19 9 4要求無特殊參考係的「相對性原理」與「相對時空」矛盾

2022-05-02 17:24:02 字數 4612 閱讀 1292

19.9.4要求無特殊參考係的「相對性原理」與「相對時空」矛盾

但以理(中國)物理研究院葉建敏溫州

(daniel abraham)325000

目的:通過**直接從理論定性與物理定量上證明了「相對性原理」要求「物體運動速度值的上限為無窮大」才無特殊參考係的本質,要求無特殊參考係的「相對性原理」僅在「絕對時空」裡自洽、而與要求速度有上限的「相對時空」矛盾;給出了「物體運動速度值有上限」就必然有特殊參考係的證明過程,並對「絕對時空」、「閔時空」、「物理時空」的區別與時空的一般化理論及各自協變形式的本質區別做了分析。

關鍵詞:伽利略相對性原理、狹義相對性原理、廣義相對性原理、光速不變現象、光速不變假設、絕對時空、閔時空、物理時空、伽利略變換、愛因斯坦變換、洛倫茲變換、日心說、等效假設、m-m實驗、穆斯保爾效應、

引言:說「狹義相對性原理」是「運動規律在所有慣性系裡都有相同的形式」,一般的物理專業大學生都知道,因為教科書上就這麼說的;而說「狹義相對性原理」是要求無特殊參考係的,就只有讀書認真的學生才知道了。若問「狹義相對性原理」與加速度有關嗎?

大學物理老師都要想上半天了;再問「狹義相對性原理」與速度上限有關嗎?各國科學院的理論物理院士都茫然了。

一、物體運動速度值有上限的「相對時空」裡必然存在一特殊參考係

1.1「絕對時空」與「相對時空」裡有各自的「運動規律在所有慣性系裡都有相同的形式」

教科書上只說愛因斯坦發展了「伽利略相對性原理」為「狹義相對性原理」,使其不但在經典牛頓力學中適用,還在電磁場、萬有引力場中同樣適用。

但問題就來了。經典牛頓力學是屬於「絕對時空」的,「伽利略相對性原理」在「絕對時空」裡自洽;而電磁場、萬有引力場物理是屬於「相對時空」的,哪有乙個理論不但能適用於「絕對時空」裡的經典力學而要求速度上限無窮大、無特殊參考係,還能適用「相對時空」裡的電磁學與萬有引力場學而要求速度有上限、無特殊參考係的。

因此,「狹義相對性原理」要麼僅在「絕對時空」裡適用,要麼僅在「相對時空」裡適用;它根本就不是「伽利略相對性原理」的公升級版,而是乙個新理論。

「絕對時空」與「相對時空」裡都有各自的「運動規律在所有慣性系裡都有相同的形式」, 「伽利略相對性原理」是「絕對時空」裡的「運動規律在所有慣性系裡都有相同的形式」,所以, 「狹義相對性原理」或許可能是「相對時空」裡的「運動規律在所有慣性系裡都有相同的形式」,而不能說「狹義相對性原理」是「伽利略相對性原理」的公升級版。

所以,與其說愛因斯坦發展了「伽利略相對性原理」使之成為在「絕對時空」的經典力學與「相對時空」的電磁學中都適用的「狹義相對性原理」,還不如說愛因斯坦把乙個要求無特殊參考係的新假設帶進了「相對時空」並稱之為「狹義相對性原理」。

這個問題解決了,那麼有關「狹義相對性原理」要求無特殊參考係是否正確的,同樣需要解決;因為「絕對時空」裡的「伽利略相對性原理」是要求無特殊參考係的,而先前錯誤地認為「狹義相對性原理」是「伽利略相對性原理」的公升級版,所以「狹義相對性原理」想當然的同樣要求無特殊參考係了。

而現在已經證明「狹義相對性原理」不是「伽利略相對性原理」的公升級版,所以要重新思考 「狹義相對性原理」是不是要求無特殊參考係的、以及「狹義相對性原理」與「愛因斯坦變換」哪個才是「相對時空」裡的「運動規律在所有慣性系裡都有相同的形式」。

若「狹義相對性原理」要求無特殊參考係是正確的,那它僅僅是「愛因斯坦變換」的一部分而已,而不是「相對時空」裡的「運動規律在所有慣性系裡都有相同的形式」;因為「愛因斯坦變換」才是「相對時空」裡的「運動規律在所有慣性系裡都有相同的形式」。

若「狹義相對性原理」要求無特殊參考係是錯誤的,即「相對時空」必有特殊參考係,那由它參與構建的「閔時空」與「愛因斯坦變換」就同樣錯誤,「相對時空」必有另一正確的含有特殊參考係的表示式;而要求無特殊參考係的「狹義相對性原理」就只能在「絕對時空」裡成立,否則就沒有討論它的必要。

1.2 物體運動速度值有上限的「相對時空」裡必然存在一特殊參考係

「伽利略相對性原理」是「絕對時空」裡的「運動規律在所有慣性系裡都有相同的形式」,因「絕對時空」裡的速度上限為無窮大,所以「伽利略相對性原理」的數學式就是「伽利略變換」、兩者等價;因此,兩者構建的數學時空都是「絕對時空」,那麼「伽利略相對性原理」、「伽利略變換」、「絕對時空」三者在數理上等價,都要求無特殊參考係。

所以,要求速度的上限為無窮大的「伽利略相對性原理」、「伽利略變換」、「絕對時空」都要求無特殊參考係,它們之所以都要求無特殊參考係是因為它們都要求速度的上限為無窮大;而一旦要求速度有上限,就不要求無特殊參考係了。

因此,我們要證明「速度的上限為無窮大」是否與「要求無特殊參考係」一一對應;若一一對應,那麼「速度的上限為無窮大」必然「無特殊參考係」,速度有上限就必然有特殊參考係。這樣,要求無特殊參考係的「狹義相對性原理」、「閔時空」與「愛因斯坦變換」都物理錯誤;「相對時空」及其「運動規律在所有慣性系裡都有相同的形式」必另有一含特殊參考係的正確表示式。

在物體運動速度值有上限的「相對時空」裡,若無特殊參考係就會出現以下錯誤:

1. 在物體運動速度值有上限的「相對時空」裡若無特殊參考係,那麼光電磁波速值就無法測量與定義、其它參考係也就無法通過「某一變換」對其協變而保持相同的上限值了。

無特殊參考係的「閔時空」就是有這個錯誤,因此「相對論」才人為規定光電磁波不能做參考係。因為一旦發現電磁波可做參考係,所有不同速度的物體與電磁波就會有不一樣的相對速度,而「相對論」又人為規定所有運動物體與光電磁波的相對速度都為c,因此兩者就矛盾了。

所以,就必然存在一特殊參考係,宇宙每一萬有引力場區域都有一對應的特殊參考係。

2. 在物體運動速度值有上限的「相對時空」裡若無特殊參考係,那麼不但光電磁波速值就無法測量與定義,還造成一切參考係都是特殊參考係一樣,光電磁波對任何參考係的絕對速度與相對速度值都為這個上限值。

那麼就不需要類似「洛倫茲變換」的作用使其它參考係通過該變換對電磁波協變而保持相同的上限值了,就是說所有參考係都通過「伽利略變換」對電磁波協變而保持相同的上限值了;而這是與前提矛盾的。

3. 同樣,因無特殊參考係還會產生同一方向上任意點ab之間相對速度r(v1,v2,c)=0.9c、bc之間相對速度r(v2,v3,c)=0.

9c的情況出現,那麼就會有ac之間相對速度r(v1,v3,c)﹥c 的情況出現;即「相對時空」裡只有特殊參考係的存在才會保證參考係之間的相對速度不會超過光速。

4. 「絕對時空」的定義,速度無上限的時空裡必然無特殊參考係、必然是「絕對時空」;只要乙個時空裡速度有上限,就是「相對時空」、必然有特殊參考係(見**第三部分)。

5. 兩個「運動規律在所有慣性系裡都有相同的形式」不能在任一時空裡同時成立,都能證明無特殊參考係的「狹義相對性原理」必然與「相對時空」矛盾而物理錯誤,「相對時空」必然是有特殊參考係的「相對時空」(見**6.1部分)。

6. 「光速不變原理」的物理內涵,「光在真空中某處的速度值與光源的運動狀態無關(不論光源是在勻速運動還是加速運動)」就說明真空所在萬有引力場就是特殊參考係、其它參考係通過「洛倫茲變換」對其協變而保持一樣的速度,「相對時空」裡有特殊參考係的「物理規律在所有參考係裡都有相同的形式」才符合物理與數學自洽(見**5.1部分)。

「物體運動速度值的上限為無窮大」決定了「無特殊參考係」的存在。若物體運動速度值有上限,「伽利略相對性原理」與「無特殊參考係」就必然不成立,就必然存在一特殊參考係;光電磁波速就是在這個特殊參考係中測量得到的上限值,其它參考係通過「某一變換」與該光電磁波依然保持同一相對速度,這就是「光速不變」。

所以,不論「狹義相對性原理」與「伽利略相對性原理」有什麼歷史關係,只要它們要求無特殊參考係,必然在「相對時空」裡錯誤、不符合物理實際;正確的、符合物理的時空模型是有並僅是物體運動速度值有上限、又有一特殊參考係的「相對時空」,而不是含有「狹義相對性原理」而無特殊參考係的「閔時空」。

因此,要麼摒棄這個在「相對時空」裡要求無特殊參考係而錯誤的「狹義相對性原理」不用;若還要用,那只能勉強說「狹義相對性原理」與「伽利略相對性原理」數學等價、在「絕對時空」裡自洽,而不論歷史上人為把它與「相對時空」怎麼聯絡在一起、愛因斯坦如何說它比「伽利略相對性原理」先進。

而建立在「狹義相對性原理」之上、同樣要求無特殊參考係的「廣義相對性原理」物理錯誤,「相對時空」裡的「物理規律在所有參考係裡都有相同的形式」必是含有一特殊參考係的表示式;即物理上有特殊參考係的「物理規律在所有參考係裡都有相同的形式」才在「相對時空」裡成立。

1.3 宇宙中的「特殊參考係」不是物理學上的「絕對靜止系」,並與各種時空的關係

物理學上有「絕對靜止參考係」這一概念,而宇宙中是沒有「絕對靜止參考係」的;2023年就發現的「宇宙背景輻射」同樣是隨著加速膨脹的宇宙運動著,宇宙自身都在膨脹運動、處處在運動,所以宇宙中無「絕對靜止參考係」。

宇宙中處處光速有上限,所以處處有一特殊參考係;對於這個特殊參考係,物理上是沒有要求它是「絕對靜止系」。因此,光速有上限就是特殊參考係存在與「相對時空」成立的明證,要求物體運動速度值有上限、但無特殊參考係的「閔時空」不是「相對時空」的正確數學模型。

而在不理解「伽利略相對性原理」、「伽利略變換」數學等價並都要求「物體運動速度值的上限為無窮大」才無特殊參考係而物理錯誤的現今科學界,還是有很多人錯誤地認為只要有「絕對靜止參考係」存在,「相對性原理」與「相對時空」就錯誤;若無「絕對靜止參考係」存在,「相對性原理」與「相對時空」就是對的。

這些都是錯誤的判斷,物理學上的「絕對靜止參考係」與「相對性原理」、「相對時空」沒必然的關係,「絕對靜止參考係」的有無不是判斷「相對性原理」、「相對時空」對錯的根據。

之所以現今科學界有這樣的錯誤想法,還是跟「相對性原理」與「閔時空」要求無特殊參考係、並他們認為特殊參考係就是「絕對靜止參考係」的緣故;認為只要能找到「絕對靜止參考係」,「相對性原理」與「閔時空」就錯誤了;而在物理學上特殊參考係就不需要是「絕對靜止參考係」的;宇宙「相對時空」萬有引力場裡處處速度有上限、必然處處有特殊參考係。

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