爱因斯坦狭义和广义相对论为什么一对一错 爱因斯坦广义相对论

爱因斯坦建立了相对论理论,它包括狭义相对论和广义相对论。爱因斯坦只用了几个月时间就建立了狭义相对论,而广义相对论则耗费了他一生的精力都未能修成正果。物理学家大都接受相对论,但一百年来却一直有人在质疑相对论,这也是一件怪事。现在世界上还有不少人在挑战相对论。挑战广义相对论的不多,因为广义相对论是一个数学体系,是自洽的,迄今还没有挑战成功的,唯一能取得成功的就是彻底否定它。挑战相对论者主要是在挑战狭义相对论,有不少人自认为挑战成功了。

狭义相对论有什么重大缺陷呢?造成一百年来不断被人挑战,连高中毕业生都来打擂台了。其破绽就在于爱因斯坦描述的同时性、光信号和速度合成法则。可是挑战者都漠视了一个事实,即,狭义相对论是为麦克斯韦方程量身定做的。正是因为有了狭义相对论,麦克斯韦方程才得以正确应用,使得人们迅速迈过了那道至今都还不是完全明了的坎,使得科学技术的发展和应用迅速取得了丰硕的成果,狭义相对论有伟大的功绩。所以,要挑战首先应该去挑战麦克斯韦方程,挑战不了麦克斯韦方程,就不要挑战狭义相对论。因为那是毫无意义的。

麦克斯韦方程有什么问题呢?因为电场与磁场实际上不是同时出现的,但是麦克斯韦把它们捏合在一起了,这样麦克斯韦方程就存在同时性的问题了,表现出来的则是对称性问题。自从迈克耳孙—莫雷实验结果后,从彭加勒到爱因斯坦都不主张时间的绝对性和同时性的绝对性,狭义相对论由此而生,最终解决了问题。光速是电场速度与磁场速度的矢量和成,这是一个直角三角形矢量和,由此我们立即可以得出洛伦兹收缩因子,无须公设和复杂的数学推导。更确切地说,这是一个时间补偿因子。光速是矢量直角三角形的斜边,所以,导体或磁体任何一者的速度都不可能超过光速,也不可能等于光速,但这是对电磁场而言。目前粒子物理学实验的所有手段都是电磁场,所以超光速是不可能的。

爱因斯坦是一位伟大的科学家,这是不容置疑的。他除了建立狭义相对论,在物理学的其他领域也做出了许多杰出贡献。由于他的相对论而引起的许多怪诞观念,如时间倒流,等等,都与他无关。他建立狭义相对论,但是没有 向外扩延,也没有随意引申概念,他很清楚狭义相对论的局限范围。他在1952年4月答复美国《通俗科学月刊》读者的信中写道:

“外行人对我的工作的意义得到一种夸张的印象,这不是我的过错。实际上,这是由于通俗科学的作者,特别是由于报纸的记者,他们把每样事情都尽量说得耸人听闻。

现在让我来回答你的问题。由推广相对论性的引力场方程,也就是用纯粹数学方法,我试图寻求关于总场的简单相对论性方程。当我这样做时,我希望用这种办法得到的方程会适用于实在世界。

要判断这想法对不对,必须求出这些表述经验上已知事实的方程的解。到目前为止,我的努力尚未成功,也没有任何别的人得到成功,因此还完全不可能说这理论是‘真的’。之所以有这种情况,原因在于数学问题的复杂性。”

在不同的能量级别上,有不同的动力学机制。这些动力学机制的本性相同吗?微观带电粒子之间以及原子中电子与质子之间的静电力和万有引力的比值相差几十个数量级。物理学家都知道对此须有个解释,因为这些都是与距离无关的无量纲常数,应该有某种理论可以解释这个现象。库仑定律和万有引力定律在形式上是相同的,但静电力可以是吸引力也可以是排斥力,万有引力则只能是吸引力。

万有引力为什么只能是吸引力呢?为什么它不可以是排斥力,或者两者兼有呢?迄今既没有实验也没有理论给出证明,因为它的发明者牛顿先生已经先验地这样认定了。虽然牛顿说:“我不臆造假说”,但是从有限的经验得出的结论与假说有时只是距离问题。而实际上它是排斥力。牛顿的这一先验论导致后来的许多错误,如潮汐力,黑洞,等等,其中影响最深远的是爱因斯坦的广义相对论。不存在万有引力,爱因斯坦的引力场方程自然就是不成立了。引力场方程纯粹是一个数学概念,这与牛顿当年建立万有引力公式被人们称为“纯粹是数学”不同,因为爱因斯坦连一个基本的经验事实都没有,牛顿不但有“苹果落地”的经验,还有开普勒三定律。

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世人瞩目的美国航天局的GP-B实验总算有了初步结果,据说对引力场方程有一点奇妙的验证,但是,其中繁多的修正项,令许多人感到困惑。其实他们根本没有发现什么时空弯曲的蛛丝马迹,只不过是花了那么多的钱,没能让美国纳税人有些兴奋,总要留一点遐想。现在他们又飞向火星了,可是火星跟地球已经谈过了:我能给你的礼物只是一块石头,一把土。没有你的丰富,可以送个灵仙子来。

  

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