理想实验

                              

      

三、理想实验   

   

  

  

     今天，我在这里如此辩驳爱因斯坦的相对论，完全是为了人类科学事业的逼真性而为之。人类科学事业的目的是向着宇宙事物演化的真谛逼近，最终使人类能战胜自然，驾驭自然。人类只有依循科学活动所探明的自然演化规律，不畏艰巨地与大自然奋力抗衡，才有可能彻底地战胜大自然，从而最终驾驭大自然。                                                                         

    前面已经讲过，由于时间不是宇宙中的物质，因此世界上任何实验都无法做出宇宙时间的物质演化特性来。然而，为了进一步弄清牛顿经典力学与爱因斯坦的相对论究竟谁是真理，谁更能解决实际问题，我们只能也来做一个理想实验。实验如图：

 

图中设定H为一个巨大的正圆圆环轨道，轨道的周长为30万公里；S´为一列光子列车，光子列车的行驶速度精确地控制在每秒30万公里的速度上，也就是光子列车以光速行驶在图中的圆环轨道上。根据这些设定的已知条件可以看出，光子列车每绕圆环轨道运行一周正好用时一秒钟；P为圆环轨道旁的传动装置，列车每经过P点一次，必定要触动传动装置一次，使路基传动装置旁的S 处时钟与车厢S´上的时钟同步地接收到由传动装置发出的一个光信号或机械信号而各自计时一秒钟，这样一来使得光子列车S`的时钟计时频率以及时钟的走时精度等情况完全被地面S上的工作人员所撑握；与此同时，光子列车每次经过P点时，列车上的发动机也必定会因P点处的传动装置的触发信号而执行一个工作行程，也就是发动机的工作频率与列车经过P点的频率密切相关。而且，光子列车的发动机在出厂验收阶段就经过无数次的试车验证：用0.25公斤质量的氢弹作为发动机的燃料，并且每隔一秒钟就有一颗氢弹往发动机的燃烧室内投放并使其爆炸，如此一来，使光子列车上的发动机正好能连续平稳地输出强大的动力使光子列车在圆环轨道上平稳的运行。也就是说，在这个实验里，我们用1800颗0.25公斤质量的氢弹正好能使光子列车以光速行驶30分钟（此时，理想实验中的光子列车可以变相地看成是一粒光子）。 

    我这个理想实验如果用牛顿经典力学理论来分析，不用说，实验中的力学关系完全能够成立，实验中的光子列车也完全能够正常运行。然而，如果我们用当代科学界比较推崇的物理学——爱因斯坦的相对论理论概念来探讨此理想实验时，矛盾就会百出，不但实验中的力学关系不能成立，而且此理想实验中的光子列车也不能正常运行，更不要说去解释光子列车上这台与地面相连动并时时被地面观察到的S´时钟的时间膨胀问题了。下面我们就用爱因斯坦的相对论理论概念来探讨此理想实验中的时间、速度、长度、质量、能量以及动量等之间的物质演化的量化关系。

    根据爱因斯坦相对论的理论观念：“相对我们而言，如果某一参照系，其运行速度接近光速时，该参照系中的时间就会膨胀，而长度就会收缩”。在这个理想实验中，光子列车的运行速度就等于光速， 即：u=c ，根据相对论的时间膨胀公式：

                        \(  t_g=\frac{t_0}{\sqrt{1-\frac{u^2}{c^2}}}  \)

即可看出， 非原时必定膨胀到无穷大。由于 膨胀到无穷大，势必会造成车厢S´上的时间没有了流逝量。这也意味着时间一旦没有了流逝量也就不成为时间，也就是车厢S´上的时钟停止不动了。那么，对整个光子列车（车厢）S′来讲，没有了时间，光子列车上的一切事物的演化运动都得停止，整个车厢必定成为一个不动世界——是没有任何演化运动的世界。不用说，没有了演化运动，光子列车上的发动机也无法运转（总不见得有人还会硬说：发动机的运转过程是不需要时间的惠顾，没有时间它照样能正常运转，功率的大小跟时间根本无关！？），光子列车也就无法继续运行下去而停了下来，本实验也就无法继续，只能不了了之地结束。在这里可得添加一句，发动机的运行可不能用“延长寿命”来扯皮，因为光子列车的高速运行完全靠这台发动机出全力来推动呢。在此，各位是否已感觉到爱因斯坦的相对论理论体系的核心问题是存在矛盾的。 

    下面我们再来分析一下爱因斯坦相对论中的“时间膨胀”、“长度收缩”问题。在实验中，光子列车S′是以光速在轨道H上运行的，因此，从光子列车（车厢）S′与轨道H的垂直投影处来讲，光子列车S′与圆环轨道是相对运动的。根据相对论的理论观念，这时车厢S′上的时间肯定已经膨胀。如果车厢S′上的时间一旦膨胀，那么从车厢S′来说轨道H的长度必定同时收缩；然而，圆环轨道的长度一旦被收缩了（圆环轨道的周长减少了），势必又会造成车厢内S′时钟和地面S上的时钟接收到的光信号或机械信号的频率上升，致使时钟走快，“时间收缩”。反过来，要想让车厢S′上的时钟走慢（时间膨胀），唯一的办法就是使该理想实验中的圆环轨道H的长度加长（圆环轨道的周长膨胀），这样，才能使光子列车经过P点的频率下降，也只有这样才能使时钟接收到的光信号或机械信号的频率下降，从而达到时钟走慢——时间膨胀的目的（这里所探讨的时间实质上都是事物演化运动的间隔时间，而间隔时间再怎么折腾，根本就不可能撼动宇宙时间原本就固有的流逝量，只会消耗更多的宇宙时间。我想，爱因斯坦所做的一系列以光为媒介来探讨时间的理想实验都不例外。）。通过上述理想实验的分析，得出的结论似乎是：时间膨胀，长度也跟着膨胀；长度收缩，时间也跟着收缩，它们之间是正比关系。这一正比关系的结论是完全符合牛顿经典力学的，是没有任何冲突的，即： ，但这个结论却与爱因斯坦的理论观念相悖的，是充满矛盾的。 

上述针对“时间膨胀、长度收缩”的推论，可能感觉不够充分恰当，原因就是长度参量被捆绑了，被捆绑在设定的圆环内无法得到延展。不要急，为了弄清问题，我们再对相对论的长度收缩公式做一个具体分折。在理想实验中，由于光子列车的运行速度就等于光速，即： ，根据相对论的长度收缩公式：     

                                  

（式中 为非本征物体长度， 为本征物体长度），可知，从地面S上观察，光子列车上的任何物体，沿光子列车运行方向上的长度都收缩为零。也就是在地面S处看光子列车，光子列车S′仿佛被凭空蒸发了。时间膨胀，长度收缩是一种相对效应，也就是说，从车厢S′上看地面S处的景物也会发生类似情况。不难理解，这一效应如果真的存在的话，那也不是客观实在性的东西，而是一种幻觉。在这里如果谁要是说光子列车的“蒸发”消失是客观真实性的，而不是虚幻的。那他就得在科学理论上解释清楚，光子列车是如何被蒸发掉的——着重解释物质的质量是如何被蒸发消失的，以及宇宙中的物质能量是否还能守恒。

    迄今为止，大量事实证明，质量、能量以及动量等在相互转化时的守恒定律，不仅适用于宏观世界，也适用于由分子、原子以及质子、中子等基本粒子组成的微观世界，因而它是自然界中最基本的科学定律之一——能量守恒定律。现在我们就来探讨一下理想实验中的能量守恒问题。为了便于分析问题，我们把理想实验中的光子列车的运行速度设定为每秒24万公里，即： （C是光速）。圆环轨道的周长也修改设定为24万公里。也就是说光子列车在轨道上运行一周，用时还是一秒钟。并且光子列车达到额定速度时，P点传动装置才投入正常工作，这样做的目的就是使车厢S′上的时钟与地面S上的时钟是同步校钟对时（这里的同时校钟，实质就是这两个不同参照系的时钟同时从零开始计时，也就是同时记录氢弹的爆炸次数）。倘若，有位发动机专家正在光子列车上工作。并且经过这位发动机专家的认真测试和维护，可以证明该光子列车上的发动机运转情况一切正常，与在地面试车时一样，加装1800颗0.25公斤质量的氢弹正好能够使发动机正常运转30分钟。这时，光子列车（发动机）也可近似地看成是一座时钟（定时器），它上足发条（燃料）可以自行30分钟。当光子列车刚好行驶了30分钟，发动机燃料(氢弹)也正好全部用完，因此光子列车（发动机）也就不得不停了下来。现在的关键问题是，必须要用爱因斯坦狭义相对论的时间膨胀效应来推演：那么下车后，这位发动机专家与地面工作人员取得联系后得知，从地面S上的时钟计时来看，列车以 的速度还是足足行驶了50分钟。这样一来使得这位发动机专家百思不得其解，因为在他看来，在光子列车上，发动机与发动机燃料之间的质能关系以及燃料在发动机中的能量转换状态和在地面试车时一样，没有丝毫的变化。那么，请问各位读者，究竟是哪个环节出了问题？是什么力量使光子列车多行驶了20分钟？也就是什么能量使光子列车足足多行驶28800万公里？各位不要忘了，光子列车发动机所使用的燃料全部是一颗颗小型氢弹。为了能使光子列车的运行速度保持在 左右，光子列车每经过P点传动装置时就有一颗微型氢弹被触发而爆炸，由于氢弹在发动机的燃烧室内爆炸，迫使强大的能量从发动机的喷口处喷出，由此产生的巨大推力使光子列车向前高速运行。也就是说，光子列车（发动机）在正常运行状态时，每一秒钟就有一颗氢弹在发动机燃烧室内爆炸。并且光子列车上的自动控制装置完全能够控制住光子列车的运行速度，使光子列车的运行速度一直保持在 上。当氢弹用完，列车也就停了下来。在此情况下，请问各位读者：光子列车（车厢） S'与地面（路基） S之间的时间膨胀效应该如何诠释？此问题请着重考虑发动机燃料的质能守恒关系。讲到此处或许还会有人硬说：根据相对论的理论观念，“当质点运行的速率很大时质量已不再是恒量，而是随速率而变，这时的质量称之为动质量 ，其公式为：

             \(  m(v)=\frac{m_0}{\sqrt{1-\frac{u^2}{c^2}}}  \)，”，

在本实验中，从地面S上观察光子列车上的发动机燃料也是以 的速度运行着，发动机燃料的动质量 当然也就大大地增加了。由于发动机燃料的动质量增加了，因而这些燃料完全能够使光子列车多运行20分钟，在实验中能量还是守恒的。那好，如果爱因斯坦提出的“质速关系”确实是真理，的确符合自然法则的话，难不成光子列车在高速运行时，它的燃料箱会从无中生出1200颗氢弹来？因为在此情况下只有增加氢弹的数量才能解决实际问题，如果仅仅增加每一个氢弹的动质量是解决不了问题的，因为每一个氢弹所增加的质量（动质量）肯定会被光子列车发动机的每一个工作行程所含盖的速度自动控制流程消化殆尽。从上述对质量的分析可以看出，爱因斯坦的“质速关系”在这个实验中是无法立足的。

    其实，具有一定质量的宇宙物质，都是由千千万万亿的物质的基本粒子聚集而构成的。而且可以说，物质之所以能激发出能量，就是由于这些基本粒子的激发演化运动造成的。在微观世界中，这些基本粒子就像一颗颗微型弹珠，极易受激震荡而激发。现实中，所谓物质的质量增减，实质上就是指该物质的基本粒子数量的增减。物质有多大的质量就能产生多大的能量，也是出于这个原因。我不知道，在爱因斯坦提出的质速关系中，物质的质量（物质的基本粒子）究竟是怎样增减的。

    什么是质量？以及牛顿先生提出的质量是恒量的正真含义？“质量”，顾名思义，就是含有多少宇宙物质的量。在牛顿力学中，“一定质量的某种物质在任何参照系中受到任何外力的作用下，它的质量是个恒量。”我对牛顿先生提出的“质量是恒量”的理解就是：一定质量的某种物质，在任何参照系中受到任何外力的作用下，不管发生什么性质状态的变化，但是，只要组成这个物质的“总的物质质量”不变——即组成这个物质的原本有的基本粒子的总量不变，那么它的质量还是原来的质量，这就是牛顿提出的“质量是恒量”的核心定义。我想这可能也是牛顿先生当初提出“质量是恒量”的初衷吧。

    更详细地分析：既然我们已经知道，宇宙中的物质都是由基本粒子聚集构成的，那么在考虑物质的“质量是恒量”的问题时就必须思考到组成这些物质的基本粒子的总量也是不变的——即组成该物质的分子、原子、电子以及质子、中子等的总数量也是个恒量。只有这样“质量是恒量”的定义才有意义。虽然现实中物质的“质量是恒量”不是绝对的而是相对的，因为宇宙物质时时刻刻都在不停地与周边介质接触而相互交换——演化运动。但是像爱因斯坦那样离开物质的基本粒子来谈物质的质量变化，这不符合现代科学人应该有的态度，因为现今懂一些科学常识的人都知道，质量的基础是建立在物质的基本粒子的数量上的，任何物质都是由基本粒子堆积而成的。为了更能说明问题，我们就用宇宙中最普遍、最简单的物质——氢分子来举个例子：有一个氢分子在强大的外力作用下（如果宇宙时空真的有“黑洞”的话，甚至可以把这个氢分子放进“黑洞”里），它的动能、势能等都发生了很大的改变，但是，只要它没被聚变或裂变，并且还是由两个氢原子所组成的氢分子，那么，它的质量也还是原来的质量。也可以说，只要这个氢分子原有的基本粒子的总数量不变，那么，它的质量一定还是原来的质量。这就是牛顿力学提出的“质量是恒量”的本义。

    其实，我们在日常生活中指某种物质质量（重量）的增减，实质上也就是指这一物质所含的基本粒子数量的增减，这是个不争的事实。但到目前为止，爱因斯坦相对论的理论体系，始终没有对物质的质量是如何随物质运动速度的快慢而增减的问题作过详细明确的解释。也就是要解释清楚，当物质（物质的运行速度接近光速时）的动质量 在增减时，它的这些基本粒子又是如何做增减运作的呢？敢问一个科学理论，如果连自身理论体系中的核心问题都无法解释清楚，而只要甩出一个看上去很完美的数学公式就算完事，就能荣登人类科学的殿堂，就算“科学”到家了。难道这就是当代人类的科学精神？这就是数、理合家欢的杰作？各位想想，这样一个理论体系怎能用来引领当代世界科学向真理逼进？又怎能用来解释本理想实验中的能量守恒问题？ 

    有关“上帝”的秘密，今天就谈到这里，有缘的话下次再来谈一谈光（电磁波）的性质。由于本人文化程度有限，在文中一定有不少谬误之处，敬请各位专家学者批评指教。

    

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