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相对论是否存在悖论
齐 绩
qiji8111@vip.sina.com
经典物理的时空观与相对论的时空观问题是近一个世纪以来众多科学家争论的焦点。
其实，关于这个问题我真不想过多评论，我真的不敢相信经过了几千年文明发展的人类，判断是非的标准竟然如此低下，竟然使漏洞百出的相对论盛行百年之久！
而且整个科学界竟然形成这样一种风气，反对相对论被人们看作不自量力！明明不懂相对论，但是能为其摇旗呐喊好像多么光荣！
呜呼！！！
在此，我还是对一些物理基本问题简要分析一下。
客观世界是自然科学的主体，我们一定要有实事求是的客观精神！
一 关于时空观的探讨
时间和空间是客观存在的，它们不会因为人们观测的角度不同或手段的不同而改变其存在状态。
时间和空间是人们认识世界的标准，是物理学最根本的基石。
打个比方吧 ！
如果把时间、空间比作父亲和母亲的话，速度不过是他们的一个很小的儿子，没有时间和空间哪来的速度呢？
在相对论中，爱因斯坦把时间和空间放到一边，却把速度绝对化了，这是不是本末倒置呢？
可以说，相对论在最开始时，也就是在爱因斯坦引入两个参考系的相对速度时，已经不自觉地借用了人们对时间、空间客观性的正确认识。
为什么这么说呢？
如图1，相对论在一开始时，就拿出两个参考系，说 系相对于 K 系运动速度是v 。
K
v
图1
由于人们都是从经典物理过来的，头脑中都固有着对时间、空间的正确认识，所以知道速度是怎么一回事。如果人们头脑中没有这个正确认识，也就是说时间和空间不确定，那么这个速度是怎么来的呢？
爱因斯坦在说两个参考系的相对速度为多少时，如： 时，那么这个速度是怎么来的呢？
这个速度的确定必然要在时间、空间的标尺客观确定的前提下才能确定。
可见，爱因斯坦谈到速度时已经用了时间和空间的客观性。可是，反过来他又认为时间、空间是随速度变化的。这本身是不是前后矛盾呢？
我们来打个形象一点的比方吧！
小猫或小狗有时会为追着咬自己的尾巴而转圈圈。它犯了什么错误呢？
它忘了，尾巴位置的确定是由它自己位置的确定而决定的。当它自身都跑起来了，尾巴的位置还能固定吗？
同样，速度的确定是由时间、空间确定决定的。时间、空间都变来变去了，速度还能确定吗？
二 关于光速不变的探讨
光是在宇宙空间中传播的，是真实的，客观存在的。
而参考系，不过是人们为了解决问题而建立的数学模型，它并不真实存在。光怎么会和参考系有必然的联系呢？
K
星球 c
星球
图2
如图2，一束光是在宇宙空间中传播的，真实的，客观存在的。爱因斯坦把它强硬地与抽象的只有数学意义的空间参考系联系到一起，而且不管这个参考系相对于宇宙空间有多大的速度。这是否使物理脱离了实际？这是否违反逻辑呢？
就这么一束光相对于K、 、 等无穷多个惯性参考系的速度怎么能会都是C 呢？
韩非子先生讲过一个喻言故事《刻舟求剑》：
一个人坐船渡江，他的剑不小心掉入水里，他马上在剑掉下去的地方刻上一个记号。别人问他：“您在船上刻上记号做什么呀？”，他回答说：“我的剑就是从这掉入水中的，等船靠岸后，我顺着记号下去，好把剑捞上来。”……
船已行走，而剑没行走，船和剑之间没有什么必然的联系，刻舟求剑者却硬要把它们联系在一起，这是不是很不明智呀！
一束光好比那把剑，宇宙空间好比是水，光是在宇宙空间中传播的。而参考系好比是那条船，光和参考系没有任何必然的联系，爱因斯坦却硬要把光强加到参考系上，这和刻舟求剑有什么区别吗？
三双生子之谬
val>val> A B
地球
图 3
如图3，现在令双胞胎A、B同时乘飞船向相反方向匀速飞离地球， ，过若干年后，两人同时调头转向，飞回地球，同时降落。（略去极短的加速过程）
请问双胞胎中哪一个更年轻？
（在我的理论中，由于A、B相对于无形态物质空间的运动是等效的，A、B两双胞胎应该同样年轻。）
由相对论会得出什么样的结论呢？
由相对论可推出：
在A看来——B是运动的，B的时钟慢了，B更年轻。
而在B看来——A是运动的，A的时钟慢了，A更年轻。
那么，相对论是否自相矛盾呢？
当这两兄弟面对面站在一起时，只要他们的思维正常，就不会再坚信相对论。因为事实只可能有两种结果：
1：两人同样年轻。
这就是说，按相对论的要求所进行的相互观测，其结果无一可信。
2：两人有一位更年轻。
那么是哪位呢？
无论是物理上还是数学上，都不可能存在这样的数值，使得：AB 和 BA
两式同时成立。
* 可以说相对论中所有关于时间变换的问题都存在与上面相似的悖论。
四关于空间变换的探讨
用相对论的观点，在一个光子的眼中，宇宙应该是什么样的呢？
C
val>val>
1亿光年 2亿光年 100亿光年
A星 地球 B 星 C星
图4
如图4，在宇宙中这些星体间的距离都是固有长度 ，在光子看它们间的长度都是运动长度 ，则：
，由于 ， 所以
就是说在光子上看这些星体间的距离都是零。——换句话说，这些星体都在一点。
如果我们问光子，你是在A星上、B星上还是在地球上呢？光子一定不客气地说：“它们都是一点，在A星上就是在B星上，就是在地球上！”
那么，光子到底在哪呢？一个光子能同时即在A星上又在B星上，又在地球上吗？
如果我们再问光子，你从A星射到地球上得用多长时间？光子一定不客气地说：“它们都是一点，我还要用时间吗？”
光从其它恒星到地球真的不用时间吗？
我们用相对论的观点再看一看：
val>val> c 地球
光子…………………………………….光子
10亿光年
图5
如图5，假如从某恒星发射出的大量光子之间的距离为10亿光年，（或者更长），对这些光子来说地球是以光速c在向相反方向运动的。光子间的距离为固有长度 ，在地球上观测到的光子间的距离为运动长度 ,则：
由于 所以
就是说在地球上看这些光子间的距离都是零，换句话说，这些光子都在一点。
那么，当地球上的探测器接收到其中一个光子时，势必将同时接受到所有其它光子。
当一个光子照射到我们身上时，恒星朝我们这个方向发出的几亿年、几十亿年的所有光子势必同时照射到我们身上。这个能量一定大得很可怕，足以把我们烧成灰烬了——无数个恒星无数次把我们烧成灰烬。
可是，朋友们，我们被烧死了吗？
* 这些都是从相对论最基本的公式得出的结论，这些结论如此荒谬说明什么呢？
五关于洛伦兹变换的探讨
我们来看这样一个问题。这是相对论中的一个理想实验。
K
火 车
W A B V F
图6
如图6，火车相对于K系运动。在 系（火车）中，有A、B两个小球同时落地，落地时都发一闪光。问：在K系中观察那个小球先落地？
我们用洛伦兹变换来推一推:
由于 则：
由于 ，则， ；所以，会得出结论：A球先落地。
如果物理规律与观察有关的话，我们应该使观察点具体一些。
如果我们把观察点放在K系中的F点：
由于B球距F点较近，我们将先看到B球发出的光，我们将看到B球先落地。
如果把观察点放在K系中的W点，就又不同了。由于A球距W点较近，我们将看到A球先落地。
在K系中的不同点对 系中的物理事件进行观察将得到完全不同的结论，那么洛伦兹变换的意义何在呢？！
维护相对论的学者可能会说：“在F点观察也不一定会看到B球先落地！”
那么，我们让火车的速度是 1.0米/秒，而让A、B的距离是1光年如何？难道在F点还会看到A球先落地吗？
如果还嫌不够，我们让火车的速度是 0.01米/秒，而让A、B的距离是100光年如何？难道在F点还会看到A球先落地吗？显然不会。
这说明什么呢？
这说明洛伦兹变换与客观事实不是非常符合的。而且在某些情况下也是相互矛盾的。
六 再论洛伦兹变换
y
K系
A星
c
c
c
地球o B星 x
图7
如图7，A星、B星到地球距离相等都为 ，且垂直 ，从A星、B星上同时发出一束光，将同时到达地球。（A星、B星、地球相对于K系静止）， 这是K系中发生的事件。 系相对于K系沿x轴正向以光速c运动，那么在 系中观察，A星、B星发出的这两束光到达地球分别用多长时间呢？
我们一起用洛伦兹变换推导一下：
(1)先来看看在 系中观察B星发出的光： OB是x轴方向的， 是固有长度，则：
= =0
而B星发出的光相对于 系的速度为：
且 所以，
那么， 就是说在 系中观察，B星发出的光不用时间就能到达地球。
(2) 再来看看在 系中观察A星发出的光：OA是y轴方向的，则
而A星发出的光相对于 系的速度为
其中 ， ，
则
把 代入
则
那么所用时间，
这就是说在 系中观察，A星发出的光将永远到达不了地球。
这就是用洛伦兹变换得出的结论：在 系中观察，B星发出的光不用任何时间就到达地球了，而A星发出的光永远到达不了地球。
这个结论不够荒谬吗？
有的学者可能会认为 系相对于K系运动的速度不可能达到光速。
我们可以纵容他一下，那么假如让 系相对于K系运动的速度为 ，让 = 1光年， 则
年，即3.65天
年。
这就是洛伦兹变换得出的结论：在 系中观察，B星发出的光只用3.65天就到达地球了，而A星发出的光要100年才到达地球。
为了显得隆重，我们地球人在接收到A星、B星发出的光时引爆两颗原子弹。收到A星的光在z轴上的（0,0,Z）点引爆，收到B星的光在z轴上的(0,0,-Z)点引爆。显然，在地球上将同时引爆这两颗原子弹；这两点对于 系是对称的，那么在 系中观察，将同时看到两颗原子弹爆炸。
而从洛伦兹变换得出的结论却是：3.65天就能看到在(0,0,-Z)点爆炸的原子弹，100年后才能看到在（0,0,Z）点爆炸的原子弹。
那么，这个结论与事实相符吗？显然是不符合事实的！
大家知道， 洛伦兹变换是相对论最基本的数学变换公式。洛伦兹变换如此经不起推敲，这是否说明相对论存在很多不足呢？
可以说相对论还有很多逻辑上的矛盾，在此我就不一一列举了。由于我不理解如此侮辱人类智慧的相对论为什么依然盛行，所以我的语言可能太尖锐了，请原谅！
通过这些探讨，诚恳地希望我们对物理学一些最基本的问题有个深刻地认识。
诚恳地希望我们人类能本着自然、客观、符合逻辑的观点去发展自然科学。
乌云遮不住太阳，我相信总有一天真理的光芒会照耀温暖人类的心灵！！！
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发表于 2005-12-4 08:03:00
