驅(qū)逐物理學(xué)中的霧霾，還一個(gè)清明環(huán)境

陜西省西安市西安電子科技大學(xué) 楊升山

光的速度是不是永遠(yuǎn)都是光速，這句話本身就有問題，光的速度當(dāng)然就是光速，只是速度數(shù)值的大小而已。另外，我搜集了光速的有關(guān)現(xiàn)象，對(duì)于光速的測(cè)量，由于有光源的運(yùn)動(dòng)，光子的運(yùn)動(dòng)，測(cè)量者的運(yùn)動(dòng)等情況，不是原來研究的兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系了，而是三個(gè)或三個(gè)以上的物質(zhì)之間的關(guān)系。也就是說，測(cè)量者可以與·光源相對(duì)靜止，也可以與光子相對(duì)靜止，更可以與他們都不靜止。情況就復(fù)雜得多。

其實(shí)，在牛頓力學(xué)中就使用著四種光速不變。這四種是一個(gè)光源向周圍發(fā)射出的光子都有相同的運(yùn)動(dòng)速度；光線在真空中不受外力作用時(shí)，保持原來的運(yùn)動(dòng)速度不變；在同一個(gè)參照系中，不同光源發(fā)射出的光的速度是相同的；以波動(dòng)理論描述光線的運(yùn)動(dòng)，光的速度只與傳遞它的介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。也就是說，在與媒介相對(duì)靜止時(shí)進(jìn)行測(cè)量，它的速度是相同的。

解釋：波動(dòng)理論波動(dòng)理論描述波動(dòng)現(xiàn)象，其實(shí)已經(jīng)超越了兩個(gè)相互運(yùn)動(dòng)物體的研究范圍，因?yàn)榧由狭艘粋€(gè)媒介，就成了三個(gè)物體的相互運(yùn)動(dòng)的關(guān)系了。其中就可以有光源與媒介，光源與測(cè)量者，媒介與測(cè)量者，還會(huì)有測(cè)量者與光源與媒介都不相對(duì)靜止的情況。

這與相對(duì)論中的光速不變沒有共同的地方。不過這些情況往往被相對(duì)論拿來作為光速不變的證據(jù)。

一、物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)與光的作用

要表示一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，最少需要兩個(gè)信號(hào)才能表示。愛因斯坦在創(chuàng)建相對(duì)論時(shí)，只使用一個(gè)光信號(hào)來傳遞運(yùn)動(dòng)信號(hào)。所以愛因斯坦在創(chuàng)建相對(duì)論時(shí)就搞錯(cuò)了研究對(duì)象，錯(cuò)誤的把光子的運(yùn)動(dòng)當(dāng)成了普通物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)了（用速度c來取代速度v）。雖然能得到一個(gè)關(guān)系，絕對(duì)不是普遍物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。

在同一個(gè)參照系中有很多種不同的物體在運(yùn)動(dòng)，他們的運(yùn)動(dòng)速度也不同。在不同的參照系中，同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度也會(huì)不同，把任何物體的運(yùn)動(dòng)行程與光的運(yùn)動(dòng)行程畫上等號(hào)，只有三種可能。其一：是認(rèn)為所有的物體運(yùn)動(dòng)速度都是光速。其二：只研究光信號(hào)的運(yùn)動(dòng)。其三，把光信號(hào)的運(yùn)動(dòng)看成物體本身的運(yùn)動(dòng)。

如果認(rèn)為所有的物體運(yùn)動(dòng)速度都是光速，顯然是不對(duì)的。如果只研究光信號(hào)的運(yùn)動(dòng)，要知道光信號(hào)在物體與人們之間只起到郵遞員的作用，也就不是研究物體的運(yùn)動(dòng)。如果把光信號(hào)的運(yùn)動(dòng)看成物體本身的運(yùn)動(dòng)，那就是只研究物體的像運(yùn)動(dòng)。古代的猴子撈月亮的故事中那些猴子在撈月亮?xí)r就不會(huì)勞而無功了。

因此，愛因斯坦的相對(duì)論充其量也只能算是：把光線作為物體運(yùn)動(dòng)信號(hào)傳遞媒介時(shí)的信號(hào)傳遞規(guī)律，不是物體運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律。

二、同時(shí)性的相對(duì)性

時(shí)間是不是具有相對(duì)性，與人們選定的比較基準(zhǔn)有關(guān)。這里需要對(duì)時(shí)間的本質(zhì)進(jìn)行考察。

現(xiàn)在人們使用的時(shí)間數(shù)據(jù)，都是人們選定一個(gè)周期運(yùn)動(dòng)作為一切運(yùn)動(dòng)過程長(zhǎng)短的比較基準(zhǔn)后，把這個(gè)周期運(yùn)動(dòng)的周期計(jì)數(shù)與事先設(shè)定的個(gè)取樣周期數(shù)的比值認(rèn)為是時(shí)間的。不要被人們混合使用比較基準(zhǔn)的現(xiàn)象所迷惑。自然界不存在表示時(shí)間的物質(zhì)與運(yùn)動(dòng)，人們把自然界的某個(gè)周期運(yùn)動(dòng)作為過程的比較基準(zhǔn)后，這個(gè)運(yùn)動(dòng)的周期計(jì)數(shù)就可以用來表示時(shí)間，不使用它做運(yùn)動(dòng)的計(jì)量基準(zhǔn)時(shí)，它與普通的運(yùn)動(dòng)沒有區(qū)別。這些作為比較基準(zhǔn)的周期運(yùn)動(dòng)是可以終止的，但時(shí)間的計(jì)量過程永遠(yuǎn)也不能終止。

物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過程可以中斷，也可以終止，只是用于比較的運(yùn)動(dòng)過程不能中斷，不能終止，如果比較信號(hào)終止了或中斷了，就可能有沒有比較的部分運(yùn)動(dòng)過程，比較的結(jié)果就不真實(shí)了。這樣就不是只用一個(gè)時(shí)鐘就行了，需要使用很多時(shí)鐘組成的一個(gè)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)是人們建立起來的。

三、洛侖茲變換與伽利略變換的關(guān)系

牛頓力學(xué)使用伽利略變換，相對(duì)論使用洛侖茲變換。洛侖茲變換與伽利略變換的關(guān)系也就是牛頓力學(xué)與相對(duì)論的關(guān)系。

牛頓力學(xué)與愛因斯坦相對(duì)論的關(guān)系。

對(duì)于牛頓力學(xué)與愛因斯坦相對(duì)論的關(guān)系，誤解的人真的不少。其實(shí)牛頓力學(xué)是可以用于任何速度情況下的，愛因斯坦的相對(duì)論只能在低速情況下近似使用，從他使用的那個(gè)變換因子就可以看出來，因?yàn)閿?shù)學(xué)中的乘除法則是A*β=D，D/β=A，這里的變換因子是互為倒數(shù)的，愛因斯坦的變換因子是個(gè)相同的式子β=√（1-v^2/c^2)，那就需要使這個(gè)比例因子等于1，只有在速度很低的情況下，這個(gè)比例因子才會(huì)近似等于1，只有這樣才能使用數(shù)學(xué)中的乘除法則。

這就與教科書中的說法不同了。相對(duì)論不是牛頓力學(xué)的擴(kuò)展，而是把近似等于看成準(zhǔn)確等于，反而把準(zhǔn)確等于看成近似等于了。完全把判斷標(biāo)準(zhǔn)更改了。

四、什么情況下才能使用坐標(biāo)變換

測(cè)量一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度，只能使用測(cè)量者手中的尺與鐘，這個(gè)現(xiàn)象在對(duì)敵測(cè)量過程中表現(xiàn)得尤為明顯。我們不需要知道敵人的時(shí)空數(shù)據(jù)。只有在自己測(cè)量的數(shù)據(jù)提供給別人使用時(shí)，或者使用別人的測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，由于所處的參照系不同才需要進(jìn)行坐標(biāo)變換。不過數(shù)據(jù)間的換算系數(shù)是不會(huì)倒數(shù)的，不是同一個(gè)算式。

現(xiàn)在教科書中動(dòng)不動(dòng)都是依據(jù)洛侖茲變換，，就是把洛侖茲變換作為拼湊數(shù)據(jù)的工具了。

五、質(zhì)能關(guān)系式的問題

質(zhì)量與能量聯(lián)系公式被看作是狹義相對(duì)論最有意義的結(jié)果。現(xiàn)在許多物理學(xué)家都把原子能的利用歸功于愛因斯坦。其實(shí)是個(gè)誤會(huì)。

對(duì)與核能的計(jì)算，質(zhì)能關(guān)系式與用液滴模型計(jì)算的結(jié)果相差又很大。而如果把虧損的質(zhì)量看成變成了光子的質(zhì)量，代入動(dòng)能公式來計(jì)算，則剛好能與用液滴模型的計(jì)算相符合。

在能量計(jì)算中，因?yàn)閮x器把速度算小了，能量與速度就不協(xié)調(diào)了。如果把測(cè)出的速度值除以洛倫茲變換的比例因子，得出速度的實(shí)際值，就有許多速度是超過光速的了。為了不同狹義相對(duì)論的速度不能超過光速的論斷矛盾，只好把質(zhì)量也變化才能協(xié)調(diào)．質(zhì)速關(guān)系式就是這樣產(chǎn)生的。

六、用相對(duì)論解釋運(yùn)動(dòng)會(huì)得到互相矛盾的結(jié)果

退一步說，就算相對(duì)論是正確的，還有個(gè)奇怪的事情，就是使用相對(duì)論解釋自然現(xiàn)象有點(diǎn)隨心所欲。就拿所謂的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的對(duì)鐘來說，說的是運(yùn)動(dòng)的時(shí)間要變慢一些。變慢是不是時(shí)間讀數(shù)要??？在教科書中解釋?duì)探樽拥倪\(yùn)動(dòng)，說的是高速運(yùn)動(dòng)物體的時(shí)間讀數(shù)要增大。一個(gè)是減少，一個(gè)是增加，到底哪個(gè)才是正確？

結(jié)論：相對(duì)論是思維方式錯(cuò)誤的理論，在特定的參照系能夠給出近似正確的結(jié)果，大部分解釋都是似是而非的。