什么可以證明愛因斯坦的相對論是正確的

【專家解說】：提出八條基本原則證明愛因斯坦時(shí)空 引力和宇宙學(xué)理論基礎(chǔ)存在嚴(yán)重缺陷 證明時(shí)空相對性和引力幾何化不可能、時(shí)空奇異性和暗能量不存在征詢支持和反駁意見 自從上世紀(jì)初愛因斯坦提出狹義相對論以來，現(xiàn)代物理學(xué)取得巨大的發(fā)展。在時(shí)空理論方面突破了牛頓力學(xué)僵化的基本框架，否定了真空以太介質(zhì)的存在，使一大批物理學(xué)疑難問題得到合理解釋。狹義相對論除了大大推進(jìn)人類對自然本性的認(rèn)識外，還在原子能和粒子物理學(xué)中得到廣泛的應(yīng)用。在狹義相對論基礎(chǔ)上愛因斯坦提出廣義相對論，建立了以彎曲時(shí)空觀念為基礎(chǔ)的引力理論，并促進(jìn)了宇宙論學(xué)的巨大發(fā)展，功不可沒。 然而自愛因斯坦提出狹義相對論以來，對相對論的批評就從未停止過。原因在于相對論導(dǎo)致各種各樣的，被稱為時(shí)空佯謬的邏輯悖論，使人無法相信它會是一個(gè)完全正確的東西。相對論導(dǎo)致的物理學(xué)相對主義對科學(xué)、哲學(xué)和人類的思維方式產(chǎn)生極大的不良影響。而在廣義相對論中時(shí)空奇異性普遍存在，物理學(xué)規(guī)律在奇異點(diǎn)上完全失效。引力場的幾何化特征使引力理論和與量子理論的融合成為困擾幾代人的大問題，至今不知真正的出路在哪里，物理學(xué)的統(tǒng)一之路在這里遭遇到大瓶頸。特別是為了解釋上世紀(jì)末天文觀察發(fā)現(xiàn)的超新星大紅移，提出的“暗能量”概念使物理學(xué)更加陷入深深的困境。“暗能量”無疑是以太觀念的新變種，物理學(xué)家們根本不知道如何解釋它的起源，更談不上證實(shí)它的存在。20世紀(jì)末物理學(xué)的天空又出現(xiàn)烏云，預(yù)示著新一輪物理學(xué)觀念革命的到來。 然而這些問題的根本性解決需要觸動愛因斯坦理論的根基。盡管許多有識之士早已對物理學(xué)現(xiàn)狀表示深深的憂慮，但由于愛因斯坦理論在上一個(gè)世紀(jì)中所確立的權(quán)威地位，任何試圖對它的質(zhì)疑都會被物理學(xué)主流社會視為離經(jīng)叛道。愛因斯坦的理論已經(jīng)成為新的教條，不論這種質(zhì)疑是否包含真理的成分，要想在物理學(xué)主流刊物上發(fā)表這種論文幾乎是不可能的。任何敢于挑戰(zhàn)物理學(xué)主流意識的論文，不論對錯(cuò)，必遭封殺。這種對愛因斯坦理論不容置疑的態(tài)度已經(jīng)嚴(yán)重地影響了科學(xué)的正常發(fā)展，言路堵塞的結(jié)果已經(jīng)對物理學(xué)自身造成傷害。當(dāng)前理論物理學(xué)的發(fā)展出現(xiàn)嚴(yán)重的方向性偏差，引力與宇宙學(xué)前沿研究中充斥著各種各樣的奇談怪論，物理學(xué)家們正以科學(xué)的名義談?wù)摲强茖W(xué)的問題。數(shù)學(xué)的繁復(fù)掩蓋了物理的空虛，形式的抽象粉飾了本底的丑陋，匿造的東西到處流行，探索的美名之下進(jìn)行著無聊的游戲。怪誕與悖理成為常態(tài)，神秘與玄學(xué)成為時(shí)髦。流行而病態(tài)的鬧劇獲得喝彩，理性和邏輯的思辨遭受冷漠。歷代物理學(xué)家唯恐避之不及的無窮大奇點(diǎn)，卻被某些理論家當(dāng)成奇珍異寶來欣賞把玩。遠(yuǎn)離客觀實(shí)在的堅(jiān)實(shí)土壤，理論物理學(xué)已經(jīng)沒有了往日的陽剛之氣，底氣不足，步履蹣跚，失去求真求實(shí)的原動力。理論家們躲進(jìn)小樓孤芳自賞，實(shí)質(zhì)上正在被無情地邊緣化。 這種現(xiàn)狀必須得到糾正，理論物理學(xué)不能就此墮落?？茖W(xué)的懷疑精神應(yīng)當(dāng)?shù)玫阶鹬兀煌穆曇魬?yīng)當(dāng)能在正常的渠道上得以傳播。否則學(xué)術(shù)界必將失去自我批判、自我糾錯(cuò)和自我更新的能力，淪為迷信和盲從的犧牲品。理論物理需要鳳凰涅盤，重振旗鼓，回到健康發(fā)展的軌道上來。本著探索真理、糾正謬誤、推進(jìn)科學(xué)進(jìn)步的精神，本人提出以下8條基本原則，證明愛因斯坦狹義相對論、廣義相對論和標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)理論基礎(chǔ)存在的嚴(yán)重缺陷。證明電磁場相對論變換會導(dǎo)致電磁場運(yùn)動方程解的唯一性破壞和其他嚴(yán)重的問題，經(jīng)典宏觀電磁場理論不存在相對性。加上存在的其他問題，時(shí)空的相對性是不可能的?，F(xiàn)有廣義相對論對實(shí)際問題的計(jì)算都采用坐標(biāo)尺和坐標(biāo)鐘，這樣結(jié)果沒有實(shí)際測量意義。證明采用有實(shí)際意義的標(biāo)準(zhǔn)尺和標(biāo)準(zhǔn)鐘來度量，廣義相對論無法解釋水星近日點(diǎn)進(jìn)動和雷達(dá)波延遲實(shí)驗(yàn)，因此廣義相對論實(shí)際上并未得到實(shí)驗(yàn)證實(shí)。證明考慮到狹義相對論效應(yīng)后，引力與慣性力局部不等價(jià)，加上其他方面存在的問題，引力的幾何化描述是不可能的。證明羅伯遜-沃克度規(guī)導(dǎo)致光速的伽利略相加規(guī)則，只能是牛頓力學(xué)意義上的時(shí)空度規(guī)，不可能是現(xiàn)代物理學(xué)意義上的時(shí)空度規(guī)。因而標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)理論的基本時(shí)空框架是錯(cuò)誤的，暗能量是不存在的，宇宙加速膨脹是不可能的。時(shí)空相對性原理和引力幾何化描述只是物理學(xué)家的一廂情愿，大自然并不遵守這種規(guī)則，所有這些都顯示現(xiàn)有的時(shí)空、引力理論和宇宙論需要從根本上進(jìn)行改造。在對愛因斯坦理論去偽存真、徹底改造翻新的基礎(chǔ)上，本人提出一套新的更為合理的時(shí)空、引力與宇宙學(xué)理論取而代之。為了提升我國基礎(chǔ)科學(xué)原創(chuàng)能力、鼓勵(lì)科學(xué)爭論、辨明大是大非，本人特向社會各界廣泛征詢支持和反駁意見。 一、帶電粒子任意運(yùn)動產(chǎn)生的推遲電磁場不滿足宏觀電磁場運(yùn)動方程和電磁場相對論變換。宏觀電磁場相對論變換導(dǎo)致電磁場運(yùn)動方程解的唯一性破壞和其他嚴(yán)重問題，因而是不可能的。寫成四維電磁勢的形式后，不考慮電磁場相對論變換，宏觀電磁場運(yùn)動方程在不同的慣性參考系中可以保持不變，但洛倫茲條件不可能保持不變。因此經(jīng)典宏觀電磁場理論不存在相對性，愛因斯坦時(shí)空相對性賴以生存的最重要的理論基礎(chǔ)被破壞。 二、狹義相對論邏輯系統(tǒng)中存在3個(gè)基本問題：1.采用純慣性參考系建立時(shí)空理論的超驗(yàn)性問題。2.參考系相對運(yùn)動速率V’=V與光速不變c'=c的相容性和一致性問題。3.基本時(shí)空佯謬不可消除性問題。 三、為了能與地球近平直參考系中的實(shí)際測量結(jié)果進(jìn)行比較，必須將彎曲時(shí)空中對引力問題的計(jì)算換算成用標(biāo)準(zhǔn)尺和標(biāo)準(zhǔn)鐘（或局部慣性系的標(biāo)準(zhǔn)尺和標(biāo)準(zhǔn)鐘）來計(jì)量。這在彎曲時(shí)空引力理論中被認(rèn)為是基本原則，但目前廣義相對論對具體問題計(jì)算的過程中卻普遍地忽略了這個(gè)原則。采用標(biāo)準(zhǔn)尺和標(biāo)準(zhǔn)鐘計(jì)算的結(jié)果表明，水星近日點(diǎn)進(jìn)動是實(shí)際觀察值的4.8倍，而且方向相反，雷達(dá)波延遲只是觀察值的53%，這樣的結(jié)果顯然是根本不可能的。因此廣義相對論實(shí)際上并未得到實(shí)驗(yàn)證實(shí)，除非愛因斯坦引力場方程描述的已經(jīng)是平直時(shí)空中的結(jié)果，不是彎曲時(shí)空中的結(jié)果。但這與愛因斯坦彎曲時(shí)空引力理論的前提相矛盾。 四、考慮到狹義相對論效應(yīng)后，由加速過程產(chǎn)生的運(yùn)動速度和運(yùn)動質(zhì)量具有絕對性。時(shí)空理論應(yīng)當(dāng)考慮加速過程的影響，只有在不等價(jià)慣性參考系基礎(chǔ)上建立的時(shí)空理論才是有實(shí)際意義和邏輯一致的。 五、考慮到狹義相對論效應(yīng)和其他物理效應(yīng)后，引力與慣性力局部不等價(jià)。GP-B實(shí)驗(yàn)的任何非零結(jié)果都將證明等價(jià)原理的不可能性，而不是證明廣義相對論的有效性和引力使空間彎曲。按強(qiáng)等效原理，在引力場中自由降落的局部慣性參考系上引力場會被消除，因此在衛(wèi)星上進(jìn)行的GP-B實(shí)驗(yàn)上就無法測量到慣性陀螺的進(jìn)動。GP-B實(shí)驗(yàn)觀測到慣性陀螺的任何進(jìn)動都將說明，在自由降落的局部慣性系上引力場并未被消除。試圖用來顯示引力使時(shí)空彎曲的GP-B實(shí)驗(yàn)在基本設(shè)計(jì)原理上存在問題，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與設(shè)計(jì)的期望正好相反。 六、按愛因斯坦引力場方程計(jì)算，細(xì)圓環(huán)和雙球體引力場中心會出現(xiàn)奇點(diǎn)，且奇點(diǎn)完全裸露在真空中。表明時(shí)空奇異性是采用彎曲坐標(biāo)的描述方法引起的，不是自然本性。所謂奇異性黑洞、白洞和蟲洞以及時(shí)間旅行等在自然界中都是不存在和不可能的。 七、由于導(dǎo)致光在引力場中的運(yùn)動速度滿足伽利略相加規(guī)則，違背光速與光源運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)的現(xiàn)代物理學(xué)基本規(guī)則，羅伯遜-沃克度規(guī)不能用來描述宇宙的早期和高速膨脹的過程，其結(jié)果是暗能量不存在，宇宙加速膨脹不可能。 八、由于地球觀察者與宇宙物質(zhì)間存在相對運(yùn)動速度，描述膨脹宇宙必須采用動態(tài)能量動量張量，不能采用靜態(tài)能量動量張量。采用動態(tài)能量動量張量后的計(jì)算結(jié)果表明，愛因斯坦引力場方程不可能用來描述均勻且各向同性膨脹的宇宙，現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)面臨基礎(chǔ)缺失的危機(jī)。 在以上8條中，第一條對時(shí)空相對性理論是致命的。經(jīng)典電磁理論的相對性是時(shí)空相對性最基本的理論支柱，如果經(jīng)典電磁理論不具有相對性，我們還能期望什么物理理論具有相對性呢？第三條對廣義相對論是致命的。水星近日點(diǎn)進(jìn)動和雷達(dá)波延遲是廣義相對論最基本的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，如果廣義相對論無法解釋這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，引力的幾何化描述就是沒有任何希望的。第六條對奇異性黑洞理論是致命的。取一小段細(xì)鐵絲彎成圓環(huán)，環(huán)心就會出現(xiàn)奇點(diǎn)，這可能嗎？現(xiàn)代黑洞理論的整個(gè)基礎(chǔ)都是錯(cuò)誤的，真實(shí)的物理空間不可能有奇異性。第七條和第八條對暗能量假設(shè)和標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)理論是致命的?，F(xiàn)代物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)最基本的分界線之一，就是光的速度與光源的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)?，F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)理論越過這條紅線，就不可能被認(rèn)為是現(xiàn)代意義上的正確的宇宙學(xué)理論。而靜態(tài)能量動量張量只能用來描述靜態(tài)宇宙，不可能用來描述膨脹的動態(tài)宇宙。以上5點(diǎn)都是可以定量計(jì)算和用數(shù)學(xué)函數(shù)形式精確表述的，沒有任何含糊性和不確定性。正統(tǒng)物理學(xué)如果還堅(jiān)持愛因斯坦理論的不可動搖性，最起碼必須對這5個(gè)問題進(jìn)行有效反駁和給出合理解釋。否則繼續(xù)將愛因斯坦理論作為物理學(xué)和宇宙學(xué)的基礎(chǔ)就失去它的合法性，繼續(xù)在這種基礎(chǔ)上進(jìn)行的任何研究都不再具有物理意義和科學(xué)價(jià)值。