对相对论时空观的批判和改造(5)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-10
”就不会感觉到奇怪。当然,我们还可以从以下角度对“光速不变”进行更深入的理解:

  (1)          静止质量为0的物体,其在真空中的速度必为c。c为物质运动的“极限”速度,它充当了“无穷大”的角色,因此静止质量为0的光子,它从静止加速到c是瞬间完成的(不需要时间)。当光子的运动速度达到c后,就不能再加速了,因为作用力的传播速度也被限制在c之内,这样就没有一个力能够从光子的背后作用于它。但是,力能够从光子的前面和侧面作用于它,故光子可以减速,也可以弯曲。

  (2)          在真空中速度为c的物体,其静止质量必为0。物体的运动质量与静止质量的关系满足下式:   m=m0/[1-(u2/c)]1/2

如果物体静止质量不为0,当它在真空中速度为c时,其运动质量无穷大,而这是不可能的,所以在真空中速度为c的物体,其静止质量必为0。

  (3)          静止质量为0的物体,惯性为零,信捷职称论文写作发表网,保持原来运动状态的属性为零;

  例如,光子静止质量为0,当光源的运动速度为v时, 光子并不能保留原来运动状态v。光子的运动与光源不运动时的情况一模一样。另一方面,从运动学的角度看,运动具有相对性,即“观察者静止而光源的运动速度为v”,与“光源静止而观察者的运动速度为v”是等价的,因此,“光在真空中的速度恒为c,与光源的运动无关,与观察者的运动无关”。

  (4)          光是波,当波源靠近观察者时,波长λ变小,频率ν变大,但波长与频率的乘积λν不变,等于c,即λν=c;当波源远离观察者时,波长λ变大,频率ν变小,但波长与频率的乘积λν不变,等于c,即λν=c。

如果有一天人类发现宇宙中存在运动速度大于c的粒子,我们可以肯定它不是从静止加速而来的,而是它本来的运动速度就大于c,而且,它的运动速度永远无法降低到c。

  七、广义相对论的缺陷

  1、广义相对论“奇点”的存在

  广义相对论的引力场方程为:

               

  这个方程是高度非线性的,一般不能严格求解。只有在对时空度规附加一些对称性或其他要求下,使方程大大简化,才有可能求出一些严格解。

  在引力场球对称的假定下,可以得到方程的史瓦西解:

  

  显然,度规在r=2MG/c2和r=0处奇异(趋于无穷大)。但是,r=2MG/c2处的奇异是由于坐标系带来的,可以通过适当的坐标系变换来避免。r=0处的奇点是本质的。在奇点上,时空曲率和物质密度都趋于无穷大,时空流形达到尽头。不仅在宇宙模型中起始的奇点是这样,在星体中引力坍缩终止的奇点也是这样。在奇点处,“一切科学预见都失去了效果”,没有时间,也没有空间。无穷大的出现显然是广义相对论的重大缺陷。

  另外,对于广义相对论的数学形式复杂性,世界著名物理学家波恩说:“它的形式复杂得可怕”。

  把时间和空间这两个具有完全不同抽象内涵和不同物理学量纲的概念同一化,带给人们的困惑和不解是无法挥之而去的,晚年的爱因斯坦不时流露对他那只时时需要加以校对的钟,和那把处处需要校正的尺不满。

  2、广义相对论与量子理论不相容

  量子理论是非常完备的科学理论,而广义相对论和量子理论彼此间并不相容。

  1920年,韦尔提出了一个将电磁场和引力场联系起来的电磁场几何化的理论,他的基本想法是:把电磁场与空间的局部度规不变性联系起来。韦尔的理论不仅没有得到学术界的认可,而且也与实验结果不符。之后,瑞尼契、惠勒、米斯纳等人也作了很多将电磁场几何化的尝试,都没有获得成功。

  人们也曾试图将引力场进行量子化,并从中寻求引力场与电磁场的本质联系,企图用量子论的方法实现引力场与电磁场的统一。电磁场的场量子是光子,类似地人们欲将量子化的引力场的场量子称为引力子。但经过几十年的努力,引力场的量子化尝试连连失败。

  广义相对论运用数学工具“黎曼几何” 和“张量分析”得到“空间弯曲”的结论,但我认为,“弯曲的空间”只是一种运算符号,它没有物理意义,更不能描述真实的空间。例如,在分析简谐振动和简谐波的规律时,用复数进行运算的结果描述可以简谐量,但复数并不是简谐量,复数本身没有物理意义。又如,在量子力学中用“波函数” 进行运算能得到可观测量,但“波函数” 并不是可观测量,它本身没有物理意义。
  

  八、对万有引力定律的改造

  显然,牛顿万有引力定律是有缺陷的,我们认为该定律是一个正确定律极好的近似。为了便于进行类比,我们来看一个电磁学现象:

  在一个范围内,同时有一个恒定的电场和磁场(磁感应强度为B),其中,电场由带电量为-Q(场源)的均匀球体产生。距离球心r处,有一静止检验点电荷,带电量为+q(q<<Q),其对场源的影响可忽略不计。则点电荷不受磁场的作用, Fc=0;所受电场力(库仑力)为有心力,大小为:

  Fe =Qq/4πεr2……(10)

  如果点电荷以速度v运动,则所受电场力仍满足(1)式,同时,它还要受到磁场力(洛仑滋力)的作用,大小为:

  Fc =Bqvsinθ……(11)

  θ为B与v的夹角,洛仑滋力Fc不是有心力,其方向恒与速度v的

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