Wustar的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/Wustar

博文

相对论经典论文中的小错误

已有 3736 次阅读 2014-9-26 23:02 |系统分类:科研笔记

      爱因斯坦在1905年发表《论运动物体的电动力学》这篇狭义相对论的开创性论文,里面提到变大粒子在运动方向的纵向质量与垂直于运动方向的横向质量的差别,这两个质量公式与流行的采用洛伦兹因子相除后导致运动质量随速度变大的公式不太一致。郭汉英在去世以前不久还在通俗刊物中提及此事,作为质疑爱因斯坦狭义相对论的理由。

      其实,这个问题涉及狭义相对论中速度空间与加速度空间的非欧几何问题。把直线加速运动与圆周加速运动的加速度区分开来,当然是有物理意义的,各种曲线加速运动在瞬时都可以分解为纵向加速与横向加速运动的某种组合。但是,在牛顿力学中,无论是距离空间,还是速度空间与加速度空间,都是欧几里得几何的,长度矢量,速度矢量与加速度矢量(或者力矢量)都可以采用平行四边形法则叠加。而在狭义相对论中,速度空间是双曲空间,加速度空间更是复杂的非欧空间,速度与加速度矢量的平行四边形叠加原则已经失效,我们不能简单地把加速度区分为纵向加速度(切向)与横向加速度(法向)加速度线性叠加,区分纵向质量与横向质量就不再有明显的物理意义。

      爱因斯坦在1916年《广义相对论基础》中,提到在远离各种天体以及引力场的太空(更严密的说法是除了两个圆盘,宇宙空无一物),一个圆盘静止,另一个圆盘绕中心转动,二者应当有统一的广义相对性物理规律。这就是广义相对论原理本来的意义,只涉及惯性运动与非惯性运动的统一,引力可以是局外的。爱因斯坦误导人的想法是,这两个圆盘上的观察者将无法区分谁是真正静止,谁是真正转动的。

     其实,静止圆盘与转动圆盘是可以通过圆盘边缘上的观察者的所见来区分的。设想两个圆盘处在同一个平面上,转动轴彼此平行,静止圆盘上的边缘观察者看到转动圆盘绕轴自转,而转动圆盘上的边缘观察者看见自己圆盘的轴带动整个圆盘绕着所他站立的一点旋转,而静止圆盘以类似地心说中的均轮-本轮曲线环绕自己站立点旋转。所以,尽管没有绝对空间,转动却是一种不仅引发离心力而且导致周围物体视运动发生根本变化的绝对运动。

      结论是,爱因斯坦对于引力场方程的广义协变性的数学要求,没有体现他心目中的广义相对性的物理原理。广义相对论的哲学解释需要从爱因斯坦追随马赫原理的迷梦中解放出来,马赫原理真正的作用可能是引导爱因斯坦把广义相对论推广到宇宙整体时空来消除对宇宙初始边界条件的考虑,副作用是广义相对论很难在局部时空框架中解决多体问题。

   



https://blog.sciencenet.cn/blog-1668877-831122.html

上一篇:金观涛:解决李约瑟难题的伟大天才
下一篇:关于高考改革
收藏 IP: 58.39.31.*| 热度|

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-11-17 12:19

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部