董樹功 董盛巍：評相對論的三大原理
評相對論的三大原理
天津 董樹功 董盛巍
相對論有三大原理：
運動的「相對性原理」是由伽利略首先提出的，在伽利略的相對性原理中，時間是確定的，長度是確定的，對於處於不同狀態的觀測者來說：運動是相對的。這種方法可以簡化對運動的認識，從而得出正確的結論，並便於人類對解析運動問題時的操作，這種方法在解決人類可直接觀測到的宏觀範圍內普遍適用。
愛因斯坦的「相對性原理」：是以「光速不變」為確定的假設，時間和長度為相對的，這種原理被認為在微觀、高速時適用，維相者將邁克爾孫·莫雷實驗作為「光速不變」的證據，而愛因斯坦本人並沒有將邁克爾孫·莫雷實驗作為「光速不變」證據，愛因斯坦只是用「光速不變」來建立速度疊加關係和質速關係，其它相對論理論是通過廣義相對論的「等效原理」演繹出來的，因此在愛因斯坦的狹義相對論中「光速不變」僅僅是一個假設。
因此愛因斯坦的《相對論》中的時間、長度是相對的，速度（光速）是確定的，與伽利略相對性原理中的時間、長度的確定性和速度的相對性完全相反，是完全對立的，是絲毫沒有相同之處的。伽利略的「相對性」正確並不等於愛因斯坦的「相對性」正確。
二、光速不變原理：
首先明確一點，愛因斯坦在「相對論」中，沒有提出他的論證只在真空中成立，而是在所有空間成立，維相者宣稱「真空光速不變」，這與愛因斯坦的「相對論」不符，況且，現代理論認為宇宙中沒有絕對真空，也就沒有真空光速，人類現在所測量到的光速都不是真空光速。
由於現在的理論認為；宇宙空間處處充滿物質，以人類的技術手段是無法得到絕對空的空間，這樣，一切光都是在充滿介質的空間中運動，因此「真空光速不變」永遠是證明不了的猜想，這是討論光速的理論基礎和現實基礎。
以下為使非理論物理專業和很久沒有思考物理理論的人士很好地理解，將對一些基本概念做簡單解釋。
（專業人員可以跳過……）
根據折光現象：在同一介質中，不同頻率的光具有不同的折光率，也就是：在同一介質中，不同頻率的光有不同的彎折角度和速度。
結論：不同頻率的光的光速不同。（光速不是確定的，現有流行的光速只是個近似值）
根據折光現象：相同頻率的光在不同介質中，具有不同的折光率，也就是：在不同的介質中，同一種頻率的光，具有不同的速度。
大量實驗還表明：一些介質的溫度、密度、壓強的變化都改變光的折射率，也就是：介質的溫度、密度、壓強的變化都改變光的折射角度和速度。
結論：光的彎折角度和速度隨著介質溫度、密度、壓強的變化而變化。這樣我們就可以合理解釋可以合理解釋μ子現象和光的彎折現象
現有知識還使我們知道：不同的介質對不同頻率的光具有不同透光率，由於以上我們論證了：不同頻率的光具有不同的速度，所以：不同的介質只容許那些頻率和速度與它相適應的光通過，其它的光都被散射或吸收而過濾掉，這樣，介質的性質決定了可以在其中運動的光的頻率和速度。（光速不變的原因）
結論：在確定的介質中，確定頻率的光具有確定的速度。超過確定速度的光將被過濾掉，這樣，我們難以檢測到超光速現象
光在不同介質中的速度不同是大量實驗證明的。在地球大氣對高頻光的過濾現象中，早晨與中午的極大區別表明：光通過介質的距離越長，高頻光被散射的越多，光譜越紅移。這就合理解釋了宇宙光譜紅移現象。
通過以上論證，我們可以得出以下明確的結論：光速是由介質的性質決定的，與原有運動狀態無關，在自然界中，光速隨著介質的性質變化而變化，光速是可變的。
時間：時間是人類為了區分自然現象發生前後間隔而規定的同一確定的標準，它所表示的是過去、現在、將來這樣一種均勻延續的順序。它只有先、後之分，（在研究複合旋轉運動時）沒有明確的方向性，它與空間維度具有本質區別。它是人為制定的普適的標準，不與某一幾率事件的存在而改變，否則就不是標準。而宇宙的運行規律更不會因為某些人認識的局限和混亂而改變。
長度：長度同樣也是人為制定的一個確定的普適標準，它是人類為測量或計算兩點的距離而規定的統一的數值，其大小與幾率事件無關，宇宙間的無數的物質之間距離更不會因某一微小物質的運動而改變，荒謬的只能是那些思維混亂的地球人。
光速只與介質的性質有關，由於人類無法得到絕對真空，真空中光的運動規律只能去想像了。但是它無法改變時間、長度和空間。
標準的制定是人類理智的偉大進步，沒有統一的標準，人類難以正常交流，為了牽強符合一個與大量現象相違背的假設，而破壞理智的象徵，一定是這些人的腦子有了問題。
v：為電子的（瞬時）速度，c：電磁場（電磁力）的傳播速度，也就是光速。
用以上公式計算電子加速實驗，既可以得出電子的加速度，又合理解釋了：使用電磁場給電子加速，電子在接近光速加速越來越困難，是由於電磁場的傳播速度與電子的「瞬時速度」的「速度差」越來越小造成的，電子的質量與速度無關，更不因速度接近光速而變得「無大。因此相對論的「質速關係」不成立，「光速不變原理」不成立。
三、等效原理：
現在我們再來看看今日大學學教材是怎麼論證「慣性質量」等於「引力質量」的：
今日大學物理講到：「愛因斯坦建立廣義相對論時惟一的實驗依據是m慣= m引。這樣一來，引力場就和加速的效應等價。在一個在引力場中自由降落的參考系內，物體完全失重，此參考系和一個沒有引力場、沒有加速度的慣性系等效，任何物理實驗都無法把二者區分開來。這種等效只能是局部的，（見《新概念物理學·力學》趙凱華、羅蔚茵 著 P403）。
以上講述是很清楚的：「······這種等效只能是局部的······」。
北京師範大學劉遼教授、趙崢教授在他們編著的《廣義相對論》中講到：
「等效原理：
慣性力場與引力場的動力學效應是局部不可分辨的。
對等效原理的幾點討論。
等效原理的適用範圍：
我們必須強調兩點，第一，等效性僅在局部時空範圍（即一個時空點的鄰域）內成立。第二，等效僅僅是指動力學效應而言。
首先談談第一點，我們知道慣性離心力是和半徑R成正比；
F1∝R
而引力是半徑R的平方成反比的；
Fg∝R-2
所以，雖然二者在無窮小的局部空間範圍內是等效的，但在大的空間範圍內則是顯然不同的。
再談第二點，等效原理所說慣性場和引力場不可分，只是動力學效應，更確切地說，就是指局域的加速效應。引力與慣性力畢竟有本質的不同，引力場對時空產生一種內稟效應，使時空彎曲，而慣性力場無此效應，因而沒有理由認為這兩種場的一切物理效應都等價。所以甚至有的學者，例如Synge，試圖根本否定這一原理」（見《廣義相對論》劉遼、趙崢 著 P9）。
從以上兩種的論述中表述的已經很明確：等效原理只是在無限小的空間的「效應」等效，在大範圍內是不等效的。
再看看愛因斯坦的相關論述：
愛因斯坦在他的《狹義與廣義相對論淺說》中講到：「如果正如我們從經驗中所發現的那樣，加速度是與物體的本性和狀態無關的，而且在同一個引力場強度下，加速度總是一樣的，那麼引力質量與慣性質量之比對於一切物體而言也必然是一樣的，適當地選取單位。我們就可以使這個比等於一，因此，我們就可以得出下述定律：物體的引力質量等於其慣性質量（見《狹義與廣義相對論淺說》[美]愛因斯坦 著 楊潤殷 譯 北京大學出版社 P51）」。
從以上愛因斯坦本人的論述中可以明確看到：只有「在同一個引力場強度下」，······「引力質量與慣性質量之比」 才 「是一樣的」。注意：僅僅是引力質量與慣性質量「之比」是「一樣的」，而不是「引力質量與慣性質量」的「數值」是「一樣的」，這就是說，如果「引力場強度」不同，「引力質量」就不同，那麼引力質量與慣性質量」就不一樣了，「引力質量與慣性質量之比」也就不一樣了。愛因斯坦在以上的論述中混淆了「比值」與「數值」概念。「等效原理」是廣義相對論的唯一理論依據。愛因斯坦將無限小的空間和某一特定狀態下的所謂「效應」，擴展到一切物理過程和整個宇宙空間。不是「思維革命」。而是典型的「以偏概全」的「混賬」邏輯。難道無限小可以等於無限大嗎！要想讓等效原理成立，那麼就必須承認：「局部等於整體」，「無限小」等於「無限大」，如此理智錯亂！
2014·12·25於北京
主要參考文獻：
1 趙凱華、羅蔚茵. 力學[M]. 北京：高等教育出版社 2004
2 趙凱華,、陳熙謀. 電磁學[M]. 北京：高等教育出版社 2003
3 趙凱華. 光學. [M]. 北京：高等教育出版社 2004
4 趙凱華,、羅蔚茵.熱學[M]. 北京：高等教育出版社 2005
5 趙凱華,、羅蔚茵.量子物理[M]. 北京：高等教育出版社 2001
6 [美] 阿爾伯特·愛因斯坦(著). 周學敏等(編譯). 相對論[M]. 北京：北京大學出版社 2007
7劉遼, 趙崢. 廣義相對論[M]. 北京：高等教育出版社 2004
盧鶴紱論壇（78） 學術動態 1002896526
2014-12-27 p.25766-25718北京相對論研究聯誼會學術委員會 張志傑紀念室主辦 主編吳水清
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