相对论的实质是学术造假—— 相对论教学必须取消

发表时间:2020/12/8   来源:《科学与技术》2020年28卷21期   作者: 黄家荣
[导读] 该文对相对论(包括广义相对论在内)进行全盘否定
        黄家荣
        (广西化工研究院  广西南宁市  530001)
        摘 要:该文对相对论(包括广义相对论在内)进行全盘否定。它从洛伦兹变换入手,揭示爱因斯坦在洛伦兹变换推导过程中的一系列造假行为,表明“洛伦兹变换”是学术造假的产物。因此,洛伦兹变换的一切推论纯属子虚乌有。文中对“相对论动力学”进行了剖析,指出相对论力学是伪力学,与牛顿力学没有任何关系。相对论的动能公式和质能公式都是没有计量单位的假公式,毫无实用价值。此外,还讨论了等效原理和广义相对性原理,指出“星光弯曲”没有理论依据。
        关键词:相对论;学术造假;洛伦兹变换;质能公式;等效原理。
中图分类号:0412

 
        1 引言
        相对论由狭义相对论(SR)和广义相对论(GR)两部分组成。前者诞生于1905年,后者诞生于1915年,均已超过百年了。相对论问世之初,就一直受到人们的质疑。而且,在2005年前后,在国内还掀起了相对论的争论高潮,并开了“民间科技发展研讨会”,笔者也参与其中。然而,以往对相对论的质疑和批评,并未击中要害,收效不大。如今,相对论仍然被学术界主流奉为正确理论。相对论不仅充斥着科普读物,而且在大学和高中的课堂上照教不误。“科教兴国,教育为本”。如果我们的学校用错误的教材误导学生,怎么能养出高质量的人才呢?中华民族伟大复兴事业岂不受到严重影响?为此,笔者虽然学识浅薄,人老体衰,也斗胆要把爱因斯坦从神坛上拉下来。本文主要通过对爱因斯坦原著的研究,揭示相对论的真实面目。
        2 洛伦兹变换探究  
        所谓“洛伦兹变换”(以下简称“LT”),其实就是荷兰物理学家洛伦兹,根据迈克耳孙——莫雷实验的“零结果”,捣鼓出来的一个方程组,即
    
在这个方程组中,重要的是第一、第四方程。至于第二、第三方程,因为用途不大,人们很少去理会它。
      
                                       

                                   

不难看出,在这个方程组中,时间和空间是各自独立的,“洛伦兹因子”也不见了。按照这个新的LT,SR就烟消云散了。
        下面,我们追根溯源,探究一下迈克耳孙—莫雷实验。大家知道,LT不是凭空产生的,而是洛伦兹根据迈克耳孙—莫雷实验的“零结果”并通过“长度缩短”的假设构想出来的。因此,迈克耳孙—莫雷实验就是LT的“源头”。关于该实验的原理、装置及计算,在文献[1]和文献[2]都有详细介绍,在此不再赘述了。需要指出的是,迈克耳孙—莫雷实验其实是一个错误的实验,因为它把地球视为一个没有大气层的星球。因此,对光束(1)和光束(2)的计算式,即

        3 爱因斯坦造假的铁证
        现在人们普遍认为,SR中的LT是爱因斯坦通过“两个基本假设”(即“相对性原理”和“光速不变原理”)推导出来的,与洛伦兹本人提出的LT有不同的物理内涵。现在,我们来考察一下爱因斯坦是怎样“推导”的:         
    算规则,故不成立。现细述如下:
        先说①。我们知道,两个坐标系的任何一个坐标轴都是分开的(如车厢和地面,飞机和地面等皆是),否则二者就不能进行相对运动了。所以,“该两坐标系的轴永远是重合的”这个设定不合理(至少不具有普遍性)。
      
        需要指出的是,“推导”中的错误并不止以上这些,后面还有若干,就不一一列举了。爱因斯坦在这里所犯的系列性、低级性和长期性(从1915年算起,也有40年之久)的错误,当然不是出于无知或一时的粗心大意,而是刻意所为,是赤裸裸的学术造假行为。
        除了以上“推导”外,爱因斯坦晚年还提出另外一个“推导”。这个推导同样是假的,只不过没有前面两个(把1905年的那个也计入)那么明显而已。理由是:①,LT是坐标变换,属于基本方程。我们知道,基本方程只能建立而不能推导的。比如,伽利略变换
     

        这个“推论”的问题是:①,我们知道,参照系的原点完全是人为规定的,与其他点并没有特殊之处。因此,一个钟的快慢与它所在参照系的位置(地点)是没有关系的;②,如果该钟是“按秒报时”的,即“按铯133原子基态两个超精细能级之间跃迁相对应的辐射周期的 9 192 631 700倍”报时(接连两声嘀嗒)的,那么,该钟接连两声滴嗒之间所经过的时间就一定是1秒,不可能“比1秒钟长一些”。反之,该钟就一定不是“按秒报时”的;③,“钟慢”与“尺伸”不协调。按照“尺伸”,应该“钟快”才是;④,因为LT并不存在,所以,由它作出的一切“推论”都是虚假的。
        需要指出的是,在物理教科书和相对论的科普书中,常常把“钟慢”和“时间延缓”、“时间膨胀”混为一谈,这是一个低级性的错误。“钟”只是一种计时的工具,与“时间”的本身是两回事。钟的快慢是计时工具是否准确的问题,与时间的实际长短没有关系。这就好比“秤”和“牛肉”的关系:一块牛肉,在两台秤上分别称得1000克和1100克,并不是这块牛肉的实际重量减少或增加了,而是两台秤的计量是否准确造成的。如果一个钟会在运动时“走得慢”,只能说明该钟是一只“坏钟”。
        5“同时性的相对性”的证明不成立
        爱因斯坦为了说明时间是相对的,他在文献[3]中,对“同时性的相对性”进行了“证明”(又称“理想实验”),大意如下:
    比如,在路基上的A、B、M三处同时发生雷击,应该在哪里观察?又如,一辆公交车上坐满乘客(大家端坐不靠背),司机突然猛踩油门,大家一定同时向后倒。你能说出这是对哪个参照系“同时”、对哪个参照系“不同时”吗?由此可见,爱因斯坦的“证明”漏洞甚多,经不起推敲。
        实际上,在所有物理量中,除了速度和与速度有关的物理量(动能、动量)之外,都是没有参照系的。时间没有参照系,而且也不需要参照系。在现实生活中,若干个事件是否同时发生,不是由“观察者”、而是用钟(表)确定的。比如,北京时间7点正(以CCTV的报时钟为准),三列火车分别从北京、西安和乌鲁木齐车站开出,按照“北京时间”(东八区时间)就是“同时发车”。虽然按照“区时”和“地方时”它们是“不同时”的,但是,“区时”和“地方时”并不是根据参照系、而是根据它们的地理位置——经度确定的。而且,“区时”和“地方时”是根据人们的生活习惯规定的,与时间的本性没有关系。其实,时间与空间(地点)是各自独立的,二者之间没有特定的联系。如果“A处有A处的时间”、“B处有B处的时间”,全国还能有一个统一的时间——“北京时间”吗?但是,也不能说“同时是绝对的”,因为就计时精度而言,“同时”是相对的,不是绝对的;绝对的“同时”是不存在的。例如,在体育比赛用秒表计时的年代,两运动员到达终点的时间相差百分之一秒就是“同时”,但是现在计时精度提高了,相差百分之一秒就“不同时”了。再以从北京、西安和乌鲁木齐开出的三列火车为例。即使以置于三处的、走时完全一样的三个时钟为准,“同时发车”还是相对的,因为三个火车司机的开车操作不可能完全同步、没有一丁点的时间差。总之,在“时间”和“空间”的问题上,经典的时空理论是正确的,“同时”的理念也是容易理解的,而且成了人们的生活常识。爱因斯坦提出“同时性的相对性”(即“不同参照系有不同的时间”)的假命题,完全是故弄玄虚,扰乱视听,显然别有用心。
        6 “相对论动力学”是伪力学
        “相对论动力学”涉及的内容很多,如质量、力、动量、功和能等。对于这些内容,本文不可能、又没必要都一一加以讨论。在这里我们只讨论其中最重要的两个——“力”和“能量”。
        大家知道,在牛顿力学中,力的定义为


        ③,不能规定力和能量的单位。我们知道,力的定义决定力的单位;力的定义不同,力的单位就一定不相同。在牛顿力学中,力的单位是“牛顿”,即
             1[牛顿]=1[千克]1[米/秒]
但是,在相对论中,按照公式(6.1),我们就不能确定“”的单位,即不能写出
           1[F] = 1[?]×1[?]
所以,相对论的“力”是没有单位的。
    我们再看相对论的“能量”。相对论的动能公式为

    我们来看相对论的能量的单位。大家知道,在牛顿力学中,功和能的单位是“焦耳”,
               1[焦耳]=1[牛顿]×1[米]
        在相对论中,能量单位是什么呢?前面已经指出,相对论的“力”是没有单位的,所以它的“能量”一定是没有单位的。人们以为相对论力学与牛顿力学有着相同的单位,是大错特错的。
        ④,没有实用价值。我们知道,牛顿力学是物理学的基础,可以用来解决宏观物体的动力学方面的问题。现在航天方面的问题,就是用牛顿力学计算的。相对论力学有什么用呢?它除了蒙混出相对论的动能公式和质能公式外,毫无用处。比如,对于“一个1千克的物体在100牛顿恒力的作用下,由静止开始运动,30天后速度是多少?”这个简单的问题,相对论力学就无能为力。因此,牛顿力学并不是相对论力学在低速下的近似,而是与牛顿力学毫无关系。
        由此可见,相对论力学是伪力学,除了作为摆设之外,解决不了任何实际问题(其实与原子弹的爆炸和核能的利用根本没有关系。道理很简单——学术造假是不可以产生真理的。)相对论力学不仅在理论上谬误,而且已为季灏实验所证伪。
        7 广义相对论是大忽悠
        其实,从SR的情况就可以知道GR是什么货色了。但是,为了提高人们识别假理论、伪科学的能力,破除人们对爱因斯坦的极度迷信,对它进行一番剖解还是很有必要的。
        与SR一样,在GR中也有两个“原理”, 即“等效原理” 和“广义相对性原理”。
        先说“等效原理”。所谓“等效原理”,其实指的是:在一个封闭的箱子(电梯)内,不论做什么实验,都不能区分箱子(电梯)是在引力场静止、还是在无引力空间做加速运动。这能说明什么呢?如果由此得出“在一个相当小的时空范围内,不可能通过实验来区分引力与惯性力,它们是等效的。” 或者“惯性力场与重力场的动力学效应是局部不可分辨的。”那就错了。因为“惯性力”是假想力,而万有引力则是一种实实在在的力。“惯性力”的效果是使两物体相互分开,引力的效果是使两物体相互接近。试问:二者性质不同,效果不同,何来“等效”?如果引力与惯性力“等效”,地球“下面”(比如南半球)还能有人吗?而且,只有引力场,不存在所谓“惯性力场”。再说,即使在某种情况下“不能区分”,未必就是“等效”。例如,动车组以每小时100公里和300公里匀速直线行驶,如果乘客不是仔细注意列车运行的声音和轻微的震动,在不观察窗外景物的情况下是不能区分的。但是,要说“动车组100公里时速与300公里时速等效”,恐怕谁都不会认同。又如,航天员在绕地球正常飞行的飞船里,和失事坠向地面的飞船里,都处于失重状态,是不能区分的。但是,若认为“航天员在这两个飞船是等效的”,除非脑残。
        大家知道,爱因斯坦提出“等效原理”,是为了证明“光线在引力场中一般沿曲线传播”。他在文献[3]写道:“例如,我们知道,相对于K(按照伽利略定律)作匀速直线运动的一个物体,它相对于作加速运动的参考物体(箱子)是作加速运动的,一般还是作曲线运动的。此种加速度或曲率相当于相对于存在的引力场对运动物体的影响。引力场以此种方式影响物体的运动是大家已经知道的,因此以上的考虑并没有为我们提供任何本质上新的结果。但是,如果我们对一道光线进行类似的考虑就得到一个新的具有基本重要性的结果。相对于伽利略参考物体K,这样的一道光线是沿直线以速度C传播的。不难证明,当我们相对于作加速运动的箱子(参考物体)来考察这同一道光线时,它的路线就不再是一条直线。由此我们得出结论,光线在引力场中一般沿曲线传播。”而且,爱因斯坦还做了“星光偏转”的预言。
        笔者认为,这个“证明”和“预言”是不成立的,理由如下:
        
                                                                图3
        
        假设在宇宙中(这里没有引力场)有一个如图3所示的观察者,方框是一个由下向上以加速度g运动的电梯。在电梯的左右两边有很高的窗口,因此,物体和光线可以畅通无阻地穿过电梯。假设从图中的星星处向水平方向发射一颗子弹,当电梯是静止不动时,子弹当然就相对于宇宙空间(参照系K)做匀速直线运动,穿过电梯的窗口击中观察者的眼睛。现在假设电梯是加速运动的,情况又会怎样呢?根据运动学效应,子弹相对于电梯做曲线运动(但不是抛物线,因为电梯除了有加速度之外,还有速度,也会产生影响)。但是,从电梯外观察,子弹穿越电梯并没有发生弯曲。(这是毋庸置疑的,因为子弹从电梯的旁边经过时,相对于电梯也有完全相同的现象。)现在我们在方框处设置一个引力场,于是子弹就会做抛物线坠落。所以,“等效原理”不成立。现在我们把子弹换成一束光线,情况又会怎样呢?对于加速电梯,光线和子弹的情况是相同的。对于引力场,光线有两种可能:一是按照原来的路线做匀速直线传播;二是发生弯曲。至于属于哪种,完全取决于光子是否具有质量,即是否具有动力学效应。但是,下面的事实和理由证明光子是没有质量的:①,物体和实物粒子(以下简称“粒子”)要改变它们的运动速度,必须有“力”的作用或温度的改变(如气体分子的热运动),但是,光线从空气进入真空时的速度增加,并不需要这些因素;②,物体和粒子在速度发生改变时,它们的能量会发生改变,可是,光线从真空进入空气中,虽然速度变慢了,但光子的能量并不改变;③从火车上发射一颗子弹——有质量的物体,它相对于地面的速度与火车的运动速度有关,但是,从车头或车尾射出一道光线,它相对于地面的速度与火车(光源)的运动速度无关,这与(无质量的)声波的传播情况十分相似;④,物体和粒子都占有空间,所以两物体或两粒子发生碰撞时,会改变各自的运动方向。但是,光子不占有空间,故两束光发生碰撞时不会改变方向。⑤,按照相对论,光子的静止质量为零,而它的“运动质量”为任意值。然而,如果光子的静止质量为零,它的“运动质量”就一定为零,证明如下:
        把质速关系式进行改写,得
                  
        由此可见,GR完全是一个大忽悠。所谓“引力是一种时空弯曲的表现,引力现象本质上是一种几何现象”等等纯属无稽之谈!(光线在弯曲的空间就一定弯曲吗?一个游泳圈的内部空间无疑是弯曲的,难道光线会在其中做圆周运动不成?)在这里我们同样遇到一个问题:爱因斯坦在GR中所犯的系列性、低级性和长期性错误,除了“学术造假”外,还能做出其他解释吗?
        8 结束语
        相对论被认为是“20世纪初期出现的最伟大的物理理论之一”;爱因斯坦被认为是“20世纪最伟大的自然科学家,现代物理学的开创者和奠基人”。这完全是对爱因斯坦和相对论的盲目吹捧和神化。事实证明,相对论是一个从子虚乌有的LT和荒谬的“等效原理”炮制出来的假理论。因此,“相对论时空”是假的,“质速关系式”、“质能公式”、“光速极限论”、“四维空间”、“时空弯曲”等等都是假的。相对论完全是一个欺世大谎言、大骗局!所以,爱因斯坦绝不是一位品德高尚的科学家,而是一个道德卑劣的特大骗子,应把他钉在历史的耻辱柱上为世人唾骂(虽然爱因斯坦在解释光电效应上有过贡献,但与他所犯下的滔天大罪相比较,就不算什么了)。毫无疑问,用相对论灌输学生,必然是误人子弟,摧残人才;用相对论指导科研,只能远离科学,浪费资源。相对论教材已误导了我国无数的大学生和高中学生,危害极大,损失不可估量。这是我国教育的一个重大失误,应尽快纠正。
        参考文献
[1] 梁绍荣等. 普通物理学第五分册[M]. 北京: 高等教育出版社科学出版社, 1994, 7-11.
[2] 程守洙, 江之永. 普通物理学第三册[M]. 北京:高等教育出版社, 1982, 108-111.
[3] 爰因斯坦.狭义与广义相对论浅说[M].杨润殷译.上海:上海科学技术出版社,1964.
[4] 爱因斯坦.相对论[M].杨子译.北京:台海出版社 ,2017.
[5] 黄家荣.“同时性的相对性”剖析[J] .发明与革新,2001(8),34.
[6] 质疑爱因斯坦力学和传统加速器理论的三个实验[J].前沿科学,2010(3).
[7] 赵近芳. 大学物理学(上册)[M].北京北京邮电出版社,2002,117.
[8] 刘辽.广义相对论[M].北京:高等教育出版社,1987.

作者简介:黄家荣,男 ,汉族,1937年生,单位:广西化工研究院,学历:大学本科 ,职称:高级工程师。
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