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原子弹证明相对论质能关系是假原理
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原子弹证明相对论质能关系是假原理

李晓露346
1楼
原子弹证明相对论质能关系是假原理
李子 李晓露
摘要 本文证明:狭义相对论的质速关系式与事实不符,不可能是真实的原理,由此导致依据狭义相对论质速关系公式(假原理论据)推导的质能关系公式不可采信。并且由美国在日本长崎投下的“胖子”原子弹能量事实证明:相对质量m的质能关系公式△E=△mc²不可能正确。给出了李子物理学自洽且符合事实的解释。
关键词 狭义相对论 质速关系公式 质能关系公式 真实性
1. 前言
由百度百科“爱因斯坦”可得:1939年8月2日,爱因斯坦在利奥•西拉德等人的协助下致信美国总统富兰克林•罗斯福(史称“爱因斯坦—西拉德之信”),建议美国抓紧原子能研究、防止纳粹德国抢先掌握原子弹,这直接促成了美国曼哈顿计划的启动。
由百度百科“原子弹”可得:1945年8月6日,美军一架B-29轰炸机飞临日本广岛上空,并投下了人类历史上第一颗用于实战的原子弹(代号“小男孩”)。顷刻间,整个广岛陷入一片火海。8月9日,美军在日本长崎再投下一颗代号为“胖子”的原子弹。六天后,日本宣布无条件投降,第二次世界大战至此结束。
胖子长10英尺八吋(3.25米),直径五英尺(1.52米),重10,000磅(4545公斤)。释放的能量约相等于20000吨的TNT烈性炸药,即大概为8.4×10^13焦耳,比投掷在广岛的首枚原子弹稍多。由于长崎地势多山,造成的损害比平坦的广岛较低。约四万人直接死于胖子的原爆,约二万五千人受伤。约7000平方米之建筑物被夷平。之后数万人死于核子尘埃放射引起的癌症。
设“胖子”钚239在地球K坐标系的静止质量为m。公斤。根据狭义相对论的质能关系公式计算可得:“胖子”可以释放的最大能量为E。=m。×c^2。然而,相对论认定质量m是相对的。由狭义相对论的质速关系公式可得,“胖子” 钚239的相对运动质量为m公斤。在相对地球高速运动的K′坐标系,根据狭义相对论的质能关系公式计算“胖子”释放的最大能量是E=m×c^2,远远大于E。=m。×c^2。
本文第六节证明,根据狭义相对论质速关系公式可得质量都是相对的。在地球K坐标系“胖子”钚239的静止质量(m。),在K′坐标系其运动质量(m=900m。)。根据狭义相对论的质能关系公式计算,在地球K坐标系,1颗“胖子”释放的能量,在高速运动的电子K′坐标系为900颗“胖子”的能量。
在K′坐标系,900颗“胖子”可使日本死亡人数增加到约4万×900,死亡名单可一一确定,则在地球K坐标系日本死亡人数也必然为4万×900,而不可能是4万。这与事实完全不符。事实上不可能出现在K′坐标系4万×900的名单中横六敬二已死亡,而在地球K坐标系4万的名单中没有他,横六敬二还活着。
在二战美国向日本投下的2颗原子弹爆炸能量的事实充分证明:狭义相对论的质速关系公式和质能关系公式都是假原理。
2.引理
2.1狭义相对论的质速关系公式[1] [2] [3]
m=m。÷二次根号(1-u^2÷c^2)(1)
其中m是相对质量,m。是静止质量,u是相对速度,c是光速。
2.2狭义相对论的质能关系公式[1] [2] [3]
E=m×c^2 (2)
2.3狭义相对论的基本假设[1]
a:不论是相对作均匀运动的两个坐标系中哪一个来说,物理体系状态变化所遵循的定律是不受影响的。
2.4百度百科“大爆炸宇宙论”可得:大爆炸理论的建立基于了两个基本假设:物理定律的普适性和宇宙学原理。
2.5百度百科“广义相对论”可得:广义相对论的广义相对性原理:所有的物理定律在任何参考系中都取相同的形式。
3.证实质速关系公式(1)的实验
质速关系公式(1)曾经是有多个实验证实是正确的公式。如1914年物理学家比舍雷(Bucherer)及诺伊曼(Neu-man)在一强电场中,观察高速电子的轨道被电场弯曲的程度,结果该实验很准确地证明了质速关系公式(1)符合事实。[4]
1952年,在美国布鲁克海文国家试验室,物理学家们将质子加速到光速的百分之九十五,质量提高了3倍,与质速关系公式(1)相符。同年在加州理工学院将电子加速到光速的99。9999%,电子质量竞增加了900倍,与质速关系公式(1)相符。[4]
在欧洲大型强子对撞机所有实验中,带电粒子在加速器的加速运动,事实上始终未能超过光速,似乎也证明公式(1)符合事实。
要指出的是,上面所有实验仅证明了用质速关系公式(1)计算,相对地球运动的粒子运动质量与实验事实相符。这些实验并未证明在所有坐标系质速关系公式(1)都成立。因此,仅凭上面的实验事实证据,而认定质速关系公式(1)真实,证据并不充分。上面所有实验证据都不能证明狭义相对论质速关系公式(1)在所有坐标系都正确。
本文第五节已证明,如果在所有坐标系质速关系公式(1)都成立,则会出现质速关系公式(1)与事实完全不符情况,质速关系公式(1)在非地球坐标系实为假的原理。
4.证实质能关系公式(2)的实验
由百度百科“质能关系”可得:用实验检验质能关系是通过测量能量(及质量)的转化过程来实现的。在核反应中,这种差别明显地表现出来。在重核裂变和轻核聚变等的核反应中释放出巨大的能量,非常精确地证明了质能关系的正确性。例如:在镭衰变过程中,其质量变化量△m=226.025 36u-226.020 133u=0.005 227u(u为原子质量单位,1u=1.660 32×10千克)。
根据爱因斯坦质能关系式△E=△mc²,得△E=0.005 227×1.660 32×10×(3×10)焦=4.868兆电子伏。实际测得镭衰变时放出的α粒子的动能也恰为4.868兆电子伏。由于任何静止的物体的一定质量都包含着与其相应的静止能量,镭衰变过程就是把它亏损的这部分静止质量所联系的能量以α粒子动能的形式释放出来。值得注意的是,质能关系仅仅表明质量和能量之间具有一定的数量关系,而绝不能说质量就是能量,或能量就是质量,也绝不能认为质量可以变为能量或能量可以变为质量。事实上,在任何过程中,质量和能量都各自守恒。质量和能量都是物质运动的基本属性,是不可分割的。
1931年物理学家柯克罗夫特和瓦尔顿利用他们所设计的加速器进行了核反应实验[3],证实原子核静止质量m。的变化与质量减少符合质能关系式△E=△m。c²。
5.质速关系公式是假定律
1952年,在美国布鲁克海文国家试验室,物理学家们将质子加速到光速的95%,质量提高了3倍,与质速关系公式相符。同年在加州理工学院将电子加速到光速的99.9999%,电子质量竞增加了900倍,与质速关系公式相符。似乎实验事实证实了质速关系公式(1)是真实的定律。
然而,在加州理工学院实验室的电子坐标系(K′),根据同一质速关系公式可得:在电子坐标系,地球M与太阳m相对该电子运动的质量比其静止质量必然都增加900倍,地球与太阳的万有引力F必然比地球坐标系增加81万倍。
地球与太阳的距离r是时刻变化着的。其长度r大小约为149597870千米。
根据狭义相对论力学基本方程:F=d(mu)/dt[1] [2] [3],因地球与太阳相对电子速度u为光速的99.9999%,该速度u近似恒定,根据质速关系公式(1)可得:m=900m。是一个常数。由微分学可得:F=d(mu)/dt=m(du/dt)。根据狭义相对论力学基本方程和牛顿万有引力定律F=GmM/rr,可得:
m(du/dt)=GmM/rr (3)
在合外力万有引力F作用下,太阳相对地球必作加速接近运动,其加速度由(3)可得:a=du/dt≈900×g。
假设地球与太阳的距离r在地球坐标系Y轴上,电子运动方向在X轴。在电子坐标系(K′)y′=y,用r距离计算,设初速度v。=0,根据运动学公式:
r=a((t′)^2)/2 (4)
可得二者在电子坐标系(K′)的时间t′约1.6小时必然吸引在一起。运动后距离y′=y=0。
而且,根据狭义相对论时间效应公式[1] [2] [3]
t′=(t-ux÷c^2)÷二次根(1-u^2÷c^2) (5)
可得:在电子坐标系(K′),地球与太阳吸引在一起所需的时间(t)t慢于t′。即将t′=1.6小时、u、c、x=0代入(5)可得:在地球坐标系(K)所需时间t=6秒,慢于t′的1.6小时。
并且,在地球坐标系(K),根据洛伦兹变换公式y= y′,则在地球坐标系(K)运动t=6秒后,测量太阳与地球的距离r必然为0,这与在地球上6秒钟后观测的事实完全不符。
这充分证明了狭义相对论质速关系公式在非地球坐标系并不正确,必然是一个假的原理。否则,太阳和地球必然吸引在一起,太阳与地球的距离r必然为0。
在相对论,质能关系公式是由质速关系公式(假原理论据)推导所得(具体推导证明请阅参考文献[1] [2] [3])。其论证的论据虚假,违反了形式逻辑学论证规则[5]:论据应该是已确定为真的判断。因此,质能关系公式(2)的论据(质速关系公式),在审判虚假科学成果案件的法庭上,全世界法官们都不予采信。所以,质能关系公式(结论)不能确定是真实的原理。
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李晓露346
2楼
6.“胖子”的相对质量和相对能量
设“胖子”在地球K坐标系钚239的静止质量为m。公斤。以1952年在美国加州理工学院实验室的事实推导,根据引理2.3、2.4、2.5可得:物理定律在所有坐标系成立。则质速关系公式(1)在所有坐标系都正确。
根据狭义相对论的质能关系公式计算可得:“胖子”在地球K坐标系可以释放的最大能量为E=m。×c^2。然而,相对论认为质量m都是相对的。
在美国加州理工学院实验室中,因原子弹“胖子”相对该实验室的电子速度为u,根据质速关系公式(1)可得:在电子K′坐标系,原子弹“胖子”钚239的运动质量m是其静止质量m。的900倍,“胖子”释放的最大能量E=m×c^2是E=m。×c^2的900倍。
根据静止质量m。减少符合质能关系式△E。=△m。c²,原子弹“胖子”钚239事实上释放的能量△E。≈8.4 ×10^13焦耳可推得:在K′坐标系,运动质量m减少必符合质能关系式△E=△mc²,原子弹“胖子”钚239必然释放的能量△E≈8.4×10^13×900焦耳。
并且,根据狭义相对论的“棒长缩短”公式:L=L′×二次根号(1-u^2÷c^2)[1] [2] [3]可得:在电子坐标系(K′),日本面积因长度缩短而缩小近900倍。在K′坐标系900颗“胖子”爆炸后能量使日本死亡人数必然大大超过4万×900,而且,死亡名单可一一确定,则在地球K坐标系日本死亡人数也必然超过4万×900,而不可能是4万。这与事实完全不符。事实上不可能出现横六敬二在K′坐标系4万×900的名单中已死亡,而在地球K坐标系4万死亡名单没名,还活着。
该事实充分证明狭义相对论的质速关系公式和质能关系公式都是假原理。
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李晓露346
3楼
7.李子物理学对事实的解释
美国布鲁克海文国家试验室和加州理工学院的实验事实,在李子物理学[6]解释为带电粒子在电磁场顺力方向运动,所受的力F会减小,而不是该粒子的质量增加了。
在李子物理学[6],运动质量m与静止质量m。相等,即质量守恒。两个相对匀速直线运动的坐标系符合伽利略坐标变换。在两个坐标系K、K′,时间相等t′=t,则“胖子”爆炸损害的持续时间相等。长度不变L′=L,则“胖子”爆炸损害的面积相等。“胖子” 核分裂爆炸后释放核能E,因m=m。必然使E、E。相等,因此,在两个坐标系死亡人数相等。李子物理学与事实相符而与狭义相对论完全不同。
至于其它观测事实与牛顿力学不符情况,如迈克尔逊—莫雷实验、GPS原子钟时间、引力场频率红移等,在李子物理学(1)—(3)中都有自洽、符合事实的解释。
李子物理学认为[6]:带电粒子在电场中受电场力F(或微波能量)加速,因电场(或微波能量)在地球坐标系速度为c,当带电粒子顺力方向运动时,所受的电场力F会减小。如当带电粒子速度为c时,所受的电场力F=0。这与无动力船顺水流运动受力情况相同。因此,在欧洲大型强子对撞机所有实验中,带电粒子在加速器的加速运动,事实上都不可能超过光速。
李子认为:狭义相对论的质能关系式△E=△mc²,是由质速关系式推导所得,其推导的是动能的变化与质量的变化关系。而柯克罗夫特和瓦尔顿等人实验证据证明的质能关系式△E=△mc²,只是原子核分裂和核聚变反应释放核能时,其能量与质量的关系。二者是两码事。
这些实验并未证明所有能量如动能、势能、化学能、电能、光能、热能、风能、空气能等的变化,都适用这个质能关系式△E=△mc²。因此,包含所有能量的狭义相对论的质能关系式△E=△mc²并未得到实验证实。本文第六节已证明:狭义相对论的质能关系式△E=△mc²不可能正确。
由百度百科“刘武青”可得,中国民间学者刘武青用多个实验证明:狭义相对论的质能关系与实验事实不符。如对电容充电前后质量比较,狭义相对论的质能关系与实验事实完全相反。
电容充电前后体积没有大变化,所受空气浮力没有大变化,但其质量变化值较大(该实验可以在真空条件下进行,完全排除空气浮力的影响),而且与狭义相对论的质能关系完全相反。这也证明了包含所有能量的狭义相对论的质能关系是假原理。
希望有关部门重视刘武青的实验,完全可以在国家实验室重做实验,而不是主观想当然的否定刘武青的实验。
基础研究是科技创新的总源头。这是十三届全国人大二次会议记者会上,科技部部长王志刚的发言。
颠覆性的科技创新,需要颠覆性的基础研究成果。
本文和刘武青的实验,都属于颠覆性基础科学科研成果。希望能引起有关部门重视。
当代中国评上的院士很多,很厉害,为祖国做出了很大贡献,令人敬佩。但新中国成立快70年了,为什么钱学森还问:“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?”,是中国的院士太少?还是没几个能算世界顶尖杰出的人才呢?
在世界科学史6000多个定理中,有人统计中国人的定理不到1%。在自然科学教科书中,几乎没有中国院士科学家理论的内容。
一个国家的科学界,对网上个人发表的颠覆性的基础科学科研成果,如果连国家有关科研机构都不闻不问,不重视,不验证、不作为,甚至反对和在发表平台上封杀。这种封杀不以事实证据和有效逻辑论证为标准,而仅以西方主流假设的理论为标准,对颠覆性基础科学的创新一概否定,必然导致中国科学界基础科学长期落后世界的局面,思维贫乏且缺少创新。
中国院士代表着中国科学界最高水平。由院士对重大科研成果审核,十分必要。
改变中国科学界基础科学长期落后世界的局面,需要国家进行务实的科研体制改革。改革国家权威期刊科研论文的审稿和发表标准,建立中国院士义务审稿制度和审稿人过错责任追究制度。
中国科学界的未来,需要国家科研体制进行重大改革。
参考文献
[1] [英]W.G.V.罗瑟著,岳曾元、关德相译,相对论导论,北京:科学出版社,1980年,98—171
[2] 蔡伯濂著,狭义相对论,北京:高等教育出版社,1991,39—64
[3] 南京工学院等七所工科院校,物理学,下册,北京:高等教育出版社,1978年,249—269
[4] 宓正著,爱因斯坦及相对论,北京:科学出版社,1999,59—61
[5]金岳霖主编,形式逻辑。湖北:人民出版社1997.280-357
[6]李子物理学(1)—(3),李子、李晓露
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李晓露346
4楼
警惕西方在科学领域的欺骗
李子
1. 前言
目前,西方科学界主导、引领着世界科学研究方向。世界级科研成果大奖如诺贝尔奖绝大部分获奖者是西方科学家。世界上主要科学理论、教科书如数学、相对论、宇宙学、化学、生物学等作者大部分是西方科学家。中国几乎为0。有人说中国有些院士写的论文还不如哈佛大学研究生水平。这也许有点夸大,但事实上我国在基础科学领域世界级顶尖科研成果几乎为0,差距确实存在。中国的基础科学远落后于西方科学界,这是我国决策层、科学界必须重视的。
基础科学是科学技术应用的基础,是指导我国科技人员科研、发明、创新、生产、航天工程、高科技作战等各领域判断、决策和行动的主要依据之一。
如果基础科学正确(真实),则能正确地指导我国科技人员的创新、生产、科研和发明。如果基础科学不正确(虚假),则我国科技人员用错误的理论来指导实践,则会误入岐途,走向失败,造成大的损失。
西方某些国家在高科技领域对我国实行封锁、禁止交流甚至进行某些科学技术信息欺骗。其目的是诱我误判和错误决策。如在天文观测信息上,我国天眼观测的天文信息证实美国先前发布的天文观测结论虚假。
中国科学院院士陆大道教授指出:“中国科研资金、方向正被西方国家的SCI所支配,我们的科研人员贫于创新,贫于思想”。这种现象,需要科研体制改革才能改变现状。
所谓的高科技、黑科技,其往往隐含着在某领域的基础科学有颠覆性的重大突破。
因此,对西方科学界的高新科技,一方面需要追踪以免落后。另一方面要实践验证、核实其真伪。同时,应鼓励我国科研机构、大学、企业、民间科学爱好者进行务实的创新。
国家科研机构应包容不同观点,创建良好的学术争辩氛围,建设完善发表学术论文的沟通平台和途径,而不是全面封杀与西方主流不同的观点。
要以实践事实的证据和有效的逻辑论证作为判断理论真假的标准。而不是以西方主流理论为标准,来判断某理论或某科研项目的对错。
以西方公开的主流观点为标准,在发表平台上对非主流文章的封杀,将断送我国一切颠覆性创新,必导致我国的科研人员贫于创新,贫于思想,在科学领域永远落后西方(保密)的高科技理论。
在逻辑论证上,现代西方科学家把理论(相对论、量子力学、宇宙学等)的基础,建立在了主观臆测的基本假设上,而不是建立在严格实验证实的定律上。因基本假设都没有确定、真实、充分的实验证据,全部是猜测,并且是其理论逻辑论证的依据,并不是可有可无的内容,其作者把基本假设作为了真实、正确的基本原理使用。
因基本假设是主观臆测的假设,是一种猜测,并不是已经过严格的实验确知为真的原理,其理论违反了形式逻辑学逻辑论证的规则[1]:论据(依据、原理、公理)应是已确知为真的判断。因此,其理论违反了逻辑科学的论证规则,不合逻辑,是错误的论证。
爱因斯坦在写给物理学家洛伦兹的信中说道:“理论家走入歧途有两种方式,一是恶魔用一个错误的假说带着他到处乱走(这种情况值得同情),二是他的论证就是错的、谎谬的(这种情况该打)”。
在重视实验方面,伽利略于1615年写给克利斯廷娜公爵夫人的一封信上的话:“我要请求这些聪明细心的神父们认真考虑一下臆测性的原理和由实验证实了的原理二者之间的区别。要知道,做实验工作的教授们的主张并不是只凭主观愿望来决定的”。
在世界所有法庭上,对学术上的弄虚作假、欺骗大众的案件审判是较容易的。法官从不采信没有证据的假设。那些指鹿为马或主观幻想的观点,在公正的法庭上,都不予采信。法庭上实行“谁主张谁举证”原则。没有(调查和实践得来的)确定、真实、充分的证据,其假设就不予采信,其主张不予支持。
如在法庭上,物理学家依据广义相对论(理由),宣布当宇宙星球A体积的半径达到史瓦西半径时,主张“A是黑洞”的结论。法官首先审核其理由的真假,即广义相对论的真实性。而法官审核广义相对论的真假时,首先要审核广义相对论的基本假设的真实性。即爱因斯坦有什么确定、真实、充分的证据证明广义相对论的2个基本假设是真实的。全世界没有一个法官会相信没有证据的2个基本假设是已确定真实的。因其理由、论据(基本假设)虚假,则法官对广义相对论不采信,对物理学家的“A是黑洞”主张不予支持。
并且法官要物理学家给出广义相对论自洽的证明,又没人给出。而且本文第5节证明了广义相对论不自洽,如果证明正确,则可得广义相对论属于谬论,更不能采信。
在本文第4节,根据广义相对论黑洞理论,可得光子符合黑洞的条件,由此可得“太阳(A)是黑洞”的结论。该结论与事实完全不符。因此,法官就能判断广义相对论不可能真实、正确。其理论是假的,属于谬论。否则,太阳应是黑洞。
由此可得2016年2月美国LIGO科学家团队所言的两个黑洞A、B是虚假的,其科研成果虚假。还可得2017年10月3日,诺贝尔评奖委员会向世界宣布,美国LIGO科学家团队因为于2016年2月成功探测到引力波的存在,被授予2017年度诺贝尔物理学奖是错误的。
并且还可得:以广义相对论为基础的现代宇宙学也不可能成立;所有以广义相对论为基础的论文都不成立。
一个理论若不一致(自洽),则必然是谬论。这是希尔伯特计划的内容,也是三次数学危机的教训。科学界主流也公认自洽是理论成立的标准。
现代的西方基础科学如相对论、量子力学、弦论、M理论、现代宇宙学等不仅没有一个给出其自洽的证明,而且可以证明这些理论自相矛盾、自我否定、不自洽。根据希尔伯特计划,可以证明都是虚假理论。
下面举例证明相对论、宇宙学的自相矛盾。
2.光子质量的不自洽
引理1:狭义相对论质速关系公式[2] [3] [4]
m= m。/二次根号(1-u^2÷c^2)
引理2:狭义相对论质能关系公式[2] [3] [4]
E=m c^2
光事实上具有能量E。爱因斯坦根据狭义相对论的质能关系公式推出光子的运动质量为:
m=E/c^2=hv/c^2 (2.1)
(其中h为普朗克常数,v为光子的频率)
爱因斯坦说光子的静止质量m。=0,但他没给出证明。
现根据狭义相对论质速关系公式和光子的速度u=c及(2.1)可得光子的静止质量m。:
m。= m ×二次根号(1-u^2÷c^2)
=0 (2.2)
而根据质速关系公式和(2.2)可得光子的运动质量m:
m=m。÷二次根号(1- c^2÷c^2)=0÷0(无法解)
下文用数学的夹逼定理来求解。
由百度百科“夹逼定理”可得:
如果数列{Xn},{Yn}及{Zn}满足下列条件:
(1)当n>N0时,其中N0∈N*,有Yn≤Xn≤Zn,
(2){Yn}、{Zn}有相同的极限a,设-∞<a<+∞
则,数列{Xn}的极限存在,且当 n→+∞,limXn =a。
简单的说:函数A>B,函数B>C,函数A的极限是X,函数C的极限也是X ,那么函数B的极限就一定是X,这个就是夹逼定理。
因质速关系公式的m是速度u的函数f(u),即m=f(u)。
设v是一个很小的速度值(如v=1米/秒)。
数列f(u-v)、f(u)、f(u+v)在u≥v时,满足f(u-v)≤f(u)≤f(u+v)。
因m。=0,当u取其极限u→c可得:
则limf(c-v)=0,其复数模为0。
lim f(c+v)=0×(-ai ),其复数模为0。 (a是常数)
因(c-v )< c < (c+v),则根据数学的夹逼定理lim f(c)的复数模必为0。
又因u=c代入质速关系公式并不产生虚数,因此可得:
当u→c时, 函数f(u)的极限
lim f(c)=0 (2.3)
(2.3)即光子的运动质量m =0,这个数学定理具有必然性。
(2.3)与(2.1)证明了光子的运动质量m既等于0又不等于0,自相矛盾,不自洽。
根据元数学希尔伯特计划,可以判定自相矛盾的狭义相对论属于谬论。
如果狭义相对论是真理,则根据光子的静止质量m。=0、狭义相对论的质速关系公式和数学的夹逼定理必然可得光子的运动质量m=0。而根据狭义相对论的质能关系公式可得光子的能量E=mcc=0。其冲量p=mc=0。由此还可得:光子与电子不可能有大于0的能量交换,光电效应并不成立。由此可得爱因斯坦的光电效应是自相矛盾的虚假科研成果。
当然这与爱因斯坦光电效应解释的另一个答案,光子的运动质量m==hv/c^2完全相反。狭义相对论导致有两个互相否定答案的原因,来源于狭义相对论的自相矛盾,不自洽。
这已充分证明了狭义相对论、量子力学不是正确的理论。
3.质速关系公式的不自洽
1952年,在美国布鲁克海文国家试验室,物理学家们将质子加速到光速的95%,质量提高了3倍,与质速关系公式相符。同年在加州理工学院将电子加速到光速的99.9999%,电子质量竞增加了900倍,与质速关系公式相符。似乎实验事实证实了质速关系公式是真实的原理。
而在该电子坐标系(K′),根据同一质速关系公式,地球与太阳相对该电子运动的质量比其静止质量增加900倍,地球与太阳的万有引力F比地球坐标系增加81万倍。
地球与太阳的距离是时刻变化着的。其长度s大小约为149597870千米。根据狭义相对论力学基本方程:F=d(mu)/dt,因地球与太阳相对电子速度u为光速的99.9999%,该速度u近似恒定,则m是常数。由此可得地球相对太阳的加速度a=du/dt≈900×g。根据运动学公式s=a(t′)`2)/2可得 二者在电子坐标系(K′)的时间t′约1.6小时必然吸引在一起。运动后距离L′必为0。
而且根据狭义相对论力学时间效应可得:在地球坐标系(K),t′慢于t。即所需时间t小于1.6小时。
并且在地球坐标系(K),根据洛伦兹变换公式(2)y= y′=0,公式(3)z=z′=0和在X轴的“棒长缩短”公式:L= L′×二次根号(1-u^2÷c^2)可得,因在电子坐标系(K′)L′=0,则在地球坐标系(K)测量太阳与地球的距离(L)必然为0,这不仅与在地球上观测的事实完全不符,而且与在地球静止坐标系(K)太阳与地球的理论坐标y≠0矛盾,导致不自洽。这再次证明了狭义相对论不是正确的理论。
美国布鲁克海文国家试验室的实验事实,在李子物理学解释为带电粒子在电磁场运动所受的力会减小,而不是粒子的质量增加。
4.宇宙黑洞的不自洽
如果有人说“太阳是黑洞”,则大家都会说这人颠倒黑白,是典型的谬论。而如果“太阳是黑洞”是由相对论推导所得,则大家还相信相对论是真理吗?
下面用相对论证明:太阳是黑洞。
4.1黑洞
根据广义相对论,由百度百科“黑洞”可得:黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大,使得视界内的逃逸速度大于光速。“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。
1916年,德国天文学家卡尔•史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解,这个解表明,如果将大量物质集中于空间一点,其周围会产生奇异的现象,即在质点周围存在一个界面——“视界”一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱。这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰•阿奇博尔德•惠勒命名为“黑洞”。
4.2 史瓦西半径
由百度百科“史瓦西半径”可得:
物体的实际半径小于其史瓦西半径的物体被称为黑洞。
史瓦西半径(Schwarzschild radius)的公式,其实是从物体逃逸速度的公式衍生而来。该值的含义是,如果特定质量的物质被压缩到该半径值之内,将没有任何已知类型的力可以阻止该物质在自身引力的条件下将自己压缩成一个黑洞。
它将物体的逃逸速度设为光速,配合万有引力常数及天体质量,便能得出其史瓦西半径。
根据天体逃逸速度(v)的计算公式计算天体的史瓦西半径。
v=(2GM/R)^(1/2) (4.1)
v指天体的逃逸速度,
为万有引力常数,
为天体质量,
为天体质心与被吸引物体质心的距离。物体的速度若小于一个天体的逃逸速度,就不能摆脱其引力束缚,会被该天体吸引,无法脱离轨道而逃逸到星际空间。
4.3光子的半径
由百度百科“光子的结构”摘录可得:光子是空心的管状体,它是轴全对称结构。光子中的基本粒子按极性同向排列,基本粒子间的耦合涡环如同一条条绳索将它们紧紧捆在一起。光子结构在非晶体中会出现变化,成为反对称结构。
基本粒子的独立涡环和部分基本粒子间耦合的涡环构成光子的内场,内场处于光子体内。在光子体外,弥散着所有基本粒子共同构成的耦合涡环,形成光子的外场,简称光子的场(下同)。光子如同一个微小的磁体,它的场是具有两个极的极性场,简称双极场。
光子内场的包络圆构成一个圆球面,其它光子或粒子很难到达这个包络球的内部,这个包络球体称作光子的粒子体,简称光子体(光子中基本粒子构成的管状体称作光子的本体),相应将这个包络球面称作光子的表面、包络球的半径r0称作光子的半径。
上述光子体就是量子理论中光子的点粒子模型。限于技术水平和基于实证思维,量子理论采用这种粗糙的点粒子模型使得研究得以深入,但由于未把握结构,而不得不将基本的结构所决定的在各种环境下表现出的状态特征,定义为纷杂的各种量子态、甚至视为本征。显然从结构入手,可以使纷杂的量子态变得有章可循,而且能够更好地理解和预言。
4.4光子半径在地球静止坐标系的测量值
引理3:狭义相对论的棒长收缩公式:[2] [3] [4]
L=L′×二次根号(1-u^2÷ c^2) (4.2)
爱因斯坦根据狭义相对论的质能关系推导出光子的运动质量为:m=hv/cc。其中,h为普朗克常量,v为光的频率。普朗克常数的值约为:h=6.6260693(11)×10^(-34) J•s ,单位为焦(J)•秒(s)。
因光子在地球坐标系速度u=c。根据狭义相对论的长度的收缩公式(1)可得:在地球坐标系同时测量光子的半径r0=0。
因在地球坐标系测量光子运动质量为:m=hv/cc。同时测量光子的半径r0=0,光子的体积V=0。由此可得:在地球坐标系测量光子的密度ρ=m/V为无穷大。
光子的半径r0=0,则根据史瓦西半径可得,光子是典型的黑洞。而太阳发出的所有光子都是黑洞,由此必然可得:太阳是黑洞。
4.5黑洞的不自洽
因光子由相对论证明是黑洞。则北京时间2019年4月10日21时,人类首张黑洞照片,周围环绕的一个新月状光环,必然不是可见的光,而照片(证据)却完全相反。由此证明了黑洞的不自洽
该黑洞照片的证据,证明的“爱因斯坦广义相对论被证明在极端条件下仍然成立。”的观点,并不成立。否则,新月状光环必然是黑洞,这与黑洞照片不符。
光是由光子所组成。如果相对论正确,则光子必然是人们看不见的黑洞。然而事实上光是可见的,因此,相对论不可能正确。
这证明北京时间2019年4月10日21时,人类首张黑洞照片,是虚假的科研成果。也证明了近期《科学•进展》发表的英国格拉斯哥大学的物理学家保罗•安托万•莫罗团队拍摄的量子纠缠照片虚假,除非相对论是错误的。
并且,根据狭义相对论的长度的收缩公式(4.2)可得:在地球坐标系同时测量光子的半径r0=0。如果公式(4.2)正确,则物理学家们,怎知道体积为0的光子具有粒子特征?做双缝实验的科学家用什么仪器能观测体积为0的光子是一个个穿过缝的呢?体积为0的2个光子如何看到纠缠?
如果在地球坐标系同时测量光子的半径r0≠0会怎么样呢?根据狭义相对论的长度的收缩公式(4.2)可得:光子的半径在其静止坐标系L′只能为无穷大,否则,L′为有限值时,由公式(4.2)必然可得L= r0=0。这等于说该光子在其静止坐标系比整个宇宙还大,这显然与事实不符。
如果事实上在地球坐标系同时测量光子的半径r0≠0,则证明狭义相对论的长度的收缩公式(4.2)是谬论。由此可得:狭义相对论是谬论。
这充分证明了广义相对论、狭义相对论、量子力学不是正确的理论。
5.广义相对论的不自洽[5]
5.1黎曼几何数轴与代数的矛盾
在爱因斯坦引力场方程中,黎曼几何与代数都是该方程的基础,而广义相对论危机的根源恰恰在于黎曼几何与代数的矛盾。
黎曼平面几何是“二维”平面。然而当建立黎曼几何二维平面坐标系X、Y数轴后,其任何一维数轴都存在自相矛盾,这是导致广义相对论自相矛盾的根源。
二维平面X,Y数轴的单位长,是测量二维物体长度、高度的尺。通常以纳米、厘米、米、千米、光年、100亿光年等为单位。而单位长在数轴的均匀分布可用数值1、2、3、…标示在数轴上。
5.1 定理一:黎曼几何一维数轴与代数存在矛盾。
证明:(用反证法)
假设黎曼几何的数轴与代数不矛盾。
以黎曼几何测地线X数轴为例,根据该假设可得:黎曼几何数轴上的数1,2,3,…,符合代数(数论)的定理。
则在“直线”X数轴上有:1+1=2,1+1+1=3,…。n个1相加,其长度x=1×n。等于n。符合代数加法和乘法定理。
然而,当n趋向无穷大,即n→∝时,计算X数轴的长度,在代数有极限定理 :lim x=∝。而黎曼几何有公设:直线(X数轴)可以无限延长,但总的长度是有限的。由此可得:lim x≠∝。二者互相矛盾。代数理论否定黎曼几何公设,且黎曼几何公设也否定代数的定理。因此,黎曼几何的数轴与代数不矛盾的假设不可能成立。
本定理证毕。
黎曼几何的数轴与代数的矛盾,直接导致广义相对论自相矛盾。即凡是广义相对论用黎曼几何推导的空间弯曲曲率,如光线在太阳附近的偏转、黑洞理论、直线弯曲、宇宙各星球之间的距离、三维坐标值等,完全可以被代数定理全部推翻否定;而其用代数定理求解的引力场方程所有解,如史瓦兹解、水星的近动值[2]等,都可以被黎曼几何的定理全部推翻。因此,广义相对论不自洽。
斯坦福大学的公开课,等效原理、引力场方程的来源及证明,是依据牛顿万有引力定律、牛顿第二定律F=ma等代数公式,和代数的计算规则、定理推导所得。如果教授推导用的代数正确,则黎曼几何公设:“直线(X数轴)可以无限延长,但总的长度是有限的。(即lim x≠∝)”必然是错误的。黎曼几何则是错误的。在黎曼几何基础上推导的引力场方程是错误的。广义相对论则必然是错误的。
如果教授推导用的代数不正确,则由代数推导的等效原理、引力场方程不可能正确,广义相对论也必然是错误的。
5.2 定理二: 黎曼几何二维数轴与代数存在矛盾。[3]
证明:由百度百科“直线方程”可得,几何学基本概念:“从平面解析几何的角度来看,平面上的直线就是由平面直角坐标系中的一个二元一次方程所表示的图形。求两条直线的交点,只需把这两个二元一次方程联立求解,当这个联立方程组无解时,两直线平行;有无穷多解时,两直线重合;只有一解时,两直线相交于一点。”
单独的黎曼几何公理系统相对于欧几里得几何学是不矛盾的。但爱因斯坦将黎曼几何应用于引力场代数方程后,情况发生了变化,黎曼几何与代数在广义相对论引力场方程里一起应用,必然导致广义相对论不自洽。
黎曼几何的公设与代数的直线方程存在逻辑矛盾:
在代数理论中,直线方程表示为:y=kx+b,该方程与黎曼几何公理矛盾。
(1)黎曼几何的公设:直线可以无限延长,但总的长度是有限的。
而代数的直线方程:y=kx+b。当x→∝,其总的长度不可能是有限的。
(2)黎曼几何的一条基本规定:在同一平面内任何两条直线都有公共点(交点) 。
2条代数的直线方程:y1=k1x+b,y2=k2x+c,若斜率k1=k2,b≠c,则两条直线平行,且该二元一次方程组无解,两条直线不可能有交点(相同的解)。但黎曼几何的基本规定:任何两条直线必相交。二者存在逻辑矛盾。
本定理证毕。
5.3黎曼几何与代数存在的其他逻辑矛盾
黎曼几何与代数的矛盾并不仅在上面两点,几乎所有推导的定理都不一致,如三角形内角之和、勾股定理、椭圆方程、三角函数等。如直角边等于1的等腰直角三角形,根据代数三角函数定理tgx =1,则x=45度,可得该直角三角形内角之和必为180度,而根据黎曼几何定理可得该直角三角形内角之和必大于180度,二者互相否定。
在数学理论解析几何平面上,每条数轴都包含着代数,因黎曼几何公设与代数直线方程的矛盾,黎曼几何平面坐标系的数轴本身就是一个矛盾源。其数轴的长度依据代数定理必然为无穷大,而依据黎曼几何公设必为有限长,自相矛盾。
不可能一致。因此,不可能存在一致的黎曼解析几何平面,更不存在一致的三维黎曼立体解析几何。
然而,在现实世界,数学的三维直角坐标系是确定宇宙空间任意一点坐标的有效工具。极坐标也可确定宇宙空间任意一点坐标,二者通过三角函数的定理可以互相转换。在实践中,确定宇宙的空中目标位置是通过雷达确定其三维坐标的。雷达对空中目标坐标计算的原理,就是极坐标和三角函数的定理换算所得。到目前为止,事实上没有黎曼几何三维坐标雷达。也没有黎曼几何三维坐标3D打印机。对于空中目标到达宇宙空间的任意一点A,根据雷达发射电磁波的时间t1和接收反射电磁波的时间t2,△t= t2- t1,由s=c×△t/2可得到A点到雷达的距离,根据雷达的高低角、方位角和三角函数的定理,就能得到A点的欧几里得几何三维直角坐标系坐标(x,y,z)。
因黎曼几何与三角函数定理的矛盾,所以事实上根本不存在A点的黎曼几何三维坐标(x,y,z)。若认可三角函数的定理,则必然可得:直角边等于1的等腰直角三角形内角之和必为180度。其否定黎曼几何的三角形内角之和大于180度的定理。因此,黎曼几何三维坐标系在事实上不可能存在,其理论不真实。
可以进行简单的实验,实际测量读者家门的尽寸,然后将门的四个角的顶点,用广义相对论的黎曼几何三维坐标系写出其三维坐标(x,y,z)来。实践能告诉你,除三维坐标原点(0,0,0)外,事实不存在门四个角顶点的黎曼几何三维坐标(x,y,z)的值。用3D打印机打印该门,在事实上只有欧几里得三维坐标(x,y,z)的值,根本不存在黎曼几何三维坐标(x,y,z)的值。
5.4广义相对论的不自洽
通过数学的证明,证明了黎曼几何与代数不一致,因此,包含黎曼几何与代数的广义相对论的引力场方程,在元数学,根据希尔伯特计划[4] [5],即可判定为谬论。引力场方程导致广义相对论不一致,因此,广义相对论是谬论。
这彻底揭开了广义相对论为什么会矛盾不断,错误百出之迷。
广义相对论将黎曼几何与代数组合在了同一个系统内,必然导致广义相对论不自洽。无论爱因斯坦的几个预言和广义相对论的结论被多少个实验所证实,广义相对论基础的自相矛盾并不会消除,而是永远存在。根据希尔伯特计划判断谬论的规则可得:不自洽的理论必然是谬论。
若去除黎曼几何或代数二者其中的一项内容,广义相对论引力场方程都不能成立。因此,广义相对论必须完全彻底全盘否定。
在李子、李晓露的《广义相对论专题辩论赛(1)-(13)》[6]系列文章中已证明:爱因斯坦的几个预言和广义相对论的结论都有互相否定的2个答案,不自洽。
本文证明严格,理由充分,足以证明广义相对论不自洽。并且证明了任何理论(包括现代宇宙学、超弦理论、膜理论)如果包含广义相对论,则必然不自洽。因此,自洽、完备的大统一理论不可能存在。
如果相对论不正确,则美国LIGO科学家团队依据广义相对论黑洞理论推导的13亿年前两个黑洞A、B碰撞产生了引力波,因广义相对论黑洞理论的不正确,必然导致美国LIGO科学家团队所言的两个黑洞A、B是虚假的,其科研成果虚假。
因此,对西方的某些或全部“科学理论”、“科研成果”进行我方的(逻辑论证)审核、证据的鉴定、质证和重复实验验证,提高我国科技人员识别“科学”真伪的能力,建立真实的中国科学体系,十分必要。这是我国不被某些西方国家“科学成果”封锁、欺骗和误入岐途的必要手段。
参考文献
[1]金岳霖主编,形式逻辑。湖北:人民出版社1997.280-357
[2] [英]W.G.V.罗瑟著,岳曾元、关德相译,相对论导论,北京:科学出版社,1980年,98—171
[3] 蔡伯濂著,狭义相对论,北京:高等教育出版社,1991,39—64
[4] 南京工学院等七所工科院校,物理学,下册,北京:高等教育出版社,1978年,249—269
[5] 广义相对论的不自洽定理—元数学与元物理学(15),李子、李晓露
[6]广义相对论专题辩论赛(1)-(13),李子、李晓露
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李晓露346
5楼
本文应该是世界级顶尖科学成果,有较难的元数学内容。读者不仅要具备数理逻辑、元数学(证明论)、三次数学危机知识,并需对哥德尔不完全性定理及不可证命题有深刻的理解,而且要具备狭义相对论、量子力学、广义相对论、现代宇宙学等知识,才可能读懂和理解文章的全部内容。
第四次数学危机及其导致的物理学危机
李子 李晓露
摘要 本文证明了第四次数学危机。并证明了该危机导致了物理学的危机。提出了化解第四次数学危机的方案。
关键词 第四次数学危机 希尔伯特计划 一致性
数理逻辑 集合论 形式数论公理系统 洛伦兹坐标变换 黎曼几何 狭义相对论 量子力学 广义相对论 现代宇宙学
1.前言
由百度百科“第三次数学危机”可得:第三次数学危机是罗素在集合论发现了罗素悖论,证明了逻辑与集合论是矛盾的。
罗素悖论动摇了整个数学的基础。逻辑与集合论不再是可靠的。自然数的算术也成问题,并导致所有数学理论(包括黎曼几何、欧几里得几何、代数)的无矛盾性都没有得到证明,整个数学大厦都动摇了。因此,震动了数学界,第三次数学危机由此引发。
通过数学家们对集合论的多次修改,将集合的构造公理化,排除了这类悖论集合的存在性。
例如,在策梅洛(Zermelo)和弗伦克尔(Fraenkel)等提出的ZF公理系统(也称ZFC公理系统)中,严格规定了一个集合存在的条件(简单地说,存在一个空集【空集公理】;每个集合存在幂集【幂集公理】;每个集合里所有的集合取并也形成集合【并集公理】;每个集合的满足某条件的元素构成子集【子集公理】;一个”定义域“为A的”函数“存在“值域”【替换公理】等),这样无法定义出悖论的集合。消除了已发现的集合论中的悖论。第三次数学危机就此在一定程度上得到解决。
2.第四次数学危机[1]
一阶理论是一阶逻辑的一个扩充。一阶算术系统包含命题演算公理系统和一阶谓词演算系统。
集合论是以命题演算公理系统和一阶谓词演算系统为基础的数学理论。罗素和怀特海《数学原理》中的形式数论公理系统N也包含命题演算和一阶谓词演算系统。
李子发现和证明了命题演算公理系统存在无数个悖论。简称“李子悖论”。数学再次出现危机。
2.1实质蕴涵存在悖论
设计一个实质蕴涵命题a,a:(p→p)→ ¬ a
(p→p)是永真式,其值恒真。
根据逻辑学[2]五个真值表:如果a真,则¬a假,则实质蕴涵命题:((p→p)→ ¬ a)为假,即a假。
如果a假,则¬ a真, 根据五个真值表可得:((p→p)→ ¬ a)为真。
请问a的真假?
a构成了一个悖论。
2.2析取命题悖论
命题b:(p∧¬ p)∨¬ b
(p∧¬ p)是永假式,其值恒假。
如果b真,则¬ b假,根据五个真值表可得:((p∧¬ p)∨¬ b)为假,即b假。
如果b假,则¬ b真, 根据五个真值表可得::((p∧¬ p)∨¬ b)为真,即b真。
请问b的真假?
b也构成了一个悖论。
2.3合取命题悖论
命题c:(p→p)∧¬ c
(p→p)是永真式,其值恒真。
根据五个真值表:如果c真,则¬ c假,则命题:((p→p)∧¬ c)为假,即c假。
如果c假,则¬ c真,根据五个真值表可得:((p→p)∧¬ c)为真,即c真。
请问c的真假?
c构成了一个悖论。
2.4等值命题悖论
命题d,d:(p→p)↔ ¬ d
(p→p)是永真式,其值恒真。
根据五个真值表:如果d真,则¬ d假,则等值命题:((p→p)↔ ¬ d)为假,即d假。
如果d假,则¬ d真,根据五个真值表可得:((p→p)↔ ¬ d)为真,即d真。
d构成了一个悖论。
问题还不仅如此,悖论2.1、悖论2.2、悖论2.3、悖论2.4表明以任何一个命题代入其中,都会构成悖论。
如将任意一个命题¬ p、p∨q、p∧q、¬ p∨q、¬p∨¬q、……代入悖论2.1、悖论2.2、悖论2.3、悖论2.4的p,就会产生无数个悖论。
而若将任意一个永真式(如:¬ p∨p、p→¬ ¬ p……)替换悖论2.1、悖论2.3、悖论2.4中的(p→p),也会产生无数个悖论。
若将任意一个永假式替换悖论2.2中的(p∧¬ p),同样会产生无数个悖论。
这些悖论的大量存在,对数学理论的影响是相当大的,几乎是一个灾难。它标志着一切以命题演算公理系统为基础的数学理论,包括罗素和怀特海的形式数论公理系统N、集合论,都陷入了自相矛盾的危机之中。所有数学理论的一致性、可靠性深受其影响,并且影响到一切以数学为工具的科学理论的可靠性。
数学面临第四次危机!
3.哥德尔不完全性定理导致第四次数学危机
3.1哥德尔不完全性定理
由百度百科“哥德尔的第一不完全定理”可得:“哥德尔是奥地利裔美国著名数学家,不完备性定理是他在1931年提出来的。这一理论使数学基础研究发生了划时代的变化,更是现代逻辑史上很重要的一座里程碑。该定理与塔尔斯基的形式语言的真理论,图灵机和判定问题,被赞誉为现代逻辑科学在哲学方面的三大成果。哥德尔所发现的被称为“20世纪最有意义的数学真理”当中,最杰出、最具有有代表性、最有震撼力的是哥德尔不完全性定理。”
哥德尔的第一不完全定理:设系统N包含有一阶谓词演算与初等数论。如果N是一致的,则存在命题T在N内不可证。如果N是ω一致的,则¬T在N内不可证。[3] [4]
哥德尔的第二不完全定理:如果系统N包含有一阶谓词演算与初等数论,则当N无矛盾时,它的无矛盾性不可能在N内证明。[3] [4]
3.2哥德尔第二不完全性定理导致第四次数学危机
引理3.1 令L′是L的一致扩充,A是L的合式公式且不是L′的定理。如果现在再构造L的扩充L′′,它通过对L′补加¬A作为新公理而得到,那么L′′也是一致的。[4]
在证明哥德尔的第二不完全定理中,已将哥德尔第一不完全定理形式化表达为:在N内┣consN→T。其中consN符号表达的是“N是一致的”。[3] [4]
显然,如果在N内┣consN,则根据分离规则可得┣T。
则由哥德尔的第一不完全定理的证明可得:在N内┣ ¬ T,即N不一致。
因此,当N无矛盾时,它的无矛盾性consN不可能在N内可证。即哥德尔的第二不完全定理成立。
然而,因在N内┣consN→T,而N包含命题演算公理系统。在N内有定理:
┣(p→q)→(¬ q→ ¬ p),由分离规则可得定理:
┣ ¬ T→ ¬ consN
由引理3.1可得:N存在一致扩充,¬ T作为新公理扩充给N,即┣ ¬ T。则可组成新系统N′′。由此可得:
┣ ¬ consN,即N′′系统可证N是不一致的。又因N是N′′系统的子系统,因此,在N′′系统内可证本系统N′′不一致。
如果N一致,则由引理3.1可得N′′必然一致。现已证
N′′不一致,则必可得N不可能一致。
N不一致,则所有包含形式数论公理系统N的理论不一致。因此,以命题演算公理系统为基础的集合论、罗素和怀特海《数学原理》中的形式数论公理系统都不一致。则所有数学理论的一致性、可靠性未得到证明。
这再次证明:数学面临第四次危机!
4.黎曼几何不一致定理导致的第四次数学危机
4.1数学家们已经证明的相对一致的(自洽的)数学理论[5]
(1)意大利数学家贝特拉米(E.Beltrami,1835-1899)于1869年提出的常负曲率曲面模型(非欧几何学的欧氏模型),德国数学家克莱因(F.Klein,1849-1925)于1871年提出的射影平面模型和彭加勒在1882年提出的用自守函数解释的单位圆内部模型。这些模型证明了非欧几何学相对于欧几里得几何学是不矛盾的。即如果欧氏几何无矛盾,则非欧几何必无矛盾。
(2)希尔伯特的《几何学基础》的出版,标志着数学公理化新时期的到来。希尔伯特把几何学公理的无矛盾性变成了实数算术的无矛盾性。即如果实数算术无矛盾,则几何学无矛盾。
(3)戴德金、康托尔等人独立地建立了实数理论,而且在实数理论的基础上,建立起极限论的基本定理,从而使数学分析(微积分、微分几何)建立在实数理论的严格基础之上,并且进一步把实数算术的无矛盾性归结成自然数论的无矛盾性。即如果自然数论无矛盾,则实数算术无矛盾。
(4)弗雷格和戴德金又把自然数论的无矛盾性归结为逻辑与集合论。即如果逻辑与集合论无矛盾,则自然数论术无矛盾。
根据(1)可得:如果欧氏几何无矛盾,则非欧几何必无矛盾。由逻辑学可证:如果非欧几何矛盾,则欧氏几何矛盾。
同理可证:如果欧氏几何矛盾,则实数算术矛盾。
如果实数算术矛盾,则自然数论矛盾。
如果自然数论矛盾,则逻辑与集合论矛盾。
4.2黎曼几何不一致定理[6]
李子、李晓露在《黎曼几何不一致定理》[6]文中,证明了黎曼几何不一致。
由逻辑学可证:如果黎曼几何不一致,则包含黎曼几何的非欧几何必不一致。
由数理逻辑分离规则可得:非欧几何不一致。
根据本文4.1证明和分离规则可得:欧氏几何矛盾、实数算术矛盾、自然数论矛盾、逻辑与集合论矛盾。
由此可得:数学所有理论(包括黎曼几何、代数、洛伦兹坐标变换、微积分、微分几何)都是矛盾的(不一致的)。
全部数学理论在整体上出现了生死存亡的危机。第四次数学危机是一个全面、深刻的科学危机。
5.第四次数学危机必导致物理学的危机
如果代数、微积分不一致,则代数、微积分不正确。由此可得狭义相对论的洛伦兹变换代数公式、钟慢效应代数公式、质速关系代数公式、狭义相对论力学微分代数基本方程、质能关系代数公式、广义相对论的引力场微分代数方程、量子力学的代数方程及其推导、现代宇宙学、超弦理论、M理论等几乎所有理论的数学推导、计算全部不正确。
如果黎曼几何不一致,则黎曼几何不正确。由此可得以黎曼几何为依据的广义相对论不正确。并导致以广义相对论为依据的现代宇宙学不正确。还导致2019年4月10日21时,全球六地多国科研人员合作,多重“验证”的,由广义相对论推导的黑洞,存在不公正的验证。
这种对已被证明错误理论的实践验证,存在实践者选择性实践问题。如“证实”狭义相对论的钟慢效应的实践。
根据狭义相对论的钟慢效应,相对运动坐标系K′原点时间△t′比“静止”坐标系K同步钟的时间△t慢。由钟慢效应公式推导可得:因GPS卫星相对地球以线速度u运动,则其原子钟每天比地面原子钟慢7us。通过实测,与实践事实基本吻合,由此实践验证了狭义相对论的钟慢效应符合事实,验证了狭义相对论正确。
然而,该实践事实同时证明了地面原子钟比GPS卫星原子钟每天快7us。
因地球相对GPS卫星运动,根据钟慢效应公式同理可得:地面原子钟应该比GPS卫星原子钟每天慢7us,而事实相反。这证明狭义相对论的钟慢效应不符合事实,验证了狭义相对论不正确。并且,狭义相对论是广义相对论的基础,依据这个实践,就可得:广义相对论不正确。
但主流科学家们不这样做,只选择验证相对论是对的,不选择验证相对论错的,存在不公正的验证。
数学危机不仅导致数学出现生死存亡的危机,而且导致一切以数学理论推导的其他科学理论(包括相对论、量子力学、现代宇宙学、超弦理论、M理论等)几乎所有理论,都出现生死存亡的危机。
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李晓露346
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6. 当代物理学家对数学危机的无知
20世纪以来,包括当代西方、中国现职大部分物理学家们,对数学的危机缺乏足够的了解或无知,认为数学只是一个工具,是否正确无关紧要。特别是现职有话语权的物理学家为了保其社会地位、科研成果和饭碗,坚决反对不同观点。
然而一问其:请你给出你理论中数学(如洛伦兹坐标变换数学理论、黎曼几何)的绝对一致性(或正确)的证明?则无人给出证明。
而且,当代西方、中国现职大部分物理学家们对元数学理论的一致性标准,不清楚、不了解、不关心。他们一方面在自己发表的论文中都用数学公式来证明自己的物理论文是正确的;而另一方面却又不愿接受数学界的希尔伯特计划,及哥德尔不完全性定理证明的第四次数学危机。
2002年8月17日,著名宇宙学家霍金在北京举行的国际弦理论会议上发表了题为《哥德尔与M理论》的报告,认为建立一个单一的描述宇宙的大统一理论是不太可能的。这证明霍金认可哥德尔不完全性定理。
爱因斯坦晚年期望建立完备、自洽的(一致的)大统一理论。这里的“自洽”字典解释就是自相一致。完备、自洽的概念来源于元数学,这证明爱因斯坦也认可元数学,知道理论不能自相矛盾,必须自洽。
然而一要求物理学家们给出相对论自洽的证明时,则无人回答。
如果物理学家们连相对论中所包含的数学(洛伦兹坐标变换、黎曼几何、代数、微积分等)是否自洽都不清楚,又怎能证明相对论自洽呢?
如果去掉数学的内容,则几乎所有科学都无法存在。如去掉代数,则狭义相对论的4个洛伦兹坐标变换(代数)公式、钟慢效应(代数)公式、质速关系(代数)公式、狭义相对论力学(代数)基本方程、质能关系(代数)公式全部不存在。
如去掉黎曼几何的内容,则广义相对论的引力场方程不成立。
因此,如果去掉数学的内容,则狭义相对论、量子力学、广义相对论、现代宇宙学、超弦理论、M理论等都无法存在。
数学不仅是物理学证明其观点、结论的依据,而且是物理学必不可少的内容。
数学理论的一致性(自洽)是理论物理学一致性(自洽)的基础和必要条件。
因此,数学危机不仅导致数学出现生死存亡的危机,而且导致一切以数学理论推导的其他科学理论(包括相对论、量子力学、现代宇宙学、超弦理论、M理论等)几乎所有理论,都出现生死存亡的危机。
7.第四次数学危机的化解
在《李子逻辑学》[7]认为命题的值不仅有真假二值,还有多值命题和虚值命题(悖论)。物理学也存在多值命题(如量子力学的概率事件)和虚值命题(如广义相对论的时间机器悖论)。
《李子逻辑学》让大家重新认识命题的种类,将命题分为三类,区分了二值命题、多值命题(偶然性命题、或然性命题)和虚值命题(悖论),用三个公理系统各自进行演算并且互相关联。从而将悖论与二值命题分离,只能进入各公理系统进行演算,化解了悖论难题。
虽然悖论p是虚值命题,但命题(p ↔ ¬ p)在《李子逻辑学》却是二值命题,是可以判定和证明其真假的,这是二值命题与虚值命题的关联。因此,悖论也有真悖论和假悖论之分。
虚值命题与虚数相似,虚数在现实真实世界并不存在,如科学家无法实际测量1米×i的长度,1秒×i的时间和1公斤×i的重量,无法确定事实情况,但虚数与实数有关联,i^2= -1。而悖论自相矛盾,也无法通过事实检验,如不可证命题悖论。悖论p不能确定其真假,其值为i,称为虚值命题,但命题(p ↔ ¬ p)是真命题。
在《GEB-一条永恒的金带》[8]书中的图2上升与下降是利用人的视觉上的错觉,虚构的图画,与悖论相似,不能在事实上建造这种楼梯。图画脱离事实,不是真实的建筑物,但可以画出来。
《李子逻辑学》可以化解第四次数学危机并彻底解决一直困扰人们的悖论问题。并为开发判定命题真假和计算、论证信息真假及决策的多值计算机和人工智能系统,提供基础理论。
参考文献
[1] 第四次数学危机及其影响(2),李子、李晓露
[2] 莫绍揆 徐永森 沈百英,数逻理辑,北京:高等教育出版社1984
[3]莫绍揆,B6证明论,现代逻辑科学导引(上册),中国人民大学出版社,1987年。
[4] 朱水林著,哥德尔不完全性定理,沈阳:辽宁教育出版社,1987年。
[5] 第三次数学危机,胡作玄著,四川:四川人民出版社,1985年。
[6]黎曼几何不一致定理,李子、李晓露
[7] 二值命题论证公理系统I,李子、李晓露
[8] 乐秀成编译,GEB-一条永恒的金带,成都,四川人民出版社,1984年。
[9]多值命题论证公理系统II(待发表)李子、李晓露
[10]虚值命题论证公理系统III(待发表)李子、李晓露
[11]郑毓信编著,现代逻辑的发展,沈阳:辽宁教育出版社,1988年。
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李晓露346
7楼
李子物理学(1)
李子 李晓露
摘要 本系列论文在已知的实验事实、观测事实和狭义相对论专题辩论赛(1)-(13)、黎曼几何专题辩论赛(1)-(6)、广义相对论专题辩论赛(1)-(13)、宇宙学危机(1)-(16)、量子力学的危机、物理学不完备定理(1)(2)、元数学与元物理学(1)-(10)、科学的基础不能建立在假设上(1)-(5)等文章基础上,创建新的物理学。
关键词 狭义相对论专题辩论赛 黎曼几何专题辩论赛
广义相对论专题辩论赛 宇宙学危机
1. 前言
通过系列文章包括狭义相对论专题辩论赛(1)-(13)[1]、黎曼几何专题辩论赛(1)-(6)[2]、广义相对论专题辩论赛(1)-(13)[3]、宇宙学危机(1)-(16)[4]、量子力学的危机[5]、物理学不完备定理(1)(2)[6]、元数学与元物理学(1)-(10)[7]、科学的基础不能建立在假设上(1)-(5)[8]等文章可得:狭义相对论不自洽;黎曼几何不真实并且导致广义相对论不自洽;现代宇宙学不自洽;狭义相对论导致光子动质量、能量不自洽及量子力学不自洽;超弦理论、M理论不真实等结论。
根据元数学与元物理学(7)[7]可得:自相矛盾的理论(A)必然包含定理p和定理┓p ,二者必有一假。 A的定理不可能都真实,则A不可能是真理。如爱因斯坦根据狭义相对论的质能公式(8)推出光子的运动质量为:m= E/c^2=hv/c^2,而在《科学的基础不能建立在假设上(5)》[8]同样根据狭义相对论必然可得:光子的动质量为m=0,这两个结论自相矛盾,必然导致狭义相对论不真实,则狭义相对论不可能是真理。
根据元数学与元物理学(4)[7]判定命题真假三大法则可得:因光子的能量m×c^2=0与事实完全不符,则此命题必为假命题。由此可得:狭义相对论不可能是真理。
物理学、宇宙学需要重建,化解危机。
物理学是一门需要实证的科学。理论符合实践事实才能成为科学,才能指导人们正确开展生产、科研活动。然而作者只是一个草根,无条件开展大规模实验活动,只能在已知公认的实验基础上,进行一些物理学创新探索,显然这种探索是十分有限的,并且创新理论的真实性受到公认实验正确性的制约,有些物理命题的真假无法通过必要的实验证实,无法作更深入的研究,对此笔者感到无奈,在此仅作抛砖引玉之用。
目前创新的物理理论一千人有一千个观点,如空间是几维的就有多个观点,但事实只会有一个。而空间几何、时间、坐标变换是物理学、宇宙学创建的必经之路。本系列文章从几何学、时间、坐标变换着手,探索新的物理学、宇宙学。为区别其它不同的理论,本系列文章命名为李子物理学。
2. 空间及三维直角坐标系
物理学、宇宙学都涉及到空间。数学的几何学、代数、微积分等为它们的理论研究提供了定量分析的数学计算基础。但数学理论本身也具有真假性质,选择正确的数学理论才能获得正确的物理学。根据黎曼几何专题辩论赛(1)-(6)[2]和科学的基础不能建立在假设上(3)[8]所得结论,黎曼几何不真实,是谬论而不是真理。
欧几里得立体几何学,其空间三维坐标轴互相垂直,其数轴上的数值关系(如勾3股4玄5)符合勾股定理,代数方程的求解与解析几何结论相符,如代数的两个直线方程,即二元一次方程组y=0,y=1无解,欧几里得几何学第五条公理称为平行公理(平行公设),可以推导出定理p:通过一个不在直线上的点,有且仅有一条不与该直线相交的直线。即直线y=0,y=1不相交,二者在解析几何平面完美吻合。解析几何直角三角形内角之和与欧几里得几何学的勾股定理完全相符。在建筑工程学、机械制图、3D打印和在宇宙中的GPS空间三维坐标定位等实践中,都证实欧几里得立体几何学与事实相符,并未发现与事实不相符的情况,应该确认欧几里得立体几何学是真实的理论。
本系列文章采用欧几里得立体解析几何作为李子物理学的空间三维直角坐标系,三个互相垂直的坐标数轴的交点为原点。如果需要每个人都可以做一个互相垂直的三维坐标数轴实物模型作为真理的证据。在宇宙空间任意一点都可以作为三维坐标系原点,三个互相垂直的坐标数轴确定方向后,则宇宙空间任意另外一点,都可以在此三维坐标系确定其瞬时坐标(x,y,z)。因李子物理学不存在黎曼几何三维坐标系,所以广义相对论、现代宇宙学在李子物理学不成立。因此,黎曼几何专题辩论赛(1)-(6)、广义相对论专题辩论赛(1)-(13)中证明的逻辑矛盾,在李子物理学不存在。并且,弦理论、M理论等高维空间理论在李子物理学不存在。
3. 相对坐标系静止的空间坐标变换
空间在事实上存在长、宽、高三维。3D打印机的出现,已经充分证明宇宙空间是欧几里得三维空间。世界上任何一几何形状(尺寸在3D打印机输出范围)的物品,完全可以由欧几里得三维直角坐标系定位打印出来。如果按比例缩小,3D打印机甚至可以打出整个宇宙模型,而广义相对论认为宇宙是黎曼几何空间。但黎曼几何的三维空间在3D打印机事实上不存在。3D打印机的欧几里得三维直角坐标系彻底否定了黎曼几何。
3D打印事实同时还证明:时间和空间是相互独立的,同样的产品人工生产也可以。对三维立体产品而言,不存在某产品的三维空间的某点对应必然的时间,证明了时间和空间没有必然关系,并且不存在四维及四维以上的空间。如果空间是四维,则3D打印机缺少一维信息数据,不可能生产出四维产品。而如果空间是四维,则宇宙任何立体物质必然都是四维,3D打印产品必然是四维产品,导致矛盾。因此,不可能存在四维及四维以上的空间。
当两个坐标系K、k′相对运动速度u=0时的空间坐标变换,无论是洛伦兹坐标变换还是伽利略坐标变换,将u=0代入即可获解。
相对坐标系静止的空间坐标变换有所不同。如在地球静止坐标系K,地球本身存在自转,K坐标系是旋转的坐标系,相对K坐标系静止的空间坐标变换即为k′相对K坐标系静止,无位移。
如在地球某建筑一楼建立三维空间直角坐标系K(x,y,z),在该建筑三楼建立另一个三维空间直角坐标系k′坐标系用(x′、y′、z′)表示。设两个坐标系的三个数轴平行且方向同相,无位移, k′坐标系原点在K坐标系坐标为(0,a,0),则两个坐标系的变换关系如下:
x′= x (3。1)
y′= y - a (3。2)
z′= z (3。3)
以此类推,可以得到宇宙各点相对静止时(或瞬时)的坐标变换。
这种相对静止坐标系的空间坐标变换,如地球建筑物坐标系之间的坐标变换与时间无关。即在任意时间测量坐标系任一静止点(如电视塔高度)的坐标始终不变,并不需要知道测量时的时间值,因此,时间与空间是互相独立的,只有在测量相对运动物体空间坐标时,才需要时间参数。
如果在这两个坐标系各有一部雷达,时间相同,则可以对同一个空中目标精准确定其坐标值,并且两个坐标系k、
k′换算的答案完全一样。
但在地球不同高度线速度和重力位都不同。在狭义相对论和广义相对论的时间与空间是紧密相关的,空间的位置不同,时间是不同的。时间不同,用光或雷达测量空中目标或电视塔高度坐标就必然不同。这是李子物理学与相对论的不同点。
4.时间
时间是能反映宇宙物质、信息等动态变化快慢的一个参数。
在物理学空间任意两点的直线长度称为距离。物质由空间的一点运动到另一点的距离称为位移s。衡量物质运动快慢的另一个参数是速度v,根据运动学,时间t与二者的物理关系是t= s÷v 。
因米尺是测量空间任意两点距离长度的工具之一,时钟是测量时间的工具之一,所以物质运动的位移、时间、速度都是可以测量的。通过测量这一实践活动,可以验证运动学与事实是否相符,从而可判断运动学、物理学的真假。
在相对论光速的矢量叠加法不成立,否则存在超光速坐标系。狭义相对论的时间与合速度方向相同,是矢量,否则当一个钟有不同运动方向、大小的分速度vx、vy、vz时,会导致该钟有3个不同的时间值而自相矛盾,而事实上所有钟在某瞬时只有一个值。
在地球K坐标系根据运动学,当△t>0时,可得光子的位移s=c×△t。而根据狭义相对论相对运动钟慢效应,光子的时间增量△t′=0,在光子K′坐标系,根据运动学光子与地球的位移s′=c×△t′=0。这表明在两坐标系光子永远都在x′=x=0的原点,不可能到达x= c×△t的空间位置,与地球不可能有任何位移,二者自相矛盾。
有些学者否定相对论,但其在创新物理理论时又保留洛伦兹坐标变换,这实质上犯了爱因斯坦上面同样的错误。选择了不自洽的洛伦兹坐标变换作为理论的数学基础,这种创新的物理理论必然存在自相矛盾。
李子物理学认为:位移是有空间方向和长度的矢量,速度是有空间方向和大小的矢量,时间是有长短而无空间方向的标量。通过运动我们可以回到出发时空间坐标的起点,但时间在事实上是不可逆的。没有谁在事实上能回到1915年,把已经去世的爱因斯坦请回来。但信息在事实上可以存储,甚至可以通过电脑改变信息内容。我们可以重播过去的信息,接收宇宙过去的信息,但这并不表示时间已返回过去,爱因斯坦活体在事实上已不复存在。大量的事实证实时间是不可逆的,并且没有充分的证据证明时间是可逆的。也没有充分的证据证明时间存在虚时间,至今没有谁能提供测量虚时间的时钟。
根据已知空间两点的距离 y2-y1,用光通过这两点y1、y2的位移s = y2-y1所用的时间△t= t2-t1,根据运动学可测得光的平均速度:
v=s÷△t (4。1)
用微分可得瞬时速度:
dv=ds/dt。 (4。2)
因光速是匀速直线运动,则光的平均速度与瞬时速度相等。
假设GPS卫星是地球的同步卫星(卫星与地面的角速度相同),距离地面K坐标系原点(0,0,0)为y2 = 2万千米,这一距离和其坐标始终保持不变。现在K坐标系原点向同步卫星发射一光信号A,问A光的平均速度v=?
如果A光在地球K坐标系v=s÷△t= c 符合事实,是真实的。则A光在其他坐标系速度是多少呢?
解:因GPS卫星线速度ux时速为1.4万千米,根据狭义相对论,它的星载原子钟每天要比地球上的钟慢7微秒。根据狭义相对论洛伦兹变换公式y′=y,即A光的位移在星载原子钟K′坐标系s′=s,而星载原子钟K′坐标系钟比地面原子钟慢,即A光由原点y1=0到y2= 2万千米的位移,用的时间少,即星载原子钟增量△t′小,则在原子钟K′坐标系A光的平均速度为v′= s′÷△t′ >c 。这证明狭义相对论的基本假设 b[9]:“静止”坐标系中所有光线都以确定速度c运动,不论光线是由“静止”物体还是由运动物体所发出的。该假设是假的。
而根据广义相对论,由于GPS卫星的原子钟比在地球表面的原子钟重力位高,星载时钟每天要快45微秒,则在原子钟K′坐标系A光的平均速度为v′= s′÷△t′ < c 。这同样能证明狭义相对论的基本假设 b:“静止”坐标系中所有光线都以确定速度c运动,不论光线是由“静止”物体还是由运动物体所发出的。是假的。
光的速度不仅导致狭义相对论自相矛盾,也直接导致狭义相对论与广义相对论相矛盾。
如果在GPS卫星测量A光的频率,根据狭义相对论的横向多普勒效应,A光的频率有自相矛盾的两个答案。即根据狭义相对论的相对运动时间变慢公式,因地球相对GPS卫星存在运动,则可得地球(光源)的时间比卫星的时间慢,A光的频率应该红移。另一个答案是因GPS卫星相对地球存在运动,则卫星(探测器)的时间比地球的时间慢,应该蓝移。两个答案自相矛盾。
而在《广义相对论专题辩论赛(12)》一文中,由广义相对论等效原理推导的引力红移也存在两个答案。答案一是GPS卫星每天快45微秒。答案二较复杂,有如下推导:
网上等效原理的推导在逻辑上存在混乱。主要问题是引力场的方向是确定的,但没有明确规定等效原理等效的加速度方向。
如果地球的光源等效加速度g方向向上,GPS卫星探测器等效加速度a方向也向上,但g>a,则按照多普勒效应公式可得:探测器测到的A光的频率f'应是蓝移。这与按照广义相对论,在引力场中的时钟要变慢,其光谱线会发生红移,完全相反。
如果光源、探测器等效的加速度与引力场方向一致,因g>a,则连续测量A光红移值一年,其值应该越来越大,其对应的时间应远大于45微秒。这与实际测量的红移值基本不变的事实也完全不相符。广义相对论引力红移的两个答案也自相矛盾。
相对论时间的两个自相矛盾的答案证明,相对论的时间不是真理。它可以由任一答案否定和推翻另一个答案。
同步与校准时钟。
在地球坐标系可以采用爱因斯坦校对时钟方法,即A、B两钟距离为r,当A钟时间为t时,发出一个光信号,B钟接收此光信号将B钟调整到t+r/c 。以此方法可以校准和同步本坐标系所有静止的时钟。
根据爱因斯坦校对时钟方法,事实上并不难校正GPS卫星的时钟,也不难测量A光的频率。但如果光在GPS卫星K′坐标系的速度为c,则星载原子钟的时间△t′= s′÷c只可能有一个答案,这个答案与地球原子钟的时间△t= s÷c因s′=s,所以必然完全相同,即地球原子钟的时间与星载原子钟的时间必然相同,即△t′= △t 。
在狭义相对论和广义相对论的时间与空间是紧密相关的,空间的位置不同,时间是不同的。而在李子物理学,根据《物理学不完备定理(4)》[10]一文证明的结果:相对运动坐标系的时间不可能不同。因此,在李子物理学各坐标系各点的时间都相同,即t′= t 。
已知的事实:1。GPS卫星时钟与地球时钟误差。
GPS卫星的原子钟比在地球表面的原子钟事实上快。为了解决GPS卫星的原子钟比在地球表面的原子钟快的问题,航天人将GPS卫星的原子钟调慢了38微秒。主流科学家称GPS卫星的原子钟证实了相对论是真理,而光速存在的逻辑矛盾已证明相对论不可能是真理。
已知光在空气中的速度近似为c。如果在地球有两个相同的原子钟,将其中的一个原子钟B故意调快38微秒(使B钟与GPS卫星的原子钟同步),各自按照原子钟指示值计算A光由原点y1=0出发,任一时间后的位移,显然二者答案不一样,根据B钟对A光脉冲的坐标定位与事实不符,这表明:
1。地球的时间和原子钟B的指示值是两码事。
2.A光的实际速度c并未受到不准钟B的指示值的影响。
3.GPS卫星的原子钟调慢38微秒后才提高定位精度,这说明是GPS卫星的原子钟和B钟变快了,而不是其时间快了。
4.将B钟再调慢38微秒后,即能根据B的指示值准确定位A光的坐标值,说明地球与GPS卫星的时间完全相同。
时钟是测量时间的工具。但时钟并不一定等同时间,时钟变快不等于时间变快。原子钟完全有可能因所处环境的客观条件不同而变快或慢。
GPS卫星的原子钟比在地球表面的原子钟快,很可能是因为高空引力小,使其振动频率变快,并且,GPS卫星在不同高度,原子钟的变化值不同,这一规律需要实验证实。
中国的北斗定位系统涉及千家万户,关系到国家安全,希望中国的航天人不迷信相对论,通过实践探索,寻找真知。
测量相对运动坐标系时间关系实验(可通过多普勒效应测量)。即在高铁列车上放置一个光源和一个探测器 ,在地面也放置同样的光源和探测器,互相测量2个光源频率,必有实践事实答案。因时间才是光源频率的关联因素,光源频率受其时间的影响,但不会受时钟快慢的影响,所以可以通过实践了解相对运动坐标系的时间关系,当然地球的磁场、引力场是否导致光信号频率红移,数量多少也需通过实验给出答案,即在两地点静止测量即可。
已知的事实:2。高空高速运动μ介子寿命长测量事实。
本文作者认为高速运动μ介子寿命长并不是相对运动原因所致。因为在地球静止的μ1介子相对高空的μ2介子存在相对运动,但μ1介子比μ2介子寿命短,所以,相对运动不是高速运动μ介子寿命长的原因。从逻辑上讲有下面几种可能:
(1) 高空温度低,导致了μ2介子寿命长。当然,这可以通过低温实验,证实低温μ介子寿命长的真假。
(2) 高空引力场小,导致了μ2介子寿命长。这也可以通过高空常温实验,证实真假。
(3) 相对地球引力场、磁场运动,导致了μ2介子寿命长。这也可以通过实验,证实真假。
(4) 当然还存在其它可能,这都需要由实验给出真知。不能靠猜测、假设。
以上几种情况都可能导致高空高速运动μ介子寿命长,而不是其时间慢。
因在狭义相对论专题辩论赛(2)[1]已证洛伦兹变换公理系统的解结论1与结论2不一致,导致狭义相对论不自洽。所以,相对运动导致μ2介子寿命长之说不成立。
已知的事实:3。光的速度与宇宙的年龄
光的速度与宇宙的年龄都与时间存在必然的关系。只有证明相对论的时间是与事实不符的,创新新的时间观念才有必要。而对时间不进行研讨,创新的物理学的时间规律及光速必然隐含时间矛盾问题。
由百度百科“宇宙的年龄”可以得到多个答案。根据大爆炸宇宙模型推算,宇宙年龄大约138.2亿年!这些推导有哈勃定理、铀的光谱等依据(证据)。
本文根据相对论和光速来推导。宇宙真空中的光速c涉及三个参数即空间位移s、时间t、速度c。如果宇宙任意两个星球A、B诞生于宇宙138.2亿年前的那次大爆炸,到现在A、B最远位移s不会超过138.2亿年×c。因为根据狭义相对论任何坐标系只要相对速度为c,A、B的时间t都将停止,其值为0,根据运动学s=ct可得:二者的位移必然停止。
而且根据狭义相对论,若A、B相对速度为c,则A相对B的质量为无穷大,A引力场为无穷大,根据广义相对论引力场为无穷大的空间点时间为无限慢,A的时间将停止。同理B的时间也必然停止。
根据运动学s=vt可得:当t=0时,s=0不可能存在位移。而现在的事实是A、B距离超过138.2亿光年的星球大量存在,如在地球东方的类星体A有100亿光年,与地球西方的类星体B也有100亿光年,二者在事实上距离为200亿光年。
爱因斯坦根据狭义相对论的质能公式(8)推出光子。同理根据质能公式(8)可推出其他频率电磁波的新粒子,如微波、紫外线、红外线等都具有能量,同理可得微波子、紫外子、红外子、还有以光速运动的引力子等。如果说达到光速的所有坐标系相对论原理不成立,因地球相对它们以光速c运动,则在地球坐标系相对论原理不成立,这等于全面彻底否定了相对论。
在宇宙奇点大爆炸中产生并在宇宙中传播的光子、微波子、紫外子、红外子、还有以光速运动的引力子的年龄为138.2亿年,而根据狭义相对论相对运动时间变慢公式(5。1),地球坐标系的时间比光子、微波子、紫外子、红外子的时间慢,在地球坐标系宇宙年龄时间永远为0年,这显然是谬论。地球相对于光子存在运动,则根据狭义相对论相对运动时间变慢公式可得:地球的时间必然比光子的时间慢,这与事实完全不符。
在狭义相对论时间都是相对的,不可能有138.2亿年固定唯一的答案。在广义相对论时间也是相对的,它取决于空间的位置,在引力场大的地方时间慢。然而引力场取决于质量的大小,根据狭义相对论质量是一个相对量,地球的质量相对于光子、微波子、紫外子、红外子、引力子为无穷大,时间为0,并且其位移必然为0,宇宙所有星球和地球一样,其时间为0,位移都为0,则宇宙不可能大爆炸和膨胀。宇宙学存在自相矛盾并与事实完全不符。
上面的证明表明相对论的时间观念是错误的。主流科学家们一方面说在高速运动(如粒子加速器)的物理推导必须用相对论;另一方面对于高速运动的光子、微波子、紫外子、红外子、引力子却又不用相对论,这种双重标准不知还要蒙骗世界多久?人类还需要向后代教授相对论“真理”吗?
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李晓露346
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5.相对运动坐标系的坐标变换
根据《物理学不完备定理(4)》一文证明的结果:相对运动坐标系的时间不可能不同,因此,在李子物理学各坐标系时间相同,即t′= t 。
因此,相对匀速直线运动坐标系的坐标变换为伽利略坐标变换,即:
x′= x-ut (5。1)
y′= y (5。2)
z′= z (5。3)
t′= t (5。4)
其中u为k′相对K的速度。
在李子物理学因只采用伽利略坐标变换,则狭义相对论的洛伦兹坐标变换不成立。因此,狭义相对论在李子物理学不成立,也不存在狭义相对论专题辩论赛(1)-(13)的自相矛盾。
在伽利略坐标系速度矢量法成立,光速可以大于c,两束运动方向相反光的相对速度为2c。但要注意光速是相对介质(阅本文6)的速度,和声音的声速是相对介质的速度类似。
当然,伽利略坐标变换是一种简单相对运动-匀速直线运动。更复杂的运动如相对旋转运动或变速运动的变换关系都可以在伽利略坐标变换基础上,通过运动学和数学严格推导出来。如在X轴的匀加速直线运动坐标变换:
x′= x-(v。t+(1/2)×a×t^2 ) (5。5)
y′= y (5。6)
z′= z (5。7)
t′= t (5。8)
其中v。为k′相对K的初速度,a为k′相对K的加速度。
如果在K坐标系原点放置一探测器,在k′坐标系原点放置光源A,连续测量光源频率,根据多普勒效应,其红移值必然越来越大。当v。=0,a=g,t=365天,其末速度vt =gt≈c,则红移值为无穷大。如果k′坐标系的加速度g等效为引力场g,则光源A的红移值应该为无穷大。
如果广义相对论的等效原理是真理,则地球表面引力场g可等效为加速度g,GPS卫星等效的加速度为a,则在GPS卫星测量地面发射的光信号,因g>a,若等效的加速度方向与引力场一致,则连续测量该光红移值一年,其值应该越来越大,其对应的时间应远远大于45微秒。这与实际测量的红移值基本不变的事实完全不相符。
如果太阳是光源,根据等效原理太阳等效离远地球加速运动,在地球的探测器等效离远太阳加速运动,探测器连续一年测量太阳光频率应该红移值逐渐为无穷大,太阳发出的光必然红移为不可见的低频率电磁波,我们观看太阳应该是黑洞,这与事实完全不符。
以上的事实证据足以证明广义相对论的等效原理是谬论。
匀加速直线运动坐标变换与广义相对论的等效原理是互相否定的。相对匀加速直线运动的红移值否定广义相对论在GPS卫星原子钟上的等效原理。完全可以通过实验,实际测量匀加速(g)直线运动的红移值,与引力场g的红移值是否相等,来判断等效原理的真假。事实决定真假。
此外,极坐标也是数学确定空间位置的一种方式,其与直角坐标系可以互换。
6.伽利略坐标变换面对的问题
伽利略坐标变换面对事实的问题之一是迈克耳逊—莫雷实验。
根据牛顿经典力学,宇宙存在绝对静止坐标系,并认为太阳坐标系是绝对静止坐标系,以太介质在绝对静止坐标系静止,光只在以太介质中的速度为c。并且牛顿经典力学采用了伽利略坐标变换。
如果牛顿经典力学成立,根据伽利略坐标变换可得:光在迈克耳逊—莫雷干涉仪两臂以太介质中的相对速度不同,必然存在光程差,并应能观测到干涉条纹移动现象。迈克耳逊—莫雷实验证实,事实上观察不到干涉条纹移动现象,这导致物理学家质疑牛顿经典力学。而爱因斯坦的狭义相对论“能够解释”这一事实,在狭义相对论洛伦兹坐标变换成功公认的同时,伽利略坐标变换必然不成立。
在李子、李晓露《狭义相对论专题辩论赛(8)》[1]证明了:由狭义相对论可得干涉仪存在两个自相矛盾的答案:
答案一:在地球k′坐标系,因干涉仪两臂长度L′相等,光在迈克耳逊—莫雷实验两臂速度相同,都为c,因此观测不到干涉条纹移动现象。
答案二:由太阳K坐标系推导可得:根据狭义相对论基本假设b可得:光在迈克耳逊—莫雷实验两臂速度相同,都为c,但同时测量其两臂长度并不相等。根据狭义相对论运动方向长度缩短公式,Y轴臂旋转到X轴后,其臂会缩短为:
L= L′×二次根号(1-u^2÷c^2) (6。1)
另一X轴臂旋转到Y轴后,其臂会伸长L= L′。光在不相等长度的两臂运动则必然存在光程差。根据《狭义相对论专题辩论赛(8)》的数学计算,在太阳K坐标系计算地球干涉仪光程差的变化造成的条纹移动约为0.4条,由此可得在地球坐标系应该能观察到。因此,狭义相对论与迈克耳逊—莫雷实验并不相符,并且两个答案自相矛盾。
牛顿经典力学和狭义相对论与迈克耳逊—莫雷实验都不相符。
伽利略坐标变换面对的问题二是光的速度。
本文指出:光的速度为c,究竟是相对哪个坐标系速度至今并没有实验证实。牛顿经典力学认为太阳坐标系是绝对静止坐标系,光仅在绝对静止坐标系的“以太”中速度为c。
在狭义相对论爱因斯坦假设光在所有坐标系的速度为c。(与“以太”介质无关)。这一假设至今也没有实验证实。是缺少证据不能确定为真的命题。而在本文4中证明了爱因斯坦假设光在所有坐标系的速度为c自相矛盾,因此,相对论不可能是真理。
由麦克斯韦方程组可推出电磁波速度为光速c。现在的问题是光速c究竟是相对地球静止坐标系的速度,还是相对太阳静止坐标系或所有坐标系的速度?
通过实验科学家发现声音在水、空气、铁路的钢轨等介质中可以传播且传播速度不同,但声音在真空不能传播。光的传播速度也与介质密切相关。光在介质中传播的速度小于在真空中传播的速度,光在水中的速度:2.25×10^8m/s。光在玻璃中的速度:2.0×10^8m/s 。光在冰中的速度:2.30×10^8m/s 。光在空气中的速度近似为c。光在酒精中的速度:2.2×10^8m/s。光在不透明的介质(如墙、电线)中不能传播。光在雾霾、沙尘暴、混沌的水介质中的传播能见度低。这表明光和声音的传播对介质各有特殊的要求。光在真空速度为c,这表明“真空”可能也存在能传播光的特殊介质。物理学家们称之为“以太”。这个“以太”很可能就是磁场或引力场。因地球存在磁场和引力场,并且相对地球静止,而空气对光的传播速度影响小,因此,光在地球坐标系空气中的速度近似为c。同理光在其他没有空气介质但有磁场或引力场介质的星球(如月亮)速度为c。因磁场和引力场都是有空间方向的矢量,在宇宙空间的磁场或引力场都是复杂的合矢量,因此,光在宇宙的磁场或引力场介质中速度仍为c。但这并不是说光在所有坐标系为c,光仅相对“真空”介质的速度为c。而相对地球磁场或引力场以u速运动的飞机上,根据伽利略坐标变换,光速相对于飞机可能为c+u,也有可能为c-u 。这可以通过多普勒效应实验证实。根据伽利略坐标变换,光速矢量叠加法成立,因此,在李子物理学相对速度超过光速比比皆是,超光速将是以后物理学的新常态。
笔者认为,麦克斯韦方程组的一些公式数据来源于在地球静止坐标系的实验事实中的数据,因此,根据麦克斯韦方程组电磁波速度的推导结果,电磁波应该是相对地球静止坐标系的速度为光速c。当然在其它星球做同样实验也会遵循相同的物理定律,光在这些星球真空介质中的速度也为c。
在李子物理学,因迈克耳逊—莫雷干涉仪两臂长度相等并相对地球静止,而光在两臂静止介质的速度相同,所以不存在光程差,因此,观察不到干涉条纹移动现象。并且根据伽利略坐标变换,在所有坐标系计算都可得:同时测量干涉仪两臂长度都相等,也认可光在两臂静止介质中的速度相同,这很完美解释了迈克耳逊—莫雷实验。
7.光线在太阳附近的弯曲
由百度百科“光的传播”可得:光是直线传播(均匀介质中)的,但当光遇到另一介质(均匀介质)时方向会发生改变,改变后依然沿直线传播。而在非均匀介质中,光一般是按曲线传播的。以上光的传播路径都可以通过费马原理来确定。
光线掠过太阳会受传播光的介质均匀情况的影响。爱丁顿和戴森的观测队利用1919年5月29日的日全食进行观测的结果,证明掠过太阳的光线存在弯曲,表明太阳附近存在非均匀介质。这可以解释为什么光线掠过太阳存在弯曲的现象,但这并不是广义相对论的空间弯曲所致。
参考文献
[1] 狭义相对论专题辩论赛(1)-(13),李子、李晓露
[2] 黎曼几何专题辩论赛(1)-(6),李子、李晓露
[3] 广义相对论专题辩论赛(1)-(13),李子、李晓露
[4] 宇宙学危机(1)-(16),李子、李晓露
[5] 量子力学的危机,李子、李晓露
[6]物理学不完备定理(1)(2),李子、李晓露
[7] 元数学与元物理学(1)-(10),李子、李晓露
[8] 科学的基础不能建立在假设上(1)-(5),李子、李晓露
[9] [英]W.G.V.罗瑟著,岳曾元、关德相译,相对论导论,北京:科学出版社,1980年,98—171。
[10] 物理学不完备定理(4),李子、李晓露(暂不发表)
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李晓露346
9楼
李子物理学(2)
-质量守恒与电场力减小
李子 李晓露
摘要 本文证明 狭义相对论相对运动物质质量增加存在自相矛盾;揭示了带电粒子在粒子加速器中不能超过光速的原因是动态的电场力减小。
关键词 狭义相对论 相对运动物质质量增加公式 质能公式 狭义相对论相对运动时间变慢公式
1.前言
相对运动物质质量是否增加?是否存在超光速的粒子?这两个问题是所有创新的物理理论必须回答的问题。我们根据其回答的答案,不难识别“创新”物理理论的真假。
狭义相对论的答案是:相对运动物质质量增加。带电粒子在粒子加速器中不能超过光速是质量增加的原因。
李子物理学的答案是:相对运动物质质量不可能增加。带电粒子在粒子加速器中不能超过光速原因是动态的电场力减小。
2. 引用公认的公式(原理)
2.1狭义相对论的钟慢效应[1] [2] [3]
t2′-t1′ =(t2-t1 )÷二次根号(1-u^2÷ c^2)(5。1)
2.2狭义相对论的相对质量公式[1] [2] [3]
m=m。÷ 二次根号(1-u^2÷ c^2) (6)
其中m是相对运动质量,m。是静止质量,u是相对速度,c是光速。
2.3狭义相对论力学的基本方程[1] [2] [3]
F=d(mu)/dt (7)
在u《c 时,(7)公式近似牛顿第二定律:F = m。a
2.4狭义相对论的质能公式[1] [2] [3]
E= m×c^2 (8)
3.带电粒子在加速器中无法达到光速c的事实
带电粒子在加速器中无法达到光速c是实验事实。
3.1牛顿力学与实验事实不符
根据带电粒子在电场中受力F=Ee,再根据牛顿第二定律F= ma和运动学公式v=at可得:
v=t×F/m=Eet/m (3。1)
只要时间t足够长,带电粒子在加速器中速度v必能超过光速c。而所有已做的实验证实,无论时间多久,带电粒子在加速器中都未达到光速c。
事实证明牛顿经典力学不能解释这一现象。因此,牛顿经典力学与实验事实不符,不是真理。
3.2狭义相对论的解释
根据狭义相对论相对质量公式(6),当带电粒子速度v增大,其相对质量m将增大,当v=c时,m为无穷大。根据狭义相对论力学基本方程,质量m无穷大可以认为是常数,则加速度a=0,因此,带电粒子速度v不可能超过光速c。
3.3荷质比
由百度百科荷质比可得:带电粒子的电量与其质量之比,是基本粒子的重要数据之一。测定荷质比是研究带电粒子和物质结构的重要方法。英国人汤姆逊首先利用磁场测出电子的荷质比。1897年J.J.汤姆孙通过电磁偏转的方法测量了阴极射线粒子的荷质比。1901年,沃尔特•考夫曼发现β射线(高速电子流)的荷质比随速度增大而减小,由于电子电荷守恒,因此实验表明电子的质量随速度增加而增加,成为狭义相对论的实验证据之一。
3.4相对质量公式与实验事实证据
1914年物理学家比舍雷(Bucherer)及诺伊曼(Neu-man)在一强电场中,观察高速电子的轨道被电场弯曲的程度,结果该实验很准确地证明了公式(6)。
1952年,在美国布鲁克海文国家试验室,物理学家们将质子加速到光速的百分之九十五,质量提高了3倍,与公式(6)相符。同年在加州理工学院将电子加速到光速的99。9999%,电子质量竞增加了900倍,与公式(6)相符。
带电粒子在加速器的加速运动,在事实上始终不能超过光速,似乎表明公式(6)符合事实。
3.5相对质量的二个互相矛盾的答案
上面的几个实验事实虽然证实了公式(6)符合事实,但这并不能证明公式(6)就是真理,而必须是公式(6)与所有运动质量事实都符合才是真理。并且上面的实验同时证实狭义相对论原理还有一个自相矛盾的第二个答案与事实不符(这是一些主流科学家、拥相者不谈和极力掩盖的内容),并且公式(6)直接导致光子的质量、动量、能量自相矛盾。
相对质量公式(6)是由动量守恒定律和狭义相对论的钟慢效应公式(5。1)联合推导的[1] [2] [3]。而公式(5。1)是隐含自相矛盾的。
由公式(5。1)可得:K′ 的t2′-t1′大于K的t2-t1,所有教科书都说是K′ 的时间“膨胀”和“慢”,得出完全弹性碰撞后的两个粒子动量守恒,相对运动质量必然增加[3]。
上面的解释只是两个答案中的一个答案。根据狭义相对论原理还有一个自相矛盾的第二个答案:
根据狭义相对论基本假设 a:不论是相对作均匀运动的两个坐标系中哪一个来说,物理体系状态变化所遵循的定律是不受影响的。
根据狭义相对论的钟慢效应公式(5。1)可得:K′ 的时间“慢”,同时必然可得K的时间“快”,即如果根据狭义相对论的钟慢效应公式(5。1)认为GPS卫星的原子钟比地球地面的原子钟每天慢7微秒,则必然可得地球地面的原子钟比GPS卫星的原子钟每天快7微秒,这是具有必然的数学、逻辑关系且符合事实。
根据狭义相对论基本假设 a将两个粒子的坐标系互换后,用相对运动K的时间“快”和动量守恒定律联合推导则必然可得:
m=m。×二次根号(1-u^2÷ c^2) (6。1)
即相对运动质量必然减少。这个答案就无法解释带电粒子在加速器中不能达到光速c的实验事实。狭义相对论两个相对质量的答案,其中有一个无法解释带电粒子在加速器中无法达到光速c的实验事实,并且二者自相矛盾,互相否定。
虽根据狭义相对论的钟慢效应公式(5。1)可得:K′ 的时间“慢”,同时必然可得K的时间“快”,但主流科学家却视而不见,从来都闭口不谈K的时间“快”,如只说GPS卫星的原子钟每天慢7微秒,而不说地球地面的原子钟每天快7微秒,且认为根据狭义相对论的钟慢效应公式(5。1)同理可得:K的时间比K′ 的时间慢。这种只选择有利于证明狭义相对论自洽的唯一答案,已被科学界公认了100多年。
然而若问其为什么地球相对GPS卫星运动,却地球地面的原子钟比GPS卫星的原子钟每天快7微秒而不是慢7微秒?主流科学家则避而不答。
3.6光子的运动质量的不自洽[4]
光事实上具有能量E。爱因斯坦根据狭义相对论的质能公式(8)推出光子的运动质量为:
m=E/c^2=hv/c^2 (3.6.1)
现根据狭义相对论相对质量公式(6)和光子的速度u=c,可得光子的静止质量m。:
m。= m ×二次根号(1-c^2÷c^2)
=0 (3.6.2)
而根据相对质量公式(6)和(3.6.2)可得光子的运动质量m:
m = m。÷二次根号(1- c^2÷ c^2)=0 ÷ 0(无法解)
下文用数学的夹逼定理[5]来求解:
因公式(6)的m是速度u的函数f(u),即m= f(u)。
根据数学的夹逼定理,分别用u-1,u,u+1代入公式(6)的u,取其极限u→c可得:
limf(c-1)=0,其复数模为0。
lim f(c)待定,
lim f(c+1)=0×(-i)=0, 其复数模为0。
因c-1< c < c+1,则根据数学的夹逼定理lim f(c)的复数模必为0。
又因u=c代入公式(6)并不产生虚数,因此可得:
当u→c时, 函数f(u)的极限lim f(c)=0 (3.6.3)
(3.6.3)即光子的运动质量m =0,这个数学定理具有必然性。
(3.6.3)与(3.6.1)自相矛盾。究竟光子动质量=?
爱因斯坦曾说“相对论原理不适用光子”。然而,爱因斯坦发现的光子却是根据狭义相对论的质能公式(8)推出光子的运动质量m=E/c^2=hv/c^2。而公式(8)是由公式(6)推导所得。为什么对于爱因斯坦,证明光子的运动质量m=hv/c^2,狭义相对论的公式(6)、公式(8)适用光子,而本文证明该光子的运动质量m=0,公式(6)、公式(8)就不适用该光子呢?
“相对论原理不适用光子”的观点自相矛盾,是假命题。
由狭义相对论相对质量公式(6)可得:光子的运动质量既等于0又不等于0,自相矛盾。根据伽利略否定亚里士多德自由落体法则的方法,同理可得:狭义相对论相对质量公式(6)不可能成立。从而在理论上推翻了现代物理学主流理论(狭义相对论)。
3.7光子的动量、能量与事实
(3.6.3)是由相对质量公式(6)和(3.6.2)及数学的夹逼定理推导的定理,具有必然性。而以光子的运动质量m =0来推导,根据动量公式mc、能量公式m×c^2必然可得其动量mc=0,其能量m×c^2=0。根据元数学与元物理学(4)[7]判定命题真假三大法则可得:因光子的能量m×c^2=0与事实完全不符,则此命题必为假命题。则相对质量公式(6)不可能是真命题,否则光子的能量m×c^2=0必然为真,这与事实完全不符。
相对质量公式(6)是假命题,则狭义相对论不能解释带电粒子在加速器中为什么不能达到光速c。
3.8微观高速运动粒子的适用理论
由百度百科“牛顿力学”可得:“经典力学的应用受到物体运动速率的限制,当物体运动的速率接近真空中的光速时,经典力学的许多观念将发生重大变化。如经典力学中认为物体的质量不仅不变,并且与物体的速度或能量无关,但相对论研究则表明,物体的质量将随着运动速率的增加而增大,物体的质量和能量之间存在着密切的联系。但当物体运动的速度远小于真空中的光速时,经典力学仍然适用。”
带电粒子A在加速器中相对地球速度v不超过光速c,科学界主流认为对于高速运动粒子牛顿力学的F= ma已不适用,其相对质量由相对质量公式(6)可得:相对质量增大,当v接近真空中的光速c时,相对质量接近无穷大,牛顿力学不适用。因此,高速运动粒子A只有狭义相对论力学基本方程才适用。
然而,根据狭义相对论基本假设 b(b:“静止”坐标系中所有光线都以确定速度c运动,不论光线是由“静止”物体还是由运动物体所发出的。)可得:任何一个高速运动的带电粒子A相对任一光子B的速度都为c。根据狭义相对论相对质量公式(6)可得:A相对B质量为无穷大。并且宇宙所有星球相对光子B的质量都为无穷大,根据万有引力定律,则宇宙所有星球必然收缩,然而事实却完全相反。请问为什么一说微观粒子接近真空中的光速c时,必须用狭义相对论?而真正高速运动粒子-光子却又不用狭义相对论了呢?这样的双重标准都是爱因斯坦说了算吗?下文通过数学证明:相对运动速度为光速c时,相对质量必然为无穷大。
根据数学的夹逼定理和3。6方法同理可证:A相对B的运动质量。
当limf(c-1)= a(a接近无穷大),其复数模为a。
当lim f(c+1)= a×(-i), 其复数模为a。
因c-1< c < c+1,则根据数学的夹逼定理lim f(c)的复数模必为a。
又因u=c代入公式(6)并不产生虚数,因此可得:
当u→c时, 函数f(u)的极限lim f(c)= a
如果取c-0.0001或更小范围,则a为无穷大。由此必然可得:宇宙所有星球相对光子B的质量必然为a,即无穷大。
根据万有引力定律和相对论力学基本方程(7),则宇宙所有星球必然收缩为一点,并且根据洛伦兹变换可得在两个坐标系宇宙都收缩为一点,这与事实显然不符。并且,这不仅是光子的问题,而是对于任何相对地球以光速c运动的微波子、紫外子、红外子、引力子甚至宇宙飞船或其它星球,地球的动质量都为无穷大,宇宙所有星球必然被地球无穷大的万有引力吸引而收缩,这与事实显然不符。因此,爱因斯坦的相对质量增加公式(6)必然是错误的,不可能是真理。
1952年,在加州理工学院将电子A加速到光速的99。9999%,电子质量竞增加了900倍,与公式(6)相符。然而,根据公式(6)同理可得:在该电子A坐标系,因太阳、地球相对A存在高速运动,则太阳、地球的动质量相对其静止质量必然都增加900倍,二者万有引力增加810000倍。在电子A坐标系可得:太阳和地球必然合并在一起,距离为0。根据洛伦兹变换公式:y′=y=0 ,z′=z =0或在X轴的“棒长缩短”公式:L′= L ×二次根号(1-u^2÷c^)可得:因L=0,则在地球坐标系同时测量太阳和地球的距离(L′)必然为0,这与事实完全不符。因此,相对运动的质量增加公式(6)不可能正确。
4.李子物理学的解释
在李子,李晓露《相对论的危机(14)-相对质量》、《狭义相对论专题辩论赛(6)》和本文3。5、3。6、3。8中已证:相对质量增加存在逻辑矛盾且与事实不符,并根据《物理学不完备定理(3)》[6]一文证明的结果:相对运动物质质量不可能不同,即质量守恒。在李子物理学相对运动物质质量不变,与牛顿力学一致。
因为相对运动物质质量不变,而在粒子加速器中带电粒子速度又始终不超过光速c,则在逻辑上存在另一种可能,即随着粒子的速度增大,其所受电场力F会减小,本文称之为电场力削弱原理。
电场力削弱原理,可以用一个事例作简单的类比。如果有一木块A浮在水面,水的流速为v,对木块A进行受力分析:若A相对岸边静止,则A除受到重力和水的浮力外,还会受到水的推力和摩擦力。因此,A在没有其它外力作用下会顺水漂流,但A的速度不可能超过v。而若要A顺水流速度超过v,则A一需要外力,二会受到水的反向阻力和摩擦力。
以此事实应用逻辑学类比推理,可得电场力削弱原理:带电粒子在加速器中的速度,是受电场和磁场作用的结果,而电场、磁场在地球静止坐标系速度为c,故带电粒子在地球静止坐标系速度不可能超过光速c,除非粒子受到速度超过c的力场的作用。
设电场源相对地球静止坐标系速度为u,粒子相对地球静止坐标系速度为v,则由质量守恒和3。3、3。4实验数据和逻辑学类比推理电场力削弱原理可得:
4.1当u=0,粒子沿电场力方向以v速度运动,且v ≤ c时,则粒子所受动态电场力为:
当v=0时,带电粒子受到电场的静态力F=Eq。
当0 < v≤c时,带电粒子受到电场的动态电场力
F = Eq×二次根号(1-v^2 ÷ c^2)  (4.1)
若v >c,则粒子所受动态电场力为反向阻力。按(4.3)公式计算,将(v – c)代入(4.3)公式中的v,力的方向与粒子运动方向相反。
4.2 当v=0,电场源沿电场力反方向以u速度运动,且u≤ c时,则粒子所受动态电场力为:
F = Eq×二次根号(1-u^2 ÷ c^2)   (4.2)
若u >c,则粒子所受电场力,按(4.4)公式计算,将(u – c)代入(4.4)公式中的u,力的方向与u ≤ c时,粒子所受的电场力方向相反。
4.3 当u=0,粒子反电场力方向以v速度运动,则粒子所受动态电场力为:
F = Eq÷二次根号(1-v^2 ÷ c^2)  (4.3)
4.4 当v=0,电场源沿电场力方向以u速度运动,则粒子所受动态电场力为::
F= Eq ÷二次根号(1-u^2 ÷ c^2)  (4.4)
(4.1)为动态电场力削弱原理的数学表达式;(4.2)为动态电场力削弱原理类比而得出的数学表达式;(4.3)为(4.1)的推导式;(4.4)为(4.3)的推导式,现以(4.3)式为例,推导如下:
假设在地球静止坐标系两点x1,x2有均匀电场E,方向为x1指向x2,且电场源速度u=0,设一负电子e在电场力作用下。从x2点由静止向x1点运动,在x1点处电子e速度为v,根据(4.1)计算x1、x2两点电场力分别为:
F1=Ee ×二次根号(1-v^2 ÷ c^2) ,F2=Ee。
e在x2点与在x1点所受电场力相差 1÷二次根号(1-v^2 ÷ c^2)倍。
如果令e在x1点的速度为0,则在x2点的速度为-v,即e反电场力方向相对于x1的速度为v,因e在x2点与在x1点所受电场力相差1÷二次根号(1-v^2 ÷ c^2)倍,故当粒子反电场力运动所受电场力为x1点电场力的1÷二次根号(1-v^2 ÷ c^2)倍,即:
F2=F1÷二次根号(1-v^2 ÷ c^2)
=Ee×二次根号(1-v^2 ÷ c^2)÷二次根号(1-v^2 ÷ c^2)
=Ee  (4.5)
若e在x1点相对地球静止坐标系速度为0,则可得F1=Ee,而当e在x2 点逆电场力方向相对地球静止坐标系速度为v时,e所受电场力由(4.5)即可推得(4.3)式。
4.5 建议实验
在(4.3)、(4.4)式中,带电粒子所受电场力随速度增大而增大,这与狭义相对论完全不同。二者计算带电粒子的加速度相差(1-v^2 ÷ c^2)倍。
可设置一电场源,通过向电场发射与电场力方向相反的接近光速的电子,测量该电子的加速度,即可证实(4.3)、(4.4)式是否成立。也能证实狭义相对论是否正确。
该实验将是革命性成果,若谁由此实验获诺贝尔奖则不足为奇。
4.6库仑定律、万有引力定律的纵向运动动态公式
由(4.1)、(4.2)、(4.3)、(4.4)、电场力削弱公式,同理可推库仑定律、万有引力定律的纵向运动动态公式,但引力场的速度是否为c还需要实验证实。
4.7 结束语
逻辑学的类比推理具有或然性。虽然作者认为电场力削弱原理相对于质量增加可能更接近事实,但在缺少实验事实依据情况下,尚不能确定,只有通过实验才能最终确定。由此提出的解释和实验建议,是为了拓展思维和证实真理。
实验事实能告诉我们正确答案。
参考文献
[1] [英]W.G.V.罗瑟著,岳曾元、关德相译,相对论导论,北京:科学出版社,1980年,98—171
[2] 蔡伯濂著,狭义相对论,北京:高等教育出版社,1991,39—64
[3] 南京工学院等七所工科院校,物理学,下册,北京:高等教育出版社,1978年,249—269
[4] 光子的质量导致狭义相对论的不自洽,李子、李晓露
[5]百度百科,夹逼定理。
[6] 物理学不完备定理(3),李子、李晓露(暂不发表)
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10楼
李子物理学(3)
-牛顿力学的修改与完善
李子 李晓露
摘要 本文揭示了牛顿力学与实验事实不符的原因,对牛顿力学进行了修改和完善;证明了离心力存在;在修改后的牛顿力学基础上建立了李子物理学。
关键词 牛顿力学 迈克耳逊—莫雷实验 加速器
1.前言
在17世纪,英国科学家拥有了当时世界上最为宽松自由的学术环境。学术环境的改变,使得对力学的研究摆脱了不必要的束缚,催生了牛顿经典力学体系。
由百度百科“牛顿力学”可得:牛顿力学属于经典力学范畴,是以质点作为研究对象,着眼于力的作用关系,在处理质点系统问题时,强调分别考虑各个质点所受的力,然后来推断整个质点系统的运动状态;牛顿力学认为质量和能量各自独立存在,且各自守恒;它只适用于物体运动的惯性参照系;牛顿力学较多采用直观的几何方法,在解决简单的力学问题时,比分析力学方便简单。
牛顿力学( Newton's Mechanics )是以牛顿运动定律为基础,在17世纪以后发展起来的。直接以牛顿运动定律为出发点来研究质点系统的运动,这就是牛顿力学。
1.1牛顿第一定律:
内容:一切物体在没有受到力或合力为零的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
牛顿第一定律并不是在所有的参照系里都成立,实际上它只在惯性参照系里才成立。因此常常把牛顿第一定律是否成立,作为一个参照系是否惯性参照系的判据。
1.2牛顿第二定律:
内容:物体在受到合外力的作用会产生加速度,加速度的方向和合外力的方向相同,加速度的大小与合外力的大小成正比,与物体的惯性质量成反比。
公式:F=ma,F为合外力
牛顿第二定律定量描述了力作用的效果,定量地量度了物体的惯性大小。它是矢量式,并且是瞬时关系。
要强调的是,物体受到的不为零合外力,会产生加速度,使物体的运动状态或速度发生改变,但是这种改变是和物体本身的运动状态有关的。
局限:该定律只适用于宏观物体的低速运动。(李子物理学不认同此观点,在《李子物理学(2)》已证牛顿第二定律在高速运动微观粒子仍然成立)。
1.3牛顿第三定律:
内容:两个物体之间的作用力和反作用力,在同一条直线上,大小相等,方向相反。
需要注意:
(1)作用力和反作用力是没有主次、先后之分。同时产生、同时消失。
(2)这一对力是作用在不同物体上,不可能抵消。
(3)作用力和反作用力必须是同一性质的力。
(4)与参照系无关。
1.4动量守恒定律:
近代的科学实验和理论分析都表明:在自然界中,大到天体间的相互作用,小到如质子、中子等基本粒子间的相互作用,都遵守动量守恒定律。因此,它是自然界中最重要、最普遍的客观规律之一,比牛顿运动定律的适用范围更广。
适用范围及其局限性:
经典力学的应用受到物体运动速率的限制,当物体运动的速率接近真空中的光速时,经典力学的许多观念将发生重大变化。如经典力学中认为物体的质量不仅不变,并且与物体的速度或能量无关,但相对论研究则表明,物体的质量将随着运动速率的增加而增大,物体的质量和能量之间存在着密切的联系。但当物体运动的速度远小于真空中的光速时,经典力学仍然适用。(李子物理学认为:当物体运动的速率接近真空中的光速时,出现牛顿力学与事实不符情况并不是牛顿力学失效,而是因为动态的电场力减小,并证明了相对论的相对质量增加观点自相矛盾,必然错误)。
牛顿运动定律不适用于微观领域中物质结构和能量不连续现象。19世纪和20世纪之交,物理学的三大发现,即X射线的发现、电子的发现和放射性的发现,使物理学的研究由宏观领域进入微观领域,特别是20世纪初量子力学的建立,出现了与经典观念不同的新观念。例如:量子力学的研究表明,微观粒子既表现为粒子性又表现为波动性,粒子的能量等物理量只能取分立的数值,粒子的速度和位置具有不确定性,粒子的状态只能用粒子在空间出现的概率来描述等。但量子力学的建立并不是对经典力学的否定,对于宏观物体的运动,量子现象并不显著,经典力学依然适用。
现代物理学的发展,并没有使经典力学失去存在的价值,只是拓宽了人们的视野,经典力学仍将在它适用的范围内大放异彩。
1.5万有引力定律
F=G×M×m ÷(r^2) (L)
其中F: 两个物体之间的引力。
G 是引力常数G =6.67×10^-11N•m^2/kg^2(牛顿平方米每二次方千克),M是A物质量,m是B物质量,r是二者的连心距离。
2.牛顿力学与事实的矛盾
2.1牛顿力学与迈克耳逊—莫雷实验事实不符。
根据牛顿经典力学,宇宙存在绝对静止坐标系,并认为太阳坐标系是绝对静止坐标系,以太介质在绝对静止坐标系静止,光只在以太介质中的速度为c。并且牛顿经典力学采用了伽利略坐标变换。
如果牛顿经典力学成立,根据伽利略坐标变换可得:光在迈克耳逊—莫雷干涉仪两臂以太介质中的相对速度不同,在Y轴的臂光速为c,在X轴的臂光速为c+u或c-u(即光运动方向与地球相对太阳以u速运动方向一致时为c-u,反之为c+u),必然存在光程差,根据数学计算应能观测到干涉条纹移动现象。迈克耳逊—莫雷实验证实,事实上观察不到干涉条纹移动现象,这导致物理学家质疑牛顿经典力学。
李子物理学(1)[1]对牛顿经典力学进行了修改,否定了光仅在太阳静止坐标系(绝对空间)为c的观点,认为光速与介质密切相关,光在地球空气介质或真空介质(磁场或引力场)中各方向速度相等,不存在光程差,从而圆满解释了迈克耳逊—莫雷实验。
2.2牛顿力学与高速运动的粒子运动事实矛盾。
带电粒子在加速器中无法达到光速c是实验事实。
根据带电粒子在电场中受力F=Ee,再根据牛顿第二定律F= ma和运动学公式v=at可得:
v=t×F/m=Eet/m (3。1)
如果牛顿经典力学是真理,只要时间t足够长,带电粒子在加速器中速度v必能超过光速c。而所有已做的实验证实,无论时间多久,带电粒子在加速器中都未达到光速c。
事实证明牛顿经典力学不能解释这一现象。因此,牛顿经典力学与实验事实不符,不是真理。
李子物理学(2)[2]证明了带电粒子在加速器中都未达到光速c的原因是有电场力削弱原理。这并不能证明高速运动粒子牛顿第二定律F=ma失效。电场力公式F=Ee只是静态的力,并不是正确的动态电场力,不能应用于动态的高速运动。在运动状况电场力削弱原理成立。因此,牛顿第二定律F=ma并未失效。而狭义相对论的相对质量m增加公式(6)自相矛盾,导致光子运动质量既为0又不为0[2]。若以光子的运动质量m =0来推导,根据能量公式m×c^2必然可得其能量m×c^2=0。这与事实完全不符,因此,相对质量公式(6)不可能是真命题,而是一个假命题。根据《物理学不完备定理(3)》[3]一文证明的定理:相对运动物质质量不可能不同,即质量守恒。质量守恒定理证明狭义相对论的力学基本方程公式(7)F=ma是牛顿第二定律。所谓“高速运动粒子牛顿力学不适用,必须用狭义相对论的力学基本方程公式(7)推理”的观点不可能正确。
3.向心力与离心力
向心力是牛顿经典力学和狭义相对论力学都存在自相矛盾的地方。
在百度百科《向心力》[4]一文中,向心力是匀速圆周运动的物体受到指向圆心的合力。
3.1向心力F[4]
F =(m×u^2)÷r (3。1)
其中m为运动物体的质量,u为物体运动速度,r为转弯半径。F是合外力,其方向为运动圆周的向心方向。
3.2向心加速度a[4]
a=u^2/r=(ω^2)r (3。2)
根据向心力(3。1)和牛顿第二定律、狭义相对论力学基本方程(当u<< c时)都可得:向心加速度a(3。2)公式。
然而匀速圆周运动的向心加速度a并不产生任何向心位移,即a>0且向心位移s=0,这与运动学匀加速直线位移公式s= (1/2)×a×t^2大于0的结论相矛盾。
3.3平抛运动与牛顿力学、相对论力学的矛盾
由百度百科“平抛运动”可得:平抛运动可视为以下两个运动的合运动[5]:
(1)物体在水平方向上不受外力,由于惯性而做初速度不变的匀速直线运动。水平位移x=vxt。
(2)物体在竖直方向上初速度为零,只受重力作用而做的自由落体运动。竖直方向位移y=(1/2)×g×t^2。
月球围绕地球作椭圆运动。对月球进行受力分析可得:其合外力近似为月球与地球的万有引力。其运动速度方向是椭圆的切线方向,则月球相对地球是作平抛或斜下抛运动。根据运动学平抛运动可得:月球在竖直方向必然作自由落体运动。由百度百科“月球”可得:平均月地距离y=384400 千米,根据y=(1/2)×g×t^2可得:当t≈8857秒,即不到2。5小时,月球应该落在地球上,这与事实完全不符。若是斜下抛运动,则时间更短。
为什么月球相对地球的平抛(斜下抛)运动不被地球吸引,掉入地球?
为什么地面上人受地球引力有重量,而太空站宇航员同样受唯一的地球引力却失重?
这两个事实都证实存在另一种力—离心力。
4.离心力
在李子、李晓露《改变宇宙学的力—离心力(1)、(2)》[6]文中,有以下观点:
离心力是物理界有争议的一个议题,物理界认为离心力是一种虚拟力,在通常语境下,离心力不存在。
而本文作者认为:任何一个物体,只要发生转弯曲线运动,就会产生真实存在的离心力F:
F =(m×u^2)÷r (4。1)
其中m为运动物体的质量,u为物体运动速度,r为转弯半径。F的方向为运动圆周轨道平面上的离心方向。
离心力是独立四种基本力之外的一种动态力,只与m、u、r和圆周的离心方向有关,这是其与向心力的区别,并且二者方向相反。当运动物体作u速直线运动时,因r为无穷大,则F=0。当运动物体受到外力f,作转弯运动时,离心力同时产生并起作用,当F=f时,运动物体作匀速圆周运动,这证明牛顿第一定律需要修改:即一切物体在没有受到力或合力为零的作用时,总保持静止状态或匀速运动状态(去掉了直线)。
当F>f或F<f时,则运动物体作非圆周曲线运动。其运动的方向取决于u的方向、大小和F-f合力的方向、大小。
4.1运载火箭的速度
运载火箭的运动方向和速度决定运载火箭是离开地球、围绕地球旋转、还是落在地上。
设运载火箭质量为m,地球质量为M,二者连心距离为r,根据牛顿力学受力分析,当万有引力等于离心力时,运载火箭围绕地球旋转,即
GmM/r^2=(m×u^2)÷r (4。2)
其中引力常数G =6.67×10^-11N•m^2/kg^2
M= 5.965×10^24kg,r= 6.37×10^6 m+运载火箭与地面距离。
将数据代入(4。2)可得:u=7。9km/s
当运载火箭在一定高度速度u达到7。9千米/秒时,F≈f,运载火箭围绕地球近似圆周运动。但是地球本身是不均匀的“椭圆球”,质量分布也不均匀,并存在自转,其对运载火箭万有引力的大小是随时变化的,运载火箭要脱离地球引力则必须增大其速度,方向应控制为斜上抛方向,根据牛顿力学受力分析,运载火箭受到地球的万有引力,火箭发动机的推力,空气阻力和离心力,通过计算合外力,根据牛顿第二定律F= ma和运动学,运载火箭的坐标可以由电脑精确计算、定位每时刻运载火箭的空间坐标值,这在国防科技、航天领域可以得到应用。
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李晓露346
11楼
4.2太阳的质量
地球(质量为m)围绕太阳(质量为M)近似圆周匀速运动。根据李子物理学存在离心力,并且与二者万有引力基本相等,即GmM/r^2=(m×u^2)÷r,由此可得:
M= (r×u^2)/G
将G =6.67×10^-11N•m^2/kg^2,r=ct=3×10^8×8分20秒,u=2。978×10^4m/s代入可得:
M=1。994×10^30kg
同理可推出地球的质量。实际测量每年月球远离地球3厘米,这表明月球的离心力约大于月球与地球的万有引力。按照月球远离地球值△r计算,月球与地球的万有引力将逐渐减小,月球的离心力将逐渐增大,月球将加速远离地球。
离心力是月球不会自由落体掉下来并远离地球的原因。
同理还可以推出银河系质量,及宇宙有无暗物质、暗能量等。
4.3向心力的值
李子物理学否定牛顿力学的向心力公式(3。1)和向心加速度(3。2),特别是向心加速度在加速度方向无位移,与加速度定义的内涵相矛盾。加速度a=dv/dt是速度的变化率,速度v=ds/dt是位移的变化率,dt>0时而ds=0,则向心速度v=0,因此dv=0,必然a=0,不可能是(3。2)的值。
根据数学的微积分理论,对加速度a=dv/dt积分可得向心速度v=at,对向心速度v=ds/dt积分可得向心位移s=(1/2)×a×t^2,因(3。2)的值a>0,旋转一周t=T,即t>0,故v>0,s>0,这与圆周运动无向心速度和向心位移的事实完全不符,因此牛顿力学的向心力公式(3。1)和向心加速度(3。2)是假命题。
李子物理学用离心力和李子向心力来解释圆周运动。
向心力是存在的,但李子向心力不是牛顿的向心力。它不是独立于四种力之外的力,相反,四种力中任何性质的力都可以作为向心力。实际上它可是某种性质的一个力,或某个力的分力,还可以是几个不同性质的力沿着半径指向圆心的合力。如在一个转弯斜坡(斜坡与地球水平面夹角为α),当质量为m的汽车,转弯半径为r,线速度为u,对转弯斜坡上的汽车进行受力分析,其主要受到以下几个力。一是垂直地球水平面切线向下的重力mg;二是与重力垂直的运动圆周离心方向的离心力F=(m×u^2)÷r;三是垂直斜坡平面向上的支承力N= mg×cosα+F×sinα。其向心力是f=N×sinα,而不是mg×sinα,更不是公式(3。1)的值。这是李子物理学的向心力与牛顿力学、相对论的向心力的主要区别。此外,还有车轮的摩擦力f1=μN和空气阻力及空气摩擦力。
汽车在平地高速直线运动突然转弯,向心力f=N×sinα为0,离心力和离心力矩却很大,一般会大于车轮的摩擦力f1,根据牛顿第二定律和运动学,必然产生汽车转弯的离心位移,甚至离心力矩导致翻车事故,根本不存在转弯时的牛顿、相对论的(3。1)向心力。
究竟有无离心力,完全可以通过实验来验证。用一个弹簧秤下端固定一轴承,在光滑的地平面旋转作匀速圆周运动,观测弹簧秤指示值和弹簧是否拉长,若拉长则轴承圆周运动有离心力,若缩短则轴承有向心力,事实能告诉我们正确答案,无需大家争辩。洗衣机的脱水就证实了离心力的存在。
离心力理论不仅在航天工程、高铁、高速公路、过山车弯道等设计中可以得到广泛应用,而且在危及地球的小行星运动轨迹的推导、天体质量的推导、宇宙学可以得到应用。
引入李子物理学离心力后,当地球围绕太阳匀速圆周运动产生离心力,与万有引力基本相等,但方向相反,合外力近似为0,向心加速度a≈0,因此,向心位移s≈0,与运动学公式相符,且与事实相符。
目前物理界认为离心力不存在,只有向心力,这种观点无法解释月球相对地球的平抛(斜下抛)运动却不被地球吸引,掉入地球这一事实。
4.4 空间站的失重现象,证明离心力存在[6]。
在空间站宇航员都处在失重状态。如果宇航员受到的合外力为万有引力,则称重应该有数值。合外力不为0则无法解释这种失重现象。而引入李子物理学离心力后,空间站围绕地球作匀速圆周运动产生离心力,与万有引力相等,但方向相反,合外力为0,完全能解释这种失重现象。事实证明:离心力存在。
为什么人在地面上没感受到离心力呢?这是因为人受到的万有引力为mg,而离心力F =(m×u^2)÷r,其中u为地球自转线速度=465。18m/s,r=6。4×10^6(m),万有引力与离心力之比为9。8:0。3,万有引力远大于离心力,所以,人不会飞向天空。
为什么都是受到“唯一”的地球万有引力(合外力),空间站宇航员都处在失重状态,而地球地面的人却感觉不到失重状态呢?原因就在于地球万有引力与离心力之比的不同。
综上所证,当代主流物理界认为:“不存在离心力,向心力是合外力、存在向心加速度”的认识是错误的。
5.离心力推导的宇宙学[6]
5.1宇宙不存在70%暗能量。
根据离心力与万有引力公式可得:地球与太阳的离心力与万有引力(向心力)基本相等,则地球与太阳的距离不膨胀,不存在任何暗能量。
我们现在做一个简单的实验,向头顶上方抛出一个苹果,事实的结果会怎样?
根据现代宇宙学宇宙暗能量其基本特征是具有负压,在宇宙空间中几乎均匀分布或完全不结团,并且,暗能量是引力自相斥的,在宇宙中几乎均匀的分布,是宇宙所有星球膨胀互相远离的原因。
因宇宙暗能量在宇宙中几乎均匀的分布,则太阳系必存在70%的暗能量,因此,苹果应该象宇宙所有星球一样,克服万有引力的吸引,膨胀向上飞去,并且加速膨胀。
然而抛出的苹果事实告诉我们:苹果加速下落。
苹果事实上是自由落体运动,则太阳系根本不存在能克服万有引力吸引的70%暗能量,又因暗能量在宇宙空间中均匀分布,则宇宙所有空间都不存在暗能量。现代宇宙学是自相矛盾的(不自洽)。
而离心力理论可以解释。因苹果的万有引力与离心力之比为9。8:0。3,万有引力远大于离心力,所以,苹果不会象宇宙所有星球一样膨胀向上飞去,而只会自由落体下落。而宇宙大部分星球膨胀是其离心力大于万有引力的原因。
5.2宇宙能克服万有引力吸引,膨胀的原因。已观测的事实:宇宙星球都存在旋转运动。月亮围绕地球旋转,地球围绕太阳旋转,太阳系围绕银河系旋转,银河系围绕更大的星系旋转。根据离心力公式可得:圆周运动物体必存在离心力,当宇宙星球的万有引力等于其离心力时,则相关星球的距离基本不变。当u过大,万有引力小于离心力F =(m×u^2)÷R时,则相关星系的离心距离会增大,宇宙“膨胀”。这才是宇宙星系能克服万有引力的吸引,膨胀的原因,与暗能量没任何关系。
当宇宙所有星球围绕宇宙中心角速度相同时,在宇宙中心观看宇宙星球是同步的,几乎是静止的,但越远星系与宇宙中心的万有引力减小,线速度u增大,离心力增大,必然膨胀,有的星球可能已经远离了我们的视线。但要说明一点的是:任何旋涡都是有范围的,范围不可能无限大,宇宙之大超出了我们的视线…。
5.3在视线内的宇宙可能以地球或太阳为旋转中心
如果宇宙有一定范围是运动的且是旋转型的,则必然存在旋转中心。因根据哈勃定律宇宙各方向相对地球红移相同,则地球或太阳可能是旋转的中心。如果不是,则地球至旋转中心的连线上,必然存在其他恒星,有的向地球靠近运动,有的离远地球,测量其光的频率红移量二个相反方向的恒星红移量在相同距离不可能都对称。哈勃定律告诉我们事实不存在这种情况。因此,地球或太阳很可能是宇宙旋转范围内的旋转中心。这将改变宇宙学不存在宇宙中心的观点。
6.结束语
通过对牛顿力学的修改和完善,可以使牛顿力学重放光芒。如果不修改,则牛顿力学始终有部分内容与事实不符。所谓李子物理学不过是站在了巨人牛顿的肩膀上,…。但重建现代物理学,必须彻底否定相对论,而否定相对论与目前的科学界主流几乎是水火不相容。然而谬论(相对论)决不会因科学界主流拥护而成为真理,真理也不会因科学界主流反对而变为谬论。创新之路是艰难与漫长的,需要有宽松自由的学术环境,还需要有创造世界顶尖学术成果的中国梦。
亲,能告诉我们怎样冠名新的物理学为好吗?
参考文献
[1] 李子物理学(1) 李子、李晓露
[2] 李子物理学(2) 李子、李晓露
[3] 物理学不完备定理(3)李子、李晓露(暂不发表)
[4]向心力(百度百科)
[5]平抛运动(百度百科)
[6]改变宇宙学的力—离心力(1)、(2)李子、李晓露
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李晓露346
12楼
质证狭义相对论的实验证据(1)
李子 李晓露
摘要 本文介绍了狭义相对论主要原理和证实狭义相对论原理的实验。对验证狭义相对论的几个著名实验,迈克耳逊-莫雷实验、飞行μ子寿命增长和环球飞行原子钟速率减慢实验、多普勒效应等实验证据进行质证和反驳。
本系列文章证明了狭义相对论的两条基本假设、钟慢效应、多普勒效应、质能关系、力学基本方程、质速关系、洛伦兹坐标变换公式(4)都是假原理,不可能为真。由此彻底否定了狭义相对论。
关键词 狭义相对论 洛伦兹坐标变换
1.前言
由百度百科“狭义相对论”可得:“狭义相对论(Special Theory of Relativity)是阿尔伯特•爱因斯坦在1905年发表的题为 《论动体的电动力学》一文中提出的区别于牛顿时空观的新的平直时空理论。“狭义”表示它只适用于惯性参考系。这个理论的出发点是两条基本假设:狭义相对性原理和光速不变原理。理论的核心方程式是洛伦兹变换(群)(见惯性系坐标变换)。狭义相对论预言了牛顿经典物理学所没有的一些新效应(相对论效应),如时间膨胀、长度收缩、横向多普勒效应、质速关系、质能关系等。狭义相对论已经成为现代物理理论的基础之一:一切微观物理理论(如基本粒子理论)和宏观引力理论(如广义相对论)都满足狭义相对论的要求。这些相对论性的动力学理论已经被许多高精度实验所证实”。
本文指出:上面百度百科作者所言的相对论性的动力学理论被许多高精度实验所“证实”,这只是该作者选了能证明狭义相对论真实、正确的一面进行了实验解读。而对于这些证据不充分、与客观事实不符的另一面情况,却闭口不谈。也许作者根本不知道这些证据还能否证狭义相对论。
下文对狭义相对论的几个著名实验证据进行质证,并进行举证反驳。
2.引用世界已公认的公式(原理)
2.1狭义相对论的基本假设[1]
a:不论是相对作均匀运动的两个坐标系中哪一个来说,物理体系状态变化所遵循的定律是不受影响的。
b:“静止”坐标系中所有光线都以确定速度c运动,不论光线是由“静止”物体还是由运动物体所发出的。
2.2狭义相对论的洛伦兹坐标变换公式[1][2][3]
x′=(x-ut)÷二次根号(1-u^2÷c^2) (1)
y′=y (2)
z′=z (3)
t′=(t-ux÷c^2)÷二次根号(1-u^2÷c^2) (4)
其中u为相对运动速度,c为光速。
2.3狭义相对论的相对运动钟慢效应[1][2][3]
t2′-t1′=(t2-t1)÷二次根号(1-u^2÷c^2) (5)
2.4狭义相对论的质速关系公式[1][2][3]
m=m。÷ 二次根号(1-u^2÷c^2) (6)
其中m是相对运动质量,m。是静止质量,u是相对速度,c是光速。
2.5狭义相对论力学的基本方程[[1][2][3]
F=d(mu)/dt (7)
在u《c时,(7)公式近似牛顿第二定律:F= m。a
2.6狭义相对论的质能关系公式[1][2][3]
E=m×c^2 (8)
2.7狭义相对论的“棒长缩短”公式[1][2][3]
L′= L×二次根号(1-u^2÷c^) (9)
3.实验证据
3.1光速不变的实验
由百度百科“狭义相对论”可得:“光速不变的实验。
首先,同光速不变原理有关的大量实验已经证明,真空中光速同光源的运动速度和惯性运动状态无关。定量的测量表明,真空中平均回路光速с是一个常数,约为每秒30万千米(с的精确测量值见基本物理常数)。这类实验中,最著名的是迈克耳逊-莫雷实验。这个实验是在相对论出现之前很久的1881年首先由迈克耳逊完成的。1887年迈克耳逊和E.莫雷又用干涉仪以更高的精度重新做了观测。这个实验的目的是测量地球相对于以太的运动速度。但实验结果同以太论的预言相矛盾。狭义相对论建立之后,这个实验就被看成是光速不变原理和狭义相对性原理以及否定以太论的重要实验基础。还要说明一点,现有的实验(包括迈克耳逊-莫雷实验)并没有证明光速是否同方向无关。引入光速同方向无关的假定是为了定义不同地点的事件的同时性,在没有其他方法确定这种同时性之前,光速是否同方向无关是无法用实验判断的。”
本文指出:迈克耳逊和E.莫雷实验仅证明了光在地球坐标系X轴、Y轴方向速度为c,既使旋转干涉仪,改变光在空间的传播方向,同一束光在干涉仪两臂(X轴、Y轴)速度始终为c,无光程差,因此,无干涉条纹移动现象。
因该实验证据并未证明光在所有坐标系或非地球坐标系(包括太阳坐标系)速度都为c。所以该实验的事实证据与其证明的基本假设b(结论)不存在充分条件关系,属于证据不充分,或称证据不足。
因此,迈克耳逊和E.莫雷实验证据并未证明在所有坐标系狭义相对论的基本假设b都真实、正确。以地球坐标系实验结果就认定基本假设b在所有坐标系都成立的观点,在逻辑学犯了“以偏概全”的逻辑错误。
3.2对光速不变原理(狭义相对论的基本假设b)的反驳(证伪)。
举证1:在同步卫星上进行测量光速实验
用反证法。即假设狭义相对论是真实的原理(真理),证明用其推出的结论会产生矛盾或与事实不符,从而否定假设的证明方法。这是证明数学定理常用的方法(如著名数学定理《哥德尔不完全性定理》[4]的证明),也是逻辑学的主要论证方法。
由百度百科“同步卫星”可得:卫星公转周期与地球自转周期相同的称地球同步卫星,亦称24小时同步卫星。地球同步卫星是人为发射的一种卫星,它相对于地球静止于赤道上空。从地面上看,卫星保持不动,故也称静止卫星,从地球之外看,卫星与地球以相同的角速度转动,角速度与地球自转角速度相同,故称地球同步卫星。在平常的计算中,我们认为这是匀速圆周运动,运转周期约为24小时,地球同步卫星距赤道的高度约为36000千米,线速度的大小约为每秒3.08公里。
定理1:狭义相对论不可能是真实的原理。
证明:用反证法。
假设狭义相对论是真实的原理(真理)。
因狭义相对论的基本假设b是狭义相对论的内容之一,则根据假设可得:狭义相对论的基本假设b也必然是真实的原理。
现从地面向同步卫星A发射一个光脉冲r,求光脉冲r在地球坐标系和A坐标系的速度?
解:有2个自相矛盾的答案。
答案一:根据狭义相对论的基本假设b可得:光脉冲r在地球坐标系和A坐标系的速度都为c。
答案二:在地球坐标系,已知光脉冲r的位移y=36000千米。光脉冲r速度在地球坐标系测量值为c。光脉冲r从地面到同步卫星A所需时间t=y/c。则r在地球坐标系速度v=y/t=c。
然而,在同步卫星A坐标系,已知光脉冲r在Y′轴的位移y′=y=36000千米。设光脉冲r从地面到同步卫星A所需时间为t′,因A在X′轴方向相对地球线速度大约为每秒3.08公里。由狭义相对论的钟慢效应(5)可得:t′比t慢,即t′小于t。根据运动学可得光脉冲r在同步卫星A坐标系的平均速度v′=y′/t′,则v′>c。
v′≠c,由此可得:光速不变原理(狭义相对论的基本假设b)在同步卫星A坐标系不可能成立。并且,由此可得狭义相对论的基本假设a也不可能成立。
因此,本文定理1的假设不可能成立。即狭义相对论不可能是真实的原理。
本定理证毕。即反驳(证伪)完毕。
3.3狭义相对论的相对运动钟慢效应实验
由百度百科“狭义相对论”可得:“直接的实验验证包括飞行μ子寿命增长和环球飞行原子钟速率减慢”。
本文指出:其它原因也可能导致此现象,如高空温度低也可能导致μ子寿命增长;飞行原子钟是运动导致钟变慢而时间并未变慢,等。
就算是相对运动坐标系时间事实上变慢,这两个实验也只证明了相对地球运动的坐标系时间变慢,并未证明在非地球坐标系(如μ子坐标系)中,相对μ子坐标系运动的地球坐标系的时间变慢。这两个实验的证据与其证明的狭义相对论的钟慢效应公式(结论)并不存在充分条件关系,也属于证据不充分,或称证据不足。
3.4对狭义相对论的钟慢效应证据的反驳(证伪)
举证2:宇宙的年龄证据
由百度百科“宇宙的年龄”摘录可得:“宇宙年龄(age of universe)宇宙从某个特定时刻到现在的时间间隔。根据大爆炸宇宙模型推算,宇宙年龄大约138.2亿年!欧洲航天局2013年3月21日公布了“普朗克”太空探测器传回的宇宙微波背景辐射全景图,近乎完美地验证了宇宙学标准模型,并且把宇宙的精确年龄修正为138.2亿岁。
宇宙的年龄是如何测出来的
在南京地质博物馆,有一块来自加拿大的小石头。这块石头表面看上去黑黝黝的,暗淡无光。但科学家说,它是最古老的岩石。这块岩石是镁铁和超镁铁岩包裹体,经同位素测定,如果据这块岩石推测,地球年龄的下限大概在40亿岁。
2001年天文学家利用欧洲南方天文台的甚大望远镜,对一颗距离地球约1万光年、球状星团中编号为CS31082-001的恒星,进行了高精度光谱观测。根据光谱,第一次得到太阳系外天体的放射性同位素钍-232和铀-238(Uranium-238)含量之比,从而计算出该恒星的年龄是125亿岁。
2007年,天文学家又用相同的办法,测得一颗距离地球7500光年、编号为HE 1523-0901的红巨星的年龄为132亿岁。
宾西法尼亚州立大学的天文学家经过近10年的观测,于2013年2月公布找到一颗距离地球仅190光年、编号为HD 140283的亚巨星,其测定的年龄高达144.6亿岁,但误差有8亿岁。”
以上宇宙的年龄证据证明,在地球上观测的实践事实证据证明:宇宙的年龄可以确定约为138.2亿岁。然而,时间、年龄在狭义相对论和广义相对论都是相对的。不可能存在确定唯一的宇宙年龄,并且依据狭义相对论的推导,在地球坐标系宇宙的年龄有无数个不同答案。
如在μ子坐标系,因高空μ子相对地球速度为0.998c。根据狭义相对论的钟慢效应(5)可得:μ子坐标系的时间变慢约16倍。μ子静止寿命为2us,而在地球坐标系为31.7us。
由此可得:在μ子坐标系,宇宙的年龄为138.2亿岁/16=8.6亿岁。
而如果在μ子坐标系宇宙的年龄确定为8.6亿岁,因地球相对μ子运动,在μ子坐标系,根据狭义相对论的钟慢效应(5)必然可得:宇宙的年龄在地球坐标系必为8.6亿岁/16=0.54亿岁。这与观测的实践事实完全不符。因此,狭义相对论的钟慢效应(5)不可能正确。
以此类推还可得:在地球坐标系、μ子坐标系宇宙年龄有无数个不同答案。并非只有唯一的138.2亿岁。
因此,狭义相对论在所有坐标系的钟慢效应(5)不可能是真实的原理。
定理1再次得到证明。
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李晓露346
13楼
举证3:在GPS卫星进行测量时间实验
定理2:狭义相对论的相对运动钟慢效应(5)不可能是真实的原理。
证明:用反证法。
假设狭义相对论的相对运动钟慢效应(5)是真实的原理。
问地球坐标系地面原子钟和GPS卫星A坐标系的原子钟时间谁慢?
因GPS卫星A相对地球运动,根据狭义相对论钟慢效应原理可得:GPS卫星A坐标系的原子钟比地球坐标系地面原子钟每天慢7us。该结果与观测实践事实基本相符。然而,该事实同时证明了地球坐标系地面原子钟比GPS卫星A坐标系的原子钟每天快7us。
地球坐标系地面原子钟,减去广义相对论引力时间效应值每天慢45us后,在GPS卫星A坐标系,因地球相对A运动,根据狭义相对论相对运动钟慢效应(5)原理可得:地球坐标系地面原子钟比GPS卫星A坐标系的原子钟还应该每天慢7us。累计每天慢52us。然而已知的测量事实证明地球地面原子钟时间并没有每天慢52us,而是只有38us。地球坐标系地面原子钟的用时事实证明:相对运动导致时间变快了7us,而不是变慢7us。由此可得狭义相对论相对运动的钟慢效应(5)与事实不符,是假的原理。
因此,狭义相对论的钟慢效应(5)原理在GPS卫星A坐标系事实上并不成立。并且,由此可得狭义相对论的基本假设a也不可能成立。
因狭义相对论的钟慢效应(5)原理在非地球坐标系不成立,所以,假设不成立。即狭义相对论在所有坐标系的钟慢效应(5)不可能是真实的原理。
本定理证毕。反驳(证伪)完毕。
3.5狭义相对论的多普勒效应
由百度百科“狭义相对论”可得:“时钟变慢直接导致相对论性的多普勒效应(多普勒频移)。当光源同观察者之间有相对运动时,观察者测到的光波频率将同光源静止时的光频有差别,这种差别称为多普勒频移。经典理论也预言了多普勒频移,但狭义相对论的预言同经典理论的预言不同(同一个数学结果,不同数学方法解题)。两种预言之间的差别是由运动时钟的速率不同于静止时钟的速率造成的,也就是时钟变慢效应造成的。
光线的频率和传播的方向在洛伦兹变换下分别按如下公式变换:
ν'=(1-v•cosθ/c)(1-v2/c2)1/2 cosθ'=(cosθ-v/c)(1-v•cosθ/c)
式中ν和ν'分别为在K系和K'系中测得的光波频率,θ和θ'为光线的传播方向分别与x轴和x'轴的正方向之间的夹角。当θ=90°(即垂直于光线方向)时,
ν'=v/(1-v2/c2)1/2
这就是横向多普勒效应(牛顿经典物理学没有这种效应)。横向(或二阶)多普勒效应实际上来自时间膨胀效应,它们已被很多实验直接证实。”
3.6对狭义相对论多普勒效应的反驳(证伪)
现从地面雷达向同步卫星A发射一个频率为f的正弦波电磁波脉冲r,问同步卫星A接收的光脉冲r频率是降低还是增高?
解:有2个自相矛盾的答案。
答案一:根据狭义相对论的相对运动钟慢效应(5),在地球坐标系,同步卫星A原子钟的时间比地球坐标系的原子钟的时间慢,因此,同步卫星A接收的光脉冲r频率是降低。这容易通过空间站进行精确测量实践证实(注意还有广义相对论引力频移值,本文只推导狭义相对论多普勒效应部分。可以假设A是与地球一样的星球)。
答案二:根据狭义相对论的相对运动钟慢效应(5),在同步卫星A坐标系,地球相对A运动,地球坐标系原子钟的时间比同步卫星A原子钟的时间慢,即同步卫星A原子钟的时间比地球坐标系的原子钟的时间快。因此,同步卫星A接收的光脉冲r频率是增高(注意将广义相对论引力频移部分减去即可)。
答案一与答案二矛盾。
如果在空间站进行精确测量实践事实证据证实:空间站接收地面发射的光脉冲r频率降低。则空间站宇航员可得:因地球相对A运动,则地球坐标系原子钟的时间比A原子钟的时间慢,接收地面发射的光脉冲r频率应是增高。则狭义相对论的相对运动钟慢效应是假原理。
如果在空间站进行精确测量实践事实证据证实:空间站接收地面发射的光脉冲r频率增高。则地球上面的科学家可得:因A原子钟相对地球运动,则A原子钟的时间比地球坐标系原子钟的时间慢,则狭义相对论的相对运动钟慢效应是假原理。
因此,无论空间站事实上接收地面发射的光脉冲r频率是降低还是增高,都可证:狭义相对论的钟慢效应、横向多普勒效应不可能在所有坐标系都成立。由此可得:狭义相对论的基本假设a、基本假设b都不可能在所有坐标系成立。属于假原理。
4.结束语
实验、观测和其它实践活动都是检验真理的有效途径。这是因为任何理论A只有与实验、观测和其它实践的事实相符,A才可能成为真理。如果理论A的观点与实验、观测或其它实践的事实不符,则A不可能是真理。
实验、观测和其它实践对于验证真理很重要,但对实验、观测和其它实践的事实证据的解读同样重要。即某个实验究竟证明了什么?要实事求是的解读,不能随意扩大其证明范围。如飞行μ子寿命增长和环球飞行原子钟速率减慢事实证据,最多仅能证明在地球坐标系钟慢效应可能成立,并未证明狭义相对论的钟慢效应(5)在所有坐标系都成立。
因此,目前科学界主流说“飞行μ子寿命增长和环球飞行原子钟速率减慢事实证据,证明了狭义相对论的钟慢效应(5)成立”,证据不充分。其钟慢效应(5)原理未获有效证实。科学界不可采信。
但在目前的物理界,如百度的作者却说相对论的动力学理论已经被许多高精度实验所证实。这反映了我国目前物理界主流科学家们,在解读实验方面,存在重大错误。
本文3.4节已证明,狭义相对论的钟慢效应自相矛盾,必然为假。
科学不能从物理科学家们的主观良好原望(相对论是真理)出发,单纯通过实验验证爱因斯坦的预言,来证明爱因斯坦是对的,证据不充足。判断真理,除了实践验证,还需要有正确、有效的逻辑论证。不要人云亦云,西方科学界主流说什么,我们就相信什么,要提高自身判断真伪的逻辑论证能力。
科学来不得半点虚假,必须实事求是。否则,后果可能很严重,甚至会带来灾难。
参考文献
[1] [英]W.G.V.罗瑟著,岳曾元、关德相译,相对论导论,北京:科学出版社,1980年,98—171
[2] 蔡伯濂著,狭义相对论,北京:高等教育出版社,1991,39—64
[3] 南京工学院等七所工科院校,物理学,下册,北京:高等教育出版社,1978年,249—269
[4] 朱水林著,哥德尔不完全性定理,沈阳:辽宁教育出版社,1987年。
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李晓露346
14楼
李子宇宙学(1)
-宇宙的年龄、时间与空间
李子 李晓露
摘要 本系列文章在李子物理学和已经掌握的证据基础上,建立新的宇宙学。本文确定宇宙的年龄、宇宙各坐标系的时间及三维欧几里得立体几何空间。
关键词 狭义相对论 洛伦兹坐标变换 李子物理学 伽利略坐标变换
1.引用公认的公式(原理)[1] [2] [3]
1.1狭义相对论的基本假设
a:不论是相对作均匀运动的两个坐标系中哪一个来说,物理体系状态变化所遵循的定律是不受影响的。
b:“静止”坐标系中所有光线都以确定速度c运动,不论光线是由“静止”物体还是由运动物体所发出的。
1.2狭义相对论的坐标变换
x′=(x-ut)÷二次根号(1-u^2÷c^2) (1)
y′=y (2)
z′=z (3)
t′=(t-ux÷c^2)÷二次根号(1-u^2÷c^2) (4)
其中u为相对运动速度,c为光速。
狭义相对论的坐标变换公式与洛伦兹坐标变换公式相同,但内涵有所不同,习惯上物理界把相对论的坐标变换称为洛伦兹坐标变换(以下相同)。
1.3狭义相对论的钟慢效应
t2′-t1′ =(t2-t1 )÷二次根号(1-u^2÷c^2)(5。1)
1.4狭义相对论的相对运动质量公式
m=m。÷二次根号(1-u^2÷ c^2) (6)
其中m是相对质量,m。是静止质量,u是相对速度,c是光速。
1.5狭义相对论力学的基本方程
F=dmu/dt
=d(m。÷二次根号(1-u^2÷c^2))u/dt (7)
在u << c 时,(7)公式近似牛顿第二定律:F = m。a
1.6狭义相对论的质能关系式
E = m×c^2 (8)
2.宇宙的年龄与时间
宇宙年龄与时间是密不可分的。而宇宙年龄的确认需要证据和推导的物理定律。但依据自相矛盾的理论如狭义相对论、广义相对论的推导必然导致逻辑矛盾,自我否定。在不自洽理论基础上推导的现代宇宙学,不可能是真理。
本系列文章在李子物理学[4]和已经掌握的证据基础上,推导和建立新的宇宙学,即李子宇宙学。
2.1宇宙年龄的证据和推导
由百度百科“宇宙年龄”可得:“2001年科学家利用南欧洲天文台的望远镜,观察一颗称CS31082-001的星球,量度星球上放射性(radioactive)同位素(isotope)铀-238(Uranium-238)的光谱(spectrum)(证据),用在考古学(archaeology)上使用(Carbon-14)同位素量度物质的年龄的方法(物理规律),从铀-238同位素的半衰期(half-life)是四十四亿五千万年;半衰期是放射性元素(element)自动蜕变成为其它元素,至它本身剩下一半时所需要的时间。计算出这星球的年龄是一百二十五亿年,误差大约三十亿年。宇宙的年龄至少有一百二十五亿年,这是科学家第一次量度太阳系以外铀含量的研究。
欧洲航天局2013年3月21日公布了“普朗克”太空探测器传回的宇宙微波背景辐射全景图,近乎完美地验证了宇宙学标准模型,并且把宇宙的精确年龄修正为138.2亿岁”
这种通过铀-238的光谱证据,用考古学(archaeology)上使用(Carbon-14)同位素量度物质年龄的方法,推导的宇宙年龄,是一种较可信的方法。当然,未来可能会发现新的判断物质年龄的方法,还有可能发现新的星球,其年龄更大。
在南京地质博物馆,有一块来自加拿大的小石头。这块石头表面看上去黑黝黝的,暗淡无光。但科学家说,它是最古老的岩石。这块岩石是镁铁和超镁铁岩包裹体,经同位素测定,如果据这块岩石推测,地球年龄的下限大概在40亿岁。
2.2相对论的宇宙年龄
在狭义相对论时间是相对的,不可能有138.2亿年固定唯一的答案。在广义相对论时间也是相对的,它取决于空间的位置,在引力场大的地方时间慢。然而引力场取决于质量的大小,根据狭义相对论质量是一个相对量,因此,狭义相对论和广义相对论的时间都是相对的。若宇宙的年龄在地球坐标系是138.2亿岁(A),则在其他星球并不是138.2亿岁,并且,宇宙的年龄在地球坐标系有2个以上答案互相矛盾,自我否定。举例说明如下:
2.2.1高空高速运动μ介子寿命测量事实,被科学界主流公认为是证实狭义相对论(5。1)正确的证据[2]。
观测事实:在地球通过测量μ介子静止寿命(t2-t1 ),其平均寿命约为2微秒。再通过测量由宇宙空间射到地球上的宇宙射线,在高空产生的μ介子相对地球速度为2。994×10^8(米/秒)。μ介子相对运动寿命比在地球坐标系(t2-t1 )增加了约16倍,与( 5.1)公式推得的值31。7微秒十分吻合。
按照上面的推导,宇宙的相对运动年龄在高空的μ介子坐标系为138.2亿岁×16=2211。2亿岁。又因地球相对高空的μ介子存在运动,根据( 5.1)公式同理可得:在地球坐标系的时间比高空的μ介子的时间增加了16倍,宇宙的年龄为:
2211。2亿岁×16=35379。2亿岁(B)。
结论(A)与结论(B)自相矛盾。究竟宇宙的年龄在地球坐标系是多少?
需要指出的是相对运动使μ介子寿命增加,教科书解释是时间膨胀,并且认为相对运动μ介子的时间慢。这也是自相矛盾的。因为时间慢即指若静止时钟指示值为1年,则相对运动的时钟慢,指示值不到1年。
( 5.1)公式还有这样完全相反的推导:因μ介子静止平均寿命约为2微秒,则在( 5.1)公式中t2′-t1′为2微秒,根据( 5.1)公式推导可得:(t2-t1 )为:2微秒÷16。即相对运动的时钟慢。μ介子相对运动寿命在地球坐标系为0.125微秒,这显然与μ介子相对运动寿命事实不符。同理宇宙的年龄在高空的μ介子坐标系应该是138.2亿岁/16=8。6亿岁,既使这样,同理可得:宇宙的年龄在地球坐标系应为8。6亿岁÷16=0。5亿岁(C)。依然不自洽。因此,( 5.1)公式不可能正确。狭义相对论则不可能正确。
2.2.2 GPS卫星原子钟与地球原子钟的误差。被科学界主流公认为是证实狭义相对论(5。1)正确的另一个证据。
GPS卫星相对地球的线速度u时速为1.4万千米,根据狭义相对论,它的星载原子钟每天要比地球上的钟慢7微秒。因宇宙的年龄在地球坐标系是138.2亿岁,所以,宇宙的年龄在GPS卫星坐标系为:
138.2亿岁-138.2亿岁×365天×7×10^(-6)秒=137.8亿岁
虽然误差不大,但表明时间是相对的。若以GPS卫星坐标系宇宙的年龄137.8亿岁和(5。1)推导,在地球坐标系宇宙的年龄应该是137。4(D)亿岁,自我否定。
根据2。1得出在地球坐标系宇宙的年龄是138.2亿岁结论(A),根据μ介子相对运动寿命和狭义相对论( 5.1)公式得出在地球坐标系宇宙的年龄结论(B):35379。2亿岁,根据μ介子静止寿命和狭义相对论( 5.1)公式得出在地球坐标系宇宙的年龄结论(C):0。5亿岁。根据GPS卫星时钟每天慢7微秒和狭义相对论( 5.1)公式得出在地球坐标系宇宙的年龄结论(D):137。4亿岁。如果狭义相对论是真理,则狭义相对论必然正确,则在地球坐标系宇宙的年龄必有四个以上互相否定的答案,而四个答案不可能与事实都相符,因此,狭义相对论不可能正确。
2.2.3 极端的例子。
现假设A是宇宙大爆炸时的类星体(或CS31082-001星球)。B是宇宙大爆炸时的光子。根据爱因斯坦的狭义相对论的基本假设b可得:
B相对A速度为c。
根据狭义相对论的相对运动时间变慢公式(5。1)可得:
相对运动坐标系的时间慢。因此,若A现在的年龄是宇宙的年龄138.2亿岁,则由公式(5。1)可得:B坐标系的时间比A的时间慢,应该永远是0年。
然而,因光子B时间永远是0,且A相对B存在运动,根据狭义相对论的相对运动时间变慢公式(5。1)同理可得:A的时间比B慢,年龄必然是0年。
究竟A的年龄是138.2亿岁,还是0岁?这两个答案互相否定。由逻辑学真值表可得:二者必有一假。
并且,因A相对光子B速度为c,根据狭义相对论的相对运动质量公式(6) 可得:A相对B的质量为无穷大,引力场为无穷大,根据广义相对论引力场大的地方时间慢,则A的时间比B慢,因光子B时间永远是0,则A的年龄必然为0岁。并且,A相对B的质量为无穷大,引力为无穷大,则宇宙所有星球必然被A无穷大的引力吸引,宇宙必然收缩,这与事实完全不符。因此,狭义相对论不可能真。
因地球相对光子B也存在运动,同理根据狭义相对论的相对运动时间变慢公式(5。1)可得:地球的时间比B慢,年龄必然不超过0年。地球的时间t为0,则宇宙任一星球不存在任何运动位移即s=0,否则运动学s=vt不成立。狭义相对论的洛伦兹坐标变换公式(1)中的(x-ut)不成立。宇宙是静止的与事实也不相符。由此可得:狭义相对论不是真理。
既使不用光子B来推导,宇宙在138.2亿年前的大爆炸,根据广义相对论必然产生引力波,根据狭义相对论的质能关系(8)可得:由引力波的能量E可计算出引力子C的质量m,同理,因引力波的速度为c,则引力子C的时间永远是0,而地球相对C存在运动,其时间比C慢,年龄必然不超过0年。这不仅否定宇宙年龄138.2亿岁,而且否定美国LIGO科研人员于去年9月宣布首次探测到引力波。因用相对论推导宇宙年龄不超过0年,怎么可能有13亿年前两个黑洞碰撞的引力波呢?而若否定相对论,则还会有LIGO的相对论的引力波吗?
因爱因斯坦并没有说相对论对引力子C不适用,所以,LIGO的发现若是真的,则彻底推翻了相对论。
相对论的时间不仅存在逻辑矛盾,而且相对论的宇宙年龄在同一坐标系有多个答案,自相矛盾,显然是谬论。
地球事实上有连续增大的时间t,如△t=a(a> 0),在此时间内,相对地球运动的光子的时间究竟是否为0?若不是0则是多少?答案的依据是什么?这是科学界主流无法自圆其说,并且是科学界主流回避不了的物理基础问题。
因若光子的时间永远为0,则根据狭义相对论的相对运动时间变慢公式(5。1)可得:地球的时间比光子的时间慢,即a=0,这与事实完全不符。而若光子时间不为0,则狭义相对论的相对运动时间变慢公式(5。1)是假命题。
光子的时间是否永远为0,不仅涉及到量子力学的真实性、“光量子”通信的真实性,而且关系到相对论理论是否真实和正确。
光明日报合肥11月4日电 记者李陈续、通讯员杨保国4日从中国科技大学获悉,由潘建伟院士及其同事张强、陈腾云,与清华大学王向斌及中科院上海微系统所、济南量子技术研究院等单位科研人员合作,首次实现超过400公里抵御量子黑客攻击的测量设备无关量子密钥分发。由中国人创造的这项“量子密钥分发和量子通信最远传输纪录”,将极大推动兼顾安全和实用的远距离光纤量子通信的发展。这表明光量子的时间不可能为0,狭义相对论的相对运动时间变慢公式(5。1)与通信实验事实不符,是假命题。并且,爱因斯坦由质能关系式(8)推导的光子动质量,是由公式(5。1)假命题推导所得,质能关系式(8)的推导在逻辑学是无效的论证,其真实性是不可靠的。
2.3中国太空“定时神钟”的空间实验
中国神舟十一号与天宫二号合体30天开展空间实验,其中上海光机所研制的“定时神钟”3000万年误差1秒,这为验证狭义相对论的相对运动时间变慢公式(5。1)和广义相对论的高空引力场小导致的时间变快值的验证,可提供真实的实验数据。
实验虽然重要,但解读实验数据同样重要。
如在地面放置定时神钟A,在天宫二号放置同款定时神钟B,经光信号校准后,当A指示为a时,B钟指示为b。
若a=b,则相对论显然是错误的。
若a>b,根据狭义相对论的相对运动时间变慢公式(5。1)在GPS卫星星载原子钟每天要比地球上的钟慢7微秒,即7000纳秒,而根据广义相对论的引力场导致的时间变快值为45000纳秒,二者合并值为38000纳秒。这完全可以通过实验测量出来。若a>b,则相对论显然是错误的。
若a<b。则需要看具体值情况。根据广义相对论等效原理,地球表面引力场可等效为加速度g,若a<b,从地球表面光源发出的光线,由GPS卫星接收器接收,因光源比接收器的时间慢,其光谱线必然会发生红移。
由百度百科“多普勒效应”可得:
光(电磁波)的多普勒效应计算公式分为三种:
⑴纵向多普勒效应(即波源的速度与波源与接收器的连线共线):f'=f [(c+v)/(c-v)]^(1/2)
其中v为波源与接收器的相对速度。当波源与观察者接近时,v取正,称为“紫移”或“蓝移”;否则v取负,称为“红移”。
⑵横向多普勒效应(即波源的速度与波源与接收器的连线垂直):f'=f(1-β^2)^(1/2) 其中β=v/c
⑶普遍多普勒效应(多普勒效应的一般情况):f'=f [(1-β^2)^(1/2)]/(1-βcosθ)
其中β=v/c,θ为接收器与波源的连线到速度方向的夹角。纵向与横向多普勒效应分别为θ取0或π/2时的特殊情况。
根据多普勒效应公式可得:光谱线的红移值取决于光源与接收器的相对速度v,而不是加速度g。根据广义相对论等效原理,光源在地球表面,等效的加速度g=9。8,接收器在高空,引力场等效的加速度d<9。8,二者相对加速度e=g-d。则e>0。并且引力场等效的加速度方向很关键。
当引力场方向与等效的加速度方向一致时,光源与接收器等效为离远加速远离运动,当时间t增大时,光源与接收器的相对速度v=et,v值在地球坐标系每天都会增大,接收器接收的光谱线的红移值将随t增大而增大。
当等效的加速度方向与引力场方向相反时,光源与接收器等效为接近加速运动,接收器接收的光谱线是蓝移。目前网上解释的引力场等效的加速度方向混乱。
如果GPS卫星星载原子钟每天要比地球上的钟快38000纳秒的事实是真实的,则根据⑶普遍多普勒效应可得:光源相对接收器的速度v必然是恒定不变的,则光源相对接收器的加速度e=0。这证明了由等效原理推出的(e>0)与事实(e=0)并不相符,是一个假命题,是错误的物理原理。该原理在事实上并不必然成立。
GPS卫星星载原子钟每天要比地球上的钟基本上固定快38000纳秒的事实已经证实:广义相对论等效原理是假命题,是谬论。
因“定时神钟”的空间实验可以再次验证广义相对论等效原理的真假,在此衷心祝愿中国太空“定时神钟”的空间实验取得圆满成功。
这里告诫中国有实验机会的科学家同志们:有一点要注意,钟慢或钟快,并不必然证明其时间慢或快,这已在李子物理学(1)中有说明。要证明时间慢或快,最好的办法是做高精度纳秒级的多普勒效应实验。
2.4 李子物理学的宇宙年龄
根据2.1宇宙年龄的证据和推导,得到:宇宙的精确年龄为138.2亿岁。
根据《物理学不完备定理(4)》[5]一文证明的结果:相对运动坐标系的时间不可能不同,并根据李子物理学伽利略坐标变换可得:
t′= t
因此,各坐标系的宇宙年龄相同,均为138.2亿岁。这与牛顿力学是一致的。
3.宇宙空间的维度[6]
根据李子物理学(1)[4]可得:欧几里得立体解析几何是李子物理学空间的三维直角坐标系几何。
所有3D打印机产品的机械制图都采用欧几里得三维直角坐标系。天宫二号携带的三维成像微波高度计也只能是欧几里得三维直角坐标系。该事实彻底否定了黎曼几何。如果广义相对论是真实的,则因地球质量大,地球空间弯曲,并且任何一件有质量的产品其空间必然都弯曲,都是黎曼几何的图形,又因事实上任何曲线、坐标系数轴都可以在电脑制作,设计师完全可以在3D打印机电脑中设置黎曼几何三维坐标系,打印出黎曼几何三维产品,然而事实是:根本不存在三维黎曼立体几何3D打印机。
3D打印事实证明:任何一件有质量的3D产品都是欧几里得几何三维坐标系产品,同时也证明:宇宙的空间是欧几里得几何三维坐标系的空间。时间和空间是相互独立的,并且不存在四维及四维以上的空间。
因李子物理学只采用伽利略坐标变换,则在李子物理学洛伦兹坐标变换公式(1)和(4)不是李子物理学公理,则由(1)和(4)推导(具体的推导请阅参考文献)[1] [2] [3]的相对运动时间变慢公式(5。1)不是定理。则由(5。1)和动量守恒定律联合推导的相对运动质量增加公式(6)不是定理;由(6)和牛顿第二定律联合推导的狭义相对论力学基本方程(7)不是定理;由(7)和合外力做功公式及数学的定积分联合推导的质能关系式(8)不是定理;由洛伦兹坐标变换公式(1)和(4)推导的长度缩短公式不是定理;由(5。1)和经典多普勒效应联合推导的狭义相对论多普勒效应等结论都不是定理。
公式(1)-(4)是狭义相对论的公理,(5。1)-(8)是狭义相对论和其他物理定律、数学定理联合证明的定理,但在李子物理学除洛伦兹坐标变换公式(2)和(3)外,都不是定理。
旧量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。量子力学和狭义相对论的结合产生的相对论量子力学。经狄拉克、海森伯(又称海森堡)和泡利等人的工作发展的量子电动力学,这些理论凡包含狭义相对论假命题的定理及其推导的所有结论都需要删除、修改和完善。
根据三次数学危机和元数学理论可得:自相矛盾(不一致)的理论必然是谬论。由《狭义相对论专题辩论赛(1)-(13)》[7]可得:相对运动质量增加公式(6)导致光子动质量、能量不一致,必是假命题。相对运动时间变慢公式(5。1)可推出宇宙年龄自相矛盾,也是假命题。根据李子逻辑学可得:洛伦兹坐标变换公式(1)和(4)是假命题。根据李子物理学(2)可得:动质量守恒,则狭义相对论力学基本方程(7)与牛顿第二定律完全相同。
通过自由落体运动实验可得:牛顿第二定律符合事实,是真命题,不存在高速运动情况不适用问题,但自由落体运动实验要计算地球自转的离心力。
根据李子物理学(2)相对运动质量m守恒,则由(7)和合外力做功公式及数学的定积分联合推导的质能关系式(8)不成立;则爱因斯坦由质能关系式(8)推导的光子动质量不成立。
因李子物理学只采用欧几里得立体解析几何作为宇宙空间的三维直角坐标系几何,所以李子宇宙学不存在黎曼几何三维坐标系,并且无广义相对论的等效原理,则广义相对论、现代宇宙学在李子物理学、宇宙学都不成立。并且十维的超弦理论、十一维M理论在李子物理学、宇宙学均不成立。
参考文献
[1] [英]W.G.V.罗瑟著,岳曾元、关德相译,相对论导论,北京:科学出版社,1980年,98—171。
[2]南京工学院等七所工科院校,物理学,下册,北京:高等教育出版社,1978年,249—269。
[3] 蔡伯濂著,狭义相对论,北京:高等教育出版社,1991,39—64
[4] 李子物理学(1)-(3) 李子、李晓露
[5] 物理学不完备定理(4)李子、李晓露(暂不发表)
[6] 科学的基础不能建立在假设上(3)(4)李子、李晓露
[7]狭义相对论专题辩论赛(1)-(13)李子、李晓露
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质证狭义相对论的实验证据(2)
李子 李晓露
摘要 本文介绍了狭义相对论的几个主要原理及其推导和证明的定理。证明了狭义相对论的质能关系(8)是假原理。并由形式逻辑学知识证明质能关系(8)、力学基本方程(7)、质速关系(6)、钟慢效应(5)、洛伦兹坐标变换公式(4)都是假原理,不可能为真。由此彻底否定了狭义相对论。
关键词 狭义相对论 洛伦兹坐标变换
1. 前言
在李子、李晓露《质证狭义相对论的实践证据(1)》文中,已证明了狭义相对论的两个基本假设、钟慢效应、多普勒效应自相矛盾,是假的原理。
本文证明:狭义相对论的质能关系(8)、力学基本方程(7)、质速关系(6)、钟慢效应(5)、洛伦兹坐标变换公式(4)都是假原理,不可能为真。由此彻底否定了狭义相对论。
2.引用世界已公认的公式(原理)
2.1狭义相对论的基本假设[1]
a:不论是相对作均匀运动的两个坐标系中哪一个来说,物理体系状态变化所遵循的定律是不受影响的。
b:“静止”坐标系中所有光线都以确定速度c运动,不论光线是由“静止”物体还是由运动物体所发出的。
2.2狭义相对论的洛伦兹坐标变换公式[1][2][3]
x′=(x-ut)÷二次根号(1-u^2÷c^2) (1)
y′=y (2)
z′=z (3)
t′=(t-ux÷c^2)÷二次根号(1-u^2÷c^2) (4)
其中u为相对运动速度,c为光速。
2.3狭义相对论的相对运动钟慢效应[1][2][3]
t2′-t1′=(t2-t1)÷二次根号(1-u^2÷c^2)(5)
2.4狭义相对论的质速关系公式[1][2][3]
m=m。÷ 二次根号(1-u^2÷c^2) (6)
其中m是相对运动质量,m。是静止质量,u是相对速度,c是光速。
2.5狭义相对论力学的基本方程[[1][2][3]
F=d(mu)/dt (7)
在u《c时,(7)公式近似牛顿第二定律:F= m。a
2.6狭义相对论的质能关系公式[1][2][3]
E=m×c^2 (8)
2.7狭义相对论的“棒长缩短”公式[1][2][3]
L′= L×二次根号(1-u^2÷c^) (9)
3. 狭义相对论各原理的推导
3.1在狭义相对论,由洛伦兹坐标变换公式(1)和代数运算直接推导出了运动棒长缩短公式(9)定理[1][2][3]。即如果公式(1)和代数正确,则公式(9)必然正确。
3.2由洛伦兹坐标变换公式(4)和代数直接证明了相对运动时间变慢公式(5)定理[1][2][3]。即如果公式(4)和代数是真实的原理,则公式(5)必然为真。由形式逻辑学[4]可得:如果公式(5)是假原理,则公式(4)和代数不可能都真(否则,公式(5)必然是真原理)。并且如果确定代数正确,则可确定公式(4)是假原理。
3.3由相对运动时间变慢公式(5)和动量守恒定律、代数联合推导可得质速公式(6)定理[1][2][3]。即如果公式(5)和动量守恒定律、代数正确,则公式(6)必然正确。由形式逻辑学可得:如果公式(6)是与事实不符的假原理,则公式(5)和动量守恒定律、代数不可能都真。否则公式(6)必然正确,但这与事实不符。并且如果动量守恒定律、代数是真实的原理,则公式(5)不可能真。否则公式(6)必然正确。
3.4由公式(6)推导可得:狭义相对论的力学基本方程(7)定理[1][2][3]。即如果公式(6)真实、正确,则狭义相对论力学基本方程(7)必然正确。牛顿第二定律不再正确。由形式逻辑学可得:如果力学基本方程(7)是假原理,则公式(6)不可能真。
3.5由力学基本方程公式(7)和合外力做功公式及数学的定积分联合推导可得:质能关系式(8)定理。(具体的推导请阅参考文献[1] [2] [3] )。即如果公式(7)和合外力做功公式及数学的定积分正确,则公式(8)必然正确。由形式逻辑学可得:如果公式(8)是与事实不符的假原理,则公式(7)不可能真。
由3.5的证明可得:如果质能公式(8)是假原理,则力学基本方程公式(7)不可能真,必然为假;由3.4证明可得:如果力学基本方程(7)是假原理,则质速公式(6)必为假原理;由3.3证明可得:如果质速公式(6)是假原理,则相对运动时间变慢公式(5)必为假原理;由3.2证明可得:如果公式(5)是假原理,则洛伦兹坐标变换公式(4)必为假原理。
因此,如果证明了质能公式(8)是假原理,则力学基本方程(7)、质速公式(6)、相对运动时间变慢公式(5)、洛伦兹坐标变换公式(4)都是假原理。则狭义相对论的主要原理被推翻。由此可得:狭义相对论属于谬论,而不是真理。
下文证明质能公式(8)是假原理。
4.质能公式(8)是假原理的证明
在李子、李晓露《原子弹证明相对论的质能关系是假原理》[5]文中,已证明了质能关系公式△E=△mc²不可能正确。
由百度百科“原子弹”可得:1945年8月9日,美军在日本长崎投下一颗代号为“胖子”的原子弹。胖子长10英尺八吋(3.25米),直径五英尺(1.52米),重10,000磅(4545公斤)。释放的能量约相等于20000吨的TNT烈性炸药,即大概为8.4×10^13焦耳,造成的损害约四万人直接死于胖子的原爆,约二万五千人受伤。约7000平方米之建筑物被夷平。之后数万人死于核子尘埃放射引起的癌症。
李子定理:质能公式(8)是假原理。
证明:根据本文引理2.1基本假设a和广义相对论的广义相对性原理:“所有的物理定律在任何参考系中都取相同的形式。”可得:物理定律在所有坐标系都成立。则质速关系公式(6)在所有坐标系都成立。
设“胖子”在地球K坐标系钚239的静止质量为m。公斤。根据狭义相对论的质能关系公式计算可得:“胖子”在地球K坐标系可以释放的最大能量为E=m。×c^2。然而,相对论认为质量m都是相对的。
以1952年在美国加州理工学院实验室的事实推导,在美国加州理工学院实验室中,该实验室的电子相对地球速度u=0.999999c。因此,原子弹“胖子”相对该电子速度为u。根据质速关系公式(6)可得:在该电子K′坐标系,原子弹“胖子”钚239的运动质量m是其静止质量m。的900倍,“胖子”释放的最大能量E=m×c^2是E=m。×c^2的900倍。
根据静止质量m。减少符合质能关系式△E。=△m。c²,原子弹“胖子”钚239事实上释放的能量△E。≈8.4 ×10^13焦耳可推得:在K′坐标系,运动质量m减少必符合质能关系式△E=△mc²,原子弹“胖子”钚239必然释放的能量△E≈8.4×10^13×900焦耳。
并且,根据狭义相对论的“棒长缩短”公式(9):L=L′×二次根号(1-u^2÷c^2)[1] [2] [3]可得:在电子坐标系(K′),日本面积因长度缩短而缩小近900倍。在K′坐标系900颗“胖子”爆炸后能量使日本死亡人数必然大大超过4万×900,而且,死亡名单可一一确定,则在地球K坐标系日本死亡人数也必然超过4万×900,而不可能是4万。这与事实完全不符。事实上不可能出现横六敬二在K′坐标系4万×900的名单中已死亡,而在地球K坐标系4万死亡名单没名,还活着。
该事实已充分证明狭义相对论的质能关系公式(8)是假原理。
5.全面否定狭义相对论
5.1根据李子定理:质能公式(8)是假原理。由3.5证明可得:如果质能公式(8)是假原理,则力学基本方程公式(7)不可能真,必然为假。由此可得:力学基本方程公式(7)是假原理。
5.2 由5.1的结论“力学基本方程(7)是假原理”、3.4的结论“如果力学基本方程(7)是假原理,则质速公式(6)必为假原理。”和数理逻辑学分离规则[6]可得:质速公式(6)是假原理。
在李子、李晓露《原子弹证明相对论的质能关系是假原理》[5]文中,另外举证证明了质速公式(6)是假原理。
5.3由5.2的结论和3.3的结论“如果质速公式(6)是假原理,则相对运动时间变慢公式(5)必为假原理。”可得:相对运动时间变慢公式(5)是假原理。
5.4由5.3的结论和3.2的结论“如果公式(5)是假原理,则洛伦兹坐标变换公式(4)必为假原理。”可得:洛伦兹坐标变换公式(4)是假原理。
本文证明了洛伦兹坐标变换公式(4)是假原理、相对运动时间变慢公式(5)是假原理、质速公式(6)是假原理、力学基本方程公式(7)是假原理、质能关系公式(8)是假原理。由此证明了狭义相对论是错误的理论。
当代物理学家们需要好好学习逻辑学知识,不能把严重违反逻辑学论证规则的相对论,还作为真理。
参考文献
[1] [英]W.G.V.罗瑟著,岳曾元、关德相译,相对论导论,北京:科学出版社,1980年,98—171
[2] 蔡伯濂著,狭义相对论,北京:高等教育出版社,1991,39—64
[3] 南京工学院等七所工科院校,物理学,下册,北京:高等教育出版社,1978年,249—269
[4]金岳霖主编,形式逻辑。湖北:人民出版社1997.
[5]原子弹证明相对论的质能关系是假原理,李子、李晓露
[6]莫绍揆 、徐永森、沈百英著,数逻理辑,北京:高等教育出版社1984
[7]质证狭义相对论的实践证据(1),李子、李晓露
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质证波粒二象性和双缝实验的证据
—质证狭义相对论的证据(3)
李子 李晓露
摘要 本文证明:因电磁波速度c与电子速度v(v小于c)不相等,所以波、粒是两种物质。电子不可能既是粒子又是波。对量子力学的波粒二象性、光子、光电效应、双缝实验进行质证并作出了新的解释。
关键词 狭义相对论 量子力学 波粒二象性 光子 光电效应 双缝实验
1.前言
由百度百科“波粒二象性”可得:“波粒二象性(wave-particle duality)指的是所有的粒子或量子不仅可以部分地以粒子的术语来描述,也可以部分地用波的术语来描述。这意味着经典的有关“粒子”与“波”的概念失去了完全描述量子范围内的物理行为的能力。爱因斯坦这样描述这一现象:‘好像有时我们必须用一套理论,有时候又必须用另一套理论来描述(这些粒子的行为),有时候又必须两者都用。我们遇到了一类新的困难,这种困难迫使我们要借助两种互相矛盾的的观点来描述现实,两种观点单独是无法完全解释光的现象的,但是合在一起便可以。’
波粒二象性是微观粒子的基本属性之一。1905年,爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释,人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。
2015年瑞士洛桑联邦理工学院科学家成功拍摄出光同时表现波粒二象性的照片。”
但是,这张照片证据充分证明了光子(粒子)有大于0的几何直径。
根据狭义相对论的长度的收缩公式:[1][2][3]
L=L′×二次根号(1-u^2÷ c^2)
将u=c代入该公式可得:光子的直径在地球坐标系同时测量为0。而直径为0的光子不可能有照片。
如果狭义相对论正确,则2015年瑞士洛桑联邦理工学院科学家成功拍摄出光同时表现波粒二象性的照片必然是伪造的假证据。并且,由逻辑学可得:如果2015年瑞士洛桑联邦理工学院科学家成功拍摄出光同时表现波粒二象性的照片真实,则狭义相对论不可能正确。否则,照片是伪造的。
2.狭义相对论光子运动质量的不自洽
由李子、李晓露《质证光电效应》[4]一文可得:
2.1引用公认的公式(原理)
2.2狭义相对论的洛伦兹坐标变换公式[1][2][3]
x′=(x-ut)÷二次根号(1-u^2÷c^2) (1)
y′=y (2)
z′=z (3)
t′=(t-ux÷c^2)÷二次根号(1-u^2÷c^2) (4)
其中u为相对运动速度,c为光速。
2.3狭义相对论的相对运动钟慢效应[1][2][3]
t2′-t1′=(t2-t1)÷二次根号(1-u^2÷c^2) (5)
2.4狭义相对论的质速关系公式[1][2][3]
m=m。÷ 二次根号(1-u^2÷c^2) (6)
其中m是相对运动质量,m。是静止质量,u是相对速度,c是光速。
2.5狭义相对论力学的基本方程[[1][2][3]
F=d(mu)/dt (7)
在u《c时,(7)公式近似牛顿第二定律:F= m。a
2.6狭义相对论的质能关系公式[1][2][3]
E=m×c^2 (8)
2.7狭义相对论的“棒长缩短”公式[1][2][3]
L′= L×二次根号(1-u^2÷c^) (9)
2.8狭义相对论的基本假设[1]
a:不论是相对作均匀运动的两个坐标系中哪一个来说,物理体系状态变化所遵循的定律是不受影响的。
由百度百科“质能方程”可得:“质能方程E=mc²,E表示能量,m代表质量,而c则表示光速。由阿尔伯特•爱因斯坦提出。该方程主要用来解释核变反应中的质量亏损和计算高能物理中粒子的能量。这也导致了德布罗意波和波动力学的诞生。1905年,爱因斯坦发表论文《关于光的产生和转化的一个试探性观点》,对于光电效应给出另外一种解释。他将光束描述为一群离散的量子,现称为光子,而不是连续性波动。对于马克斯•普朗克先前在研究黑体辐射中所发现的普朗克关系式,爱因斯坦给出另一种诠释:频率为v的光子拥有的能量为E;其中,h因子是普朗克常数。爱因斯坦认为,组成光束的每一个量子所拥有的能量等于频率乘以普朗克常数。假若光子的频率大于某极限频率,则这光子拥有足够能量来使得一个电子逃逸,造成光电效应。爱因斯坦的论述解释了为什么光电子的能量只与频率有关,而与辐照度无关。虽然光束的辐照度很微弱,只要频率足够高,必会产生一些高能量光子来促使束缚电子逃逸。尽管光束的辐照度很强劲,假若频率低于极限频率,则仍旧无法给出任何高能量光子来促使束缚电子逃逸。
爱因斯坦的论述极具想像力与说服力,但却遭遇到学术界强烈的抗拒,这是因为它与詹姆斯•麦克斯韦所表述,而且经过严格理论检验、通过精密实验证明的光的波动理论相互矛盾,它无法解释光波的折射性与相干性,更一般而言,它与物理系统的能量“无穷可分性假说”相互矛盾。甚至在实验证实爱因斯坦的光电效应方程正确无误之后,强烈抗拒仍旧延续多年。爱因斯坦的发现开启了的量子物理的大门,爱因斯坦因为“对理论物理学的成就,特别是光电效应定律的发现”荣获1921年诺贝尔物理学奖。”
上面是爱因斯坦用光子能量E=mc²证明了光电效应。
然而,狭义相对论光子运动质量m有2个不自洽的答案,导致既可证光电效应,又可否定光电效应。
2.2 光量子的运动质量
爱因斯坦根据狭义相对论的质能公式(8)推出光子的运动质量为:
m=E/c^2=hv/c^2 (10)
(其中h为普朗克常数,v为光子的频率)
2.3 光量子的静止质量
李子根据狭义相对论相对质量公式(6)和光子的速度u=c,及(10)得到光子的静止质量m。:
m。= m×二次根号(1-c^2÷c^2)
=0 (11)
爱因斯坦也认为光子的静止质量m。为0。
2.4光量子的运动质量的2个互相矛盾的数值
百度百科“夹逼定理”可得:夹逼定理英文原名Sandwich Theorem。也称两边夹定理、夹逼准则、夹挤定理、挟挤定理、三明治定理,是判定极限存在的两个准则之一,是函数极限的定理。
如果数列{Xn},{Yn}及{Zn}满足下列条件:
(1)当n>N0时,其中N0∈N*,有Yn≤Xn≤Zn,
(2){Yn}、{Zn}有相同的极限a,设-∞<a<+∞
则,数列{Xn}的极限存在,且当n→+∞,limXn =a。
简单的说:函数A>B,函数B>C,函数A的极限是X,函数C的极限也是X ,那么函数B的极限就一定是X,这个就是夹逼定理。
在李子、李晓露的《质证光电效应》[4] 一文,应用夹逼定理证明了狭义相对论光量子运动质量的不自洽。
因公式(6)的m是速度u的函数f(u),即m=f(u)。
设v是一个很小的速度(如v=1米/秒),数列f(u-v)、f(u)、f(u+v)在u≥v时,满足f(u-v)≤f(u)≤f(u+v)。
当u取其极限u→c可得:
limf(c-v)=0,其复数模为0。
limf(c)待定。
lim f(c+v)=0×(-i)=0,其复数模为0。
因(c-v)< c <(c+v),则根据数学的夹逼定理lim f(c)的复数模必为0。
又因u=c代入公式(1)并不产生虚数,因此可得:
当u→c时,
函数f(u)的极限lim f(c)=0 (12)
(12)即光子的运动质量m =0,这个数学定理具有必然性。
(12)与(10)证明光子的运动质量m既等于0又不等于0,自相矛盾,不自洽。
此文证明了任何一个物理理论A,如果包含狭义相对论、量子力学,则A不自洽。
由此还可得:爱因斯坦晚年奋斗的目标建立自洽、完备的大统一物理理论,不可能成立。
根据(12)光子的运动质量m=0和质能关系公式(8) E=m×c^2可得:光子的能量E=0。则光子不可能与电子有任何能量交换,光电效应不可能成立。爱因斯坦的光电效应被狭义相对论自己所否定。
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爱因斯坦发现在光子坐标系,宇宙的星球相对质量为无穷大,宇宙必然收缩,这与事实不符。他说“相对论原理不适用光子”。然而,爱因斯坦发现的光子却是根据狭义相对论的质能公式(8)推出光子的运动质量m=E/c^2=hv/c^2。而公式(8)来源是:由质速关系式(6)和牛顿第二定律证明了相对论力学基本方程(7)定理;由公式(7)、合外力作功公式和定积分证明了质能关系式(8)定理,具体证明请阅参考文献[1] [2] [3]。
根据狭义相对论的基本假设a:“不论是相对作均匀运动的两个坐标系中哪一个来说,物理体系状态变化所遵循的定律是不受影响的。”,如果a成立,则对于相对地球以光速c作匀速直线运动的任何坐标系(包括光子)来说,物理体系状态变化所遵循的定律是不受影响的。由此可得:相对论原理适用光子。则爱因斯坦说“相对论原理不适用光子”是错误的。否则,a不成立,导致狭义相对论也不成立。
地球相对光子速度为c,为什么相对论原理都适用呢?
为什么对于爱因斯坦,证明光子的运动质量m=hv/c^2,狭义相对论的公式(6)、公式(8)适用光子,而本文证明该光子的运动质量m=0,公式(6)、公式(8)却不适用该光子呢?这已表明狭义相对论无法自圆其说。
显然爱因斯坦讲的“相对论原理不适用光子”是双重标准。其观点与狭义相对论的基本假设a自相矛盾,是个假命题。
爱因斯坦由狭义相对论质速关系公式(6)推得质能公式(8),由公式(8)得出光子的运动质量为:m=E/c^2=hv/c^2。而本文根据狭义相对论的质速关系公式(6)和(11)及数学的夹逼定理推导的定理得出m=0。由此可得:在狭义相对论光子的运动质量既等于0又不等于0,自相矛盾。这与第二次数学危机微积分的无穷小既等于0又不等于0完全一样,导致狭义相对论、量子力学都出现被否定的危机。
3. 李子物理学的解释
在李子物理学,根据李子、李晓露《李子物理学(1)—(3)》[5]文中可得:物质的静止质量m。与运动质量m相等,相对运动质量守恒。
如果质能关系E=mc²符合事实,则根据质能关系E=mc²可得:光子具有质量m=E/ c²。也具有能量E。没有m=0的结论。因此根据李子物理学可以不矛盾的解释光电效应。
根据2015年瑞士洛桑联邦理工学院科学家成功拍摄出光同时表现波粒二象性的照片、本文第5节杰弗里•泰勒爵士的光子摄影胶片证据可得:光子能量包的几何直径大于0。由此可得狭义相对论的长度的收缩公式:
L=L′×二次根号(1-u^2÷ c^2) (9)
公式(9)不可能成立。则推导(9)的狭义相对论的洛伦兹坐标变换公式(1)、(4)也不可能成立。
洛伦兹坐标变换公式(1)、(4)在形式逻辑学称为论据。论据虚假,则狭义相对论由论据(1)、(4)推导的结论(5)、(6)、(7)、(8)都不能确定成立。
4.波粒二象性的推广
由百度百科“波粒二象性”可得:“在光具有波粒二象性的启发下,法国物理学家德布罗意(1892~1987)在1924年提出一个假说,指出波粒二象性不只是光子才有,一切微观粒子,包括电子和质子、中子,都具有波粒二象性。他把光子的动量与波长的关系式p=h/λ推广到一切微观粒子上,指出:具有质量m和速度v的运动粒子也具有波动性,这种波的波长等于普朗克恒量h跟粒子动量mv的比,即λ=h/(mv)。这个关系式后来就叫做德布罗意公式。
三年后,通过两个独立的电子衍射实验,德布罗意的方程被证实可以用来描述电子的量子行为。在阿伯丁大学,乔治•汤姆孙将电子束照射穿过薄金属片,并且观察到预测的干涉样式。在贝尔实验室,克林顿•戴维森和雷斯特•革末做实验将低速电子入射于镍晶体,取得电子的衍射图样,这结果符合理论预测。”
本文指出:已知电磁波速度为c,而粒子(包括电子和质子、中子)的速度v都小于c,这证明波与粒子是两种完全不同的物质,一个是能量,一个是粒子。波能量速度c快于电子和质子、中子粒子的速度v,说二者是同一个物质的观点是完全错误的。
μ子与电子具有相似的性质,带负电荷,其寿命不到1秒,而其产生的电磁波寿命很长。如可见光电磁波寿命可以有上百亿年。μ子消亡后,其波还存在,这事实也充分证明:粒子与其产生的电磁波是两种不同的物质,而不是波、粒是同一个物质。
李子认为:电子和质子、中子等是有电荷或质量的物质,当它们静止时,本身具有静电场或静引力场,其频率f为0。当它们运动时会产生频率f大于0的电磁波或引力波,并且波速为c,快于电子的速度v。因此,波和粒子是两种不同的物质,而不是同一个物质既是波又是粒子。
雷达的高频振荡器就是利用电子的高频率振荡运动,产生的高频交流电磁波(肉眼看不见的微波),定向向空中发射。雷达向空中发射的是电子上下振动运动产生的电磁波,而不是电子。这证明电子与电磁波是可以分离的两种物质。这与水波类似,A水分子在水中以u速上下振动运动,产生的水波B在水平方向以v速传播(u≠v),但A并不是水波B,即A不是既是粒子A又是波B。
A在水中不仅能上下振动运动,也能在水平方向左右、前后运动,也会产生水波B。但A不是B。
水波也有双缝干涉现象。这是水波B几乎同时穿过双缝导致了干涉现象,而不是A同时穿过双缝,导致的干涉现象。
观察者看或不看水波运动,都不影响水波双缝干涉现象,这证明观察者看双缝实验,并不会使水波双缝干涉现象消失。因此,说人的意识影响双缝干涉现象是错误的。
4.质证双缝实验
由百度百科“双缝实验”可得:“在量子力学里,双缝实验(double-slit experiment)是一种演示光子或电子等等微观物体的波动性与粒子性的实验。双缝实验是一种“双路径实验”。在这种更广义的实验里,微观物体可以同时通过两条路径或通过其中任意一条路径,从初始点抵达最终点。这两条路径的程差促使描述微观物体物理行为的量子态发生相移,因此产生干涉现象。
稍微改变双缝实验的设计,在狭缝后面装置探测器,专门探测光子通过的是哪一条狭缝,则干涉图样会完全消失,不再能观察到干涉图样;替代显示出的是两个单缝图样的简单总和。这种反直觉而又容易制成的结果,使得物理学者感到非常困惑不解。
1909年,为了解答这问题,杰弗里•泰勒爵士设计并且完成了一个很精致的双缝实验。这实验将入射光束的强度大大降低,在任何时间间隔内,平均最多只有一个光子被发射出来。经过很久时间,累积许多光子于摄影胶片后,他发现,仍旧会出现类似的干涉图样。很清楚地,这意味着,虽然每次只有一个光子通过狭缝,这光子可以同时通过两条狭缝,自己与自己互相干涉!类似地,电子、中子、原子、甚至分子,都可以表现出这种奇异的量子行为。”
在光的双缝实验中,光属于电磁波。
本文指出:根据狭义相对论的长度的收缩公式:[1] [2] [3]
L=L′×二次根号(1-u^2÷ c^2)
可得:光子的直径在地球坐标系同时测量为0。而直径为0的光子不可能有一个光子通过狭缝的照片。如果狭义相对论正确,则杰弗里•泰勒爵士的照片必然是伪造的假证据。
并且,由逻辑学可得:如果杰弗里•泰勒爵士的照片真实,则光子的直径同时测量不可能为0。则狭义相对论不可能正确。
并且,根据(12)光子的运动质量m=0和质能关系公式(8) E=m×c^2可得:光子的能量E=0。因此,物理学家也不可能根据光子的能量判断光子是一个个通过双缝。除非狭义相对论是错误的理论。而一旦否定狭义相对论,则爱因斯坦创新的光子还正确吗?
对于电子双缝实验,李子认为:在双缝实验中,单个电子不可能同时穿过双缝。但该电子因运动产生的(看不见的)球形电磁波先于电子穿过双缝,并且是同时穿过双缝,因通过两缝的电磁波到显示器屏幕上各点的路径长度不相等,存在光(波)程差,在显示器屏幕上产生了干涉,导致电子在显示器屏幕上的分布出现干涉条纹现象。而当人们用高速摄像机观察电子运动穿过双缝时,因摄像机开机产生了新的电磁波,对微观世界的电子影响很大,破坏了原电磁波干涉的条件,导致了无干涉现象。这并不是观察者的意识改变了电子运动方向和轨迹。
水波双缝实验不会因观察者的观察而出现无干涉现象的事实,用逻辑学类比法推理可得:根本不是观察者的观察改变了电子的干涉现象。
并且,既使前一个电子已消失灭亡,但该电子运动产生的电磁波在空间振荡并不会马上衰减消失。这与可见光在宇宙空间中几十亿年都存在一样。因此,前一个电子产生的电磁波干涉,还可能影响后面发射的电子在显示器屏幕上的分布,仍可能出现干涉条纹现象。这并不能证明过去已结束的事件(前一个消失的电子)影响未来的事件(后面电子)是时间倒流。而是再次证明波粒是独立的两种物质。
5.对电磁波、粒子、双缝实验新解释的意义
本文对电磁波、粒子、双缝实验新的解释,是在事实基础上的解释。它更加合理的解释物理现象,揭示了量子的真相,除去了量子力学双缝实验中的虚假内容,可以使科学家们对科学真理的探索少走弯路,让科学真理更好的为人类服务。
参考文献
[1] [英]W.G.V.罗瑟著,岳曾元、关德相译,相对论导论,北京:科学出版社,1980年,98—171
[2] 蔡伯濂著,狭义相对论,北京:高等教育出版社,1991,39—64
[3] 南京工学院等七所工科院校,物理学,下册,北京:高等教育出版社,1978年,249—269
[4] 质证光电效应,李子、李晓露
[5] 李子物理学(1)—(3),李子、李晓露
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