對相對論時(shí)空觀(guān)的批判和改造

　　一、時(shí)空概念的危機

　　學(xué)是研究物質(zhì)的最簡(jiǎn)單運動(dòng)規律的科學(xué)，其最終目的是：找到物質(zhì)運動(dòng)、變化與相互作用的內在聯(lián)系，以最少的假設，通過(guò)分析、推理解釋所有相關(guān)實(shí)驗結果，預言新的實(shí)驗現象。

　　在各自領(lǐng)域內都分別取得極大成功的量子力學(xué)和相對論，是20世紀物乃至整個(gè)自然科學(xué)的兩大支柱，但是，在人們企圖把它們結合的時(shí)候卻遇到了難以克服的困難。

　　大量實(shí)驗證實(shí)，非定域性是量子力學(xué)的一個(gè)基本屬性，但是，非定域性將意味著(zhù)超光速，這與狹義相對論的基本假設矛盾。

　　當前，量子引力理論中的超弦理論的時(shí)空背景相關(guān)性，與圈量子引力理論中的時(shí)空背景無(wú)關(guān)性同時(shí)存在，是物理學(xué)中潛在的對于時(shí)空本質(zhì)不同態(tài)度的一次大碰撞，這種困難預示著(zhù)物理學(xué)需要一次概念的變革，首當其沖的就是時(shí)空。時(shí)空觀(guān)念是物理學(xué)中最基本的也是最重要的概念，不同的時(shí)空觀(guān)念將導致不同的理論研究方向，任何對于時(shí)空概念的更新和深化，勢必對整個(gè)物理學(xué)產(chǎn)生巨大的革命性的影響。

　　“愛(ài)因斯坦時(shí)間膨脹”和“洛侖茲長(cháng)度收縮”，是支撐相對論時(shí)空變換和相對論整個(gè)演繹推理的基礎。

　　為了比較物質(zhì)運動(dòng)的快慢程度，人們用“速度”這一概念來(lái)描述物質(zhì)的運動(dòng)狀態(tài)，而為了定義“速度”這一導出概念，又必須引進(jìn)兩個(gè)更基本的概念：“時(shí)間”和“空間”。

　　比如，一個(gè)人在時(shí)間t內跑過(guò)的路程是s， 則他的速度是:v=s/t

　　更具體些，比如，有甲和乙兩個(gè)人，甲在時(shí)間12秒內內跑過(guò)的路程是120米， 則甲的速度是:

　　V甲=120米/12秒=10米/秒

　　乙在時(shí)間10秒內內跑過(guò)的路程是110米， 則乙的速度是:

　　V乙=110米/10秒=11米/秒

　　由此我們可知：乙跑得比甲快。

　　在這里，描述空間的路程是如何定義的呢？這個(gè)好辦，只要大家統一約定一米有多長(cháng)就行了，制作這個(gè)一米長(cháng)的標準尺之后，就可以復制許多把與標準尺一樣長(cháng)的尺子，如果把一米分成100份，則每一份的長(cháng)度成為厘米；如果再把一厘米分成10份，則每一份的長(cháng)度成為毫米……

　　那么，時(shí)間又是如何定義的呢？

　　時(shí)間自古就作為最基本的概念引入到人們的日常生活中。在日常生活中，我們是采用地球圍繞太陽(yáng)公轉一周作為時(shí)間“年”的單位、月球圍繞地球公轉一周作為“月”的單位、地球自轉一周作為“天”的單位。在科學(xué)上，1967年第十三屆國際計量大會(huì )，采用以原子內部輻射頻率為基準的時(shí)間計量系統，按新規定，“秒是銫-133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細能級之間的躍遷所對應輻射的9192631770個(gè)周期的持續時(shí)間”。

　　可以看到，不論在生活中還是在科學(xué)中，我們對時(shí)間的定義都是采用“物體運動(dòng)變化”的某種周期作為時(shí)間定義的方案。這種“周期”必須是穩定的，人們對“周期”的測量必須是準確的，由此而得到的“時(shí)間”概念才能夠具有客觀(guān)性、可操作性。

　　由此看出，我們?yōu)榱嗣枋觥拔矬w的運動(dòng)變化”，必須定義“時(shí)間”這一概念，但為了定義“時(shí)間”這一概念，又必須借助“物體運動(dòng)變化”的某種周期。這種做法顯然已經(jīng)陷入了循環(huán)這一“泥潭”。這也充分說(shuō)明，雖然“時(shí)間”的概念對人們來(lái)說(shuō)有些模糊因而不十分準確，但人們定義的“時(shí)間”概念必定與“物體的運動(dòng)變化”密切相關(guān)，不可分割。

　　由此可見(jiàn)，“時(shí)間”和“空間” 這兩個(gè)概念的地位是不平等、不對稱(chēng)的�！翱臻g” 的概念較形象、客觀(guān)、準確，“時(shí)間” 的概念較抽象、主觀(guān)、模糊。我們必須牢記這一點(diǎn)。

　　但是，有一點(diǎn)是可以肯定的，那就是：“時(shí)間”和“空間” 的概念，都是人們?yōu)榱嗣枋鑫镔|(zhì)的運動(dòng)狀態(tài)而建立起來(lái)的。雖然用空間尺寸可以描述物質(zhì)的形狀和大小，但空間不是物質(zhì)；雖然我們可以同時(shí)使用“時(shí)間”和“空間” 概念來(lái)描述“物體的運動(dòng)變化”，但時(shí)間也不是物質(zhì)。

　　物理學(xué)所指的物質(zhì)脫離不了時(shí)間，因為如果沒(méi)有物質(zhì)及其運動(dòng)變化也就沒(méi)有“鐘”，就無(wú)法定義時(shí)間。但“空間”卻是一種固有的存在，它可以脫離物質(zhì)及其運動(dòng)而獨立存在。雖然，沒(méi)有物質(zhì)就沒(méi)有“尺”，因而無(wú)法測量空間的大小，但空間依然客觀(guān)存在。物質(zhì)總是存在于某一空間之中，它依賴(lài)空間，而空間的存在并不依賴(lài)物質(zhì)。比如，一塊冰必須占據一定的空間，但當這塊冰不存在時(shí)（溶化或蒸發(fā)），它原來(lái)所占據的空間依然存在，并且，此空間的大小和形狀不會(huì )因為觀(guān)測者的運動(dòng)而改變。

　　二、相對論 “時(shí)空”的矛盾

　　愛(ài)因斯坦建立狹義相對論基于兩個(gè)基本原理：“光速不變原理”和“相對性原理”。由這兩個(gè)基本原理，很自然得到在不同慣性坐標系關(guān)于時(shí)間和空間的變換關(guān)系——洛淪茲變換，在此基礎上，物體在不同慣性坐標系中的速度、質(zhì)量、動(dòng)量、能量的變換式都因此而可求出。

　　如果慣性坐標系S'相對于固定在地球上靜止的坐標系S，以速度u沿x軸方向運動(dòng)，x'與x在同一軸上， 且當t=0時(shí)，O'與O重合(如下圖)：

　

　　洛淪茲時(shí)空變換為：

　　x’=(x-ut)[1-(u²/c)]^-1/2         ……（1）

　　t’=[t-(ux/c²)][1-(u²/c)]^-1/2……（2）

　　洛淪茲時(shí)空逆變換為：

　　x=(x’+ut)[1-(u²/c)

[1]         

]^-1/2           ……（3）

　　t=[t’+(ux’/c²)][1-(u²/c)]^-1/2……（4）

　　設k= [1-(u²/c)] ^-1/2 ,在運動(dòng)坐標系S’內的某一時(shí)刻（△t’=0），有一觀(guān)測者A靜止在S’系內,他測量一條沿x’軸放置的棒，測得該棒的長(cháng)度為L(cháng)0，由（1）得到：

　　L0=△x’=k(△x+u△t) ……（5）

　　在靜止坐標系S內的某一時(shí)刻（△t=0，表示“同時(shí)”觀(guān)測），有另一觀(guān)測者B靜止在S系內,他測得該棒的長(cháng)度為△x =L，則（5）式可以寫(xiě)為: L0=kL,或者

　　L=L0[1-(u²/c)]^1/2……（6）

　　因為[1-(u²/c)]^1/2≤1，所以L(fǎng)≤L0，即運動(dòng)的尺子縮短，此即尺縮效應。

　　另外，在運動(dòng)坐標系S’內的某一地點(diǎn)（△x’=0），發(fā)生一個(gè)事件（如兩次閃光），觀(guān)測者A測得事件發(fā)生的時(shí)間間隔為△t’，則由（2）式得

　　△t’=[△t-(u△x/c²)][1-(u²/c)]^-1/2

　　在靜止坐標系S的觀(guān)測者B，測得事件發(fā)生的時(shí)間間隔為△t，則由（4）式得：

　　△t=△t’[1-(u²/c)]^-1/2……（6）

　　因為[1-(u²/c)]^1/2≤1，所以△t≥△t’，即運動(dòng)的鐘走時(shí)慢，此即鐘慢效應，也稱(chēng)“時(shí)間膨脹”。

　　關(guān)于“鐘慢尺縮效應”，雖然聽(tīng)起來(lái)是非�；奶频�，但由于根據狹義相對論所作的一切推論，理論與實(shí)踐相符得非常好，因而狹義相對論的相對時(shí)空觀(guān)念完全被人們接受，牛頓的絕對時(shí)空觀(guān)念完全被人們拋棄。

　　為了將“相對性原理”推廣到非慣性系，愛(ài)因斯坦利用黎曼幾何這一工具，建立了引力場(chǎng)方程，得出“時(shí)空”依賴(lài)于其周?chē)�的質(zhì)量分布，而具有“彎曲”的性質(zhì)。我認為，黎曼空間的存在，在幾何上仍然存在嚴格的前提，然而，廣義相對論的整個(gè)理論體系非常缺乏形式表達與物質(zhì)對象之間的嚴格對應。一系列實(shí)驗上的巧合給了我們“空間大小可以變化”，甚至可以“彎曲”的假象，實(shí)際上，這種看法是十分荒唐的，我們不能僅僅因為廣義相對論的理論與實(shí)驗相符，就認為它是正確的。

　　由于狹義相對論的時(shí)空概念只具有相對意義，則“鐘慢尺縮效應”也是相對而言的。也就是說(shuō)，在靜止坐標系S的觀(guān)測者B，通過(guò)觀(guān)測得到運動(dòng)坐標系S’的“鐘慢尺縮”； 在運動(dòng)坐標系S’的觀(guān)測者A則認為自己是靜止的，A看到坐標系S的運動(dòng)速度為-u，A通過(guò)觀(guān)測得到坐標系S的“鐘慢尺縮”。 觀(guān)測者A和B都認為對方的鐘走慢了，尺子縮短了。這一結論顯然是矛盾的，因而是不能令人滿(mǎn)意的。

　　為了進(jìn)一步揭露以上時(shí)空概念的矛盾，我們再來(lái)看一個(gè)例子（請看下圖）：

   

　　ABCDE為較粗的、裸露的理想銅導線(xiàn)，按圖中連接則回路中有電流I通過(guò)�，F將上圖作些改動(dòng)：

　�。�1）          該理想實(shí)驗在遠離一切力場(chǎng)的地方進(jìn)行；

　�。�2）          電路靜止在慣性坐標系S內；

　�。�3）          將A點(diǎn)斷開(kāi)，然后在該處串接一個(gè)燈泡；

　�。�4）          將C、D斷開(kāi)，在S系內測得C、D的距離為1米；

　�。�5）          有一條靜止在慣性坐標系S’內的銅棒，在S’內測得其長(cháng)度為L(cháng)’=1.1米，兩個(gè)端點(diǎn)為C’和D’；

　�。�6）          在慣性坐標系S觀(guān)測，水平放置的銅棒C’D’緊貼銅導線(xiàn)，由C左端向D飛行，運動(dòng)速度為u=0.99c；S系的觀(guān)測者測得銅棒C’D’的長(cháng)度為L(cháng)=0.155米＜1米，燈泡不亮。

　�。�7）          在慣性坐標系S’系的觀(guān)測者測得銅棒C’D’的長(cháng)度為L(cháng)’=1.1米，測得CD的長(cháng)度L’’=0.14米，＜1.1米，燈泡亮。

　　顯然，依據狹義相對論，在不同坐標系觀(guān)測我們得到了互相矛盾的結果。但是，這種矛盾是不允許的，是被禁止的，因為事件的結果是唯一的——燈泡要么發(fā)光，要么不發(fā)光，二者必居其一。一個(gè)正確的理論必須對此進(jìn)行選擇并進(jìn)行令人滿(mǎn)意的解釋。

　　這充分暴露了狹義相對論時(shí)空觀(guān)念的深刻矛盾。

　　在前面我們已經(jīng)發(fā)現，人類(lèi)關(guān)于“時(shí)間” 的概念是抽象、主觀(guān)和模糊的，關(guān)于“空間” 的概念則是形象、客觀(guān)、和準確的。因而，我們有理由相信：銅棒C’D’的客觀(guān)長(cháng)度L0=1.1米，CD的客觀(guān)距離為L(cháng)CD =1米。事件的結果應該是：燈泡能發(fā)光！

　　三、對“時(shí)空”概念的重新審查

　　也許，如果沒(méi)有邁克爾孫—莫雷的光速實(shí)驗，人們永遠不會(huì )接受“相對時(shí)間”的觀(guān)念，但是，這個(gè)實(shí)驗是無(wú)可挑剔的，“光速不變”（光速是一個(gè)恒量，與光源的運動(dòng)、觀(guān)測者的運動(dòng)無(wú)關(guān)）是鐵的事實(shí)，因此，“相對時(shí)間”是不可避免的。

　　在慣性坐標系S’觀(guān)測，光速是c，x’=ct’；在慣性坐標系S觀(guān)測，光速也是c，x=ct。因為x＞x’， 所以，

　　t＞t’，即“時(shí)間膨脹”是客觀(guān)、真實(shí)、必然的。

　　“光速不變”正是由于時(shí)間的這一神秘原因引起的。但是，時(shí)間是一維的，它具有絕對的不可逆性，時(shí)間順序的絕對因果律，在本質(zhì)上不同于量子力學(xué)中的因果律，更不同于錄象倒放的逆過(guò)程。用于描述微觀(guān)粒子行為的“幾率”概念，違反了宏觀(guān)物體行為的因果律，那是允許的，它違反“常識”但不違反邏輯。而錄象倒放使我們能夠觀(guān)看復制的資料，但我們卻一點(diǎn)也不能干預、改變歷史事實(shí)。因而，錄象倒放這種“時(shí)間倒流”不具有真實(shí)的意義。只要是一個(gè)心智健康的人，決不會(huì )相信“時(shí)間倒流”。如果對“時(shí)間倒流不可能”這一基本邏輯不具有堅定的信念，我們就無(wú)法建立任何

   [2]        

科學(xué)定律。企圖制造“時(shí)間機器”的人，我奉勸他們連想都不要想，因為這比企圖制造“永動(dòng)機”的人愚蠢萬(wàn)倍。

　　時(shí)間是連續的，它無(wú)始無(wú)終；宇宙是固有的存在，沒(méi)有開(kāi)始，也沒(méi)有結束。

　　就算“宇宙大爆炸”是真的，那么，大爆炸前也是宇宙存在的另一種形態(tài)。

　　但是，“長(cháng)度收縮”這一空間性質(zhì)是主觀(guān)、虛假的，是由于人們在測量過(guò)程中的不慎引起的假象，通過(guò)適當的處理即可校正。

　　慣性坐標系S’相對慣性坐標系S的速度為u（向右）。在S’系觀(guān)測直尺的長(cháng)度為L(cháng)’=L0，當u不同時(shí)，在坐標系S中觀(guān)測到無(wú)窮多個(gè)直尺長(cháng)度L1，L2，L3……在這些所有的直尺長(cháng)度的數值中,只有L’=L0是唯一正確的，其余的值都是錯誤的，因而必須修正。錯誤的原因是：當我們位于一個(gè)相對直尺運動(dòng)的參照系時(shí)，測量其長(cháng)度不能“同時(shí)”測量直尺的兩端。正確的測量方法是（分為兩步）：

　　第一次測量：“同時(shí)”測量直尺的兩端；測得銅棒C’D’的長(cháng)度為

              L1=L0[1-(u/c)²]^1/2……（7）

　　第二次測量：“延時(shí)”測量直尺的右端�！把訒r(shí)”的時(shí)間為：

　　△T=△t{1-[1-(u/c)²]^1/2}……（8）

　　校正長(cháng)度為△L=X2-X1

　　由（1）、（3）兩式得

　　L0=X2’-X1’=[△L-u△T][1-(u/c)²]^-1/2

　　校正長(cháng)度△L= L0{1-[1-(u/c)²]^1/2}……（9）

　　由（7）、（9）兩式得到經(jīng)過(guò)兩次測量后，得到校正后銅棒C’D’的長(cháng)度為L(cháng)=L1+△L=L0

　　既然我們通過(guò)“同時(shí)”測量銅棒兩端的坐標，而得到銅棒長(cháng)度偏短的錯誤結論，說(shuō)明我們在測量D’點(diǎn)的坐標時(shí)，已經(jīng)“提前”進(jìn)行了，這種“提前”是客觀(guān)真實(shí)的，而用“同時(shí)”的方法反而成了主觀(guān)、錯誤的了。出現這種錯誤的根本原因是人們在定義“時(shí)間”的概念時(shí)的主觀(guān)性、模糊性、抽象性所帶來(lái)的，是因為人類(lèi)目前的缺陷造成的。這有點(diǎn)象目前我們用語(yǔ)言來(lái)描述微觀(guān)粒子的量子行為一樣，用的是主觀(guān)、模糊、抽象語(yǔ)言，甚至于已經(jīng)破壞了我們在日常生活中所建立起來(lái)的因果律，但是，量子力學(xué)并不因此而失去它的價(jià)值，反而更加閃耀著(zhù)人類(lèi)智慧的光芒。

　　在上，標尺的長(cháng)度必須為大家公認，從而能夠為整個(gè)科學(xué)世界制定一個(gè)共同的標準，根本無(wú)需也不可能對于實(shí)驗中決定于不同操作所出現的不同“觀(guān)測效果”作出同一化認定。

　　“空間”從屬于獨立的抽象形式系統，它僅僅是表現物質(zhì)運動(dòng)的一個(gè)舞臺，是完全抽象定義的一種獨立存在，它僅僅是對一切物質(zhì)及其運動(dòng)“空間尺度”所必須的量度，它與真實(shí)存在著(zhù)的物質(zhì)世界完全無(wú)關(guān)，也與物質(zhì)對象是否存在“質(zhì)量”這樣的前提無(wú)關(guān)�！翱臻g”的這種“共同量度基準”的存在，是一切科學(xué)陳述的必需�！翱臻g”純粹是用來(lái)表現物質(zhì)世界的一個(gè)表述工具，是一個(gè)為表述物質(zhì)和物質(zhì)運動(dòng)所提供的、具有抽象意義的獨立舞臺。

　　在“宇宙大爆炸”之前，宇宙當然是有“空間”的，“空間”提供了“宇宙大爆炸”之后的一個(gè)背景舞臺，只不過(guò)，此時(shí)的“空間”無(wú)法用“尺”這一“物質(zhì)”去量度，也沒(méi)有具有智慧的“人”進(jìn)行操作罷了。

　　因此，作為表觀(guān)物質(zhì)世界的自然科學(xué)中一個(gè)最簡(jiǎn)單和最原始的概念，根本無(wú)需對作為度量標準的“空間”進(jìn)行特別的討論。

　　“時(shí)間”和“空間”作為形式系統中兩個(gè)必須的、最原始概念，比對于“質(zhì)量”的認定更為基本，范圍也更為廣闊。

　　由此可得到以下結論：在不同慣性坐標系中觀(guān)測，物體的長(cháng)度不變，即空間具有絕對性。

　　黎曼幾何所描述的彎曲空間并不是真實(shí)的空間，黎曼幾何只是描述物理現象的一種數學(xué)手段，但絕不是唯一手段，甚至可以認為它是一種錯誤的數學(xué)手段，因為它將科學(xué)引導到了一條錯誤的道路。

　　愛(ài)因斯坦將不同單位的物理量構造一個(gè)抽象的幾何“時(shí)空”，造成了科學(xué)史上從未出現過(guò)的空前邏輯紊亂。光線(xiàn)真實(shí)存在的彎曲狀況，是由大質(zhì)量星體的萬(wàn)有引力（改造后）造成的，不可能決定于“廣義相對論”中那個(gè)未知量和方程數都不同一、處處需要補充新的人為假設、演繹邏輯充滿(mǎn)紊亂的“度量張量”場(chǎng)。

　　因此，牛頓關(guān)于空間具有客觀(guān)絕對性的觀(guān)點(diǎn)是正確的：“絕對的空間，就其本性而言，是與外界任何事物無(wú)關(guān)、永遠是相同的和不動(dòng)的。相對空間是絕對空間的可動(dòng)部分或者“量度”。

　　“空間”不是物體，它只是物體表演（運動(dòng)）的一個(gè)“舞臺”，這個(gè)“舞臺”是人們根據物質(zhì)的存在和運動(dòng)而抽象出來(lái)的概念，“空間”既看不見(jiàn)，也摸不著(zhù)。只有物體才有“大小”、“平直”、“彎曲”之分，“空間”不是物體，故無(wú)“大小”、“平直”、“彎曲”之分。

　　空間是絕對的、均勻、連續性的；宇宙空間并非“有限無(wú)邊”，而是“無(wú)邊無(wú)際”的。

　　但是，牛頓關(guān)于時(shí)間具有絕對性的觀(guān)點(diǎn)是錯誤的： “絕對的、真正的和數學(xué)的時(shí)間自身在流逝著(zhù)，而且由于其本性而在均勻地、與任何其它外界事物無(wú)關(guān)的流逝著(zhù)，相對的、表觀(guān)的和通常的時(shí)間是……通過(guò)運動(dòng)來(lái)進(jìn)行的量度，我們通常就用諸如小時(shí)、月、年等這種量度以代替真正的時(shí)間”。

　　時(shí)間是一維的，即用一個(gè)參數就能夠表明所有事件發(fā)生的先后順序，時(shí)間標架方

    [3]       

向的選擇是確定的，不帶有觀(guān)察者的隨意性。為了給出在空間不同點(diǎn)的事件的先后順序和時(shí)間間隔，需選取時(shí)間標架，即在已定空間標架的固定點(diǎn)選擇標準鐘，并使空間所有相對靜止點(diǎn)上的鐘與標準鐘同步。選擇不同的標準鐘記錄同一事件的時(shí)刻可能不同，但是兩事件發(fā)生的先后順序和時(shí)間間隔不會(huì )因鐘的不同而改變。但是，當我們考察空間非相對靜止點(diǎn)上的鐘的時(shí)候，兩事件發(fā)生的先后順序仍然不會(huì )因鐘的不同而改變，時(shí)間間隔卻是不同的了！

　　四、絕對靜止參照系和慣性參照系

　　狹義相對論認為，所有物體的運動(dòng)都是相對的，所有慣性坐標系中都是平等的，絕對靜止參照系是不存在的。在所有慣性坐標系中，一切定律相同，在反映物理規律的形式上保持不變。因而，你無(wú)法通過(guò)物理實(shí)驗證明你所在的參照系與別的參照系有何區別。

　　我認為，物體的運動(dòng)既有相對性，也有絕對性，所有慣性坐標系中不是平等的，絕對靜止參照系是存在的，“相對性原理”不具有普遍性，可以通過(guò)物理實(shí)驗證明你所在的參照系與別的參照系有何區別。

　　首先，運動(dòng)的相對性大家都清楚，不必多說(shuō)。關(guān)于運動(dòng)的絕對性，我們來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：

　　在地球上有一個(gè)正在旋轉的陀螺，最大半徑為5cm，相對太陽(yáng)的轉速為4圈/秒，陀螺作圓周運動(dòng)的線(xiàn)速度為：v=rω≈1.3（米/秒）。但是，如果以旋轉的陀螺為參照系，太陽(yáng)作圓周運動(dòng)的線(xiàn)速度為：

　　V’=Rω=1.5x10¹¹8π≈3.80x10¹²（米/秒）

　　這一速度遠大于光速。顯然，我們不能把以上兩種相對運動(dòng)看成是等價(jià)的。

　　其次，所有慣性坐標系中都不是平等的。例如：在遠離一切力場(chǎng)的地方，有兩個(gè)以相對速度u運動(dòng)的慣性坐標系S 和S’，對于固連在其上的觀(guān)測者A和A’而言，到底是誰(shuí)的“鐘”走時(shí)更快呢？雖然這是一個(gè)理想實(shí)驗，但我們必須回答以上問(wèn)題而不可借故回避，就象伽利略的斜面慣性實(shí)驗和愛(ài)因斯坦的電梯實(shí)驗一樣，不能因為他們是理想實(shí)驗而否定其重大意義。

　　要回答以上問(wèn)題就必需要確定“絕對靜止參照系”：

　　在地上觀(guān)測，地球是一個(gè)精確度較高的“靜止參照系”；

　　在太陽(yáng)系觀(guān)測，太陽(yáng)的中心是一個(gè)比地球精確度更高的“靜止參照系”；

　　在銀河系觀(guān)測，銀河系質(zhì)心是一個(gè)比太陽(yáng)中心精確度更高的“靜止參照系”；

　　總星系的質(zhì)心是一個(gè)比銀河系質(zhì)心精確度更高的“靜止參照系”；

　　……

　　隨著(zhù)時(shí)間的推移,人類(lèi)的智慧不斷提高,人們可以不斷地繼續尋找下去，得到越來(lái)越精確的“靜止參照系”。也許，宇宙大爆炸的起點(diǎn)才是真正意義上的“絕對靜止參照系”—— 這是宇宙間唯一優(yōu)越的慣性參照系。也許，憑著(zhù)人類(lèi)的智慧永遠無(wú)法找到真正意義上的“絕對靜止參照系”，但是，我們確信人類(lèi)可以不斷逼近“絕對靜止參照系”，就象“絕對零度”和“理想氣體”不可能達到一樣，但我們可以不斷逼近它。確定“絕對靜止參照系”的意義在于，它有利于我們對物體的運動(dòng)進(jìn)行精確的描述。

　　一旦確定了“絕對靜止參照系”，我們就可以定義慣性坐標系了：凡是相對絕對靜止參照系作勻速直線(xiàn)運動(dòng)的參照系，就是慣性坐標系。

　　在牛頓力學(xué)和相對論中，定義慣性坐標系時(shí)都存在循環(huán)的矛盾。

　　有了近似的“絕對靜止參照系”，我們就可以比較慣性坐標系S 和S’的速度，比較兩者中哪一個(gè)相對“絕對靜止參照系”的速度教大，則這個(gè)坐標系的“鐘”走時(shí)較快。

　　例如，從宇宙中高速飛向地球的μ子，比靜止在地球上的μ子壽命更長(cháng)；相對地球被加速（作高速勻速圓周運動(dòng)）的μ子比靜止在地球上的μ子壽命更長(cháng)。

　　五、“相對性原理”不具有普適性

　　大自然既具有簡(jiǎn)單、和諧、統一的一面，也具有復雜、混亂、形式多樣的一面。要求所有物理定律在一切坐標系中具有相同的形式（協(xié)變性），是人們美好的愿望，這是人類(lèi)的主觀(guān)要求，這種主觀(guān)愿望必須服從于大自然的客觀(guān)實(shí)際。因此，對于“相對性原理”不具有普適性的事實(shí)無(wú)須大驚小怪。

　　我們知道，在不同慣性坐標系中觀(guān)測，天空中飛鳥(niǎo)的運動(dòng)軌跡，結果是不一樣的，“飛鳥(niǎo)的運動(dòng)軌跡”算不算是一種“物理規律”呢？在不同慣性坐標系中觀(guān)測，物體的坐標、長(cháng)度、速度不同，同一事件所經(jīng)歷的時(shí)間間隔不同。下面我們將看到，在不同慣性坐標系中觀(guān)測，物體的質(zhì)量不同，物體所受的萬(wàn)有引力也不同。

　　相比之下，一種真實(shí)的存在，比一種人們主觀(guān)上要求的“協(xié)變性”更為重要�？茖W(xué)的任務(wù)正是使得我們建立的理論與“真實(shí)的存在”之間取得盡量小的誤差�！白匀�、簡(jiǎn)單、和諧、統一”的科學(xué)美絕非大自然的客觀(guān)真實(shí)，它屬于意識范疇。

　　六、關(guān)于光速不變原理

　　從理論上看，麥克斯韋電磁理論要求光速不變；從實(shí)踐上看，邁克爾-莫雷的光速實(shí)驗說(shuō)明光速不變。因而，從表面上看，狹義相對論的時(shí)空觀(guān)就是“光速不變原理”的必然推論，其實(shí)應該倒過(guò)來(lái)說(shuō)：正是“時(shí)間膨脹”這一原因，導致“光速不變”這一結果。因為，我們只有定義了“時(shí)空”概念，才能得到“速度”的概念。所以，只要我們承認“時(shí)間膨脹”，對“光速不變

     [4]      

”就不會(huì )感覺(jué)到奇怪。當然，我們還可以從以下角度對“光速不變”進(jìn)行更深入的理解：

　�。�1）          靜止質(zhì)量為0的物體，其在真空中的速度必為c。c為物質(zhì)運動(dòng)的“極限”速度，它充當了“無(wú)窮大”的角色，因此靜止質(zhì)量為0的光子，它從靜止加速到c是瞬間完成的（不需要時(shí)間）。當光子的運動(dòng)速度達到c后，就不能再加速了，因為作用力的速度也被限制在c之內，這樣就沒(méi)有一個(gè)力能夠從光子的背后作用于它。但是，力能夠從光子的前面和側面作用于它，故光子可以減速，也可以彎曲。

　�。�2）          在真空中速度為c的物體，其靜止質(zhì)量必為0。物體的運動(dòng)質(zhì)量與靜止質(zhì)量的關(guān)系滿(mǎn)足下式：   m=m0/[1-(u²/c)]^1/2

如果物體靜止質(zhì)量不為0，當它在真空中速度為c時(shí)，其運動(dòng)質(zhì)量無(wú)窮大，而這是不可能的，所以在真空中速度為c的物體，其靜止質(zhì)量必為0。

　�。�3）          靜止質(zhì)量為0的物體，慣性為零，保持原來(lái)運動(dòng)狀態(tài)的屬性為零；

　　例如，光子靜止質(zhì)量為0，當光源的運動(dòng)速度為v時(shí), 光子并不能保留原來(lái)運動(dòng)狀態(tài)v。光子的運動(dòng)與光源不運動(dòng)時(shí)的情況一模一樣。另一方面，從運動(dòng)學(xué)的角度看，運動(dòng)具有相對性，即“觀(guān)察者靜止而光源的運動(dòng)速度為v”，與“光源靜止而觀(guān)察者的運動(dòng)速度為v”是等價(jià)的，因此，“光在真空中的速度恒為c,與光源的運動(dòng)無(wú)關(guān)，與觀(guān)察者的運動(dòng)無(wú)關(guān)”。

　�。�4）          光是波，當波源靠近觀(guān)察者時(shí)，波長(cháng)λ變小，頻率ν變大，但波長(cháng)與頻率的乘積λν不變，等于c,即λν=c；當波源遠離觀(guān)察者時(shí)，波長(cháng)λ變大，頻率ν變小，但波長(cháng)與頻率的乘積λν不變，等于c,即λν=c。

如果有一天人類(lèi)發(fā)現宇宙中存在運動(dòng)速度大于c的粒子，我們可以肯定它不是從靜止加速而來(lái)的，而是它本來(lái)的運動(dòng)速度就大于c，而且，它的運動(dòng)速度永遠無(wú)法降低到c。

　　七、廣義相對論的缺陷

　　1、廣義相對論“奇點(diǎn)”的存在

　　廣義相對論的引力場(chǎng)方程為：

               

　　這個(gè)方程是高度非線(xiàn)性的，一般不能?chē)栏袂蠼�。只有在對時(shí)空度規附加一些對稱(chēng)性或其他要求下，使方程大大簡(jiǎn)化，才有可能求出一些嚴格解。

　　在引力場(chǎng)球對稱(chēng)的假定下，可以得到方程的史瓦西解：

　　

　　顯然，度規在ｒ=2MG/ｃ²和ｒ＝0處奇異（趨于無(wú)窮大）。但是,ｒ=2MG/ｃ²處的奇異是由于坐標系帶來(lái)的,可以通過(guò)適當的坐標系變換來(lái)避免。ｒ＝0處的奇點(diǎn)是本質(zhì)的。在奇點(diǎn)上，時(shí)空曲率和物質(zhì)密度都趨于無(wú)窮大，時(shí)空流形達到盡頭。不僅在宇宙模型中起始的奇點(diǎn)是這樣，在星體中引力坍縮終止的奇點(diǎn)也是這樣。在奇點(diǎn)處，“一切科學(xué)預見(jiàn)都失去了效果”，沒(méi)有時(shí)間，也沒(méi)有空間。無(wú)窮大的出現顯然是廣義相對論的重大缺陷。

　　另外，對于廣義相對論的形式復雜性，世界著(zhù)名學(xué)家波恩說(shuō)：“它的形式復雜得可怕”。

　　把時(shí)間和空間這兩個(gè)具有完全不同抽象內涵和不同物量綱的概念同一化，帶給人們的困惑和不解是無(wú)法揮之而去的，晚年的愛(ài)因斯坦不時(shí)流露對他那只時(shí)時(shí)需要加以校對的鐘，和那把處處需要校正的尺不滿(mǎn)。

　　2、廣義相對論與量子理論不相容

　　量子理論是非常完備的科學(xué)理論，而廣義相對論和量子理論彼此間并不相容。

　　1920年，韋爾提出了一個(gè)將電磁場(chǎng)和引力場(chǎng)聯(lián)系起來(lái)的電磁場(chǎng)幾何化的理論，他的基本想法是：把電磁場(chǎng)與空間的局部度規不變性聯(lián)系起來(lái)。韋爾的理論不僅沒(méi)有得到學(xué)術(shù)界的認可，而且也與實(shí)驗結果不符。之后，瑞尼契、惠勒、米斯納等人也作了很多將電磁場(chǎng)幾何化的嘗試，都沒(méi)有獲得成功。

　　人們也曾試圖將引力場(chǎng)進(jìn)行量子化，并從中尋求引力場(chǎng)與電磁場(chǎng)的本質(zhì)聯(lián)系，企圖用量子論的方法實(shí)現引力場(chǎng)與電磁場(chǎng)的統一。電磁場(chǎng)的場(chǎng)量子是光子，類(lèi)似地人們欲將量子化的引力場(chǎng)的場(chǎng)量子稱(chēng)為引力子。但經(jīng)過(guò)幾十年的努力，引力場(chǎng)的量子化嘗試連連失敗。

　　廣義相對論運用數學(xué)工具“黎曼幾何” 和“張量分析”得到“空間彎曲”的結論，但我認為，“彎曲的空間”只是一種運算符號，它沒(méi)有物理意義，更不能描述真實(shí)的空間。例如，在分析簡(jiǎn)諧振動(dòng)和簡(jiǎn)諧波的規律時(shí)，用復數進(jìn)行運算的結果描述可以簡(jiǎn)諧量，但復數并不是簡(jiǎn)諧量，復數本身沒(méi)有物理意義。又如，在量子力學(xué)中用“波函數” 進(jìn)行運算能得到可觀(guān)測量，但“波函數” 并不是可觀(guān)測量，它本身沒(méi)有物理意義。
　　

　　八、對萬(wàn)有引力定律的改造

　　顯然，牛頓萬(wàn)有引力定律是有缺陷的，我們認為該定律是一個(gè)正確定律極好的近似。為了便于進(jìn)行類(lèi)比，我們來(lái)看一個(gè)電磁學(xué)現象：

　　在一個(gè)范圍內，同時(shí)有一個(gè)恒定的電場(chǎng)和磁場(chǎng)(磁感應強度為B)，其中，電場(chǎng)由帶電量為-Q（場(chǎng)源）的均勻球體產(chǎn)生。距離球心r處，有一靜止點(diǎn)電荷，帶電量為+q（q＜＜Q），其對場(chǎng)源的影響可忽略不計。則點(diǎn)電荷不受磁場(chǎng)的作用， Fc=0；所受電場(chǎng)力（庫侖力）為有心力，大小為：

　　Fe =Qq/4πεr²……（10）

　　如果點(diǎn)電荷以速度v運動(dòng)，則所受電場(chǎng)力仍滿(mǎn)足（1）式，同時(shí)，它還要受到磁場(chǎng)力（洛侖滋力）的作用，大小為：

　　Fc =Bqvsinθ……（11）

　　θ為B與v的夾角，洛侖滋力Fc不是有心力，其方向恒與速度v的

      [5]     

方向垂直，由左手定則確定�？芍�，洛侖滋力Fc對點(diǎn)電荷不做功。

　　萬(wàn)有引力F1=（GMm/r²）與（1）式很相似，因此，我們假定，在萬(wàn)有引力場(chǎng)中運動(dòng)的物體，除受引力F1之外，同時(shí)受到另一個(gè)類(lèi)似洛侖滋力力（暫稱(chēng)為附加力）F2的作用，F2是速度v的函數，其方向恒與速度v的方向垂直，在v 與r構成的平面（密切面）之內，指向曲率中心一方，大小為：

　　F2=（GMmv²/r²c²）

　　由此得到萬(wàn)有引力的精確表達式為：

　　F=（GMm/r²）[1+（v²/c²）]

　　=（GMm/r²）+（GMmv²/r²c²）……（12）

　　其中，c為真空中的光速，m為物體的運動(dòng)質(zhì)量。

　　m=m0/[1-（v²/c²）]^1/2

　　我們稱(chēng)第一項（GMm/r²）為愛(ài)因斯坦引力，第二項（GMmv²/r²c²）為附加力。

　　因為“相對性原理”不具有普適性，所以改造后的萬(wàn)有引力定律并不滿(mǎn)足洛侖滋協(xié)變性，就是一種正常的現象。

　　至此，我們已經(jīng)完成了對萬(wàn)有引力定律的改造，下面對新理論進(jìn)行。

　　九、對新時(shí)空理論的檢驗

　　我認為，在考慮“引力場(chǎng)”和“變速運動(dòng)”的情況下，時(shí)空仍然是平直的。

　　1、太陽(yáng)光譜線(xiàn)“紅移”

　　根據改造的萬(wàn)有引力定律和光的波粒二象性，就可以得到太陽(yáng)光譜線(xiàn)“紅移”的結果。

　　當光子從太陽(yáng)(r0=R)運動(dòng)到地球(r=∞)時(shí), 對于速度為c的光子, 太陽(yáng)的愛(ài)因斯坦引力f1對光子作負功，地球的愛(ài)因斯坦引力F1對光子作正功, 太陽(yáng)、地球附加力（F2）對光子不作功。f1引起光子的能量變化為：

　　ΔE1=-∫f1dr=-GMm∫(1/r²)dr（光子的質(zhì)量m變化很小，故可提到積分號外）

　　以太陽(yáng)為參照系，當光子從太陽(yáng)(r=R)運動(dòng)到地球(r=∞)時(shí), 將r從r=R到r=∞積分得：

　　ΔE1=-GMm/R

　　光子的能量E=mc²=hν, ΔE1=hΔν=-GMm/R

          Δν=-GMm/hR

　　F1引起光子的能量變化為：

　　ΔE2=∫F1dr=-GM’m∫(1/r²)dr

　　=-（GM’m/r）+C’

　　以地球為參照系，當光子從太陽(yáng)(r=∞)運動(dòng)到地球(r=R’)時(shí),

　　ΔE2=GM’m/R’

　　ΔE2=hΔν’=-GM’m/R’

           Δν’=-GMm’/hR’

　　光子的能量總變化為：

　　ΔE=ΔE1+ΔE2

    =-GMm/R +GM’m/R’

　　=Gm[（M’ /R’）-（M/R）]

　　相對而言，地球的引力比太陽(yáng)的引力小很多，地球的質(zhì)量與半徑的比值（M’/R’），比太陽(yáng)的質(zhì)量與半徑的比值（M /R）小4個(gè)數量級，故對光子能量總變化的主要貢獻來(lái)自太陽(yáng)的引力，ΔE≈ΔE1，Δν=-GMm/hR

　　而E= hν0，ν0=E /h=mc²/ h

Δν/ν0=-GM/Rc²=-2.12x10^-6

　　負號表示光從太陽(yáng)運動(dòng)到地球頻率變小。這就是太陽(yáng)光譜線(xiàn)“紅移”的理論值。實(shí)際觀(guān)測結果為 -2.12x10^-6。

　　對天狼星伴星光線(xiàn)的引力紅移，理論值為：

　　Δν/ν0=28x10^-5

　　1971年，格林斯坦（J.L.Greenstein）利用衍射技術(shù)，得到實(shí)際觀(guān)測結果為： （30+5）x10^-5。

　　我們必須注意，雖然新理論的結論與廣義相對論一樣，但原因卻不相同。

　　我們知道，光源的固有頻率是指，相對光源靜止的觀(guān)測者檢測到的光源所發(fā)出的光子的頻率。例如，某原子的固有頻率取決于該原子的能級結構，它是該原子的固有屬性，與引力場(chǎng)的大小毫無(wú)關(guān)系。無(wú)論是黑洞、太陽(yáng)、地球上的氫原子，還是遙遠太空中遠離引力場(chǎng)的氫原子，對于相對氫原子靜止的觀(guān)測者，它們在躍遷時(shí)所發(fā)出的頻率大小都相同，等于氫原子的固有頻率。

　　如果光源遠離觀(guān)測者，觀(guān)測者檢測到的光源所發(fā)出的光子的頻率將變�。�頻率“紅移”）——這是多普勒效應，

　　但是，廣義相對論認為，太陽(yáng)光譜線(xiàn)引力“紅移” 的原因是：太陽(yáng)表面的引力場(chǎng)比地球表面的引力場(chǎng)強，因而太陽(yáng)表面的鐘走得較慢，當用某種物質(zhì)從太陽(yáng)發(fā)出的光譜線(xiàn)的頻率，與同一物質(zhì)從地球發(fā)出的光譜線(xiàn)的頻率進(jìn)行比較時(shí)，結果是，從太陽(yáng)發(fā)出的光譜線(xiàn)的頻率較�。ā凹t移”）。

　　新理論認為，太陽(yáng)光譜線(xiàn)“紅移” 的原因是：從太陽(yáng)表面的光子運動(dòng)到地球時(shí),由于其受到的力主要是來(lái)自于太陽(yáng)的引力，而該引力對光子做負功，引起光子能量的減少，但光速大小不變，只能是光子頻率減少了（E=hν）。當用某種物質(zhì)從太陽(yáng)發(fā)出的光譜線(xiàn)的頻率，與同一物質(zhì)從地球發(fā)出的光譜線(xiàn)的頻率進(jìn)行比較時(shí)，結果是，從太陽(yáng)發(fā)出的光譜線(xiàn)的頻率較�。ā凹t移”）。

　　從太陽(yáng)發(fā)出的光譜線(xiàn)到達地球的觀(guān)測者，將同時(shí)產(chǎn)生多普勒“藍移”效應。

　　鐘的快慢與固定在它之上的坐標系的速度和加速度有關(guān)，與觀(guān)測者的坐標系有關(guān)，與它所處在的引力場(chǎng)強弱無(wú)關(guān)。

　　2、地球光譜線(xiàn)“藍移”

　　1959年龐德等人在哈佛大學(xué)首次在地面上直接驗證了引力頻移。利用 在塔頂發(fā)射 射線(xiàn)，在塔底接收。塔高H為 。

　　此實(shí)驗在地面上，故可忽略太陽(yáng)對光子的作用。地球的愛(ài)因斯坦引力F1對光子作正功,地球附加力（F2）對光子不作功。F1引起光子的能量變化為：

　　ΔE1=∫F1dr=GMm∫(1/r²)dr

　　=-（GMm/r）+C ， 將r 從（H+R）到R積分，

　　ΔE1=（GMm）{（1/R）-[1/（R+H）]}

　　在地面上，(GMm/R²)=mg, GM=gR²,

　　ΔE1=hΔν

　　Δν=gHm/h[1+（H/R）]≈gHm/h 

　

       [6]    

　[（H/R）＜＜1]，而E= hν0，ν0=E /h=mc²/ h

Δν/ν0=gH/c²=2.46x10^-15

　　這就是光譜線(xiàn)“藍移”的理論值，表示光從塔高H為 射到地球表面，光頻率變大。實(shí)際觀(guān)測結果為2.46x10^-15。

　　我們必須注意，雖然新理論的結論與廣義相對論一樣，但原因卻不相同。

　　廣義相對論認為， 射線(xiàn)“藍移” 的原因是：塔高H為 處的引力場(chǎng)比塔底的引力場(chǎng)弱，因而塔高H為 處的鐘走得較快，故在塔底接收來(lái)自 射線(xiàn)的光譜線(xiàn)頻率較大。

　　新理論認為， 射線(xiàn)“藍移” 的原因是：從塔高H為 處的 射線(xiàn)運動(dòng)到塔底時(shí),由于其受到的力主要是來(lái)自于地球的引力，而該引力對光子做正功，引起光子能量的增加，其相應的頻率增大（E=hν）。

　　如果從塔底將 射線(xiàn)射向塔高H為 處,由于其受到的力主要是來(lái)自于地球的引力，而該引力對光子做負功，引起光子能量的減少，其相應的頻率減少（E=hν），出現“紅移”現象。

　　為了關(guān)于 射線(xiàn)“藍移”的正確與否，我們可以做兩個(gè)實(shí)驗：

　�。�1）在珠慕朗瑪峰大約8000米海拔高度，或者1萬(wàn)米高空的飛機上，原地測出（不要從高射向低，也不要從低射向高）以上 射線(xiàn)的頻率；

　�。�2）在廣西的北海銀灘原地測出以上 射線(xiàn)的頻率。

　　如果在高低兩處測出以上 射線(xiàn)的頻率滿(mǎn)足以下關(guān)系式

　�。ǜ咛幍念l率較大）：

             Δν/ν0=gH/c²

　　則說(shuō)明廣義相對論正確，否則錯誤。

　　3、恒星光線(xiàn)的偏折

　　以遙遠恒星光子的運動(dòng)速度的前進(jìn)方向為x軸負方向，建立平面坐標系x-o-y,在太陽(yáng)引力場(chǎng)中，光子的運動(dòng)速度非常大，運動(dòng)質(zhì)量m很小,它的偏角θ非常小, 光子在y軸方向的分運動(dòng)速度非常小，所以：

　　F1sinθ+ F2=may=m(dvy/dt)

　　F1=（GMm/r²），

　　F2=（GMmv²/r²c²），對于光子，v=c，F2=（GMm/r²）

　　F1與F2大小相等，但方向不同。

　　光子在x軸方向的速度可以認為不變，為c≈dx/dt

　　sinθdx=rdθ, sinθ=R/r（R為太陽(yáng)半徑，r為光子與太陽(yáng)中心的距離），在t時(shí)刻，光子運動(dòng)速度與x軸負方向的夾角為dθ,當光子從+∞遠處運動(dòng)到-∞遠處時(shí)（θ從而到π），光子的總偏角為：

　　θ=(GM/Rc²)∫（sinθ+1）dθ

　　=(2+π)GM/Rc²=2.2"

                                   

　　1919年5月,兩組科學(xué)觀(guān)測隊分別進(jìn)行第一次實(shí)際觀(guān)測到, 恒星光線(xiàn)擦過(guò)太陽(yáng)邊緣到達地球的“總偏角”為1.98"+0.30 和1.61+0.12"。在各次日蝕中，至今已對400多顆恒星作了這種測量，觀(guān)測數據的范圍是從1.57" 到2.37"，平均值是1.89"。

　　4、水星的“附加進(jìn)動(dòng)”

    

　　水星是離太陽(yáng)最近的行星，它受太陽(yáng)的引力場(chǎng)影響最大。實(shí)際觀(guān)測表明，水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)角為5600.73"/百年,其中,根據牛頓理論得出的進(jìn)動(dòng)角為5557.62"/百年(5025"來(lái)源于天文坐標系的旋轉,占89.7%；約532"來(lái)源于其他行星的引力攝動(dòng)，占9.5%，)。用牛頓理論，無(wú)法解釋多余的進(jìn)動(dòng)角(附加進(jìn)動(dòng))43.11"/百年(占0.8%)。

　　在太陽(yáng)引力作用下，質(zhì)量為m的水星作橢圓運動(dòng)（當分析附加力的方向時(shí)，可認為水星作圓周運動(dòng)，附加力近似指向圓心），F≈（GMm/r²）[1+（v²/c²）]，

　　取單位制c=1，引力勢為：V=（GM/r）[1+v²]

　　水星軌道方為：                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             

　　(1/2)(dr/dt)²=E+(L²/2r²)+(GM/r)+（GMv²/r）

　　E為總能量， L=rv為單位質(zhì)量的角動(dòng)量。

　　利用(dψ/dt)=L/r²把上式化為r對ψ的微分方程：

 [d²(1/r)/d²ψ] +(1/r)=(GM/L²)+(3GM/r²)

令u= GM/r,則得到軌道方程：

(d²u/d²ψ)+u=(GM/L)²+(3u²)……(13)

u =(GM/L)²[1+ecosψ+keψsinψ]

≈(GM/L)²{1+ecos[(1-3(GM/L)² ]ψ}

　　該軌道的近日點(diǎn)將發(fā)生進(jìn)動(dòng)，近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)的標志是:

[1-3(GM/L)²]ψ=2nπ（n=0,1,2,3……）,

ψ=2nπ/[(1-3(GM/L)²) ]≈2nπ[ (1+3(GM/L)²) ]

兩個(gè)相鄰的近日點(diǎn)方位角之差為：

Δψ=6π(GM/L)²)

代入水星數據，水星100年的“附加進(jìn)動(dòng)角”為:

ΔΦ=43(")

實(shí)際觀(guān)測結果為：ΔΦ=43.11" ,

　　對于太陽(yáng)系內的行星，都可認為作圓周運動(dòng)，受到太陽(yáng)的引力為：

F=（GMm/r²）[1+（v²/c²）]

其中， m=m0/[1-（v²/c²）]^1/2

將下式展開(kāi)，1/[1-（v²/c²）]^1/2

F=（GMm0/r²）{[1+（3v²/2c²）]+（7v⁴/8c⁴）+……}。

　　當行星的公轉速度v＜＜c,二階及其以上的小量被忽略時(shí)， F≈（GMm0/r²），新理論還原為經(jīng)典力學(xué)的引力。

　　5、μ子和孿生子壽命

　　實(shí)驗表明，μ子靜止時(shí)的平均壽命為2.197X10^-6秒，如果使μ子在磁場(chǎng)中作高速圓周運動(dòng)，發(fā)現其平均壽命變?yōu)?6.69X10^-6秒, 壽命延緩了12倍多，與狹義相對論的理論值相符。以上分析問(wèn)題是以地球為參考系的。

　　如果以固定在磁場(chǎng)中作高速圓周運動(dòng)的物體作參考系，觀(guān)測者看到，靜止在地面上的μ子也是作高速圓周運動(dòng)的，這樣，靜止在地面上的μ子平均壽命變?yōu)?6.69X10^-6秒, 壽命延緩了12倍多。

　　從表面看，以上兩種結果似乎是矛盾的，實(shí)際上并不是如此。因為狹義相對論討論問(wèn)題被限制在慣性參考系范圍之內，而速度只具有相對意義，但物體運動(dòng)的加速度卻有絕對的意義。當我們選擇地球為近似慣性參考系的時(shí)候

        [7]   

，即意味著(zhù)，在磁場(chǎng)中作高速圓周運動(dòng)μ子的加速度必須有絕對的意義。結論是：有絕對加速度的μ子的壽命延緩了，具體延緩了多少，與μ子相對地球的速度有關(guān)。

　　同理，當我們選擇地球為近似慣性參考系的時(shí)候，雙生子中的哥哥以接近光速的速度乘坐飛艇到太空旅行，返回后發(fā)現他弟弟比他老了許多。那是因為哥哥啟航和返航時(shí)相對慣性參考系有絕對加速度，故哥哥壽命延緩了，具體延緩了多少，與哥哥相對地球的速度有關(guān)。

　　我們知道，在非慣性參考系（相對慣性參考系有加速度的參考系）中，要使經(jīng)典力學(xué)定律仍然適用，必須引入慣性力的概念，而慣性力并不是一個(gè)真實(shí)的力，你根本無(wú)法知道慣性力的施力者是誰(shuí)。雖然，相對非慣性參考系來(lái)說(shuō)，慣性參考系是有加速度的，但在慣性參考系中卻不能、也不需要引入慣性力的概念，這說(shuō)明慣性參考系與非慣性參考系的地位是不平等的，物體運動(dòng)的加速度有絕對的意義

　　6、雷達波延遲

    在分析恒星的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)太陽(yáng)表面被偏折的情況時(shí)，我們的新理論與廣義相對論的結果是非常近似的。因而，在分析雷達波延遲的情況時(shí)，兩者的結果也應該是非常近似的。不同的是，新理論認為，雷達波延遲是因為它經(jīng)過(guò)星體表面附近時(shí)，受到星體引力發(fā)生偏折而多走了一段路程，但雷達波的速度不變，所以雷達波延遲。廣義相對論認為，以上原因使雷達波返回時(shí)間延遲一半，另一半時(shí)間延遲是由于空間彎曲造成的。

　　7、引力波形式的一種可能

　　類(lèi)比麥克斯韋電磁場(chǎng)方程的積分形式,我們假設引力場(chǎng)方程的積分形式為:

　　∮（S）E.dS=4πGM0

　　∮（L）E.dL=∫∫(のB/のt) . dS

　　∮（S）B.dS=4πGM0v²/c²

　　∮（L）B.dL=4πGv²/c²∫∫(のE/のt) . dS

    設E的方向為x軸正方向，E與 B組成的平面在xoy

　　平面內，E與 B的夾角為θ，B在y軸的投影為Bcosθ,則

　　z軸正方向為引力波的方向。

　　我們假定，引力波的波動(dòng)方程為：

　　(の²E/のz²)=k (の²E/のt²)

　　(の²B/のz²)= k(の²B/のt²)

    其中，の為偏微分符號，k=4πG v²sin²θ/c²

　　則引力波的傳播速度為：

　　Vy=1/k^1/2=c/2v(πG) ^1/2sinθ

　　對于水星：公轉平均速度V=4.79x10⁴(m/s), 橢圓軌道半長(cháng)軸a=5.79x10¹⁰(m)，偏心率e=0.2056, 半短軸b=5.67x10¹⁰(m),焦距c’=1.17x10¹⁰(m),光速c=3x10⁸(m/s),萬(wàn)有引力恒量G=6.67x10^-11，

　　水星運動(dòng)到y軸上時(shí)，tgθ=(c/b)=0.206,sinθ=0.202

            

               Vy=3.33 x10⁸ c (m/s)≈c²

　　水星運動(dòng)到其它位置時(shí)，sinθ的值更小，引力波的傳播速度Vy更大。對于包括地球在內的其余8大行星，偏心率e更小，運行軌道更接近圓，sinθ的值更小，引力波的傳播速度Vy更大。由此可推斷：引力波的傳播速度遠遠大于光速c。

　　對于以黑洞引力中心為圓心，以黑洞半徑為半徑作圓周運動(dòng)的物體，sinθ趨向零，黑洞引力波的傳播速度無(wú)窮大。

　　引力子的靜止質(zhì)量為負數，表明它所受外力的方向與其加速度的方向相反。

　　在我的另一篇論文《超光速物體的基本特性》中曾推算得如下結論：超光速物體具有穿透性！對于這種穿透性有兩種理解：一是超光速物體完全表現為波動(dòng)的性質(zhì)，波具有穿透性；二是超光速物體完全表現為粒子的性質(zhì)，當該超光速粒子與一普通物體正面碰撞時(shí)，將以無(wú)窮大速度沿物體表面到達物體背面，然后在瞬間改變?yōu)榕鲎埠蟮乃俣取?/P>

　　太陽(yáng)的引力波可以完全穿透擋在它前面的水星以及其他任何星體而迅速抵達地球。否則，地球將嚴重偏離它的運行軌道，后果不堪設想。

　　由此可見(jiàn)，鑒于目前人類(lèi)的科技水平，引力波是不易被探測到的。

　　8、黑洞的假設

　　如果某恒星引力場(chǎng)足夠大，經(jīng)過(guò)恒星附近的物體將被它吸引而與之融為一體，即便是光子經(jīng)過(guò)恒星附近時(shí)也將被俘獲而沿恒星表面作圓周運動(dòng)，在新理論中，光子所受引力為F=F1+F1=2GMm/r²，此即光子作圓周運動(dòng)所需要的向心力為2GMm/r²=mc²/r，引力半徑為：r=2GM/c²                                         

　　如果恒星半徑R≤2GM/c²，則恒星表面所發(fā)出的光將不能傳播出去，從而遠處的觀(guān)測者不能看到這顆恒星。

　　恒星因為不斷吸收其他物質(zhì)而不斷增加自己的質(zhì)量，同時(shí)增加自己的引力場(chǎng)，物質(zhì)被強大的引力向恒星內部擠壓，恒星半徑不斷縮小。如果恒星物質(zhì)的密度均勻，引力中心在球心。在球內部的任何地方包括引力中心，物體受力大小都是有限值，絕對不會(huì )出現無(wú)限大的密度，也不會(huì )出現運轉無(wú)限慢的時(shí)鐘，不會(huì )出現一切定律都失效的奇點(diǎn)。

　　公式是我們表達“物理”意義的比較好的方式，而不是認識的出發(fā)點(diǎn)。為了描述 “水星的附加進(jìn)動(dòng)”、“恒星光線(xiàn)的偏折”和“太陽(yáng)光譜線(xiàn)紅移”，新理論只用三維平直空間的簡(jiǎn)便數學(xué)方法，簡(jiǎn)單，直觀(guān)明了，形式優(yōu)美，通俗易懂，并沒(méi)有運用高深難懂的“黎曼幾何” 和“張量分析”。

　　對新理論能否進(jìn)行量子化，用新理論能否對宇宙學(xué)的眾多問(wèn)題進(jìn)行解釋?zhuān)�并進(jìn)行科學(xué)預測等等，還需要進(jìn)一步研究，靠大家共同努力。

　　參考文獻：

　　1、《廣義相對論引論》——俞允強編著(zhù)，1987年北京大學(xué)出版社出版；

　　2、《相對論》——愛(ài)因斯坦著(zhù)，周學(xué)政、徐有志編譯，2007年北京出版社出版；

　　3、《電磁學(xué)》——陳熙謀著(zhù)；

　　4、《電動(dòng)力學(xué)》——郭碩鴻著(zhù)。

         [8] 

【對相對論時(shí)空觀(guān)的批判和改造】相關(guān)文章：

康德的批判哲學(xué)和哲學(xué)的批判精神03-04

試析《傷逝》和《群鬼》的文化批判03-18

時(shí)空相對論03-29

劃界與批判03-18

論析技術(shù)社會(huì )消費的文化批判和重塑01-07

論批判的終結01-06

文化批判與學(xué)術(shù)批評03-18

李澤厚“積淀說(shuō)”批判03-06

主體性批判03-20