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相对论对话录26

已有 2375 次阅读 2016-2-1 09:29 |系统分类:科普集锦

1.相对论究竟是谁命名的?


答:是洛伦兹,他为了突出自己捍卫绝对空间与以太参照系的立场,把彭加勒的承认以太、否定绝对空间的理论,与爱因斯坦否定以太、否定绝对时空、否定同时性绝对性的理论都看成是相对论,是自己的电动力学的非正统的修正主义变种。

   普朗克认为,爱因斯坦把光速不变原理在一切惯性系中绝对化,在相对论的4维描述中出现了新的不变量,与其说爱因斯坦的电动力学是相对论,不如说它是绝对论。当然,无论是相对论还是绝对论的命名,都容易与哲学上的相对主义与绝对主义混同。爱因斯坦经过广义相对论的理论探险,的确完成了从马赫的相对主义到斯宾诺莎的绝对唯理论的转变。


2.重新认识相对论的电动力学本质的意义是什么?


答:在洛伦兹电动力学中,空间时间坐标的变化,质量的变化等相对论效应,都是电磁场相对于以太静止参照系的全域变化。爱因斯坦把这种变化理解为惯性系中物体的时空关系的变化,这种几何效应不再具有明显的电磁场动力学效应,于是本来只是电磁场引发的物体时空形变,被先验地规定了其他物理场的时空形变模式。假如物体的电磁形变导致的时空关系具有局域的同步性,我们就可以简单地把洛伦兹设想的电磁形变看作是空间点,时间瞬间之类的连续坐标转化。这样,电磁场的全域形变就在相对论中,通过质点模型的理想化人为排除了,各种非定域现象的解释,就成了难题。但是,马赫原理又把宇宙的全域关联,引力能量的不可定域性,作为特洛伊木马引入到广义相对论中。

   在爱因斯坦考虑自由下落电梯实验时,一方面他不考虑电梯可能存在的转动效应,另一方面不考虑电荷的自由下落问题。爱因斯坦考虑了光在引力场中的传播,他尽管追随麦克斯韦,把光当作电磁波,但是在利用光信号对时建立同时性条件,都追随欧几里得与牛顿,把光当作是粒子流一样的光线。其实,光在电动力学中应该是涡旋电流与涡旋磁场的分布,相对论中时空坐标的变换,是物体初次散射电磁波后的电磁形象的变化。我们不能先验地相信引力场,弱力场与核力场引发的时空坐标变化在其合理力程内的每一个微分区域趋向于洛伦兹变换。广义相对论显然是通过等效原理,设定引力场中自由下落参照系通过抵消引力来局部使用洛伦兹变换;但是,弱电统一理论中先验使用洛伦兹变换,不仅需要引入各种希格斯机制,而且出现了虚质量。涉及强作用的核力理论中的夸克不可观察,大统一理论预言背离实验观察,量子场论中的各种疑难,都有可能是只适用于电磁场的洛伦兹变换无限制地推广、偏离适用范围造成的。


3.如果认识到相对论的电动力学本质,是否应该重新考虑通向广义相对论的所有思想实验?


答:是的。自由落体实验应当考虑落体的自转与电荷、磁场。转动圆盘实验更复杂,爱因斯坦的理想实验是圆心的光源发出光以后,沿着半径直线传播,后人还给出微分几何的论证。其实,我们至少应该设想圆心处的光源有一定半径,本身可以随着转动圆盘一起转动,也可以静止或以其他角速度转动,这样光源发出的光究竟是否沿着半径,抑或其他曲线传播是需要从不同角度,包括偏离广义相对论的思路研究,并最终求助于实验判决,而不是先验的几何论证。关于转动圆盘圆周率变化,埃伦费斯特主张周长缩短的论证,与多数学者认为周长变大的论证是冲突的,我认为直接用洛伦兹变换解释说服力不够,应当尝试用洛伦兹原来的电磁场形变的思路考虑,特别是关注转动圆盘出现的离心力与科里奥利力是否影响电磁场形变。

  笛卡尔坐标系的转动,本来只是几何投影,在相对论中是否用一开始相互垂直的光线在光源转动时的光路来取代?就是一个重要问题,我的立场是几何投影应当还原为光的传播效应,光的传播应当还原为涡旋电磁场的形变。

   



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