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当狭义相对论倒下后。。。。
送交者:  2022年09月22日07:03:45 于 [世界时事论坛] 发送悄悄话

戴榕菁

对狭义相对论的否定将直接导致如下这些结论:

1.  真空中的光速要遵循伽利略速度叠加原理,而不是对所有的观察者均为常数。我们要用一个修正的光速假说取代狭义相对论的第二假说(即光速不变假说)。相应地,

2.  被现代科学定义为宇宙常数之一的真空中的光速不再是能量(信息)传播的上限;

3. 同时性的相对性概念将被抛弃。因此,我们需要回到相互独立的绝对时间和空间的概念,而时空(spacetime)的概念仍有意义,因为它可帮助表达事件的时间和空间之间的整体关联性,特别是在计算引力对时间与空间的的影响,即在重力作用下空间的弯曲及时间速度的变化时的关联性。相应地,

4. 闵可夫斯基四维时空的中的距离不再是惯性系中的不变量,而闵可夫斯基的的光锥的意义将大大改变,它不再决定事件因果影响。

这里需要特别说明几点:

1. 修正的光速假说 Revised Postulate of Speed of Light in Vacuum

当狭义相对论的第二假说被否定之后,真空中的光速将遵循伽利略的速度叠加原理。但是,麦克斯韦的真空光速仍被保留,这是因为迄今为止已知的否定狭义相对论的分析和实验(我的思想实验及Sagnac的物理实验)都未能否认麦克斯韦的真空光速公式。但我们要面对两个问题:

1)在没有了狭义相对论的第二假说所涉及的参照系的情况下,真空中的光速成为了一个没有参照系的绝对速度,这是一个非常抽象的概念,这个概念的抽象性本身就是当初人们要搞相对论的一个重要原因。但是,真理是没得妥协的,我们不能因为概念的抽象而否定它的实际价值;

2 由麦克斯韦波动方程得出的光速公式只是一个在地球上得出的经验公式,我们并没有更深层的原理来保证它在宇宙中的普遍正确性。

以上两个原因决定了当我们仍保留麦克斯韦的真空光速时,它也只是一个假说,因此我们可以将之看作对狭义相对论的第二假说的修正从而称之为“修正的光速假说”。除了提供一个计算实际光速的公式之外,这个假说的另一个实际意义是我们不必修正被定义为宇宙常数之一的光速,那个数值仍可被视为真空中的光速常量。

2. 相对论因果关系的否定

闵可夫斯基的光锥导致的一个最为荒谬的结论是,相对论学者们声称只要按照光速计算你还没看到某事,那件事对你来说就是没有发生,只有当你按照光速计算可以看到那事的瞬间,那事才发生。

不久前中国一位著名科普网红在谈到某个距离地球很多光年的恒星是否已爆炸的议题时面容严肃大义凌然地说的,“有些无知的人声称如果那颗星爆炸了,也是好多年前就发生了。这种说法是很无知的,假如你看不到它爆炸,那就对你没有任何意义。只有你能看到它的爆炸那时刻,才能算它爆炸了。”这位网红将闵可夫斯基光锥所导致的相对论的因果关系的荒谬表达得淋漓尽致。

按照他们这种逻辑,假如一个距离地球1000光年的恒星在999年前爆炸,而另一颗距离地球50光年的恒星在50年前爆炸的话,他们需要声称50光年外的那颗恒星先爆炸了而1000光年外的那颗恒星后爆炸的。但宇宙学家和天体物理学家们在研究宇宙发展的时候却完全不按照这样的逻辑,否则,他们整个的因果关系链都会乱成一团,他们甚至可以声称大爆炸Big Bang刚发生没多久,因为它的光花了很多亿年的时间才传到这里。

因此,即便没有对狭义相对论的否定,我们也必须否定这种逻辑混乱的以光的传播时间来定义的相对论因果关系。只不过对于狭义相对论的否定使得人们更容易接受对于相对论的因果关系的摒弃。

3. 对于广义相对论的影响

人们对于否定狭义相对论的后果的最大的关心恐怕是其对于广义相对论的影响。其实,虽然广义相对论的场方程中有时间量和空间量,该方程对于时间和空间的处理是不同的。前天我又快速阅读了爱因斯坦写的著名的相对论科普文章,他在那里谈论的重力造成的弯曲也指的是对空间的弯曲。也就是说,虽然在广义相对论中时间也受到重力的影响,但在广义相对论中对于时间和空间的处理是不同的,它需要借助狭义相对论才能把时间和空间等价起来。这一点恰好使得我们可以在摒弃狭义相对论的同时继续保留广义相对论对于重力产生的空间弯曲及重力对时间影响的讨论。这又是一个semiotic scaffolding 的例子。

4. 对于量子场论的影响

这点我就不清楚了。量子场论是将量子力学与狭义相对论结合的结果。目前来说,很多人把量子场论看作是物理学未来的明星,但也有不少不认同的声音。

如果量子场论是正确的,那么我相信就如同E=mc2不会受到狭义相对论的退场影响一样地被找出其为什么会不受狭义相对论的错误结论的影响的原因。

我对量子场论不熟悉,但我猜测这里的主要原因可能在于对于量子场论来说,狭义相对论的主要贡献是提供了洛伦兹变换所带来的数学便利。如我之前曾指出过,作为一种数学便利,洛伦兹变换可以帮助合理解决单一光源的麦克斯韦方程而不必担心大量粒子系统所具有的数学复杂性。不知这是否可以解释量子场论对于狭义相对论的错误的免疫性。。。。。。


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