爱因斯坦因为创建相对论时空观而成为著名科学家,在许多人看来,爱因斯坦是人类历史上最伟大科学家之一,相对论时空观是科学史上最伟大科学理论之一。
不过,自始至今,批评质疑相对论时空观的科学家络绎不绝,数不胜数。爱因斯坦虽然一直拒绝承认相对论时空观存在错误,但是也曾经自我预测相对论的可能结局,表示“如果我的理论是错的,一个反驳就够了。”
爱因斯坦没想到,他的自我预测一言成谶。一位中国物理老师发明六念并行的强脑方法,设计六人六种六尺测速实验,证明爱因斯坦狭义相对论时空观洛伦兹变换里的速度值u和C存在逻辑不自洽,这将导致爱因斯坦的半个时空观无可挽回地土崩瓦解。在100多年智力竞赛中,爱因斯坦最终输给了中国物理老师。
这位中国物理老师,名为齐新,他使用强脑方法,创建了交叉学科时空观。最近,齐新给一位院士写信说:“根据交叉学科时空观研究,咱们已经可以给牛顿绝对时空观、爱因斯坦相对论时空观和交叉学科时空观,给它们建立共同的实验基础。这个共同的实验基础,就是相对匀速直线运动的甲系乙系,六人六钟六尺进行测速实验,甲系乙系测量对方相对自己系的速度值,测量同一光的光速值,可以测得四个速度值u1、u2、C1和C2。”
齐新介绍说,洛伦兹变换是爱因斯坦狭义相对论时空观的核心内容,在洛伦兹变换公式里有十个物理量。其中的(t、x、y、z)和(T、X、Y、Z)八个物理量,被解释为相对匀速直线运动的甲系乙系分别使用自己的时钟量尺测到的,同一个物理事件的发生时刻值和坐标值。第九个物理量u,被解释为甲系乙系使用自己的时钟量尺测到的,对方相对自己系的运动速度值。第十个物理量C,被解释为甲系乙系使用自己的时钟量尺测到的,同一光相对自己系的光速值。
把洛伦兹变换与共同的实验基础进行比较研究,就可以看清:洛伦兹变换里的速度值u,应该基于两个速度值u1、u2和两系互测等速假设u=u1=u2而产生。伽利略变换里的速度值u,就是这样产生的。爱因斯坦无条件地继承了伽利略变换的速度值u,写进了洛伦兹变换里。同时,爱因斯坦提出光速不变假设,也就是两系测光等速假设C=C1=C2=299792458米/秒,就把两个光速值C1和C2缩写成了一个光速值C。这样,爱因斯坦就得到了两个速度值u和C。基于u和C,爱因斯坦假设推理出了洛伦兹变换等,建立了狭义相对论时空观和狭义相对论。
然而,爱因斯坦一直不知道,无数的物理学家也一直不知道,u假设的成立条件,C假设的成立条件,彼此不相容,因此,速度值u和C不能共同成立。爱因斯坦把不能共同成立的速度值u和C写在洛伦兹变换里,这是制造了逻辑不自洽。围绕狭义相对论时空观发生的100多年矛盾和争论,关键原因就在此。比爱因斯坦获得更全面深刻的认识,就可以发现其失误。
齐新说,现在,咱们指出各家时空观共同的实验基础,指出洛伦兹变换里速度值u和C存在逻辑不自洽,由此就可以彻底解决100多年矛盾和争论,交叉学科时空观比相对论时空观技高一筹正在成为显而易见。咱们已经捅破窗户纸,已经能让相对论拥护者和质疑者获得共识。
可以说,中国学者进行的时空问题研究和爱因斯坦相对论问题研究,经过几十年创新接力,已经从量变积累,发展到质变突破,正在走向大丰收。以下内容来自齐新的创新成果总结。
1、相对运动的甲系乙系六人六钟六尺进行测速实验,可以测得四个速度值
设在真空中惯性系条件下,如图2.1所示,有相对匀速直线运动的甲系乙系;甲系乙系的x、X轴是相对匀速直线运动方向且两轴重合,y、Y轴平行,z、Z轴平行。
设甲系乙系原点o、O重合,甲系原点处时钟和乙系原点处时钟的时间值关系为t=T=O秒的时刻,甲系原点处点光源发出了一个球面光波。在上述情况下,甲系持时钟量尺的三个观测者,乙系持时钟量尺的三个观测者,两系六人六钟六尺,可以进行测量速度值实验。
在上述情况中,针对甲系乙系的相对运动,甲系观测者可以使用自己的时钟量尺,测得乙系相对甲系的速度值为u1=△x/△t;乙系观测者可以使用自己的时钟量尺,测得甲系相对乙系的速度值为u2=△X/△T。
在上述情况中,针对同一球面光波上任意点光子的运动,甲系观测者可以使用自己的时钟量尺,测得任意点光子相对甲系的光速值为C1=△s/△t;乙系观测者可以使用自己的时钟量尺,测得同一点光子相对乙系的光速值为C2=△S/△T。
上述甲系乙系六人六钟六尺进行测量速度值实验,是对实验和实践进行概括总结的结果。上述测速实验和所测得的四个速度值u1=△x/△t、u2=△X/△T、C1=△s/△t和C2=△S/△T,是牛顿绝对时空观、爱因斯坦相对论时空观和交叉学科时空观,各家时空观共同的实验基础。
从上述共同的实验基础出发,不同的时空观做出了不同的假设,得到了不同的观点,因此就产生了差别,所以就产生了矛盾和争论。
2、牛顿绝对时空观伽利略变换里的速度值u,来自u假设
基于上述共同的实验基础,牛顿绝对时空观伽利略变换创建者,提出了两系互测等速假设u=u1=u2,可简称u假设。据此,就把两个速度值u1=△x/△t和u2=△X/△T缩写成了一个速度值u。基于一个速度值u,伽利略变换创建者就创建了伽利略变换和牛顿绝对时空观的数学公式和定量描述。简略地说,牛顿绝对时空观伽利略变换里的速度值u,它的实验基础是测速实验和两个速度值u1=△x/△t和u2=△X/△T,它的理论基础是u假设u=u1=u2。
在牛顿绝对时空观理论模型中,把牛顿假设的绝对的数学时间和绝对的数学空间,落实到甲系乙系的时钟量尺上,结果为:甲系时钟跟乙系时钟永远是同步时钟(这就是伽利略变换的t=T描述的情况);甲系量尺跟乙系量尺永远是同长量尺。在这样的时钟量尺条件下,两个速度值u1=△x/△t和u2=△X/△T,它们的量值一直相等,u假设u=u1=u2一直成立。
两系互测等速假设u=u1=u2、u假设和速度值u,它们是同一件事的三种具体表述。它们的成立条件有两个:甲系时钟跟乙系时钟是同步时钟;甲系量尺跟乙系量尺是同长量尺。
在牛顿结对时空观理论模型中,两系互测等速假设u=u1=u2、u假设和速度值u,它们可以一直成立。所以,对于u1=△x/△t和u2=△X/△T,可以不加区分。可以使用一个速度值u来代表u1=△x/△t或u2=△X/△T,进行具体应用。这样做,不会产生任何矛盾和争议。
3、狭义相对论时空观洛伦兹变换里的速度值u和C,存在逻辑不自洽
首先,基于上述共同的实验基础,在创建狭义相对论时空观的时候,爱因斯坦无条件地继承了牛顿绝对时空观伽利略变换的速度值u,爱因斯坦把速度值u直接写进了洛伦兹变换。
不过,因为是无条件继承,所以,一方面,爱因斯坦没有改变速度值u在伽利略变换里的实验基础、理论基础和成立条件;另一方面,爱因斯坦对速度值u缺乏必要的研究,爱因斯坦既没有明确认识到,也没有给出具体说明:一个速度值u来源于两个速度值u1=△x/△t、u2=△X/△T和u假设u=u1=u2;速度值u的成立,是有条件的,具体为:甲系时钟跟乙系时钟是同步时钟;甲系量尺跟乙系量尺是同长量尺。
其次,爱因斯坦还提出了光速不变假设C=C1=C2=299792458米/秒,对此也可简称为两系测光等速假设或C假设,据此,爱因斯坦就把两个光速值C1=△s/△t和C2=△S/△T缩写成了一个光速值C。在爱因斯坦狭义相对论时空观洛伦兹变换里,光速值C的实验基础是测速实验和两个光速值C1=△s/△t和C2=△S/△T,理论基础是C假设C=C1=C2=299792458米/秒。
基于速度值u和C,爱因斯坦假设推理出了洛伦兹变换、动钟变慢、动尺变短、同时的相对性和速度值变换关系等假设和数学公式,建立了狭义相对论时空观,以及狭义相对论。
爱因斯坦根据洛伦兹变换,假设推理出的动钟变慢假设和动尺变短假设,被解释为C假设C=C1=C2=299792458米/秒和洛伦兹变换等,得以成立的时钟量尺条件。爱因斯坦的逻辑是,在甲系时钟跟乙系时钟遵守动钟变慢假设关系,甲系量尺跟乙系量尺遵守动尺变短假设关系的条件下,C假设C=C1=C2=299792458米/秒和洛伦兹变换等,都能成立。
在爱因斯坦狭义相对论时空观理论模型中,光速不变假设C=C1=C2=299792458米/秒、两系测光等速假设、C假设和速度值C,它们是同一件事的四种具体表述。它们的成立条件有两个:甲系时钟跟乙系时钟遵守动钟变慢假设,不是同步时钟;甲系量尺跟乙系量尺遵守动尺变短假设,不是同长量尺。
这样,在洛伦兹变换里并肩而立的速度值u和C,它们得以成立的时钟量尺条件就大不相同。速度值u的成立条件是:甲系时钟跟乙系时钟是同步时钟,甲系量尺跟乙系量尺是同长量尺;光速值C的成立条件是:甲系时钟跟乙系时钟遵守动钟变慢假设,不是同步时钟,甲系量尺跟乙系量尺遵守动尺变短假设,不是同长量尺。
可以说,在爱因斯坦狭义相对论时空观理论模型中,在甲系乙系都只有一套时钟量尺的情况下:甲系时钟跟乙系时钟不能既是同步时钟,支持速度值u的成立,又遵守动钟变慢假设,支持光速值C的成立;甲系量尺跟乙系量尺不能既是同长量尺,支持速度值u的成立,又遵守动尺变短假设,支持光速值C的成立。
如果爱因斯坦明确指出:在爱因斯坦狭义相对论时空观理论模型中,甲系乙系各自拥有两套时钟量尺,甲系的第一套时钟量尺和乙系的第一套时钟量尺被用来专门支持速度值u的成立,甲系的第一套时钟跟乙系的第一套时钟是同步时钟,甲系的第一套量尺跟乙系的第一套量尺是同长量尺;甲系的第二套时钟量尺跟乙系的第二套时钟量尺被用来专门支持光速值C的成立,甲系的第二套时钟跟乙系的第二套时钟遵守动钟变慢假设,甲系的第二套量尺跟乙系的第二套量尺遵守动尺变短假设。那么在此条件下,洛伦兹变换里的u和C倒是可以共同成立。但是,让甲系乙系拥有和使用两套时钟量尺,这不符合实际情况。
或者爱因斯坦明确指出:在爱因斯坦狭义相对论时空观理论模型中,甲系乙系只有一套时钟量尺,但是这套时钟量尺具有魔术钟尺功能,可以随时按需变脸;当需要支持速度值u的成立时,甲系时钟和乙系时钟就立刻变成同步时钟,甲系量尺和乙系量尺就立刻变成同长量尺;当需要支持光速值C的成立时,甲系时钟和乙系时钟就立刻变成非同步时钟,遵守动钟变慢假设,甲系量尺和乙系量尺就立刻变成非同长量尺,遵守动尺变短假设。那么在此条件下,洛伦兹变换里的u和C倒是也可以共同成立。但是,让甲系乙系的时钟量尺具有上述魔术功能,可以随时变脸,这同样不符合实际情况。
所以,在狭义相对论时空观理论模型中,爱因斯坦一方面依靠速度值u和C建立了洛伦兹变换,另一方面,他也给洛伦兹变换中并肩而立的速度值u和C,制造了逻辑不自洽,制造了u和C不能共同成立却并肩而立的奇特景象,这就是严重错误。
面对洛伦兹变换里速度值u和C存在逻辑不自洽,不能共同成立,往上溯源,必然波及到C假设C=C1=C2=299792458米/秒和u假设u=u1=u2;基于共同的实验基础进行比较研究,就可以发现C假设C=C1=C2=299792458米/秒,跟有关的实验和实践存在矛盾;往下追踪,必然牵连到动钟变慢假设和动尺变短假设等,基于共同的实验基础进行广泛研究,就可以证明动钟变慢假设和动尺变短假设缺乏成立条件,它们跟有关的实验和实践存在矛盾,它们不能用来反证洛伦兹变换和C假设的正确性。
基于共同的实验基础,研究洛伦兹变换里的两个速度值u和C,人们就可以看清:两个速度值u和C,来自四个速度值u1=△x/△t、u2=△X/△T、C1=△s/△t和C2=△S/△T,以及两个假设,也就是u假设u=u1=u2和C假设C=C1=C2=299792458米/秒。这具有重要意义。
现在,狭义相对论时空观洛伦兹变换里的速度值u和C,存在逻辑不自洽,不能共同成立,已经是证据确凿,窗户纸已经捅破。而且,狭义相对论时空观的逻辑不自洽是无法消除的,爱因斯坦时空观半壁江山正在坍塌已经不可更改。基于这种从0到1的重大原始创新成果,已经可以彻底解决100多年矛盾和争论,正在发生的科学革命必定会带来创新大丰收。