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爱因斯坦关于引力场能动张量的理解错在何处?

已有 4508 次阅读 2009-4-18 17:57 |个人分类:未分类|系统分类:观点评述|关键词:能动张量,,守恒定律,,宇宙学| 宇宙学, 守恒定律, 能动张量

    对1917-1918关于能动张量守恒定律争论的重新评价()

Levi-Civita与爱因斯坦关于能动张量守恒定律的争论及其  对宇宙学的深刻影响(3) (宇宙演化中的逻辑关联ⅩⅢ )

爱因斯坦关于引力场能动张量的理解错在何处?

上次博文已指出爱因斯坦用来反对Lorentz Levi-Civita守恒定律的理由似是而非,他的主要论点和看法或者是错误的、或者是不全面的;本篇博文将对此详细说明并进行评论。下面我们针对爱因斯坦所提出的三条主要论点和看法来逐条评论:

1),爱因斯坦为他的守恒定律辩护时提了一个问题:“为什么只有这样一些具有张量分量的变换特性的量才可以赋予物理意义”?这个问题并不能说明他的观点正确而且提的很片面。我们也可以提出:为什么这样一些不具有张量分量的变换特性的量(指爱因斯坦定义的引力场能动张量)可以认作引力场的能量、动量来赋予物理意义?而为什么把那一些具有张量分量的变换特性的量(指Lorentz Levi-Civita定义的引力场能动张量)不认作引力场的能动张量、不赋予物理意义?事实上,爱因斯坦所定义的引力场能动膺张量同Lorentz Levi-Civita所定义的引力场能动张量具有等价类(equivalence class)的关系, 爱因斯坦守恒定律同Lorentz Levi-Civita守恒定律也是等价的。但由于Lorentz Levi-Civita所定义的引力场能动张量以及Lorentz Levi-Civita守恒定律都具有协变性,而爱因斯坦所定义的引力场膺能动张量以及爱因斯坦守恒定律都不具有协变性,似乎Lorentz Levi-Civita所定义的引力场能动张量更优于爱因斯坦所定义的引力场膺能动张量,Lorentz Levi-Civita守恒定律更优于爱因斯坦守恒定律。这些道理,在我已发表的几篇博文中,曾反复讲解过了。我还曾应用数学论证,反复讲解过,“无论由Lorentz Levi-Civita守恒定律,还是由爱因斯坦守恒定律,都可分别得出: 所谓PSR1913+16双星公转周期变化之观测结果证实了引力波携带能量辐射的看法并不可信,宇宙起源于大爆炸的标准模型可能并不真实以及黑洞可能并不存在等等”。很明显,除了由观测、实验来判断Lorentz Levi-Civita守恒定律和爱因斯坦守恒定律谁优谁劣外,没有任何理由认为爱因斯坦所定义的引力场膺能动张量更优于Lorentz Levi-Civita所定义的引力场能动张量,以及没有任何理由认为爱因斯坦守恒定律更优于Lorentz Levi-Civita守恒定律。在1917-1918年的学术争论中,爱因斯坦的错误之一,就在于用些片面地理由只肯定爱因斯坦守恒定律而否定Lorentz Levi-Civita守恒定律。

2),爱因斯坦说,Lorentz Levi-Civita守恒定律 “并不排除,例如,一个

物质体系完全消散为虚无,而不留下一点痕迹”。可是,爱因斯坦的上述推论是

不正确的,其理由如下:在通常情况下,一个引力体系之微观状态数N>>1,因

之由著名的Boltzmann 公式 S=klnN 可知该体系之熵S>0。假若这个体系能够

自发消失,那么N将减少至N=1;这里我们把这个引力体系全部自发消失视为它的

一个特殊状态,显然对于这一特殊状态,其宏观情况同微观情况毫无区别,因之

N=1。因此,当一个引力体系自发消失时,其熵将由S>0减少至S=0;这是

违反热力学第二定律的,故这个自发过程不可能发生。也就是不可能出现爱因

斯坦所说的‘物质自发消失’。这是在1917-1918年的学术争论中,爱因斯坦

在论点和看法上的错误之二。





这表明,就是应用爱因斯坦守恒定律,引力波也不携带能量传播;式(4)不能说

明引力波携带能量传播。这是在1917-1918年的学术争论中,爱因斯坦在论点和看

法上的错误之三。

从以上的分析和评论中,很明显地看到,在1917-1918年的学术争论中,爱因斯坦为反对Lorentz Levi-Civita守恒定律所提出的三条主要论点和看法全都错了。1917-1918年的那场学术争论之后,Lorentz Levi-Civita守恒定律遭到否定,以致销声匿迹,这种情况对学术发展有利还是不利?我认为对1917-1918年的那场学术争论重新评价是很有必要的。

爱因斯坦是伟大的科学家,他的狭义相对论和广义相对论是对科学和人类文化的巨大贡献。他所建立的狭义相对论和广义相对论的内容基本上是正确的。但爱因斯坦也是人、不是神,是人就有可能犯错误,他所建立的物理理论中也难免不会出错误。我们指出爱因斯坦的错误,并不是否定他的伟大和对科学和人类文化的巨大贡献。指出爱因斯坦在引力体系能动张量守恒定律方面的错误,也不是

否定相对论的全部内容。只有修正了爱因斯坦在学术上的某些的错误,才能使他

建立的理论更加发扬光大。

 



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1 刘晓东

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