赵常德网站

关于洛伦兹变换(3)

爱因斯坦的错误后继有人

北京相对论研究联谊会会员

电子科技大学 退休教师

赵常德

http://blog.sina.com.cn/zhaochangde

摘要: 在国内工科院校影响很大的程守洙、江之永主编的《普通物理学》中，关于洛伦兹坐标变换式的推导是错误的。其所犯错误与爱因斯坦所犯的逻辑错误和数学错误一样。也是将零作为除数，也是将同一数学符号所表述的三个不同的概念混为一谈，违背了同一律。

关键字：“洛伦兹变换” 爱因斯坦 同一律 数学基本运算规则

众所周知，由程守洙、江之永主编的《普通物理学》，对我国理工科院校影响很大，时间也很长。1964年我院（成都电讯工程学院）就将其作为大学物理课程的教材。当时我教这门课，就用的是这个教材。教材中关于洛伦兹变换式的推导，直到1997年出的第五版都没有改变。文革后，各工科院校又各自编了不少教材，大体都受到这套《普通物理学》的影响，对“洛伦兹变换”的推导，也都缘于此。比如：南京工学院等七所工程院校编的《物理学》；1993年1月出版的成都电讯工程学院《大学物理》教材。

对此“推导”，现剖析如下。“为了推导洛伦兹坐标变换，我们采用图5-2中的 和 两个惯性坐标系。”

图5-2

“为了不使我们的时空坐标系原点的选择与其他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 时转化为伽利略变换”。

剖析：伽利略变换是力学的相对性原理：“一切彼此作均速直线运动的惯性系，对于描写运动的力学规律来说，是完全等价的，并不存在任何一个比其它惯性系更为优越的惯性系。”的数学形式。在笛卡尔直角坐标系中，按上图有伽利略变换式：

静系的观测者（在原点处），在时刻测得坐标为，则动系的观测者（在原点处）测得： , , ,

动系的观测者在时刻测得坐标为，则静系中的观测者测得：

, , ,

我们知道伽利略变换所表述的时空观是承认绝对空间、绝对时间、有绝对静止的以太和绝对惯性系存在的时空观，即绝对时空观。其公式中的速度是指相对于静止以太的绝对速度。这些都是与相对论的时空观根本对立的，怎么可能当，相对论的时空观就变成了绝对时空观呢？绝对速度怎么又会变成相对论中的相对速度了呢？这无论从物理概念和数学符号的内涵，或是从哲学观点和逻辑观点上都说不通。但是拥护相对论的人们都经常以此谬论来忽悠学生，还很“自豪”的认为这是证明自已正确的论据。实际上恰恰相反，这只能说明，按照绝对时空观，相对论中的这两个“惯性系”并不平权。相对于静止以太不动的系是优于系的。相对论所认为的地球绕太阳的运动和太阳以及众星绕地球的运动都可以解释成相对运动，因此地球坐标系和太阳坐标系是平权的说法，显然是错误的。如果平权，远处的星星的速度将远远大于光速；顺水小舟上的观测者决不会认为河岸在向上游作真实的运动。

“据此，我们参考伽利略变换

而写出如下变换：

————（1）

根据狭义相对论的相对性原理，和是等价的，上面两个等式的形式就应该相同（除正负符号外），所以两式中的比例常数和应该相等，即有

这样 ————（2）”

剖析：我们先来看一看的物理意义： 系观测者在时刻观测到的事件发生地点为，而为系观测者在同一时刻所观测到的坐标值。这对中的任何一点都应该适用。现在我们设系观测者在点即的点，在时，观测到处发生一个事件，这样有，这时因时两原点重合故有，则；同理，设系的观测者在点（处），系点的观测者有因为公式，对系中的任何一点也应该适用。因此要这两个式子中，只能是，将零作为了除数，犯下数学初级运算错误。

“为了获得确定的变换法则，必须求出常数。根据光速不变原理，假设光信号在和重合的瞬时就由重合点沿轴前进，那么在任一瞬时（由坐标系量度是），光信号到达点的坐标对两个坐标系来说，分别是 ， ——（3）

把式（1）和式（2）相乘，再把式（3）代入得：

由此求得： ”

剖析：1） （1）式和（2）式是不可以相乘的。因为（1）式中的是因变量（由和决定），而（2）式中的是自变量，可以任意赋值；两式中的也如此。因此两式中的或具有不同的含意，且概念完全不同，如何能够相乘；

2） 和中的和分别代表的是系和系中平面光波波前的位置，分别由和决定。因此这里的，或者，与（1）式和（2）式中的，和，无论从数学意义上（自变量、因变量）或是从物理概念上都完全不相同。显然如果再将（3）式代入，既偷换了概念，又将自变量和因变量混为一谈，违反了逻辑学中的同一律。或所代表的波前某一时刻确定的位置，肯定是不能用（1）式或（2）式中在轴或轴上任意一点（即变量）来替换的。这样就没有理由认为一定等于。因此最后得到的公式是错误的，这个“证明”当然就是无效的，最后这个公式也是不成立的。

我们必须清醒的认识到，含有不同物理概念的数学定义的物理量虽然用了同一个数学符号，相互之间是不可以任意加、减、乘、除的。

参考文献

1） 程守洙 江之永 主编 胡盘新 汤毓骏 宋开欣 修订《普通物理学》（第五版）高等教育出版社 2003年4月 第13次印刷 第229页~第235页

2） 南京工学院等七所工科院校编 《物理学下册》 人民教育出版社 1978年 第251页~第254页

3） 张涛 袁心平 谢兴盛 编 《大学物理教程上册》 电子科技大学出版社 1997年11月 第184页~第185页

回到总库 回作者专栏