自身的固有寿命延长了”(依据时间膨胀效应)。毫无疑问,按照这样的说法,这种事故是这种导弹的自身特性,那么我们只能挨打吗?难道不可能是雷达部队测量的误差?如果是测量误差, 那又是为什么会造成这种测量误差呢?为什么一种理论又会有两种完全不同的解释呢?为什么导弹把敌我之间的距离缩短了, 自身为什么不变?为什么导弹把它的固有寿命延长了, 我们测得发射到自毁的时间又改变呢?

上述事例,并非我有意编造。只要把张元仲教授的“宇宙线中的μ介子”看成敌方发射的导弹就行了。

附录《宇宙线中的μ介子》            抄录

μ介子首先是在宇宙线中发现的,使飞行的μ介子停在吸收体内,然后测量μ衰变过程μ-eν放出的电子 (v是中微子, 是反中微子) 。得到的静止μ介子的固有寿命是τ=2.2×10-6秒。

宇宙线中的μ介子,一般是在高空大气层 (约10-20公里的高空) 中由初级宇宙线与原子核相互作用产生的π介子衰变(μ-eν) 而来的。这些μ介子在很大一部分能够到达海平面。这就是说,μ介子的平均自由程至少也要几十公里。但是如果这些飞行μ介子以光速c运动,它们在衰变前走过的平均路程也只有 cτ=660米,所以这与大部分μ介子能够达到海平面这一事实是相矛盾的。要解决这种矛盾,要么认为运动μ介子的衰变寿命比固有寿命增长了  倍,要么猜想μ介子是以超光速 v运动的。基本粒子的各种实验还没有确定有超光速的粒子存在。例如1955年,chamberlam等人测量了动量为1.19Gev/c的π介子和反质子走过40英尺的距离所用的时间,测得π介子的飞行时间是38×10-9秒,反质子的飞行时间是51×10-9秒,如果用 “狭义相对论” 的动量公式  =1.19Gev/c算出速度v ,那么相应的飞行时间( 40英尺/v )与实验测得的相符合。因此,人们一般认为高空中μ介子的速度小于光速,而平均寿命则比固有寿命增长了倍。当然对于宇宙线μ介子能够到达海平面,也可以等价的用长度收缩效应来解释。即在约20公里高空产生的μ介子,对于与μ介子一起运动的观察者来说,其寿命就是固有寿命,但是到海平面的距离则比20公里缩短了倍。(原文抄录)

张元仲教授在书中的说法也很客观: 可以用平均寿命比固有寿命增长了。当然,对于宇宙线中的μ介子能够到达海平面,也可以等价地用长度收缩效应来解释.

战争武器发展很快,如果我们真遇到这种情况,该怎样去对付呢?难道只能挨打吗?!

再看看狭义相对论中的矛和盾.

狭义相对论自创立以来,不断引起争议,我认为原因是理论中同时有矛和盾。矛就是时间膨胀和空间缩短,盾就是光速不变。用“时间膨胀”或用“空间缩短”,不能用来解释光子(光波)。

测量光速使用的方法不能用来测量其它粒子,这就很不合理。不信大家可以把光速代入“时间膨胀”或“空间缩短”式子试一试。这也是爱因斯坦的困扰,他用加减宇宙项来解决过·

再说,时间变慢了,计时的时钟也要变慢,计量结果不应改变呀!

长度缩短了,计量用的尺子也要缩短,计量结果也不应变呀!

我们测量物体运动时,并不能与被测量的物体交流,因为大多数被策物体都是没有生命的,它们没有也不可能对我们的测量进行协助,我们为什么要用我们手中的尺,却要用被测物体的钟? 或者说:我们为什么要用我们手中的钟,却要用被测物体的尺呢?

黄志洵教授说:2005年6月,英国的J.Dunning-Davies教授曾说过一段很有意思的话:“在20世纪末,许多人仍象对待圣物那样盲目相信由相对论推出的任何结果。他们忘记了所有理论都是人为的,而宇宙却不是人造的。任何理论或模型,只不过是微不足道的人类智力作出的某种解释。但许多人如此深信某个理论的正确,而知名权威们竟不惜代价地阻止任何人对这些理论提出任何问题。Dingle(对相对论)的忧虑至今被隐藏起来,Thornhill对狭义相对论(SR)的有效性的怀疑难见天日。……实际上,主流物理学并非如大多数人所以为的那样坚实与无懈可击。”对他的这些话,我深表赞同.

今年被称为爱因斯坦年,形成学习狭义相对论的热潮,我有幸得到北京广播学院(现名中国传媒大学)的黄志洵教授的书。书名为:《超光速研究的理论与实验》,对狭义相对论的分析比较系统,对超光速的研究也很投入。

狭义相对论是A.爱因斯坦创立的理论,主要内容是依据两个公设与一个变换。

一个变换是洛仑兹变换:

不同惯性系之间的变换必须是loretz变换。

两个公设是:

㈠相对性原理:

就是:物理定律在一切惯性系中都相同。

㈡与光速不变原理:

就是:光在真空中总有确定速度,与观察者或光源的运动无关。

从而有四个推论和三个关系式:

四个推论:

⑴运动的尺变短;⑵运动的钟变慢;⑶光子的静质量为零;⑷物质不可能超过光速

三个关系式:

⑴速度合成公式;⑵质量速度公式;⑶质能关系式。

我认为,狭义相对论并不是科学理论,请看下面的问题:
同类的问题为什么不能用同样的解释法?
    例一:乌鲁木齐市有一肾外伤病人,已经出现尿中毒症状,急需透析或换肾,否则最多再活12小时,经上网查询,坐火车从乌鲁木齐到上海最快也要47小时,他乘火车肯定会死在半路上,请求空军部队支援后,他的病得到及时救治。对于他来说,,可以说空军部队把乌鲁木齐与上海的距离拉近了;也可以说,空军部队延长了他的生命,人们都说飞机比火车快。
    例二:离地表20公里的高空产生的μ介子,固有寿命仅2.2微秒,即使它依光速运动,最多也只能走660米,事实上它能跑到地面上,狭义相对论解释说,它把自己的寿命延长了,或者说它把这段距离缩短了,人们为什么不能说它的速度比光速快?
对于病人,至于抢救后的生命延续,我并没有考虑在内,我只考虑从乌鲁木齐市到上海这段行程。他们都有有限的寿命,都行走了一段距离,都可以用两种速度计算,为什么不是同类问题?我想问一问,狭义相对论是不是错了?
    狭义相对论把超过光速的运动物体都说成是速度不超过光速,就像把飞机的速度说成是没有火车快一样,同样能解释许多问题,可是这些解释都是似是而非的。狭义相对论说的(时延与尺缩)效应,都只有运动物体自己感觉到,对周围环境没有影响就是证明。再说空间与量杆是同时缩短的,量度的数据也不变呀!高空中的μ介子从20公里外能跑到地面,只用。2.2微秒时间这个事实,说明它就是超光速运动物体。
现代,对于基本粒子的研究,大多采用“速度选择仪”测定速度,测量高能粒子的速度选择仪从未测到过超光速粒子,我认为是仪器测量发生了误差,,只要把“速度选择仪”测得的速度V测代 入,求得,就可得到基本粒子的真实速度了。求出真实速度V实所谓质量变化,长度变化,时间变化都不存实系在了。经典力学就可应用了。
如果硬要说超光速运动的物体的运动速度低于光速,那和硬说飞机的速度没有火车快有什么两样?

如科普著作《物理世界奇遇记》中说:“究竟是我们骑得快,还是街道变得短,这又有什么不同吗?我需要跑过十个交叉路口才能到达邮局,如果蹬得快一点,街道也就会变得短一些,而我们也就到得早一些。瞧,我们事实上已经到了。”实际上,这种说法就是要求能够解释过去就行了,至于是不是科学的解释,那是用不着去关心的。在自然科学的新发现冲击物理学经典理论的浪涛中,许多科学家满足于能够解释自然现象,“狭义相对论”的产生正好迎合了这种思潮。

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