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相对论和论相对论 (2013/7/14 10:05:32) [发送到微博]

 

            相  对  论
 
  关于时空和引力的基本理论
 
相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由阿尔伯特?爱因斯坦(Albert Einstein)创立,依据研究的对象不同分为狭义相对论广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化,共同奠定了现代物理学的基础。相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念
 
         狭义相对论

绝对时空观-伽利略的相对性原理

所谓时空观,即是有关时间和空间的物理性质的认识。伽利略变换是力学相对论原理的数学描述。它集中反映了经典力学的绝对时空观。
牛顿绝对时空观公式及假设图"

  牛顿绝对时空观公式及假设图

1.时间间隔与惯性系的选择无关,
若有两事件先后发生,在两个不同的惯性系中的观测者测得的时间间隔相同。
2.空间间隔也与惯性系的选择无关,
空间任意两点之间的距离与惯性系的选择无关。
我们可以看出,在经典力学中,物体的坐标和速度是相对的,同一地点也是相对的。但时间、长度和质量这三个物理量是绝对的,同时性也是绝对的。这就是经典力学的绝对时空观。

以太说与麦克尔逊-莫雷实验的困难

19 世纪流行着一种“以太”学说, 它是随着光的波动理论发展起来的。那时,由于对光的本性知之甚少, 人们套用机械波的概念, 想像必然有一种能够传播光波弹性物质, 它的名字叫“以太”。许多物理学家们相信“以太”的存在, 把这种无处不在的“以太”看作绝对惯性系, 用实验去验证“以太”的存在就成为许多科学家追求的目标。
当时认为光的传播介质是“以太”。由此产生了一个新的问题:地球以每秒30公里的速度绕太阳运动,就必须会遇到每秒30公里的“以太风”迎面吹来,同时,它也必须对光的传播产生影响。这个问题的产生,引起人们去探讨“以太风”存在与否。如果存在以太,则当地球穿过以太绕太阳公转时,在地球通过以太运动的方向测量的光速(当我们对光源运动时)应该大于在与运动垂直方向测量的光速(当我们不对光源运动时)。
1887年,阿尔贝特?迈克尔逊(后来成为美国第一个物理诺贝尔奖获得者)和爱德华?莫雷在克里夫兰的卡思应用科学学校进行了非常仔细的实验。目的是测量地球在以太中的速度(即以太风的速度)。
如果以太存在,且光速在以太中的传播服从伽利略速度叠加原理:
假设以太相对于太阳静止,实验坐标系相对于以太以公转轨道速度u沿光线2的方向传播,
迈克尔逊 莫雷 的实验示意图"

  迈克尔逊 莫雷 的实验示意图

由于光在不同的方向相对地球的速度不同,达到眼睛的光程差不同,产生干涉条纹。从镜子M反射,光线1的传播方向在MA方向上,光的绝对传播速度为c,地球相对以太的速度为υ,光线1完成来回路程的时间为2d/C,光线2在到达M2和从M2返回的传播速度为不同的,分别为C+υ和C-υ,完成往返路程所需时间为:d/(C+u)+d/(C-u).光线2和光线1到达眼睛的光程差为:c[d/(C+u)+d/(C-u)-2d/C]=2du^2/(C^2-u^2)。
干涉仪整体可以旋转,旋转的过程中,以太速度方向与实验参考系中光线2的夹角改变,从而使得速度分量u改变,旋转90?时,光线1和2交换了状态,光程差可以增加一倍。:ΔL=4du^2/(C^2-u^2)≈4du^2/C^2。移动的条纹数为ΔL/λ。
实验中用钠光源,λ=5.9?0^-7m;
地球的公转轨道运动速率为:υ≈10^-4C;干涉仪静止参考系下的光程2d=11m,
应该移动的条纹为:ΔN=2?1?10^-4)/λ=0.37。
迈克尔逊和莫雷将干涉仪装在十分平稳的大理石上,并让大理石漂浮在水银槽上,可以平稳地转动。并当整个仪器缓慢转动时连续读数,这时该仪器的精确度为0.01% ,即能测到1/100条条纹移动,用该仪器测条纹移动应该是很容易的。迈克尔逊和莫雷设想:如果让仪器转动90度,光通过OM1、OM2的时间差应改变,干涉条纹要发生移动,从实验中测出条纹移动的距离,就可以求出地球相对以太的运动速度,从而证实以太的存在。但实验结果是:未发现任何条纹移动。在此之后的许多年,迈克尔逊-莫雷实验又被重复了许多次,所得都是零结果。

两个基本假设

爱因斯坦在他1905年的论文《论动体的电动力学》中介绍了其狭义相对论。
狭义相对论建立在如下的两个基本公设上:
1.物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式。
2.在所有的惯性系中,光在真空中的传播速率具有相同的值C。
第一个叫做相对性原理。它是说:如果坐标系K'相对于坐标系K作匀速运动而没有转动,则相对于这两个坐标系所做的任何物理实验,都不可能区分哪个是坐标系K,哪个是坐标系K′。
第二个原理叫光速不变原理,它是说光(在真空中)的速度c是恒定的,它不依赖于发光物体的运动速度。
从表面上看,光速不变似乎与相对性原理冲突。因为按照经典力学速度的合成法则,对于K′和K这两个做相对匀速运动的坐标系,光速应该不一样。爱因斯坦认为,要承认这两个假设没有抵触,就必须重新分析时间与空间的物理概念。
可以表述为光子在时空中的世界线总是类光的。也正是由于光子有这样的实验性质,在国际单位制中使用了“光在真空中1/299,792,458秒内所走过的距离”来定义长度单位“米”(米)。光速不变原理是宇宙时空对称性的体现。

洛伦兹变换

经典力学中的速度合成法则实际依赖于如下两个假设:
1.两个事件发生的时间间隔与测量时间所用的钟的运动状态没有关系。
2.两点的空间距离与测量距离所用的尺的运动状态无关。
爱因斯坦发现,如果承认光速不变原理与相对性原理是相容的,那么这两条假设都必须摒弃。这时,对一个钟是同时发生的事件,对另一个钟不一定是同时的,同时性有了相对性。在两个有相对运动的坐标系中,测量两个特定点之间的距离得到的数值不再相等,距离也有了相对性。
如果设K坐标系中一个事件可以用三个空间坐标x、y、z和一个时间坐标t来确定,而K′坐标系中同一个事件由x′、y′、z′和t′来确定,则爱因斯坦发现,x′、y′、z′和t′可以通过一组方程由x、y、z和t求出来。两个坐标系的相对运动速度和光速c是方程的唯一参数。这个方程最早是由洛仑兹得到的,所以称为洛仑兹变换。
利用洛仑兹变换很容易证明,钟会因为运动而变慢,尺在运动时要比静止时短,速度的相加满足一个新的法则。相对性原理也被表达为一个明确的数学条件,即在洛仑兹变换下,空时变量x'、y'、z'、t'将代替空时变量x、y、z、t,而任何自然定律的表达式仍取与原来完全相同的形式。人们称之为普遍的自然定律对于洛仑兹变换是协变的。这一点在探索普遍的自然定律方面具有非常重要的作用。

       狭义相对论的时空观

同时的相对性

据狭义相对性原理,惯性系是完全等价的,因此,在同一个惯性系中,存在统一的时间,称为同时性,而相对论证明,在不同的惯性系中,却没有统一的同时性,也就是两个事件(时空点)在一个惯性系内同时,在另一个惯性系内就可能不同时,这就是同时的相对性,在惯性系中,同一物理过程的时间进程是完全相同的,如果用同一物理过程来度量时间,就可在整个惯性系中得到统一的时间。在今后的广义相对论中可以知道,非惯性系中,时空是不均匀的,也就是说,在同一非惯性系中,没有统一的时间,因此不能建立统一的同时性

长度的相对性

如图8.5所示,有两个参考系S和S'。有一根棒A'B'固定在x'轴上,在S'系中测得它的长度为l'。为了求出它在S系中的长度l,我们假想在S系中某一时刻t1,B'端经过x1,在其后t1+Δt时刻A'经过x1。由于棒的运动速度为u。在t1+Δt这一时刻B'端的位置一定在x2=x1+uΔt处。根据上面所说长度测量的规定,在S系中棒长就应该是l=x2-x1=uΔt 。
现在再看Δt,它是B'端和A'端相继通过x1点这两个事件之间的时间间隔。由于x1是S系中一个固定地点,所以Δt是这两个事件之间的原时。从S'系看来,棒是静止的,由于S系向左运动,x1这一点相继经过B'端和A'端(见图8.6)。由于棒长为l',所以x1经过B'和A'这两个事件之间的时间间隔Δt',在S'系中测量
"\Delta t'=\frac{I'}{u}"
现在再看Δt',它是不同地点先后发生的两个事件的时间间隔,它是两地时,根据原时和两地时的关系,有
"\Delta t=\Delta t'\sqrt{1-\left(\frac{v}{c}\right)^2}=\frac{I'}{u}\sqrt{1-\left(\frac{v}{c}\right)^2}"
将此式代入前式即可得
"I=I'\sqrt{1-\left(\frac{v}{c}\right)^2}"
空间的量度与观察这一量度的参照系有关。所以,在飞船上的尺和地球上的尺是不会一样的。通过火车相对于月台的长度问题的讨论,我们得知:沿运动方向固定在高速运动飞船上的尺,如果由地球上的人来观测,就比飞船上的人观测的长度短。至于长度收缩多少,是与飞船飞行的速度,也就是两个参照系之间的相对速度有关。
相反,固定在地球上的尺的长度,若由飞船上观察者来观测的话,则沿运动方向的长度不是伸长,也是缩短。
由此,我们得出结论:当一个物体对于某参照系是静止的时候,就这个参照系来看,物体长度最大。沿垂直于运动方向时,长度则不发生变化。

时间间隔的相对性

根据爱因斯坦1905年提出的狭义相对论,处于快速运动状态的表,与构造完全相同、指针在动但表壳本身 却处于静止状态的表相比,快动表的指针转动得慢,也就是时间流逝得慢,专业说法是“时间膨胀”效应。

佯谬

1905年10月,德国物理年鉴》杂志刊登了一篇《关于运动物体的电动力学》的论文,它宣告了狭义相对论假说的问世。正是这篇看似很普通的论文,建立了全新的时空观念,并向明显简单的同时性观念提出了挑战。我们知道由爱因斯坦狭义相对论可以得出运动的物体存在时间膨胀效应。在1911年4月波隆哲学大会上,法国物理学家P.朗之万用双生子实验来质疑狭义相对论的时间膨胀效应,设想的实验是这样的:一对双胞胎,一个留在地球上,另一个乘坐火箭到太空旅行。飞行速度接近光速,在太空旅行的双胞胎中的一人回到地球时只不过两岁,而他的兄弟早已逝去了,因为地球上已经过了200年了。这就是著名的双生子佯谬。这个问题简直没法回答。实际上,狭义相对论只处理匀速直线运动,而哥哥要回来必须经过一个变速运动过程,这是狭义相对论无法处理的。正在人们忙于理解狭义相对论时,爱因斯坦正在研究广义相对论。广义相对论表明,这个实验的结果是符合事实的,没有逻辑上的问题。广义相对论的详细计算参见词条双生子佯谬或广义相对论教材。

相对论公式及证明

符号
单位
符号
单位
坐标(x,y,z)
m
力F(f)
N
时间t(T)
s
质量m(M)
kg
位移r
m
动量p
kg*m/s
速度v(u)
m/s
能量E
J
加速度a
"^m/_{s^2}"
冲量I(J)
N*s
长度I(L)
m
动能
"E_k"
J
路程s(S)
m
势能
"E_p"
J
角速度ω
rad/s
力矩
N*m
角加速度α
"rad/_{s^2}"
功率P
W

  牛顿力学
(一):质点运动学基本公式:
(1)
"v=\frac{dr}{dt}"
"r=r_0+\int vdt"
(2)
"a=\frac{dv}{dt}"
"v=v_0+\int adt"
(注:两式中左式为微分形式,右式为积分形式)
当v不变时,(1)表示匀速直线运动。
当a不变时,(2)表示匀变速直线运动。
只要知道质点的运动方程
"r=r\left(t\right)"
,它的一切运动规律就可知了。
(二):质点动力学:
(1)牛一:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(2)牛二:物体加速度与合外力成正比与质量成反比。
"F=ma=m\frac{dv}{dt}=\frac{dp}{dt}"
(3)牛三:两个物体之间的作用力反作用力,总是同时在同一条直线上,大小相等,方向相反。
(4)万有引力:两质点间作用力与质量乘积成正比,与距离平方成反比。
"F=\frac{GMm}{r^2}"
"G=6.67259\times10^{-11}"
"^{m^3}/_{kgs^2}"
动量定理
"I=\int Fdt=p_2-p_1"
(合外力的冲量等于动量的变化)
动量守恒:合外力为零时,系统动量保持不变。
动能定理
"W=\int Fds=E_{k2}-E_{k1}"
(合外力的功等于动能的变化)
机械能守恒:只有重力做功时,
"E_{p1}+E_{k1}=E_{p2}+E_{k2}"
(注:牛顿力学的核心是牛顿第二定律
"F=ma"
,它是运动学动力学的桥梁,我们的目的是知道物体的运动规律,即求解运动方程
"r=r\left(t\right)"
,若知受力情况,根据牛二可得a,再根据运动学基本公式求之。同样,若知运动方程
"r=r\left(t\right)"
,可根据运动学基本公式求a,再由牛二可知物体的受力情况。)
狭义相对论力学
(注:“γ”为相对论因子,
"\gamma=\frac{1}{\sqrt{1-\frac{u^2}{c^2}}}"
"\beta=\frac{u}{c}"
,u为惯性系速度。)
1.基本原理:
(1)相对性原理:所有惯性系都是等价的。
(2)光速不变原理:真空中的光速是与惯性系无关的常数。
(此处先给出公式再给出证明)
2.洛仑兹坐标变换:
"X=\gamma\left(x-ut\right)"
"Y=y"
"Z=z"
"T=\gamma\left(t-\frac{ux}{c^2}\right)"
3.速度变换:
"V\left(x\right)=\frac{v\left(x\right)-u}{1-v\left(x\right)\frac{u}{c^2}}"
"V\left(y\right)=\frac{v\left(y\right)}{\gamma\left(1-v\left(x\right)\frac{u}{c^2}\right)}"
"V\left(z\right)=\frac{v\left(z\right)}{\gamma\left(1-v\left(x\right)\frac{u}{c^2}\right)}"
4.尺缩效应:
"\Delta L=\frac{\Delta I}{\gamma}"
"dL=\frac{dl}{\gamma}"
5.钟慢效应:
"\Delta t=\gamma\Delta\tau"
"dt=\frac{d\tau}{\gamma}"
6.光的多普勒效应:
"v\left(a\right)=\sqrt{\frac{1-\beta}{1+\beta}}v\left(b\right)"
(光源与探测器在一条直线上运动。)
7.动量表达式:
"P=Mv=\gamma mv"
,即
"M=\gamma m"
8.相对论力学基本方程:
"F=\frac{dP}{dt}"
9.质能方程:
"E=Mc^2"
10.能量动量关系:
"E^2=E_0^2+P^2c^2"
(注:在此用两种方法证明,一种在三维空间内进行,一种在四维时空中证明,实际上他们是等价的。)
三维证明
1.由实验总结出的公理,无法证明。
2.洛仑兹变换:
设(x,y,z,t)所在坐标系(A系)静止,(X,Y,Z,T)所在坐标系(B系)速度为u,且沿x轴正向。在A系原点处,x=0,B系中A原点的坐标为X=-uT,即X+uT=0。
可令
"x=k\left(X+uT\right)"
(1).
又因在惯性系内的各点位置是等价的,因此k是与u有关的常数(广义相对论中,由于时空弯曲,各点不再等价,因此k不再是常数。)同理,B系中的原点处有
"X=K\left(x-ut\right)"
,由相对性原理知,两个惯性系等价,除速度反向外,两式应取相同的形式,即k=K。
故有
"X=k\left(x-ut\right)"
(2).
对于y,z,Y,Z皆与速度无关,可得
"Y=y"
(3).
"Z=z"
(4).
将(2)代入(1)可得:
"x=k^2\left(x-ut\right)+kuT"
,即
"T=kt+\frac{1-k^2}{ku}x"
(5).
(1)(2)(3)(4)(5)满足相对性原理,要确定k需用光速不变原理。当两系的原点重合时,由重合点发出一光信号,则对两系分别有
"x=ct"
"X=cT"
代入(1)(2)式得:
"ct=kT\left(c+u\right)"
"cT=kt\left(c-u\right)"
。两式相乘消去t和T得:
"k=\frac{1}{\sqrt{1-\frac{u^2}{c^2}}}=\gamma"
.
将γ反代入(2)(5)式得坐标变换:
"X=\gamma\left(x-ut\right)"
"Y=y"
"Z=z"
"T=\gamma\left(t-\frac{ux}{c^2}\right)"
3.速度变换:
"V\left(x\right)=\frac{dX}{dT}=\frac{\gamma\left(dx-ut\right)}{\gamma\left(dt-u\frac{dx}{c^2}\right)}=\frac{\frac{dx}{dt}-u}{1-\frac{\frac{dx}{dt}u}{c^2}}=\frac{v\left(x\right)-u}{1-v\left(x\right)\frac{u}{c^2}}"
同理可得V(y),V(z)的表达式。
4.尺缩效应:
B系中有一与x轴平行长l的细杆,则由
"X=\gamma\left(x-ut\right)"
得:
"\Delta X=\gamma\left(\Delta x-u\Delta t\right)"
,又△t=0(要同时测量两端的坐标),则
"\Delta X=\gamma\Delta x"
,即:
"\Delta I=\gamma\Delta L"
"\Delta L=\frac{\Delta I}{\gamma}"
由坐标变换的逆变换可知,
"t=\gamma\left(T+\frac{Xu}{c^2}\right)"
,故
"\Delta t=\gamma\left(\Delta T+\frac{\Delta Xu}{c^2}\right)"
,又
"\Delta X=0"
,(要在同地测量),故
"\Delta t=\gamma\Delta T"
(注:与坐标系相对静止的物体的长度、质量和时间间隔称固有长度、静止质量和固有时,是不随坐标变换而变的客观量。)
6.光的多普勒效应:(注:声音的多普勒效应是:
"v\left(a\right)=\frac{u+v_1}{u-v_2}v\left(b\right)"
B系原点处一光源发出光信号,A系原点有一探测器,两系中分别有两个钟,当两系原点重合时,校准时钟开始计时。B系中光源频率为ν(b),波数为N,B系的钟测得的时间是△t(b),由钟慢效应可知,A△系中的钟测得的时间为
"\Delta t\left(a\right)=\gamma\Delta t\left(b\right)"
(1).
探测器开始接收时刻为
"t_1+\frac{x}{c}"
,最终时刻为
"t_2+\frac{x+v\Delta t\left(a\right)}{c}"
,则
"\Delta t\left(N\right)=\left(1+\beta\right)\Delta t\left(a\right)"
(2).
相对运动不影响光信号的波数,故光源发出的波数与探测器接收的波数相同,即
"v\left(b\right)\Delta t\left(b\right)=v\left(a\right)\Delta t\left(N\right)"
(3).
由以上三式可得:
"v\left(a\right)=\sqrt{\frac{1-\beta}{1+\beta}}v\left(b\right)"
.
7.动量表达式:(注:
"dt=\gamma d\tau"
,此时,
"\gamma=\frac{1}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}"
因为对于动力学质点可选自身为参考系,
"\beta=\frac{v}{c}"
牛顿第二定律在伽利略变换下,保持形式不变,即无论在那个惯性系内,牛顿第二定律都成立,但在洛伦兹变换下,原本简洁的形式变得乱七八糟,因此有必要对牛顿定律进行修正,要求是在坐标变换下仍保持原有的简洁形式。
牛顿力学中,
"v=\frac{dr}{dt}"
,r在坐标变换下形式不变,(旧坐标系中为(x,y,z)新坐标系中为(X,Y,Z))只要将分母替换为一个不变量(当然非固有时
"d\tau"
莫属)就可以修正速度的概念了。即令
"V=\frac{dr}{d\tau}=\frac{\gamma dr}{dt}=\gamma v"
为相对论速度。牛顿动量为
"p=mv"
,将v替换为V,可修正动量,即
"p=mV=\gamma mv"
。定义
"M=\gamma m"
(相对论质量)则
"p=Mv"
.这就是相对论力学的基本量:相对论动量。(注:我们一般不用相对论速度而是用牛顿速度来参与计算)
8.相对论力学基本方程::
由相对论动量表达式可知:
"F=\frac{dp}{dt}"
,这是力的定义式,虽与牛顿第二定律的形式完全一样,但内涵不一样。(相对论中质量是变量)
"E_k=\int Fdr=\int\frac{dp}{dt}dr=\int dp\frac{dr}{dt}"
"=\int cdp=pv-\int pdv=Mv^2-\int\frac{mv}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}dv"
"=Mv^2+mc^2\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}-mc^2"
"=Mv^2+Mc^2\left(1-\frac{v^2}{c^2}\right)-mc^2=Mc^2-mc^2"
"E=Mc^2=E_k+mc^2"
10.能量动量关系:
"E=Mc^2"
"p=Mv"
"\gamma=\frac{1}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}"
"E_0=mc^2"
四维证明
1.公理,无法证明。
2.坐标变换:由光速不变原理:dl=cdt,即dx^2+dy^2+dz^2+(icdt)^2=0在任意惯性系内都成立。定义dS为四维间隔,
dS^2=dx^2+dy^2+dz^2+(icdt)^2 (1).
则对光信号dS恒等于0,而对于任意两时空点的dS一般不为0。dS^2>0称类空间隔,dS^2<0称类时间隔,dS^2=0称类光间隔。相对论原理要求(1)式在坐标变换下形式不变,因此(1)式中存在与坐标变换无关的不变量,dS^2dS^2光速不变原理要求光信号在坐标变换下dS是不变量。因此在两个原理的共同制约下,可得出一个重要的结论:dS是坐标变换下的不变量。
由数学的旋转变换公式有:(保持y,z轴不动,旋转x和ict轴)
X=xcosφ+(ict)sinφ
得:tanφ=iu/c,则cosφ=γ,sinφ=iuγ/c反代入上式得:
X=γ(x-ut)
Y=y
Z=z
T=γ(t-ux/c^2)
3.4.5.6.略。
7.动量表达式及四维矢量:(注:γ=1/sqr(1-v^2/c^2),下式中dt=γdτ)
令r=(x,y,z,ict)则将v=dr/dt中的dt替换为dτ,V=dr/dτ称四维速度。
则V=(γv,icγ)γv为三维分量,v为三维速度,icγ为第四维分量。(以下同理)
四维动量:P=mV=(γmv,icγm)=(Mv,icM)
四维力:f=dP/dτ=γdP/dt=(γF,γicdM/dt)(F为三维力)
四维加速度:ω=/dτ=(γ^4a,γ^4iva/c)
则f=mdV/dτ=mω
8.略。
9.质能方程:
fV=mωV=m(γ^5va+i^2γ^5va)=0
故四维力与四维速度永远“垂直”,(类似于洛伦兹磁场力)
由fV=0得:γ^2mFv+γic(dM/dt)(icγm)=0(F,v为三维矢量,且Fv=dEk/dt(功率表达式))
故dEk/dt=c^2dM/dt即∫dEk=c^2∫dM,即:Ek=Mc^2-mc^2
故E=Mc^2=Ek+mc^2

广义相对论

概念

相对论问世,人们看到的结论就是:四维弯曲时空,有限无边宇宙,引力波,引力透镜,大爆炸宇宙学说,以及二十一世纪的主旋律--黑洞等等。这一切来的都太突然,让人们觉得相对论神秘莫测,因此在相对论问世头几年,一些人扬言"全世界只有十二个人懂相对论"。甚至有人说"全世界只有两个半人懂相对论"。更有甚者将相对论与"通灵术","招魂术"之类相提并论。其实相对论并不神秘,它是最脚踏实地的理论,是经历了千百次实践检验的真理,更不是高不可攀的。
相对论应用的几何学并不是普通的欧几里得几何,而是黎曼几何。相信很多人都知道非欧几何,它分为罗氏几何与黎氏几何两种。黎曼从更高的角度统一了三种几何,称为黎曼几何。在非欧几何里,有很多奇怪的结论。三角形内角和不是180度,圆周率也不是3.14等等。因此在刚出台时,倍受嘲讽,被认为是最无用的理论。直到在球面几何中发现了它的应用才受到重视。
空间如果不存在物质,时空是平直的,用欧氏几何就足够了。比如在狭义相对论中应用的,就是四维伪欧几里得空间。加一个伪字是因为时间坐标前面还有个虚数单位i。当空间存在物质时,物质与时空相互作用,使时空发生了弯曲,这是就要用非欧几何。而且不存在没有物质的空间,因为就算有你也永远无法发现,因为当你看见它的同时,它就有了物质,最起码是光。
相对论预言了引力波的存在,发现了引力场与引力波都是以光速传播的,否定了万有引力定律的超距作用。当光线由恒星发出,遇到大质量天体,光线会重新汇聚,也就是说,我们可以观测到被天体挡住的恒星。一般情况下,看到的是个环,被称为爱因斯坦环。爱因斯坦将场方程应用到宇宙时,发现宇宙不是稳定的,它要么膨胀要么收缩。当时宇宙学认为,宇宙是无限的,静止的,恒星也是无限的。于是他不惜修改场方程,加入了一个宇宙项,得到一个稳定解,提出有限无边宇宙模型。不久哈勃发现著名的哈勃定律,提出了宇宙膨胀学说。爱因斯坦为此后悔不已,放弃了宇宙项,称这是他一生最大的错误。在以后的研究中,物理学家们惊奇的发现,宇宙何止是在膨胀,简直是在爆炸。极早期的宇宙分布在极小的尺度内,宇宙学家们需要研究粒子物理的内容来提出更全面的宇宙演化模型,而粒子物理学家需要宇宙学家们的观测结果和理论来丰富和发展粒子物理。这样,物理学中研究最大和最小的两个目前最活跃的分支:粒子物理学和宇宙学竟这样相互结合起来。就像高中物理序言中说的那样,如同一头怪蟒咬住了自己的尾巴。值得一提的是,虽然爱因斯坦的静态宇宙被抛弃了,但它的有限无边宇宙模型却是宇宙未来三种可能的命运之一,而且是最有希望的。
黑洞与大爆炸虽然是相对论的预言,它们的内容却已经超出了相对论的限制,与量子力学,热力学结合的相当紧密。今后的理论有希望在这里找到突破口。

公式

根据广义相对论中“宇宙中一切物质的运动都可以用曲率来描述,引力场实际上就是一个弯曲的时空”的思想,爱因斯坦给出了著名的引力场方程(Einstein's field equation):<math>R_ - \fracg_ R = - 8 \pi {G \over c} T_ </math>
其中 G 为牛顿万有引力常数,这被称为爱因斯坦引力场方程,也叫爱因斯坦场方程。该方程是一个以时空为自变量、以度规为因变量的带有椭圆型约束的二阶双曲型偏微分方程。它以复杂而美妙著称,但并不完美,计算时只能得到近似解。最终人们得到了真正球面对称的准确解——史瓦兹解。加入宇宙学常数后的场方程为:<math>R_ - \fracg_ R + \Lambda g_= - 8 \pi {G \over c} T_ </math>

原理

由于惯性系无法定义,爱因斯坦将相对性原理推广到非惯性系,提出了广义相对论的第一个原理:广义相对性原理。其内容是,所有参考系在描述自然定律时都是等效的。这与狭义相对性原理有很大区别。在不同参考系中,一切物理定律完全等价,没有任何描述上的区别。但在一切参考系中,这是不可能的,只能说不同参考系可以同样有效的描述自然律。这就需要我们寻找一种更好的描述方法来适应这种要求。通过狭义相对论,很容易证明旋转圆盘的圆周率大于3.14。因此,普通参考系应该用黎曼几何来描述。第二个原理是光速不变原理:光速在任意参考系内都是不变的。它等效于在四维时空中光的时空点是不动的。当时空是平直的,在三维空间中光以光速直线运动,当时空弯曲时,在三维空间中光沿着弯曲的空间运动。可以说引力可使光线偏折,但不可加速光子。第三个原理是最著名的等效原理。质量有两种,惯性质量是用来度量物体惯性大小的,起初由牛顿第二定律定义。引力质量度量物体引力荷的大小,起初由牛顿的万有引力定律定义。它们是互不相干的两个定律。惯性质量不等于电荷,甚至目前为止没有任何关系。那么惯性质量与引力质量(引力荷)在牛顿力学中不应该有任何关系。然而通过当代最精密的试验也无法发现它们之间的区别,惯性质量与引力质量严格成比例(选择适当系数可使它们严格相等)。广义相对论将惯性质量与引力质量完全相等作为等效原理的内容。惯性质量联系着惯性力,引力质量与引力相联系。这样,非惯性系与引力之间也建立了联系。那么在引力场中的任意一点都可以引入一个很小的自由降落参考系。由于惯性质量与引力质量相等,在此参考系内既不受惯性力也不受引力,可以使用狭义相对论的一切理论。初始条件相同时,等质量不等电荷的质点在同一电场中有不同的轨道,但是所有质点在同一引力场中只有唯一的轨道。等效原理使爱因斯坦认识到,引力场很可能不是时空中的外来场,而是一种几何场,是时空本身的一种性质。由于物质的存在,原本平直的时空变成了弯曲的黎曼时空。在广义相对论建立之初,曾有第四条原理,惯性定律:不受力(除去引力,因为引力不是真正的力)的物体做惯性运动。在黎曼时空中,就是沿着测地线运动。测地线是直线的推广,是两点间最短(或最长)的线,是唯一的。比如,球面的测地线是过球心的平面与球面截得的大圆的弧。但广义相对论的场方程建立后,这一定律可由场方程导出,于是惯性定律变成了惯性定理。值得一提的是,伽利略曾认为匀速圆周运动才是惯性运动,匀速直线运动总会闭合为一个圆。这样提出是为了解释行星运动。他自然被牛顿力学批的体无完肤,然而相对论又将它复活了,行星做的的确是惯性运动,只是不是标准的匀速。

验证

爱因斯坦在建立广义相对论时,就提出了三个实验,并很快就得到了验证:(1)引力红移(2)光线偏折(3)水星近日点进动。后来才增加了第四个验证:(4)雷达回波的时间延迟。
(1)引力红移:广义相对论证明,引力势低的地方固有时间的流逝速度慢。也就是说离天体越近,时间越慢。这样,天体表面原子发出的光周期变长,由于光速不变,相应的频率变小,在光谱中向红光方向移动,称为引力红移。宇宙中有很多致密的天体,可以测量它们发出的光的频率,并与地球的相应原子发出的光作比较,发现红移量与相对论预言一致。60年代初,人们在地球引力场中利用伽玛射线的无反冲共振吸收效应(穆斯堡尔效应)测量了光垂直传播22。5M产生的红移,结果与相对论预言一致。
(2)光线偏折:如果按光的波动说,光在引力场中不应该有任何偏折,按半经典式的"量子论加牛顿引力论"的混合产物,用普朗克公式E=hv和质能公式E=Mc^2 求出光子的质量,再用牛顿万有引力定律得到的太阳附近的光的偏折角是0.87秒,按广义相对论计算出的偏折角是1.74秒,正好大了一倍,对它的检验显然成为对广义相对论的严峻考验。1919年春夏之交,英国爱丁顿和戴森分别率领的考察队在西非几内亚湾的普林西比岛和南美巴西的索布拉尔,利用日全食的时机进行观测,结果分别是1.61秒和1.98秒,在误差范围内证实了广义相对论的结果。精密测量进一步证实了相对论的结论。
(3)水星近日点的进动:天文观测记录了水星近日点每百年移动5600秒,人们考虑了各种因素,根据牛顿理论只能解释其中的5557秒,只剩43秒无法解释。广义相对论的计算结果与万有引力定律(平方反比定律)有所偏差,这一偏差刚好使水星的近日点每百年移动43秒。
(4)雷达回波实验:从地球向行星发射雷达信号,接收行星反射的信号,测量信号往返的时间,来检验空间是否弯曲(检验三角形内角和)60年代,美国物理学家克服重重困难做成了此实验,结果与相对论预言相符。

确证

伟大科学家爱因斯坦早于上世纪发表的“时间相对论”,一般国际科学家要100多年后的昨天才终于确证。
1905年,爱因斯坦订立著名的时间相对论,指一件对象相对于另一对象移动的速度,会使时间加快或减慢。根据这个假设,一个移动中的时钟秒针应比一个静止平放的时钟秒针跳动得慢,这现象称为“时间稀释”。
报道称,国际科学家发表报告指出,他们利用分子加速器把原子打成两条光束,绕圈而行,模拟理论中较快的时钟,然后用高精密度的激光光谱测量时间,发现光束相较外界的确慢了一些。实验与爱因斯坦的理论“完全吻合”。
重力感应磁场预言被证实
爱因斯坦相对论中的微“重力感应磁场”预言,首次于实验室得到证实,欧洲航天局日前公布了这项实验结果。
本次实验的首席科学家塔玛(Martin Tajmar)27日接受《第一财经日报》采访时表示,实验所获“重力感应磁场”力比相对论所预言的威力要大得多,并将此磁场命名为“伦敦一刻重力感应磁场”(Gravitomagnetic London Moment)。
之前,已有超导(电)体的高速旋转能产生“感应磁场”的证明。但此前相对论预言,存在类地球引力磁场,即“重力感应磁场”,不过影响力很弱,此次试验对此作出了证明。
实验的主要仪器是特制的加速器。“重力感应磁场”主要产生于超导(电)体的高速旋转。
据了解,实验中的旋转速度达到了一分钟6500次。超导体是一种特殊的材料,很多微型加速感应器被放置在高旋超导体的不同部位,记录各种外部感应数据,数据显示,感应影响力远超于爱因斯坦的预言。
塔玛还表示,在发表这一实验结果之前,已经经历了250次尝试,改善实验仪器3年多,并且花了8个月的时间验证结果的有效性。已经可以非常自信地保证实验过程的合理性。但是他也同时强调,这一实验仪器并不具有唯一排他性。
塔玛表示,还希望能够有其他的实验组进行同样的实验来确认他们实验结果的精确性,这项技术在军事和空间技术上将能广泛地应用。
他说,如果得到确信,这可以说是一项伟大的突破,开启了爱因斯坦相对论研究的全新调查手段,并且影响整个量子领域。
欧洲航空局空间动力领域主管马特斯(Clovis J.deMatos)告诉本报记者,这项实验结果是否是相对论的一种突破,还在进一步讨论之中,虽然是否能被其他科学家同样验证还是未知数,但实验人员还将采用大量高速旋转的地球引力波色子,“重力波色子”继续完善这一感应磁场的模板。[1]

相对论分野

传统上,在爱因斯坦刚刚提出相对论的初期,人们以所讨论的问题是否涉及非惯性参考系来作为狭义与广义相对论分类的标志。随着相对论理论的发展,这种分类方法越来越显出其缺点——参考系是跟观察者有关的,以这样一个相对的物理对象来划分物理理论,被认为较不能反映问题的本质。一般认为,狭义与广义相对论的区别在于所讨论的问题是否涉及引力(弯曲时空),即狭义相对论只涉及那些没有引力作用或者引力作用可以忽略的问题,而广义相对论则是讨论有引力作用时的物理学的。用相对论的语言来说,就是狭义相对论的背景时空是平直的,即四维平凡流型配以闵氏度规,其曲率张量为零,又称闵氏时空;而广义相对论的背景时空则是弯曲的,其曲率张量不为零。 

论相对论

相对论有尺缩钟慢质增效应,这些都是物质的属性,即相对论认为物质的属性可改变。不仅光速不变,根据尺缩钟慢效应,物体的运动速度,不同参照系所测量速度值也相同。可见相对论就是属性变速度不变的理论,真是一个奇怪的理论。

     相对论认为无法区分一个参照系或两个参照系内物体的运动,便用相对的观点和一些等效原理去研究问题,却忽视了物体运动原因的本质区别,这是相对论的不足之处。比如说认为引力效应和变速运动无法区分,两者等效。这就忽视了引力与变速运动中力的性质区别。实际上仅用一个参照系或两个参照系或许我们搞不清物体的运动,但我们总能引入第三参照系或多个参照系把物体的运动解释清楚。

     在论证尺缩钟慢时相对论犯了循环论证的错误,用尺缩证明钟慢,用钟慢证明尺缩。只要证明了运动不会使尺缩,那钟慢也就不正确了。设有一物体静止长度为L,有一坐标系A,根据相对论设坐标系A是静止的当物体以速度V1运动时用A求得它的长度为L1,当物体以速度V2运动时用A求得它的长度为L2,,V1<V2则L>L1>L2。但是设物体是静止的,没有运动,它的长度就不会有运动带来的变化,它的长度总是L。设坐标系A是静止的,用A求得物体长度为L,设坐标系A以速度V1运动时用A求得它的长度为L1,设坐标系A以速度V2运动时用A求得它的长度为L2,V1<V2,L>L1>L2。坐标系可以有无数个运动速度,测出的长度就有无数个,物体并没有运动,并没有因为自身运动而引起的长度变化,它的长度值是唯一的就是L,在所有的测量长度中只有一个L正确,其它的值都是错误的。可见物体的自身运动不是带来长度变化的原因。设物体在匀速运动,物体对应这一运动状态必有唯一长度值L,设有无数个不同速度的坐标系,会求出无数个物体的长度值,显然这些值中只有L正确,即相对物体静止的坐标系测的值正确。根据尺缩钟慢原理,光子被阻挡静止下来或在介质中速度变慢应该变成很长,但我们从未观察到它变长。可见无论物体的速度如何,它都有唯一的长度,这个长度不会随物体的速度而变化。

     简言之,尺子自身运动能把自己的缩短,观测者运动也能把尺子缩短,怎么能说是尺子自己把自己缩短了呢?假如物体运动长度缩短,参照系的尺子长度也会由于对物体的相对运动缩短,这和静止时的测量结果应相同,怎么会测到物体缩短?运动并不能够使尺缩钟慢,单纯的机械运动不能改变物质的本质属性。这个例子可以叫做观察者把尺变短。

     尺缩效应、钟慢效应究竟错在哪里呢?相对论犯了偷换概念的错误。物体的长度指物体一端到另一端的距离,测量距离应该用尺子去量静止物体,和时间没有关系,量上一年它还是那么长。在相对论中却定义为物体两端在坐标系中的坐标差,这便偷换了概念,并且和时间扯上关系。他不去测物体的两端,却去测坐标系的坐标,还跑着蹦着去测,这是错误的,如果用物体的投影表示物体的长度那就更错了。由此推出的钟慢效应自然也不正确。

     相对论是研究机械运动的,并且单纯的只考虑相对运动,不管运动的根源,更不管物质的其他性质,仅把物体视为质点,却得到了物质的质能方程式E=MC?。从该方程看质量相同的物质具有相同的能量,那为什么我们不能用一吨煤来发出一吨铀的热量;一个铁块,我们把它加热增加它的能量,结果我们观察到的不是它的质量变化,而是它的体积膨胀;而气体状态方程告诉我们气体的能量不单和它的质量有关,还和它的体积,温度,压强有关;一吨煤和一吨煤灰总不能能量相等吧;一斤10℃的水和一斤20℃的水能量也不相等。可见所谓的质能关系式已经不是一种不足而是一种错误了。

     爱因斯坦根据质能方程式说:质量就是能量,能量就是质量。这就让人费解了,如果去买菜,人家问你要买多少斤,你说我要买十焦耳,无法理解。质量是什么,是描述物质多少的物理量。能量是什么,是描述一定量的物质的运动状态的物理量。两者有关系,但概念不同,不能混淆,不能互换。在孤立系统中,物质的数量没有变,没有新物质生成,它的质量就不会变,不存在能量到质量的转化,或质量到能量的转化。

     相对论认为物体的质量因物体的运动速度而变化。同理如果有无数个以不同速度运动的坐标系,便可以测出无数个不同的质量,而对应物体这一运动状态只应有一个质量,只有一个质量值正确,那就是他的静止质量,没有什么所谓的运动质量。相对论这种认为甲跑步能让乙变胖的的观点很荒唐。质速关系式说明物质达到光速质量无穷大,光子达到了光速质量为何不是无穷大?要说它的静止质量为0,根据质速关系式它的运动质量也该为0,可根据相对论光子起码有运动质量,相对论不能自圆其说。

     质增效应究竟错在哪里?相对论认为引力质量与惯性质量等效,这就忽视了两者的区别,在有时候它们可不等效。一辆汽车,随着它的速度增加,需要的牵引力会越来越大,为什么呢?这可不是它的质量增加造成的,而是由于空气的阻力造成的。在较低的速度下测它的惯性质量,可以忽视这种阻力。但在较高的速度下测惯性质量,这种阻力就不可忽视,否则所测的惯性质量,就会增加。其实这个增加的质量不是物质本身质量的增加,而是由于运动阻力增大导致所需要改变物体运动状态的力增大而带来的测量误差。。而引力质量就不存在这种情况,这是引力质量与惯性质量不容忽视的一点区别。在微观世界为什么会观测到高速运动中物质的质量增加呢?从上面分析汽车的引力质量和惯性质量可以知道测量惯性质量时运动的阻力不可忽视,当运动的速度足够快,接近光速时,就连光或电磁场的阻力也不可忽视,否则就会认为是物质的质量增加了。正是由于对这一点儿的忽视,有了测量上的误差才出现了所谓的质能方程式

     设使物体产生加速度的力为F,物体运动质量为M,绝对真空中使物体产生同样加速度的力为F空,静止质量为M0,且质量不变,产生阻力的光子质量为M光,光子的阻力为F光,a是有光阻力或真空中没有光阻力时物体相同的加速度,C为光速。光有质量,物体具有加速度,则光对物体有反向的加速度,数值上相等。则有:
F=F空+F光

Ma= M0 a+M光a
同乘以a得
Ma? M0 a?+M光a?br />M光a? Ma? M0 a?br />同乘以C? a?得
M光C?M C? M0 C?br />M光C?即物体动能增量E即:
E=M C? M0 C?ΔMC?br />     假设质增是测量误差和爱因斯坦用质速关系式推导出的结果相同,质增完全可以用测量误差来解释。
根据M光a? Ma? M0 a?同除以a?得
ΔM = M光
     可见这个ΔM就是光子的质量。

     要想求光产生的阻力只需测出粒子加速度和增加的质量,在质速关系式适用时也可计算增加的质量,然后根据F=Ma计算。

     想观测光的阻力有条件也不难,在粒子加完速后,让它在有光的真空中和无光的真空中飞行一段距离再比较它们的动能即可。有光压自然就有光阻,肯定可以观测到。

     但质能方程式并非无用,它同样有重要的物理意义。那么这个质能方程式的意义是什么呢?如何来认识这个方程式呢?我们知道动能的形式为1/2MV?,质能方程式为E=MC?,它的右边的形式是动能的形式,即表示质量为M运动速度为C的某种物质的动能。什么物质的运动速度为C呢?应该是光,也就是电磁场。所以质能方程式就是光的动能方程式,它表示质量为M的光的动能。由此进一步证明光的物质性,粒子性,它有质量有动能。

     相对论依靠两个基本假设,相对性原理和光速不变假设。光速不变假设又称光速不可叠加。在此质问假如光速不可叠加,晚上我们如何区分对面驶来的两辆车的快慢?宇宙红移也是推翻光速不变假设的有力证据。如果光速不变,即光速不可叠加,所测恒星的红移应相同,但实验所测越远的恒星红移越大;如果光速不变光,即光速不可叠加,光根本就不该有频移,但实验却测到了光的频移。这就证明光速可以叠加,相对论的基本假设错了。

     一根树枝一年长了一米长,它的运动速度没有变化;一个钟表总是比标准时间慢,它并不比一个标准钟运动的快;一个苹果从几克长到了几十克,它的速度也没有变化; 这些变化只是由于物质内部的结构而引起,不能归结于机械运动带来。 

     我可以作一个结论:对应物质的一个机械运动状态物质必有唯一的钟、长度、质量,只有和物质相对静止的参照系所测值为正确值,任何其它不同值都错误。物质的本质属性钟、长度、质量等不会因物质单纯的机械运动没有任何其它作用而改变。这可以叫做物质属性定律。也可以表述为:选择参照系不能改变物质的属性。对应每个物体都会有和它相对静止的参照系,用这个参照系无论物体怎样运动测量物体的钟、长度、质量都是恒量。我们可以选择其它参照系,但会得到千变万化的测量结果,可见这个结果的变化是由我们选择参照系带来的,物体本身并没有变化。因此这种变化只能视为测量误差,狭义相对论的一些公式用来干什么,就用来计算这种测量误差吧。每个物体都有自己的钟、尺、秤就乱了套了,买卖就没法做了。

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    同时性的相对性
 

正确解决这个问题的方法是正面叙述

多余的话.
问:为什么提出同时性的相对性?

答:为了证明 t' t

问:如何证明?

答:用爱因斯坦火车,书中第58页图乙。

  路基中点的人,认为光,同时到达路基上的AB。 (正确)

  路基中点的人,认为车厢中的人,观测到的将是,光不同时到达车厢中的AB。 (错误)

  于是,不同的观测者,有不同的时间,即每个观测者有自已的时间。

  把这一结论应用于书中图5,

  在OA这一段内,即S坐标系中,观测者的时间是 t。

  在O' A这一段内,即S' 坐标系中,观测者的时间是 t'

  证明了 t' t 。(用同时性的相对性证得)

问:爱因斯坦火车错在那里?

答:错误一,使用了 CVC-V.  

   正确的说法是,对于惯性系,同时性是绝对的,不存在相对性。  (电磁相对论的观点)

   (运动车厢中,位于车厢中点的人,将观测到,光同时到达车厢中AB。)

   (路基中点的人,将观测到,光同时到达路基上的AB。)

问:运动车厢中与路基上,有相同的结果,是不是矛盾?

答:用经典力学的观点看,当然是矛盾的。

   因此,把这一“矛盾”现象,命名为“同时”。

   换句话说,“同时性的相对性”中的“同时性”,是特指这个;

   而不是日常生活中的“同时”。日常生活中没有同时性的说法。

   当然,非要抬杠,把生活中的“同时”硬叫作“同时性”,也不是不可。

   同时性这个词,在经典时空中是多余的。有它不多,无它不少。

问:那么,路基上的人看车厢中的光到达AB是什么结果?

答:是(视)同时和(视)不同时,与同时性的相对性无关。

   与观测条件有关。

问:那么,为什么有人会犯这种低级错误呢?

答:主要是对“光速不变”的理解有错误。这对于原创工作是正常的。

   爱因斯坦的假设是,真空中光速不变,这很容易产生 CVC-V 的错误。

   实际上,应当是“惯性系中光速不变”。(忽略介质)

   “真空中光速不变” 是句废话,真空中的光速本来就是不变的。

    他是借用“不变”这两个字,偷渡到“惯性系中光速不变”。

    但他不敢直接假设“惯性系中光速不变”;他觉得根据不足。

    说他慎重也可,说他没有胆量也可。在这一点上,他有专业物理学家素质中坏的一面(保守)。

    冯天岳是民科,自然有胆量,信手捻来便是真,管它什么根据不根据。

    如果说实话,冯天岳的专业素质,胆略和敏锐,比爱因斯坦高的多。因为,

    迈克尔逊-莫雷实验明明白白的证实了“惯性系中光速不变”。有人却是睁眼瞎.

    爱因斯坦只承认菲索实验对他有大的影响。回避迈克尔逊-莫雷实验。

    有这种可能,他对惯性系中光速不变有疑惧,或是认识不清,或是根本看不出。

    此外,冯天岳的胆略还可以从斥力定律看......

问:行啦行啦。错误二呢?

答:错误二是,认为O' A这一段内,即S' 系中有观测者;

    于是,每个观测者有自已的时间,从而产生了“对钟”。

    这在狭义相对论范围内 ,对钟是多余的。

问:还有错误三吗?

答:错误三是,对“抽象时空”缺乏明确的认识。

   O' A是虚构的。这一段内的时空关系是抽象的,虚拟的。

    对抽象时空本身及其中的关系没有明确的认识,必然产生下面的错误:

    第一,想用现实世界(惯性系)的东西,去证明  t' t

    第二,认为 t' t 是真实的。

    第三,把 t' t ,应用于现实世界(惯性系),成为悖论的根源。

问:你的意思,是回到牛顿的绝对时空?

答:不是。

问:不是绝对时空,又不是相对论时空,那是什么?

答:是经典时空,即伽里略时空,或惯性系时空、现实时空。

问:能不能总结一下。

答:同时与同时性是有区别的。

  1. 宏观世界中,或经典力学中,只有时刻的同时与不同时。

    经典力学中不存在同时的概念,或者说同时性的概念是多余的。

  2. 微观世界中不存在,谁跟谁同时的事实。

    我们可以用经典时空中的概念,去定义微观世界中事件的同时与不同时.

    微观世界不存在同时的概念。

  3. 惯性系中有同时性的概念,但是,惯性系中的同时是绝对的。

    惯性系中不存在同时的相对性。

    不同时,与同时性的相对性无关.

    综上所述,“同时性的相对性”是虚假的。

问:为什么只有在惯性系中才有同时性的概念?

答:因为惯性系包含力学和电磁学。

    在电磁学这部分,由于假设了光速不变,从而生育出相对论。

    只有在相对论中,或者说,只有在惯性系中假设了光速不变,才有了同时的说法。

    要注意的是,这个同时性在现实中不真实,在电磁时空中不存在!

    我们,只是把这一假象命名为同时性。 (书的第59页)

    前面,你不是说,电磁相对论的观点在爱因斯坦火车中产生矛盾么。

    那个矛盾就是惯性系中同时性造成的。

    所谓“性”,是性质、属性、功能的意思。

    光子,或光波有这样一种功能,谁是惯性系,对谁就c.

    这种性功能,暂时无法被我们人类理解。

    与我们人类相比,只能说,光子的性功能有些亢进或变态。

问:是你亢进变态吧。吃伟哥吃多了吧!

答:你什么都不懂!是冯哥,不伟。

瞎侃 

我回去后,小妹掐指一算,说你卖房时,不是交不起专利费.

  这就是说,你还是有点优秀.是吧。

那是自然,是相当优秀.

我看,你现在的这个网页上有动画了,是动态网页了。老公什么都行。

那是,我这么优秀,没有不能的.

    一个动态网页算什么,闭眼就写了,用PHP。

你再说一遍?

我是说,用PHP写动态网页。

你再说一遍!

我......我是用html语言写了几行属性.

你再说一遍.

我....我,我的网页不是动态的.没有对话.

想蒙我,是不是。我问你,你不是说,批判狭义相对论是浪费时间么.

    那,你为什么还要批同时性的相对性.

这也是没有办法了,我没得写了,不得不,没话找话的唠叨几句.

    网页必须两个月更新一次,否则要被挂起(暂时关闭).

我看了看驿站的各网站,被挂起的网站可真不少。

    这位崔辰州博士,是不是,有点心狠手辣。

是照章办事,坚持原则。

    只是暂时关闭,并未立即关闭,还是留有余地么。

不过,不挂一些死鸡,也镇摄不住你这猴头。

    我给你出一个主意,你只须变动网页上的几个字,不就算更新了么。

嘿,夫人,亏你想得出这么神奇的招数,不愧是虎头虎恼。

    如果把这种作法对付夫人,夫人一定认为这个人虚情假意,作风品质有问题。

那,我再给你出个主意,你把讲课视频放到优酷上?

    不就不怕了么。

不是怕不怕。这个网站对我的帮助很大,应当是感恩,而不是利用和对立。

    一旦,一个人失去感恩的意识,那么这个人就失去作人(道德)的底线。

嗯,说的是。我看你优酷(量子专业)上的这个页面,很有效果么。

    不到一年,超过10万人气(浏览,播放和下载的总和)。可不是一个小数字。

    把你的讲课放上,对你的斥力有宣传作用。

我的斥力用不着了,多少年了,都知道了。

    我觉得,我的视频放到那种杂七杂八的娱乐场所,是不是有点掉价。

    我是老九。诺贝尔奖得主,有几个能近前十。

行啦,精神又要分裂。说点别的吧。

    我对,你说的“没话找话”的说法,有点不相信。

    你这个人狡猾的很,眨么眨么眼就有坏点子了。

    让我想想,嗯,明白了,还是知子莫若母。瞒不了我吧。

夫人,这么说,不合伦理吧,

    又是妻,又是妈。

怎么?我不是你的妈,谁是你是妈?你这小子,没良心!

    你每次吻我吻到啃骨头时,都呻吟着妈。

    感激我的美貌和玉体给了你另一种生命;怎么,不认帐了。

认帐认帐,

    夫人对我恩同再造。

这不结了。姑奶奶最知你心里的小算盘。

    你现在把时间当生命,不可能无缘无故的写什么多余的话,没错吧。

    再说,你的“多余的话”说的还少么! 说了多少拜年的话。你以为我不懂。

夫人对凡间的事,不是太了解。

    那多余的话至少是篡改过,这是肯定的。夫人不要误解我。

    我的车翻到两米多深的沟里,只是皮肉受伤。

好吧,先不说这些。

    我想起,刚才我说心狠手辣时,你的表情有点不自然。有点吃心,是不是。

    没错,你就是心狠手辣!

    心狠:你担心,你的书写的过于简略。不太了解相对论的教师看,有点费劲。

          所以你写了这多余的话。目的是让教师弄明白其中的道理,以后不愿再讲相对论。

    手辣:你怕学生不明白,你掰开柔碎的把道理讲清楚。

    目的是让学生抵制厚脸皮的教师继续讲。歹毒。

    本来“尺胀”已KO对手,又要补上这多余的一刀,要它立刻断气。狠哪!

夫人,我是平民百姓,无权无势,

    我只能仿效农村到城市,星星之火么。

嗯,我看你是拱坏包,冒坏水。不愧是鬼才。

    你的这种性格和手段,使我想到。

    万一有一天,我老了又和你有利害冲突,你会不会对我,也这么心狠手辣?

夫人,我不敢。夫人对我恩同再造。

    我对夫人有真爱和感恩,夫人无论什么样,我对夫人的那颗爱心是不变的。

说的好,老公在情感方面也是很优秀的。可不要骗我噢。

    不过,子曰:巧言令色,鲜于仁。你明白吗?

在下明白。夫人是我的主子,奴才对主子永远忠心耿耿的效敬。

嗯,那就好,一定要听话,明白么。

    夫妻之间,必须有一方顺从另一方,不然就没有意思了。

    听话最重要,记住。

是,是,孩儿记住了。

哈哈哈哈,跟我卖乖。反正,有小妹,我就不怕你。

    说点实际的吧。你上面的文章中,有些,我还是不明白。

    例如,时空和时空观一样不一样?

回夫人,关于时空的话题,书上说的很多了。

那,我问你,麦克斯韦方程是什么时空?

    不好回答吧。

是不好说,夫人问到实质上了。

    麦克斯韦方程中的时间和空间都是经典时空中的。

    所以,把遵从麦克斯韦方程的电磁规律叫经典电磁学。

    另一方面,麦克斯韦方程是洛仑兹协变的。

    表明它描述的东西是电磁性质的,而不是力学性质的。

    洛仑兹变换是抽象的,即不能直接体验。

    所以,麦克斯韦方程是抽象(电磁)时空中的电磁规律。

我不明白,

    怎么,又是经典时空中的,又是电磁时空中的,双重身分?

夫人,我说了这么多了,有点懒了。

    给我来点刺激,提提神,亲一下。

嗯,怪不得刚才问你话的人说你伟哥吃多了。

    我看也是。七老八十的人还这么色眯眯贱兮兮的。

    你说,你身上什么地方懒?

我的嘴......我接着说,行了吧。

    麦克斯韦方程是电磁时空中的,是肯定的。

    但是,它有特殊性,把它原封不动的拿到经典时空中,直接可以用。

    然而,与电子自旋有关的,与电磁信号有关的,是不能应用麦克斯韦方程的。

    电磁时空中的其它规律,不是都能直接拿到经典时空中用。

    例如,红移与电磁信号有关,只能用洛仑兹变换,才能在经典时空中解决。

    也就是说,必须使用映射工具。这个工具是洛仑兹变换。  (书中第40页)

    所谓“拿到经典时空中用”指的是能用仪器观测。

我还有一个问题,

    教科书上,解释迈克尔逊-莫雷实验都用了 CVC-V

    难道都是错的?

是的。我的书还未正式写,就已经说,“所有的书都要改写”。“我罪孽深重”。

    没有吹吧。你老公很少说大话,这是作为一个专业研究者最起码的素质。

    有时,我说,我是民科,我是吹,我是投机取巧。

    那只不过是对别人心理上的一点抚慰。不然,有人气死,我就涉嫌.....。

对,你就是涉嫌谋杀,扰乱社会。

    我还有一个问题,你为什么不用四维时空描述相对论。

夫人一定看过电磁相对论了。夫人觉得,是通俗易懂吧。

    这种情况下,再用四维时空,起码是脱了裤子放屁。

我还有最后一个问题,是关于相对论重建的。

    狄拉克的理论很抽象,所以他应当对抽象电磁时空有所察觉。

    但是他不太敏感,这是为什么呢?

嗨,他毕竟是一介书生。只会一点数理。

    知识面窄。技能少。本事小。综合力差。品质不优秀。

    这样的人,只能在某一方向上走得远一些。上面的说法必须有参照物;当然是你老公。

    他这种人,面对相对论这种错综复杂迷雾重重的局面,会变得麻木呆痴,丧失灵感。

    这类人很多,你看泡利和费曼的相对论著作,单从见地上讲,不如中国的民间挑战者。

    再举一个生活上的实际例子,更能说明问题。

    你看韩国乒乓运动员那付长相和眼神,就知是刁钻之徒,面对这样的人,中国的运动员被打傻了。

    是真的打不过吗?是技术不行吗? 不是。是人不行。人软。

    同样的技术,换成黑老大,你试试,大不一样了。

嗯,明白了,不是狄拉克的数学不行,也不是物理不行,是人不行。不黑。

    看来,夫君强悍,嘎,刁钻,所以重建相对论,是吗?

其止刁钻,还有什么霸道,坏透了,一肚子男盗女娼等等,都是你总结出的,你忘了。

    当然,好的方面,你也总结了不少,什么心态,道德情操等等。

    至于我为什么能重建相对论,这个话题太大,一时半时说不清。下次,行吧。

好吧。不过,既然你没有回答全,那,我要补充一个问题。

    t' t 中的 t' 是什么意思(物理意义)?

这个,在书上说的很多,很明确了。没有必要重复了。

不行,我还是不清清楚楚明明白白,总是模模糊糊的。

    你再说的仔细一些。

你自已看书么。

不行,看书多费劲,一边看一边动恼筋。我不。

    听,多省事。还能看你装蒜的样子。

没办法。生瓜蛋,还要学物理。

    关于 t'  的意义分为两个阶段。

    第一阶段,电磁相对论发表之前。狭义相对论时期。

    这种情况,本文开头已说,容易产生错误。不再重复。行吧。

    第二阶段,电磁相对论发表之后。

        情况已经变得明朗了。不过,夫人你,你,你笨头笨脑,没办法。

   (1) t'  是本征值 的观测值。但是,t'  是无法观测的。

    如果S' 系中有观测者,那么他的时钟是 也不是 t'  。 t'  是S 系中的。

    电磁相对论中,不存在“每个人都有自已的时间” 的说法。这种说法是错的。

  (2) t'  与 的关系(公式15)是抽象电磁时空中的时空性质,是虚拟的,没有现实意义。

   什么叫没有现实意义? 就是不能在宏观条件下验证。

   伽里略变换公式是可以亲身验证,是现实的。

  (3) 时间本身没有相对论效应,例如,

   S 系中机械钟是5分15秒,S' 系中机械钟也是5分15秒。

   S 系对S' 系的观测,只有视觉形象的变化。

   当然,在视觉形象中含有相对论效应。

   但是,是观测信号的相对论效应,不是时间本身的相对论效应。

  (4) 什么是时间本身的相对论效应?

    这涉及时间的本质。我们暂且不谈这个。

    我们只看,现实的时间是用什么工具规定的,是用电磁振动制定的。

    已知,电磁振动是有相对论效应的。也就是说,制定时间标准的工具,有相对论效应。

    虽然时间本身是无辜的,清白的。但是,用的这个工具有不良行为,那么只好跟着受牵连。

    由于时间是抽象的,我们人类无法直接定量的感觉和计量时间,必须借助工具。

    所以,我们永远逃脱不了干系。很无奈。

    归根结底,时间的相对论效应就是定义时间的那个工具的相对论效应。

   (5) 电磁时间的相对论效应

     时刻是没有观测意义的,只有时间差才有观测意义。真正有可观测性的是事件的间隔。

     由于使用电磁学定义时间标准,所以我们拥有的使用的时间是电磁时间。

     观测电磁时间的相对论效应是有条件的。

     前提一,大家都使用同样的电磁标准定义时钟的结构。

     S' 系中的5秒间隔,到了S系中成了6秒间隔。

     于是,说,时间膨胀了,也可;说S系中的钟慢了,也可。

    前提二,上例中S系中的人,必须事先知道S' 系中的间隔是5秒。否则茫然。

    可见,电磁相对论中,从 t'  求的是荒唐的。

    当然。在狭义相对论中是津津乐道的。

夫君,照你这么说,那世界线怎么办?

什么世界线,不清楚。

    你是说,用一条线,把宏观世界与微观世界连结起来。那怎么连?

好了,不说了,夫君累了。我为夫君备了美酒佳肴,解解乏。

夫人就是夫人,夫人心疼我。我今年七十有四。

            一年一度埋荒草

            人生七十古来稀

            且乐生前一杯酒

            何须身后千载名

    来来来,夫人。

            相逢不饮空归去

            洞口桃花也笑人

好,与夫君干,夫君多多保重。

            五湖明月在

            渔歌总有时

好,意思是

            留得青山在

            不怕没柴烧

    对吧,谢谢夫人。夫人也会跩两句,嘿嘿。

    夫人有才,又呵护我,是我的知己。其它的女人就知道找我要钱。

你是不是又喝多了,胡言乱语。

    哪些女人找你要钱? 你不是很穷吗?

    不吃不喝也要......看来你真是伟哥吃多了。赶上二八月啦,是不是。

    说,哪些女人?

哦.....哦.....我,我说走嘴了。

    夫人,夫人那....夫人饶饶饶...饶命。我该死,我该死。

嘿嘿,嘿嘿,看你这付德行样,我想起小炉匠。 (智取妇虎山)

    你不是会装蒜么,你装一回小炉匠,我看看。抽得要狠一些。这也便宜你了。

是,是。

    我,我,我该死。(抽)

    我该死。(抽)

    我该死。(抽)

    胡,彪,贤弟.....。

哈哈,哈哈。 嗯,装的不错。

    话说回来,你要是不会装蒜,你怎么能看出狭义相对论装大瓣蒜,招摇撞骗。

    骗了一批又一批,骗了一个世纪。

    一百年来,挑战者们都没有成功,主要是不会装蒜。

    你,装蒜有功。这样,我回去,请示小妹。

    如果那些女人在我俩之前,那么今天这页就翻过去。

    倘若那些女人在我俩之后,你试试,

    我要让你满口牙,像,子弹飞!

    我走了。

黄光闪处,踪迹全无。

 
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