张贵平 坐标系、参考系、惯性系则不存在内部和外部的区别----这正是相对性原理的错误所在

张贵平:科学理论需要明确定义的概念，兼论黄新卫老师(2009-07-17 06:43:58)标签：惯性系 质体 介质 参考系 黄新卫 北京 教育 分类：挑战快讯


《拆墙两地书》电子杂志第四一期（2009-7-16）

科学理论需要明确定义的概念，兼论黄新卫老师支持的地球拖动表面以太假说



张贵平（上海市芳华路573弄6号202室，上海201204））

尊敬的吴水清会长和黄新卫老师：

您们好！

对自然规律进行深入探索的科学与日常思维存在很多区别，其中最大的区别就是科学有明确定义的概念，这些明确定义的概念有普遍统一的科学内涵被学界普遍接受，而日常思考不需要明确定义的概念，不同人对同一日常概念可以有不同的理解。以明确定义的概念为基础，科学家提出各种命题，这些命题可以被逻辑和实验证实或证伪。多个命题可以组成一个系统的科学理论。作为科学理论，首先要求其在逻辑上能够自圆其说即系统不存在内部矛盾，各命题能在系统内互相兼容。然后要求各命题都能够得到实验证实，如果其中一个命题被实验证伪，就需要对该命题进行修正并进一步对理论进行修正。最后要求理论能解释和预测世界和宇宙中的各种现象，如果新观测到的现象不能用现有理论进行解释，则需要构建新的科学理论，解释和预测是科学理论的直接应用价值。

科学理论也不同于哲学思辩。社会对科学理论和科学家有更高的期望，人们期望科学家提供的科学理论能成为大家的思维工具，能让大家理解原来不理解的事物和现象，能预测实验结果并能预测世界和宇宙的未来。对哲学家，人们没有这么高的期望。

科学理论也不同于数学推理。数学推理可以天马行空，可以不涉及具体的物理世界，可以没有实验和观测的支持。而科学理论必须涉及具体的物理世界，必须对具体的物理世界进行解释，必须得到实验和观测的支持。

以黄新卫老师支持的地球拖动表面以太假说[1]为例，首先需要明确以太这个概念。以太这个概念是相对有质量的物体而言的，“是一种没有诸如质量这样一些力学性质的媒质。”“以太的各个部分被假设为相对于彼此是不能动的。”[2]如果黄老师能接受有如此内涵的以太概念，那么“地球拖动表面以太假说”这个名词就存在逻辑上的内部矛盾。如果有“拖动”，应该使用介质概念而不是以太概念。“地球表面以太被地球拖动绕太阳公转，但不随地球自转”[1]这个命题也存在逻辑上的内部矛盾，不管这个命题是哪位老师提出的。

我在《波源和接收者在介质体内的客观运动理论》[3]中，在介质概念基础上提出了介质体概念：“除了真空,波的介质都是由微观粒子组成的。当一些粒子受到外界的制约被限制在一定的空间内,可以称这些粒子组成一个物质介质体。外界的制约可以是有形的外壳,如列车外壳把空气介质限制在列车内形成列车空气介质体。外界的制约也可以是无形的作用力,如地球的引力把空气介质限制在地球表面形成地表空气介质体。如果把列车抽成完全真空,列车介质体就是一个真空介质体。真空介质体内没有物质微粒,是非物质介质体。把物质介质体和真空介质体统称为介质体。”

在介质体概念的基础上，我提出了介质体的内部独立性这个命题：“一个较小的介质体可以在一个较大的介质体内运动,在本文中使用运动概念时只涉及运动速度,而不涉及运动速度的变化,不涉及加速度。称这个较大的介质体为较小的介质体的母介质体,称这个较小的介质体为较大的介质体的子介质体。如地表空气介质体是列车空气介质体的母介质体,列车空气介质体是地表空气介质体的子介质体。介质体有一个特别的属性:子介质体内的接收者对子介质体内的波源进行观测时不需要考虑也不可能测量到子介质体在母介质体内的运动速度。称介质体的这个特性为介质体的内部独立性。由于介质体的内部独立性,在列车内部用声学实验或电磁学实验都不可能测量到列车在地表空气介质体内的运动速度。”

请读者注意介质体这个物理概念和坐标系这个数学概念（以及参考系概念和惯性系概念）的区别。介质体有大小有一定的范围。坐标系、参考系、惯性系没有大小没有一定的范围。介质体存在内部和外部的区别，不管这个介质体是有有形外壳的列车介质体还是没有有形外壳的地球介质体。而坐标系、参考系、惯性系则不存在内部和外部的区别----这正是相对性原理的错误所在，“在一个惯性系的内部所作的任何力学的实验都不能确定这一惯性系本身是在静止状态，还是在作匀速直线运动。”[4]这个命题中“惯性系的内部”这个短语存在逻辑错误，“物理定律在一切惯性参考系中都具有相同的数学表达形式。”[4]这个命题中“惯性参考系中”这个短语存在逻辑错误。相对论的光速不变原理的错误也在于此，“任何光线在‘静止的’坐标系中都是以确定的速度V运动着，不管这道光线是由静止的还是运动的物体发出来的。”[5]这个命题中“坐标系中”这个短语也存在逻辑错误。相对论经常错误地把纯粹的数学推理演绎为不科学的物理命题，其中最典型也是最大的错误是把洛伦兹变换这个数学推理演绎为不科学的相对时空，具体分析请参考我的论文。

老子曰：“道可道，非常道。”在伽利略牛顿时代开始的现代科学一方面对“非常道”的“道”（自然规律）进行了明确严谨的构建，结束了模糊不清的哲学时代，这是极有价值的。另一方面物理理论被数学奴役，被坐标系等数学概念扭曲，这是需要纠正的。希望本文对物理理论的发展有用，希望我的论文和本文一起能够开启一个物理学的新时代。在这个物理学的新时代，数学是物理学的工具，但物理学不被数学奴役。例如，物理学在一些领域需要坐标系这个数学概念这个工具，但物理学不需要参考系这个数学物理概念，而只需要参照物这个物理概念。类似地，物理学也不需要惯性系这个数学物理概念，毕竟，在物理世界中，没有惯性系这个东西，而只有惯性运动。

以上文字首先是为了与吴水清会长和黄新卫老师交流（请吴水清会长把文章转发给黄老师，非常感谢！），其次是为了和联谊会的各位老师分享我的想法以共同发展"科学的新理论代替不科学的相对论"[6]，最后是为了和天下所有科学爱好者分享我的想法----我相信以后会有更多的读者阅读这篇文章和我的论文。



参考文献：

1黄新卫.向美国物理学会期刊投稿的经历（上）.http://blog.sina.com.cn/s/blog_49905be30100f0o0.html

2 John Stachel主编.爱因斯坦全集（第二卷）[M].长沙:湖南科学技术出版社，2002，223

3 张贵平.波源和接收者在介质体内的客观运动理论[J].光谱实验室,2009,26(3):692-703

4程守洙 江之永.普通物理学(上册)[M].第六版.北京:高等教育出版社,2006.42—43,144

5爱因斯坦.狭义和广义相对论浅说[M].杨润殷译.北京:北京大学出版社,2006,198

6张贵平.独立思考中建设能力比批判能力更重要.http://blog.sina.com.cn/s/blog_49905be30100f1m7.html



张贵平

2009年7月15日