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新方法:加速解决爱因斯坦光速不变假设百余年争论

已有 145 次阅读2022-9-19 03:54 |系统分类:科技教育分享到微信

爱因斯坦在狭义相对论中提出的光速不变假设,已经被争论100多年,在网络交流平台上每天都有大量网友讨论光速值问题,这是一个长期悬而未决的问题。

换个视角,改变思路,立足物理学,纵横交叉学科,基于更多的知识和方法,研究更多的实验和实践,思考更多的问题和观点,比爱因斯坦相对论更广泛深入,在此情况下重新审视爱因斯坦光速不变假设,就可以发现更多真相,获得创新认识,发现问题症结,就有望加速解决争论,推动科学技术进步发展。

研究表明,爱因斯坦提出的光速不变假设,实际上是由三个具体假设构成的,可分别称之为光速不变第一假设、光速不变第二假设、光速不变第三假设。爱因斯坦的光速不变第一二三假设,各有具体内容,与实验各有具体关系。

爱因斯坦光速不变第一假设,符合物理学和计量学关于国际单位制“秒”和“米”的约定,符合约定的光速值,符合约定的电磁波速度值,符合有关的实验事实,光速不变第一假设有充足的实验证据。但是,爱因斯坦的光速不变第二假设、第三假设,却是一直没有直接的实验证据,也一直没有公认的逻辑证明。

在以往,爱因斯坦和很多相对论专家,他们没能详细区分光速不变第一二三假设,基于光速不变第一假设已经得到实验支持,就想当然地、笼统地、一概而论地、混淆是非地断言,光速不变假设(包括第一二三假设)得到了实验支持。或者使用动钟变慢和动尺变短假设等为光速不变第二三假设进行辩护论证,就断言光速不变假设(包括第一二三假设)是正确的。可以说,这是不符合科学规则,是一厢情愿的想法和说法。

物理学是基于观察、实验、数学、逻辑、推理、假设等方法建立起来的科学。针对光速不变第二假设和第三假设,在没有直接的实验证据,没有公认的逻辑证明的情况下,无论是谁断言:“光速不变第二假设和第三假设绝对正确”,都是一厢情愿,都不能代替实验和逻辑,作为正确性的证据。当然,如果学术权威使用大家熟知的潜规则,那么在一定时期一定范围,假设想象不仅可以变成不可辨驳的威严教条,而且可以做到无视一切质疑批评,你说我错误,我说我正确,你说你正确,我说你错误,这也是一种相对论,极具市场和粉丝。

顺便指出,质疑批评爱因斯坦相对论的人也没能详细区分光速不变第一二三假设,因为光速不变第二三假设没有实验证据,就武断地、轻率地断定光速不变第一二三假设全部错误,认定光速不变第一假设也错误,这也是不符合科学原则的。

100多年争论中,争论的双方都没能详细区分光速不变第一二三假设,没有基于实验和逻辑,分别检验光速不变第一二三假设的正确性,都以点概面,以偏概全,全面肯定或全面否定,这是发生100多年争论的主要原因之一。围绕爱因斯坦相对论发生的100多年争论中,类似情况甚多。

在以往,有很多致力于创新研究者,他们拥有远大目标,但是缺乏有效方法,所以效果不佳。形象地比喻,他们面对的爱因斯坦相对论,就像一只老虎,在没有足够实力的情况下,想帮助权威的大老虎纠正失误,发展完善,难免力不从心,事与愿违。

本文主要介绍了研究光速值和光速不变假设的交叉学科实验,通过阅读本文,大家可以体验使用时钟量尺测量和计算光速值和各种相对运动速度值的方法、过程、结果和关键,看清爱因斯坦光速不变假设与有关实验的关系,看清发生争论的原因,同时在头脑里提高思维效能,增加思维空间,提高创新能力,升级头脑智慧。

这样,就可以发生力量对比变化,发生变化后,爱因斯坦相对论就可以转变成类似大猫的情况。这时候,就可以对其比较评判,解剖分析,增减内容,发展完善了。使用这样的解决问题方法,就可以加速解决百余年争论。

实际上,本文介绍的研究光速值和光速不变假设的交叉学科实验,已经有条件可以进行电脑模拟实验,或者进行具体实际的实验。

研究光速值实验,推动解决光速不变假设争论

——使用时钟量尺测量速度值

在物理学中,速度这个物理学名词概念,主要指一切物体都具有的相对运动的快慢这种可观测性质。

速度值,特指速度的量值,相对特定参照物,使用一定量尺测量出运动物体一定量位移值Δs,再使用一定时钟测量出相应的时间值Δt,进行计算,就可以获得的位移值和时间值的比率v=Δs/Δtv就是速度值。

一般情况下,特定物体相对特定参照物的速度值,必须使用具体时钟和量尺,通过具体测量和计算获得。对于同一物体相对同一参照物的运动,使用不同的时钟和量尺组合进行测量和计算,获得的速度值可能会有所不同。因为不同的时钟显示的时间值,可能略有差别,快慢不一,这就是所谓的非同步时钟;不同的量尺显示的长度值,可能略有差别,有长有短,这就是所谓的非同长量尺。

具体说,假设有两个时钟,A时钟和B时钟,相对静止或运动,A时钟的1秒时间长度,与B时钟的2秒时间长度等长。在此情况下,A时钟的1秒时间长度,与B时钟的1秒时间长度,就不是相等的时间。因此有,1秒(A时钟)≠1秒(B时钟)。

再假设有两个量尺,A量尺和B量尺,相对静止或运动,A量尺显示的1米长度,与B量尺显示的0.5米长度等长。在此情况下,A量尺的1米长度,与B量尺的1米长度,就不是相等的长度。因此有,1米(A量尺)≠1米(B量尺)。

在上述情况下,使用A时钟和A量尺组合测量速度值,例如测量确定一个人在客厅里走路的速度值是1/秒,那么,使用B时钟和B量尺组合测量这个人在客厅里走路的速度值,就是0.25/秒。

设甲观测者使用A时钟和A量尺组合,乙观测者使用B时钟和B量尺组合,且甲乙观测者相对做匀速直线运动。在上述情况下,若甲观测者使用A时钟和A量尺组合测到乙观测者相对甲的速度值是1/秒,那么乙观测者使用B时钟和B量尺组合会测到甲观测者相对乙的速度值是0.25/秒。

人们谈论物理量速度的量值时,应该说明五要素:一是运动物体,二是参照物,三是所用时钟,四是所用量尺,五是测量和计算方法。说明速度值五要素,谈论速度值,就可以避免随意说说和矛盾争论。否则,就可能导致有关的争论和矛盾。

——除了约定的情况,一般情况下的光速值应该使用时钟量尺测量确定

在物理学和计量学中,根据国际单位制米约定,在提供基准米的装置中,特定光在真空中1/299792458秒时间值里行进的路程,被约定为一米。这就等于约定,在提供基准米的装置中,特定光相对装置本身,也就是相对静止在装置中的光源,特定光运动速度值v=Δs/Δt=1/1/299792458)秒=299792458/秒。

对于上述特定情况下约定的光速值,可使用大写字母C表示为C=299792458/秒。这样约定的光速值,相当于使用特定时钟和特定量尺测量确定了特定光相对特定参照物的速度值,这相当于实验结果。

在物理学的电磁学中,人们约定真空中的介电常数和磁导率时,也约定在特定的条件下,特定的电磁波,相对电磁波源的速度值为C=299792458/秒。这就是人们可以从电磁学的麦克斯韦方程中推导出电磁波速度值是C=299792458/秒的原因。这样约定的电磁波速度值,也相当于使用特定时钟和特定量尺测量确定了特定电磁波相对特定参照物的速度值,这也相当于实验结果。

但是,上述两种速度值C=299792458/秒,都是特定条件下的约定,是针对特定光、特定电磁波、特定参照物、特定时钟、特定量尺、特定测量方法,所做的有限约定。不是针对所有光、所有电磁波、所有参照物、所有时钟、所有量尺、所有测量方法,所做的无限约定。所以,这样约定的两种速度值C=299792458/秒,不具有无限推广的实验依据和理论依据,若无条件地推广到所有的情况,必然是缺乏时钟量尺测量实验的支持。

在实际情况中,即使同一光相对同一参照物,使用不同的时钟和量尺组合进行测量和计算,确定的光速值也可以有所不同。因为不同时钟可能是不同步时钟,快慢不一,不同量尺可能是不同长量尺,有长有短。

这也就是说,除了在约定光速值和约定电磁波速度值的两种特殊情况,可以无条件认定C=299792458/秒之外,在其他情况中,任意光相对任意参照物的速度值,任意电磁波相对任意参照物的速度值,都应该使用具体的时钟和量尺组合,通过具体测量和计算来确定。而不能把特定条件下约定的速度值C=299792458/秒无条件地推广应用,想当然地认为任意情况下的光速值电磁波速值,都是C=299792458/秒。更不能把假设的光速值当做实验测量结果来说事,否则,就会制造矛盾,导致有关争论。

——先确定两个时钟时间值关系两个量尺长度值关系,再比较测量结果

在现代科技的宇航实践、军事科技、天文观测、信息技术的具体实践中,时钟是重要的计时工具、测时工具。

例如北斗卫星系统使用的原子钟,就是具有基准系统、动力系统、连接系统、显示系统的时间机器。北斗卫星系统天上30多颗卫星携带的原子钟显示的时间值,走快或走慢的影响因素,主要包括内因和外因两部分。

内因包括:原子钟自身原子频标的稳定性,时间偏差、频率偏差、频率漂移、工作电压稳定性、元件老化影响等,这是导致原子钟走快或走慢的内部因素;

外因包括:原子钟工作环境中的温度、湿度、压强、振动、辐射、磁力、电力、引力等因素的作用等,这是导致原子钟走快或走慢的外部因素。

上述内因和外因可以影响原子钟走快或走慢,这是原子钟作为动力学系统遵守能量守恒定律所决定的必然结果。现代科技的量尺,也是类似的情况。

严格地说,在实际情况中,没有完全一样的两个时钟,所以,任意的两个时钟,总会是一快一慢,无论它们是相对静止还是相对运动。也没有完全一样的两个量尺,所以,任意的两个量尺,总会是一长一短,无论它们是相对静止还是相对运动。因此,说两个时钟显示的时间值相等,是同步时钟,说两个量尺显示的长度值相等,是同长量尺,都是有条件的。

所以,两个观测者各自携带时钟和量尺,测量和计算同一物体的运动速度值时,必须先搞清两个时钟的时间值关系,以及两个量尺的长度值关系,然后再比较。否则缺乏比较意义。

——时钟时间值规律

一般地说,现代科技制造的时钟,由基准系统、动力系统、传动系统和显时系统等子系统联合构成,是开放复杂动力学系统,时钟显示的时间值,是动力学系统运动的一部分内容。时钟的系统运动和所显示的时间值,跟系统内部的结构、运动和作用,跟系统所受的电磁力、引力、温度、湿度、压强、辐射等外界作用,均有密切关系。参见图五。新方法:加速解决爱因斯坦光速不变假设百余年争论_图1-1

研究表明,在惯性系理想条件下,内部结构相同,均不受外力作用,相对静止或相对匀速直线运动的两个时钟,以穿过两时钟连线中点且垂直连线的平面为对称面,具有镜面对称关系,这样的两时钟是同步时钟,所显示的时间值一直相等。如上所述两个同步时钟受到不同外界作用时,两个同步时钟就会变成不同步时钟,所显示的时间值变成快慢不同,动钟变慢或动钟变快都可以发生。对上述内容,可称之为时钟时间值规律。

应该指出,在实际中,对于任意的两个时钟,把它们各自显示的1秒时间值进行比较,确定是否等长,并非易事。这涉及两个时钟的工作原理,对它们所显示的1秒时间值的开始和结束进行确定,相互进行比较,使用仪器记录,使用眼睛观察和判断,确定实验误差等。所以,严格地讲,任意的两个时钟,它们各自显示的1秒时间值,是否等长,是无法绝对准确地确定的。所以,时钟时间值规律的正确性,与实验事实的符合情况,都是有条件的。

——量尺长度值规律

与时钟时间值规律相似,目前人们使用的,作为现代科技产品的量尺,也是开放复杂动力学系统,量尺显示的长度值,也是动力学系统运动的一部分内容。

研究表明,在惯性系理想条件下,内部结构相同,均不受外力作用,相对静止或匀速直线运动的两个量尺,以穿过两量尺连线中点且垂直连线的平面为对称面,具有镜面对称关系,这样的两量尺是同长量尺,所显示的长度值一直相等。如上所述两个同长量尺受到不同外界作用时,两个同长量尺就会变成不同长量尺,所显示的长度值变成长短不同,动尺变短和动尺变长可以同时存在。对上述内容,可称之为量尺长度值规律。

使用时钟时间值规律和量尺长度值规律,可以判断和确定相对静止或运动的两时钟时间值关系,判断和确定相对静止或运动的两量尺长度值关系,这样的判断和确定,拥有大量的实验证据,可以得到广泛的实验支持。

应该指出,在实际中,任意的两个量尺,它们各自显示的1米长度值,是否等长,是无法绝对准确地确定的。所以,量尺长度值规律的正确性,与实验事实的符合情况,都是有条件的。

——研究光速值实验,测量多种速度值

如图六所示,设在地球表面有一个静止的直角坐标系oxyz,在该系原点o有一个手持时钟和量尺的观测者甲,直角坐标系oxyzx轴正方向指向月球。对直角坐标系oxyz和观测者甲,可简称为甲参照系,或甲系。也可称之为地面参照系。新方法:加速解决爱因斯坦光速不变假设百余年争论_图1-2

另设有一个直角坐标系OXYZ,该系原点O处有一个手持时钟和量尺的观测者乙。OXYZ坐标系和oxyz坐标系的xX轴重合,yY轴平行,zZ轴也平行,而且OXYZ坐标系以u速度值沿xX轴正方向匀速运动,也就是向月球匀速直线运动。对于直角坐标系OXYZ和乙观测者,可简称为乙参照系,或乙系。

另设还有一个直角坐标系oxyz′,该系原点o′处有一个手持时钟和量尺的观测者丙。oxyz′坐标系和oxyz坐标系的xx′轴重合,yy′轴平行,zz′轴也平行,而且oxyz′坐标系以u速度值沿xx′轴负方向匀速运动,也就是向远离月球方向匀速直线运动。′对于直角坐标系oxyz′和丙观测者,可简称为丙参照系,或丙系。

在这里,对地球、月球、坐标系、甲乙丙观测者、时钟、量尺等,把他们都简化成了物理学的无形状无大小质点,这是物理学在理想情况下研究问题的方法。

在上述情况下,假设甲系、乙系、丙系的原点oOo′重合,甲系、乙系、丙系的时钟时间值t=T=t=0时刻,静止在甲系原点o处的一个点光源,发出了一个球面光波。

在甲系的时钟从t=0秒增加到t=1秒时间值,经历△t=1秒时间值,也就是显示t=1秒时刻值时,给宇宙按下了暂停键,类似给播放视频的手机或电脑按下暂停键,这是一种在理论上研究问题的科学方法。

在手机、电脑的暂停态图像中,每个物体都有确定的形状、位置、相互关系、视觉内容等。同理,在t=1秒时刻的暂停态宇宙立体图像中,每个物体都有确定的结构、形状、相对位置、相互关系等。

针对上述t=1秒时刻的暂停态宇宙立体图像,甲乙丙观测者都可以使用自己的时钟量尺测量和计算球面光波相对甲乙丙系的运动,甲系乙系丙系的相对运动,获得具体量值。

1、甲观测者使用自己的时钟量尺通过测量和计算可以得到如下内容:甲系时钟经历△t=1秒,显示t=1秒时刻值时,在点光源发出的球面光波上,与x轴正方向相交且向x轴正方向运动,也就是向月球运动的光子(在图上向右),距离甲系原点o的距离值为△s1=299792458米;因此,在x轴上向月球飞行的光子相对甲系的光速值为v1=s1/t=299792458/秒。

在点光源发出的球面光波上,与x轴负方向相交且向x轴负方向运动,也就是远离月球方向运动的光子(在图上向左),距离甲系原点o的距离值也是△s1=299792458米;因此,在x轴上向远离月球方向飞行的光子相对甲系的光速值也是v1=s1/t=299792458/秒。

在甲系,点光源发出的球面光波始终以甲系原点o为球心,以v1=299792458/秒光速值膨胀为球面光波,球面光波的数学方程可写成 x2+y2+z2 = C2t2

对于上述情况,乙观测者也可以使用自己的时钟量尺进行测量和计算,并获得如下数据:相应于甲系的时钟经历△t=1秒,显示t=1秒时刻值,乙系时钟经历了△T秒,显示着T秒时刻值;此时刻,向月球飞行的光子与甲系原点o的距离值为△S1,向月球飞行的光子相对甲系的光速值为V1=S1/T;向远离月球方向飞行的光子与甲系原点o的距离值也是△S1,向远离月球方向飞行的光子相对甲系的光速值也是V1=S1/T

在这里,△T、△S1V1的具体数值,乙观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来是多少,就是多少,应该由乙观测者使用的时钟量尺和测量计算来决定。如果给出假设值,乙观测者使用自己的时钟量尺测量和计算出来的结果,是判定假设值是否符合实际的依据,而不能是相反,不能根据假设值来否定观测值。甲系观测者的测量值,乙系观测者测量值,二者的关系,应由甲系乙系的时钟时间值关系、量尺长度值关系来决定,而不能由假设来决定。

对于上述情况,丙观测者也可以使用自己的时钟量尺进行测量和计算,并获得如下数据:相应于甲系的时钟经历△t=1秒,显示t=1秒时刻值,丙系时钟经历了△t′秒,显示着t′秒时刻值;此时刻,向月球飞行的光子与甲系原点o的距离值为△s1′,向月球飞行的光子相对甲系的光速值为v1=s1/t′。向远离月球方向飞行的光子与甲系原点o的距离值也是△s1′,向远离月球方向飞行的光子相对甲系的光速值也是v1=s1/t′。

在这里,△t′、△s1′、v1′的具体量值,丙观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来是多少,就是多少,应该由丙观测者使用的时钟量尺和测量计算来决定。如果给出假设值,丙观测者使用自己的时钟量尺测量和计算出的结果,是判定假设值是否符合实际的依据,而不能是相反,不能根据假设值来否定观测值。甲系观测者的测量值,丙系观测者测量值,二者的关系,应由甲系丙系的时钟时间值关系、量尺长度值关系来决定,而不能由假设来决定。

2、甲观测者使用自己的时钟量尺通过测量和计算还可以得到如下内容:在甲系时钟显示t=0秒时刻值时,球面光波上与x轴正方向相交且向月球飞行的光子,与乙观测者都向月球方向运动,二者具有共同的出发点,就像百米赛跑运动运具有共同起跑线。然后,在向着月球方向,光子在前面飞行,乙观测者在后面追行,就像追光者,这就是一种“追光实验景象”。

在甲系时钟经历△t=1秒,显示t=1秒时刻值时,乙观测者距离甲系原点o的距离值为△s2=299792457.5米,乙观测者相对甲系的运动速度值为v2=s2/t=299792457.5/秒。

在甲系时钟显示t=0秒时刻值时,球面光波上与x轴负方向相交且向远离月球方向飞行的光子,与丙观测者都向远离月球方向运动,二者具有共同的出发点,就像百米赛跑运动运具有共同的起跑线。然后,在远离月球方向上,光子在前面飞行,丙观测者在后面运动,就像追光者,这也是一种“追光实验景象”。

在甲系时钟经历△t=1秒,显示t=1秒时刻值时,丙观测者距离甲系原点o的距离值是△s2=299792457.5米,丙观测者相对甲系的运动速度值是v2=s2/t=299792457.5/秒。

针对上述情况,乙观测者也可以使用自己的时钟量尺通过测量和计算获得如下量值:乙系时钟经历了△T秒,显示T秒时刻值时,甲观测者相对乙系原点O的距离值为△S2,甲观测者相对乙系的运动速度值为V2=S2/T

在此,△T、△S2V2的数值,乙观测者使用时钟量尺测量计算出来是多少,就是多少,应该由乙观测者使用时钟量尺进行的测量和计算来决定。如果给出假设值,乙观测者使用自己的时钟量尺测量和计算出来的结果,是判定假设值是否符合实际的依据,而不能相反。

特别强调,乙观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来的V2=S2/T,与甲观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来的v2=299792457.5/秒是否相等,应该由甲系乙系的时钟时间值关系、量尺长度值关系来决定,而不能由假设来决定。

针对上述情况,丙观测者可以使用自己的时钟量尺通过测量和计算获得如下数据:丙系时钟经历了△t′秒,显示t′秒时刻值时,甲观测者相对丙系原点o′的距离值为△s2′,甲观测者相对丙系的运动速度值为v2=s2/t′。

在此,△t′、△s2′、v2′的数值,丙观测者使用时钟量尺测量计算出来是多少,就是多少,应由丙观测者使用时钟量尺进行的测量和计算来决定。如果给出假设值,丙观测者使用自己的时钟量尺测量和计算出来的结果,是判定假设值是否符合实际的依据,而不能相反。

特别强调,丙观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来的v2=s2/t′,与甲观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来的v2=299792457.5/秒是否相等,应该由甲系丙系的时钟时间值关系、量尺长度值关系来决定,而不能由假设来决定。

3、甲观测者使用自己的时钟量尺通过测量和计算还可以得到如下量值:在甲系的时钟经历△t=1秒,显示t=1秒时刻值时,球面光波上与x轴正方向相交且向月球飞行的光子,与乙观测者的距离值为△s3=s1-s2=299792458-299792457.5=0.5米。向月球飞行的光子相对乙观测者的运动速度值为v3=s3/t=0.5/秒。请注意,这个v3=0.5/秒,是甲观测者使用自己的时钟量尺测量并计算获得的“向月球飞行的光子与乙观测者的相对运动速度值”。

甲观测者使用自己的时钟量尺通过测量和计算还可以得到如下量值:在甲系的时钟经历△t=1秒,显示t=1秒时刻值时,球面光波上与x轴负方向相交且向远离月球方向飞行的光子,与乙观测者的距离值为△s4=s1+s2=299792458+299792457.5=599584915.5米。向远离月球方向飞行的光子相对乙观测者的运动速度值为v4=s4/t=599584915.5/秒。请注意,这个v4=599584915.5/秒,是甲观测者使用自己的时钟量尺测量并计算获得的“向远离月球方向飞行的光子与乙观测者的相对运动速度值”。

针对上述情况,乙观测者也可以使用自己的时钟量尺通过测量和计算获得如下量值:乙系时钟经历了△T秒,显示T秒时刻值时,乙观测者可以使用自己的时钟量尺通过测量和计算获得“向月球飞行的光子相对乙系原点O的距离值为△S3”,“向月球飞行的光子相对乙系的速度值为V3=S3/T”。在这里,△T、△S3V3的数值,乙观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来是多少,就是多少,应该由乙观测者使用时钟量尺进行的测量合计算来决定。如果给出假设值,乙观测者使用自己的时钟量尺测量和计算出来的结果,是判定假设值是否符合实际的依据,而不能相反。

特别强调,乙观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来的V3=S3/T,与甲观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来的v3=0.5/秒是否相等,应该由甲系乙系的时钟时间值关系、量尺长度值关系来决定,而不能由假设来决定。

乙系时钟经历了△T秒,显示T秒时刻值时,乙观测者还可以使用自己的时钟量尺通过测量和计算获得“向远离月球方向飞行的光子相对乙系原点O的距离值为△S4”,“向远离月球方向飞行的光子相对乙系的速度值为V4=S4/T”。在这里,△T、△S4V4的数值,乙观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来是多少,就是多少,应该由乙观测者使用时钟量尺进行的测量合计算来决定。如果给出假设值,乙观测者使用自己的时钟量尺测量和计算出来的结果,是判定假设值是否符合实际的依据,而不能相反。

特别强调,乙观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来的V4=S4/T,与甲观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来的v4=599584915.5/秒是否相等,应该由甲系乙系的时钟时间值关系、量尺长度值关系来决定,而不能由假设来决定。

4、甲观测者使用自己的时钟量尺通过测量和计算还可以得到如下量值:在甲系的时钟经历△t=1秒,显示t=1秒时刻值时,球面光波上与x轴负方向相交且向远离月球方向飞行的光子,与丙观测者的距离值是△s3=s1-s2=299792458-299792457.5=0.5米。向远离月球方向飞行的光子相对丙观测者的运动速度值是v3=s3/t=0.5/秒。请注意,这个v3=0.5/秒,是甲观测者使用自己的时钟量尺测量并计算获得的“向远离月球方向飞行的光子与丙观测者的相对运动速度值”。

甲观测者使用自己的时钟量尺通过测量和计算还可以得到如下量值:在甲系的时钟经历△t=1秒,显示t=1秒时刻值时,球面光波上与x轴正方向相交且向月球飞行的光子,与丙观测者的距离值是△s4=s1+s2=299792458+299792457.5=599584915.5米。向月球飞行的光子相对丙观测者的运动速度值是v4=s4/t=599584915.5/秒。请注意,这个v4=599584915.5/秒,是甲观测者使用自己的时钟量尺测量并计算获得的“向月球飞行的光子与丙观测者的相对运动速度值”。

针对上述情况,丙观测者也可以使用自己的时钟量尺通过测量和计算获得如下数据:丙系时钟经历了△t′秒,显示t′秒时刻值时,丙观测者可以使用自己的时钟量尺通过测量和计算获得“向远离月球方向飞行的光子相对丙系原点o′的距离值为△s3′”,“向远离月球方向飞行的光子相对丙系的速度值为v3=s3/t′”。在这里,△t′、△s3′、v3′的数值,丙观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来是多少,就是多少,应该由丙观测者使用时钟量尺进行的测量合计算来决定。如果给出假设值,丙观测者使用自己的时钟量尺测量和计算出来的结果,是判定假设值是否符合实际的依据,而不能相反。

特别强调,丙观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来的v3=s3/t′,与甲观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来的v3=0.5/秒是否相等,应该由甲系丙系的时钟时间值关系、量尺长度值关系来决定,而不能由假设来决定。

丙系时钟经历了△t′秒,显示t′秒时刻值时,丙观测者可以使用自己的时钟量尺通过测量和计算获得“向月球飞行的光子相对丙系原点o′的距离值为△s4′”,“向月球飞行的光子相对丙系的速度值为v4=s4/t′”。在这里,△t′、△s4′、v4′的数值,丙观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来是多少,就是多少,应该由丙观测者使用的时钟量尺和测量计算来决定。如果给出假设值,丙观测者使用自己的时钟量尺测量和计算出来的结果,是判定假设值是否符合实际的依据,而不能相反。

特别强调,丙观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来的v4=s4/t′,与甲观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来的v4=599584915.5/秒是否相等,应该由甲系丙系的时钟时间值关系、量尺长度值关系来决定,而不能由假设来决定。

在上面介绍的内容中,甲观测者使用自己的时钟量尺进行测量和计算获得的具体数据,与现代科技的宇航科技、军事科技、天文观测、信息技术的具体实践高度相符,是进行有关实践的决策依据和行动依据。

应该说明,甲观测者使用自己的时钟和量尺进行测量和计算所确定的如下距离值:向x轴正、负方向飞行的光子与甲系原点o的距离值△s1=299792458米,乙观测者、丙观测者与甲系原点o的距离值△s2=299792457.5米,都相当于绕地球赤道飞行7.5圈所走过的路程。

一般民航客机的速度值是800公里/小时,约为222.22/秒,绕地球赤道飞行7.5圈大约需要飞行374.74小时,大约是15.6天。

所以,向x轴正、负方向飞行的光子相对甲系的速度值v1=299792458/秒,乙、丙观测者相对甲系的运动速度值v2=299792457.5/秒,都是“秒飞地球七周半”的巨大速度值。

成年人手臂的长度,从肩膀到中指尖的距离大约是0.7米。甲观测者使用自己的时钟和量尺测量确定的“向月球飞行光子与乙观测者的距离值△s3=0.5米”,“向远离月球方向飞行的光子与丙观测者的距离值△s3=0.5米”,都没超过一条手臂的长度。

所以,甲观测者使用自己的时钟和量尺测量确定的“向月球飞行的光子与乙观测者的相对运动速度值v3=0.5/秒”,“向远离月球方向飞行的光子与丙观测者的相对运动速度值v3=0.5/秒”,都是“一秒没飞一臂长”的极小速度值。

同理,向远离月球方向飞行的光子相对乙系的速度值v4=599584915.5/秒,向月球飞行的光子相对丙系的速度值v4=599584915.5/秒,都是“秒飞地球十五周”的巨大速度值。

——爱因斯坦提出四个速度值假设,建立了假设推理的狭义相对论

针对上述研究光速值实验的情况,以及类似的情况,爱因斯坦建立了假设推理的狭义相对论。参见图七,具体如下:新方法:加速解决爱因斯坦光速不变假设百余年争论_图1-3

假设甲系、乙系、丙系的原点oOo′重合,三个参照系的时钟时间值t=T=t=0时刻,静止在甲系原点o的一个点光源,发出了一个球面光波。在此情况下,爱因斯坦提出了四个速度值假设:

1、爱因斯坦“相对运动等速假设”:乙系相对甲系的速度值是u1=299792457.5/秒,若甲观测者使用自己的时钟量尺进行测量和计算,具体数值也是这么多;甲系相对乙系的速度值是u2=299792457.5/秒,若乙观测者使用自己的时钟量尺进行测量和计算,具体数值也是这么多。因此有u1=u2=u=299792457.5/秒。

丙系相对甲系的速度值是u1=299792457.5/秒,若甲观测者使用自己的时钟量尺测量和计算,具体数值也如此;甲系相对丙系的速度值是u2=299792457.5/秒,若丙观测者使用自己的时钟量尺测量和计算,具体数值也如此。因此有u1=u2=u=299792457.5/秒。

2、爱因斯坦光速不变第一假设:在甲系,点光源发出的球面光波始终以甲系原点o为球心,以C=299792458/秒速度值膨胀为球面光波,球面光波数学方程可写为 x2+y2+z2 = C2t2

落实到x轴上,球面光波与x轴正方向相交且向x轴正方向飞行的光子,也就是向月球飞行的光子,相对甲系光速值为C=299792458/秒。球面光波与x轴负方向相交且向x轴负方向飞行的光子,也就是向远离月球方向飞行的光子,相对甲系的光速值也是C=299792458/秒。甲观测者使用自己的时钟量尺测量和计算光速值,具体数值就是上述情况。

3、爱因斯坦光速不变第二假设:在乙系,点光源发出的球面光波始终以乙系原点O为球心,以C=299792458/秒速度值膨胀为球面光波,球面光波数学方程可写为X 2+Y2+Z 2=C2T2

落实到X轴上,球面光波与X轴正方向相交且向X轴正方向飞行的光子,也就是向月球飞行的光子,相对乙系的光速值C=299792458/秒。球面光波与X轴负方向相交且向X轴负方向飞行的光子,也就是向远离月球方向飞行的光子,相对乙系的光速值也是C=299792458/秒。乙观测者使用自己的时钟量尺测量和计算光速值,具体数值就是上述情况。

在丙系,点光源发出的球面光波始终以丙系原点o′为球心,以C=299792458/秒速度值膨胀为球面光波,球面光波数学方程可写为x 2+ y2+ z2=C2 t2

落实到x′轴上,球面光波与x′轴正方向相交且向x′轴正方向飞行的光子,也就是向月球飞行的光子,相对丙系速度值C=299792458/秒。球面光波与x′轴负方向相交且向x′轴负方向飞行的光子,也就是向远离月球方向飞行的光子,相对丙系速度值也是C=299792458/秒。丙观测者使用自己的时钟量尺测量和计算光速值,具体数值就是上述情况。

4、爱因斯坦光速不变第三假设:甲系光速不变第一假设数学方程x2+y2+z2 -C2t2,乙系光速不变第二假设数学方程X2+Y2+Z2-C2T2,永远共同成立。因此,可以把光速不变第一、二假设的两个数学方程合写为x2+y2+z2 -C2t2 =X2+Y2+Z2-C2T2 ,这就是光速不变第三假设。

根据光速不变第三假设和“相对运动等速假设”,爱因斯坦推理出了甲系、乙系之间的洛仑兹变换、动钟变慢、动尺变短、同时的相对性、速度变换等一系列假设性公式,建立了假设推理的狭义相对论时空观和狭义相对论。

同样道理,甲系光速不变第一假设数学方程x2+y2+z2 -C2t2,丙系光速不变第二假设数学方程x 2+ y2+ z2=C2 t2,永远共同成立。因此,可以把光速不变第一、二假设的两个数学方程合写为x2+y2+z2 -C2t2 = x 2+ y2+ z2-C2 t2 ,这也是光速不变第三假设。

根据光速不变第三假设和“相对运动等速假设”,爱因斯坦推理出了甲系、丙系之间的洛仑兹变换、动钟变慢、动尺变短、同时的相对性、速度变换等一系列假设性公式,建立了假设推理的狭义相对论时空观和狭义相对论。

——把爱因斯坦光速不变第一二三假设,与研究光速值实验做比较

与爱因斯坦提出的“相对运动等速假设”有关,在研究光速值实验中,我们指出,甲观测者使用自己的时钟和量尺进行测量和计算,可以获得乙观测者相对甲系的速度值v2=299792457.5/秒;乙观测者使用自己的时钟和量尺进行测量和计算,可以获得甲观测者相对乙系的速度值V2=S2/T

但是,乙观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来的V2=S2/T,与甲观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来的v2=299792457.5/秒是否相等,应该由甲系乙系的时钟时间值关系、量尺长度值关系来决定,而不能由假设来决定。

具体说,根据现代科技的宇航科技、军事科技、天文观测、信息技术等具体实验和实践,没有完全一样的两个时钟,任意的两个时钟,总会是一快一慢,无论它们是相对静止还是相对运动。也没有完全一样的两个量尺,任意的两个量尺,总会是一长一短,无论它们是相对静止还是相对运动。各种情况下的时钟时间值关系,量尺长度值关系,都应该通过实验获得,而不能随意假设。我们给出的时钟时间值规律和量尺长度值规律,就指出了这种情况。

考虑一般情况,假设有两个时钟,A时钟和B时钟,相对静止或运动,A时钟的1秒时间长度,与B时钟的2秒时间长度等长。在此情况下,A时钟的1秒时间长度,与B时钟的1秒时间长度,就不是相等的时间。因此有,1秒(A时钟)≠1秒(B时钟)。

再假设有两个量尺,A量尺和B量尺,相对静止或运动,A量尺显示的1米长度,与B量尺显示的0.5米长度等长。在此情况下,A量尺的1米长度,与B量尺的1米长度,就不是相等的长度。因此有,1米(A量尺)≠1米(B量尺)。

在上述情况下,若甲观测者使用A时钟和A量尺组合测量乙观测者的速度值是1/秒,那么乙观测者使用B时钟和B量尺组合测量甲观测者的速度值,就是0.25/秒。

针对研究光速值实验,或类似情况,在牛顿绝对时空观中,在假设相对运动的两个参照系,甲系和乙系的时钟永远无条件同步,甲系和乙系的量尺永远无条件同长的理想条件下,甲系乙系之间的伽利略变换可以有条件地成立,具体为t=Tx=X+uTy=Yz=Z 。在此条件下,甲系和乙系互相测量对方的速度值获得的u1u2,可以是u1=u2=u=299792457.5/秒。

针对研究光速值实验,或类似情况,爱因斯坦假设u1=u2=u=299792457.5/秒,提出“相对运动等速假设”,这是无条件继承了牛顿绝对时空观伽利略变换的有关内容。但是在狭义相对论中,“甲系和乙系的时钟永远无条件同步,甲系和乙系的量尺永远无条件同长”,这样的条件却很难满足,尤其是狭义相对论强调甲系乙系之间存在相对性的动钟变慢和动尺变短。所以,爱因斯坦提出的“相对运动等速假设”u1=u2=u=299792457.5/秒,还需在理论和实验两方面进行研究。关于甲系和丙系的“相对运动等速假设”,也是如此。

100多年来,有很多人,完全是立足于爱因斯坦的“相对运动等速假设”u1=u2=u,理解和接受了狭义相对论。脱离了测量和实验,把假设想象当成了实验事实。

与爱因斯坦提出的光速不变第一假设有关,在研究光速值实验中,我们指出,甲观测者使用自己的时钟量尺进行测量和计算,得到的球面光波得光速值C=299792458/秒,与国际单位制米约定确定的光速值C=299792458/秒完全相符;与电磁学麦克斯韦方程组约定的电磁波速度值C=299792458/秒也相符合。

在研究光速值实验中,以及类似的情况中,爱因斯坦提出的光速不变第一假设,与甲观测者使用自己的时钟量尺测量和计算得到的光速值相符;与国际单位制米约定确定的光速值C=299792458/秒相符;与电磁学麦克斯韦方程组约定的电磁波速度值C=299792458/秒也相符。这也就是说,爱因斯坦光速不变第一假设,有广泛的实验证据、实验支持。

与爱因斯坦提出的光速不变第二假设有关,在研究光速值实验中,我们进行了简化研究,我们指出:甲观测者使用自己的时钟量尺测量并计算,可以获得“向月球飞行的光子与乙观测者的相对运动速度值为v3=0.5/秒”,这是“一秒没飞一臂长”的极小速度值;乙观测者使用自己的时钟量尺通过测量和计算,也可以获得“向月球飞行的光子相对乙系的速度值为V3=S3/T

乙观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来的V3=S3/T,与甲观测者使用自己的时钟量尺测量计算出来的v3=0.5/秒是否相等,应该由甲系乙系的时钟时间值关系、量尺长度值关系来决定,而不能由假设来决定。关于球面光波相对丙系的光速值,也是类似情况。

爱因斯坦光速不变第二假设认为:在乙系,点光源发出的球面光波始终以原点O为球心,以C=299792458/秒速度值膨胀为球面光波,球面光波数学方程可写为X 2+Y2+Z 2=C2T2。落实到X轴上,球面光波与X轴正方向相交且向X轴正方向飞行的光子,也就是向月球飞行的光子,相对乙系速度值C=299792458/秒。这是“秒飞地球七周半”的巨大速度值。

那么,针对研究光速值实验,或类似情况,在X轴上,球面光波与X轴正方向相交且向X轴正方向运动的光子相对乙系的速度值,究竟是v3=0.5/秒?还是V3=S3/T?或者是C=299792458/秒呢?

在以往,爱因斯坦和相对论专家认为:在甲系,甲观测者使用自己的时钟量尺测量并计算,可以获得“向月球飞行的光子相对乙系的速度值为v3=0.5/秒”;但是在乙系,乙观测者使用自己的时钟量尺测到的“向月球飞行的光子相对乙系的速度值”一定是C=299792458/秒。因为在乙系,乙观测者的时钟发生了动钟变慢,乙观测者的量尺发生了动尺变短。

应该指出,首先,按照逻辑规则,在爱因斯坦狭义相对论中,“相对运动等速假设、光速不变第一假设、光速不变第二假设和光速不变第三假设等,都是逻辑前提,是一级假设。动钟变慢、动尺变短等是从逻辑前提经过数学推理得出的推理结论,是二级假设。因此,应该称之为动钟变慢假设、动尺变短假设。使用动钟变慢假设、动尺变短假设这种逻辑推理的二级假设,反过来证明逻辑前提一级假设是正确的,证明光速不变第二假设这种逻辑前提一级假设正确,这是违犯了逻辑规则,是无效证明。

实际上,“相对运动等速假设、光速不变第一二三假设、动钟变慢假设、动尺变短假设,它们作为物理学观点,按照物理学的观察、实验、逻辑、数学、推理、假设等认识原则,都应该接受实验的检验,由实验判定是否符合事实、是否正确。

其次,大家想想,在研究光速值实验,以及类似情况中,如果甲系根据动钟变慢假设和动尺变短假设,认为乙系的高速运动,导致乙系确实发生了极其显著的动钟变慢和动尺变短,乙观测者一定会观测到这种极其显著的动钟变慢和动尺变短,那么,动钟变慢假设和动尺变短假设是相对的,乙观测者也可以根据动钟变慢假设和动尺变短假设,反过来认定甲系也确实发生了极其显著的动钟变慢和动尺变短,而且甲观测者也一定会观测到这种极其显著的动钟变慢和动尺变短。但是,在地面参照系的观测者,地球上的人们,谁观测到极其显著的动钟变慢和动尺变短啦?

第三,举例说,在北斗卫星系统,在天上有30多颗卫星,每个卫星上都有原子钟。在北斗卫星系统北京地面站,选定一个原子钟,把它一年里显示的时间值折算成秒,具体为Δt1=365(天)×24(小时)×60(分钟)×60(秒)=31536000秒。基于北斗地面站选定原子钟一年的时间值31536000秒,使用爱因斯坦狭义相对论动钟变慢公式计算,天上30多颗卫星上的原子钟,每个原子钟都有一个具体的动钟变慢数值。就此,爱因斯坦和相对论专家会坚持,天上30多颗卫星上的原子钟,都发生了动钟变慢,30多个具体的动钟变慢,都是可以观测到的。那么,由于动钟变慢是相对的,在一年时间值里,天上30多个卫星参照系,都可以认定北京地面站选定的原子钟,也发生了动钟变慢,而且是可观测的动钟变慢。问题是,天上30多个卫星参照系要求,北京地面站选定原子钟应该发生30多种具体的动钟变慢,在此情况下,北京地面站选定原子钟应该如何执行30多种具体的动钟变慢要求呢?如果北京地面站选定原子钟拒绝了30多种动钟变慢要求,这又意味着什么呢?

第四,根据我们指出的时钟时间值规律,内部结构、运动和作用相同的两个时钟,它们所受的外界作用,例如电磁力、引力、温度、湿度、压强、辐射等外界作用不同时,两个时钟就会变成有慢有快。这是两时钟作为动力学系统遵守能量守恒定律的必然结果。

这也就是说,在北斗卫星实践等实际情况中,相对静止或运动的两个时钟,可以一快一慢,动钟变慢和动钟变快可以共同存在。这是时钟作为动力学系统遵守能量守恒定律的必然结果,应该具体问题具体分析,搞清原因,说明理由。

在爱因斯坦狭义相对论中,只有相对运动的时钟时间值变慢的说法,只有动钟变慢假设。在以往,有一些实验被当做狭义相对论动钟变慢假设的实验证据,但是,在这样的实验中,常常是把两个相对运动时钟实际的相应时间段Δt1、Δt2进行比较后,发现一个时钟绝对地变慢了,另一个时钟绝对地变快了。站在变快时钟参照系说,对方的时钟因为相对运动变慢了。但是站在变慢时钟参照系说,也可以说,是对方的时钟因为相对运动变快了。

这种动钟变慢现象和动钟变快现象共同存在的实验,虽然动钟变慢的一半实验结果可以作为狭义相对论动钟变慢假设的支持证据,但是,动钟变快的另一半实验结果却是狭义相对论动钟变慢假设无法说明的情况。

在爱因斯坦创建相对论的年代,因为还没有卫星,爱因斯坦难以思考和研究卫星运动等问题,还有情可原。但是在今天,卫星知识已是常识,今天的相对论专家,脱离卫星运动等实验事实,违反逻辑,使用动钟变慢假设和动尺变短假设为光速不变第二三假设辩解,这就是违背科学原则了吧?

综合起来说,爱因斯坦等相对论专家使用动钟变慢假设和动尺变短假设等,为光速不变第二假设进行辩解,这是不符合逻辑的,是难以得到实验支持的。而且,动钟变慢假设和动尺变短假设自身是否符合实验事实,也是需要进行研究的,需要进行检验的。

可以说,围绕爱因斯坦光速不变假设和相对论等发生的100多年争论,是爱因斯坦相对论的重要问题,涉及物理学的基础研究和应用基础研究,涉及有关的技术创新和产品创新。所以,积极解决与爱因斯坦光速不变第二假设和第三假设有关的争论,具有重要意义。

有学者认为,无论是证明了爱因斯坦光速不变第二假设和第三假设正确,证明其符合事实,还是否定了爱因斯坦光速不变第二假设和第三假设,证明它不符合事实,都具有重要意义,都可以价值诺贝尔物理学奖。

因为按照惯例,证明了爱因斯坦光速不变第二三假设,就可以像发现引力波等,因为证明爱因斯坦相对论,而价值诺贝尔奖。否定了爱因斯坦光速不变第二三假设,则可以推动产生物理学革命,推动技术和产品创新发展,因此也可以价值诺贝尔奖。

所以,围绕爱因斯坦光速不变第二假设和第三假设存在的100多年争论,对于这个爱因斯坦的未解难题,值得广大科技工作者、学术界有关人士、大学生,甚至包括中学生,都积极关注和认真研究。

美欧学者正在积极进行有关的研究,这是基础研究前沿

爱因斯坦相对论诞生在20世纪初,100多年前。在当时,相对论是发展中的物理学理论,学术界对爱因斯坦相对论进行质疑批评,发展完善,是平常事,此起彼伏。

19213月,爱因斯坦与英国著名化学家、犹太复国主义组织主席、以色列国第一任总统哈伊姆魏茨曼等人对美国进行了两个月访问活动。从此后,爱因斯坦深度参与犹太复国主义行动,具有了科学家和政治家的双重身份。

在当时,为了实现犹太复国主义目标,魏茨曼和爱因斯坦等人联合策划了成功路线图。一方面保持犹太人在金融商人、资本大鳄等方面的传统优势,另一方面包装树立犹太人的科学形象和科技贡献,争取更多支持,有效减少阻力。

基于成功路线图,爱因斯坦和相对论承担了旗帜和品牌的使命。魏茨曼、爱因斯坦和犹太复国主义组织,对爱因斯坦和相对论进行了不遗余力的拔高包装和形象宣传,爱因斯坦和相对论被推举成“科学上帝”和“科学圣经”。

从此之后,爱因斯坦相对论发生了根本转折,从一个正在被学术界发展完善的物理学理论,变成了只能唱赞歌加光环,只能修修补补,不能质疑批评,不能创新超越的“绝对真理”。

针对爱因斯坦相对论,100多年来,犹太利益集团制造了科学研究禁区和潜规则,他们规定:爱因斯坦相对论的对错,利益集团说了算,就算有错误,也可以坚决不承认,你说我有错误,我说我全正确,你说你正确,我说你错误,森林法则,强者为王,我指鹿为马,你必须服从。对爱因斯坦相对论的研究,只允许加光环、修修补补,不允许质疑批评、创新超越。这就是利益集团的相对论逻辑。

因此,对100多年来世界各国科技工作者发现更多真相,发展爱因斯坦相对论的科技创新行动,犹太大鳄和相对论利益团队一直进行贬损:“都是没学懂相对论,非科学闹剧,是民科智力低下行为,必须踢出学术圈的异端另类活动。”

走向21世纪,爱因斯坦和相对论的“科学上帝”“科学圣经”权威不断下降,这是科学技术进步发展的必然结果,也是人类文明进步发展的必然结果。

因此,在美欧学术界,美欧学者对爱因斯坦和相对论进行的科学研究,不断发生改变,不断杀出黑马,创新研究络绎不绝,突破尺度越来越大。

1993年,加拿大多伦多大学终身教授约翰莫法特(John Moffat)突破爱因斯坦光速不变假设,在意大利期刊《International Journal of Modern Physics 》上发表了革命性的光速可变理论。约翰莫法特是剑桥大学物理学博士,先后在英国、美国、欧洲核子研究中心(CERN)等研究机构工作。

2003年,英国学者乔奥马古悠(Joao Magueijo) 认为光速不是极限速度,他突破爱因斯坦光速不变假设,出版了颠覆性图书《比光速还快——爱因斯坦错了!?》。20055月,湖南科学技术出版社翻译出版了该书。乔奥马古悠是剑桥大学理论物理学博士,曾任英国皇家学会研究员、伦敦帝国学院理论物理学教授等职。

2008年,美国学者汉斯C.欧翰年(Hans C. Ohanian)出版图书《爱因斯坦的错误:天才的人性弱点》。

20081116日,新华网以“天才也有弱点:爱因斯坦一生中的23个错误”为标题发文介绍说:据美国《探索》杂志报道,作为举世闻名的德裔美国科学家,阿尔伯特爱因斯坦是现代物理学的开创者和奠基人,赢得世人无尽的赞誉。不过,即便最伟大的科学家亦会犯下许多错误,美国学者汉C.欧翰年在名为《爱因斯坦的错误:天才的人性弱点》图书中,列举了爱因斯坦在科学探索过程中犯下的一系列错误。20225月,中国新星出版社翻译出版了该书。

2016年,美国学者戴维博达尼斯(David Bodanis)出版图书《爱因斯坦也犯错:天才的一生》。该书指出:“爱因斯坦坚信自己的直觉,这让他成了现代最伟大的科学家。然而,只抱有这一种方法又意味着他的自信很容易过度而变为教条主义。”20202月,中国外语教学与研究出版社翻译出版了该书。

中国新星出版社于20225月翻译出版的美国学者汉斯C.欧翰年撰写的《爱因斯坦的错误:天才的人性弱点》一书,集中地反映了美欧学者的有关研究成果,具有代表性。

该书作者、译校者、推荐序作者具体如下:

作者:汉斯C.欧翰年,普林斯顿大学物理学博士,佛蒙特大学物理系兼职教授。曾任《美国物理学杂志》副主编。著有《物理学》《相对论》《现代物理学》《量子力学原理》《经典电动力学》等多部物理教科书。

译校者:潘涛,北京大学哲学博士。“哲人石丛书”策划人。

译校者:范岱年,物理学史家。曾任中国科学院《自然辩证法通讯》杂志社主编。著有《科学、哲学、社会和历史》等,译著有《爱因斯坦文集》(第一、二卷)、《爱因斯坦全集》(第二、五卷)等。

推荐序作者:刘兵,曾就读于北京大学物理系及中国科学院研究生院,现任清华大学社会科学学院科学技术与社会研究所教授,博士生导师,中国科协-清华大学科技传播与普及研究中心主任。

以该书作者、译校者、推荐序作者的科学资历,《爱因斯坦的错误:天才的人性弱点》一书的内容,值得认真重视。新方法:加速解决爱因斯坦光速不变假设百余年争论_图1-4新方法:加速解决爱因斯坦光速不变假设百余年争论_图1-5

《爱因斯坦的错误:天才的人性弱点》一书在美国出版时间是2008年,经过了15年洗礼,表明美欧学术界已经完全接受了汉斯C.欧翰年指出的爱因斯坦的错误,当然这仅仅是一个开始。

在《爱因斯坦的错误:天才的人性弱点》一书中,汉斯C.欧翰年指出了爱因斯坦的大量错误,包括如下内容:

“一个世纪的物理学研究工作揭示,爱因斯坦几乎所有的开创性工作都包含错误。有时候是小错误,因一时疏忽,有时候是理解他自己创造物的微妙的根本性失败,有时候是破坏他的论证逻辑的致命错误。”

“最重要的是,我们发现了爱因斯坦在狭义相对论和广义相对论中的好几个错误,如他对时钟同步的误解,对质能关系推导的错误尝试,以及那有缺陷的等效原理。”

“爱因斯坦对错误的偏执,表现在《狭义与广义相对论浅说》一书中,在他1905年的论文发表将近50年后,他仍然坚持他对同步的误解。”

“在1915年写给洛伦兹的信中,爱因斯坦总结了他对理论家所犯错误的看法:理论家误入歧途有两类情况:一、魔鬼借一个错误的假说牵着他的鼻子到处乱跑。(为此他值得同情)二、他的论点有误,马虎而潦草。(为此他应该挨揍)爱因斯坦经常犯第一类错误,有时又犯第二类错误。所以,有时他应该得到同情,有时他应该挨揍,有时他应该既得到同情又挨揍。”

爱因斯坦相对论涉及物理学的众多问题和领域,涉及基础研究和应用基础研究,突破爱因斯坦相对论,绕过爱因斯坦相对论发现更多宇宙真相,将会导致物理学革命,推动科学认识发生跨越式进步,推动技术创新和产品创新。新方法:加速解决爱因斯坦光速不变假设百余年争论_图1-6新方法:加速解决爱因斯坦光速不变假设百余年争论_图1-7

毛主席的统一论科学预言正在变成科学事实,这是创新前沿

应该指出,虽然近些年美欧学者进行的发展爱因斯坦相对论研究不断取得创新突破,但实际上,围绕有关问题,发现更多宇宙真相,发展爱因斯坦相对论,中国学者一直是创新研究领先者,在科学发展前沿一直保持领先地位。

因为在20世纪很长时间里,犹太大鳄和利益集团虽然能够完全控制美欧学术界,但是他们一直难以深度插手中国和前苏联的学术研究。所以,针对发现更多真相,发展爱因斯坦相对论,中国和前苏联都曾经按照科学发展规律进行过独立的科学研究,都取得了丰收成果。

当然,相对论利益集团把爱因斯坦和相对论推举为“科学上帝”“科学圣经”,制造科学研究禁区,形成潜规则,对中国学术界也产生了广泛深入影响。

在中国,存在一个毛主席启动,六大院士领跑,百千万科技工作者积极参与的科技创新行动,致力于发现更多真相,发展爱因斯坦相对论,进行科技创新研究。对这样的科技创新研究,相对论利益集团也制造了大量的污名化贬损,导致一些科技管理者和百姓大众一直产生错误的判断,误解和偏见。

现在,美欧学者追上来了,在某种意义上说,美欧学者正在进行的一些研究,相当于重复和证实了中国学者已经取得的创新研究成果。这恰好证明了中国学者进行的有关研究,方向和结果全部正确,一直处于世界领先水平。

新中国成立后,为了领导中国的科技事业,毛主席曾经拿出大量时间和精力学习现代科技知识,进行思考和研究,交流和讨论。

关于爱因斯坦相对论,毛主提出科学预言:“从牛顿的绝对论到爱因斯坦的相对论,再到相对与绝对统一论,这就是科学认识的辩证法,应当从这个高度来看待爱因斯坦及其相对论。”

毛主席有胆有识,提出相对与绝对统一论,发展爱因斯坦相对论的科学预言后,鼓舞中国学者掀起了科学大讨论。在当时,中科院、北大、清华、复旦,全国众多科研机构和大学,还有大量科技工作者都积极参与了科学大讨论。对这个持续60年,一直延续到今天,具有广泛深刻影响,推动产生了一系列重大原始创新科学成果的科学大讨论,可称之为“探索统一论科技创新工程”。

毛主席领导中国人民成立新中国,站起来之后,全民识字、学文化,学科技、提高头脑智慧,建设富强新中国,跑进世界前列,都是当务之急。

毛主席提出相对与绝对统一论,发展爱因斯坦相对论,掀起科学大讨论,启动“探索统一论科技创新工程”,相当于全面学习科技大练兵,效率高效果好速度快收获大,对于推动全面学科技,提高头脑智慧,恢复民族自信,加强文化自信,加速全面繁荣,都发挥了推动作用。犹如一个部队,当所有士兵都积极提高自己想要当元帅时,就能快速提高整体素质和水平,原理相似,功效相同。

60年来,针对“探索统一论科技创新工程”,国家杰出贡献科学家钱学森院士,国家科委原主任宋健院士,著名核物理学家卢鹤绂院士,中科院大学副校长、中科院理论物理研究所原所长吴岳良院士,清华大学教授、中科院高能所研究员李惕碚院士,中国科学院北京纳米能源与系统研究所所长、首席科学家王忠林院士,都是该工程领跑者。北斗卫星团队和天地生人学术讲座团队为该工程做出了重要贡献,积极参与该工程的百千万科技工作者都是主力军。

把中国学者“探索统一论科技创新工程”60年来获得的创新认识综合起来,已经可以构建一个创新的物理学理论,可简称为毛泽东统一论物理学。毛泽东统一论具体包括:大综合时空观、升级的引力论、发展的电磁学、交叉学科系统论、电子和光子有结构的系统学原子模型等内容。

毛泽东统一论大综合时空观已经胜利竣工,已经与爱因斯坦相对论并肩而立,可以对比使用,共同发挥作用。毛泽东统一论其它内容也已经可以陆续胜利竣工,正在完善中。

毛泽东统一论物理学已经可以写进创新版物理教材,与爱因斯坦相对论并肩而立,可以对比使用,共同发挥作用,可以共同发展,接受历史选择。

而且,创建毛泽东统一论物理学的有些内容,可以作为毛主席启动的“探索统一论科技创新工程”的延伸发展,再次掀起广泛深入的科学大讨论,这对于恢复民族自信,加强文化自信,挖掘潜力,增加动力,产生加速度,走上快车道,解决卡脖子问题,加速高水平科技自立自强,都具有重要意义,值得积极实践。

所以,在上述背景下,广大科技工作者、学术界有关人士、大学生,甚至包括中学生,大家积极关注和参与,研究爱因斯坦和杨振宁的未解难题,解决爱因斯坦光速不变第二假设和第三假设引发的100多年争论,利己利国,意义众多,值得积极实践,可以取得丰收。

齐新:与爱因斯坦光速不变第二假设、第三假设有关的100多年争论,对有关问题的研究,可以作为提高学习能力练习题,提高创新能力案例题等,都具有重要价值,不可多得。具体说,大家积极关注和研究,可以获得如下几方面丰收成果。新方法:加速解决爱因斯坦光速不变假设百余年争论_图1-8新方法:加速解决爱因斯坦光速不变假设百余年争论_图1-9

——积极解决争论,可以帮助大家快速提高学习能力

要想科学地解决爱因斯坦的未解难题,彻底解决与爱因斯坦光速不变第二假设和第三假设有关的100多年争论,就要学习很多科学知识,而且是需要学习不同学科的大量科学知识,例如物理学、计量学、航天学、天文学、数学、逻辑学、科学哲学、语义学等学科的有关知识。因此,就可以在头脑里锻炼和提高理解能力、思考能力、记忆能力、应用能力等四大学习能力。这样的学习和实践,可以帮助人快速提高智力和智慧,使用提高了智力和智慧的头脑,就可以解决更多的重要问题,这是非常有意义的事情。

——加速解决争论,可以帮助大家快速提高创新能力

要想科学地解决爱因斯坦的未解难题,彻底解决与爱因斯坦光速不变第二假设和第三假设有关的100多年争论,仅仅学习了很多科学知识还不够,还需要进行交叉学科创新实践,同时进行理论研究和实验研究,开发头脑潜能,提高综合能力。因此,就可以在头脑里快速掌握和提高勇敢创新能力、综合集成能力、辨析判断能力、发明创造能力等四大创新能力。上述四大创新能力,就是钱学森独立地研发出导弹,成为国家杰出贡献科学家的必备能力;也是屠呦呦独立地研发出青蒿素,获得诺贝尔奖的必备能力。人拥有和提高了上述四大创新能力,重要意义不言而喻。尤其是在当前,国家大力倡导创新驱动发展的情况下,更是意义非凡,具有重要价值。

总之,在元宇宙进行研究光速值实验,是不可多得的实践案例,堪称好处多多,可以收获多多。而且,这样的实验,已经有条件可以进行电脑模拟实验。更进一步地进行实际的实验,可能性也在增加,也值得积极尝试,意义深远。

 










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