相对论诞生的原因是爱因斯坦小时候接受了宗教教育。爱因斯坦把相对论解释得很简单,自学了几何和微积分,大概也学过一些医学理论,但没有学过物理学的基础知识。结果爱因斯坦没搞懂机械波的理论知识和波的传播特性。爱因斯坦对牛顿力学的适用范围不明确,无法用牛顿力学解释波的传播现象。
当爱因斯坦无法用牛顿力学解释迈克尔逊-莫雷实验结果时,他没有意识到自己物理知识的缺陷。而是提出了光速不变原理来解释相同状态介质中波的传播速度不变。这种无知的表现,物以类聚,相对论得到了缺乏物理知识的人的追捧。虽然世界上只有2.5个科学家支持相对论,但大多数科学家都让相对论寿终正寝,忽略了三人成虎的效应。于是,群魔乱舞,投机者走上科学舞台,相对论再现中世纪女巫审判的悲剧,迷信卷土重来,科学发展进程陷入低迷。
爱因斯坦首先假设光以静止的“以太”为传播介质,然后通过迈克尔逊-莫雷实验结果证明静止的“以太”不存在,得出光没有传播介质的结论。以爱因斯坦的思维方式,假设澳洲袋鼠以兔子为食,然后之前澳洲没有兔子。我们能断定澳洲袋鼠是不食人间烟火的老鼠吗?相对论不过是个精神病理论,世界不过是个装疯卖傻皇帝新装求名声的骗局!
在Mayquez-Wee方程中,电磁波通过广泛存在于宇宙中的电介质传播。迈克尔逊-莫雷实验是在地球大气层中进行的,光是通过电离空气体传播的。实验结果与“以太”的存在无关。迈克尔逊-莫雷实验结果证明,光在同一电离空气体中的传播速度是恒定的,符合机械波的传播规律。迈克尔逊-莫雷实验结果证明相对论是谬误的。
宇宙黑洞的存在证明爱因斯坦的光速不变原理是错误的,爱因斯坦的光速不变原理与黑洞理论相矛盾。根据霍金的黑洞理论,黑洞内部会产生霍金辐射,并释放出电磁波。根据爱因斯坦的光速不变原理,黑洞释放的电磁波相对于地球的传播速度仍然是光速,光速具有[/k0/]之间的能量。黑洞周围的层是扭曲的空,光速降低的电磁波很容易穿过。《道德经》中,黑洞内部空虚,内部物质稀少。整个黑洞的物质还不够一个人饱餐一顿,黑洞内部接近绝对真理空。没有传播媒介,光就不能在黑洞中传播。
引力波的发现直接证明爱因斯坦的光速不变原理是错误的,相对论也是错误的。根据光速不变的原理,电磁波的传播速度相对于任何参考系仍然是光速。其实电磁波相对于引力波的传播速度并不是光速,而是电磁波的传播速度比引力波慢,黑洞合并时发出的引力波比电磁波更早到达地球。
怎样用最简单的方法介绍相对论?导读:本文节选自独立学者灵遁者的科普书《变》。旨在帮助你了解物理宇宙的科普知识。
先说爱因斯坦广义相对论的建立:
1905年,爱因斯坦发表第一篇关于狭义相对论(即关于运动物体的电动力学)的文章后,并没有立即引起很大反响。但是德国物理学权威普朗克注意到了他的文章,认为爱因斯坦的工作可以和哥白尼相媲美。正是由于普朗克的推动,相对论迅速成为研究和讨论的话题,爱因斯坦也引起了学术界的关注。
1912年,爱因斯坦成为联邦理工大学的教授。1913年,应普朗克之邀,担任新成立的威廉皇帝物理研究所所长,柏林大学教授。
与此同时,爱因斯坦正在考虑扩展公认的相对论。对他来说,有两个问题让他不安。
首先是引力的问题。狭义相对论对于力学、热力学和电动力学的物理规律是正确的,但它无法解释万有引力的问题。牛顿的引力理论是超距离的,两个物体之间的引力相互作用是在瞬间传递的,即以无限的速度传递,这与相对论所依据的场的观点和光速的极限相冲突。
第二个问题是非惯性系,狭义相对论和之前的物理定律一样,只适用于惯性系。但实际上很难找到真正的惯性系。从逻辑上讲,一切自然规律都不应局限于惯性系,非惯性系也必须考虑。
狭义相对论很难解释所谓的孪生佯谬。矛盾的是有两个孪生兄弟。我的兄弟正在宇宙飞船中以接近光速的速度旅行。根据相对论的效应,高速运动的时钟变慢了。哥哥回来的时候,哥哥已经变得很老了,因为地球已经走过了几十年。根据相对论原理,飞船相对于地球高速运动,地球也相对于飞船高速运动。弟弟看起来比哥哥年轻,哥哥应该看起来更年轻。这个问题根本无法回答。其实狭义相对论只处理匀速直线运动,我哥要经历一个变速运动的过程才能回来,相对论处理不了。当人们忙于理解相对的狭义相对论时,爱因斯坦正在继续完成广义相对论。
1907年,爱因斯坦写了一篇关于狭义相对论的长文《论相对论原理及由此得出的结论》。在这篇文章中,爱因斯坦第一次提到了等效原理,此后,爱因斯坦关于等效原理的思想不断发展。
基于惯性质量与引力质量成正比的自然定律,他提出无限小体积内的均匀引力场完全可以代替加速运动的参照系。爱因斯坦还提出了封闭盒子的观点:无论用什么方法,封闭盒子里的观察者都无法确定自己是仍然处于一个引力场,还是处于空之间没有引力场但正在加速。这是解释等效原理最常用的观点,惯性质量和引力质量相等是等效原理的自然推论。
直到1915年11月,爱因斯坦向普鲁士科学院提交了四篇论文。在这四篇论文中,他提出了新的观点,证明了水星近日点的岁差,给出了正确的引力场方程。至此,广义相对论的基本问题已经解决,广义相对论诞生了。
1916年,爱因斯坦完成了长篇论文《广义相对论的基础》。在这篇文章中,爱因斯坦首先把曾经适用于惯性系的相对论称为狭义相对论,把只有惯性系的物理定律才与狭义相对论原理相同的原理称为狭义相对论,并进一步表述了广义相对论原理:对于任何运动的参考系,物理定律都必须成立。
爱因斯坦的广义相对论认为空时空会因物质的存在而弯曲,引力场其实就是弯曲的时间空。爱因斯坦关于空被太阳引力弯曲的理论很好地解释了水星近日点岁差中无法解释的43秒。广义相对论的第二个预言是引力红移,即光谱在强引力场中向红端移动,这在20世纪20年代被天文学家证实。
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广义相对论的第三个预言是引力场使光发生偏转,最接近地球的引力场是太阳引力场。爱因斯坦预测,如果遥远的星光越过太阳表面,它将偏转1.70秒。1919年,在英国天文学家爱丁顿的鼓动下,英国派出两支探险队,在两个地方观测日全食。经过仔细研究,最后的结论是,星光确实在太阳附近1.70秒发生了偏转。
英国皇家学会和皇家天文学会正式宣读了观测报告,确认广义相对论的结论是正确的。会上,著名物理学家、英国皇家学会会长唐慕孙说,“这是自牛顿时代以来引力理论最重大的成就”,“爱因斯坦的相对论是人类思想最伟大的成就之一”。
爱因斯坦突然成了新闻人物。1916年,他写了一本很受欢迎的关于相对论的书,简要介绍了狭义和广义相对论。到1922年,已重印40次,被翻译成十几种文字,广为流传。
爱因斯坦相对论的意义应该永远被记住,并传给我们的下一代:
狭义相对论和广义相对论成立已经很久了。它经受了实践和历史的考验,是公认的真理。
相对论对现代物理学和现代人类思想的发展影响很大。相对论在逻辑上统一了经典物理学,使经典物理学成为一个完善的科学体系。狭义相对论在狭义相对论原理的基础上,统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学,指出两者都服从狭义相对论原理,对洛伦兹变换是协变的,而牛顿力学只是物体低速运动的一个很好的近似定律。
广义相对论在广义协变的基础上,通过等价原理建立了局域惯性场与普适参考系数的关系,得到了所有物理定律的广义协变形式,建立了广义协变引力理论,而牛顿引力理论只是它的一级近似。这从根本上解决了过去物理学局限于惯性系的问题,在逻辑上得到了合理的安排。
相对论严格考察了时间空、物质、运动等物理学的基本概念,给出了科学系统的时间空和物质观,从而使物理学在逻辑上成为一个完善的科学体系。
狭义相对论给出了物体高速运动的规律,并提出质量和能量是等价的,给出了质能关系。这两项成果对低速运动的宏观物体并不明显,但在微观粒子的研究中却极其重要。因为微观粒子的速度一般都比较快,有的接近甚至达到光速,所以粒子的物理学离不开相对论。质能关系不仅为量子理论的建立和发展创造了必要条件,也为核物理的发展和应用提供了基础。
当时地球上的大多数物理学家,包括相对论变换关系的创始人洛伦茨,都很难接受爱因斯坦引入的这些新概念。甚至有人说“那时候世界上只有两个半人懂相对论”。旧的思维方式的障碍使得这个新的物理理论直到一代人以后才被物理学家所熟悉。甚至瑞典皇家科学院在1922年授予爱因斯坦诺贝尔物理学奖时,也只是说,“因为他对理论物理的贡献,更因为他发现了光电效应定律。”爱因斯坦的诺贝尔物理学奖被授予,却没有提及爱因斯坦的相对论。(注:相对论没得诺贝尔奖。其中一个重要的原因就是还缺乏大量的事实验证。)
女士们,先生们,以上是爱因斯坦狭义相对论和广义相对论建立的过程,爱因斯坦已经完成了他的工作。但是对于这部作品,我们认为它还是有一些值得理解和改进的地方。引力不能量子化的问题就是其中之一。我也在《变》里写了自己的看法。在解释广义相对论的过程中,出现了问题。就是引力不是时间空弯曲的几何表达式,而是引力的原点是时间空!这和御术无关。详情请见《引力的起源》一文。永远记住,我们的问题永远不会是最后一个!我们要走的路也很长。
摘自独立学者灵遁者的科普书《变化》。