狭义相对论的本质及对科学哲学和社会的影响

作者简介:李子丰,男,(1962-),1983年毕业于大庆石油学院钻井工程专业;1992年于石油大学(北京)获博士学位;1992～1994年为哈尔滨工业大

学力学博士后。现为燕山大学石油工程研究所所长、博士生导师,兼任北京相对论联谊会青年部副主任。

狭义相对论的本质及对科学哲学和社会的影响

燕山大学　李子丰　李天降　王长进　王兆运　田新民

[摘　要]本文介绍狭义相对论在现今科学和哲学与社会中的地位、狭义相对论成名的原因、学术界对狭义相对论的三种评价、世人对狭义相对论的四种态度、著名科学家对狭义相对论的看法、研究狭义相对论问题的期刊和学术会议及网站。在分析和研究的基础之上,概括了关于狭义相对论的争论焦点,分析了狭义相对论的逻辑错误,调查了狭义相对论验证与应用的真实性,得出了狭义相对论的本质是从唯心的角度出发的一个错误的逻辑推理的论断。分析了狭义相对论对科学、哲学和社会的危害。提倡发扬实事求是的唯物主义作风、百花齐放百家争鸣的出版方针,把科学研究从狭义相对论的禁锢中解放出来。抛弃唯心主义的狭义相对论的时空质能观,恢复和发展唯物主义的时空质能观。[关键词]狭义相对论　本质　哲学　科学　社会　影响　时空观　质能观

作为当代两大物理理论基础之一的狭义相对论已经产生了整整一个世纪。狭义相对论及其作者爱因斯坦已经被世人共知。在高等学校中,狭义相对论是一门必修的课程。然而,狭义相对论建立过程的合理性及其推论的正确性一直被怀疑[1-54]。对于狭义相对论,历来存在着两种截然相反的看法:一种是“天才”理论,认为其好得很;另一种则是“灾难”性的,认为它糟得很。为此,研究狭义相对论的本质及其对科学、哲学和社会的影响,对于科学、技术、哲学的发展具有史无前例的重要意义。

1、狭义相对论在现今科学哲学和社会中的地位

狭义相对论自1905年发表以来,一直占据很高的地位。在今天,狭义相对论在科学、哲学和社会中占据了绝对的统治地位。狭义相对论被称为当代物理理论基础之一。任何设想和科研成果,只要与狭义相对论不符,就被判为错误。在高等学校中,大学生必须学狭义相对论。在大学和中学校园,到处都有因狭义相对论而成名的爱因斯坦的塑像、画像和照片。号召人们向爱因斯坦学习。因狭义相对论发表100周年,联合国将2005年定为国际物理年并举世庆祝。

2、狭义相对论成名的原因

对于公众而言,一是狭义相对论成了大学物理的必修内容,二是长期大量接受了狭义相对论专家的种种说法,三是对狭义相对论及有关问题缺乏足够的了解和思考,所以多数人认为狭义相对论是正确的,但不知原因。

(美)时代周刊和(英)BBC 广播公司等掀起了“天才论”小旋涡:捧狭义相对论上20世纪十大科学成就金镑,尊爱因斯坦为千年第二位伟大思想家,夸爱因斯坦大脑之奇特等。

国内传媒也不甘落后紧相配合,“时间旅行”、“大爆炸宇宙”霎时被炒得格外火爆。有些人不遗余力压制、打击不同的学术观点,封杀一切批评狭义相对论的学术成果,竟至公然诬称批评狭义相对论是“宣传伪科学”。

在媒体极力吹捧和对批评意见的压制下,狭义相对论几乎成了科学界的宗教,爱因斯坦被捧为教主。

3、学术界对狭义相对论的三种评价

(1)狭义相对论是正确的,是20世纪两大物理基本理论发现之一。

(2)狭义相对论是正确与谬误的结合体。(3)狭义相对论是荒谬的。4、人们对狭义相对论的四种态度

世人对狭义相对论的态度有四种:维护、修正、反对和旁观。(1)维护者。维护者称狭义相对论正确无误,反对狭义相对论就是反科学。维护者多数是以传授和研究相对论为职业的。他们中除少部分人根本不理解狭义相对论会有错误外,多数人知道狭义相对论不对,但是出于政治、经济和个人名誉的考虑,不承认狭义相对论是错误的。

(2)修正者。修正者认为狭义相对论基本正确,但有问题。由于狭义相对论根基有错,用在哪里,哪里就有错,哪里就要修正;所以,可以无限地制造“佯谬”,并无限地修下去,可以发表大量文章;但最终无一有用,徒劳无功。

(3)反对者。反对者认为狭义相对论本质荒谬,应该废除。反对者从狭义相对论中得不到多少益处,可能仅一篇文章而已。 (4)旁观者。旁观者认为狭义相对论对错与否,与自己无关。其实,虽然自己不是从事与狭义相对论有关的工作的,但社会的影响最终还会牵涉到自己,只不过是程度不同而已。

5、国内外著名科学家对狭义相对论的看法

有一定数量的科学家认为狭义相对论是正确的;绝大多数的科学家听说狭义相对论是正确的;还有为数不少的科学家认为狭义相对论是错误的。媒体从赞赏狭义相对论的角度已经做了充分的宣传,下面就相反的主张做一简要介绍:

(1)诺贝尔奖委员会拒绝为爱因斯坦的相对论授奖。(2)爱因斯坦同时代的著名科学家洛仑兹、彭加勒和卢瑟福等全都不赞成相对论。

(3)大多数物理实验学家如拉海利、艾弗斯、沙迪、格兰纽父子、马林诺夫和帕帕斯等都不认同相对论。

(4)著名迈克尔逊莫雷实验的主创人迈克尔逊因自己的实验“引出相对论这一怪物”而饮恨终生。

(5)英国国家实验室时间频率部主任艾森博士:“物理学家对相对论的态度普遍是并不理解它,但它既获公认想必不会错。必须承认,我过去也这样。”

(6)原相对论赞扬者丁格发现相对论大谬不然后,毅然反戈一击,疾呼“科学处在十字路口”。

(7)国际著名科学家、诺贝尔物理学奖获得者阿耳文痛斥相对论“不过一小摆设”,“抹煞了科学与伪科学之间的界线”。

(8)得克萨斯大学终身荣誉物理学教授伯纳斯称相对论是“一场灾难”,“是改变盲目迷信相对论的时候了!”。

(9)著名理论物理学家卢鹤绂院士耄耋之年冲破重重阻力,向世界推出“向爱因斯坦挑战”的檄文后留有遗言:“一般编辑部不敢登这篇文章,他们迷信爱因斯坦,怕人家说他们不懂物理学。”

(10)中国科学院力学研究所郑铨研究员从1961年就反对狭义相对论,自费出版多部反相对论专著。

(11)原国务委员、国家科委主任、全国政协副主席、中国工程院院长宋健大胆质疑爱因斯坦,呼唤青年科学家敢于创新:“整整100年前,爱因斯坦在他发表的那篇震惊世界科学界的关于狭义相对论的论文中,曾经提出过一句名言:不可能存在任何大于光速的运动。当今的科学界将此称为光障。然而,这个外推至今并没有任何直接试验的证明。近年来航天技术的发展,已经

促使科学家们细察和反思:为什么飞船不能超过光速呢?”

[52]

(12)英国赫尔大学梅利?达宁?戴维斯教授指出当今物理学权威们固守于相对论的一般性理论,对于向狭义相对论提出的论据充分的科学异议,不是依科学的论据予以封杀,而是通过将爱因斯坦教条地崇拜成越来越宗教化的偶像的方式予以封杀[54]。

6、研究相对论问题的会议、学术刊物和网站国际学术组织自然哲学联盟每年都在北美召开“向当代物理学和宇宙学挑战”的学术报告会或研讨会。俄罗斯科学院等主办的批评相对论的国际学术会已连续举行了6届以上,一届比一届规模更大、更隆重……。正如美国著名《能源》和《伽利略电动力学》杂志已故主编贝克曼教授所总结的:“从加拿大到南非,从欧洲到澳大利亚,从圣彼得堡到北京……相对论在‘空前成功’了近90年后仍遭到如此广泛的抵制”,声势之大、历时之久

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为历史上罕见。

2000年7月29-30日,在北京召开了爱因斯坦相对论问题学术会。2003年,在中国召开了三个旨在否定或超越爱因斯坦相对论的学术会议,它们分别是:8月15-17日在北京召开的“北京相对论研究联谊会首届年会”;8月23-24日在北京召开的“第二届全国爱因斯坦相对论问题学术会议”;10月11-13日在西安召开的“相对论及现代物理创新国际学术会议”。2004年以后,国内召开了数次质疑相对论的学术会议。

超越或反对相对论的学术刊物有:大量发表超越或反对相对论论文的《Galilean E lectrodynam ics》、《A peiron》、《Physics E ssays》和《发明与革(创)新》等。

超越或反对相对论的网站有几十个,其中有以北京相对论研究联谊会为代表的中文网站二十多个。

近期,国内出版了数十部否定相对论的专著。

7、关于狭义相对论的争论焦点

狭义相对论是完全正确的,局部正确和局部错误的,还是完全错误的?

“精通”相对论的专家认为狭义相对论是伟大科学理论、现代物理学基础,得到了实验支持,不存在严重错误。批评狭义相对论等同“宣传伪科学”。

部分学者认为狭义相对论中有正确认识,但也存在严重错误,例如偏离事实、逻辑矛盾、数学困难、曲解实验、误导实践等错误,因此应该积极地超越相对论。

还有部分学者认为狭义相对论是一个建立在错误的数学基础和虚妄的理论前提上的理论体系,说它已获“实验验证”实在是无稽之谈。

8、狭义相对论的理论基础

狭义相对论的错误来源于对光速不变原理[55]

解[56]。

光速不变原理为:在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参照系中,所测得的真空中的光速都是相等的。

光速不变原理可以分下述两种情况理解:

(1)在任一惯性参照系中,所测得的固定在该参照系中的光源发出的真空中的光相对于该参照系的速度都是相等的。

(2)在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参照系中,所测得的同一光源发出的真空中的光速都是相等的。

洛仑兹坐标变换错误地将光速不变原理理解为对于某一特定光束,在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参照系中,其相对于该惯性参照系坐标的速度是相等的。忽略了不同坐标系之间的相对运动。从而导致一系列谬误。

在狭义相对论中光速只是作为传递信号的速度出现的,没有用到光的任何特殊性质。如果将传递信号的速度由光速改为声速,将基本假设中的光速不变原理改为声速不变原理:在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参照系中,所测得的某一特定状态的物质中的声速都是相等的。将公式推导过程中的光信号改为声信号,光速改为声速,那么就会得出任何物体的速度不能大于声速的结论,这种荒谬是十分明显的。子弹的运动速度超过声速、飞机的速度可以超过声速。

正常情况下,人可以用眼睛通过光线来研究和了解世界,而盲人和蝙蝠则依赖声波来研究和了解世界。如果狭义相对论是正确的话,那么盲人和蝙蝠就会得出任何物体的速度不会大于声速的结论。

为此,狭义相对论的理论基础是错误的。

9、狭义相对论的实践基础

(1)在时空观方面,爱因斯坦本人一生有的,只是假想实验。

(2)著名物理学家康特剖析60多个狭义相对论“实验验证”的第一手资料后有结论:全都基于错误的方法或无效的逻辑。中国传媒大学黄志洵教授也得出了相同的结论。

(3)狭义相对论不能对径向多普勒效应做出合理的解释。多普勒现象是:光源远离观察者时光谱红移,迎向时则蓝移。相对速度愈大频移愈甚。

(4)大多数狭义相对论维护者都承认迄今未实验观察到洛仑兹收缩。

(5)公众认为原子弹爆炸是狭义相对论的辉煌证明。但史实是,1905年狭义相对论问世前,汤姆孙、考夫曼等早已在质速关系和质能关系的实验与理论研究上作了大量卓有成效的工作。

奥地利物理学家哈孙隆耳1904年通过实验证实了质量增大与辐射能量成正比,并导出了著名的关系E∝mC2。

10、狭义相对论的本质

(1)“同时性的相对性”是个伪命题,它是通过偷换概念、转移前提,并混淆了感觉与存在、映象与实在而炮制出的产物。

(2)狭义相对论的数学基础即洛仑兹变换,是一组人为拼凑出的自悖的数学式,毫无科学价值。

(3)狭义相对论没有得到任何形式的实践验证。所谓的“实验验证”有些是炮制出来的,有些是强硬贴上狭义相对论的标签。

狭义相对论是建立在错误的假设和错误的数学推导的基础上的一种荒谬的理论体系,是科学体系中的一颗毒瘤,是限制科学发展的紧箍咒,是穿着科学外衣的一种宗教。

11、狭义相对论给科学、哲学和社会带来的危害

长期以来,狭义相对论专家总是让公众无法理解狭义相对论;而公众却不得不把它奉为伟大真理;这是对公众智慧的藐视和亵渎。狭义相对论已成当代科学发展的障碍。从对微观世界认知的困惑直到宇宙学的混乱,一大祸根便是狭义相对论。

狭义相对论及其包涵的相对主义和“操作主义”实证论的负面影响已渗透到了社会生活的方方面面。当前社会上封建迷信活动和伪科学如此猖獗,与狭义相对论关系紧密。时下盛行的一些歪理邪说大多源于狭义相对论及其衍生品,如“第4度空间”、“时间隧道”,“宇宙大爆炸”、“黑洞”等一类伪学说。例如霍金说他可以和牛顿和爱因斯坦同桌打牌、科幻电影中漂亮女孩通过时间隧道去与历史上的皇帝谈情说爱等,都是鬼神论的代表。说狭义相对论是它们的理论总靠山并不为过。勿庸置疑,狭义相对论是当代科学,特别是基础理论发展的严重障碍。

维护与反对狭义相对论的斗争,不仅是学术上的争论,是科学史上的一次拨乱反正,还是一场唯心主义与唯物主义的斗争。

12、狭义相对论的命运

(1)抛弃狭义相对论是历史的必然。“青山挡不住,毕竟东流去”。著名理论物理学家韦斯雷博士说的对:“相对论时代已告终结”。科学界正面临一场空前的革命,任何势力都无法阻挡。科学要发展、学术要交流,批判不可少。没有学术争鸣、没有学术批判,科学的发展就会停滞不前。更何况在我们面前的,是个逻辑错误、谬误百出的狭义相对论。科学总是在检讨、抛弃错误的理论或扬弃旧学说、旧理论中发展的。狭义相对论的荒诞观念、错误理论不清算,现代迷信活动和伪科学便不会销声匿迹。一言概之,狭义相对论不批判、科学发展的障碍不除,发展精神文明的阻力就总存在。批判狭义相对论、正本清源,是科学持续发展、人类文明进步的需要。它事关世界科学的前途、人类自身的命运。匡正基础理论其实是一项投资最小、花费最少、获益最丰、影响最深远的明智之举。从普及基础科学知识、提高全民素质入手,推动知识经济的发展,是一桩功在当代惠泽千秋的事业,其现实意义和历史意义是不可估量的。创新是一个民族进步的灵魂。中国学子有责任也有能力在这场科学革命中为科教兴国战略,抢占基础科学制高点,使祖国跻身于世界先进科技国家行列,做出前人未曾做过的历史性贡献。解放思想、务实求真,开展对狭义相对论的批判,实乃科教兴国之必需,刻不容缓。

(2)推翻狭义相对论已经具备了如下条件:

①经过唯物主义、实事求是和科学发展观的教育,涌现出了一批既认识到狭义相对论的错误和危害、又敢于向狭义相对论提出挑战的科学家。②党和国家的百花齐放、百家争鸣的方针和改革开放的政策,为挑战狭义相对论创造了比较好的社会环境。

③研究发现,相对论专家说的用牛顿时空观“无法解释”而只能用相对论“解释”的现象,都可以用牛顿时空观解释,而且没有“佯谬”。④网络技术的发展为学术思想的传播搭建了一个广阔的舞台。

(3)推翻狭义相对论还需要一个相当长的时间。由于,①100年的宣传,使狭义相对论在世人中产生了比较深的影响;②以宣传狭义相对论为职业的狭义相对论维护者还占有学术的统治地位;③多数人对狭义相对论不理解、不关心;所以,推翻狭义相对论还需要一定的时间,还要付出牺牲。

13、唯物主义时空质能观

抛弃唯心主义的狭义相对论的时空质能观,恢复和发展唯物主义的时空质能观。

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(1)时间。时间是物质的存在形式之一。时间是物质运动过程的持续性和顺序性,是不依赖于人们的意识而存在的客观实在,是永恒的。时间是单向的、均匀流逝的、无始无终的。

(2)空间。空间是物质的存在形式之一。空间是无限的,无边无际的。空间是三维的、各向同性的。

(3)质量。质量是物质的本质属性之一。质量是物体包含物质的多少。没有质量为零的物质。只要是物质,其质量就大于零。

(4)能量。能量是物质运动的状态属性。物质的能量有几种存在形式。在一定条件下,物质内的能量在不同形式之间可以互相转化,但总能量不变。

(5)时间与空间的关系。时间是时间,空间是空间,它们都是客观实在。时间不是空间的函数,空间也不是时间的函数。它们是描述物质世界的基本量,是定义之后就不再变化的。

(6)能量与质量的关系。质量是质量,能量是能量,它们都是描述物质的基本量,质量与能量不能互相转化。

(7)数学空间与物理空间。在数学中,多维变量可以称作多维空间。在物理学中,有一维空间(线)、二维空间(面)和三维空间(体);不存在大于三维的物理空间。数学中的多维空间,不能直接移植到物理学中,只有在维数小于等于3(不包含时间)时,可以对应。

(8)原子能的来源和释放原理。原子能源于原子内的能量。原子能的释放是光子带着其质量和能量一起转移了;放出能量的物体的质量减少了,能量也减少了;接收能量的物体能量增加了,质量也增加了。物体放出原子能的过程就像用枪发射子弹一样,子弹带着质量和能量一起转移了。

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