应该舍弃相对性原理（第二稿）.doc

应该舍弃相对性原理（第二稿） 费邦镜 2016/10/06 摘要：本文首先例举了在地球、太阳、月球、自由落体电梯、同步卫星等“相互作不等速运动”的坐标系中，力学定律都有效，证明了伽利略相对性原理违反事实；继而为舍弃伽利略相对性原理寻找到了理论依据——“补丁后的牛顿第一定律”并不支撑伽利略相对性原理，并依据“补丁后的牛顿第一定律”圆满地解释了伽利略相对性原理无法解释的疑难问题——为什么在多个“相互作不等速运动”的坐标系中，力学定律可以都有效；又以布拉德雷光行差现象和原子钟环球航行实验，证明了地球物理空间是各向异性的，直接否定了爱因斯坦的“支持相对性原理的十分强有力的论据”；还以朱永强先生的《带电体运动产生磁场的跟踪观察》实验，证明了相对性原理在电磁学领域违反事实；最后，指出了洛伦兹变换麦克斯韦方程组，就爱因斯坦在“伽利略相对性原理”进行严格的可见伽利略相对性原理伽利略相对性原理在高度有效伽利略相对性如果我们只盯着伽利略大船的眼光伽利略相对性原理符合事实我们看看下列这个问题非常尖锐！ 该文的摘要如下：【本文首先强调了牛顿第一定律的实验基础是伽利略斜面实验，该实验证明：惯性运动是沿水平面的，而不是沿直线；又论证了第一定律所适用的参考系既不是绝对空间，也不是惯性系，而是牛顿终生没能指认出的无形物质“引力场”，因此，惯性运动是在引力场中的运动，若沿直线，将违反机械能守恒定律。上述两方面的理由，相互印证了惯性运动不是直线运动。 继而对“自然运动”给出了现代的定义，并由此推断：“惯性”就是万有引力。这个推断具有非常厚实的实验基础，且与爱因斯坦的等效原理殊途同归。又对斜面实验中小球的受力情况进行了仔细分析，归纳出“惯性运动”只是在恒定大小引力作用下的一种自然运动，从而明确了第一定律的物理机制。在此基础上，为第一定律打了个补丁，将第一定律修正为：相对于其所处的引力场，任何物体都保持静止的或沿等势面向前作匀速率运动的状态，除非它所受到的引力大小发生了变化，或有其他的力作用于它，迫使它改变那个状态。这个修正具有显著的优越性：1、明确了所适用的参考系；2、完全符合斜面实验的结论；3、不违反机械能守恒定律。 还指出了原第一定律相当于补丁后第一定律的微分形式，通常情况下原第一定律仍然有效，因此这个补丁并非另起炉灶，而只是让第一定律具有明确的物理机制，让牛顿力学更加完善。】 （如果读者尚未读过该文，可访问/feibangjing） 如此补丁之后，惯性运动不再是沿直线的，静止与匀速直线运动不再具有等价性，更重要的是，这个补丁让第一定律拥有了从尤的特定的参考系——引力场，牛顿力学所适用的参考系不再是一组相互作匀速直线运动的等价的惯性系。这当然就意味着伽利略相对性原理失去了补丁后第一定律的支撑。 换言之，补丁后的第一定律，为否定伽利略相对性原理提供了理论依据。 根据补丁后的第一定律，力学定律所适用的参考系是运动物体所处的引力场。那么，力学定律的有效性当然就应该体现在“各引力场中”，而不是各惯性系中。 这就漂亮地解释了伽利略相对性原理无法解释的那个问题：在地球、太阳、月球、自由落体电梯、同步卫星这些“相互作不等速运动”的坐标系中，为什么力学定律都会有效——因为这些坐标系都建立在各自的引力场中！ 且慢，有人质疑，自由落体电梯和同步卫星内的物体，难道不是在地球引力场中运动吗？电梯和卫星内的力学定律的有效性，为什么不是体现在地球坐标系中，而是体现在电梯或卫星自己的坐标系中呢？这个问题很深刻。 其实，地球对自由落体电梯的引力，已完全用来产生了电梯及其中物体的自由落体运动，可以认为这一引力已被消耗殆尽，所以，电梯内物体所能“感受”到的引力场，是由电梯本身的质量产生的。 同理，同步卫星内物体所能“感受”到的引力场，是由卫星本身质量产生的。 所谓“引力被消耗殆尽”，与赵凯华先生所说的“失重是因为惯性力刚好与重力相抵消”，[2] 是同一个意思 ——以地球为参考系，自由落体电梯内的物体受地球引力作用而随同电梯一起作自由落体运动；而以电梯为参考系，电梯内的物体受到的地球引力，与物体自由落体的惯性力相抵消，因此，电梯内的物体对地球“失重”了，“感受”不到地球的引力了。 可见，伽利略相对性原理明显违反事实，且与补丁后牛顿第一定律相抵触，不可能成立。然而，几乎无人敢相信它竟然会不成立，因为它是得到爱因斯坦认可的，且被扩展到了全部物理学领域，难道爱因斯坦会没有强硬的理由吗？ 参考文献二 [1] 林德宏，科学思想史，江苏科学技术出版社，2004，P87 [2] 赵凯华 等，力学（第二版），高等教育出版社，2004，P77 三、爱因斯坦凭什么坚信相对性原理？ 爱因斯坦并不是不知道，“许多著名的理论物理学家比较倾向于舍弃相对性原理”。[1] 但他却坚信：“有两个普遍事实在一开始就给予相对性原