速度:不同惯性运动系统运动变化差异 阳国新

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速度是指不同惯性运动系统运动变化的差异

八、相对论评析



　
爱因斯坦的相对论是对宇宙万物运动规律及时空观的直觉思考，是人类对宇宙万物运动规律及时空观的认识和感受，无疑触及到了宇宙运动本质规律的重要方面，因而其结论具有开创性的重大意义，但是由于他把万有引力这个还没有被人们完全弄明白的概念作为其理论前提和作为建立其理论的依据，必然使相对论的研究及部分结论偏离宇宙万物运动的真正面目，最终没能建立起完善的理论体系，也没有解决其所想解决的理论及实际问题。?

1．关于质能方程E＝mc2。?
相对论中的质能方程从本质上揭示了物质质量和能量的关系，已经接近了真理，但是没有走到尽头，没有彻底阐明质量和能量的本质关系。?

质能方程中的质量没有得到正确定义，质量和能量就被分隔成了性质不同的两个概念，结果必然导致质能方程的不完善。没有正确的质量定义，物体的质量也就不能与能量正确地连接起来，物体能量的测度也不会有正确的结论。从质能方程式中明确反映出概念的不一致：即E能量概念等于m质量概念乘以c2速度概念，简单理解可以表达为：E焦耳（或电子伏特）＝m（克或者电子伏特）×速度（米／秒）2，这显然是不完善的，更没有从本质上揭示质量转化为能量的机理。这倒还不如直接用E＝W•α表示物体的质能关系。即物体的能量等于该物体的惯性质量（重量）（W）乘以单位惯性质量（重量）所含能量（α）。如果我们选定一个惯性系作为标准进行测度的话，就是物体的能量等于该物体在标准惯性系中的惯性质量（重量）（W）乘以标准惯性系中单位重量的物体所含的能量（α）。实际上，标准惯性系中单位重量相等的物体，如果惯性运动状态不同，它们所含的能量（即能量子数量）也会有所不同。

物体的质量的正确定义是物体所含能量子的多少，物体的能量也是物体所含能量子的数量。这样，质量自然就是由能量构成的了，本质上，质量就是能量。它们本质上就是同一的，它们是同一物质的两种测度或两种说法或者说是同一物质的两种称呼，就同社会学中说的“一套人马两个牌子”完全一样。把物体的质量定义为物体所含能量子的多少，这才抓住了质量和能量的本质。这样的质量定义，物体的质量就不会因为物质的不同存在方式（惯性运动形态），或者采用的测度方法的不同而不同。物体的质量也同能量（能量子）一样守恒。我们完全可以说：物体的能量就是质量，物体的质量就是能量，能量和质量具有同一性。所谓质量转化为能量或者能量转化为质量的说法本质上是错误的，把质能方程作为核能利用的理论依据也自然成为了“多余的说法”。核能利用的理论依据和本质是物体能量的存在方式或表现方式的变化。以上物体质量和能量的本质定义并不改变实际应用中能量、重量、速度等概念的使用。在同一个惯性系统中，我们用惯性质量（也就是日常经验中的重量）来测度（或者代替）物体的质量是可取的，同一惯性系统中，物体之间的相互作用规律完全可以用惯性质量（重量）概念来描述。在惯性系统相近的物体间的相互作用规律也可用惯性质量（重量）概念来近似描述。当惯性系统间运动变化的差异太大时，就不能再适用了。

从物体的惯性运动（更准确地讲，应该是惯性运动系统的运动变化）来揭示物体质量和重量的关系，可以得出以下重要推论：一是物体（也是特定的惯性运动系统）的重量是该物体在特定惯性运动系统中的惯性力的测度（大小），因此，同一物体在不同的惯性运动系统中测度的重量不同。例如一个人在地球上和在月球上的重量不同，就充分证实了这一点。二是同一惯性系统中重量相同的物体的质量不一定相等。同一惯性系统中重量相同的物体，如果它们各自的惯性运动状态不同，那么，它们各自拥有的能量子就有可能不相等。三是同一物体在同一惯性运动系统中的重力（惯性力），也就是现今物理学称之为重力加速度，可以有所不同。因为，只要该物体作为一个惯性运动系统的运动状态发生了改变，那么，它在同一惯性运动系统中测度的重量（重力加速度）就会有所不同。例如能量辐射就能够使物体的惯性运动状态发生改变。四是现今物理学以物体的惯性质量，也就是物体在特定惯性运动系统中的惯性力，或者更直接地讲，就是物体在地球上的重量，来测度或替代物体的质量，只是一种近似的实用的和易操作的方法。如果要用物体所含能量子数量来准确测度物体的质量，那还得采用新的测度手段，但这无疑将对微观粒子世界和宏观宇宙的研究带来深刻的革命性变化。

爱因斯坦提出：“一个物体的质量并不是恒定不变的，而是随着运动速度的增加而增加，这就是运动中物体的‘质增效应’”。爱因斯坦这里所指的物体的质量如果是用惯性质量来定义的，它本身就是变化的，也是相对的。所谓的“质增效应”本质上就是惯性质量的相对性。如果爱因斯坦这里所指的物体的质量是物体所含能量子的多少，即本质上的物体质量，所谓的“质增效应”就是错误的。物体在加速过程中，虽然其内部能量子的运动状态及能量分布状态都会发生改变，但只要该物体没有向外辐射或没有从外界获取辐射能量子，该物体的质量是不会发生变化的，也就绝对不会出现“质增效应”。

爱因斯坦讲的：“光子既然以光速传播，它的静止质量就必须等于零，否则它的运动质量就会无穷大”。爱因斯坦这里所指的光子的质量显然是一种惯性质量。从理论上讲，运动速度等于零或者说静止不动（这都是以特定惯性运动系统为参照的）的物体没有相对的惯性运动，“没有惯性运动”的惯性系统（物体）当然不会产生惯性力，因此也就没有产生惯性质量。

2．关于速度问题?
速度同时间、空间一样，是宇宙万物运动变化中不可缺少的十分重要的一个维度，没有速度就象没有时间、没有空间一样，宇宙万物就不存在，也是不可以理解的。所以速度是宇宙万物时空观的重要维度，宇宙万物的时空是“五维时空”。?

相对论把物体的运动速度作为一个十分重要的概念，探索和描述了不同速度下宇宙万物的运动变化，并得出了速度变化下的系列相对论结论。可见，爱因斯坦已经认识到也是感受到了速度变化的重要作用，但遗憾的是他没有把运动速度作为时空观的重要维度进一步揭示其本质。
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速度是宇宙万物运动变化时空观的一个重要维度，它是宇宙万物惯性运动变化差异的测度，前面已经把它定义为“五维时空”的惯性维度。宇宙万物在惯性维度（第五维）上的运动差异和惯性维上存在差异的宇宙万物间的相互作用，就象在其他时空维度上存在差异的宇宙万物间相互作用一样，其作用结果也存在不同的效应。从五维时空观去观测或认识宇宙万物，缺少任何一个维度，都使我们不能正确认识宇宙万物的运动变化，从而使宇宙万物运动变为不可知论或者特异现象的不解之谜。?

相对论中阐述了物体运动速度变化下的各种效应，包括时间变化、空间变化等诸多新奇的观念或者结论，其原因就是没有把物体运动变化的差异（即速度）作为时空观的一个维度来科学定义并统一纳入一个认识体系所导致的。前面已讲过，五维时空观的科学定义能够自然而然地把相对性原理表示出来。

运动速度变化的本质是物体能量分布的时空变化，物体能量分布的时空变化必然使物体惯性运动的时空维度发生变化，物体能量分布的时空变化必然使物体间的相互作用（不同惯性系之间的相互作用）发生变化。前面的“两杯水”和“两个乘坐轿车的人”的例子也充分说明了点。?

物体能量分布的时空变化的本质又是构成物体（惯性系）的能量子的自旋和轨道旋转甚至线性运动的能量及速度分布发生变化。归根到底，宇宙万物“五维时空”的变化都是构成宇宙万物的能量子的自旋、轨道旋转甚至线性运动的能量及速度分布的变化，宇宙万物运动变化的能量和力量都源于能量子。?

3．关于等效性原理?
等效性原理是相对论中最接近宇宙万物运动本质，也是最接近“大统一”理论的科学观点，这是人类对宇宙万物运动本质的最直接的感悟，是一种直觉的判断，也是一种正确的认识。这种直觉的感悟或者直觉的认识是最真实的，也是经得起任何检验的真理，就象1982年我给中国科学院高能物理研究所长张文裕教授的信中所说的电磁力与重力（所谓的万有引力）等效（即电磁力可以抗拒重力）的直觉思维（感悟）一样，也是接近了“大统一”理论了。?

惯性系与引力系等效，就是惯性力与重力（万有引力）的等效，事实上，所谓的重力（万有引力）与惯性力本质上是同一的，即重力（万有引力）也是惯性力的一种表现形态，重力（万有引力）就是惯性力，都来源于构成宇宙万物的能量子的惯性运动的惯性力，地球及地球系统中各物体的重力（万有引力）实质是地球及地球系统中各物体在地球这个惯性运动系统中进行惯性运动所产生的惯性力。?

4．关于“万有引力”及时空弯曲?
万有引力根本上就不存在，当然以万有引力定律为理论基础的引力场、引力子也就根本不存在。为了解释万有引力产生与作用过程的时空弯曲也不存在，时空弯曲与引力完全是本末倒置的错误杜撰。宇宙万物的时空都不是虚无的时空，都应该是有物质（即能量子构成的不同层次惯性系统）存在的时间与空间及运动状态，因为离开了物质的时空是没有任何意义的，既没有物质内容也没有任何物质的运动变化。?

任何物质的时空变化都是能量子及其构成的各个惯性运动系统的时空变化，宇宙万物的时空变化是宇宙万物自身的运动变化，是一种自身的属性表达，它与物质之外的所谓“绝对时空”没有相互作用，它不会改变除自身之外的时空，因此，物体的质量改变时空，使空间弯曲的观点是不存在的，也没有任何根据。实际上，引力理论中大质量物体使空间曲率增大的机理至今没有得到充分令人信服的说明。用铅球使橡胶皮变形的简单类比是没有充分说服力的。事实上，对于一个根本不存在的引力概念，任何假设，任何类比和再复杂的数学描述都不会得到正确的结论，终究肯定会丧失生命力。即使按照广义相对论测算，太阳表面上的空间弯曲也只有五十万分一，而地球绕太阳旋转轨道的弯曲又是如此之大，这也显然表明，所谓的时空弯曲根本不存在。

再从逻辑上分析，如果相对论中的时空弯曲不是指宇宙万物自身的时间、空间和惯性运动速度变化的话，物体质量变化导致物体所在区域和物体之外的空间区域的时空曲率发生变化显然是错误的，因为除物体之外的时空与物体本身是没有任何作用的。事实上，除物体之外的时空就是什么都没有什么都不存在，没有任何物质的时空也就没有任何介质来传递或实现相互作用，所以，没有任何存在的时空是不会与任何物体发生相互作用的。由此可见，相对论和引力理论中用光线经过大质量物体附近，其运动轨迹发生偏离来说明或者检证物体使空间曲率变化的理论依据是不充分的，其理论逻辑都存在致命缺陷，简单地说，就是“物质能够使非物质的空间发生变化。”我认为，任何物质都不可能对非物质的时空产生任何作用或者影响。时空变化只能是物质本身的时间、空间和惯性运动状态的变化，所谓万有引力只能从物质本身的运动变化中寻找，物质惯性运动的惯性力也就成了宇宙万物间相互作用的唯一源泉。?

5．关于极限速度（光速）?
相对论将光速（c）定义为宇宙万物的极限速度是对宇宙万物运动的直观判断和作为假设公理，以此来推导物体的时空变化和能量变化，其实并没有事实依据，也没有得到实践验证。当然，如果将光速（c）作为宇宙万物的极限速度这个假设公理去掉后，著名的质能方程E＝mc2也就失去了存在的依据。?

从宇宙万物的能量本质上讲，任何物体的速度变化都是构成该物体的能量子的能量及其相应的运动速度在自旋和轨道旋转运动之间分布变化的结果。所以，从能量本质的理论上推导，宇宙万物运动速度的极限应该是能量子的全部自旋能量及速度全部转化为轨道旋转乃至线性运动的能量及速度后能量子的运动速度。光子是由能量子构成的，可以肯定，如果能量子的全部自旋能量及运动速度转化为轨道旋转或者线性运动的能量及速度的话，能量子的惯性运动速度必然大于光子的运动速度即光速，这样一来，光速作为宇宙万物的运动速度极限显然就错了。

事实上，光子的速度只能说是大于光子所在惯性运动系统的逃逸速度。组成光子所在的惯性运动系统的能量子的协同有序运动构成了不同层次不同大小和不同种类的基本粒子，光子在这些基本粒子惯性运动系统中也只是由部分能量子构成的一小部分，或者说光子也只是基本粒子惯性系统中的一个亚系统，一旦这个亚系统（光子）受到作用后的运动速度超过了其所在的基本粒子惯性运动系统的逃逸速度后，就以光的形式向外辐射出来，形成“光线”。

由于光子是从微观基本粒子中逃逸出来的，不同的基本粒子惯性运动系统的逃逸速度不同，同时，由于光子受到辐射（撞击）等加速作用的情况不同，光子逃逸所在基本粒子惯性系统时的速度也会不同。由此可见，光子（包括其他的辐射粒子）的速度不是现在人们认为的那样，只取一个值即光速（C=2.99792458×108米/秒），实际上，光速应该是微观粒子层次惯性运动系统的逃逸速度，它是在每秒108米数量级的一系列取值。这已经被诸多高能物理实验证实，有的微观粒子（包括辐射粒子）的速度超过了光速（C），也有些微观粒子的速度低于光速（C）。因此，可以说，光速是一定数量级上的取值区间，光速及其他微观粒子的速度是很多取值的，不是一个恒定不变的单一取值，即2.99792458×108米/秒。德国马普量子光学研究所一国际研究小组成功地在晶体中测到了渺秒级（10-18）速度的电子运动。实验事实也表明，电子的速度也有不同，光的频率（颜色）决定着射出电子的速度，即入射光频率增大时，射出的电子速度会增大。

光子是从微观粒子惯性系统中辐射出来的粒子，它是辐射粒子的自身运动，其速度在光速数量级。电流中的辐射通过辐射粒子（包括电子）之间相互传递和转移辐射能量，虽然这些处于传递和转移中的辐射粒子的速度也在光速度数量级上，由于它们之间要经过一个相互作用过程，所以，电流在导线中的传递速率不可能等于光速，简言之，电流速度不完全等于光速。同时，电流是辐射能量的一种形式，电流中不仅是电子的运动（流动或传递），而且还有其他辐射粒子，包括能量子。

我们把能量子自旋惯性运动的能量转化为轨道旋转乃至线性惯性运动的能量越多，运动速度就会越快，只有将能量子自旋惯性运动的能量全部转化为轨道旋转甚至线性惯性运动的能量时，运动速度才达到极限值，这个极限值是能量子的轨道旋转或者线性惯性运动速度的极限值，它肯定大于已知的光速（c）。

相对论中的“光速不变原理”，即光速与光源的速度无关，应该是指同一物体（同一惯性系统或者同一光源）发出的光的速度是不变的，这里的光速不变是参照相对于光源处于静止的惯性系统来测度的，而绝非以光源自身为参照系测度的。同一光源发出的光的速度不变是因为同一光源作为特定惯性运动系统，其逃逸速度是不变的。如果以运动中的光源作为时间的参照系，那么这样的时间本身就是相对时间，同时又以运动中的光源作为速度测度的参照系，那么这样测度出的光速也是相对速度，以同样的相对时间和同样的相对速度来测度同一光速，当然就得出相对不变的速度了。可见，相对论中所指的光速不变其实只是参照系的变换所致。绝不是同一光速既对于运动着的光源恒定不变（等于2.99792458×108米/秒），同时对于相对于光源静止的参照系（如地球上某一点）也恒定不变，并且同样等于2.99792458×108米/秒，这显然是矛盾的和不可能的。同一光源的光速，一是以相对光源静止的参照系来测度的光速。二是以光源自身的相对时间和以光源自身为参照系来测度的速度，这两种方法测出的光速才会不变。光源作为特定惯性运动系统，它的运动速度变化后，它的惯性运动方式会相应发生改变，当然，光子从它作为惯性运动系统的逃逸速度也会改变。从相对于光源静止的参照系来测度，从光源发出的光子的速度等于光源的运动速度加上光子从光源发出时的逃逸速度，这样的光速度应该是不变的。