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爱因斯坦相对论的本质

已有 9252 次阅读 2014-2-14 20:39 |个人分类:科技与人类|系统分类:科普集锦|关键词:学者

     最近虽然很忙,但看了李子丰教授几次发到我邮箱中的他关于爱因斯坦相对论的一些质疑文章和相关报道,对其大多数内容进行了学习。但对李教授的质疑的一些问题还是非常不理解,想将爱因斯坦相对论的基本内容写出来,也将李教授的相关论文上载上来,供大家参考并讨论。本来应该在李教授的论坛去发表,但他限制了发帖的权限,只有写在这里,请大家见谅。
       爱因斯坦的相对论的实质内容究竟是什么?
       爱因斯坦相对论分狭义相对论和广义相对论。

一、狭义相对论        

        他提出狭义相对论是有两个主要的基本原理:
       (1)相对性原理
       (2)光速不变原理
      实际上,相对性原理早在17世纪就已经被伽利略提出并证实。其主要内容是:在两个相互做匀速直线运动的参考系中,一切自然定律都是相同的。
       而光速不变原理是:光在真空中的传播速度是一个不变的常数,它和光源的运动速度没有关系,和观察者的运动速度也没有关系。这个原理也比后来的物理学家所验证。光速测定实验是1879年美国物理学家迈克尔逊最早测定的。
       狭义相对论的主要内容:
       (1)钟慢尺缩
       实验室中发现,物体以每秒26万公里的速度运动时,一米长的物体将所缩为半米,地上过了一小时,而运动的时钟才过了半小时。高速运动的物体“钟慢尺缩”现象是很明显的。也就是当一个人乘上光子飞船以光速去做星际旅行,一年后回来发现自己的儿子已经是白发老人,而自己还是那么年轻。也是我国一句古语所言的:
         “天上方一日,地上已千年”中的景象。
       (2)质量和速度的关系
         在高速条件下,质量随着速度的增加而增加。后来科学家发现,高速运动的电子质量比静止的电子质量大。
       (3)质量和能量的关系
         一定的质量都有能量,一切的能量都有质量,所以,产生了最著名的的质能定律
         E=mC2
        这就是为什么原子核中一小部分质量在高速下为什么蕴藏了无比巨大的威力,即后来的原子弹爆炸。
        爱因斯坦的理论在当时在世的物理学家洛伦兹、庞加莱、普朗克等谁也不想接受,但这也是事实,他们不得不接受爱因斯坦的理论及后来人们的实验。
二、广义相对论        

       广义相对论存在的一个基本原理:等效原理
       加速中的物体受到惯性力的作用,即
       惯性力=惯性质量*加速度
       而同一个物体在引力场中受到引力的作用,即
       引力=引力质量*引力场强度
       因为惯性质量等于引力质量,只要加速系的加速度等于引力场强度,惯性力就等于引力,所以,加速度系的惯性力场等效于引力场,这就是等效原理。
       爱因斯坦从等效原理从牛顿力学出发,把引力场归结为“时空弯曲”。
       看看什么是“时空弯曲”,假定有一束水平方向的光,射入一个惯性实验室,根据狭义相对论,光在惯性系中将以不变的光速C做直线运动。现在实验室向上做加速运动,成了加速实验室。这束光在原来的惯性系中水平向前运动,现在相对于加速系来说,它的运动向下弯曲。根据等效原理,加速实验室等价于引力实验室,因此,这束光射入引力场,它也向下弯曲。
      后来的不少的物理学家通过多个实验证实了“时空弯曲”。
      广义相对论的主要本质:指客观的、真实的物理定律在任意坐标下形式不变。广义相对性原理也叫广义协变原理,多数科学家采用张量分析都已经给出了证明。同时,广义相对论还认为:(1)引力效应是靠引力波传递的,就象磁力靠电磁波传递一样。(2)爱因斯坦预言了引力波和黑洞的存在。但引力波和黑洞至今尚未发现。黑洞是一种引力场极强的天体,一切粒子都将掉入黑洞,连光子也不能逃逸,目前,黑洞不能直接观测。近年来,发展起来的黑洞量子理论认为,由于光子效应,黑洞也能向外辐射粒子。
     广义相对论两个预言已经被科学所证实:
    (1)光谱线的引力红移
      1924年科学家观察发现,在高温下,每一种气态的化学元素会辐射出几种一定频率的光线,并分析恒星的化学成分,即对恒星发出的光进行光谱分析法,有什么样的光谱线,就有什么样的元素存在。根据相对论,引力场会使时钟变慢,因此在原子中,电子的振荡频率变低,辐射处光的频率也随着变低。所以,引力场很强的恒星发出的光谱线应该向低频端,也就是红端偏移动。称为“引力红移”。科学家1959年观测太阳光谱,1971年观测一种密度很大的白矮星光谱,都进一步证实了“引力红移”现象。根据这一现象,科学家还发现:当一个星球远离地球而去的时候,它所放射到地球的可见光的波长会变长,即向红光方向移动,反之亦然,这样,就可以测定其电磁波波长变化,人们可以知道该星球以何种速度离开或靠近地球。
       (2)引力场是光线偏转
        爱因斯坦1915年计算从远处的恒星所发出的的光线,如果掠过太阳表面,光线偏转的角度是1.7秒。
        1914年柏林天文学家弗劳英德利希在全世界不同的地方测得的数据与爱因斯坦计算的数据相符合。1919年英国皇家天文学会的学术秘书,剑桥大学教授爱丁顿组织了两支远征测量队伍,去非洲西部的普林西比岛的测量队爱丁顿亲自率领,去南美的索布拉尔的远征测量队由另一位天文学家克劳姆林带队,他们的观测结果和爱因斯坦的计算也相符合,再一次证明了广义相对论的正确性。
       综上所述,爱因斯坦的理论及其科学预言,都比其他的物理学家和天文学家所证实。所以,我看了李教授的质疑和批判,觉得李教授再学习一些其他物理学家对相对论研究的实验物理。或者,自己也能做一些实验来证实“相对论”的错误更具说服力一些。其实,在当时,爱因斯坦提出相对论的初期,许多经典物理学家大多数都不想接受相对论,最著名的的有剑桥大学的爱丁顿教授,当观测证实以后,他还是接受了。同时,当时许多的大物理学家狄拉克、汤姆逊、郎之万、明科夫斯基、维恩等从理论上传播相对论起到了重要作用。
     这里上传几篇李教授的论文,供大家参考:


科技文摘报-20140117-勇于超越牛顿、超越库仑、完胜爱因斯坦.pdf

李子丰-坚持唯物主义时空质能观发展牛顿物理学.pdf

王令隽-光的波粒二象性漫谈.pdf

王令隽-论质能关系.pdf

王令隽-有感于霍金认错.pdf





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