关于洛仑兹变换为线性变换的证明方法的讨论

洛仑兹变换是线性变换。以往对此结论的证明都是根据时空均匀性的假设,而没有用到狭义相对论本身的两个基本假设—狭义相对性原理和光速不变原理。本文将仅从狭义相对论的两个基本假设出发来推证洛仑兹变换必为线性变换。同时指出,对于证明洛仑兹变换为线性变换来说,狭义相对论的两个基本假设已够,不需要再引入其他的假设了。     

关于光速不变性的实验基础的一点讨论

从实验角度看,光速不变性应从下列几个方面加以检验:1.光速与惯性参考系的选择无关;2.光速与光源运动状态无关;3.光速与传播距离(或传播时间)无关。第一种意义下的不变性有较多的实验基础,从经典的迈克尔逊—莫雷实验以来,不断有人进行新的实验验证。例如,Jaseja等采用氦氖气体激光光源所做的实验,其基本原理和迈克尔逊—莫雷实驗类似,但精度提高了两个数量级。Champeney等应用穆斯保尔效应,精度又提高一个数量级,实验表明,相对于地球参考系来说,光速的各向异性最多不超过5米/秒。     

爱因斯坦相对论的根本性修正——光速可变的相对论力学(下)

本文从多方面证明爱因斯坦的光速不变假设和洛伦兹的长度收缩假设不成立,基于这两个假设的洛伦兹变换不能赋予麦克斯威电磁场方程及电磁波方程以不变性,不能解释多普勒效应和先行差,不能给出动体的质能当量关系,爱因斯坦力学的动质量公式与动能公式不自洽.他的广义相对论不能解释水星近日点进动.作者立足于相对性原理,不需要其他任何假设,建立了新的相对论.新理论证明:同时性是普适的;光速可变,光速不是速度的极限;多普勒效应、红移和光行差都是光速变化引起的;光子有静质量.新理论还能精确地证明动体的质能当量关系及惯性质量与引力质量等效,并揭示惯性场与引力场的广义对应.新的相对论力学可以准确计算光线经过太阳表面的偏转及水星近日点进动.从而用力学诠释取代了爱因斯坦关于质量使时空扭曲的几何诠释,并消除了他的广义相对论与狭义相对论之间的矛盾.     

爱因斯坦相对论的根本性修正——光速可变的相对论力学(上)

本文从多方面证明爱因斯坦的光速不变假设和洛伦茨的长度收缩假设不成立,基于这两个假设的洛伦茨变换不能赋予麦克斯威电磁场方程及电磁波方程以不变性,不能解释多普勒效应和光行差,不能给出动体的质能当量关系,爱因斯坦力学的动质量公式与动能公式不自洽.他的广义相对论不能解释水星近日点进动.作者立足于相对性原理,不需要其他任何假设,建立了新的相对论.新理论证明:同时性是普适的;光速可变,光速不是速度的极限;多普勒效应、红移和光行差都是光速变化引起的;光子有静质量.新理论还能精确地证明动体的质能当量关系及惯性质量与引力质量等效,并揭示惯性场与引力场的广义对应.新的相对论力学可以准确计算光线经过太阳表面的偏转及水星近日点进动,从而用力学诠释取代了爱因斯坦关于质量使时空扭曲的几何诠释,并消除了他的广义相对论与狭义相对论之间的矛盾.     

关于“惯性”与“质量”的问题——论质量不是惯性的度量

在经典力学中,“惯性”与“质量”是两个基本的概念.正确地定义和解释这两个概念是很必要的.我认为,在我国出版的许多《物理学》、《理论力学》书籍中,对这两个概念的解释是违背辩证唯物主义的,也与客观事实不相符,因而是错误的.为了便于讨论问题,下面摘引其中几种有代表性的说法:“(牛顿)第一定律还指出,任何物体都具有一种特性,这特性首先表现在物体不受外力作用时保持速度不变这一事实上.我们把这种特性称为惯性.所以第一定律也称为惯性定律”.“物体的惯性还表现在受到外力作用时容易不容易改变速度这一事实上.……凡是容易改变速度的物体,我们就说它的惯性小,而不容易改变速度的物体,我们就说它的惯性     

“真空中光速c”及现行米定义质疑

基本物理常数出现于一些不同的物理现象中,是自然界客观规律的反映。1973年国际计量局(BIPM)决定真空中光速c值为299792458m/s;它的基础是高精度光频测量和高精度光波长测量,再用标量方程c=λf求出真空中光速。1983年根据这个值规定了更新的米定义;从那时起c值被固定化了,亦即真空中光速成为指定值。国际计量界认为无需再测量真空中光速。1983年的米定义已沿用至今。本文质疑了"真空中光速c"的定义和米定义。1905年Einstein提出狭义相对论(SR),其中有一个公设——光速不变性原理,但迄今缺乏真正的实验证明;近年来却有一些实验结果可能证伪了光速不变性。这种情况损害了国际计量大会(CGPM)1983年米定义的理论基础。如何看待真空始终是科学中的关键问题之一。当考虑量子物理真空概念时,实际上c是一个有起伏的值。分析显示,在今后的研究中c的恒值性和稳定性仍然有待解决。更有甚者,当计算真空中双平行导体板间能量时,会发现光速增大为超光速,虽然增值很小。不仅如此,真空极化作用也会改变光速;如此等等。真空中光速一旦指定就永远不变,但这是不可能的。既然计量学家认为关于光速恒定性的实验仍需进行,那就必须继续做高精度的光速测量。近年来光频测量技术飞速发展,锶晶格钟的不确定度仅为10-16(或更低),这为检验物理学基本理论、探讨基本物理常数是否真的是恒定常数创造了条件。而且当前已在研究修改秒定义的问题;故米定义也可以考虑修改。然而眼下尚不具备提出新的米定义的条件,因为一系列基础性难题尚待研究。例如在物理真空的概念中,真空中有许多忽隐忽现的虚光子,数量与环境温度有关。把真空看作一种媒质,光通过它时速度会减慢,其速度将与温度有关。这时真空中光速c已不再是一个恒定的常数。     

“光障”挡不住人类前进的脚步——纪念第242次香山科学会议召开10周年

第242次香山科学会议的主题是“宇航科学前沿与光障问题”.如所周知A.Einstein于1905年断言“超光速没有存在的可能”,后人称为“光障”.但在这次会议上宋健院士指出,该说法仅是假设,因为超光速运动不能完全观测,在什么也看不见的地方只能是猜测或假说.现在把太阳系内飞行称为航天,系外飞行称作宇航.估计在本世纪将有第一批宇航员飞出太阳系并安全返回,而飞出太阳系是人类的伟大理想.但这有许多理论与技术问题需要解决.所以必须加大航行速度,应达到光速,可能的话应为超光速.本文回顾了10年前召开的第242次香山科学会议的成就,探讨了2003～2013年间的超光速研究工作.首先对“光障”和“声障”作了比较研究,认为可压缩流体力学可用在超光速研究中,空气动力学发展对突破光障有参考作用.其次讨论了信息速度问题,指出近10年来负群速(NGV)已在许多科学实验中发现,而NGV是超光速的一种形式.众多群速超光速实验是很大的成绩,从波粒二象性角度看就有可能发现以超光速运动的奇异电子.故可考虑改装加速器,使粒子在通过某种势垒后能量减小从而速度加快(v＞c区域的规律).这类似于使用Laval管突破声障的方法.……本文还讨论了Alcubierre曲速引擎的改变空时以实现超光速宇航方案,虽只是假说,但美国《时代》周刊已于2012年9月19日报道说:“美国航天局着手研究超光速曲速引擎”.因此,重要之点在于NASA已认可超光速宇宙航行.根据10年来超光速研究的发展,认为新学科“超光速物理”的建立已是既成事实.最后进一步讨论了真空中光速c的定义及光速恒定性问题.     

狭义相对论源于对光速不变原理的错误解释

简单介绍了狭义相对论的基本假设和基本时空观,详细地分析了洛仑兹坐标变换的推导过程和存在的主要问题。对用两个相对作匀速直线运动的坐标系描述同一事件的坐标变换方式进行了推导,得出了以洛仑兹变换为基础的狭义相对论是错误的和两物体的相对运动速度可以大于光速的结论。     

“斥力子理论”的质疑

斥力子理论本质上是把物体能量粒子化,试图以此来解释整个物质世界的现象。庄一龙先生提出的斥力子理论的主要假设是下面的两条: 1.客观物质世界存在着一种具有排斥特性的斥力子; 2.物体运动状态改变是由于吸收或释放斥力子的结果。 在这两条基本假设下,庄一龙得到了一系列惊人的结果。这个思想是十分新颖和大胆的,为解决物质世界一系列问题提供了一条全新的途径。 但是,仔细分析斥力子理论现有的结论和推导过程,不难发现其中还存在着许多疑问。除了没有独立的实验或观测结果可以用来判定新理论的正确与否之外,最主要的是在推导过程中自觉不自觉地应用了许多隐蔽的假设,其中有些假设将会给斥力子理论带来严重的问题。下面就其中的某些问题进行分析。     

关于光量子本质问题的新实验的解释

在涉及量子力学解释的诸多问题中，波函数坍缩的机制及非定域性的超光速联系向来是讨论的两个焦点．本文就这两方面的一些最新实验结果及其解释进行介绍和讨论     

狭义相对论被争论100多年的主要原因

光速不变假设及其数学方程在观测者相对光源静止的情况能得到实际测量的支持,在观测者相对光源运动的情况得不到实际测量的支持,因此光速不变假设是一半写真一半虚构的"双面怪物".洛仑兹变换并非两个参照系的观测者使用自己所持时钟和量尺独立测定的同一事件的坐标关系和时间关系,洛仑兹变换来源于两个参照系的光速不变假设,却不支持光速不变假设在两个参照系同时成立.     

关于物体运动速度的科学猜想

本文提出了关于物体运动速度的一个科学猜想:自然界的物体运动速度覆盖从0到∞的全部数轴。在此基础上,我们进一步提出,超光速世界的物理规律在物体速度趋于光速时以Einstein相对论为极限。提出了超光速测量的新思路,即利用系统经济学的层级战略思想,增加超光速测量的维数:至少增加一个变量同时和光速一起测量,或者考虑增加测量仪器的维数。     

对“速度”的研究和讨论

速度是联系空间和时间两个基本量的物理量;它本身不是基本量而是导出量,但其重要性日益凸显.可以说,一部科学技术发展史就是人类不断改进和提高速度的历史,因为更高速度代表以较少的时间代价征服更大的空间.速度是一个宏观参数;对微观粒子而言,量子力学采用波函数描述其状态及统计解释,放弃经典力学中采用的(v+→)=d(r+→)/dt及(p+→)=m(v+→)的传统方式,因此提出恰当定义是困难的.但作为一种半经典的处理方式,速度概念仍用来描述微观粒子.本文突出了大航天时代对提高飞行器速度的迫切要求,以此作为讨论宏观物质速度的核心内容.然后深入探讨了微观粒子速度、波速度、物理相互作用速度等重要问题.指出:对波动的运动速度要有新认识,承认其标量性和负波速的独特意义.实际上,在波科学中负速度是超光速的一种特殊形式.在物理相互作用的传播速度方面,着重讨论了引力传播速度、Coulomb静电场传播速度、量子纠缠态传播速度这三方面的研究进展,说明在这些方面都用理论或实验证明了存在超光速传播的现象.实际上,近年来,多国科学家研究超光速的热潮极大地促进了对速度问题的探索.但是,所谓“超光速宇航”仅为一种大胆的设想,任何过于乐观的估计都是不切实际的.     

“牛顿力学”和“经典力学”

不少力学教科书和有关文章及报告常将“牛顿力学(Newtonian mechanics)”和“经典力学(classicai mechanics)”混为一谈。如郭士堃同志的《理论力学》上册第一章结论就写道:“时间、空间、运动着的物质(以质量为其量度)和力,是伽利略和牛顿所奠定的经典力学(即牛顿力学)中的几个基本概念”等、实际上这两个名词的内涵是不同的;牛顿力学是以牛顿运动定律和万有引力定律为基础,研究速度远小于光速的宏观物体的运动     

浅谈阻尼振动的“振幅”

振动中的■■■定义为“振动物体离开平衡位置■■大位移的绝对值”[1].这应该是一个振动物体所能达到的值.在■着振动中,假设■子在X轴上振动,并且原点为平衡位置,则振幅     

关于高速运动物体的视觉形状讨论的疑点

高速运动物体的长度在运动方向上要有收缩，这是观测的结果．其中，有二个问题：一是它给人的视觉形状，随运动情况、观察者位置的不同而不同，可能会比观测结果长一些，也可能短一些；二是包括对物体观测存在的视觉扭转量．这是两个值得深入进行讨论的疑点．     

物理学中的负质量和虚质量问题

由引力论中“负质量佯谬”的讨论可导致牛顿引力定律推广到有反物质和反引力的情形,使理论对m→(-m)变换具有不变性。由质量的解析延拓mo→ims看出超光速粒子的存在,进而为超光速中微子建立一个“三味振荡”的最小模型,它可能解释最近发表的太阳中微子等实验结果。这两种对称性反映了物理中引入i的必要以及i与(-i)的对称性。最后对中微子在天体物理研究中的地位也作了一些猜测性的讨论。     

超光速佯谬和中微子

爱因斯坦的狭义相对论和因果原理意味着任何运动物体的速度不能超过光在真空中的速度。然而，有许多讨论超光速运动粒子的尝试，这些讨论或者是在狭义相对论的框架下进行的，或者是超越了狭义相对论。这些讨论都遇到一系列难以克服的困难，即“超光速佯谬”。文中详细分析了这种佯谬，并证明它在与狭义相对论兼容的量子理论中显然是不出现的。在实在世界中，中微子最可能是一种超光速粒子。     

关于“省略”和“隐含”的区分

讨论"省略"和"隐含"的性质及二者的区分问题,重新审视了吕叔湘提出的界定省略和隐含的两个条件,即明确性和还原性的区分标准.利用这两个标准一般能区分省略和隐含两种现象,明确性是基础,还原性是操作方法.但是运用这两个标准还会遇到一些问题,特别是在句法语义平面处理多义句时,明显地暴露出人们在运用分析方法上存在的分歧.还讨论了在语用平面上是否能够称为"省略"的问题.     

借助于超光速通信，给3年前的自己发送邮件

<正>光在真空中的传播速度（光速）非常快,每秒大约30万千米。那么,如果超过光速的速度,即“超光速”得以实现的话,会发生什么呢？理论上可能存在始终以超光速运动的粒子想必很多人都知道“任何物体的运动速度都不可能超过光速”这一定律吧。这是从阿尔伯特·爱因斯坦（1879～1955）创建的狭义相对论推导出的结论。根据狭义相对论,使某个物体加速时,随着其速度接近光速,其再加速时需要巨大的能量。要想将普通物体加速到超过光速,