相对论论文的参考文献

学术动态 №1213 卢所北京部 2005/06/3 p.7001-7031摘 要 主要介绍目前国内非主流派研究相对论，挑战相对论的简况。在论述对单纯从数学完美出发的广义协变原理的研究与挑战时指出，毛泽东于1974年与李政道谈话时表示，他完全不能理解对称在物理学中会被捧到如此高的地位。实际上，数学完美方面的对称理论依赖于极为高深的数学工具，单纯为了普及的目的也要发展数学完美方面的不对称理论（但其符合物理方面的对称性，如能量守恒原理等）；即从物理意义出发而不是从数学完美出发，发展和应用这种不对称理论以取代广义相对论等对称理论。这可能是一个正确方向，也可能是中国人的优势和特长。我国部分学者已经在建立这种不对称理论以取代相对论方面迈出了重要而坚实的步伐。另外，针对等效原理，时空理论，相对性原理，光速不变原理和超光速，洛仑兹变换，相对论的若干结果（尺缩钟慢等）以及统一理论等问题论述了研究与挑战相对论的主要成果。超越相对论的途径主要有三个。第一个：完全抛开牛顿理论和爱因斯坦理论，建立全新理论。其中部分新理论可以导出或涵盖牛顿理论和相对论的有关公式。第二个：保留相对论的合理部分，修改和革新爱因斯坦理论。第三个：回到牛顿的出发点，修改和革新牛顿理论。最后，包括超越相对论在内，更广泛更重要的问题是中国科技界如何重现四大发明时代的辉煌，对于这个问题，许多人认识到：中国科技界绝对不能跟在别人的后面爬行，必须尽量发挥自己的优势，包括从几千年灿烂文化和科技成果中吸取营养，实现跨越式的前进。中国科技界最大的优势是什么？是中国科技工作者对唯物辩证法与自然辩证法的理解与掌握超过其他任何国家的科技工作者，而且在应用唯物辩证法与自然辩证法方面已经取得初步成果。关键词 相对论；研究；挑战；超越前言2004年6月，联合国大会第58次会议通过决议，确立2005年为“国际物理年”。中国物理学会在2005年新年寄语中说，伴着新年的钟声，“世界物理年”——每个物理学工作者自己的节日终于来到我们身边。在这激动人心的时刻，让我们追忆过去，展望未来，使“物理”这一基础学科重新辐射出迷人的光彩。新年寄语中还说，爱因斯坦在1905年完成那些旷世之作时只有26岁，他对自然界运行规律的非凡洞察力令所有物理学家赞叹不已。可是，百年已过，爱因斯坦并未被超越。爱因斯坦真的无法超越吗？1988年诺贝尔物理奖得主L.M.莱德曼坚信，在全球60亿人口中，一定有一颗年轻的、与爱因斯坦同样智慧的心等待着被发掘。让我们去寻觅，共同努力创造物理学光辉的未来！提到“世界物理年”，必然要提到爱因斯坦，必然要提到相对论。然而不同的人，对于爱因斯坦和相对论的评价是不一样。至于如何超越爱因斯坦，如何超越相对论，更是仁者见仁，智者见智。在古老而辽阔的中华沃土之上，包括主流派与非主流派在内的一大批有识之士正在为超越爱因斯坦，超越相对论进行艰苦卓绝的奋斗。特别值得提出的是，在资金极少、条件奇差的情况下，在研究相对论与挑战相对论的非主流派之中产生了许多可歌可泣的事迹与众多的丰硕成果。由于这些成果只有极少数能够公开发表，为了比较全面地反映国内非主流派研究相对论与挑战相对论的主要成果，根据北京相对论研究联谊会和吴水清会长的工作安排，在许多同行与前辈的大力支持下，我们在力所能及的范围内，根据收集到的远非全面的资料写成此文。希望对今后研究相对论与挑战相对论的工作能够有所裨益，更希望能够起到抛砖引玉的作用。本文主要包括对相对论的总体评价及部分评价，以及对狭义相对论和广义相对论主要观点、主要理论依据的研究与挑战。其中以非主流派的成果为主。北京相对论研究联谊会吴水清会长对《格物》杂志提出的审稿规定为：所有稿件均以“创新”、“自恰”和“文责自负”三条标准衡量采用，不作立论正确与否的评判。这也是本文收录有关研究成果时的准则。1 对相对论的总体评价及部分评价关于对相对论的总体评价，北京相对论研究联谊会网站（）曾对以下五种观点进行过投票，自2003年9月23日12时起至2005年5月2日10时止，共有1425人参加，其结果如下：（1）绝对错误，736人，占51.65%；（2）完全正确，188人，占13.19%；（3）需要修正，406人，占28.49%；（4）无所谓了，40人，占2.81%；（5）没有必要，55人，占3.86%。从上面的结果可以看出，认为相对论完全正确的只占极少数，而认为相对论绝对错误的竟然超过半数。考虑到一些人并未对相对论做出过总体评价，另外“需要修正”的观点还可以进一步细分。因此为了便于讨论，对相对论的总体评价及部分评价主要包括以下几种观点：（1）相对论完全正确，在其框架内就可以进一步发展和提高；（2）相对论绝对错误，需要完全重开新路取而代之；（3）相对论功大于过，需要纠正其部分错误并修正相对论；（4）相对论过大于功（或功过相当），需要在吸收其合理部分的基础上重开新路取而代之；（5）不涉及对相对论的总体评价，只讨论与相对论直接或间接有关的具体问题。在非主流派中，持第一种观点的人极少；持第二种观点的人要比持第一种观点的人多得多。也有为数不少的人持第三到第五种观点。需要特别强调的是第五种观点。因为持第五种观点的人所涉及的范围最广泛。其中不但有自然科学工作者，而且有社会科学工作者，特别是包括一些举足轻重的哲学大家。实际上，本文将用一定篇幅依据第五种观点对一些问题进行讨论和展开。下面列举一下对相对论的总体评价及部分评价的主要观点和较有影响的观点，以及有关的历史事实。宋健院士大胆质疑爱因斯坦，呼唤青年科学家敢于创新。他在第242次香山会议上宣读了题为《航天、宇航和光障》的科学报告。其中指出，整整100年前，爱因斯坦在他发表的那篇震惊世界科学界的关于狭义相对论的论文中，曾经提出过一句名言：“不可能存在任何大于光速的运动。”当今的科学界将此称为“光障”。然而，这个“外推”至今并没有任何直接试验的证明。近年来航天技术的发展，已经促使科学家们细察和反思：为什么飞船不能超过光速呢？目前飞船的最高速度为每秒16公里，即使再提高两个数量级，达到每秒3000公里，往返离太阳系最近的另一个类似太阳的半人马座比邻星，起码需要400年!宋健等航天科学家们心里清楚，火箭发动机喷气速度必须接近或超过每秒30万公里的光速，人类才有可能在3至5年内完成这段4.2光年的宇宙往返旅程，否则就永远只能在太阳附近打转转。卢鹤绂格物研究所所长，加拿大福特贸易公司总裁卢永亮于2004年6月11日在北京相对论研究联谊会首届年会上的讲话《挑战爱因斯坦相对论的前前后后》中指出，卢鹤绂院士在研究中发现爱因斯坦相对论有许多不足之处，所以他从1976年开始研究宇宙真空场结构。在1991年与他的助手王世明先生写出了《对马赫原理的一个直接检验》的论文，出版在美国《迦利略电动力学杂志》1995年最后一期11月—12月合刊上。杂志主编海顿在这篇论文的前言中，评论说这篇论文开辟了挑战爱因斯坦理论的新方法。论文发表后，曾为论文立下汗马功劳的西敏?里和休斯顿大学物理系主任汉格弗立即写出评论，祝贺这一惊人的重要成就，说它超前了科学30年。美国各主要中文报刊根据我大哥拟就的新闻稿要点，分别报道物理学上这一最新进展。我大哥草拟的新闻稿要点如下： 它是根据由光子的惯性运动引起的横向多普勒效应，对照美国物理学家IVES和STILWELL的实验数据，经过周密的计算，得出2个重要的结论：1、 横向多普勒效应在宇宙空间是各向异性的。2、 光子的惯性属性是由整个宇宙结构所决定，是符合MACH原理的，而以一种直接的方法检验了MACH原理的正确性，这种检验是对爱因斯坦理论的一个严肃挑战。试想爱因斯坦的相对论讲的是纯引力的，而宇宙不是纯引力的，怎么能用纯引力论的爱因斯坦相对论来概括宇宙的演化规律，爱因斯坦在1920年阿姆斯特丹讲话也说过现在物理还不完备，还是二元论——电磁力和引力的二元论，空间和星球的二元论，卢鹤绂的理论已冲向霍金所指望的终极理论，霍金思维没有摆脱爱因斯坦，而卢鹤绂的理论已超出了爱因斯坦理论。我父亲在越洋电话里接受美国各方祝贺时，概括地说，这篇论文“不过把天空戳了一个洞罢了”，也就是说把爱因斯坦的引力论戳了一个洞。我父亲认为他的论文是赞成马赫的理论，马赫的理论不片面，不分离看问题，将整个宇宙连在一起分析，而爱因斯坦理论在地球及其附近可用，但远了就不适用，我父亲认为：爱因斯坦的理论和现在主流物理学是局部看问题，把宇宙分开来研究，对此表示很不赞成。这篇论文是我父亲挑战爱因斯坦的第一篇，是序幕，他还准备了许多篇，准备分期分批的发表，遗憾的是他不幸走了，经过他草拟的第二篇论文，在2000年7月俄罗斯圣彼得堡开的会上，我们宣读了，提出了宇宙量子引力方程，把4种力统一起来，电磁力、引力、强、弱相互作用力，但由于没有我父亲的最后定稿和润色，它的发表没有像第一篇论文那样引起轰动。北京相对论研究联谊会名誉副会长、中国科学院高能物理研究所前所长、美国《格物》杂志名誉总编、《高能物理与核物理》杂志总编郑志鹏研究员明确指出:对于相对论研究，应该允许有不同意见，让不同意见的人发表看法。我们提倡'百花齐放，百家争鸣'的方针，摆事实，讲道理，不抓辫子，不扣帽子，不打棍子，不进行人身攻击，这才是正确的态度。什么事情都应该讲究创新，那能够一成不变。对于相对论研究，也应该这样。只要拿出事实来，用实验来证明，有科学的依据，我们就应该承认。对于相对论不能说'不'字，这才是不正常的。在爱因斯坦相对论问题学术会议（2000年7月29-30日，北京）上，许少知、郝建宇和李映华等10余位学者坚持：会上揭示出的论据足以证明，相对论是一个建立在错误的数学基础和虚妄的理论前提上的理论体系，无科学价值，说它"已获实验验证"是失实的。卢鹤绂格物研究所研究员，卢鹤绂格物研究所北京工作部顾问，北京相对论研究联谊会名誉副会长，美国《格物》杂志编委郑铨（1924-2004 ），于1961年提出“迈克尔逊实验否定光速与光源无关”的论点，还在世界上首次提出光子具有静止质量等观点。1990年1月，正式出版我国第一本非物理专业学者评论相对论的专著《近代物理学问题——相对论质疑》。并从2000年起刊于自办网站（Http//quanzheng.yeah.net）。他的《我对当前相对论研究的看法》和《我之研究相对论经历》分别在卢鹤绂格物研究所北京工作部主办的《学术动态》第180期第542页至第543页和第181期第544页至第546页发表。在第12届卢鹤绂论坛发表《时空观是物理学的基础》长篇报告，发表了研究相对论以来的主要观点。雷元星所著由四川科技出版社2001年出版的《时空大乱——爱因斯坦相对论批判》一书附录《质疑与否定“相对论”的部分学者及其论著简介》中，首推郑铨和他的专著《近代物理学问题——相对论质疑》，写道：“郑铨是科学出版社的编审，1982年10月就完成了《近代物理学问题——相对论质疑》一书，因众所周知的原因，拖到1990年1月才得以在学术书刊出版社出版。”他在《近代物理学问题——相对论质疑》一书中的主要观点有：①哥白尼的日心说是经受过大量事实所检验的。爱因斯坦没有回答应该回答的各种问题，仅仅根据运动只具有相对性的理由，轻描淡写地把托勒密系统和哥白尼系统放在等同的位置，是不能令人信服的。②相对论所用的公式和牛顿的没有什么两样，在惯性质量和引力质量相等的这一点上也没有什么两样，却好像发现了什么牛顿力学没有发现的新东西，不免令人有一种故弄玄虚的感觉。③相对论把质量增加效应和时空变易效应联系了起来，从而认为光子的静止质量等于零。接纳这种理论，其结果必然导致经典物理学质量守恒和能量守恒两定律的否定，而这两个定律的否定又是产生各种分歧意见的一个重要原因。④如果实验结果是飞行原子钟与地面原子钟走得一样快，相对论者又会说这是因为向东和向西飞行的原子钟与观测者的相对速度一样。也就是说不论任何情形的发生，均可说相对论得到了验证。岂能令人置信？⑤有人把黑洞看成为广义相对论的验证，其实黑洞仅只是一种密度大的天体。这种天体是否存在尚难肯定，即或是存在，并不能说是对广义相对论的验证。因为按照牛顿力学的观点，也可以得到相同的观点。郑铨在《相对论的关键》中指出，相对论有以下几个关键问题：1、相对时空观是相对论的核心观点，也是最有争论的观点。所根据的是由迈克尔逊实验得出的两项光速基本原则，这两项基本原则是否能同时成立，是最主要的关键。2、爱因斯坦认为旋转圆盘上的观察者有权说圆盘是不转的，信奉相对论的先生们大概不是外星人，是不是有权说地球是不转的。3、相对论认为光子静止质量为零，质量可以变成能量，但实验证明光子是有静止质量，相对论者如何解释。相对论者除了用单程光速不可观测的理由为光速问题进行辩解，其它问题则避而不答。只是，利用人们对数学的敬畏心理用抽象数学的公式，给人们一种神圣不可侵犯的印象，应该承认在物理学中数学的确起着重大作用，但也常常造成紊乱。章钧豪从1980年起，根据国外有关科学观察、实验的结果和最新变化，开始了对引力的理论探索，他以“时空是平直的”为基础，提出了一个新的引力理论———狭义相对论引力理论。章钧豪告诉记者，牛顿的引力理论主要包括两条公式，即“能量变化公式”和“角动量不变”。爱因斯坦在“角动量不变”这点上与牛顿相同，但在“能量变化公式”上，爱因斯坦的值是牛顿值的两倍。到了大约1980年前后，人们又做了一个叫“光红移”的实验，在实验中，人们发现，实验测出的能量变化值是牛顿值，而不是爱因斯坦值。这些实验综合起来告诉人们，牛顿的“能量变化公式”没有错，“角动量不变”错了。这进而可以推导出的结论是，爱因斯坦广义相对论导出的基本两个公式全都错了，由这两个公式去推导物体的运动轨迹就完全失去意义。章钧豪说：“我的理论的第一个结论，就是爱因斯坦的广义相对论与实验不符，这个极简单的推理是无可争辩的。已做过的实验是探测静止物体产生的引力场，全部的实验结果都表明，时空不是弯曲的，而是平直的。” 1990年至1995年间，章钧豪相继在著名的《国际理论物理杂志》发表了5篇论文，比较系统而完整地阐述他在引力方面的理论研究成果。（以上见：2004年06月22日广州日报大洋网）宋文淼在参考文献[1]中，从工程科学发展的角度探讨了相对论、量子理论和宏观物理学之间的关系,它们之间的矛盾和共同点,以及如何在共同的发展中寻找建立更加深刻的物理理论的可能途经。李映华在参考文献[2]中，提出了系统地修正牛顿力学，指出爱因斯坦相对论是谬误体系。江正杰在《对爱因斯坦《相对论》的综合评述》中指出，爱因斯坦《相对论》是面对任何科学难题当从科学角度不能解释时，从相对不科学的角度都能够解释的全能理论，它是不严肃科学的化身！他告诉我们不用追求科学难题的解决， “用相对不去解决的好办法什么都可以解决”。什么科学上几朵乌云的否定！对于解释不了的科学难题，他都用剔除法解决掉。以至于现在谁要是投稿一篇关于以太（以太已被他称作一朵乌云用剔除法剔除掉）的文章，世界上任何杂志没人敢发表，严重阻碍了物理学科学研究的发展！《相对论》这种“对于不解决一切科学难题的相对解决方案”，对科学的发展毫无意义！这种无所不能的诡辩术对科学无益！二十世纪人类科学的发展不是《相对论》理论的作用发展起来的，而是通过实践的道路发展起来的。齐新在《智胜爱因斯坦——发展科学宇宙认识》中指出，从二十世纪中叶开始，爱因斯坦相对论就被少数人推举到了科学史上最伟大科学理论的巅峰，他们宣称相对论是关于时间、空间、相对运动、相互作用和物理参照系等事物的伟大真理，由于这种说法的长期广泛传播，相对论是伟大科学理论的说法似乎已经成为人们的共识。但是，事实表明，关于相对论，自始至今只有少数相对论专家敢于宣称眼见心明（实际上也未必是全都真的眼见心明！），绝大多数阅读过相对论的人则都表示难于理解这个伟大科学理论。这是一本旨在帮助公众增长智慧的科普书。本书介绍了作者研究爱因斯坦相对论问题和科学宇宙认识问题的起因，探索过程，已经获得的独立认识。作者希望，通过阅读本书指出的关于时间、空间、相对运动、相互作用和物理参照系等事物的客观事实，以及把爱因斯坦相对论与上述客观事实所作的比较和评述，读者能够广泛深入地了解有关的客观事实，并对爱因斯坦相对论到底是什么获得独立认识。走到这一步，就达到本书所说的"智胜爱因斯坦"的追求目标了。杨本洛在《自然哲学基础分析——“相对论”的哲学和数学反思》一书中，遵循自然科学的物质第一性基本原则及科学陈述的逻辑自洽化基本原则，注重理论研究的整体分析和历史分析，对相对论，以及对自牛顿力学开始的自然科学，从哲学和数学两个方面进行了涉猎较为广泛的研究，提出了系列属于他个人的原创性观点。周江华在《对爱因斯坦《相对论》的综合评述》中指出，广义相对论从不同时空观角度对引力进行思辨方式的解释，根本无法回答最现实的引力本质问题。如：地球（星球）自身物质凝聚引力是怎样形成的，直到现在引力的本质仍然是需要人们揭示的物理科学难题。试问相对论 “物体近光速物体质量无穷大理论”，是否意味着人类只需要生产一个馒头，只要提高这个馒头的速度就会变成质量无穷大的馒头，满足全人类粮食的需求？当我们读完爱因斯坦《相对论》时，你是否有这样的感觉，首先他自己先把名词概念搞混淆，然后把你带入到这个搞混淆的名词概念当中去，使你在混淆的名词概念中纵横驰骋，给你带来无限的勇气从事着混淆名词概念的专项研究，你看懂了你就成才了，你便可以揭示一切科学难题。当然，也有一些学者对相对论的评价很高。沈惠川在《我的世界线：相对论》中指出，Einstein和相对论成了我的信仰，并成了我自己的一部分。在物理学中，能够“永远站得住脚”的，除了分析力学（包括Lagrange力学，Hamilton力学和Birkhoff系统动力学），热力学外，就是相对论（包括狭义相对论和广义相对论，或称为特殊相对论和一般相对论）。这三门学问可说是物理学中的“铁三角”，是其它物理学科必须遵守的“约束条件”；是物理中的物理，是物理中的哲学。其余的学问，包括量子力学在内，都是在变化的，不一定全对。……相对论要求一直是我审视其它文章（包括自己文章）的基本标准。值得重视的是，曾康一在参考文献[3]中，不但对牛顿力学、相对论、量子力学提出挑战，论证了物质运动在时空、物质、能量、力场等方面的广泛统一，建立了物质运动的一种普遍性定律体系，证明了超光速运动的存在，预言了基本粒子的深层结构等；而且提出新的数学理论—函变微积分理论。目前，对于相对论最有力的挑战之一，可能来自作为哲学家的毛泽东。这一点似乎尚未得到足够重视。其原因这也许是由于这一挑战是间接进行的。如所周知，广义相对论是最成功的从数学完美出发的对称性理论。而且到目前为止对称性理论几乎统治了物理学界。关于对称问题，许多西方自然科学家的认识水平远在中国现代哲学家之下。毛泽东于1974年与李政道谈话时表示，他完全不能理解对称在物理学中会被捧到如此高的地位[4]。如果按照这一观点，就应当将“对称”从物理学的神坛上拉下来，这就从根本上构成了对相对论的挑战和动摇。关于这一点，我们还将在下面详细论述。从数学完美出发的对称理论依赖于极为高深的数学工具，这是广义相对论至今不能普及的根本原因。单纯为了普及的目的也要发展不对称理论。发展和应用不对称理论可能是中国人的优势和特长。实际上，我国部分学者已经在建立不对称理论方面迈出了重要而坚实的步伐。崔君达在《关于量子力学的解释》中，针对有人提出他的“复合时空论不满足协变性要求”时说，是的！是这样！但并不能为此而说复合时空论是错的！实际上，各位“量子力学大家”们应该有一点量子力学的最起码的常识，就是薜定格方程本来就不满足相对论协变性要求！那他们为什么不对薜定格方程提出指责？！实际上，复合时空论在1979年召开的数学物理讨论会上，已有不少人对我提出协变性问题。我自己的思想也在发展。但最后我可以明确地讲，我们不得不放弃狭义相对论原理，也就是放弃协变性条件。也只有这样，量子力学才能找到与之相协调的时空结构，那就是复合时空论，在此基础上发展量子理论才是比较恰当的。宣和在《有所突破——隐参量在现代物理学中的作用和地位》中，展示的是物理学家在研究系统时还没有觉察到的动力学参量所派生出的时空观。由于这个隐参量可以直接测定，并且对于质量、时间和空间有着影响，因而新时空观在物理学上有它相应的位置。诚然，这个参量的引入破坏了相对论数学表述的基础的广义变换群所固有的对称性，是不受人们的欢迎。不受欢迎总是新发现经常遇到的，因为它常常动摇了旧的信仰。下面对一些具体问题进行论述。2 对广义相对论的研究与挑战广义相对论是研究物质在时间和空间之中进行引力相互作用的理论。其基础是由爱因斯坦于1915年完成的。自从20世纪60年代以来又有了一些新的进展。广义相对论的基本原理是等效原理和广义协变原理。下面讨论对广义相对论的基本原理和主要结论的研究与挑战。林金：说来话长。70年代初，在下放劳动中，闲暇时突然想到：导航测量原理可能和相对论有点关系。从此，我就把它当作业余爱好坚持下来。后来我发现美国的GPS系统从70年代开始布网，到1994年才组网成功。凭美国的航天发射能力，24颗卫星不可能需要这么长的时间来发射，可能是卫星与地面站或卫星间时间同步问题没解决，即没对好钟，需要长时间的调试。后来，从上海天文台杨福民副台长处证实了我的猜测。在一次出访美国时，我曾见到GPS系统的第一代总设计师，跟他提起这问题，他不否认GPS系统确实有对不好钟的问题，并送给我两本书，并祝我研究试验成功。从书中，我发现GPS系统在相对论修正方面漏了半项。根据爱因斯坦的狭义相对论，相对运动中的物体时间会变慢。人们常以此推断，参加星际旅行的哥哥还是小伙子，留在地球上的双胞胎弟弟已成了老人，这就是“双胞胎佯谬”。其实，根本不可能有这种情况发生，这种推理只是从洛伦兹变换外推的结果。GPS系统测量原理的核心是对钟问题，GPS是用单程信号传递时间间隔来度量距离，GPS卫星上的钟和地面监控网的钟及用户的钟处在引力场中不断的相对运动状态。通过研究，我发现，GPS系统把各运动中的导航卫星上钟的时间都统一到地面静止钟时间，正好重蹈“静止以太”绝对参考系的覆辙，违背了爱因斯坦静止系同时性的相对性理论，即：对电磁现象（包括电磁信号传播）不存在任何优越参考系，所有惯性系都是平权的

自爱因斯坦为解释迈克耳孙-莫雷干涉试验结果，于1905年发表了第一篇狭义相对论论文以来，已经过去了近百年时光。相对论的某些结论也得到了部分物理实验、观测结果的支持，如星光的偏转、高速运动粒子寿命延长、水星近日点前移、引力红移、空间弯曲等。

尽管如此，但从严格意义上讲，相对论仍存在着一个严重缺陷,其假设光（或电磁波）的运动速度在任何惯性系中恒定不变且其速度为宇宙中物质运动速度的极限。因此，验证相对论理论的正确性的最好、最直接的方法是测量运动速度不同的物体所发出的光（或电磁波）的运动速度是否真的相同。而以上各种试验和测量都不能直接证明光速是恒定不变的，更不能证明不同惯性系中的时间、尺规是不同的。

随着科学技术的发展与进步，我们完全有能力直接测量运动速度不同的物体所发出的光（或电磁波）的运动速度的量值，从而直接检验相对论的正确性。对直接测量电磁波速度量值的设想，将在本文最后章节中详细阐述。

一、如何认识支持相对论理论的几个试验观测结果

我们知道，在客观现实中，一件事物往往可能存在多种解释和可能。因此，支持相对论的一些试验、观测结论是否只存在唯一的解释和可能呢？这一点有必要进行探讨。

1. 迈克耳孙-莫雷干涉试验

众所周知，光波的干涉必须满足两个基本条件：一是光波必须是同一光源（甚至必须是同一光源的同一区域）发出的；二是光的频率必须单一。另一方面，干涉条纹的间距主要与波长有关，而与频率、波速无直接关系（当然，波长是波速与频率的函数）；干涉条纹的图形形状主要与两束路径不尽相同的光的波程差与波长的比值有关，而与波速、频率无直接关系。因此，迈克耳孙-莫雷干涉试验未能测量出早晨与傍晚的太阳光或沿地球自转方向与垂直该方向的两束光间的干涉条纹的变化这样一个结论可以有如下多种可能性：

.①太阳光相对于地球表面某一点的运动速度不因地球表面此点与太阳的相对运动速度或方向的变化而变化（即爱因斯坦光速不变原理或称作假设）；

②虽然试验中早晨与傍晚的太阳光的速度不同，但因其频率也不同（多普勒效应），即早晨光速高，频率也高；傍晚光速低，频率也低（两者成比例变化，保持了波长不变）。因此，试验装置无法检测出干涉条纹的变化就在意料之中了（波速和频率虽然不同，但波长不变）。

③ 因光的速度、频率的变化可能导致试验装置中的分光三棱镜对光的选择发生了某种变化，这种变化正好弥补了光速变化所引起的干涉条纹变化。

④ 当采用将干涉装置旋转90°的方式来检测沿地球运动方向与垂直地球运动方向的光线所形成的干涉条纹变化情况时，只需要假设“利用同一个三棱镜分解出的某一光束，在相对于反射镜静止的惯性系中测量时，在不同反射镜上形成的反射光光速等于入射光光速”（这一假设符合完全弹性碰撞理论）就可以解释迈克耳孙-莫雷干涉试验结果。而没有必要一定要假设光速在任何惯性系中恒定不变。

还有其它可能导致本试验不能检测出光的干涉条纹发生变化的可能性。但从以上所列几种情况可以说明：本试验结论并不是只能用光速不变原理才能解释。

2．万有引力对星光运动的影响（星光偏转观测测量）

曾有科学家在日全食时观测到视角离太阳较近的星光发生偏转的情况，并且其偏转量与相对论计算的结果很接近。那么，该观测结果是否只能唯一地用相对论来解释呢？笔者认为不然，如下两种原因都有可能引起试验所观测到的效应。

① 太阳和月球都是由气体包裹着的天体（只是月球的大气层很稀薄而已），当星光透过其大气层时将发生折光现象，因此在地球上观测这类星光时，就会得出星光偏转的观测结果。

② 光（或电磁波）与引力间存在着相互作用，这种作用很微弱，在一般情况下难以发现。但在特殊情况下，如本天文观测中，星光靠近大质量的太阳时，这种相互作用效应才被观测到。

3．高速运动粒子寿命延长

据报道，高速运动的粒子比静止的同类粒子的寿命长得多，且延长的时间与相对论计算结果相近。但笔者认为这并不能证明相对论的正确性。我们可以作一个类似的假想试验，在试验中让两个同样的、运动速度相同的粒子朝相反的方向运动，则按相对论推算，这两个粒子的寿命应延长相同的寿命，即寿命相同。

但我们来考虑另一方面的问题就会发现：假想试验中的两个粒子的寿命不应该相同。因为，无论用经典物理学还是用相对论理论来计算这两个粒子的相对速度V′，其结果都是大于它们中的任意一个相对于静止粒子的速度V的。

按经典物理学计算：

V′=2 V…………………………………………………………（1）

按相对论理论计算：

V′=2 V/（1+ V×V/（C×C））………………………………（2）

由于V＜C，（1+ V×V/（C×C））＜2，因此，V′> V。

根据相对论理论，速度越高、寿命越长。因此，两个运动粒子的寿命时差不仅不能相同，而且应比其与静止粒子间的寿命时差要大一些。这就与前面推论的两个运动粒子的寿命相同发生矛盾。

由以上分析可以看出，相对论所推论的速度越高、寿命越长的结论是存在问题的。高速运动的粒子寿命延长不应该是因运动速度本身引起的，而可能是下述原因引起的：

①试验中观测装置与高速粒子“诞生”、“死亡”时刻所处空间位置间的距离不相等，而观测是利用某种光源发出的光在粒子上的反射或直接测量粒子发出的光（或电磁波）来实现的，光的入射、反射速度不同；所旅行的距离也不同。因此观察到高速粒子的诞生与死亡时刻间的时差也就与观察相对静止的粒子的时差有所不同。如果是这种情况，则高速粒子远离观测装置运动时，会显得寿命延长；而朝观测装置运动时，则寿命会缩短。

②该试验是在地球上完成的，由于到处不在的地球引力以及试验中可能存在的巨大电磁力等的影响，使高速运动的粒子与静止的同类粒子间可能存在差别，特别是运动速度接近光速时，这种差别可能更加显著。如果是这种情况，则高速运动的粒子相对于观测装置的运动方向的改变就不会引起观测结果的变化。

4．引力红移、水星近日点前移和空间弯曲

产生这些现象的本质因素可能是：引力与电磁波间存在相互作用以及引力、电磁波的运动速度为有限等原因所引起的。这些观测结果与广义相对论的推论一般存在5～10%的误差，而观测的天体的运动速度远小于光速的3%，用（0.97～1.03）C代替C代入广义相对论计算式中计算所得值的变化率也在10%以内。因此，这些测量结果也不能排斥光速是可变的。

二、时间、尺规与运动的关系

狭义相对论根据光速不变原理和相对性原理推导出：时间和尺规与运动速度间存在相互关系，即运动速度越快，其时钟行走越慢、尺规越短。这一结论是否客观呢？笔者认为其结论存在严重逻辑问题。

简而言之，宇宙中其它星球相对于地球都存在一绝对值大于零的运动速度，按相对论推算，其它星球上的时钟都应比地球上的行走得慢些、尺规也短些；在其它星球上的智者也可以作类似的推算，也会得出同样的结论。这就出现了一个矛盾：每个星球上的推算者都认为自己所在的星球上的时钟（尺规）是宇宙中走得最快（长度最长）的。这显然不符合逻辑。

为进一步说明这一问题，再作一假想试验：有二架相同型号的高速飞机，各载一台精度相同的时钟和一把长度相等的尺规，在同一时刻、同一地点、以相同的速度朝相反的方向绕地球飞行若干圈后，同时回到起飞地点。按相对论的观点，在地面上的人会认为：两架飞机上的时钟所指示的时刻相同、尺规长度也相同，但比地球上同精度的时钟所指示的时刻慢些、尺规短些；在任一一架飞机上的人会认为：另一架飞机上的时钟所指示的时刻最慢、尺规最短，地面上的时钟、尺规次之，他上面的时钟所指示的时刻最快、尺规最长；在另一架飞机上的人会得出与此相同的结论。因此,时钟所指示的时刻、尺规长度间存在明显的相互矛盾。

三、不同惯性系中光波的运动速度及相关问题

当我们假设光速在与发光源相对静止的惯性系中的运动速度为C时，而在其它惯性系中测量时，其运动速度不再等于C。

为说明这一问题，我们作一假设测量光速试验。有两套运动速度和方向相同（即同在一个惯性系中）的测量装置，它们位于一光源的不同侧（即一个朝光源运动，另一个远离光源运动）。按照古典物理学和我们日常的理解，朝光源运动的装置测得的光速高，远离光源运动的装置测得的光速低。那么，为了使两个装置测量的光速相等，必须使远离光源的装置中的尺变短或时钟变慢；而朝光源运动的装置中的尺变长或时钟变快。

但与我们假设这两套装置在同一惯性系中，该惯性系中应该只有一种尺规长度或时钟速度。从另一方面讲，朝光源运动的测量装置，经过一段时间的运动后，会变为远离光源运动，我们总不能因为这种变化而要求其改变尺规长度和时钟行走速度吧。因此，唯一的选择是：让测得的光的速度不同。

另一方面，光或电磁波运动速度与频率（周期）、波长间存在如下关系：

V＝fλ………………………………（3）

式中V、f、λ分别为光或电磁波的运动速度、频率、波长。上式在任何惯性系中都是严格成立的。也就是说，在任何惯性系中测量任何运动状态的光或电磁波源发出的光或电磁波的这三个参量，它们都存在以上关系。根据天文观测，远离光源运动时会发生红移（f变小）；而朝光源运动时会发生蓝移（f变大）。那么，在上面的两测量光速的装置中，朝光源运动时测得的频率高、远离光源运动时测得的频率低。为保持速度V不变，则前者所测得的波长应变短、后者所测得的波长应变长。

若把光源所发出的光的频率f之倒数（即周期T）、波长λ当作光源所在惯性系中的时间、长度单位时，在上述的测量惯性系中所测得的周期T′、波长λ′就是该惯性系测量光源惯性系的单位时间、长度的量值。但如上所分析，所测得的量值与测量装置与光源间的相对位置有关，而并非为唯一的量值。

从上面的分析可以发现，要解决狭义相对论存在的逻辑矛盾，只有放弃光速不变原理（或称假设）。那么光的运动到底会遵循什么规律呢？笔者认为，光的运动规律最可能的情况是：在相对于发光体（严格地讲，是在相对于发光原子发光瞬间时的原子核）静止的惯性系中，光的运动速度恒定为C；而在其它惯性系中来测量时，光速就不再恒定为C了，而与测量装置与发光体之间的相对运动速度和运动方向有关。

这样设想，既不会破坏质能转化关系，也不需要寻找一个绝对静止的惯性系。同时，还可以很容易地解释为什么太阳表面不同点的光谱线红移量不同（见“参考文献”2的第57页倒1行），其原因是太阳是一个很大很大的气体球或称作等离子球体，其表面不同点的发光物质相对于地球的运动速度都是不同的，因此测得不同点上的光谱线红移量不同也就很正常了。

四、直接测量光（或电磁波）运动速度的设想

我们知道，银河系以外还存在着许多类似的星系，这些星系中也存在着脉冲星。本设想是欲测量某一特定的河外星系中的一个脉冲星所发出的电磁波的运动速度。这个脉冲星的空间位置应尽可能地位于太阳绕银河系中心运动的轨道平面上且尽可能地位于太阳所在位置的轨道切线上。

找到几个符合条件的脉冲星后，就可以在地球上的适当位置上，建立一个能直接测量脉冲星所发出的电磁波的运动速度的测量站。测量站最好由位于一条直线上的三个测量点组成。这样可利用位于中间测量点上发出标定信号来校核测量系统的计时精度。

如果设测量站S1与S2、S2与S3间的距离为1Km，脉冲星与太阳间的相对运动速度为V0（脉冲星远离太阳系运动时，V0取正值，否则取负值）；地球绕太阳运动的速度为V1；地球自转速度暂不考虑，则按照本文的观点计算测量点S1与S2或S2与S3间观测到同一脉冲的时间差的公式如下：

当地球远离脉冲星运动时：

ΔT12、远=ΔT23、远=1/（C-V0-V1）……………………（4）

当地球朝脉冲星运动时：

ΔT12、近=ΔT23、近=1/（C-V0+V1）……………………（5）

式中：ΔT12、远、ΔT23、远为地球远离脉冲星运动时，测量点S1与S2、S2与S3间测量的时差；ΔT12、近、ΔT23、近为地球朝脉冲星运动时，测量点S1与S2、S2与S3间测量的时差。

不同V0时的时差计算值（取V1=30Km/S） 表1

注：表中C为光速，其值等于300000Km/S；μS为时间单位“微秒”。

从表1中可以看出：当能够在地球表面的适当位置上建立这样一个测量站（三个测量点间的直线距离不小于2Km）且当地球位于上述两个特定位置上时，各测量点的计时总精度高于10的-10次方秒时，既使是脉冲星相对太阳的运动速度V0＝0，也可以利用这种测量站对河外脉冲星的电磁波运动速度的测量结果来验证或否定相对论关于光速不变的假设。

当用人工方法发射类似的电磁波脉冲，并测量其时差，则该时差应约为：

ΔT12、人工=ΔT23、人工=1／C≈3.33333（μS）…………………（6）

因此，用人工发射波与河外脉冲星发射波测量的时差比较的话，则既使是脉冲星相对于太阳的运动速度V0＝0，也只要求测量站的计时精度高于10的-10次方秒就足够了，若V0的绝对值大于0.25C的话，则计时精度高于10的-6次方秒就足够了。

实际上，还可以通过增大测量站间的直线距离的方式，降低对计时精度的要求。但按本人的了解，目前已有的计时精度完全能够达到要求。因此，该直接检验相对论的方法是完全能够具体实施的。

To楼主：在爱因斯坦看来，是广义相对论内在的简单性保证了它的“正确”性。从科学史上来看，精密的数理科学的进步模式确实有着这样的规律和特点：它们往往是运用了当时已有的最高深的数学知识而构建起来的一些精致的理论模型，它们的“正确”性很大程度上由它们内在的简单性和统一性所保证。虽然它们必然会给出可供检验的预言，譬如哥白尼曰心说预言了恒星周年视差，爱因斯坦广义相对论预言了光线弯曲，霍金的黑洞理论预言了霍金辐射，但不必等到这些预言被证实，那些理论就应该并可以被当做科学理论。 ：）补充：1.实验是把测量到的静止介子的衰变寿命，同实验测量到的高速运动介子的衰变寿命比较。发现运动介子的寿命比静止介子的寿命长了很多。洛伦兹变换的计算结果也和实验数据相同。2.在1974年到1975年间，福马伦特和什拉梅克利用甚长基线干涉仪，观测了太阳对三个射电源的偏折，最后得到太阳边缘处射电源的微波被偏折1.761〃±0.016〃。终于天文学家以误差小于1％的精度证实了广义相对论的预言，只不过观测的不是看得见的光线而是看不见的微波。 3.还有其它证实来让更多的人“相信”广义相对论是“正确”的，但这种证实很大程度上只是起到了“说服”的作用....Are you clear?再补充，哈哈：参看今年7月号的"Science&Via(新发现)"，美国科学家在10^-6的精度下承认了相对论的正确性(超出这个精度人家可不承认啊！)：-O

这要从何说起啊你怎么知道时间慢

问爱因斯坦去

呵呵！我现在在高2 ，不过这个问题我去年就发现了，而且找了很多资料，从那些资料看肯定是地球的时间慢，但我还是看不明白，因为里面涉及到非惯性参考系．就在这里面

地球上看星星上的慢，星星上看地球上慢。若从另一个星球与这两个星球都有相对比较大的速度，从这颗星上看，两个都慢。参照系问题。要比较需要找一个独立的参照系。不能系统内比较。