半小时弄懂相对论

楼主:吴钱氏 时间:2017-01-21 14:22:00 点击:1370 回复:35
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  神秘高深的相对论,人人都为懂一点而骄傲,其实它一点都不高深神秘,只是物理学的基础知识。本文高屋建瓴地给大家捋一捋物理学的基础知识,浅显易懂,高中水平就可看懂,建议大家都看看。即使你是大物理学家,也不要骄傲,也有必要看看,因为好高骛远的太多,基础扎实的太少。

  要知道相对论说的是什么,得先说说牛顿的经典物理的基础知识。在相对论出现之前,经典物理就有一个相对论,叫机械运动的相对论,也叫力学相对论。

  一 机械运动相对论

  运动分为机械运动和非机械运动两种。什么是机械运动?就是有惯性的物体的运动。物体有质量就有惯性,所以机械运动研究的是有质量的物体的运动。大到星球,小到分子的运动,都属于机械运动的范围。电子等更小的物体,为避免不必要的麻烦,此处不说。非机械运动就是没有质量没有惯性的物体的运动,例如声音的传播。

  有惯性的物体的运动有什么特点?1从静止到运动需要克服惯性,从运动到静止也要克服惯性,有加速和减速的过程。2 “绝对”运动速度受载体速度的影响,相对速度不受载体速度影响。枪是子弹的载体,子弹的“绝对”运动速度受枪的运动速度的影响。地面上静止放一支枪,假设它发射的子弹速度是600米/秒,那么当枪放在飞机上,飞机的速度是1000米/秒,此时子弹就获得了1000米/秒的惯性速度。当向前发射子弹时,子弹相对于地面的速度就是1600米/秒(“绝对”速度),相对于飞机的速度是600米/秒(相对速度)。而非机械运动则没有上面两个特点。声音的传播不需要克服惯性,绝对速度也不受声源速度的影响,但相对速度受影响。一个喇叭静止在地面上,发出的声音速度是340米/秒,当喇叭运动时,它发出的声音相对于地面的速度仍然是340米/秒,但是相对于喇叭的速度则受喇叭速度影响。所以飞机的速度无论多大,都追不上自己发射的子弹,但是可以轻易追上自己的声音。所以机械运动和非机械运动是两种不同的运动。

  因为机械运动有上面两个特点,所以研究机械运动时,不需要选择“绝对”参照系,只需要选择相对参照系即可。牛顿时代,研究的都是普通物体的机械运动,而普通物体都有质量和惯性,所以在所有的惯性参照系(匀速运动或静止的参照系)中,它们的运动规律都一样,都符合牛顿定律(正确地说,应该是牛顿定律符合它们的运动规律)。例如,静止在地面上的一架飞机向东西南北四个方向开枪,子弹相对于它的速度都是u。当它在空中水平匀速运动时,它向东西南北四个方向开枪,因为子弹有惯性,所以子弹相对于它的速度仍然都是u,和地面上的情况一样,包括子弹在枪膛内的加速过程也都和地面上的一样;向上向下开枪的情况也和地面上的一样,子弹相对于飞机的速度不受飞机速度的任何影响,飞机上的人不知道自己是在地面上还是在飞机里。他在地面上研究子弹的运动规律时,象ft=mu,s=ut等公式都可以拿过来就用;在飞机里,这些公式也是拿过来直接就用,不需要因为参照系的不同而作任何修改,也不需要知道飞机和地面的速度是多少,很方便的。在研究枪的性能时,他在飞机上的研究结果也和地面上的一样。

  下面我们把地面参照系和飞机参照系模型化,分别用S参照系和S'参照系来表示。下图中,S系静止,S'系相对于S系水平向右匀速运动,速度为v。初始时刻两参照系重合。


  


  当把一杆枪静止放在S系的原点时,它沿x轴发射的子弹的速度为u,则有x=ut;如果用S’系来表示飞机参照系,当把这杆枪静止放在S’系的原点时,它沿x’轴发射的子弹的速度当然也是u,则有x’=ut’ 。当然这两个公式的形式是相同的。因此我们就可以得出这样的结论:在所有的惯性参照系中,机械运动的公式都有相同的形式,所有的惯性参照系都是等效的。换句话说,就是:在所有的惯性参照系中,机械运动的规律都是相同的。这就是力学相对性原理。当然这个结论只适用于机械运动。

  如果要从一个物体在一个惯性系内的运动情况推测它在另一个惯性系内的运动情况,通过伽利略坐标变换式变换一下就可以了,也是很简单的。例如,上例中,一颗子弹在S系中的运动规律是x=ut,那么S’系上的人测量出这个子弹在S’系的速度是多少?根据伽利略坐标变换式就可知道它在S’系中的运动规律是

  x’=u’t’=(u - v)t …………(1)

  同样,S’系内的人因为测得这颗子弹的速度是u’,所以他可以通过伽利略变换式知道这颗子弹在S系内的运动规律是

  x=ut=(u’+ v )t’…………(2)

  (1)式中,若把带 ’号的变量都去掉 ’号,把没带 ’号的变量都加上 ’号,并把常量v换成-v,就变成了(2)式;若把(2)式同样处理,就变成了(1)式,所以(1)式和(2)式具有协变性。

  到这里,有必要总结一下力学相对性原理的优点。它的优点就是简便,研究机械运动时,随便选一个惯性系即可,反正哪个方便就选哪个,无需知道这个惯性系是否在运动,速度是多少;而且在任意一个惯性系中,所有的有关机械运动的公式都可以拿过来就用。这虽然是个优点,但也有坏处,它就象一个框框,套住了不少人,这就为后来产生相对论埋下了祸根。

  十九世纪末期,由于麦克斯韦建立了电磁波理论,并预言光也是电磁波,因此物理学对运动的研究就从机械运动扩展到了光和电磁波的运动。而光和电磁波这两个玩艺和普通物体不一样,它们没有惯性(究竟它们有没有惯性,现在还不能确定,本文是以没有惯性为前提的,对于它们有惯性的情况,本文就不说明了,读者也很容易思考出来。但我要说明的是,如果它们有惯性的话,那么相对论中的第一个假设就对了,可是这个假设对,不等于第二个也对),它们的运动速度不受光源速度的影响,它们的运动属于非机械运动,因此它们在各个惯性系内的运动规律是不同的。这就造成有关光和电磁波的公式在所有的惯性系内没有相同的形式,研究结果也会因参照系的不同而不同,力学相对性原理在此处已不适用,当然各个惯性系在这里也就不等效了,这下子麻烦就大了。这就迫使人们找到光的绝对参照系,测出光和电磁波在绝对参照系内的绝对速度或者所选参照系的绝对速度,在绝对参照系内研究光和电磁波。

  说到这里,为了方便大家理解,我不妨拿声音作个比方,因为声音和光很相似,没有惯性,不随声源运动,声速不受声源速度的影响。声音的主要传播介质是空气,所以空气就是声音的绝对参照系,声音在空气中的传播速度恒定,且各向同速。而又因为地面和底层空气基本保持相对静止,所以就把地面作为声音的绝对参照系,这样更方便研究。当声源和测量者都相对于地面静止时,即都处于S系中,已测得声音相对于地面的速度是340米/秒,这个速度就是声音相对于地面的绝对速度,它是恒定的,而且各向同速。在地面上,s=340t。假设声音的频率为F,波长为L,人们已研究出频率和波长的关系是:FL=340=定值。说到这里,我们就可以用上面飞机开枪的例子来比较了。一架飞机静止在地面上,它的发动机的声音速度是340米/秒,且各向同速。而当这架飞机在空中水平匀速飞行时,飞机里的人就测量出飞机发动机的声音各向不同速,向前的速度是340-V(V为飞机的速度),向后的速度为340+V。此时FL=340也不成立。在地面和空中这两个参照系测得的结果不同,和开枪的情况不同。既然在不同参照系中测到的声速不同,那么应该以哪个参照系为准呢?应该以声音的绝对参照系,即相对于声源和测量者都静止的参照系测到的结果为准。如果没有绝对参照系,那么声音的性质就是不可知的了。例如在一架水平匀速飞行的飞机上测量出向前的声速是50米/秒,在另一架飞机上测到的向前的声速是10米/秒,那么声音就没有固定的传播速度了,频率和波长的乘积也不是定值了,所以其性质就是不可知的了,麻烦就大了。所以绝对参照系对研究非机械运动是十分重要的。所以研究光和电磁波的运动也必须找到它们的绝对参照系,只使用相对参照系已经不行了。

  对光进行研究,当时的物理学家模仿了研究声音的办法。就是要找到光的绝对参照系,让测量者和光源都相对这个参照系静止,然后测量光的速度、频率、波长等,研究其性质。那么什么可以作为光的绝对参照系呢?我们知道,声音的传播介质是空气,所以空气就是声音的绝对参照系。所以要找到光的绝对参照系,就必须先找到光的传播介质是什么。当时的物理学家假设光的传播介质是以太,以太像空气一样包围着整个地球,并充满宇宙,光就在以太中传播,而且光在以太中传播就像声音在空气中传播一样,速度恒定,各向同速。这就是绝对时空观的诞生。假设出以太之后,就要设法使测量者和光源都相对于以太静止,这样测量出来的光速和波长才是绝对光速和绝对波长,这样研究光的性质才有意义。可是以太的这个假设正确不正确呢?因为地球是运动的,必与以太有相对速度 ,就像飞机在空气中运动与空气有相对速度一样,而飞机发动机的声音相对于飞机各向不同速,所以物理学家们猜想光在地球上的传播相对于地球也肯定各向不同速。如果能测量出来各向不同速,那么以太的假设就对了。

  (由上面的道理我们可以知道,所谓的绝对时空观、绝对静止的参照系,其实也不一定是绝对的,可以只是相对中的绝对。例如空气和地面是声音的绝对参照系,那么空气和地面就是绝对静止的?不是,它们是相对静止的,只要测量者和声源都和空气相对静止就行。同样,以太也可以不是绝对静止的,只要测量者和光源都和以太相对静止就行。)

  为了证明以太的假设是对的,物理学家们做了很多试验。其中最著名的就是迈克尔逊和莫雷做的试验。但是这个试验得到了零蛋的结果。这意味着什么?这意味着光各向同速,光的绝对参照系不存在(其实这个结论下得太早,我在《世界的真相》里已作了分析,此试验原理错误)。这下子整个物理学界一片恐慌,很多物理学家认为几百年来以绝对时空为基础建立起来的物理大厦完蛋了,正是城门失火殃及池鱼。(其实这种恐慌是杞人忧天。因为牛顿虽然认为有绝对参照系,但在经典力学里根本没用到,所以没找到绝对参照系也不能说经典力学完蛋。再说,当时迈——莫试验要找的是以太参照系,而以太是光的绝对参照系,这个找不到并不影响对机械运动的研究)。当时也有人说:“对于光和电磁波的运动,如果所有惯性系都等效,具有协变性就好了,哪还要费九牛二虎之力去找什么绝对参照系啊!”这本来是非常混账的话,或者说是开玩笑的话,无惯性的运动怎么能在惯性系里等效呢?可是说者无心,听者有意,于是爱因斯坦就开始卷胳膊撸大腿地干起来了。

  二 狭义相对论的建立

  爱因斯坦看到当时的物理学家找不到光的绝对参照系,所以他就假设光的绝对参照系是不存在的,他就这样写到:在所有的惯性系中,物理定律和规律都具有不变的形式。

  这就是相对论中两条著名假设的第一条。这条假设就把光的绝对参照系给否定了。明眼人一看即知,这一条是从力学相对性原理那儿扒过来的,爱因斯坦很懂类比推理。不同的是,他把力学相对性原理中的“机械运动”换成了“物理”,意思是他这一条要适用于所有的运动,所有的运动都可以用相对参照系来解决。所以他这一条被称为普遍相对性原理,后来因为出了个广义相对论,又被改称为狭义相对性原理。他要搞个大统一理论,还要搞个万能参照系,让所有物理问题都能用他都大统一理论来解释,让所有运动在他的万能参照系里都有相同的公式。

  因为这一条假设是从力学相对性原理那儿扒过来的,所以它一点也不神秘,提出这条假设也不需要多少学问,只要稍微有点物理学常识的人都能想到。然而,当时的物理学家们因为有知者有畏,所以他们不敢这样说,他们知道这样说的后果。而爱因斯坦却有无比的大无畏的精神,敢想敢说敢干。这就好比懂电的人绝不敢把火线和零线接在一起,不懂电的就敢。

  废话少说,书归正传。既然上一条假设对所有运动都适用,那么它就必然要适用于下面三种运动:

  1 在S系上和S’系上各放一杆同样的枪,那么这两杆枪分别沿x轴和x’轴发射的子弹的速度应该都是u,即有x=ut,x’=ut’成立。

  2 在S系上和S’系上各放一只同样的手电筒,那么这两只手电筒分别沿x轴和x’轴发射的光的速度应该都是c,即有x=ct,x’=ct’成立。

  3 在S系上和S’系上各放一只同样的喇叭,那么这两只喇叭分别沿x轴和x’轴发射的声音的速度应该都是U,即有x=Ut,x’=Ut’成立。

  第一种我们能接受,牛顿时代就已经验证了,力学相对性原理已经说明了。对于第二种,因为光和子弹不一样,它可能没有惯性,所以就有可能不成立。但即使不成立,由于光速太大,目前也不好验证。对于第三种,超音速飞机等等很多实验和现象都已经证明了,它是不成立的,所以爱因斯坦提的那个假设当然就错了。

  可是,由于爱因斯坦的大脑在小时候被摔坏了,他一直都是用小脑思考的,所以他考虑问题欠周全,当时他只考虑到前面两种情况,没想到还有第三种情况。如果他想到声音的运动,他早就洗手了。可是就是前面的两种情况,对于第二种,他也是没有把握的,所以他还是很有自知之明地把他的那一条只称为假设。假设就假设吧,谎既然撒出去了,就先圆上再说,反正人们一时半会也验不出它的真伪。“哈哈——等他们验出真伪来,我的骨头都早已烂完了。”爱因斯坦得意地想。于是他就开始了艰难的圆谎过程。

  因为现在已经假设所有的惯性系都等效了,所以下面只要模仿经典运动学里面的伽利略变换,弄出个不同惯性系之间物理公式的具有协变性的变换关系就行了。怎么弄呢?下面我们就一起来看看爱因斯坦是怎么鼓捣出洛仑兹变换式来的。

  对于他的推导过程,我想在座的各位看官都比我要清楚,我就不说了,对于他在推导过程中犯的一些错误,例如对“同时”的解释,也不是我要说的。我要说的是爱因斯坦在推导出成品的洛仑兹变换式之前遇到了什么麻烦,他又是怎样大胆地解决的。

  任何的发现和发明都不是一蹴而就的,爱因斯坦推导洛仑兹变换式也不是一气呵成的,他就遇到了不少麻烦,其中最大的麻烦就是光速不变。这也是我们最难理解的。这个麻烦一直到死都是爱因斯坦的一块心病。为什么?还得从头说起。

  一开始,爱因斯坦在提出他那个狭义相对性原理的假设时,并没有在同时提出那个叫光速不变的第二个假设,他当时仍认为若一束光在S系中的速度是c,那么它在S’系中的速度就是c’,且c’=(c-v),即有x=ct,x’=c’t’=(c-v)t’成立。到了这时,尽管我们对他的狭义相对性原理不能接受,但对他这一点还是能接受的。可是在推导过程中,当他把x=ct,x’=(c-v)t’作为已知条件代入计算时,却得到了伽利略变换或c=v这两个结果来,这两个结果爱因斯坦都是不能接受的。那怎么办?就只好认为x’=(pc-qv)t’了(p、q为两个待定系数),但p、q是多少,爱因斯坦无法确定,所以他就扯不下去了。

  扯不下去怎么办?接下来就要搞第二个假设,直接命令光速不变,c=c’。即一束光在S和S’系中的速度相等。这样x’=c’t’=ct’了,问题就简单了,不需要求p和q了。既然认定c=c’,x=ct,x’=ct’了,那么后来就势如破竹了,爱因斯坦很轻松地就鼓捣出了洛仑兹变换式出来。当然,爱因斯坦也知道,一个理论是否正确,还必须有理论上的证明。得出了洛仑兹变换式后,爱因斯坦说:“我们现在来证明,对于静系中以速度c传播的光,在动系中也是以速度c(从动系中测量)传播的——到目前为止,我们还没有证明光速不变性原理和相对性原理是相容的。”(爱因斯坦《论运动物体的电动力学》)。

  他是怎么证明的呢?他是这样证明的:在t’=t=0时,令一束球面波从两个坐标系的共同原点处发出,他在S系里以速度c传播,如果(x,y,z)是该波到达的一个点,则有

  x*x + y*y + z*z = c*c*t*t (球面方程r=ct)……(1)

  根据洛仑兹变换式很容易能得到

  x'*x' + y'*y' + z'*z' = c*c*t'*t'……(2)

  因此,这就证明了上面两条原理是相容的。

  典型的循环论证,自己证明自己!这就好比一个犯人自己证明自己无罪一样。也就好比令1+1=3,1+3=4得出1+1+4=7,最后又用1+1+4=7来证明1+1=3正确一样。

  典型的无知![一] 不管是伽利略变换式还是洛仑兹变换式,它们都只适用于一个运动在x、y、z 轴上的分运动与这个运动在x'、y'、z'轴上的分运动之间的变换,不能适用于这个运动从S系到S’系之间整体上的变换。上例在S系中,一束光从原点到点(x,y,z),速度为c,运动方程为(1)式,这时就不允许用洛仑兹变换式在(1)(2)两式之间进行变换。而爱因斯坦却偏偏就能这么干,从这里可看出爱因斯坦对经典理论也是一知半解。[二] 有意或无意地偷换概念。各位看官请注意:相对论中有两个x'=ct',等效原理中有一个,光速不变原理中有一个,它们的形式虽一样,但意义却不一样。等效原理说的是两个运动,即在S系和S’系上各放一只手电筒,两个惯性系各自测得自己本系内的手电筒发出的光的速度是c;光速不变原理说的是一个运动,即一束光相对于S和S’系的速度都是c。洛仑兹变换式表达的是一个运动在两个参照系内分别表现出的规律,所以上面爱因斯坦的证明最多只能证明光速不变原理,不能证明两个原理是相容的。而爱因斯坦常常把这两个x'=ct'混为一谈,所以他才认为他那个证明能证明两个原理相容。所以虽然爱因斯坦自称洛仑兹变换式是他自己推导出来的,但他只是因为看到经典理论中有个伽利略变换式,他才模仿着在他的相对论中搞一个洛仑兹变换式出来,即所谓 的“人家有那样,咱也有那样”但他并不会用,所以才闹出了用洛仑兹变换式从(1)式推导(2)式,并用洛仑兹变换式来证明两个原理相容的笑话。这就好比一个好附庸风雅的老粗,看人家买电脑,他也跟着买一台装点门面,但他却用电脑放剩菜。在证明他的两个假设都正确以后,他就毫不在乎地对它们作了一系列的扩展,终于凑成了《论运动物体的电动力学》(即狭义相对论)一文,大功告成!

  好了,到这里,我们一起在外面从整体上看看狭义相对论在推理上犯了什么错误。1 力学相对性原理是从大量的机械运动的规律中总结出来的,它是经典力学的一个特点,而不是经典力学的基础,它处在经典力学大厦的顶端,即使它错了,也影响不到下面。而相对论却把狭义相对性原理作为基础,是先假设所有的运动都具备这个特点,再倒推出一套理论来,是典型的以偏概全不说,而且他倒推出来的那一套理论也不一定就是唯一的。2 最后对于洛仑兹变换式中系数的确定,是以假设(强令)c=c’,x=ct,x’=ct’来解决的,所以洛仑兹变换式就只能适用于光的运动,尽管这样的适用也是不对的。可是爱因斯坦却要让它适用于所有的运动。

  怎样验证狭义相对论的对错呢?若用机械运动和光的运动来验证它的基础,目前还不好办。因为机械运动本来就符合相对性原理,相对论的结果只与经典物理结果有微小差别,不好测量;而光速又太大,也不好测量出微小的差别。爱因斯坦正是欺负人类短时间内不好验证它的真伪,所以他才敢狂侃猛吹,毫无顾忌。

  可是他太得意忘形了,他万万没想到我们还有声音,还可以用声音的运动来检验,因为声音的运动在不同的惯性系内是不同的。当然,还有一个检验办法,不过这个办法不是我想到的,是爱因斯坦自己想到的,这正是他又炮制广义相对论的原因。

  三 广义相对论的建立

  就在爱因斯坦很得意地在全世界四处贩卖他的相对论的时候,有一天,他忽然发现他的相对论完蛋了,彻底的完蛋了。那么他究竟发现了什么,把他吓得那么厉害?他发现,如果一个惯性系处在引力场中,另一个处在没有引力的地方,或者引力不同的地方,那么这两个惯性系就不再等效了。因为一个人在没有引力的那个惯性系中开枪,子弹会各向同速,而在引力场中的惯性系中开枪,子弹不会各向同速。例如在地面上开枪,向上的速度和向下的速度不同。

  爱因斯坦发现了这个漏洞后,真是又惊又喜。惊的是这个漏洞该怎么补;喜的是好在他是第一个发现的,如果是别人先发现的,他还有什么脸面活在世上?既然别人都还没发现这个漏洞,那么在别人发现之前,如果自己能不露声色地补上,那就是再高明不过的了。

  可是怎么补呢?爱因斯坦又开始面壁了。他想啊想啊,真是功夫不负有心人,有一天终于找到了一个办法,连拍自己的脑袋骂自己:“我真笨,把引力场消除掉不就可以了吗?”但怎样消除呢?他又想啊想啊,终于又想到了:“用加速场不就能把引力场消除吗?”

  假如一架升降机作自由落体运动,此时升降机处于加速场中。如果此时其中的一个人向左右上下开枪,子弹必然各向同速。加速场完全干净地抵消了重力场的作用。好!太好了!不过此时惯性系就不存在了。可是,这个升降机原理看起来很完美,其实如果仔细一思考,就会发现它只适用于机械运动,只适用于能受到引力的物体,而对于光和声音的运动就不适用。而要想适用于光的运动,也就是说,如果使在升降机里发射的光相对升降机各向同速,光就必须受到引力。所以,在广义相对论中,爱因斯坦又认为光受到引力了,光又是弯曲,又是折叠的,煞是有趣,而且空间也可以弯曲。当然这是后话。

  可是,光受到引力后,运动状态会不会发生改变,速度能否继续恒定?当然这也都不是我们庸人能考虑清楚的,得靠爱因斯坦超强的大脑才行。还有,他把声音的运动漏掉了,而声音是不能受到引力作用的。

  到这里,大家就可以看清楚相对论中很多奇谈怪论,例如质量的变化、空间的弯曲产生的原因了。我们都知道,筷子可以装进饭盒里,步枪可以装进木箱里,不同的东西要用不同的东西装。而要把步枪等一切东西都装进饭盒里,如果饭盒不变,步枪等东西就得缩小到像筷子一样大小,或者还必须弯曲折叠;如果步枪等东西不变,饭盒就必须变得很大。世界上物体的运动形式多种多样,必须用不同的理论来解释,在不同的参照系里研究,而爱因斯坦却要搞一个大统一的理论来解释,在一个万能的参照系里研究,这就等于用一个不变的饭盒来盛放各种各样的东西,那么这些东西就必须发生各种各样奇怪的变形。这就是相对论的本质。

  有了升降机原理之后,只要在公式中加进去加速场的因子,这样物理公式在不同的参照系内就又可以有相同的形式了。这时他又发现,把加速场的因子加进去之后,所有的参照系都是等效的,适用范围更广,再强调惯性系已经没有意义了。“还是因祸得福呢!”爱因斯坦又“氓之嗤嗤”起来。

  可是要把加速场的因子塞进去,那可实在太困难了。别的不说,单是当时的数学就已经不够他用的了。没办法,只好到他的数学家朋友那里专门量身订做了一套。取货的时候,他的朋友对他说:“全都是超时代设计,保你100年不落后。欢迎再来!”

  有了专用的数学工具,爱因斯坦又开始热火朝天地大干起来。他要抢时间、争速度,在别人发现那个漏洞之前把它补上,至于以后能得到什么更荒唐的结论,他已经顾不了那么多了,先圆满再说。可是这一次远比上一次复杂,所以他经过近十年的努力,才又一次大功告成。这里要向各位看官道歉,关于广义相对论我只能说这点皮毛,因为我从来都没看过广义相对论,即使看也肯定看不懂,况且我也根本不想看,因为我明知一个鸡蛋是臭的,我为什么还要硬捏着鼻子吃呢?编好之后,下面就要发表了。以什么名义发表呢?能说是为了纠正狭义相对论的错误吗?不能,那哪能呢,太丢人了。再说,他即使不怕丢人,就直说狭义相对论是错的,那全世界被他骗了十几年的人,岂不要找他要青春?即使不找他麻烦,那么人们对广义相对论的正确性就更怀疑了——你上一套都错了,怎能保证这一套不错?你让我们上了一次当,还想让我们上第二次,没门!这样,广义相对论岂不要门前冷落鞍马稀了?所以绝不能说是为了纠正狭义相对论的错误 ,必须另找一个借口。这个借口还是很好找的,他说:“其实,引力无处不在,真正的惯性系是不存在的……”“我很小的时候,就开始思考这样一个问题:假设有一架理想升降机……”,这样,就自然而然地引入了广义相对论,人们丝毫看不出破绽。广义相对论建立之后,那么狭义相对论又摆在什么位置呢?山人自有妙计,他说:“咳咳咳!同志们哪,我以前的那个相对论,就是狭义相对论,只能适用于没有引力场的地方,用今天的话说,也就是只适用于平直的时空这一理想而又特殊的条件,所以它的实用价值不大,今后要少提它。”至于原因,不便奉告。众人都说:“当然当然!”

  (待续)

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楼主吴钱氏 时间:2017-01-21 14:31:42
  到这时,爱因斯坦总算松了一口气。可是就在他又得意地在全世界兜售他的广义相对论的时候 ,有一天他又忽然想到:“假设有一架升降机里面有一个人,同时做自由落体运动,而地面上有一个大磁矿,此时升降机同时受到重力和磁力的作用,而人只受到重力的作用,那么此时加速场还能把重力场完全抵消吗?这个参照系还与其它参照系等效吗?”他又由磁力想到了电磁力,又想到了强相互作用和弱相互作用。最后他想到,假设一个系统处在电磁力场中,或者处在强相互作用场中或者弱相互作用场中,另一个处在没有任何力场的空间内,那么这两个系统也是不等效的,而且用加速场理论也无法消除它们的作用。这下子广义相对论也不广义了,爱因斯坦连连惊出好几身冷汗。怎么办?是不是又得再建立仨广义相对论?不能,这不是开玩笑吗,大统一的科学理论不是片警。那又怎么办?只有想办法把四种力捏在一起,建立一个更广义的超广义相对论才行。爱因斯坦又来生意了!可是,即便捏在一起了,将来再发现一种、两种、三种力怎么办?好在阎王爷对他这样的胡做非为实在看不下去了,及早地把他收了回去,要是让他真建立出超广义相对论出来,那时恐怕我们每个人长四个脑袋,都安装不下。

  四 总结

  机械运动和非机械运动是两种不同性质的运动,只能分别研究,而不可以用相同的办法研究,研究机械运动可以不在绝对参照系中研究,只在相对参照系中研究即可以,而研究非机械运动必须在绝对参照系中研究。爱因斯坦企图搞个大统一理论来,用万能的相对参照系来研究两种运动,当然是错误的。都说相对论得到了实验验证,这是错误的说法,相对论至今从没得到过严谨的实验验证。所谓的个别的验证只是巧合。和探案一样,验证科学理论必须有证据链,仅仅个别孤证是不可以的。太阳东升西落现象可以验证地心说吗?当然可以。

  【宇宙中应该先有光,还是应该先有光源和万物?应该先有光,没有光就不可能有光源和万物,因为相对论公式中物体的质量、长度、速度,还有时间空间都与光速有关系,而没有光就没有光速,就没有时间和空间,也没有物体的质量、速度、大小,怎么能有万物?光不仅仅能给人类带来温暖和明亮,还是产生宇宙万物的始祖,还能随时改变任何物体的质量、速度、大小,还能随时改变时空,还限定了速度的极限,厉害得很哪!

  是物理公式应该符合宇宙万物的存在、运动和变化规律,还是宇宙万物的存在、运动和变化规律应该符合物理公式?宇宙万物的存在、运动和变化应该符合物理公式。因为相对论的公式决定了宇宙万物的存在、运动和变化。例如这些存在、运动和变化都和光速有关系。再例如物体的运动速度达到或超过光速,相对论的公式就没有意义了,所以物体的运动速度不能达到和超过光速。相对论是唯物的?

  任何时候都请大家千万不要轻举妄动,你知道你一举一动的影响有多大吗?只要你一动,哪怕只跨一步,宇宙万物和你的相对速度都要发生变化,它们的质量、大小等都要变化。你跑步的时候,你和地球就有相对运动了,所以你和地球的质量都增加。哪怕是一片树叶落地,一个空气分子扰动,都会使整个宇宙万物的质量、大小发生变化,哪怕这个物体在几亿光年之外。你看可怕不可怕?

  爱因斯坦喜欢用蚂蚁作比方,我也学学他。假设在海洋中有个随水漂流的浮岛,上面有个蚂蚁王国。蚂蚁王国的科学也很发达。以牛蚁为代表的一批物理学家建立了经典力学理论,大家都以为已很完美。后来又有一个叫麦克斯蚁的物理学家建立了统一的机械波理论,它预言声音是机械波的一种,它还测出机械波在空气中的速度是30万公里/秒(这里的“公里/秒”是蚂蚁王国里的单位)。这个速度对蚂蚁来说实在是太大了,简直无法想象。当时有的蚂蚁就认为,声速只有在与空气相对静止的参照系中才恒定,在其它参照系中均不恒定。于是就有两个蚂蚁联手用声波干涉仪做了个叫卖蚁——摸蚁的实验,想测出浮岛相对于空气的速度,但却得到了个零蛋的结果。接着就有个叫爱蚁思蚁的蚂蚁以声速不变原理建立了它的相对论,并且他还断言,任何速度都不能超过声速。】

  上面几段是我刚学相对论时给它开的玩笑,现在写出来给大家开开心,没别的意思。

  都看过《皇帝的新装》吧。只有聪明的人才能看见皇帝漂亮的新装,所以就有一大群人说自己懂相对论。现在这些人已经和相对论绑在一起了,一损俱损,一荣俱荣,他们要拼命维护相对论。
作者:若水_0_ 时间:2017-01-21 16:22:32
  如果光速是不变的,折射现象就不应该发生,介质不同,光速也不同
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作者:xinfu1232016 时间:2017-01-21 18:06:27
  楼主:吴钱氏 时间:2017-01-21 14:22:00 点击:16 回复:2
  要知道相对论说的是什么,得先说说牛顿的经典物理的基础知识。在相对论出现之前,经典物理就有一个相对论,叫机械运动的相对论,也叫力学相对论。
  一 机械运动相对论
  运动分为机械运动和非机械运动两种。什么是机械运动?就是有惯性的物体的运动。物体有质量就有惯性,所以机械运动研究的是有质量的物体的运动。

  ——教育小吴子这样的不懂装懂的知识白丁,要从最基本的名词解释讲起。譬如:机械运动的物理定义是什么?是指物体在外力作用下的位置移动,不是小吴子胡扯的“有质量的物体的运动”。
  牛顿力学中的物体质量,不只是使物体在运动中具有惯性,还使物体之间产生引力,引力的大小和物体质量的大小成正比。这是行星围绕恒星旋转形成星系的原因,也是星球本身具有重力的原因。是引力和重力的作用使物体因位置移动而运动的。自然界物体运动除了力的作用外,还有因物质形态性能不同及地形落差、气候动态,在运动中产生的势能的作用。如水流在地形高低落差中产生的势能就是水力,因气候变化产生的台风、飓风产生的势能是风力等,和物体的质量惯性没有因果关系。至于人工制造的蒸汽机、内燃机和电动机的运动,当然也是和物体质量大小无关的机械运动。
  小吴子简单地把机械运动归于“有质量的物体的运动”,显然是不懂装懂的一根筋!小吴子大言不惭自称是“高屋建瓴地给大家捋一捋物理学的基础知识”,是不是太没脸没皮了?
  • 吴钱氏: 举报  2017-01-21 21:41:45  评论

    评论 xinfu1232016:你只知其一不知其二,还好意思来露头。告诉你外力作用下的位置移动是机械运动,再换个说法你就不知道了?你只知道西红柿叫西红柿,不知道西红柿也叫番茄。一根筋的是你啊
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楼主吴钱氏 时间:2017-01-21 21:40:32
  你只知其一不知其二,还好意思来露头。告诉你外力作用下的位置移动是机械运动,再换个说法你就不知道了?你只知道西红柿叫西红柿,不知道西红柿也叫番茄。一根筋的是你啊
作者:xinfu1232016 时间:2017-01-21 23:44:55
  楼主:吴钱氏 时间:2017-01-21 21:40:32
  你只知其一不知其二,还好意思来露头。告诉你外力作用下的位置移动是机械运动,再换个说法你就不知道了?你只知道西红柿叫西红柿,不知道西红柿也叫番茄。一根筋的是你啊

  ——小吴子你真不要脸!你所谓的“换个说法”才是只知其一不知其二!你不敢针对性回帖撒泼倒打有用吗?
  继续调教你关于相对论的常识!爱因斯坦的“时空转化效应”原理和“质能相当性”原理,都是建立在光速不变的物理事实基础上的!当物体运动接近光速时,物体运动的时间变长了(变慢了),而物体所占有的空间相应地变小了(缩小了) ,即空间转化为时间了!(尺缩效应)这就突破了牛顿的绝对不变的时空观念!在广义相对论中,爱因斯坦把引力等效于“时空弯曲”。爱因斯坦的“质能相当性”原理,以质能方程E=MC2,证明物质的质量是能和物质的能量相互转化的!这已经由核能的运用和粒子加速器产生新粒子证明了!这又突破了牛顿时代绝对的粒子物质观念!为量子力学的“波粒二相性”提供了物理事实基础。
  瞧瞧你把爱因斯坦的相对论歪曲成什么样了?还“半小时弄懂相对论”?还疯疯癫癫对爱因斯坦进行人身攻击!你蠢不蠢?你要不要脸?
  • 吴钱氏: 举报  2017-01-22 08:21:27  评论

    xinfu1232016:你说的这一大段,不和我说的一样吗?我也说相对论建立在光速不变基础上。当然你还不知道的是,相对论有两个假设,两个基础。我说的是这两个假设都是错的。你撇开这两个假设的对错不谈,只谈后面的推论如何如何,什么时空弯曲、质能转换,有意义吗?基础错,推论能对?
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作者:意大利法王脑电炮 时间:2017-01-22 08:42:04
  越是晦涩难懂的,越是假,越是真理,越简单,,,没看么?所有的砖家都公有的特性,就是说的云里雾里,扯一大堆术语,就是为了说明,我懂,而你不懂,,,殊不知自己能扯晕自己~~!
  
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作者:若水_0_ 时间:2017-01-22 16:31:47
  真空也只是相对而言的,太空中也有引力场的存在,光受其影响改变速度也是很正常的现象。

  而且可以推导出不同频率的光,受到的影响也是不同的
作者:刘樾V 时间:2017-01-22 18:33:41
  虽然看不懂,但是我并不觉得世界上所有的物理学家会为了所谓的一荣俱荣不揭穿所谓的假理论,而且如果你真的那么自信证明这个理论是错的,我想我们不应该在天涯看到你的高论。
  
  • 吴钱氏: 举报  2017-01-23 10:47:58  评论

    你以为那些物理学家的智力是很高的,或品德是很好的吗?科学届打压异己的例子多了去了。哪个真理没被打压过?你认为不应该在天涯看到我的观点,应该在哪里看到?
  • 花常开p: 举报  2017-01-24 20:37:18  评论

    霍金搞个弦理论,说什么上帝之手!西方人都TMD的宗教思维啊。 至于光速无法超越,也是同样的野路子。
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楼主吴钱氏 时间:2017-01-23 10:54:34
  @若水_0_ 2017-01-22 16:31:47
  真空也只是相对而言的,太空中也有引力场的存在,光受其影响改变速度也是很正常的现象。
  而且可以推导出不同频率的光,受到的影响也是不同的
  -----------------------------
  为什么说光受引力影响改变速度是正常的,有根据吗?声速受引力影响吗?
作者:若水_0_ 时间:2017-01-23 17:57:14
  若水_0_ 2017-01-22 16:31:47
  真空也只是相对而言的,太空中也有引力场的存在,光受其影响改变速度也是很正常的现象。
  而且可以推导出不同频率的光,受到的影响也是不同的
  -----------------------------
  @吴钱氏 2017-01-23 10:54:34
  为什么说光受引力影响改变速度是正常的,有根据吗?声速受引力影响吗?
  -----------------------------
  推理如此,我可没有条件验证

  你确定真空中声音能传播?
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作者:刘樾V 时间:2017-01-23 18:35:49
  @刘樾V 8楼 2017-01-22 18:33:00

  虽然看不懂,但是我并不觉得世界上所有的物理学家会为了所谓的一荣俱荣不揭穿所谓的假理论,而且如果你真的那么自信证明这个理论是错的,我想我们不应该在天涯看到你的高论。
  —————————————————
  你应该去更专业的地方去发表你的观点啊,对着一帮一知半解的人说你的专业和知识,然后来论证你的观点,赢了能怎么样,输了又怎么样,而且虽然我不是物理专业,但是一个物理学史上较为著名的理论,我看你还是中学生?至少从我看过的书和介绍来看,相对论没有你说的这么简单,就凭几句话就讲清楚了,小伙子,有志气很欣赏你,建议你去国内最好的大学物理系去和导师交流交流,然后再回头看看你现在说的几句话的相对论还是否全面,你说的理论是否就是真理,毕竟闭门造车,抓住一个点说的东西不能让人信服
  
作者:自称老中医 时间:2017-01-23 20:20:52
  牛顿力学容易理解,因为人自身的经验可以理解!
  相对论则必须以宇宙为对象才好理解!
  在宇宙范围内的不同位置看待整个宇宙,宏观上应该保持一致性,这就要求一个新的时空观!
  为什么一定要引入时间?这是因为大家相信宇宙是伴随着时间而产生和膨胀的!
  坐标的转换都需要保持宇宙宏观上的一致性,那么就改变了人们常识中的时间概念!但是即便到现在,时间仍然是个很难理解和触摸的概念!
作者:若水_0_ 时间:2017-01-23 20:59:28
  @自称老中医 2017-01-23 20:20:52
  牛顿力学容易理解,因为人自身的经验可以理解!
  相对论则必须以宇宙为对象才好理解!
  在宇宙范围内的不同位置看待整个宇宙,宏观上应该保持一致性,这就要求一个新的时空观!
  为什么一定要引入时间?这是因为大家相信宇宙是伴随着时间而产生和膨胀的!
  坐标的转换都需要保持宇宙宏观上的一致性,那么就改变了人们常识中的时间概念!但是即便到现在,时间仍然是个很难理解和触摸的概念!
  -----------------------------
  时间的产生。。。

  时间仅仅是一个中间参数而已,路程不变,走完该路程的时间受速度的影响,速度不变,时间受路程影响

  你的速度达不到,不能按时到达目的地,你能让时间变快或者变慢,让你免于迟到么?

  科学发展到瓶颈就会往玄幻或者说神话靠拢
作者:xinfu12320162017 时间:2017-01-24 01:30:48
  楼主:吴钱氏 时间:2017-01-23 10:54:34
  @若水_0_ 2017-01-22 16:31:47
  真空也只是相对而言的,太空中也有引力场的存在,光受其影响改变速度也是很正常的现象。而且可以推导出不同频率的光,受到的影响也是不同的
  -----------------------------
  为什么说光受引力影响改变速度是正常的,有根据吗?声速受引力影响吗?

  ——小吴子你太无知了!光受引力影响只是改变路径,不会改变速度。光在同一介质中是直线传播的,但在遇到大的引力场(如恒星)时,光线会弯曲。爱翁的广义相对论,就是由对光线经过太阳时的弯曲的观察实验证明的。上面已经告诉你,爱翁的相对论所以成为科学界公认的20世纪伟大的物理理论之一,不仅有观测实验的证明,而且有理论的实际应用(核能和太空技术)证明。至于傻兮兮问“声速受引力影响吗”,就更是让人啼笑皆非了!光是电磁波声波是物理波你懂吗?你知道光速是多少音速是多少吗?给你讲物理常识,就如给搭积木的幼儿讲房屋建筑!你能不能要一点点脸有一点点自知之明?
  • 纳萜ABC: 举报  2017-01-25 12:34:13  评论

    力可以改变速度的大小,也可以改变速度的方向,这里改变的是速度的方向
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作者:xinfu12320162017 时间:2017-01-24 02:41:29
  作者:若水_0_ 时间:2017-01-23 20:59:28
  @自称老中医 2017-01-23 20:20:52
  牛顿力学容易理解,因为人自身的经验可以理解!
  相对论则必须以宇宙为对象才好理解!
  在宇宙范围内的不同位置看待整个宇宙,宏观上应该保持一致性,这就要求一个新的时空观!
  为什么一定要引入时间?这是因为大家相信宇宙是伴随着时间而产生和膨胀的!
  坐标的转换都需要保持宇宙宏观上的一致性,那么就改变了人们常识中的时间概念!但是即便到现在,时间仍然是个很难理解和触摸的概念!
  -----------------------------
  时间的产生。。。
  时间仅仅是一个中间参数而已,路程不变,走完该路程的时间受速度的影响,速度不变,时间受路程影响
  你的速度达不到,不能按时到达目的地,你能让时间变快或者变慢,让你免于迟到么?科学发展到瓶颈就会往玄幻或者说神话靠拢

  ——关于时间的本质,请参阅克劳修斯的热二定律和霍金的《时间之箭》。
  • 花常开p: 举报  2017-01-24 20:41:03  评论

    科幻电影看多了
  • 吴钱氏: 举报  2017-01-25 10:32:34  评论

    时间就是物体的运动或物质的变化产生的。没有物体的运动或物质的变化,就没有时间。假如世界一切都是静止的,没有运动和变化,就没有时间。
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楼主吴钱氏 时间:2017-01-25 10:25:25
  若水_0_ 2017-01-22 16:31:47
  真空也只是相对而言的,太空中也有引力场的存在,光受其影响改变速度也是很正常的现象。
  而且可以推导出不同频率的光,受到的影响也是不同的
  -----------------------------
  @吴钱氏 2017-01-23 10:54:34
  为什么说光受引力影响改变速度是正常的,有根据吗?声速受引力影响吗?
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  @若水_0_ 2017-01-23 17:57:14
  推理如此,我可没有条件验证
  你确定真空中声音能传播?
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  真空中声音当然不能传播,需要介质。那么光要不要介质?现在还未知。
楼主吴钱氏 时间:2017-01-25 10:30:17
  @自称老中医 2017-01-23 20:20:52
  牛顿力学容易理解,因为人自身的经验可以理解!
  相对论则必须以宇宙为对象才好理解!
  在宇宙范围内的不同位置看待整个宇宙,宏观上应该保持一致性,这就要求一个新的时空观!
  为什么一定要引入时间?这是因为大家相信宇宙是伴随着时间而产生和膨胀的!
  坐标的转换都需要保持宇宙宏观上的一致性,那么就改变了人们常识中的时间概念!但是即便到现在,时间仍然是个很难理解和触摸的概念!
  -----------------------------
  不要把相对论理解太神秘,需要以宇宙为对象什么的。文中已经说明了,相对论其实就是用相对参照系来解决一切运动。经典物理里,解决机械运动要用相对参照系,而解决非机械运动,例如声音的运动,必须用绝对参照系,用相对参照系不能解决。但是爱因斯坦要用相对参照系解决一切运动。这就是相对论的来历。
作者:纳萜ABC 时间:2017-01-25 12:33:02
  v=vo+at (vo是初速度,a是加速度)

  要让做匀速运动的物体,速度变为0,则a=(0-v0)/t

  子弹的速度从1000m/s 变成1600m/s ,加速度是600/t

  ft=mu ,mu是动量,ft是冲量,ft=mv1-mv2,当物体最终静止时,ft=mv

  声波、水波是物体的振动,没有介质,振动就无法传递下去。电磁波的传播靠的是电和磁之间的循环转变。
作者:纳萜ABC 时间:2017-01-25 14:20:52
  问个问题,有三种情况:
  1.在地板上推着某物体做匀速直线运动,然后松手
  2.在船上拿着某物体,物体随船做匀速直线运动,然后松手,物体掉进水里
  3.在飞机上拿着某物体,物体随飞机做匀速直线运动,然后松手,物体从空中掉落

  这三种情况,物体都做匀速直线运动,松手后物体的运动状态有什么变化?按照惯性定律,物体的速度应该保持不变,继续向前做匀速直线运动,事实上是不是这样呢

楼主吴钱氏 时间:2017-01-26 14:23:54
  评论 纳萜ABC:这是很简单的基础问题啊。惯性定律说的是在不受任何外力的情况下物体将保持匀速直线运动或静止状态。你的第二种和第三种情况,你松手后,物体是受引力的,物体离开船和飞机时,和外力大于0,所以要下落
作者:纳萜ABC 时间:2017-01-26 15:55:00
  矢量加减遵循平行四边形定则,当v0的方向和参照物的夹角在0到90度之间,要对v0正交分解,得到相互垂直的分速度v1和v2,竖直方向存在引力,v竖=v1+gt,水平方向不受力,速度保持不变,v横=v2 。在船上在飞机上,物体和地面有一定距离,具有重力势能,当F浮=p(密度)g v排 <重力,竖直方向获得加速度,所以往下掉。在水平方向上,人没对物体施力,按惯性定律,物体会保持速度不变,从匀速直线运动的飞机上把握在手里的物体松开,物体尽管下掉,但水平方向和飞机同速,刻舟求剑成为可能,而在地板上,人松手,物体却是速度减慢或瞬间静止,给人一种物体运动是由力来维持的假象。
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作者:xinfu12320162017 时间:2017-01-29 01:19:47
  你们扯的是绝对时空观的牛顿力学,爱翁的相对论是相对于时间的电动力学!爱翁的时空观是包括时间的四维时空!小吴子你一个连电磁波(光波)和物理波(声波)都分不清的科盲,有何脸皮攻击相对论?
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