'相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?'

"

為什麼相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎?是諾貝爾獎評委會不懂相對論嗎?

作者丨李春生(書房記特約專欄作者)

"

為什麼相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎?是諾貝爾獎評委會不懂相對論嗎?

作者丨李春生(書房記特約專欄作者)

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

馮唐易老,李廣難封?

當然不是,愛因斯坦於1921年因為解釋了光電效應而獲得了諾貝爾物理學獎。粉絲認為相對論沒有獲獎是諾貝爾獎評委會委員們有眼無珠,他們心中無比正確的相對論怎麼著也該獲個十次八次諾貝爾物理學獎吧。

一次性得罪人數的紀錄怎麼破呢?別擔心,我有辦法。那我們就先說結論吧:如果相對論獲得了諾貝爾物理學獎,那麼,諾貝爾物理學獎就會變得一文不值。客官!請千萬別生氣,今天,我們是來擺事實講道理的哈。

為什麼被奉上神壇的相對論反而沒有諾貝爾物理學獎呢?我們還是先了解諾貝爾物理學獎的評獎規則吧。

"

為什麼相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎?是諾貝爾獎評委會不懂相對論嗎?

作者丨李春生(書房記特約專欄作者)

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

馮唐易老,李廣難封?

當然不是,愛因斯坦於1921年因為解釋了光電效應而獲得了諾貝爾物理學獎。粉絲認為相對論沒有獲獎是諾貝爾獎評委會委員們有眼無珠,他們心中無比正確的相對論怎麼著也該獲個十次八次諾貝爾物理學獎吧。

一次性得罪人數的紀錄怎麼破呢?別擔心,我有辦法。那我們就先說結論吧:如果相對論獲得了諾貝爾物理學獎,那麼,諾貝爾物理學獎就會變得一文不值。客官!請千萬別生氣,今天,我們是來擺事實講道理的哈。

為什麼被奉上神壇的相對論反而沒有諾貝爾物理學獎呢?我們還是先了解諾貝爾物理學獎的評獎規則吧。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

1. 諾貝爾物理學獎旨在獎勵那些對人類物理學領域裡作出突出貢獻的科學家。重要的是,諾貝爾物理學獎規則規定獲獎者的貢獻必須"已經受了時間的考驗",對這個問題,個人的理解都不同,也是爭論的焦點,但是,解釋權在諾貝爾獎評委會委會(包括先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學教授、諾貝爾獎評委會特邀教授、作家協會主席(文學獎)、國際性會議和組織)。

2. 另外一個規定是獲獎者必須在世。對於這一點,人們最多有些惋惜。

馮唐易老?我們先討論時間因素。愛因斯坦與1905年發表了狹義相對論,1915年發表了廣義相對論,而他於1955年4月去世,即使按廣義相對論的發表時間,愛因斯坦也有40年的機會因相對論而獲獎。常言道:"想給你吃,不怕你站得遠"。但是,諾貝爾獎評委會委會就是不給面子。所以,相對論沒有獲獎並非是因為愛因斯坦活得不夠長。

"

為什麼相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎?是諾貝爾獎評委會不懂相對論嗎?

作者丨李春生(書房記特約專欄作者)

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

馮唐易老,李廣難封?

當然不是,愛因斯坦於1921年因為解釋了光電效應而獲得了諾貝爾物理學獎。粉絲認為相對論沒有獲獎是諾貝爾獎評委會委員們有眼無珠,他們心中無比正確的相對論怎麼著也該獲個十次八次諾貝爾物理學獎吧。

一次性得罪人數的紀錄怎麼破呢?別擔心,我有辦法。那我們就先說結論吧:如果相對論獲得了諾貝爾物理學獎,那麼,諾貝爾物理學獎就會變得一文不值。客官!請千萬別生氣,今天,我們是來擺事實講道理的哈。

為什麼被奉上神壇的相對論反而沒有諾貝爾物理學獎呢?我們還是先了解諾貝爾物理學獎的評獎規則吧。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

1. 諾貝爾物理學獎旨在獎勵那些對人類物理學領域裡作出突出貢獻的科學家。重要的是,諾貝爾物理學獎規則規定獲獎者的貢獻必須"已經受了時間的考驗",對這個問題,個人的理解都不同,也是爭論的焦點,但是,解釋權在諾貝爾獎評委會委會(包括先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學教授、諾貝爾獎評委會特邀教授、作家協會主席(文學獎)、國際性會議和組織)。

2. 另外一個規定是獲獎者必須在世。對於這一點,人們最多有些惋惜。

馮唐易老?我們先討論時間因素。愛因斯坦與1905年發表了狹義相對論,1915年發表了廣義相對論,而他於1955年4月去世,即使按廣義相對論的發表時間,愛因斯坦也有40年的機會因相對論而獲獎。常言道:"想給你吃,不怕你站得遠"。但是,諾貝爾獎評委會委會就是不給面子。所以,相對論沒有獲獎並非是因為愛因斯坦活得不夠長。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

重要的問題來了,被提名的候選者是否對人類物理學領域裡作出了突出貢獻呢?是否已經受了時間的考驗呢?麻煩了,參與爭論者要爭的頭破血流了。

好!現在就準備冒著磚頭前進吧!

首先需要回答一個問題,存在兩個相對論,是狹義相對論應該獲獎呢?還是廣義相對論應該獲獎呢?嗯!大多數業內人士也已經暈菜了,因為,大多數人根本就不知道狹義和廣義相對論是相互矛盾的。

我們還是簡單科普一下吧。

狹義相對論的四維空間是平直的,是像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空結構。愛因斯坦認為:從我們由狹義相對性原理所接受的觀念來看,每一種運動都只能被認為是相對運動,這一點一直是很清楚的……我們可以用下列兩種方式來表述這裡所發生的運動,這兩種表述方式是同樣合理的:(1)車廂相對於路基是運動的。(2)路基相對車廂是運動的……只要路基K相對於車廂K1是勻速直線無轉動運動狀態,對於自然定律就完全等效;所有這些參考物體都應認為是伽利略參考物體。以往我們假定(狹義)相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,面對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的。在這個意義上我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論……[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,第47~48頁]

狹義相對論和伽利略區域相關,亦即和其中沒有引力場存在的區域相關,就此而論,一個伽利略參考物體((請注意!伽利略運動原理以空間為參照系,是經典物理學的基礎)在充當著參考物體(絕對參照系),這個參考物體就是一個剛體,其運動狀態必須選擇使得'孤立'質點(失去了絕對參照系的物體只具有質點性質,請注意作為勻速慣性系的火車車廂是沒有內部空間的,所有非勻速參考系也同樣沒有內部空間,因為內部空間意味著是另一個絕對參照系——編者)作勻速直線運動的伽利略定律相對於這個剛體是成立的。[《狹義與廣義相對論淺析》,第73頁 ]按照狹義相對性原理,如果k'(車廂)是相對於k(路基)作勻速運動而無轉動的座標系,那麼,自然現象相對於座標系k'的實際演變將以相對與座標系k的實際演變一樣依據同樣的普遍定律。[《狹義與廣義相對論淺析》,第12頁]狹義相對論的平直時空結構是這樣的。如下圖。

"

為什麼相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎?是諾貝爾獎評委會不懂相對論嗎?

作者丨李春生(書房記特約專欄作者)

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

馮唐易老,李廣難封?

當然不是,愛因斯坦於1921年因為解釋了光電效應而獲得了諾貝爾物理學獎。粉絲認為相對論沒有獲獎是諾貝爾獎評委會委員們有眼無珠,他們心中無比正確的相對論怎麼著也該獲個十次八次諾貝爾物理學獎吧。

一次性得罪人數的紀錄怎麼破呢?別擔心,我有辦法。那我們就先說結論吧:如果相對論獲得了諾貝爾物理學獎,那麼,諾貝爾物理學獎就會變得一文不值。客官!請千萬別生氣,今天,我們是來擺事實講道理的哈。

為什麼被奉上神壇的相對論反而沒有諾貝爾物理學獎呢?我們還是先了解諾貝爾物理學獎的評獎規則吧。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

1. 諾貝爾物理學獎旨在獎勵那些對人類物理學領域裡作出突出貢獻的科學家。重要的是,諾貝爾物理學獎規則規定獲獎者的貢獻必須"已經受了時間的考驗",對這個問題,個人的理解都不同,也是爭論的焦點,但是,解釋權在諾貝爾獎評委會委會(包括先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學教授、諾貝爾獎評委會特邀教授、作家協會主席(文學獎)、國際性會議和組織)。

2. 另外一個規定是獲獎者必須在世。對於這一點,人們最多有些惋惜。

馮唐易老?我們先討論時間因素。愛因斯坦與1905年發表了狹義相對論,1915年發表了廣義相對論,而他於1955年4月去世,即使按廣義相對論的發表時間,愛因斯坦也有40年的機會因相對論而獲獎。常言道:"想給你吃,不怕你站得遠"。但是,諾貝爾獎評委會委會就是不給面子。所以,相對論沒有獲獎並非是因為愛因斯坦活得不夠長。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

重要的問題來了,被提名的候選者是否對人類物理學領域裡作出了突出貢獻呢?是否已經受了時間的考驗呢?麻煩了,參與爭論者要爭的頭破血流了。

好!現在就準備冒著磚頭前進吧!

首先需要回答一個問題,存在兩個相對論,是狹義相對論應該獲獎呢?還是廣義相對論應該獲獎呢?嗯!大多數業內人士也已經暈菜了,因為,大多數人根本就不知道狹義和廣義相對論是相互矛盾的。

我們還是簡單科普一下吧。

狹義相對論的四維空間是平直的,是像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空結構。愛因斯坦認為:從我們由狹義相對性原理所接受的觀念來看,每一種運動都只能被認為是相對運動,這一點一直是很清楚的……我們可以用下列兩種方式來表述這裡所發生的運動,這兩種表述方式是同樣合理的:(1)車廂相對於路基是運動的。(2)路基相對車廂是運動的……只要路基K相對於車廂K1是勻速直線無轉動運動狀態,對於自然定律就完全等效;所有這些參考物體都應認為是伽利略參考物體。以往我們假定(狹義)相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,面對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的。在這個意義上我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論……[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,第47~48頁]

狹義相對論和伽利略區域相關,亦即和其中沒有引力場存在的區域相關,就此而論,一個伽利略參考物體((請注意!伽利略運動原理以空間為參照系,是經典物理學的基礎)在充當著參考物體(絕對參照系),這個參考物體就是一個剛體,其運動狀態必須選擇使得'孤立'質點(失去了絕對參照系的物體只具有質點性質,請注意作為勻速慣性系的火車車廂是沒有內部空間的,所有非勻速參考系也同樣沒有內部空間,因為內部空間意味著是另一個絕對參照系——編者)作勻速直線運動的伽利略定律相對於這個剛體是成立的。[《狹義與廣義相對論淺析》,第73頁 ]按照狹義相對性原理,如果k'(車廂)是相對於k(路基)作勻速運動而無轉動的座標系,那麼,自然現象相對於座標系k'的實際演變將以相對與座標系k的實際演變一樣依據同樣的普遍定律。[《狹義與廣義相對論淺析》,第12頁]狹義相對論的平直時空結構是這樣的。如下圖。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

請注意,(兩個)慣性系系處於勻速直線運動時,狹義相對論才是正確的理論,並且空間不能包含引力(引力會使慣性系系無法保持勻速直線運動)。問題來了,宇宙中萬有引力無處不在,所以,k(路基)無法保持平直狀態(引力會導致空間變曲),無法平直就無法保持勻速、無轉動的運動(有意思吧!)。所以,狹義相對論不能包含萬有引力

問題是,1.宇宙中萬有引力無處不在,宇宙中根本沒有所謂平直的空間;2.客觀世界裡的物質運動速度各不相同,哪裡有什麼物質的運動能夠保持勻速直線無轉動運動狀態?我們這個宇宙中沒有狹義相對論適用的環境啊!我們不能維證明狹義相對論實正確的理論而另外再創造一個宇宙吧。沒辦法,愛因斯坦只好修改觀念再造一個理論,這就是廣義相對論,這就是廣義相對論的來歷:(之前)只要這些參考物體相對於k是相對是處於勻速直線無轉動運動狀態,這些參考物體對於表述自然界定律應該與k完全等效;以往我們假定相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,而對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的(注意雙生子佯謬)。在這個意義上,我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論。與此對比,廣義相對性原理可簡述為:一切座標系(包括非慣性系)都是平權的,即客觀的真實的物理規律,應該在任意座標系下均有效。我們把廣義相對性原理理解為以下陳述:所有參照系無論k、k'等,不論它們的運動狀態如何,對描述自然現象(表述普遍的自然界定律)都是等效的。……如果車廂的運動變為非勻速運動,例如加速或是猛然煞車……[《狹義與廣義相對論淺析》,第48~49頁]這就是廣義相對論。

"

為什麼相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎?是諾貝爾獎評委會不懂相對論嗎?

作者丨李春生(書房記特約專欄作者)

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

馮唐易老,李廣難封?

當然不是,愛因斯坦於1921年因為解釋了光電效應而獲得了諾貝爾物理學獎。粉絲認為相對論沒有獲獎是諾貝爾獎評委會委員們有眼無珠,他們心中無比正確的相對論怎麼著也該獲個十次八次諾貝爾物理學獎吧。

一次性得罪人數的紀錄怎麼破呢?別擔心,我有辦法。那我們就先說結論吧:如果相對論獲得了諾貝爾物理學獎,那麼,諾貝爾物理學獎就會變得一文不值。客官!請千萬別生氣,今天,我們是來擺事實講道理的哈。

為什麼被奉上神壇的相對論反而沒有諾貝爾物理學獎呢?我們還是先了解諾貝爾物理學獎的評獎規則吧。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

1. 諾貝爾物理學獎旨在獎勵那些對人類物理學領域裡作出突出貢獻的科學家。重要的是,諾貝爾物理學獎規則規定獲獎者的貢獻必須"已經受了時間的考驗",對這個問題,個人的理解都不同,也是爭論的焦點,但是,解釋權在諾貝爾獎評委會委會(包括先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學教授、諾貝爾獎評委會特邀教授、作家協會主席(文學獎)、國際性會議和組織)。

2. 另外一個規定是獲獎者必須在世。對於這一點,人們最多有些惋惜。

馮唐易老?我們先討論時間因素。愛因斯坦與1905年發表了狹義相對論,1915年發表了廣義相對論,而他於1955年4月去世,即使按廣義相對論的發表時間,愛因斯坦也有40年的機會因相對論而獲獎。常言道:"想給你吃,不怕你站得遠"。但是,諾貝爾獎評委會委會就是不給面子。所以,相對論沒有獲獎並非是因為愛因斯坦活得不夠長。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

重要的問題來了,被提名的候選者是否對人類物理學領域裡作出了突出貢獻呢?是否已經受了時間的考驗呢?麻煩了,參與爭論者要爭的頭破血流了。

好!現在就準備冒著磚頭前進吧!

首先需要回答一個問題,存在兩個相對論,是狹義相對論應該獲獎呢?還是廣義相對論應該獲獎呢?嗯!大多數業內人士也已經暈菜了,因為,大多數人根本就不知道狹義和廣義相對論是相互矛盾的。

我們還是簡單科普一下吧。

狹義相對論的四維空間是平直的,是像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空結構。愛因斯坦認為:從我們由狹義相對性原理所接受的觀念來看,每一種運動都只能被認為是相對運動,這一點一直是很清楚的……我們可以用下列兩種方式來表述這裡所發生的運動,這兩種表述方式是同樣合理的:(1)車廂相對於路基是運動的。(2)路基相對車廂是運動的……只要路基K相對於車廂K1是勻速直線無轉動運動狀態,對於自然定律就完全等效;所有這些參考物體都應認為是伽利略參考物體。以往我們假定(狹義)相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,面對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的。在這個意義上我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論……[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,第47~48頁]

狹義相對論和伽利略區域相關,亦即和其中沒有引力場存在的區域相關,就此而論,一個伽利略參考物體((請注意!伽利略運動原理以空間為參照系,是經典物理學的基礎)在充當著參考物體(絕對參照系),這個參考物體就是一個剛體,其運動狀態必須選擇使得'孤立'質點(失去了絕對參照系的物體只具有質點性質,請注意作為勻速慣性系的火車車廂是沒有內部空間的,所有非勻速參考系也同樣沒有內部空間,因為內部空間意味著是另一個絕對參照系——編者)作勻速直線運動的伽利略定律相對於這個剛體是成立的。[《狹義與廣義相對論淺析》,第73頁 ]按照狹義相對性原理,如果k'(車廂)是相對於k(路基)作勻速運動而無轉動的座標系,那麼,自然現象相對於座標系k'的實際演變將以相對與座標系k的實際演變一樣依據同樣的普遍定律。[《狹義與廣義相對論淺析》,第12頁]狹義相對論的平直時空結構是這樣的。如下圖。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

請注意,(兩個)慣性系系處於勻速直線運動時,狹義相對論才是正確的理論,並且空間不能包含引力(引力會使慣性系系無法保持勻速直線運動)。問題來了,宇宙中萬有引力無處不在,所以,k(路基)無法保持平直狀態(引力會導致空間變曲),無法平直就無法保持勻速、無轉動的運動(有意思吧!)。所以,狹義相對論不能包含萬有引力

問題是,1.宇宙中萬有引力無處不在,宇宙中根本沒有所謂平直的空間;2.客觀世界裡的物質運動速度各不相同,哪裡有什麼物質的運動能夠保持勻速直線無轉動運動狀態?我們這個宇宙中沒有狹義相對論適用的環境啊!我們不能維證明狹義相對論實正確的理論而另外再創造一個宇宙吧。沒辦法,愛因斯坦只好修改觀念再造一個理論,這就是廣義相對論,這就是廣義相對論的來歷:(之前)只要這些參考物體相對於k是相對是處於勻速直線無轉動運動狀態,這些參考物體對於表述自然界定律應該與k完全等效;以往我們假定相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,而對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的(注意雙生子佯謬)。在這個意義上,我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論。與此對比,廣義相對性原理可簡述為:一切座標系(包括非慣性系)都是平權的,即客觀的真實的物理規律,應該在任意座標系下均有效。我們把廣義相對性原理理解為以下陳述:所有參照系無論k、k'等,不論它們的運動狀態如何,對描述自然現象(表述普遍的自然界定律)都是等效的。……如果車廂的運動變為非勻速運動,例如加速或是猛然煞車……[《狹義與廣義相對論淺析》,第48~49頁]這就是廣義相對論。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

愛因斯坦引進引力項後,空間因引力而變曲,勻速直線運動的慣性系變為任意速度的參照系(注意!)。狹義相對論的剛性的四維時空也變成了廣義相對論柔軟的可變形的"軟體動物"。這兩種四維時空的差別在哪裡呢?愛因斯坦在《廣義相對相性原理的嚴格表述》中寫道:在引力場中,並沒有像具有歐幾里得性質的剛體那樣的東西,因此,(狹義相對論)虛設的剛性參考物體在廣義相對論中是沒有用處的……這個非剛性參考物體(空間)是(可以恰當地稱作為'軟體動物參考系')基本上相當於一個任意選定的高斯四維座標系。與高斯座標系比較,這個'軟體動物'所具有的某些較易理解之處,就是形式上保留了空間座標和時間座標的分離狀態(這種保留實際上是不合理的)。我們把這個軟體動物上的每一點當作一個空間點,相對於空間點保持靜止的每一個質點就當作是靜止的,如果我們把這個軟體動物視為參考物體的話。廣義相對性原理要求把所有這些軟體動物都可以用作參考物體來表述普遍的自然界定律,在這方面,這些軟體動物具有同等的權利,也可以取得同樣好的結果;這些定律本身必須不隨軟體動物的選擇而變異。"[《狹義與廣義相對論淺析》,第74頁]

"

為什麼相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎?是諾貝爾獎評委會不懂相對論嗎?

作者丨李春生(書房記特約專欄作者)

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

馮唐易老,李廣難封?

當然不是,愛因斯坦於1921年因為解釋了光電效應而獲得了諾貝爾物理學獎。粉絲認為相對論沒有獲獎是諾貝爾獎評委會委員們有眼無珠,他們心中無比正確的相對論怎麼著也該獲個十次八次諾貝爾物理學獎吧。

一次性得罪人數的紀錄怎麼破呢?別擔心,我有辦法。那我們就先說結論吧:如果相對論獲得了諾貝爾物理學獎,那麼,諾貝爾物理學獎就會變得一文不值。客官!請千萬別生氣,今天,我們是來擺事實講道理的哈。

為什麼被奉上神壇的相對論反而沒有諾貝爾物理學獎呢?我們還是先了解諾貝爾物理學獎的評獎規則吧。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

1. 諾貝爾物理學獎旨在獎勵那些對人類物理學領域裡作出突出貢獻的科學家。重要的是,諾貝爾物理學獎規則規定獲獎者的貢獻必須"已經受了時間的考驗",對這個問題,個人的理解都不同,也是爭論的焦點,但是,解釋權在諾貝爾獎評委會委會(包括先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學教授、諾貝爾獎評委會特邀教授、作家協會主席(文學獎)、國際性會議和組織)。

2. 另外一個規定是獲獎者必須在世。對於這一點,人們最多有些惋惜。

馮唐易老?我們先討論時間因素。愛因斯坦與1905年發表了狹義相對論,1915年發表了廣義相對論,而他於1955年4月去世,即使按廣義相對論的發表時間,愛因斯坦也有40年的機會因相對論而獲獎。常言道:"想給你吃,不怕你站得遠"。但是,諾貝爾獎評委會委會就是不給面子。所以,相對論沒有獲獎並非是因為愛因斯坦活得不夠長。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

重要的問題來了,被提名的候選者是否對人類物理學領域裡作出了突出貢獻呢?是否已經受了時間的考驗呢?麻煩了,參與爭論者要爭的頭破血流了。

好!現在就準備冒著磚頭前進吧!

首先需要回答一個問題,存在兩個相對論,是狹義相對論應該獲獎呢?還是廣義相對論應該獲獎呢?嗯!大多數業內人士也已經暈菜了,因為,大多數人根本就不知道狹義和廣義相對論是相互矛盾的。

我們還是簡單科普一下吧。

狹義相對論的四維空間是平直的,是像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空結構。愛因斯坦認為:從我們由狹義相對性原理所接受的觀念來看,每一種運動都只能被認為是相對運動,這一點一直是很清楚的……我們可以用下列兩種方式來表述這裡所發生的運動,這兩種表述方式是同樣合理的:(1)車廂相對於路基是運動的。(2)路基相對車廂是運動的……只要路基K相對於車廂K1是勻速直線無轉動運動狀態,對於自然定律就完全等效;所有這些參考物體都應認為是伽利略參考物體。以往我們假定(狹義)相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,面對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的。在這個意義上我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論……[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,第47~48頁]

狹義相對論和伽利略區域相關,亦即和其中沒有引力場存在的區域相關,就此而論,一個伽利略參考物體((請注意!伽利略運動原理以空間為參照系,是經典物理學的基礎)在充當著參考物體(絕對參照系),這個參考物體就是一個剛體,其運動狀態必須選擇使得'孤立'質點(失去了絕對參照系的物體只具有質點性質,請注意作為勻速慣性系的火車車廂是沒有內部空間的,所有非勻速參考系也同樣沒有內部空間,因為內部空間意味著是另一個絕對參照系——編者)作勻速直線運動的伽利略定律相對於這個剛體是成立的。[《狹義與廣義相對論淺析》,第73頁 ]按照狹義相對性原理,如果k'(車廂)是相對於k(路基)作勻速運動而無轉動的座標系,那麼,自然現象相對於座標系k'的實際演變將以相對與座標系k的實際演變一樣依據同樣的普遍定律。[《狹義與廣義相對論淺析》,第12頁]狹義相對論的平直時空結構是這樣的。如下圖。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

請注意,(兩個)慣性系系處於勻速直線運動時,狹義相對論才是正確的理論,並且空間不能包含引力(引力會使慣性系系無法保持勻速直線運動)。問題來了,宇宙中萬有引力無處不在,所以,k(路基)無法保持平直狀態(引力會導致空間變曲),無法平直就無法保持勻速、無轉動的運動(有意思吧!)。所以,狹義相對論不能包含萬有引力

問題是,1.宇宙中萬有引力無處不在,宇宙中根本沒有所謂平直的空間;2.客觀世界裡的物質運動速度各不相同,哪裡有什麼物質的運動能夠保持勻速直線無轉動運動狀態?我們這個宇宙中沒有狹義相對論適用的環境啊!我們不能維證明狹義相對論實正確的理論而另外再創造一個宇宙吧。沒辦法,愛因斯坦只好修改觀念再造一個理論,這就是廣義相對論,這就是廣義相對論的來歷:(之前)只要這些參考物體相對於k是相對是處於勻速直線無轉動運動狀態,這些參考物體對於表述自然界定律應該與k完全等效;以往我們假定相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,而對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的(注意雙生子佯謬)。在這個意義上,我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論。與此對比,廣義相對性原理可簡述為:一切座標系(包括非慣性系)都是平權的,即客觀的真實的物理規律,應該在任意座標系下均有效。我們把廣義相對性原理理解為以下陳述:所有參照系無論k、k'等,不論它們的運動狀態如何,對描述自然現象(表述普遍的自然界定律)都是等效的。……如果車廂的運動變為非勻速運動,例如加速或是猛然煞車……[《狹義與廣義相對論淺析》,第48~49頁]這就是廣義相對論。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

愛因斯坦引進引力項後,空間因引力而變曲,勻速直線運動的慣性系變為任意速度的參照系(注意!)。狹義相對論的剛性的四維時空也變成了廣義相對論柔軟的可變形的"軟體動物"。這兩種四維時空的差別在哪裡呢?愛因斯坦在《廣義相對相性原理的嚴格表述》中寫道:在引力場中,並沒有像具有歐幾里得性質的剛體那樣的東西,因此,(狹義相對論)虛設的剛性參考物體在廣義相對論中是沒有用處的……這個非剛性參考物體(空間)是(可以恰當地稱作為'軟體動物參考系')基本上相當於一個任意選定的高斯四維座標系。與高斯座標系比較,這個'軟體動物'所具有的某些較易理解之處,就是形式上保留了空間座標和時間座標的分離狀態(這種保留實際上是不合理的)。我們把這個軟體動物上的每一點當作一個空間點,相對於空間點保持靜止的每一個質點就當作是靜止的,如果我們把這個軟體動物視為參考物體的話。廣義相對性原理要求把所有這些軟體動物都可以用作參考物體來表述普遍的自然界定律,在這方面,這些軟體動物具有同等的權利,也可以取得同樣好的結果;這些定律本身必須不隨軟體動物的選擇而變異。"[《狹義與廣義相對論淺析》,第74頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

簡單地說,狹義相對論的剛性的經緯線編織的空間小格子變成了柔軟的經緯線編織的空間小格子。星體的引力會引起周圍空間產生扭曲變形,空間"變形",時間也會"變形"(有意思的是,狹義相對論的平直空間時間如何變形?)。廣義相對論的三維空間加一維時間構成的四維時空結構就像一隻"軟體動物",這就是時空彎曲,也是廣義相對論的引力作用模型。

狹義相對論的四維空間像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空,廣義相對論的四維空間像柔軟的可變形的"軟體動物"。物體的運動是遵守狹義相對性運動原理,還是遵守廣義相對性運動原理呢?正確的答案只有一個,讀者認為狹義相對論和廣義相對論哪一個才是唯一正確的理論呢?

還有一個問題,無論是狹義相對論剛硬的時空,還是廣義相對論柔軟可變形的時空,在空無一物的真空中引力如何傳遞?宇宙中其他三大基本作用力如何相互作用?困擾牛頓一生的超距作用問題,愛因斯坦也面臨這個困境(只有智力有缺陷的人才會對這個問題視而不見),空間彎曲的引力作用模型是什麼東西在彎曲?引力波是什麼東西在波動呢?

"

為什麼相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎?是諾貝爾獎評委會不懂相對論嗎?

作者丨李春生(書房記特約專欄作者)

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

馮唐易老,李廣難封?

當然不是,愛因斯坦於1921年因為解釋了光電效應而獲得了諾貝爾物理學獎。粉絲認為相對論沒有獲獎是諾貝爾獎評委會委員們有眼無珠,他們心中無比正確的相對論怎麼著也該獲個十次八次諾貝爾物理學獎吧。

一次性得罪人數的紀錄怎麼破呢?別擔心,我有辦法。那我們就先說結論吧:如果相對論獲得了諾貝爾物理學獎,那麼,諾貝爾物理學獎就會變得一文不值。客官!請千萬別生氣,今天,我們是來擺事實講道理的哈。

為什麼被奉上神壇的相對論反而沒有諾貝爾物理學獎呢?我們還是先了解諾貝爾物理學獎的評獎規則吧。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

1. 諾貝爾物理學獎旨在獎勵那些對人類物理學領域裡作出突出貢獻的科學家。重要的是,諾貝爾物理學獎規則規定獲獎者的貢獻必須"已經受了時間的考驗",對這個問題,個人的理解都不同,也是爭論的焦點,但是,解釋權在諾貝爾獎評委會委會(包括先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學教授、諾貝爾獎評委會特邀教授、作家協會主席(文學獎)、國際性會議和組織)。

2. 另外一個規定是獲獎者必須在世。對於這一點,人們最多有些惋惜。

馮唐易老?我們先討論時間因素。愛因斯坦與1905年發表了狹義相對論,1915年發表了廣義相對論,而他於1955年4月去世,即使按廣義相對論的發表時間,愛因斯坦也有40年的機會因相對論而獲獎。常言道:"想給你吃,不怕你站得遠"。但是,諾貝爾獎評委會委會就是不給面子。所以,相對論沒有獲獎並非是因為愛因斯坦活得不夠長。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

重要的問題來了,被提名的候選者是否對人類物理學領域裡作出了突出貢獻呢?是否已經受了時間的考驗呢?麻煩了,參與爭論者要爭的頭破血流了。

好!現在就準備冒著磚頭前進吧!

首先需要回答一個問題,存在兩個相對論,是狹義相對論應該獲獎呢?還是廣義相對論應該獲獎呢?嗯!大多數業內人士也已經暈菜了,因為,大多數人根本就不知道狹義和廣義相對論是相互矛盾的。

我們還是簡單科普一下吧。

狹義相對論的四維空間是平直的,是像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空結構。愛因斯坦認為:從我們由狹義相對性原理所接受的觀念來看,每一種運動都只能被認為是相對運動,這一點一直是很清楚的……我們可以用下列兩種方式來表述這裡所發生的運動,這兩種表述方式是同樣合理的:(1)車廂相對於路基是運動的。(2)路基相對車廂是運動的……只要路基K相對於車廂K1是勻速直線無轉動運動狀態,對於自然定律就完全等效;所有這些參考物體都應認為是伽利略參考物體。以往我們假定(狹義)相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,面對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的。在這個意義上我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論……[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,第47~48頁]

狹義相對論和伽利略區域相關,亦即和其中沒有引力場存在的區域相關,就此而論,一個伽利略參考物體((請注意!伽利略運動原理以空間為參照系,是經典物理學的基礎)在充當著參考物體(絕對參照系),這個參考物體就是一個剛體,其運動狀態必須選擇使得'孤立'質點(失去了絕對參照系的物體只具有質點性質,請注意作為勻速慣性系的火車車廂是沒有內部空間的,所有非勻速參考系也同樣沒有內部空間,因為內部空間意味著是另一個絕對參照系——編者)作勻速直線運動的伽利略定律相對於這個剛體是成立的。[《狹義與廣義相對論淺析》,第73頁 ]按照狹義相對性原理,如果k'(車廂)是相對於k(路基)作勻速運動而無轉動的座標系,那麼,自然現象相對於座標系k'的實際演變將以相對與座標系k的實際演變一樣依據同樣的普遍定律。[《狹義與廣義相對論淺析》,第12頁]狹義相對論的平直時空結構是這樣的。如下圖。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

請注意,(兩個)慣性系系處於勻速直線運動時,狹義相對論才是正確的理論,並且空間不能包含引力(引力會使慣性系系無法保持勻速直線運動)。問題來了,宇宙中萬有引力無處不在,所以,k(路基)無法保持平直狀態(引力會導致空間變曲),無法平直就無法保持勻速、無轉動的運動(有意思吧!)。所以,狹義相對論不能包含萬有引力

問題是,1.宇宙中萬有引力無處不在,宇宙中根本沒有所謂平直的空間;2.客觀世界裡的物質運動速度各不相同,哪裡有什麼物質的運動能夠保持勻速直線無轉動運動狀態?我們這個宇宙中沒有狹義相對論適用的環境啊!我們不能維證明狹義相對論實正確的理論而另外再創造一個宇宙吧。沒辦法,愛因斯坦只好修改觀念再造一個理論,這就是廣義相對論,這就是廣義相對論的來歷:(之前)只要這些參考物體相對於k是相對是處於勻速直線無轉動運動狀態,這些參考物體對於表述自然界定律應該與k完全等效;以往我們假定相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,而對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的(注意雙生子佯謬)。在這個意義上,我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論。與此對比,廣義相對性原理可簡述為:一切座標系(包括非慣性系)都是平權的,即客觀的真實的物理規律,應該在任意座標系下均有效。我們把廣義相對性原理理解為以下陳述:所有參照系無論k、k'等,不論它們的運動狀態如何,對描述自然現象(表述普遍的自然界定律)都是等效的。……如果車廂的運動變為非勻速運動,例如加速或是猛然煞車……[《狹義與廣義相對論淺析》,第48~49頁]這就是廣義相對論。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

愛因斯坦引進引力項後,空間因引力而變曲,勻速直線運動的慣性系變為任意速度的參照系(注意!)。狹義相對論的剛性的四維時空也變成了廣義相對論柔軟的可變形的"軟體動物"。這兩種四維時空的差別在哪裡呢?愛因斯坦在《廣義相對相性原理的嚴格表述》中寫道:在引力場中,並沒有像具有歐幾里得性質的剛體那樣的東西,因此,(狹義相對論)虛設的剛性參考物體在廣義相對論中是沒有用處的……這個非剛性參考物體(空間)是(可以恰當地稱作為'軟體動物參考系')基本上相當於一個任意選定的高斯四維座標系。與高斯座標系比較,這個'軟體動物'所具有的某些較易理解之處,就是形式上保留了空間座標和時間座標的分離狀態(這種保留實際上是不合理的)。我們把這個軟體動物上的每一點當作一個空間點,相對於空間點保持靜止的每一個質點就當作是靜止的,如果我們把這個軟體動物視為參考物體的話。廣義相對性原理要求把所有這些軟體動物都可以用作參考物體來表述普遍的自然界定律,在這方面,這些軟體動物具有同等的權利,也可以取得同樣好的結果;這些定律本身必須不隨軟體動物的選擇而變異。"[《狹義與廣義相對論淺析》,第74頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

簡單地說,狹義相對論的剛性的經緯線編織的空間小格子變成了柔軟的經緯線編織的空間小格子。星體的引力會引起周圍空間產生扭曲變形,空間"變形",時間也會"變形"(有意思的是,狹義相對論的平直空間時間如何變形?)。廣義相對論的三維空間加一維時間構成的四維時空結構就像一隻"軟體動物",這就是時空彎曲,也是廣義相對論的引力作用模型。

狹義相對論的四維空間像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空,廣義相對論的四維空間像柔軟的可變形的"軟體動物"。物體的運動是遵守狹義相對性運動原理,還是遵守廣義相對性運動原理呢?正確的答案只有一個,讀者認為狹義相對論和廣義相對論哪一個才是唯一正確的理論呢?

還有一個問題,無論是狹義相對論剛硬的時空,還是廣義相對論柔軟可變形的時空,在空無一物的真空中引力如何傳遞?宇宙中其他三大基本作用力如何相互作用?困擾牛頓一生的超距作用問題,愛因斯坦也面臨這個困境(只有智力有缺陷的人才會對這個問題視而不見),空間彎曲的引力作用模型是什麼東西在彎曲?引力波是什麼東西在波動呢?

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

為了解決超距作用這個難題,愛因斯坦認為空間不能是空無一物的真空。1920年,愛因斯坦就出人意料地在荷蘭國立萊頓大學宣稱否認以太存在是不合理的,他認為:物理學家在那個從日常生活中抽象出來的有重物質的觀念之外,為什麼還要建立起存在另一種物質——以太的觀念呢?其理由無疑在於引起超距作用力理論的那些現象,以及導致波動論的光的那些性質……19世紀上半葉,當光的性質同有重物體的彈性波的性質之間存在著廣泛的相似性已經變得明顯的時候,以太太假說就獲得了新的支持。光必須解釋為充滿宇宙空間的一種具有彈性的惰性媒質的振動過程,這看起來似乎是無可懷疑的了。從光的偏振性也好像必然得出這樣的結論:以太這種媒質必須具有一種固體特性。因為橫波只能在固體中,而不可能在流體中存在,這就勢必導致'準剛性'的光以太理論,這種光以太的各部分,除了同光波相應的微小形變運動以外,相互之間就不可能有任何別種運動。這種理論也叫做靜態光以太理論,它從那個也作為狹義相對論基礎的菲索(Fizeau)實驗,進一步得到了有力的支持,人們從這個(菲索)實驗必定推斷出,光以太不參與物體的運動,光行差現象也支持準剛性的以太理論……人們可以採取最近便的觀點似乎是認為以太根本不存在……然而,更加精確的考察表明,狹義相對論並不一定要求否定以太可以假定以太存在,只是必須不再認為它有確定的運動狀態,也就是說,必須抽掉洛倫茲給它留下的那個最後的力學特徵。"《狹義與廣義相對論淺析》,第170~174頁]

"

為什麼相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎?是諾貝爾獎評委會不懂相對論嗎?

作者丨李春生(書房記特約專欄作者)

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

馮唐易老,李廣難封?

當然不是,愛因斯坦於1921年因為解釋了光電效應而獲得了諾貝爾物理學獎。粉絲認為相對論沒有獲獎是諾貝爾獎評委會委員們有眼無珠,他們心中無比正確的相對論怎麼著也該獲個十次八次諾貝爾物理學獎吧。

一次性得罪人數的紀錄怎麼破呢?別擔心,我有辦法。那我們就先說結論吧:如果相對論獲得了諾貝爾物理學獎,那麼,諾貝爾物理學獎就會變得一文不值。客官!請千萬別生氣,今天,我們是來擺事實講道理的哈。

為什麼被奉上神壇的相對論反而沒有諾貝爾物理學獎呢?我們還是先了解諾貝爾物理學獎的評獎規則吧。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

1. 諾貝爾物理學獎旨在獎勵那些對人類物理學領域裡作出突出貢獻的科學家。重要的是,諾貝爾物理學獎規則規定獲獎者的貢獻必須"已經受了時間的考驗",對這個問題,個人的理解都不同,也是爭論的焦點,但是,解釋權在諾貝爾獎評委會委會(包括先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學教授、諾貝爾獎評委會特邀教授、作家協會主席(文學獎)、國際性會議和組織)。

2. 另外一個規定是獲獎者必須在世。對於這一點,人們最多有些惋惜。

馮唐易老?我們先討論時間因素。愛因斯坦與1905年發表了狹義相對論,1915年發表了廣義相對論,而他於1955年4月去世,即使按廣義相對論的發表時間,愛因斯坦也有40年的機會因相對論而獲獎。常言道:"想給你吃,不怕你站得遠"。但是,諾貝爾獎評委會委會就是不給面子。所以,相對論沒有獲獎並非是因為愛因斯坦活得不夠長。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

重要的問題來了,被提名的候選者是否對人類物理學領域裡作出了突出貢獻呢?是否已經受了時間的考驗呢?麻煩了,參與爭論者要爭的頭破血流了。

好!現在就準備冒著磚頭前進吧!

首先需要回答一個問題,存在兩個相對論,是狹義相對論應該獲獎呢?還是廣義相對論應該獲獎呢?嗯!大多數業內人士也已經暈菜了,因為,大多數人根本就不知道狹義和廣義相對論是相互矛盾的。

我們還是簡單科普一下吧。

狹義相對論的四維空間是平直的,是像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空結構。愛因斯坦認為:從我們由狹義相對性原理所接受的觀念來看,每一種運動都只能被認為是相對運動,這一點一直是很清楚的……我們可以用下列兩種方式來表述這裡所發生的運動,這兩種表述方式是同樣合理的:(1)車廂相對於路基是運動的。(2)路基相對車廂是運動的……只要路基K相對於車廂K1是勻速直線無轉動運動狀態,對於自然定律就完全等效;所有這些參考物體都應認為是伽利略參考物體。以往我們假定(狹義)相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,面對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的。在這個意義上我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論……[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,第47~48頁]

狹義相對論和伽利略區域相關,亦即和其中沒有引力場存在的區域相關,就此而論,一個伽利略參考物體((請注意!伽利略運動原理以空間為參照系,是經典物理學的基礎)在充當著參考物體(絕對參照系),這個參考物體就是一個剛體,其運動狀態必須選擇使得'孤立'質點(失去了絕對參照系的物體只具有質點性質,請注意作為勻速慣性系的火車車廂是沒有內部空間的,所有非勻速參考系也同樣沒有內部空間,因為內部空間意味著是另一個絕對參照系——編者)作勻速直線運動的伽利略定律相對於這個剛體是成立的。[《狹義與廣義相對論淺析》,第73頁 ]按照狹義相對性原理,如果k'(車廂)是相對於k(路基)作勻速運動而無轉動的座標系,那麼,自然現象相對於座標系k'的實際演變將以相對與座標系k的實際演變一樣依據同樣的普遍定律。[《狹義與廣義相對論淺析》,第12頁]狹義相對論的平直時空結構是這樣的。如下圖。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

請注意,(兩個)慣性系系處於勻速直線運動時,狹義相對論才是正確的理論,並且空間不能包含引力(引力會使慣性系系無法保持勻速直線運動)。問題來了,宇宙中萬有引力無處不在,所以,k(路基)無法保持平直狀態(引力會導致空間變曲),無法平直就無法保持勻速、無轉動的運動(有意思吧!)。所以,狹義相對論不能包含萬有引力

問題是,1.宇宙中萬有引力無處不在,宇宙中根本沒有所謂平直的空間;2.客觀世界裡的物質運動速度各不相同,哪裡有什麼物質的運動能夠保持勻速直線無轉動運動狀態?我們這個宇宙中沒有狹義相對論適用的環境啊!我們不能維證明狹義相對論實正確的理論而另外再創造一個宇宙吧。沒辦法,愛因斯坦只好修改觀念再造一個理論,這就是廣義相對論,這就是廣義相對論的來歷:(之前)只要這些參考物體相對於k是相對是處於勻速直線無轉動運動狀態,這些參考物體對於表述自然界定律應該與k完全等效;以往我們假定相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,而對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的(注意雙生子佯謬)。在這個意義上,我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論。與此對比,廣義相對性原理可簡述為:一切座標系(包括非慣性系)都是平權的,即客觀的真實的物理規律,應該在任意座標系下均有效。我們把廣義相對性原理理解為以下陳述:所有參照系無論k、k'等,不論它們的運動狀態如何,對描述自然現象(表述普遍的自然界定律)都是等效的。……如果車廂的運動變為非勻速運動,例如加速或是猛然煞車……[《狹義與廣義相對論淺析》,第48~49頁]這就是廣義相對論。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

愛因斯坦引進引力項後,空間因引力而變曲,勻速直線運動的慣性系變為任意速度的參照系(注意!)。狹義相對論的剛性的四維時空也變成了廣義相對論柔軟的可變形的"軟體動物"。這兩種四維時空的差別在哪裡呢?愛因斯坦在《廣義相對相性原理的嚴格表述》中寫道:在引力場中,並沒有像具有歐幾里得性質的剛體那樣的東西,因此,(狹義相對論)虛設的剛性參考物體在廣義相對論中是沒有用處的……這個非剛性參考物體(空間)是(可以恰當地稱作為'軟體動物參考系')基本上相當於一個任意選定的高斯四維座標系。與高斯座標系比較,這個'軟體動物'所具有的某些較易理解之處,就是形式上保留了空間座標和時間座標的分離狀態(這種保留實際上是不合理的)。我們把這個軟體動物上的每一點當作一個空間點,相對於空間點保持靜止的每一個質點就當作是靜止的,如果我們把這個軟體動物視為參考物體的話。廣義相對性原理要求把所有這些軟體動物都可以用作參考物體來表述普遍的自然界定律,在這方面,這些軟體動物具有同等的權利,也可以取得同樣好的結果;這些定律本身必須不隨軟體動物的選擇而變異。"[《狹義與廣義相對論淺析》,第74頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

簡單地說,狹義相對論的剛性的經緯線編織的空間小格子變成了柔軟的經緯線編織的空間小格子。星體的引力會引起周圍空間產生扭曲變形,空間"變形",時間也會"變形"(有意思的是,狹義相對論的平直空間時間如何變形?)。廣義相對論的三維空間加一維時間構成的四維時空結構就像一隻"軟體動物",這就是時空彎曲,也是廣義相對論的引力作用模型。

狹義相對論的四維空間像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空,廣義相對論的四維空間像柔軟的可變形的"軟體動物"。物體的運動是遵守狹義相對性運動原理,還是遵守廣義相對性運動原理呢?正確的答案只有一個,讀者認為狹義相對論和廣義相對論哪一個才是唯一正確的理論呢?

還有一個問題,無論是狹義相對論剛硬的時空,還是廣義相對論柔軟可變形的時空,在空無一物的真空中引力如何傳遞?宇宙中其他三大基本作用力如何相互作用?困擾牛頓一生的超距作用問題,愛因斯坦也面臨這個困境(只有智力有缺陷的人才會對這個問題視而不見),空間彎曲的引力作用模型是什麼東西在彎曲?引力波是什麼東西在波動呢?

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

為了解決超距作用這個難題,愛因斯坦認為空間不能是空無一物的真空。1920年,愛因斯坦就出人意料地在荷蘭國立萊頓大學宣稱否認以太存在是不合理的,他認為:物理學家在那個從日常生活中抽象出來的有重物質的觀念之外,為什麼還要建立起存在另一種物質——以太的觀念呢?其理由無疑在於引起超距作用力理論的那些現象,以及導致波動論的光的那些性質……19世紀上半葉,當光的性質同有重物體的彈性波的性質之間存在著廣泛的相似性已經變得明顯的時候,以太太假說就獲得了新的支持。光必須解釋為充滿宇宙空間的一種具有彈性的惰性媒質的振動過程,這看起來似乎是無可懷疑的了。從光的偏振性也好像必然得出這樣的結論:以太這種媒質必須具有一種固體特性。因為橫波只能在固體中,而不可能在流體中存在,這就勢必導致'準剛性'的光以太理論,這種光以太的各部分,除了同光波相應的微小形變運動以外,相互之間就不可能有任何別種運動。這種理論也叫做靜態光以太理論,它從那個也作為狹義相對論基礎的菲索(Fizeau)實驗,進一步得到了有力的支持,人們從這個(菲索)實驗必定推斷出,光以太不參與物體的運動,光行差現象也支持準剛性的以太理論……人們可以採取最近便的觀點似乎是認為以太根本不存在……然而,更加精確的考察表明,狹義相對論並不一定要求否定以太可以假定以太存在,只是必須不再認為它有確定的運動狀態,也就是說,必須抽掉洛倫茲給它留下的那個最後的力學特徵。"《狹義與廣義相對論淺析》,第170~174頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

按照廣義相對論,一個沒有以太的空間是不可思議的因為在這樣一種空間裡不但光不能傳播,而且量杆和時鐘也不可能存在,因此也就沒有物理意義上的空間—時間間隔。[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,北京大學出版社,2006年,第177頁]

廣義相對論以太是這樣一種媒質,它本身完全沒有一切力學和運動學的性質,但它卻參與對力學(和電磁學)事件的決定。[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,北京大學出版社,2006年,第176頁]怎麼樣,以太又復活了!可以肯定的是,百分之九十九的人沒有聽說過"廣義相對論以太"這個名詞,更不敢相信廣義相對論以太的提出者竟然是以太的掘墓人。顛覆你的認知了吧,現在關於相對論的教材大多是後人腦補的版本。愛因斯坦值得尊敬的一點是,他沒有自欺欺人地迴避超距作用而提出"廣義相對論以太"來解決問題,後世的人卻掩耳盜鈴地掩蓋這段歷史來證明粒子說理論的正確。目前,人類的科技建立在什麼理論的基礎上呢?答案是經典物理學,人類的火車、輪船,飛機、航天飛機、還有將要飛出太陽系的空間探測器依賴的都是經典物理學。

誰能依據相對論製造個什麼先進的產品拿來讓大家看看?有人會自信地指指天空:衛星上的時鐘就是驗證相對論的動鍾變慢效應的證據。

衛星上的時鐘變快了還是變慢了呢?

但是,真相是:衛星上的時鐘變快了!

衛星上的時鐘變快了!

衛星上的時鐘變快了!

"

為什麼相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎?是諾貝爾獎評委會不懂相對論嗎?

作者丨李春生(書房記特約專欄作者)

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

馮唐易老,李廣難封?

當然不是,愛因斯坦於1921年因為解釋了光電效應而獲得了諾貝爾物理學獎。粉絲認為相對論沒有獲獎是諾貝爾獎評委會委員們有眼無珠,他們心中無比正確的相對論怎麼著也該獲個十次八次諾貝爾物理學獎吧。

一次性得罪人數的紀錄怎麼破呢?別擔心,我有辦法。那我們就先說結論吧:如果相對論獲得了諾貝爾物理學獎,那麼,諾貝爾物理學獎就會變得一文不值。客官!請千萬別生氣,今天,我們是來擺事實講道理的哈。

為什麼被奉上神壇的相對論反而沒有諾貝爾物理學獎呢?我們還是先了解諾貝爾物理學獎的評獎規則吧。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

1. 諾貝爾物理學獎旨在獎勵那些對人類物理學領域裡作出突出貢獻的科學家。重要的是,諾貝爾物理學獎規則規定獲獎者的貢獻必須"已經受了時間的考驗",對這個問題,個人的理解都不同,也是爭論的焦點,但是,解釋權在諾貝爾獎評委會委會(包括先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學教授、諾貝爾獎評委會特邀教授、作家協會主席(文學獎)、國際性會議和組織)。

2. 另外一個規定是獲獎者必須在世。對於這一點,人們最多有些惋惜。

馮唐易老?我們先討論時間因素。愛因斯坦與1905年發表了狹義相對論,1915年發表了廣義相對論,而他於1955年4月去世,即使按廣義相對論的發表時間,愛因斯坦也有40年的機會因相對論而獲獎。常言道:"想給你吃,不怕你站得遠"。但是,諾貝爾獎評委會委會就是不給面子。所以,相對論沒有獲獎並非是因為愛因斯坦活得不夠長。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

重要的問題來了,被提名的候選者是否對人類物理學領域裡作出了突出貢獻呢?是否已經受了時間的考驗呢?麻煩了,參與爭論者要爭的頭破血流了。

好!現在就準備冒著磚頭前進吧!

首先需要回答一個問題,存在兩個相對論,是狹義相對論應該獲獎呢?還是廣義相對論應該獲獎呢?嗯!大多數業內人士也已經暈菜了,因為,大多數人根本就不知道狹義和廣義相對論是相互矛盾的。

我們還是簡單科普一下吧。

狹義相對論的四維空間是平直的,是像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空結構。愛因斯坦認為:從我們由狹義相對性原理所接受的觀念來看,每一種運動都只能被認為是相對運動,這一點一直是很清楚的……我們可以用下列兩種方式來表述這裡所發生的運動,這兩種表述方式是同樣合理的:(1)車廂相對於路基是運動的。(2)路基相對車廂是運動的……只要路基K相對於車廂K1是勻速直線無轉動運動狀態,對於自然定律就完全等效;所有這些參考物體都應認為是伽利略參考物體。以往我們假定(狹義)相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,面對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的。在這個意義上我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論……[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,第47~48頁]

狹義相對論和伽利略區域相關,亦即和其中沒有引力場存在的區域相關,就此而論,一個伽利略參考物體((請注意!伽利略運動原理以空間為參照系,是經典物理學的基礎)在充當著參考物體(絕對參照系),這個參考物體就是一個剛體,其運動狀態必須選擇使得'孤立'質點(失去了絕對參照系的物體只具有質點性質,請注意作為勻速慣性系的火車車廂是沒有內部空間的,所有非勻速參考系也同樣沒有內部空間,因為內部空間意味著是另一個絕對參照系——編者)作勻速直線運動的伽利略定律相對於這個剛體是成立的。[《狹義與廣義相對論淺析》,第73頁 ]按照狹義相對性原理,如果k'(車廂)是相對於k(路基)作勻速運動而無轉動的座標系,那麼,自然現象相對於座標系k'的實際演變將以相對與座標系k的實際演變一樣依據同樣的普遍定律。[《狹義與廣義相對論淺析》,第12頁]狹義相對論的平直時空結構是這樣的。如下圖。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

請注意,(兩個)慣性系系處於勻速直線運動時,狹義相對論才是正確的理論,並且空間不能包含引力(引力會使慣性系系無法保持勻速直線運動)。問題來了,宇宙中萬有引力無處不在,所以,k(路基)無法保持平直狀態(引力會導致空間變曲),無法平直就無法保持勻速、無轉動的運動(有意思吧!)。所以,狹義相對論不能包含萬有引力

問題是,1.宇宙中萬有引力無處不在,宇宙中根本沒有所謂平直的空間;2.客觀世界裡的物質運動速度各不相同,哪裡有什麼物質的運動能夠保持勻速直線無轉動運動狀態?我們這個宇宙中沒有狹義相對論適用的環境啊!我們不能維證明狹義相對論實正確的理論而另外再創造一個宇宙吧。沒辦法,愛因斯坦只好修改觀念再造一個理論,這就是廣義相對論,這就是廣義相對論的來歷:(之前)只要這些參考物體相對於k是相對是處於勻速直線無轉動運動狀態,這些參考物體對於表述自然界定律應該與k完全等效;以往我們假定相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,而對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的(注意雙生子佯謬)。在這個意義上,我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論。與此對比,廣義相對性原理可簡述為:一切座標系(包括非慣性系)都是平權的,即客觀的真實的物理規律,應該在任意座標系下均有效。我們把廣義相對性原理理解為以下陳述:所有參照系無論k、k'等,不論它們的運動狀態如何,對描述自然現象(表述普遍的自然界定律)都是等效的。……如果車廂的運動變為非勻速運動,例如加速或是猛然煞車……[《狹義與廣義相對論淺析》,第48~49頁]這就是廣義相對論。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

愛因斯坦引進引力項後,空間因引力而變曲,勻速直線運動的慣性系變為任意速度的參照系(注意!)。狹義相對論的剛性的四維時空也變成了廣義相對論柔軟的可變形的"軟體動物"。這兩種四維時空的差別在哪裡呢?愛因斯坦在《廣義相對相性原理的嚴格表述》中寫道:在引力場中,並沒有像具有歐幾里得性質的剛體那樣的東西,因此,(狹義相對論)虛設的剛性參考物體在廣義相對論中是沒有用處的……這個非剛性參考物體(空間)是(可以恰當地稱作為'軟體動物參考系')基本上相當於一個任意選定的高斯四維座標系。與高斯座標系比較,這個'軟體動物'所具有的某些較易理解之處,就是形式上保留了空間座標和時間座標的分離狀態(這種保留實際上是不合理的)。我們把這個軟體動物上的每一點當作一個空間點,相對於空間點保持靜止的每一個質點就當作是靜止的,如果我們把這個軟體動物視為參考物體的話。廣義相對性原理要求把所有這些軟體動物都可以用作參考物體來表述普遍的自然界定律,在這方面,這些軟體動物具有同等的權利,也可以取得同樣好的結果;這些定律本身必須不隨軟體動物的選擇而變異。"[《狹義與廣義相對論淺析》,第74頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

簡單地說,狹義相對論的剛性的經緯線編織的空間小格子變成了柔軟的經緯線編織的空間小格子。星體的引力會引起周圍空間產生扭曲變形,空間"變形",時間也會"變形"(有意思的是,狹義相對論的平直空間時間如何變形?)。廣義相對論的三維空間加一維時間構成的四維時空結構就像一隻"軟體動物",這就是時空彎曲,也是廣義相對論的引力作用模型。

狹義相對論的四維空間像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空,廣義相對論的四維空間像柔軟的可變形的"軟體動物"。物體的運動是遵守狹義相對性運動原理,還是遵守廣義相對性運動原理呢?正確的答案只有一個,讀者認為狹義相對論和廣義相對論哪一個才是唯一正確的理論呢?

還有一個問題,無論是狹義相對論剛硬的時空,還是廣義相對論柔軟可變形的時空,在空無一物的真空中引力如何傳遞?宇宙中其他三大基本作用力如何相互作用?困擾牛頓一生的超距作用問題,愛因斯坦也面臨這個困境(只有智力有缺陷的人才會對這個問題視而不見),空間彎曲的引力作用模型是什麼東西在彎曲?引力波是什麼東西在波動呢?

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

為了解決超距作用這個難題,愛因斯坦認為空間不能是空無一物的真空。1920年,愛因斯坦就出人意料地在荷蘭國立萊頓大學宣稱否認以太存在是不合理的,他認為:物理學家在那個從日常生活中抽象出來的有重物質的觀念之外,為什麼還要建立起存在另一種物質——以太的觀念呢?其理由無疑在於引起超距作用力理論的那些現象,以及導致波動論的光的那些性質……19世紀上半葉,當光的性質同有重物體的彈性波的性質之間存在著廣泛的相似性已經變得明顯的時候,以太太假說就獲得了新的支持。光必須解釋為充滿宇宙空間的一種具有彈性的惰性媒質的振動過程,這看起來似乎是無可懷疑的了。從光的偏振性也好像必然得出這樣的結論:以太這種媒質必須具有一種固體特性。因為橫波只能在固體中,而不可能在流體中存在,這就勢必導致'準剛性'的光以太理論,這種光以太的各部分,除了同光波相應的微小形變運動以外,相互之間就不可能有任何別種運動。這種理論也叫做靜態光以太理論,它從那個也作為狹義相對論基礎的菲索(Fizeau)實驗,進一步得到了有力的支持,人們從這個(菲索)實驗必定推斷出,光以太不參與物體的運動,光行差現象也支持準剛性的以太理論……人們可以採取最近便的觀點似乎是認為以太根本不存在……然而,更加精確的考察表明,狹義相對論並不一定要求否定以太可以假定以太存在,只是必須不再認為它有確定的運動狀態,也就是說,必須抽掉洛倫茲給它留下的那個最後的力學特徵。"《狹義與廣義相對論淺析》,第170~174頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

按照廣義相對論,一個沒有以太的空間是不可思議的因為在這樣一種空間裡不但光不能傳播,而且量杆和時鐘也不可能存在,因此也就沒有物理意義上的空間—時間間隔。[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,北京大學出版社,2006年,第177頁]

廣義相對論以太是這樣一種媒質,它本身完全沒有一切力學和運動學的性質,但它卻參與對力學(和電磁學)事件的決定。[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,北京大學出版社,2006年,第176頁]怎麼樣,以太又復活了!可以肯定的是,百分之九十九的人沒有聽說過"廣義相對論以太"這個名詞,更不敢相信廣義相對論以太的提出者竟然是以太的掘墓人。顛覆你的認知了吧,現在關於相對論的教材大多是後人腦補的版本。愛因斯坦值得尊敬的一點是,他沒有自欺欺人地迴避超距作用而提出"廣義相對論以太"來解決問題,後世的人卻掩耳盜鈴地掩蓋這段歷史來證明粒子說理論的正確。目前,人類的科技建立在什麼理論的基礎上呢?答案是經典物理學,人類的火車、輪船,飛機、航天飛機、還有將要飛出太陽系的空間探測器依賴的都是經典物理學。

誰能依據相對論製造個什麼先進的產品拿來讓大家看看?有人會自信地指指天空:衛星上的時鐘就是驗證相對論的動鍾變慢效應的證據。

衛星上的時鐘變快了還是變慢了呢?

但是,真相是:衛星上的時鐘變快了!

衛星上的時鐘變快了!

衛星上的時鐘變快了!

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

面對鐵的事實,崇拜者們只好改口是衛星上的時鐘遵守相對論效應。什麼是相對論效應呢?

有一位科普達人的解釋是:衛星時間走時快是因為它同時受到時空扭曲效應和時間膨脹效應的雙重影響,而時空扭曲效應影響更大一些,引力越大走時越慢,相互疊加之後,它走時仍然比地面快一些。

是嗎?那麼,如何解釋"二樓鐘慢效應"呢?一樓和二樓的原子鐘並沒有相對運動,兩臺時鐘相距只有幾米,談不上什麼時空扭曲效應和時間膨脹效應吧!!!狡辯的重要特徵就是邏輯混亂。為什麼僅僅因為微小的高度的差異就產生相對誤差呢?

理性告訴我們,是時間有快慢?還是目前的原子鐘走時不夠精準?

其實,目前的原子鐘要保持精準(也沒有絕對精準),對環境要求非常高。作為標準時間的原子鐘必須在零海拔,環境沒有震動,沒有電磁干擾的特殊環境裡走時才能相對恆定,但是,自然環境中沒有這樣的"理想環境",所以才會出現"二樓鐘慢效應"。還有,衛星是否處於運動狀態,是以地球為靜止參照系為前提的(其實,相對於運動的衛星,地球也處於相對運動狀態,這就是"雙生子佯謬困境")。我們知道,地球有自轉,也圍繞著太陽旋轉,太陽又圍繞著銀河系中心旋轉,而銀河系也在太空中漂零。宇宙中沒有絕對靜止的物質,也沒有絕對靜止的時鐘。所有的"鍾"都處於相對運動狀態,所有的"鍾"都是"動鍾",只有假設地球完全靜止(地心說)時,"動鍾變慢"假設才有可能成立

"

為什麼相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎?是諾貝爾獎評委會不懂相對論嗎?

作者丨李春生(書房記特約專欄作者)

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

馮唐易老,李廣難封?

當然不是,愛因斯坦於1921年因為解釋了光電效應而獲得了諾貝爾物理學獎。粉絲認為相對論沒有獲獎是諾貝爾獎評委會委員們有眼無珠,他們心中無比正確的相對論怎麼著也該獲個十次八次諾貝爾物理學獎吧。

一次性得罪人數的紀錄怎麼破呢?別擔心,我有辦法。那我們就先說結論吧:如果相對論獲得了諾貝爾物理學獎,那麼,諾貝爾物理學獎就會變得一文不值。客官!請千萬別生氣,今天,我們是來擺事實講道理的哈。

為什麼被奉上神壇的相對論反而沒有諾貝爾物理學獎呢?我們還是先了解諾貝爾物理學獎的評獎規則吧。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

1. 諾貝爾物理學獎旨在獎勵那些對人類物理學領域裡作出突出貢獻的科學家。重要的是,諾貝爾物理學獎規則規定獲獎者的貢獻必須"已經受了時間的考驗",對這個問題,個人的理解都不同,也是爭論的焦點,但是,解釋權在諾貝爾獎評委會委會(包括先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學教授、諾貝爾獎評委會特邀教授、作家協會主席(文學獎)、國際性會議和組織)。

2. 另外一個規定是獲獎者必須在世。對於這一點,人們最多有些惋惜。

馮唐易老?我們先討論時間因素。愛因斯坦與1905年發表了狹義相對論,1915年發表了廣義相對論,而他於1955年4月去世,即使按廣義相對論的發表時間,愛因斯坦也有40年的機會因相對論而獲獎。常言道:"想給你吃,不怕你站得遠"。但是,諾貝爾獎評委會委會就是不給面子。所以,相對論沒有獲獎並非是因為愛因斯坦活得不夠長。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

重要的問題來了,被提名的候選者是否對人類物理學領域裡作出了突出貢獻呢?是否已經受了時間的考驗呢?麻煩了,參與爭論者要爭的頭破血流了。

好!現在就準備冒著磚頭前進吧!

首先需要回答一個問題,存在兩個相對論,是狹義相對論應該獲獎呢?還是廣義相對論應該獲獎呢?嗯!大多數業內人士也已經暈菜了,因為,大多數人根本就不知道狹義和廣義相對論是相互矛盾的。

我們還是簡單科普一下吧。

狹義相對論的四維空間是平直的,是像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空結構。愛因斯坦認為:從我們由狹義相對性原理所接受的觀念來看,每一種運動都只能被認為是相對運動,這一點一直是很清楚的……我們可以用下列兩種方式來表述這裡所發生的運動,這兩種表述方式是同樣合理的:(1)車廂相對於路基是運動的。(2)路基相對車廂是運動的……只要路基K相對於車廂K1是勻速直線無轉動運動狀態,對於自然定律就完全等效;所有這些參考物體都應認為是伽利略參考物體。以往我們假定(狹義)相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,面對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的。在這個意義上我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論……[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,第47~48頁]

狹義相對論和伽利略區域相關,亦即和其中沒有引力場存在的區域相關,就此而論,一個伽利略參考物體((請注意!伽利略運動原理以空間為參照系,是經典物理學的基礎)在充當著參考物體(絕對參照系),這個參考物體就是一個剛體,其運動狀態必須選擇使得'孤立'質點(失去了絕對參照系的物體只具有質點性質,請注意作為勻速慣性系的火車車廂是沒有內部空間的,所有非勻速參考系也同樣沒有內部空間,因為內部空間意味著是另一個絕對參照系——編者)作勻速直線運動的伽利略定律相對於這個剛體是成立的。[《狹義與廣義相對論淺析》,第73頁 ]按照狹義相對性原理,如果k'(車廂)是相對於k(路基)作勻速運動而無轉動的座標系,那麼,自然現象相對於座標系k'的實際演變將以相對與座標系k的實際演變一樣依據同樣的普遍定律。[《狹義與廣義相對論淺析》,第12頁]狹義相對論的平直時空結構是這樣的。如下圖。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

請注意,(兩個)慣性系系處於勻速直線運動時,狹義相對論才是正確的理論,並且空間不能包含引力(引力會使慣性系系無法保持勻速直線運動)。問題來了,宇宙中萬有引力無處不在,所以,k(路基)無法保持平直狀態(引力會導致空間變曲),無法平直就無法保持勻速、無轉動的運動(有意思吧!)。所以,狹義相對論不能包含萬有引力

問題是,1.宇宙中萬有引力無處不在,宇宙中根本沒有所謂平直的空間;2.客觀世界裡的物質運動速度各不相同,哪裡有什麼物質的運動能夠保持勻速直線無轉動運動狀態?我們這個宇宙中沒有狹義相對論適用的環境啊!我們不能維證明狹義相對論實正確的理論而另外再創造一個宇宙吧。沒辦法,愛因斯坦只好修改觀念再造一個理論,這就是廣義相對論,這就是廣義相對論的來歷:(之前)只要這些參考物體相對於k是相對是處於勻速直線無轉動運動狀態,這些參考物體對於表述自然界定律應該與k完全等效;以往我們假定相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,而對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的(注意雙生子佯謬)。在這個意義上,我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論。與此對比,廣義相對性原理可簡述為:一切座標系(包括非慣性系)都是平權的,即客觀的真實的物理規律,應該在任意座標系下均有效。我們把廣義相對性原理理解為以下陳述:所有參照系無論k、k'等,不論它們的運動狀態如何,對描述自然現象(表述普遍的自然界定律)都是等效的。……如果車廂的運動變為非勻速運動,例如加速或是猛然煞車……[《狹義與廣義相對論淺析》,第48~49頁]這就是廣義相對論。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

愛因斯坦引進引力項後,空間因引力而變曲,勻速直線運動的慣性系變為任意速度的參照系(注意!)。狹義相對論的剛性的四維時空也變成了廣義相對論柔軟的可變形的"軟體動物"。這兩種四維時空的差別在哪裡呢?愛因斯坦在《廣義相對相性原理的嚴格表述》中寫道:在引力場中,並沒有像具有歐幾里得性質的剛體那樣的東西,因此,(狹義相對論)虛設的剛性參考物體在廣義相對論中是沒有用處的……這個非剛性參考物體(空間)是(可以恰當地稱作為'軟體動物參考系')基本上相當於一個任意選定的高斯四維座標系。與高斯座標系比較,這個'軟體動物'所具有的某些較易理解之處,就是形式上保留了空間座標和時間座標的分離狀態(這種保留實際上是不合理的)。我們把這個軟體動物上的每一點當作一個空間點,相對於空間點保持靜止的每一個質點就當作是靜止的,如果我們把這個軟體動物視為參考物體的話。廣義相對性原理要求把所有這些軟體動物都可以用作參考物體來表述普遍的自然界定律,在這方面,這些軟體動物具有同等的權利,也可以取得同樣好的結果;這些定律本身必須不隨軟體動物的選擇而變異。"[《狹義與廣義相對論淺析》,第74頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

簡單地說,狹義相對論的剛性的經緯線編織的空間小格子變成了柔軟的經緯線編織的空間小格子。星體的引力會引起周圍空間產生扭曲變形,空間"變形",時間也會"變形"(有意思的是,狹義相對論的平直空間時間如何變形?)。廣義相對論的三維空間加一維時間構成的四維時空結構就像一隻"軟體動物",這就是時空彎曲,也是廣義相對論的引力作用模型。

狹義相對論的四維空間像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空,廣義相對論的四維空間像柔軟的可變形的"軟體動物"。物體的運動是遵守狹義相對性運動原理,還是遵守廣義相對性運動原理呢?正確的答案只有一個,讀者認為狹義相對論和廣義相對論哪一個才是唯一正確的理論呢?

還有一個問題,無論是狹義相對論剛硬的時空,還是廣義相對論柔軟可變形的時空,在空無一物的真空中引力如何傳遞?宇宙中其他三大基本作用力如何相互作用?困擾牛頓一生的超距作用問題,愛因斯坦也面臨這個困境(只有智力有缺陷的人才會對這個問題視而不見),空間彎曲的引力作用模型是什麼東西在彎曲?引力波是什麼東西在波動呢?

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

為了解決超距作用這個難題,愛因斯坦認為空間不能是空無一物的真空。1920年,愛因斯坦就出人意料地在荷蘭國立萊頓大學宣稱否認以太存在是不合理的,他認為:物理學家在那個從日常生活中抽象出來的有重物質的觀念之外,為什麼還要建立起存在另一種物質——以太的觀念呢?其理由無疑在於引起超距作用力理論的那些現象,以及導致波動論的光的那些性質……19世紀上半葉,當光的性質同有重物體的彈性波的性質之間存在著廣泛的相似性已經變得明顯的時候,以太太假說就獲得了新的支持。光必須解釋為充滿宇宙空間的一種具有彈性的惰性媒質的振動過程,這看起來似乎是無可懷疑的了。從光的偏振性也好像必然得出這樣的結論:以太這種媒質必須具有一種固體特性。因為橫波只能在固體中,而不可能在流體中存在,這就勢必導致'準剛性'的光以太理論,這種光以太的各部分,除了同光波相應的微小形變運動以外,相互之間就不可能有任何別種運動。這種理論也叫做靜態光以太理論,它從那個也作為狹義相對論基礎的菲索(Fizeau)實驗,進一步得到了有力的支持,人們從這個(菲索)實驗必定推斷出,光以太不參與物體的運動,光行差現象也支持準剛性的以太理論……人們可以採取最近便的觀點似乎是認為以太根本不存在……然而,更加精確的考察表明,狹義相對論並不一定要求否定以太可以假定以太存在,只是必須不再認為它有確定的運動狀態,也就是說,必須抽掉洛倫茲給它留下的那個最後的力學特徵。"《狹義與廣義相對論淺析》,第170~174頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

按照廣義相對論,一個沒有以太的空間是不可思議的因為在這樣一種空間裡不但光不能傳播,而且量杆和時鐘也不可能存在,因此也就沒有物理意義上的空間—時間間隔。[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,北京大學出版社,2006年,第177頁]

廣義相對論以太是這樣一種媒質,它本身完全沒有一切力學和運動學的性質,但它卻參與對力學(和電磁學)事件的決定。[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,北京大學出版社,2006年,第176頁]怎麼樣,以太又復活了!可以肯定的是,百分之九十九的人沒有聽說過"廣義相對論以太"這個名詞,更不敢相信廣義相對論以太的提出者竟然是以太的掘墓人。顛覆你的認知了吧,現在關於相對論的教材大多是後人腦補的版本。愛因斯坦值得尊敬的一點是,他沒有自欺欺人地迴避超距作用而提出"廣義相對論以太"來解決問題,後世的人卻掩耳盜鈴地掩蓋這段歷史來證明粒子說理論的正確。目前,人類的科技建立在什麼理論的基礎上呢?答案是經典物理學,人類的火車、輪船,飛機、航天飛機、還有將要飛出太陽系的空間探測器依賴的都是經典物理學。

誰能依據相對論製造個什麼先進的產品拿來讓大家看看?有人會自信地指指天空:衛星上的時鐘就是驗證相對論的動鍾變慢效應的證據。

衛星上的時鐘變快了還是變慢了呢?

但是,真相是:衛星上的時鐘變快了!

衛星上的時鐘變快了!

衛星上的時鐘變快了!

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

面對鐵的事實,崇拜者們只好改口是衛星上的時鐘遵守相對論效應。什麼是相對論效應呢?

有一位科普達人的解釋是:衛星時間走時快是因為它同時受到時空扭曲效應和時間膨脹效應的雙重影響,而時空扭曲效應影響更大一些,引力越大走時越慢,相互疊加之後,它走時仍然比地面快一些。

是嗎?那麼,如何解釋"二樓鐘慢效應"呢?一樓和二樓的原子鐘並沒有相對運動,兩臺時鐘相距只有幾米,談不上什麼時空扭曲效應和時間膨脹效應吧!!!狡辯的重要特徵就是邏輯混亂。為什麼僅僅因為微小的高度的差異就產生相對誤差呢?

理性告訴我們,是時間有快慢?還是目前的原子鐘走時不夠精準?

其實,目前的原子鐘要保持精準(也沒有絕對精準),對環境要求非常高。作為標準時間的原子鐘必須在零海拔,環境沒有震動,沒有電磁干擾的特殊環境裡走時才能相對恆定,但是,自然環境中沒有這樣的"理想環境",所以才會出現"二樓鐘慢效應"。還有,衛星是否處於運動狀態,是以地球為靜止參照系為前提的(其實,相對於運動的衛星,地球也處於相對運動狀態,這就是"雙生子佯謬困境")。我們知道,地球有自轉,也圍繞著太陽旋轉,太陽又圍繞著銀河系中心旋轉,而銀河系也在太空中漂零。宇宙中沒有絕對靜止的物質,也沒有絕對靜止的時鐘。所有的"鍾"都處於相對運動狀態,所有的"鍾"都是"動鍾",只有假設地球完全靜止(地心說)時,"動鍾變慢"假設才有可能成立

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

還有,現在人們認為經典物理學適用於低速,而相對論適用於高速,很有意思,重磅問題來了!這就是E=mc²質能公式。

經典力學的牛頓力學公式E=1/2mv²不可替代。E表示能量,1/2是係數,m表示質量,v表示速度。從日用電梯到火箭宇宙飛船,從扔塊石頭到子彈、穿甲彈的能量(動量)計算依賴的都是牛頓力學公式,這個沒有爭議。微觀領域,因為光子和電子無法稱量,所以光子和電子的能量計算依賴的都是普朗克E=hν公式。E表示能量,h是頻率,ν是普朗克常數,即能量=頻率×普朗克常數。人們期待用一個公式來統一宏觀和微觀世界。E=mc²公式可以轉換為M=ec²和C=em²,不僅簡潔,思路也相當新穎,可以把質量和能量統一在一個公式裡,所以備受推崇。

但是,問題來了,E=mc²的E表示能量,m表示質量,c表示的是光速(約30萬公里/每秒)。公式中只有一種速度,即能量=質量×光速。任何有質量的物質乘以光速都會得到無窮大的結果,無質量的物質(例如光子)則無法計算。我們知道,根據相對論,把任何有質量的物質加速到光速,需要無窮大的能量。這個結論怎麼來的?是不是很弔詭?好了,既然大家都認為相對論是正確的理論,那麼不使用E=mc²公式是說不過去的。於是,人們想到了一個"解決"辦法。

"

為什麼相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎?是諾貝爾獎評委會不懂相對論嗎?

作者丨李春生(書房記特約專欄作者)

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

馮唐易老,李廣難封?

當然不是,愛因斯坦於1921年因為解釋了光電效應而獲得了諾貝爾物理學獎。粉絲認為相對論沒有獲獎是諾貝爾獎評委會委員們有眼無珠,他們心中無比正確的相對論怎麼著也該獲個十次八次諾貝爾物理學獎吧。

一次性得罪人數的紀錄怎麼破呢?別擔心,我有辦法。那我們就先說結論吧:如果相對論獲得了諾貝爾物理學獎,那麼,諾貝爾物理學獎就會變得一文不值。客官!請千萬別生氣,今天,我們是來擺事實講道理的哈。

為什麼被奉上神壇的相對論反而沒有諾貝爾物理學獎呢?我們還是先了解諾貝爾物理學獎的評獎規則吧。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

1. 諾貝爾物理學獎旨在獎勵那些對人類物理學領域裡作出突出貢獻的科學家。重要的是,諾貝爾物理學獎規則規定獲獎者的貢獻必須"已經受了時間的考驗",對這個問題,個人的理解都不同,也是爭論的焦點,但是,解釋權在諾貝爾獎評委會委會(包括先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學教授、諾貝爾獎評委會特邀教授、作家協會主席(文學獎)、國際性會議和組織)。

2. 另外一個規定是獲獎者必須在世。對於這一點,人們最多有些惋惜。

馮唐易老?我們先討論時間因素。愛因斯坦與1905年發表了狹義相對論,1915年發表了廣義相對論,而他於1955年4月去世,即使按廣義相對論的發表時間,愛因斯坦也有40年的機會因相對論而獲獎。常言道:"想給你吃,不怕你站得遠"。但是,諾貝爾獎評委會委會就是不給面子。所以,相對論沒有獲獎並非是因為愛因斯坦活得不夠長。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

重要的問題來了,被提名的候選者是否對人類物理學領域裡作出了突出貢獻呢?是否已經受了時間的考驗呢?麻煩了,參與爭論者要爭的頭破血流了。

好!現在就準備冒著磚頭前進吧!

首先需要回答一個問題,存在兩個相對論,是狹義相對論應該獲獎呢?還是廣義相對論應該獲獎呢?嗯!大多數業內人士也已經暈菜了,因為,大多數人根本就不知道狹義和廣義相對論是相互矛盾的。

我們還是簡單科普一下吧。

狹義相對論的四維空間是平直的,是像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空結構。愛因斯坦認為:從我們由狹義相對性原理所接受的觀念來看,每一種運動都只能被認為是相對運動,這一點一直是很清楚的……我們可以用下列兩種方式來表述這裡所發生的運動,這兩種表述方式是同樣合理的:(1)車廂相對於路基是運動的。(2)路基相對車廂是運動的……只要路基K相對於車廂K1是勻速直線無轉動運動狀態,對於自然定律就完全等效;所有這些參考物體都應認為是伽利略參考物體。以往我們假定(狹義)相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,面對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的。在這個意義上我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論……[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,第47~48頁]

狹義相對論和伽利略區域相關,亦即和其中沒有引力場存在的區域相關,就此而論,一個伽利略參考物體((請注意!伽利略運動原理以空間為參照系,是經典物理學的基礎)在充當著參考物體(絕對參照系),這個參考物體就是一個剛體,其運動狀態必須選擇使得'孤立'質點(失去了絕對參照系的物體只具有質點性質,請注意作為勻速慣性系的火車車廂是沒有內部空間的,所有非勻速參考系也同樣沒有內部空間,因為內部空間意味著是另一個絕對參照系——編者)作勻速直線運動的伽利略定律相對於這個剛體是成立的。[《狹義與廣義相對論淺析》,第73頁 ]按照狹義相對性原理,如果k'(車廂)是相對於k(路基)作勻速運動而無轉動的座標系,那麼,自然現象相對於座標系k'的實際演變將以相對與座標系k的實際演變一樣依據同樣的普遍定律。[《狹義與廣義相對論淺析》,第12頁]狹義相對論的平直時空結構是這樣的。如下圖。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

請注意,(兩個)慣性系系處於勻速直線運動時,狹義相對論才是正確的理論,並且空間不能包含引力(引力會使慣性系系無法保持勻速直線運動)。問題來了,宇宙中萬有引力無處不在,所以,k(路基)無法保持平直狀態(引力會導致空間變曲),無法平直就無法保持勻速、無轉動的運動(有意思吧!)。所以,狹義相對論不能包含萬有引力

問題是,1.宇宙中萬有引力無處不在,宇宙中根本沒有所謂平直的空間;2.客觀世界裡的物質運動速度各不相同,哪裡有什麼物質的運動能夠保持勻速直線無轉動運動狀態?我們這個宇宙中沒有狹義相對論適用的環境啊!我們不能維證明狹義相對論實正確的理論而另外再創造一個宇宙吧。沒辦法,愛因斯坦只好修改觀念再造一個理論,這就是廣義相對論,這就是廣義相對論的來歷:(之前)只要這些參考物體相對於k是相對是處於勻速直線無轉動運動狀態,這些參考物體對於表述自然界定律應該與k完全等效;以往我們假定相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,而對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的(注意雙生子佯謬)。在這個意義上,我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論。與此對比,廣義相對性原理可簡述為:一切座標系(包括非慣性系)都是平權的,即客觀的真實的物理規律,應該在任意座標系下均有效。我們把廣義相對性原理理解為以下陳述:所有參照系無論k、k'等,不論它們的運動狀態如何,對描述自然現象(表述普遍的自然界定律)都是等效的。……如果車廂的運動變為非勻速運動,例如加速或是猛然煞車……[《狹義與廣義相對論淺析》,第48~49頁]這就是廣義相對論。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

愛因斯坦引進引力項後,空間因引力而變曲,勻速直線運動的慣性系變為任意速度的參照系(注意!)。狹義相對論的剛性的四維時空也變成了廣義相對論柔軟的可變形的"軟體動物"。這兩種四維時空的差別在哪裡呢?愛因斯坦在《廣義相對相性原理的嚴格表述》中寫道:在引力場中,並沒有像具有歐幾里得性質的剛體那樣的東西,因此,(狹義相對論)虛設的剛性參考物體在廣義相對論中是沒有用處的……這個非剛性參考物體(空間)是(可以恰當地稱作為'軟體動物參考系')基本上相當於一個任意選定的高斯四維座標系。與高斯座標系比較,這個'軟體動物'所具有的某些較易理解之處,就是形式上保留了空間座標和時間座標的分離狀態(這種保留實際上是不合理的)。我們把這個軟體動物上的每一點當作一個空間點,相對於空間點保持靜止的每一個質點就當作是靜止的,如果我們把這個軟體動物視為參考物體的話。廣義相對性原理要求把所有這些軟體動物都可以用作參考物體來表述普遍的自然界定律,在這方面,這些軟體動物具有同等的權利,也可以取得同樣好的結果;這些定律本身必須不隨軟體動物的選擇而變異。"[《狹義與廣義相對論淺析》,第74頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

簡單地說,狹義相對論的剛性的經緯線編織的空間小格子變成了柔軟的經緯線編織的空間小格子。星體的引力會引起周圍空間產生扭曲變形,空間"變形",時間也會"變形"(有意思的是,狹義相對論的平直空間時間如何變形?)。廣義相對論的三維空間加一維時間構成的四維時空結構就像一隻"軟體動物",這就是時空彎曲,也是廣義相對論的引力作用模型。

狹義相對論的四維空間像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空,廣義相對論的四維空間像柔軟的可變形的"軟體動物"。物體的運動是遵守狹義相對性運動原理,還是遵守廣義相對性運動原理呢?正確的答案只有一個,讀者認為狹義相對論和廣義相對論哪一個才是唯一正確的理論呢?

還有一個問題,無論是狹義相對論剛硬的時空,還是廣義相對論柔軟可變形的時空,在空無一物的真空中引力如何傳遞?宇宙中其他三大基本作用力如何相互作用?困擾牛頓一生的超距作用問題,愛因斯坦也面臨這個困境(只有智力有缺陷的人才會對這個問題視而不見),空間彎曲的引力作用模型是什麼東西在彎曲?引力波是什麼東西在波動呢?

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

為了解決超距作用這個難題,愛因斯坦認為空間不能是空無一物的真空。1920年,愛因斯坦就出人意料地在荷蘭國立萊頓大學宣稱否認以太存在是不合理的,他認為:物理學家在那個從日常生活中抽象出來的有重物質的觀念之外,為什麼還要建立起存在另一種物質——以太的觀念呢?其理由無疑在於引起超距作用力理論的那些現象,以及導致波動論的光的那些性質……19世紀上半葉,當光的性質同有重物體的彈性波的性質之間存在著廣泛的相似性已經變得明顯的時候,以太太假說就獲得了新的支持。光必須解釋為充滿宇宙空間的一種具有彈性的惰性媒質的振動過程,這看起來似乎是無可懷疑的了。從光的偏振性也好像必然得出這樣的結論:以太這種媒質必須具有一種固體特性。因為橫波只能在固體中,而不可能在流體中存在,這就勢必導致'準剛性'的光以太理論,這種光以太的各部分,除了同光波相應的微小形變運動以外,相互之間就不可能有任何別種運動。這種理論也叫做靜態光以太理論,它從那個也作為狹義相對論基礎的菲索(Fizeau)實驗,進一步得到了有力的支持,人們從這個(菲索)實驗必定推斷出,光以太不參與物體的運動,光行差現象也支持準剛性的以太理論……人們可以採取最近便的觀點似乎是認為以太根本不存在……然而,更加精確的考察表明,狹義相對論並不一定要求否定以太可以假定以太存在,只是必須不再認為它有確定的運動狀態,也就是說,必須抽掉洛倫茲給它留下的那個最後的力學特徵。"《狹義與廣義相對論淺析》,第170~174頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

按照廣義相對論,一個沒有以太的空間是不可思議的因為在這樣一種空間裡不但光不能傳播,而且量杆和時鐘也不可能存在,因此也就沒有物理意義上的空間—時間間隔。[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,北京大學出版社,2006年,第177頁]

廣義相對論以太是這樣一種媒質,它本身完全沒有一切力學和運動學的性質,但它卻參與對力學(和電磁學)事件的決定。[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,北京大學出版社,2006年,第176頁]怎麼樣,以太又復活了!可以肯定的是,百分之九十九的人沒有聽說過"廣義相對論以太"這個名詞,更不敢相信廣義相對論以太的提出者竟然是以太的掘墓人。顛覆你的認知了吧,現在關於相對論的教材大多是後人腦補的版本。愛因斯坦值得尊敬的一點是,他沒有自欺欺人地迴避超距作用而提出"廣義相對論以太"來解決問題,後世的人卻掩耳盜鈴地掩蓋這段歷史來證明粒子說理論的正確。目前,人類的科技建立在什麼理論的基礎上呢?答案是經典物理學,人類的火車、輪船,飛機、航天飛機、還有將要飛出太陽系的空間探測器依賴的都是經典物理學。

誰能依據相對論製造個什麼先進的產品拿來讓大家看看?有人會自信地指指天空:衛星上的時鐘就是驗證相對論的動鍾變慢效應的證據。

衛星上的時鐘變快了還是變慢了呢?

但是,真相是:衛星上的時鐘變快了!

衛星上的時鐘變快了!

衛星上的時鐘變快了!

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

面對鐵的事實,崇拜者們只好改口是衛星上的時鐘遵守相對論效應。什麼是相對論效應呢?

有一位科普達人的解釋是:衛星時間走時快是因為它同時受到時空扭曲效應和時間膨脹效應的雙重影響,而時空扭曲效應影響更大一些,引力越大走時越慢,相互疊加之後,它走時仍然比地面快一些。

是嗎?那麼,如何解釋"二樓鐘慢效應"呢?一樓和二樓的原子鐘並沒有相對運動,兩臺時鐘相距只有幾米,談不上什麼時空扭曲效應和時間膨脹效應吧!!!狡辯的重要特徵就是邏輯混亂。為什麼僅僅因為微小的高度的差異就產生相對誤差呢?

理性告訴我們,是時間有快慢?還是目前的原子鐘走時不夠精準?

其實,目前的原子鐘要保持精準(也沒有絕對精準),對環境要求非常高。作為標準時間的原子鐘必須在零海拔,環境沒有震動,沒有電磁干擾的特殊環境裡走時才能相對恆定,但是,自然環境中沒有這樣的"理想環境",所以才會出現"二樓鐘慢效應"。還有,衛星是否處於運動狀態,是以地球為靜止參照系為前提的(其實,相對於運動的衛星,地球也處於相對運動狀態,這就是"雙生子佯謬困境")。我們知道,地球有自轉,也圍繞著太陽旋轉,太陽又圍繞著銀河系中心旋轉,而銀河系也在太空中漂零。宇宙中沒有絕對靜止的物質,也沒有絕對靜止的時鐘。所有的"鍾"都處於相對運動狀態,所有的"鍾"都是"動鍾",只有假設地球完全靜止(地心說)時,"動鍾變慢"假設才有可能成立

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

還有,現在人們認為經典物理學適用於低速,而相對論適用於高速,很有意思,重磅問題來了!這就是E=mc²質能公式。

經典力學的牛頓力學公式E=1/2mv²不可替代。E表示能量,1/2是係數,m表示質量,v表示速度。從日用電梯到火箭宇宙飛船,從扔塊石頭到子彈、穿甲彈的能量(動量)計算依賴的都是牛頓力學公式,這個沒有爭議。微觀領域,因為光子和電子無法稱量,所以光子和電子的能量計算依賴的都是普朗克E=hν公式。E表示能量,h是頻率,ν是普朗克常數,即能量=頻率×普朗克常數。人們期待用一個公式來統一宏觀和微觀世界。E=mc²公式可以轉換為M=ec²和C=em²,不僅簡潔,思路也相當新穎,可以把質量和能量統一在一個公式裡,所以備受推崇。

但是,問題來了,E=mc²的E表示能量,m表示質量,c表示的是光速(約30萬公里/每秒)。公式中只有一種速度,即能量=質量×光速。任何有質量的物質乘以光速都會得到無窮大的結果,無質量的物質(例如光子)則無法計算。我們知道,根據相對論,把任何有質量的物質加速到光速,需要無窮大的能量。這個結論怎麼來的?是不是很弔詭?好了,既然大家都認為相對論是正確的理論,那麼不使用E=mc²公式是說不過去的。於是,人們想到了一個"解決"辦法。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

費恩曼和他的同事們提議說:"不管在什麼情況下,只要這個討厭的無窮大出現我們都可以通過引入電子的已知質量來回避這個問題在現實中,你也許會把它叫做矇混過關,不過理論上我們稱之為重正化。這只是我們遇到討厭的無窮大——這個在現實中絕對不會出現的情況時所採取的一種數學輔助手段。不過別擔心,這種方法是行之有效的,並且在和上面所提及的精密計算吻合的相當好。就這樣,我們迴避了質量問題,但並沒有解決它。它仍像一顆滴答作響的定時炸彈,隨時可能引爆。"[利昂·萊德曼,迪克·泰雷西《上帝粒子》291頁]需要說明的是,電子的已知質量由普朗克E=hν公式得出。事實上,重正化就是人們假裝計算結果是根據E=mc²公式得出,但是實際上使用的卻是普朗克E=hν公式的計算結果E=mc²公式根本無法在實踐中應用,這是物理界半公開的祕密,但是沒人敢於說破。酸爽不酸爽?

還有,我們知道,宇宙中有無窮多的物質在運動。問題來了,如果兩個以上的不同運動速度的物體(參照系)該如何定義自己和另外無窮多的物體的相對速度呢?如果每一個運動的物體都因為不同的運動速度而有不同的時間,那麼,該如何計算宇宙中無窮多的運動物體的時間呢?事實證明,無論是狹義相對論的慣性系還是廣義相對論的參照系,只要超過兩個就會失去參照的意義,既無法確認各自的速度,也無法確認各自的時間。可以這樣說,宇宙中只有兩個永遠直線勻速運動的物體(慣性系)時,狹義相對論才有可能正確;宇宙中只有兩個運動(不超過光速)的物體(參照系)時,廣義相對論才有可能正確。驚訝不驚訝?

"

為什麼相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎?是諾貝爾獎評委會不懂相對論嗎?

作者丨李春生(書房記特約專欄作者)

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

馮唐易老,李廣難封?

當然不是,愛因斯坦於1921年因為解釋了光電效應而獲得了諾貝爾物理學獎。粉絲認為相對論沒有獲獎是諾貝爾獎評委會委員們有眼無珠,他們心中無比正確的相對論怎麼著也該獲個十次八次諾貝爾物理學獎吧。

一次性得罪人數的紀錄怎麼破呢?別擔心,我有辦法。那我們就先說結論吧:如果相對論獲得了諾貝爾物理學獎,那麼,諾貝爾物理學獎就會變得一文不值。客官!請千萬別生氣,今天,我們是來擺事實講道理的哈。

為什麼被奉上神壇的相對論反而沒有諾貝爾物理學獎呢?我們還是先了解諾貝爾物理學獎的評獎規則吧。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

1. 諾貝爾物理學獎旨在獎勵那些對人類物理學領域裡作出突出貢獻的科學家。重要的是,諾貝爾物理學獎規則規定獲獎者的貢獻必須"已經受了時間的考驗",對這個問題,個人的理解都不同,也是爭論的焦點,但是,解釋權在諾貝爾獎評委會委會(包括先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學教授、諾貝爾獎評委會特邀教授、作家協會主席(文學獎)、國際性會議和組織)。

2. 另外一個規定是獲獎者必須在世。對於這一點,人們最多有些惋惜。

馮唐易老?我們先討論時間因素。愛因斯坦與1905年發表了狹義相對論,1915年發表了廣義相對論,而他於1955年4月去世,即使按廣義相對論的發表時間,愛因斯坦也有40年的機會因相對論而獲獎。常言道:"想給你吃,不怕你站得遠"。但是,諾貝爾獎評委會委會就是不給面子。所以,相對論沒有獲獎並非是因為愛因斯坦活得不夠長。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

重要的問題來了,被提名的候選者是否對人類物理學領域裡作出了突出貢獻呢?是否已經受了時間的考驗呢?麻煩了,參與爭論者要爭的頭破血流了。

好!現在就準備冒著磚頭前進吧!

首先需要回答一個問題,存在兩個相對論,是狹義相對論應該獲獎呢?還是廣義相對論應該獲獎呢?嗯!大多數業內人士也已經暈菜了,因為,大多數人根本就不知道狹義和廣義相對論是相互矛盾的。

我們還是簡單科普一下吧。

狹義相對論的四維空間是平直的,是像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空結構。愛因斯坦認為:從我們由狹義相對性原理所接受的觀念來看,每一種運動都只能被認為是相對運動,這一點一直是很清楚的……我們可以用下列兩種方式來表述這裡所發生的運動,這兩種表述方式是同樣合理的:(1)車廂相對於路基是運動的。(2)路基相對車廂是運動的……只要路基K相對於車廂K1是勻速直線無轉動運動狀態,對於自然定律就完全等效;所有這些參考物體都應認為是伽利略參考物體。以往我們假定(狹義)相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,面對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的。在這個意義上我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論……[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,第47~48頁]

狹義相對論和伽利略區域相關,亦即和其中沒有引力場存在的區域相關,就此而論,一個伽利略參考物體((請注意!伽利略運動原理以空間為參照系,是經典物理學的基礎)在充當著參考物體(絕對參照系),這個參考物體就是一個剛體,其運動狀態必須選擇使得'孤立'質點(失去了絕對參照系的物體只具有質點性質,請注意作為勻速慣性系的火車車廂是沒有內部空間的,所有非勻速參考系也同樣沒有內部空間,因為內部空間意味著是另一個絕對參照系——編者)作勻速直線運動的伽利略定律相對於這個剛體是成立的。[《狹義與廣義相對論淺析》,第73頁 ]按照狹義相對性原理,如果k'(車廂)是相對於k(路基)作勻速運動而無轉動的座標系,那麼,自然現象相對於座標系k'的實際演變將以相對與座標系k的實際演變一樣依據同樣的普遍定律。[《狹義與廣義相對論淺析》,第12頁]狹義相對論的平直時空結構是這樣的。如下圖。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

請注意,(兩個)慣性系系處於勻速直線運動時,狹義相對論才是正確的理論,並且空間不能包含引力(引力會使慣性系系無法保持勻速直線運動)。問題來了,宇宙中萬有引力無處不在,所以,k(路基)無法保持平直狀態(引力會導致空間變曲),無法平直就無法保持勻速、無轉動的運動(有意思吧!)。所以,狹義相對論不能包含萬有引力

問題是,1.宇宙中萬有引力無處不在,宇宙中根本沒有所謂平直的空間;2.客觀世界裡的物質運動速度各不相同,哪裡有什麼物質的運動能夠保持勻速直線無轉動運動狀態?我們這個宇宙中沒有狹義相對論適用的環境啊!我們不能維證明狹義相對論實正確的理論而另外再創造一個宇宙吧。沒辦法,愛因斯坦只好修改觀念再造一個理論,這就是廣義相對論,這就是廣義相對論的來歷:(之前)只要這些參考物體相對於k是相對是處於勻速直線無轉動運動狀態,這些參考物體對於表述自然界定律應該與k完全等效;以往我們假定相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,而對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的(注意雙生子佯謬)。在這個意義上,我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論。與此對比,廣義相對性原理可簡述為:一切座標系(包括非慣性系)都是平權的,即客觀的真實的物理規律,應該在任意座標系下均有效。我們把廣義相對性原理理解為以下陳述:所有參照系無論k、k'等,不論它們的運動狀態如何,對描述自然現象(表述普遍的自然界定律)都是等效的。……如果車廂的運動變為非勻速運動,例如加速或是猛然煞車……[《狹義與廣義相對論淺析》,第48~49頁]這就是廣義相對論。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

愛因斯坦引進引力項後,空間因引力而變曲,勻速直線運動的慣性系變為任意速度的參照系(注意!)。狹義相對論的剛性的四維時空也變成了廣義相對論柔軟的可變形的"軟體動物"。這兩種四維時空的差別在哪裡呢?愛因斯坦在《廣義相對相性原理的嚴格表述》中寫道:在引力場中,並沒有像具有歐幾里得性質的剛體那樣的東西,因此,(狹義相對論)虛設的剛性參考物體在廣義相對論中是沒有用處的……這個非剛性參考物體(空間)是(可以恰當地稱作為'軟體動物參考系')基本上相當於一個任意選定的高斯四維座標系。與高斯座標系比較,這個'軟體動物'所具有的某些較易理解之處,就是形式上保留了空間座標和時間座標的分離狀態(這種保留實際上是不合理的)。我們把這個軟體動物上的每一點當作一個空間點,相對於空間點保持靜止的每一個質點就當作是靜止的,如果我們把這個軟體動物視為參考物體的話。廣義相對性原理要求把所有這些軟體動物都可以用作參考物體來表述普遍的自然界定律,在這方面,這些軟體動物具有同等的權利,也可以取得同樣好的結果;這些定律本身必須不隨軟體動物的選擇而變異。"[《狹義與廣義相對論淺析》,第74頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

簡單地說,狹義相對論的剛性的經緯線編織的空間小格子變成了柔軟的經緯線編織的空間小格子。星體的引力會引起周圍空間產生扭曲變形,空間"變形",時間也會"變形"(有意思的是,狹義相對論的平直空間時間如何變形?)。廣義相對論的三維空間加一維時間構成的四維時空結構就像一隻"軟體動物",這就是時空彎曲,也是廣義相對論的引力作用模型。

狹義相對論的四維空間像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空,廣義相對論的四維空間像柔軟的可變形的"軟體動物"。物體的運動是遵守狹義相對性運動原理,還是遵守廣義相對性運動原理呢?正確的答案只有一個,讀者認為狹義相對論和廣義相對論哪一個才是唯一正確的理論呢?

還有一個問題,無論是狹義相對論剛硬的時空,還是廣義相對論柔軟可變形的時空,在空無一物的真空中引力如何傳遞?宇宙中其他三大基本作用力如何相互作用?困擾牛頓一生的超距作用問題,愛因斯坦也面臨這個困境(只有智力有缺陷的人才會對這個問題視而不見),空間彎曲的引力作用模型是什麼東西在彎曲?引力波是什麼東西在波動呢?

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

為了解決超距作用這個難題,愛因斯坦認為空間不能是空無一物的真空。1920年,愛因斯坦就出人意料地在荷蘭國立萊頓大學宣稱否認以太存在是不合理的,他認為:物理學家在那個從日常生活中抽象出來的有重物質的觀念之外,為什麼還要建立起存在另一種物質——以太的觀念呢?其理由無疑在於引起超距作用力理論的那些現象,以及導致波動論的光的那些性質……19世紀上半葉,當光的性質同有重物體的彈性波的性質之間存在著廣泛的相似性已經變得明顯的時候,以太太假說就獲得了新的支持。光必須解釋為充滿宇宙空間的一種具有彈性的惰性媒質的振動過程,這看起來似乎是無可懷疑的了。從光的偏振性也好像必然得出這樣的結論:以太這種媒質必須具有一種固體特性。因為橫波只能在固體中,而不可能在流體中存在,這就勢必導致'準剛性'的光以太理論,這種光以太的各部分,除了同光波相應的微小形變運動以外,相互之間就不可能有任何別種運動。這種理論也叫做靜態光以太理論,它從那個也作為狹義相對論基礎的菲索(Fizeau)實驗,進一步得到了有力的支持,人們從這個(菲索)實驗必定推斷出,光以太不參與物體的運動,光行差現象也支持準剛性的以太理論……人們可以採取最近便的觀點似乎是認為以太根本不存在……然而,更加精確的考察表明,狹義相對論並不一定要求否定以太可以假定以太存在,只是必須不再認為它有確定的運動狀態,也就是說,必須抽掉洛倫茲給它留下的那個最後的力學特徵。"《狹義與廣義相對論淺析》,第170~174頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

按照廣義相對論,一個沒有以太的空間是不可思議的因為在這樣一種空間裡不但光不能傳播,而且量杆和時鐘也不可能存在,因此也就沒有物理意義上的空間—時間間隔。[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,北京大學出版社,2006年,第177頁]

廣義相對論以太是這樣一種媒質,它本身完全沒有一切力學和運動學的性質,但它卻參與對力學(和電磁學)事件的決定。[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,北京大學出版社,2006年,第176頁]怎麼樣,以太又復活了!可以肯定的是,百分之九十九的人沒有聽說過"廣義相對論以太"這個名詞,更不敢相信廣義相對論以太的提出者竟然是以太的掘墓人。顛覆你的認知了吧,現在關於相對論的教材大多是後人腦補的版本。愛因斯坦值得尊敬的一點是,他沒有自欺欺人地迴避超距作用而提出"廣義相對論以太"來解決問題,後世的人卻掩耳盜鈴地掩蓋這段歷史來證明粒子說理論的正確。目前,人類的科技建立在什麼理論的基礎上呢?答案是經典物理學,人類的火車、輪船,飛機、航天飛機、還有將要飛出太陽系的空間探測器依賴的都是經典物理學。

誰能依據相對論製造個什麼先進的產品拿來讓大家看看?有人會自信地指指天空:衛星上的時鐘就是驗證相對論的動鍾變慢效應的證據。

衛星上的時鐘變快了還是變慢了呢?

但是,真相是:衛星上的時鐘變快了!

衛星上的時鐘變快了!

衛星上的時鐘變快了!

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

面對鐵的事實,崇拜者們只好改口是衛星上的時鐘遵守相對論效應。什麼是相對論效應呢?

有一位科普達人的解釋是:衛星時間走時快是因為它同時受到時空扭曲效應和時間膨脹效應的雙重影響,而時空扭曲效應影響更大一些,引力越大走時越慢,相互疊加之後,它走時仍然比地面快一些。

是嗎?那麼,如何解釋"二樓鐘慢效應"呢?一樓和二樓的原子鐘並沒有相對運動,兩臺時鐘相距只有幾米,談不上什麼時空扭曲效應和時間膨脹效應吧!!!狡辯的重要特徵就是邏輯混亂。為什麼僅僅因為微小的高度的差異就產生相對誤差呢?

理性告訴我們,是時間有快慢?還是目前的原子鐘走時不夠精準?

其實,目前的原子鐘要保持精準(也沒有絕對精準),對環境要求非常高。作為標準時間的原子鐘必須在零海拔,環境沒有震動,沒有電磁干擾的特殊環境裡走時才能相對恆定,但是,自然環境中沒有這樣的"理想環境",所以才會出現"二樓鐘慢效應"。還有,衛星是否處於運動狀態,是以地球為靜止參照系為前提的(其實,相對於運動的衛星,地球也處於相對運動狀態,這就是"雙生子佯謬困境")。我們知道,地球有自轉,也圍繞著太陽旋轉,太陽又圍繞著銀河系中心旋轉,而銀河系也在太空中漂零。宇宙中沒有絕對靜止的物質,也沒有絕對靜止的時鐘。所有的"鍾"都處於相對運動狀態,所有的"鍾"都是"動鍾",只有假設地球完全靜止(地心說)時,"動鍾變慢"假設才有可能成立

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

還有,現在人們認為經典物理學適用於低速,而相對論適用於高速,很有意思,重磅問題來了!這就是E=mc²質能公式。

經典力學的牛頓力學公式E=1/2mv²不可替代。E表示能量,1/2是係數,m表示質量,v表示速度。從日用電梯到火箭宇宙飛船,從扔塊石頭到子彈、穿甲彈的能量(動量)計算依賴的都是牛頓力學公式,這個沒有爭議。微觀領域,因為光子和電子無法稱量,所以光子和電子的能量計算依賴的都是普朗克E=hν公式。E表示能量,h是頻率,ν是普朗克常數,即能量=頻率×普朗克常數。人們期待用一個公式來統一宏觀和微觀世界。E=mc²公式可以轉換為M=ec²和C=em²,不僅簡潔,思路也相當新穎,可以把質量和能量統一在一個公式裡,所以備受推崇。

但是,問題來了,E=mc²的E表示能量,m表示質量,c表示的是光速(約30萬公里/每秒)。公式中只有一種速度,即能量=質量×光速。任何有質量的物質乘以光速都會得到無窮大的結果,無質量的物質(例如光子)則無法計算。我們知道,根據相對論,把任何有質量的物質加速到光速,需要無窮大的能量。這個結論怎麼來的?是不是很弔詭?好了,既然大家都認為相對論是正確的理論,那麼不使用E=mc²公式是說不過去的。於是,人們想到了一個"解決"辦法。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

費恩曼和他的同事們提議說:"不管在什麼情況下,只要這個討厭的無窮大出現我們都可以通過引入電子的已知質量來回避這個問題在現實中,你也許會把它叫做矇混過關,不過理論上我們稱之為重正化。這只是我們遇到討厭的無窮大——這個在現實中絕對不會出現的情況時所採取的一種數學輔助手段。不過別擔心,這種方法是行之有效的,並且在和上面所提及的精密計算吻合的相當好。就這樣,我們迴避了質量問題,但並沒有解決它。它仍像一顆滴答作響的定時炸彈,隨時可能引爆。"[利昂·萊德曼,迪克·泰雷西《上帝粒子》291頁]需要說明的是,電子的已知質量由普朗克E=hν公式得出。事實上,重正化就是人們假裝計算結果是根據E=mc²公式得出,但是實際上使用的卻是普朗克E=hν公式的計算結果E=mc²公式根本無法在實踐中應用,這是物理界半公開的祕密,但是沒人敢於說破。酸爽不酸爽?

還有,我們知道,宇宙中有無窮多的物質在運動。問題來了,如果兩個以上的不同運動速度的物體(參照系)該如何定義自己和另外無窮多的物體的相對速度呢?如果每一個運動的物體都因為不同的運動速度而有不同的時間,那麼,該如何計算宇宙中無窮多的運動物體的時間呢?事實證明,無論是狹義相對論的慣性系還是廣義相對論的參照系,只要超過兩個就會失去參照的意義,既無法確認各自的速度,也無法確認各自的時間。可以這樣說,宇宙中只有兩個永遠直線勻速運動的物體(慣性系)時,狹義相對論才有可能正確;宇宙中只有兩個運動(不超過光速)的物體(參照系)時,廣義相對論才有可能正確。驚訝不驚訝?

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

還有,真空中光速不變原理的前提是空間是空無一物的真空。我們的地球並非是空無一物的真空,而是包裹在被地球的引力吸引而形成的大氣層裡。在地球上,河裡的魚和風中的鳥如何相對運動?因為有流動的水和風,魚和鳥怎樣確定彼此的速度?無數的魚、無數鳥兒、無數的船和無數的飛機如何相對運動?在地球上,哪種物質的的運動遵守洛倫茲變換呢如果有請舉例!

有沒有時速1000公里的蚊子呢?當然有,根據經典物理學的伽利略變換,在時速1000公里的飛機裡的一隻蚊子以5公里的時速和飛機同向飛行,那麼,相對站在地面上的我們,這隻蚊子的時速就是1005公里(詳見《飛機機艙裡的蚊子能否自由飛翔?》)。在地球上,鳥兒在空氣中飛翔,它們以空氣(絕對空間)為參照系運動,魚兒在水中游動,它們以水(絕對空間)為參照系運動,事實證明,地球上所有的物質運動都遵守伽利略變換(如果有反例請舉例)。地球環境並非是空無一物的真空,為什麼會認為建立在真空基礎上的洛倫茲變換完全正確呢?

"

為什麼相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎?是諾貝爾獎評委會不懂相對論嗎?

作者丨李春生(書房記特約專欄作者)

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

馮唐易老,李廣難封?

當然不是,愛因斯坦於1921年因為解釋了光電效應而獲得了諾貝爾物理學獎。粉絲認為相對論沒有獲獎是諾貝爾獎評委會委員們有眼無珠,他們心中無比正確的相對論怎麼著也該獲個十次八次諾貝爾物理學獎吧。

一次性得罪人數的紀錄怎麼破呢?別擔心,我有辦法。那我們就先說結論吧:如果相對論獲得了諾貝爾物理學獎,那麼,諾貝爾物理學獎就會變得一文不值。客官!請千萬別生氣,今天,我們是來擺事實講道理的哈。

為什麼被奉上神壇的相對論反而沒有諾貝爾物理學獎呢?我們還是先了解諾貝爾物理學獎的評獎規則吧。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

1. 諾貝爾物理學獎旨在獎勵那些對人類物理學領域裡作出突出貢獻的科學家。重要的是,諾貝爾物理學獎規則規定獲獎者的貢獻必須"已經受了時間的考驗",對這個問題,個人的理解都不同,也是爭論的焦點,但是,解釋權在諾貝爾獎評委會委會(包括先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學教授、諾貝爾獎評委會特邀教授、作家協會主席(文學獎)、國際性會議和組織)。

2. 另外一個規定是獲獎者必須在世。對於這一點,人們最多有些惋惜。

馮唐易老?我們先討論時間因素。愛因斯坦與1905年發表了狹義相對論,1915年發表了廣義相對論,而他於1955年4月去世,即使按廣義相對論的發表時間,愛因斯坦也有40年的機會因相對論而獲獎。常言道:"想給你吃,不怕你站得遠"。但是,諾貝爾獎評委會委會就是不給面子。所以,相對論沒有獲獎並非是因為愛因斯坦活得不夠長。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

重要的問題來了,被提名的候選者是否對人類物理學領域裡作出了突出貢獻呢?是否已經受了時間的考驗呢?麻煩了,參與爭論者要爭的頭破血流了。

好!現在就準備冒著磚頭前進吧!

首先需要回答一個問題,存在兩個相對論,是狹義相對論應該獲獎呢?還是廣義相對論應該獲獎呢?嗯!大多數業內人士也已經暈菜了,因為,大多數人根本就不知道狹義和廣義相對論是相互矛盾的。

我們還是簡單科普一下吧。

狹義相對論的四維空間是平直的,是像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空結構。愛因斯坦認為:從我們由狹義相對性原理所接受的觀念來看,每一種運動都只能被認為是相對運動,這一點一直是很清楚的……我們可以用下列兩種方式來表述這裡所發生的運動,這兩種表述方式是同樣合理的:(1)車廂相對於路基是運動的。(2)路基相對車廂是運動的……只要路基K相對於車廂K1是勻速直線無轉動運動狀態,對於自然定律就完全等效;所有這些參考物體都應認為是伽利略參考物體。以往我們假定(狹義)相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,面對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的。在這個意義上我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論……[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,第47~48頁]

狹義相對論和伽利略區域相關,亦即和其中沒有引力場存在的區域相關,就此而論,一個伽利略參考物體((請注意!伽利略運動原理以空間為參照系,是經典物理學的基礎)在充當著參考物體(絕對參照系),這個參考物體就是一個剛體,其運動狀態必須選擇使得'孤立'質點(失去了絕對參照系的物體只具有質點性質,請注意作為勻速慣性系的火車車廂是沒有內部空間的,所有非勻速參考系也同樣沒有內部空間,因為內部空間意味著是另一個絕對參照系——編者)作勻速直線運動的伽利略定律相對於這個剛體是成立的。[《狹義與廣義相對論淺析》,第73頁 ]按照狹義相對性原理,如果k'(車廂)是相對於k(路基)作勻速運動而無轉動的座標系,那麼,自然現象相對於座標系k'的實際演變將以相對與座標系k的實際演變一樣依據同樣的普遍定律。[《狹義與廣義相對論淺析》,第12頁]狹義相對論的平直時空結構是這樣的。如下圖。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

請注意,(兩個)慣性系系處於勻速直線運動時,狹義相對論才是正確的理論,並且空間不能包含引力(引力會使慣性系系無法保持勻速直線運動)。問題來了,宇宙中萬有引力無處不在,所以,k(路基)無法保持平直狀態(引力會導致空間變曲),無法平直就無法保持勻速、無轉動的運動(有意思吧!)。所以,狹義相對論不能包含萬有引力

問題是,1.宇宙中萬有引力無處不在,宇宙中根本沒有所謂平直的空間;2.客觀世界裡的物質運動速度各不相同,哪裡有什麼物質的運動能夠保持勻速直線無轉動運動狀態?我們這個宇宙中沒有狹義相對論適用的環境啊!我們不能維證明狹義相對論實正確的理論而另外再創造一個宇宙吧。沒辦法,愛因斯坦只好修改觀念再造一個理論,這就是廣義相對論,這就是廣義相對論的來歷:(之前)只要這些參考物體相對於k是相對是處於勻速直線無轉動運動狀態,這些參考物體對於表述自然界定律應該與k完全等效;以往我們假定相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,而對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的(注意雙生子佯謬)。在這個意義上,我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論。與此對比,廣義相對性原理可簡述為:一切座標系(包括非慣性系)都是平權的,即客觀的真實的物理規律,應該在任意座標系下均有效。我們把廣義相對性原理理解為以下陳述:所有參照系無論k、k'等,不論它們的運動狀態如何,對描述自然現象(表述普遍的自然界定律)都是等效的。……如果車廂的運動變為非勻速運動,例如加速或是猛然煞車……[《狹義與廣義相對論淺析》,第48~49頁]這就是廣義相對論。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

愛因斯坦引進引力項後,空間因引力而變曲,勻速直線運動的慣性系變為任意速度的參照系(注意!)。狹義相對論的剛性的四維時空也變成了廣義相對論柔軟的可變形的"軟體動物"。這兩種四維時空的差別在哪裡呢?愛因斯坦在《廣義相對相性原理的嚴格表述》中寫道:在引力場中,並沒有像具有歐幾里得性質的剛體那樣的東西,因此,(狹義相對論)虛設的剛性參考物體在廣義相對論中是沒有用處的……這個非剛性參考物體(空間)是(可以恰當地稱作為'軟體動物參考系')基本上相當於一個任意選定的高斯四維座標系。與高斯座標系比較,這個'軟體動物'所具有的某些較易理解之處,就是形式上保留了空間座標和時間座標的分離狀態(這種保留實際上是不合理的)。我們把這個軟體動物上的每一點當作一個空間點,相對於空間點保持靜止的每一個質點就當作是靜止的,如果我們把這個軟體動物視為參考物體的話。廣義相對性原理要求把所有這些軟體動物都可以用作參考物體來表述普遍的自然界定律,在這方面,這些軟體動物具有同等的權利,也可以取得同樣好的結果;這些定律本身必須不隨軟體動物的選擇而變異。"[《狹義與廣義相對論淺析》,第74頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

簡單地說,狹義相對論的剛性的經緯線編織的空間小格子變成了柔軟的經緯線編織的空間小格子。星體的引力會引起周圍空間產生扭曲變形,空間"變形",時間也會"變形"(有意思的是,狹義相對論的平直空間時間如何變形?)。廣義相對論的三維空間加一維時間構成的四維時空結構就像一隻"軟體動物",這就是時空彎曲,也是廣義相對論的引力作用模型。

狹義相對論的四維空間像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空,廣義相對論的四維空間像柔軟的可變形的"軟體動物"。物體的運動是遵守狹義相對性運動原理,還是遵守廣義相對性運動原理呢?正確的答案只有一個,讀者認為狹義相對論和廣義相對論哪一個才是唯一正確的理論呢?

還有一個問題,無論是狹義相對論剛硬的時空,還是廣義相對論柔軟可變形的時空,在空無一物的真空中引力如何傳遞?宇宙中其他三大基本作用力如何相互作用?困擾牛頓一生的超距作用問題,愛因斯坦也面臨這個困境(只有智力有缺陷的人才會對這個問題視而不見),空間彎曲的引力作用模型是什麼東西在彎曲?引力波是什麼東西在波動呢?

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

為了解決超距作用這個難題,愛因斯坦認為空間不能是空無一物的真空。1920年,愛因斯坦就出人意料地在荷蘭國立萊頓大學宣稱否認以太存在是不合理的,他認為:物理學家在那個從日常生活中抽象出來的有重物質的觀念之外,為什麼還要建立起存在另一種物質——以太的觀念呢?其理由無疑在於引起超距作用力理論的那些現象,以及導致波動論的光的那些性質……19世紀上半葉,當光的性質同有重物體的彈性波的性質之間存在著廣泛的相似性已經變得明顯的時候,以太太假說就獲得了新的支持。光必須解釋為充滿宇宙空間的一種具有彈性的惰性媒質的振動過程,這看起來似乎是無可懷疑的了。從光的偏振性也好像必然得出這樣的結論:以太這種媒質必須具有一種固體特性。因為橫波只能在固體中,而不可能在流體中存在,這就勢必導致'準剛性'的光以太理論,這種光以太的各部分,除了同光波相應的微小形變運動以外,相互之間就不可能有任何別種運動。這種理論也叫做靜態光以太理論,它從那個也作為狹義相對論基礎的菲索(Fizeau)實驗,進一步得到了有力的支持,人們從這個(菲索)實驗必定推斷出,光以太不參與物體的運動,光行差現象也支持準剛性的以太理論……人們可以採取最近便的觀點似乎是認為以太根本不存在……然而,更加精確的考察表明,狹義相對論並不一定要求否定以太可以假定以太存在,只是必須不再認為它有確定的運動狀態,也就是說,必須抽掉洛倫茲給它留下的那個最後的力學特徵。"《狹義與廣義相對論淺析》,第170~174頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

按照廣義相對論,一個沒有以太的空間是不可思議的因為在這樣一種空間裡不但光不能傳播,而且量杆和時鐘也不可能存在,因此也就沒有物理意義上的空間—時間間隔。[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,北京大學出版社,2006年,第177頁]

廣義相對論以太是這樣一種媒質,它本身完全沒有一切力學和運動學的性質,但它卻參與對力學(和電磁學)事件的決定。[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,北京大學出版社,2006年,第176頁]怎麼樣,以太又復活了!可以肯定的是,百分之九十九的人沒有聽說過"廣義相對論以太"這個名詞,更不敢相信廣義相對論以太的提出者竟然是以太的掘墓人。顛覆你的認知了吧,現在關於相對論的教材大多是後人腦補的版本。愛因斯坦值得尊敬的一點是,他沒有自欺欺人地迴避超距作用而提出"廣義相對論以太"來解決問題,後世的人卻掩耳盜鈴地掩蓋這段歷史來證明粒子說理論的正確。目前,人類的科技建立在什麼理論的基礎上呢?答案是經典物理學,人類的火車、輪船,飛機、航天飛機、還有將要飛出太陽系的空間探測器依賴的都是經典物理學。

誰能依據相對論製造個什麼先進的產品拿來讓大家看看?有人會自信地指指天空:衛星上的時鐘就是驗證相對論的動鍾變慢效應的證據。

衛星上的時鐘變快了還是變慢了呢?

但是,真相是:衛星上的時鐘變快了!

衛星上的時鐘變快了!

衛星上的時鐘變快了!

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

面對鐵的事實,崇拜者們只好改口是衛星上的時鐘遵守相對論效應。什麼是相對論效應呢?

有一位科普達人的解釋是:衛星時間走時快是因為它同時受到時空扭曲效應和時間膨脹效應的雙重影響,而時空扭曲效應影響更大一些,引力越大走時越慢,相互疊加之後,它走時仍然比地面快一些。

是嗎?那麼,如何解釋"二樓鐘慢效應"呢?一樓和二樓的原子鐘並沒有相對運動,兩臺時鐘相距只有幾米,談不上什麼時空扭曲效應和時間膨脹效應吧!!!狡辯的重要特徵就是邏輯混亂。為什麼僅僅因為微小的高度的差異就產生相對誤差呢?

理性告訴我們,是時間有快慢?還是目前的原子鐘走時不夠精準?

其實,目前的原子鐘要保持精準(也沒有絕對精準),對環境要求非常高。作為標準時間的原子鐘必須在零海拔,環境沒有震動,沒有電磁干擾的特殊環境裡走時才能相對恆定,但是,自然環境中沒有這樣的"理想環境",所以才會出現"二樓鐘慢效應"。還有,衛星是否處於運動狀態,是以地球為靜止參照系為前提的(其實,相對於運動的衛星,地球也處於相對運動狀態,這就是"雙生子佯謬困境")。我們知道,地球有自轉,也圍繞著太陽旋轉,太陽又圍繞著銀河系中心旋轉,而銀河系也在太空中漂零。宇宙中沒有絕對靜止的物質,也沒有絕對靜止的時鐘。所有的"鍾"都處於相對運動狀態,所有的"鍾"都是"動鍾",只有假設地球完全靜止(地心說)時,"動鍾變慢"假設才有可能成立

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

還有,現在人們認為經典物理學適用於低速,而相對論適用於高速,很有意思,重磅問題來了!這就是E=mc²質能公式。

經典力學的牛頓力學公式E=1/2mv²不可替代。E表示能量,1/2是係數,m表示質量,v表示速度。從日用電梯到火箭宇宙飛船,從扔塊石頭到子彈、穿甲彈的能量(動量)計算依賴的都是牛頓力學公式,這個沒有爭議。微觀領域,因為光子和電子無法稱量,所以光子和電子的能量計算依賴的都是普朗克E=hν公式。E表示能量,h是頻率,ν是普朗克常數,即能量=頻率×普朗克常數。人們期待用一個公式來統一宏觀和微觀世界。E=mc²公式可以轉換為M=ec²和C=em²,不僅簡潔,思路也相當新穎,可以把質量和能量統一在一個公式裡,所以備受推崇。

但是,問題來了,E=mc²的E表示能量,m表示質量,c表示的是光速(約30萬公里/每秒)。公式中只有一種速度,即能量=質量×光速。任何有質量的物質乘以光速都會得到無窮大的結果,無質量的物質(例如光子)則無法計算。我們知道,根據相對論,把任何有質量的物質加速到光速,需要無窮大的能量。這個結論怎麼來的?是不是很弔詭?好了,既然大家都認為相對論是正確的理論,那麼不使用E=mc²公式是說不過去的。於是,人們想到了一個"解決"辦法。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

費恩曼和他的同事們提議說:"不管在什麼情況下,只要這個討厭的無窮大出現我們都可以通過引入電子的已知質量來回避這個問題在現實中,你也許會把它叫做矇混過關,不過理論上我們稱之為重正化。這只是我們遇到討厭的無窮大——這個在現實中絕對不會出現的情況時所採取的一種數學輔助手段。不過別擔心,這種方法是行之有效的,並且在和上面所提及的精密計算吻合的相當好。就這樣,我們迴避了質量問題,但並沒有解決它。它仍像一顆滴答作響的定時炸彈,隨時可能引爆。"[利昂·萊德曼,迪克·泰雷西《上帝粒子》291頁]需要說明的是,電子的已知質量由普朗克E=hν公式得出。事實上,重正化就是人們假裝計算結果是根據E=mc²公式得出,但是實際上使用的卻是普朗克E=hν公式的計算結果E=mc²公式根本無法在實踐中應用,這是物理界半公開的祕密,但是沒人敢於說破。酸爽不酸爽?

還有,我們知道,宇宙中有無窮多的物質在運動。問題來了,如果兩個以上的不同運動速度的物體(參照系)該如何定義自己和另外無窮多的物體的相對速度呢?如果每一個運動的物體都因為不同的運動速度而有不同的時間,那麼,該如何計算宇宙中無窮多的運動物體的時間呢?事實證明,無論是狹義相對論的慣性系還是廣義相對論的參照系,只要超過兩個就會失去參照的意義,既無法確認各自的速度,也無法確認各自的時間。可以這樣說,宇宙中只有兩個永遠直線勻速運動的物體(慣性系)時,狹義相對論才有可能正確;宇宙中只有兩個運動(不超過光速)的物體(參照系)時,廣義相對論才有可能正確。驚訝不驚訝?

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

還有,真空中光速不變原理的前提是空間是空無一物的真空。我們的地球並非是空無一物的真空,而是包裹在被地球的引力吸引而形成的大氣層裡。在地球上,河裡的魚和風中的鳥如何相對運動?因為有流動的水和風,魚和鳥怎樣確定彼此的速度?無數的魚、無數鳥兒、無數的船和無數的飛機如何相對運動?在地球上,哪種物質的的運動遵守洛倫茲變換呢如果有請舉例!

有沒有時速1000公里的蚊子呢?當然有,根據經典物理學的伽利略變換,在時速1000公里的飛機裡的一隻蚊子以5公里的時速和飛機同向飛行,那麼,相對站在地面上的我們,這隻蚊子的時速就是1005公里(詳見《飛機機艙裡的蚊子能否自由飛翔?》)。在地球上,鳥兒在空氣中飛翔,它們以空氣(絕對空間)為參照系運動,魚兒在水中游動,它們以水(絕對空間)為參照系運動,事實證明,地球上所有的物質運動都遵守伽利略變換(如果有反例請舉例)。地球環境並非是空無一物的真空,為什麼會認為建立在真空基礎上的洛倫茲變換完全正確呢?

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

事實證明,無論是狹義相對論還是廣義相對論都不能自洽地解釋地球上的任何自然現象。有人會說,星光偏折現象(詳見《愛因斯坦認為引力是因為時空彎曲,那麼時空彎曲的本質是什麼?》)、水星進動現象和引力紅移現象都證明了相對論的正確。但是,為什麼支持相對論的證據都不在地球上呢?事出蹊蹺必有妖!我們是否應該多長個心眼呢?這些問題有沒有更自洽的解釋呢?當然有,只是限於篇幅無法一一解答(詳見《一隻大象》)。

愛因斯坦作出了什麼突出貢獻嗎?我想,如果摧毀時間因果律和客觀邏輯算是對科學的突出貢獻的話,那麼,他的確算是一位"偉大"的先行者。狹義相對論和廣義相對論是否已經受了時間的考驗了嗎?問題是,這兩個理論從來都沒能自洽地解釋過任何客觀現象,一個沒有解釋力的理論,根本談不上什麼是否經受了考驗。如果諾貝爾物理學獎頒獎給自身邏輯不能自洽,且從建立之初就充滿爭議的理論那才叫昏了頭!事實上,謹慎是明智之舉。

"

為什麼相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎?是諾貝爾獎評委會不懂相對論嗎?

作者丨李春生(書房記特約專欄作者)

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

馮唐易老,李廣難封?

當然不是,愛因斯坦於1921年因為解釋了光電效應而獲得了諾貝爾物理學獎。粉絲認為相對論沒有獲獎是諾貝爾獎評委會委員們有眼無珠,他們心中無比正確的相對論怎麼著也該獲個十次八次諾貝爾物理學獎吧。

一次性得罪人數的紀錄怎麼破呢?別擔心,我有辦法。那我們就先說結論吧:如果相對論獲得了諾貝爾物理學獎,那麼,諾貝爾物理學獎就會變得一文不值。客官!請千萬別生氣,今天,我們是來擺事實講道理的哈。

為什麼被奉上神壇的相對論反而沒有諾貝爾物理學獎呢?我們還是先了解諾貝爾物理學獎的評獎規則吧。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

1. 諾貝爾物理學獎旨在獎勵那些對人類物理學領域裡作出突出貢獻的科學家。重要的是,諾貝爾物理學獎規則規定獲獎者的貢獻必須"已經受了時間的考驗",對這個問題,個人的理解都不同,也是爭論的焦點,但是,解釋權在諾貝爾獎評委會委會(包括先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學教授、諾貝爾獎評委會特邀教授、作家協會主席(文學獎)、國際性會議和組織)。

2. 另外一個規定是獲獎者必須在世。對於這一點,人們最多有些惋惜。

馮唐易老?我們先討論時間因素。愛因斯坦與1905年發表了狹義相對論,1915年發表了廣義相對論,而他於1955年4月去世,即使按廣義相對論的發表時間,愛因斯坦也有40年的機會因相對論而獲獎。常言道:"想給你吃,不怕你站得遠"。但是,諾貝爾獎評委會委會就是不給面子。所以,相對論沒有獲獎並非是因為愛因斯坦活得不夠長。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

重要的問題來了,被提名的候選者是否對人類物理學領域裡作出了突出貢獻呢?是否已經受了時間的考驗呢?麻煩了,參與爭論者要爭的頭破血流了。

好!現在就準備冒著磚頭前進吧!

首先需要回答一個問題,存在兩個相對論,是狹義相對論應該獲獎呢?還是廣義相對論應該獲獎呢?嗯!大多數業內人士也已經暈菜了,因為,大多數人根本就不知道狹義和廣義相對論是相互矛盾的。

我們還是簡單科普一下吧。

狹義相對論的四維空間是平直的,是像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空結構。愛因斯坦認為:從我們由狹義相對性原理所接受的觀念來看,每一種運動都只能被認為是相對運動,這一點一直是很清楚的……我們可以用下列兩種方式來表述這裡所發生的運動,這兩種表述方式是同樣合理的:(1)車廂相對於路基是運動的。(2)路基相對車廂是運動的……只要路基K相對於車廂K1是勻速直線無轉動運動狀態,對於自然定律就完全等效;所有這些參考物體都應認為是伽利略參考物體。以往我們假定(狹義)相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,面對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的。在這個意義上我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論……[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,第47~48頁]

狹義相對論和伽利略區域相關,亦即和其中沒有引力場存在的區域相關,就此而論,一個伽利略參考物體((請注意!伽利略運動原理以空間為參照系,是經典物理學的基礎)在充當著參考物體(絕對參照系),這個參考物體就是一個剛體,其運動狀態必須選擇使得'孤立'質點(失去了絕對參照系的物體只具有質點性質,請注意作為勻速慣性系的火車車廂是沒有內部空間的,所有非勻速參考系也同樣沒有內部空間,因為內部空間意味著是另一個絕對參照系——編者)作勻速直線運動的伽利略定律相對於這個剛體是成立的。[《狹義與廣義相對論淺析》,第73頁 ]按照狹義相對性原理,如果k'(車廂)是相對於k(路基)作勻速運動而無轉動的座標系,那麼,自然現象相對於座標系k'的實際演變將以相對與座標系k的實際演變一樣依據同樣的普遍定律。[《狹義與廣義相對論淺析》,第12頁]狹義相對論的平直時空結構是這樣的。如下圖。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

請注意,(兩個)慣性系系處於勻速直線運動時,狹義相對論才是正確的理論,並且空間不能包含引力(引力會使慣性系系無法保持勻速直線運動)。問題來了,宇宙中萬有引力無處不在,所以,k(路基)無法保持平直狀態(引力會導致空間變曲),無法平直就無法保持勻速、無轉動的運動(有意思吧!)。所以,狹義相對論不能包含萬有引力

問題是,1.宇宙中萬有引力無處不在,宇宙中根本沒有所謂平直的空間;2.客觀世界裡的物質運動速度各不相同,哪裡有什麼物質的運動能夠保持勻速直線無轉動運動狀態?我們這個宇宙中沒有狹義相對論適用的環境啊!我們不能維證明狹義相對論實正確的理論而另外再創造一個宇宙吧。沒辦法,愛因斯坦只好修改觀念再造一個理論,這就是廣義相對論,這就是廣義相對論的來歷:(之前)只要這些參考物體相對於k是相對是處於勻速直線無轉動運動狀態,這些參考物體對於表述自然界定律應該與k完全等效;以往我們假定相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,而對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的(注意雙生子佯謬)。在這個意義上,我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論。與此對比,廣義相對性原理可簡述為:一切座標系(包括非慣性系)都是平權的,即客觀的真實的物理規律,應該在任意座標系下均有效。我們把廣義相對性原理理解為以下陳述:所有參照系無論k、k'等,不論它們的運動狀態如何,對描述自然現象(表述普遍的自然界定律)都是等效的。……如果車廂的運動變為非勻速運動,例如加速或是猛然煞車……[《狹義與廣義相對論淺析》,第48~49頁]這就是廣義相對論。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

愛因斯坦引進引力項後,空間因引力而變曲,勻速直線運動的慣性系變為任意速度的參照系(注意!)。狹義相對論的剛性的四維時空也變成了廣義相對論柔軟的可變形的"軟體動物"。這兩種四維時空的差別在哪裡呢?愛因斯坦在《廣義相對相性原理的嚴格表述》中寫道:在引力場中,並沒有像具有歐幾里得性質的剛體那樣的東西,因此,(狹義相對論)虛設的剛性參考物體在廣義相對論中是沒有用處的……這個非剛性參考物體(空間)是(可以恰當地稱作為'軟體動物參考系')基本上相當於一個任意選定的高斯四維座標系。與高斯座標系比較,這個'軟體動物'所具有的某些較易理解之處,就是形式上保留了空間座標和時間座標的分離狀態(這種保留實際上是不合理的)。我們把這個軟體動物上的每一點當作一個空間點,相對於空間點保持靜止的每一個質點就當作是靜止的,如果我們把這個軟體動物視為參考物體的話。廣義相對性原理要求把所有這些軟體動物都可以用作參考物體來表述普遍的自然界定律,在這方面,這些軟體動物具有同等的權利,也可以取得同樣好的結果;這些定律本身必須不隨軟體動物的選擇而變異。"[《狹義與廣義相對論淺析》,第74頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

簡單地說,狹義相對論的剛性的經緯線編織的空間小格子變成了柔軟的經緯線編織的空間小格子。星體的引力會引起周圍空間產生扭曲變形,空間"變形",時間也會"變形"(有意思的是,狹義相對論的平直空間時間如何變形?)。廣義相對論的三維空間加一維時間構成的四維時空結構就像一隻"軟體動物",這就是時空彎曲,也是廣義相對論的引力作用模型。

狹義相對論的四維空間像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空,廣義相對論的四維空間像柔軟的可變形的"軟體動物"。物體的運動是遵守狹義相對性運動原理,還是遵守廣義相對性運動原理呢?正確的答案只有一個,讀者認為狹義相對論和廣義相對論哪一個才是唯一正確的理論呢?

還有一個問題,無論是狹義相對論剛硬的時空,還是廣義相對論柔軟可變形的時空,在空無一物的真空中引力如何傳遞?宇宙中其他三大基本作用力如何相互作用?困擾牛頓一生的超距作用問題,愛因斯坦也面臨這個困境(只有智力有缺陷的人才會對這個問題視而不見),空間彎曲的引力作用模型是什麼東西在彎曲?引力波是什麼東西在波動呢?

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

為了解決超距作用這個難題,愛因斯坦認為空間不能是空無一物的真空。1920年,愛因斯坦就出人意料地在荷蘭國立萊頓大學宣稱否認以太存在是不合理的,他認為:物理學家在那個從日常生活中抽象出來的有重物質的觀念之外,為什麼還要建立起存在另一種物質——以太的觀念呢?其理由無疑在於引起超距作用力理論的那些現象,以及導致波動論的光的那些性質……19世紀上半葉,當光的性質同有重物體的彈性波的性質之間存在著廣泛的相似性已經變得明顯的時候,以太太假說就獲得了新的支持。光必須解釋為充滿宇宙空間的一種具有彈性的惰性媒質的振動過程,這看起來似乎是無可懷疑的了。從光的偏振性也好像必然得出這樣的結論:以太這種媒質必須具有一種固體特性。因為橫波只能在固體中,而不可能在流體中存在,這就勢必導致'準剛性'的光以太理論,這種光以太的各部分,除了同光波相應的微小形變運動以外,相互之間就不可能有任何別種運動。這種理論也叫做靜態光以太理論,它從那個也作為狹義相對論基礎的菲索(Fizeau)實驗,進一步得到了有力的支持,人們從這個(菲索)實驗必定推斷出,光以太不參與物體的運動,光行差現象也支持準剛性的以太理論……人們可以採取最近便的觀點似乎是認為以太根本不存在……然而,更加精確的考察表明,狹義相對論並不一定要求否定以太可以假定以太存在,只是必須不再認為它有確定的運動狀態,也就是說,必須抽掉洛倫茲給它留下的那個最後的力學特徵。"《狹義與廣義相對論淺析》,第170~174頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

按照廣義相對論,一個沒有以太的空間是不可思議的因為在這樣一種空間裡不但光不能傳播,而且量杆和時鐘也不可能存在,因此也就沒有物理意義上的空間—時間間隔。[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,北京大學出版社,2006年,第177頁]

廣義相對論以太是這樣一種媒質,它本身完全沒有一切力學和運動學的性質,但它卻參與對力學(和電磁學)事件的決定。[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,北京大學出版社,2006年,第176頁]怎麼樣,以太又復活了!可以肯定的是,百分之九十九的人沒有聽說過"廣義相對論以太"這個名詞,更不敢相信廣義相對論以太的提出者竟然是以太的掘墓人。顛覆你的認知了吧,現在關於相對論的教材大多是後人腦補的版本。愛因斯坦值得尊敬的一點是,他沒有自欺欺人地迴避超距作用而提出"廣義相對論以太"來解決問題,後世的人卻掩耳盜鈴地掩蓋這段歷史來證明粒子說理論的正確。目前,人類的科技建立在什麼理論的基礎上呢?答案是經典物理學,人類的火車、輪船,飛機、航天飛機、還有將要飛出太陽系的空間探測器依賴的都是經典物理學。

誰能依據相對論製造個什麼先進的產品拿來讓大家看看?有人會自信地指指天空:衛星上的時鐘就是驗證相對論的動鍾變慢效應的證據。

衛星上的時鐘變快了還是變慢了呢?

但是,真相是:衛星上的時鐘變快了!

衛星上的時鐘變快了!

衛星上的時鐘變快了!

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

面對鐵的事實,崇拜者們只好改口是衛星上的時鐘遵守相對論效應。什麼是相對論效應呢?

有一位科普達人的解釋是:衛星時間走時快是因為它同時受到時空扭曲效應和時間膨脹效應的雙重影響,而時空扭曲效應影響更大一些,引力越大走時越慢,相互疊加之後,它走時仍然比地面快一些。

是嗎?那麼,如何解釋"二樓鐘慢效應"呢?一樓和二樓的原子鐘並沒有相對運動,兩臺時鐘相距只有幾米,談不上什麼時空扭曲效應和時間膨脹效應吧!!!狡辯的重要特徵就是邏輯混亂。為什麼僅僅因為微小的高度的差異就產生相對誤差呢?

理性告訴我們,是時間有快慢?還是目前的原子鐘走時不夠精準?

其實,目前的原子鐘要保持精準(也沒有絕對精準),對環境要求非常高。作為標準時間的原子鐘必須在零海拔,環境沒有震動,沒有電磁干擾的特殊環境裡走時才能相對恆定,但是,自然環境中沒有這樣的"理想環境",所以才會出現"二樓鐘慢效應"。還有,衛星是否處於運動狀態,是以地球為靜止參照系為前提的(其實,相對於運動的衛星,地球也處於相對運動狀態,這就是"雙生子佯謬困境")。我們知道,地球有自轉,也圍繞著太陽旋轉,太陽又圍繞著銀河系中心旋轉,而銀河系也在太空中漂零。宇宙中沒有絕對靜止的物質,也沒有絕對靜止的時鐘。所有的"鍾"都處於相對運動狀態,所有的"鍾"都是"動鍾",只有假設地球完全靜止(地心說)時,"動鍾變慢"假設才有可能成立

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

還有,現在人們認為經典物理學適用於低速,而相對論適用於高速,很有意思,重磅問題來了!這就是E=mc²質能公式。

經典力學的牛頓力學公式E=1/2mv²不可替代。E表示能量,1/2是係數,m表示質量,v表示速度。從日用電梯到火箭宇宙飛船,從扔塊石頭到子彈、穿甲彈的能量(動量)計算依賴的都是牛頓力學公式,這個沒有爭議。微觀領域,因為光子和電子無法稱量,所以光子和電子的能量計算依賴的都是普朗克E=hν公式。E表示能量,h是頻率,ν是普朗克常數,即能量=頻率×普朗克常數。人們期待用一個公式來統一宏觀和微觀世界。E=mc²公式可以轉換為M=ec²和C=em²,不僅簡潔,思路也相當新穎,可以把質量和能量統一在一個公式裡,所以備受推崇。

但是,問題來了,E=mc²的E表示能量,m表示質量,c表示的是光速(約30萬公里/每秒)。公式中只有一種速度,即能量=質量×光速。任何有質量的物質乘以光速都會得到無窮大的結果,無質量的物質(例如光子)則無法計算。我們知道,根據相對論,把任何有質量的物質加速到光速,需要無窮大的能量。這個結論怎麼來的?是不是很弔詭?好了,既然大家都認為相對論是正確的理論,那麼不使用E=mc²公式是說不過去的。於是,人們想到了一個"解決"辦法。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

費恩曼和他的同事們提議說:"不管在什麼情況下,只要這個討厭的無窮大出現我們都可以通過引入電子的已知質量來回避這個問題在現實中,你也許會把它叫做矇混過關,不過理論上我們稱之為重正化。這只是我們遇到討厭的無窮大——這個在現實中絕對不會出現的情況時所採取的一種數學輔助手段。不過別擔心,這種方法是行之有效的,並且在和上面所提及的精密計算吻合的相當好。就這樣,我們迴避了質量問題,但並沒有解決它。它仍像一顆滴答作響的定時炸彈,隨時可能引爆。"[利昂·萊德曼,迪克·泰雷西《上帝粒子》291頁]需要說明的是,電子的已知質量由普朗克E=hν公式得出。事實上,重正化就是人們假裝計算結果是根據E=mc²公式得出,但是實際上使用的卻是普朗克E=hν公式的計算結果E=mc²公式根本無法在實踐中應用,這是物理界半公開的祕密,但是沒人敢於說破。酸爽不酸爽?

還有,我們知道,宇宙中有無窮多的物質在運動。問題來了,如果兩個以上的不同運動速度的物體(參照系)該如何定義自己和另外無窮多的物體的相對速度呢?如果每一個運動的物體都因為不同的運動速度而有不同的時間,那麼,該如何計算宇宙中無窮多的運動物體的時間呢?事實證明,無論是狹義相對論的慣性系還是廣義相對論的參照系,只要超過兩個就會失去參照的意義,既無法確認各自的速度,也無法確認各自的時間。可以這樣說,宇宙中只有兩個永遠直線勻速運動的物體(慣性系)時,狹義相對論才有可能正確;宇宙中只有兩個運動(不超過光速)的物體(參照系)時,廣義相對論才有可能正確。驚訝不驚訝?

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

還有,真空中光速不變原理的前提是空間是空無一物的真空。我們的地球並非是空無一物的真空,而是包裹在被地球的引力吸引而形成的大氣層裡。在地球上,河裡的魚和風中的鳥如何相對運動?因為有流動的水和風,魚和鳥怎樣確定彼此的速度?無數的魚、無數鳥兒、無數的船和無數的飛機如何相對運動?在地球上,哪種物質的的運動遵守洛倫茲變換呢如果有請舉例!

有沒有時速1000公里的蚊子呢?當然有,根據經典物理學的伽利略變換,在時速1000公里的飛機裡的一隻蚊子以5公里的時速和飛機同向飛行,那麼,相對站在地面上的我們,這隻蚊子的時速就是1005公里(詳見《飛機機艙裡的蚊子能否自由飛翔?》)。在地球上,鳥兒在空氣中飛翔,它們以空氣(絕對空間)為參照系運動,魚兒在水中游動,它們以水(絕對空間)為參照系運動,事實證明,地球上所有的物質運動都遵守伽利略變換(如果有反例請舉例)。地球環境並非是空無一物的真空,為什麼會認為建立在真空基礎上的洛倫茲變換完全正確呢?

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

事實證明,無論是狹義相對論還是廣義相對論都不能自洽地解釋地球上的任何自然現象。有人會說,星光偏折現象(詳見《愛因斯坦認為引力是因為時空彎曲,那麼時空彎曲的本質是什麼?》)、水星進動現象和引力紅移現象都證明了相對論的正確。但是,為什麼支持相對論的證據都不在地球上呢?事出蹊蹺必有妖!我們是否應該多長個心眼呢?這些問題有沒有更自洽的解釋呢?當然有,只是限於篇幅無法一一解答(詳見《一隻大象》)。

愛因斯坦作出了什麼突出貢獻嗎?我想,如果摧毀時間因果律和客觀邏輯算是對科學的突出貢獻的話,那麼,他的確算是一位"偉大"的先行者。狹義相對論和廣義相對論是否已經受了時間的考驗了嗎?問題是,這兩個理論從來都沒能自洽地解釋過任何客觀現象,一個沒有解釋力的理論,根本談不上什麼是否經受了考驗。如果諾貝爾物理學獎頒獎給自身邏輯不能自洽,且從建立之初就充滿爭議的理論那才叫昏了頭!事實上,謹慎是明智之舉。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

從以上簡要介紹,您對相對論的瞭解有沒有增加呢?對諾貝爾獎評委會委會的決定有沒有一些諒解呢?諾貝爾物理學獎的含金量世界第一是不是經得起時間的考驗呢?

《人類簡史》的作者尤瓦爾·赫拉利在2017年指出:"尊重知識、聽取學者意見很好,但發展到崇拜任何人的程度都很危險,包括崇拜學者。一個人一旦被推崇為先知或權威,他(她)自己都可能信以為真,進而變得驕傲自大,甚至陷入瘋狂。對追隨者而言,一旦他們信奉某人為權威,便會自我設限,停止努力,只期待著偶像來告訴他們全部問題的答案和解決方法。即使答案是錯誤的、方法是糟糕的,他們也會通盤接受。"智慧從懷疑開始,真正的科學精神是懷疑與批判。終極理論不會是一個全新的理論,它就藏在現有的理論之中,當我們以客觀邏輯為工具,就能在錯綜複雜的觀點中找出宇宙真實的脈絡。

先賢們幾千年積攢下來的思想成果滋養了我們的智慧,他們點亮了一個又一個燈塔,指引著人類的發展方向。沒有人的觀點全部正確,也沒有人的觀點一無是處。有些觀點後來被事實證明是一個個錯誤,那也是他們在錯誤的地方樹立起了一個個指引正確航道的航標燈。

如何評價相對論呢?我們還是看看這兩首詩吧!

自然界和自然界的規律隱藏在黑暗裡。上帝說:讓牛頓去吧!於是一切成為光明。

亞力山大-蒲柏(1688年-1744年)

"

為什麼相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎?是諾貝爾獎評委會不懂相對論嗎?

作者丨李春生(書房記特約專欄作者)

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

馮唐易老,李廣難封?

當然不是,愛因斯坦於1921年因為解釋了光電效應而獲得了諾貝爾物理學獎。粉絲認為相對論沒有獲獎是諾貝爾獎評委會委員們有眼無珠,他們心中無比正確的相對論怎麼著也該獲個十次八次諾貝爾物理學獎吧。

一次性得罪人數的紀錄怎麼破呢?別擔心,我有辦法。那我們就先說結論吧:如果相對論獲得了諾貝爾物理學獎,那麼,諾貝爾物理學獎就會變得一文不值。客官!請千萬別生氣,今天,我們是來擺事實講道理的哈。

為什麼被奉上神壇的相對論反而沒有諾貝爾物理學獎呢?我們還是先了解諾貝爾物理學獎的評獎規則吧。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

1. 諾貝爾物理學獎旨在獎勵那些對人類物理學領域裡作出突出貢獻的科學家。重要的是,諾貝爾物理學獎規則規定獲獎者的貢獻必須"已經受了時間的考驗",對這個問題,個人的理解都不同,也是爭論的焦點,但是,解釋權在諾貝爾獎評委會委會(包括先前的諾貝爾獎獲得者、諾貝爾獎評委會委員、特別指定的大學教授、諾貝爾獎評委會特邀教授、作家協會主席(文學獎)、國際性會議和組織)。

2. 另外一個規定是獲獎者必須在世。對於這一點,人們最多有些惋惜。

馮唐易老?我們先討論時間因素。愛因斯坦與1905年發表了狹義相對論,1915年發表了廣義相對論,而他於1955年4月去世,即使按廣義相對論的發表時間,愛因斯坦也有40年的機會因相對論而獲獎。常言道:"想給你吃,不怕你站得遠"。但是,諾貝爾獎評委會委會就是不給面子。所以,相對論沒有獲獎並非是因為愛因斯坦活得不夠長。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

重要的問題來了,被提名的候選者是否對人類物理學領域裡作出了突出貢獻呢?是否已經受了時間的考驗呢?麻煩了,參與爭論者要爭的頭破血流了。

好!現在就準備冒著磚頭前進吧!

首先需要回答一個問題,存在兩個相對論,是狹義相對論應該獲獎呢?還是廣義相對論應該獲獎呢?嗯!大多數業內人士也已經暈菜了,因為,大多數人根本就不知道狹義和廣義相對論是相互矛盾的。

我們還是簡單科普一下吧。

狹義相對論的四維空間是平直的,是像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空結構。愛因斯坦認為:從我們由狹義相對性原理所接受的觀念來看,每一種運動都只能被認為是相對運動,這一點一直是很清楚的……我們可以用下列兩種方式來表述這裡所發生的運動,這兩種表述方式是同樣合理的:(1)車廂相對於路基是運動的。(2)路基相對車廂是運動的……只要路基K相對於車廂K1是勻速直線無轉動運動狀態,對於自然定律就完全等效;所有這些參考物體都應認為是伽利略參考物體。以往我們假定(狹義)相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,面對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的。在這個意義上我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論……[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,第47~48頁]

狹義相對論和伽利略區域相關,亦即和其中沒有引力場存在的區域相關,就此而論,一個伽利略參考物體((請注意!伽利略運動原理以空間為參照系,是經典物理學的基礎)在充當著參考物體(絕對參照系),這個參考物體就是一個剛體,其運動狀態必須選擇使得'孤立'質點(失去了絕對參照系的物體只具有質點性質,請注意作為勻速慣性系的火車車廂是沒有內部空間的,所有非勻速參考系也同樣沒有內部空間,因為內部空間意味著是另一個絕對參照系——編者)作勻速直線運動的伽利略定律相對於這個剛體是成立的。[《狹義與廣義相對論淺析》,第73頁 ]按照狹義相對性原理,如果k'(車廂)是相對於k(路基)作勻速運動而無轉動的座標系,那麼,自然現象相對於座標系k'的實際演變將以相對與座標系k的實際演變一樣依據同樣的普遍定律。[《狹義與廣義相對論淺析》,第12頁]狹義相對論的平直時空結構是這樣的。如下圖。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

請注意,(兩個)慣性系系處於勻速直線運動時,狹義相對論才是正確的理論,並且空間不能包含引力(引力會使慣性系系無法保持勻速直線運動)。問題來了,宇宙中萬有引力無處不在,所以,k(路基)無法保持平直狀態(引力會導致空間變曲),無法平直就無法保持勻速、無轉動的運動(有意思吧!)。所以,狹義相對論不能包含萬有引力

問題是,1.宇宙中萬有引力無處不在,宇宙中根本沒有所謂平直的空間;2.客觀世界裡的物質運動速度各不相同,哪裡有什麼物質的運動能夠保持勻速直線無轉動運動狀態?我們這個宇宙中沒有狹義相對論適用的環境啊!我們不能維證明狹義相對論實正確的理論而另外再創造一個宇宙吧。沒辦法,愛因斯坦只好修改觀念再造一個理論,這就是廣義相對論,這就是廣義相對論的來歷:(之前)只要這些參考物體相對於k是相對是處於勻速直線無轉動運動狀態,這些參考物體對於表述自然界定律應該與k完全等效;以往我們假定相對性原理只是對於這些參考物體才是有效的,而對於其他參考物體(例如具有另一種運動狀態的參考物體)則是無效的(注意雙生子佯謬)。在這個意義上,我們說它是狹義相對性原理或狹義相對論。與此對比,廣義相對性原理可簡述為:一切座標系(包括非慣性系)都是平權的,即客觀的真實的物理規律,應該在任意座標系下均有效。我們把廣義相對性原理理解為以下陳述:所有參照系無論k、k'等,不論它們的運動狀態如何,對描述自然現象(表述普遍的自然界定律)都是等效的。……如果車廂的運動變為非勻速運動,例如加速或是猛然煞車……[《狹義與廣義相對論淺析》,第48~49頁]這就是廣義相對論。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

愛因斯坦引進引力項後,空間因引力而變曲,勻速直線運動的慣性系變為任意速度的參照系(注意!)。狹義相對論的剛性的四維時空也變成了廣義相對論柔軟的可變形的"軟體動物"。這兩種四維時空的差別在哪裡呢?愛因斯坦在《廣義相對相性原理的嚴格表述》中寫道:在引力場中,並沒有像具有歐幾里得性質的剛體那樣的東西,因此,(狹義相對論)虛設的剛性參考物體在廣義相對論中是沒有用處的……這個非剛性參考物體(空間)是(可以恰當地稱作為'軟體動物參考系')基本上相當於一個任意選定的高斯四維座標系。與高斯座標系比較,這個'軟體動物'所具有的某些較易理解之處,就是形式上保留了空間座標和時間座標的分離狀態(這種保留實際上是不合理的)。我們把這個軟體動物上的每一點當作一個空間點,相對於空間點保持靜止的每一個質點就當作是靜止的,如果我們把這個軟體動物視為參考物體的話。廣義相對性原理要求把所有這些軟體動物都可以用作參考物體來表述普遍的自然界定律,在這方面,這些軟體動物具有同等的權利,也可以取得同樣好的結果;這些定律本身必須不隨軟體動物的選擇而變異。"[《狹義與廣義相對論淺析》,第74頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

簡單地說,狹義相對論的剛性的經緯線編織的空間小格子變成了柔軟的經緯線編織的空間小格子。星體的引力會引起周圍空間產生扭曲變形,空間"變形",時間也會"變形"(有意思的是,狹義相對論的平直空間時間如何變形?)。廣義相對論的三維空間加一維時間構成的四維時空結構就像一隻"軟體動物",這就是時空彎曲,也是廣義相對論的引力作用模型。

狹義相對論的四維空間像牛頓的空間一樣地剛硬的四維時空,廣義相對論的四維空間像柔軟的可變形的"軟體動物"。物體的運動是遵守狹義相對性運動原理,還是遵守廣義相對性運動原理呢?正確的答案只有一個,讀者認為狹義相對論和廣義相對論哪一個才是唯一正確的理論呢?

還有一個問題,無論是狹義相對論剛硬的時空,還是廣義相對論柔軟可變形的時空,在空無一物的真空中引力如何傳遞?宇宙中其他三大基本作用力如何相互作用?困擾牛頓一生的超距作用問題,愛因斯坦也面臨這個困境(只有智力有缺陷的人才會對這個問題視而不見),空間彎曲的引力作用模型是什麼東西在彎曲?引力波是什麼東西在波動呢?

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

為了解決超距作用這個難題,愛因斯坦認為空間不能是空無一物的真空。1920年,愛因斯坦就出人意料地在荷蘭國立萊頓大學宣稱否認以太存在是不合理的,他認為:物理學家在那個從日常生活中抽象出來的有重物質的觀念之外,為什麼還要建立起存在另一種物質——以太的觀念呢?其理由無疑在於引起超距作用力理論的那些現象,以及導致波動論的光的那些性質……19世紀上半葉,當光的性質同有重物體的彈性波的性質之間存在著廣泛的相似性已經變得明顯的時候,以太太假說就獲得了新的支持。光必須解釋為充滿宇宙空間的一種具有彈性的惰性媒質的振動過程,這看起來似乎是無可懷疑的了。從光的偏振性也好像必然得出這樣的結論:以太這種媒質必須具有一種固體特性。因為橫波只能在固體中,而不可能在流體中存在,這就勢必導致'準剛性'的光以太理論,這種光以太的各部分,除了同光波相應的微小形變運動以外,相互之間就不可能有任何別種運動。這種理論也叫做靜態光以太理論,它從那個也作為狹義相對論基礎的菲索(Fizeau)實驗,進一步得到了有力的支持,人們從這個(菲索)實驗必定推斷出,光以太不參與物體的運動,光行差現象也支持準剛性的以太理論……人們可以採取最近便的觀點似乎是認為以太根本不存在……然而,更加精確的考察表明,狹義相對論並不一定要求否定以太可以假定以太存在,只是必須不再認為它有確定的運動狀態,也就是說,必須抽掉洛倫茲給它留下的那個最後的力學特徵。"《狹義與廣義相對論淺析》,第170~174頁]

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

按照廣義相對論,一個沒有以太的空間是不可思議的因為在這樣一種空間裡不但光不能傳播,而且量杆和時鐘也不可能存在,因此也就沒有物理意義上的空間—時間間隔。[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,北京大學出版社,2006年,第177頁]

廣義相對論以太是這樣一種媒質,它本身完全沒有一切力學和運動學的性質,但它卻參與對力學(和電磁學)事件的決定。[愛因斯坦,《狹義與廣義相對論淺析》,北京大學出版社,2006年,第176頁]怎麼樣,以太又復活了!可以肯定的是,百分之九十九的人沒有聽說過"廣義相對論以太"這個名詞,更不敢相信廣義相對論以太的提出者竟然是以太的掘墓人。顛覆你的認知了吧,現在關於相對論的教材大多是後人腦補的版本。愛因斯坦值得尊敬的一點是,他沒有自欺欺人地迴避超距作用而提出"廣義相對論以太"來解決問題,後世的人卻掩耳盜鈴地掩蓋這段歷史來證明粒子說理論的正確。目前,人類的科技建立在什麼理論的基礎上呢?答案是經典物理學,人類的火車、輪船,飛機、航天飛機、還有將要飛出太陽系的空間探測器依賴的都是經典物理學。

誰能依據相對論製造個什麼先進的產品拿來讓大家看看?有人會自信地指指天空:衛星上的時鐘就是驗證相對論的動鍾變慢效應的證據。

衛星上的時鐘變快了還是變慢了呢?

但是,真相是:衛星上的時鐘變快了!

衛星上的時鐘變快了!

衛星上的時鐘變快了!

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

面對鐵的事實,崇拜者們只好改口是衛星上的時鐘遵守相對論效應。什麼是相對論效應呢?

有一位科普達人的解釋是:衛星時間走時快是因為它同時受到時空扭曲效應和時間膨脹效應的雙重影響,而時空扭曲效應影響更大一些,引力越大走時越慢,相互疊加之後,它走時仍然比地面快一些。

是嗎?那麼,如何解釋"二樓鐘慢效應"呢?一樓和二樓的原子鐘並沒有相對運動,兩臺時鐘相距只有幾米,談不上什麼時空扭曲效應和時間膨脹效應吧!!!狡辯的重要特徵就是邏輯混亂。為什麼僅僅因為微小的高度的差異就產生相對誤差呢?

理性告訴我們,是時間有快慢?還是目前的原子鐘走時不夠精準?

其實,目前的原子鐘要保持精準(也沒有絕對精準),對環境要求非常高。作為標準時間的原子鐘必須在零海拔,環境沒有震動,沒有電磁干擾的特殊環境裡走時才能相對恆定,但是,自然環境中沒有這樣的"理想環境",所以才會出現"二樓鐘慢效應"。還有,衛星是否處於運動狀態,是以地球為靜止參照系為前提的(其實,相對於運動的衛星,地球也處於相對運動狀態,這就是"雙生子佯謬困境")。我們知道,地球有自轉,也圍繞著太陽旋轉,太陽又圍繞著銀河系中心旋轉,而銀河系也在太空中漂零。宇宙中沒有絕對靜止的物質,也沒有絕對靜止的時鐘。所有的"鍾"都處於相對運動狀態,所有的"鍾"都是"動鍾",只有假設地球完全靜止(地心說)時,"動鍾變慢"假設才有可能成立

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

還有,現在人們認為經典物理學適用於低速,而相對論適用於高速,很有意思,重磅問題來了!這就是E=mc²質能公式。

經典力學的牛頓力學公式E=1/2mv²不可替代。E表示能量,1/2是係數,m表示質量,v表示速度。從日用電梯到火箭宇宙飛船,從扔塊石頭到子彈、穿甲彈的能量(動量)計算依賴的都是牛頓力學公式,這個沒有爭議。微觀領域,因為光子和電子無法稱量,所以光子和電子的能量計算依賴的都是普朗克E=hν公式。E表示能量,h是頻率,ν是普朗克常數,即能量=頻率×普朗克常數。人們期待用一個公式來統一宏觀和微觀世界。E=mc²公式可以轉換為M=ec²和C=em²,不僅簡潔,思路也相當新穎,可以把質量和能量統一在一個公式裡,所以備受推崇。

但是,問題來了,E=mc²的E表示能量,m表示質量,c表示的是光速(約30萬公里/每秒)。公式中只有一種速度,即能量=質量×光速。任何有質量的物質乘以光速都會得到無窮大的結果,無質量的物質(例如光子)則無法計算。我們知道,根據相對論,把任何有質量的物質加速到光速,需要無窮大的能量。這個結論怎麼來的?是不是很弔詭?好了,既然大家都認為相對論是正確的理論,那麼不使用E=mc²公式是說不過去的。於是,人們想到了一個"解決"辦法。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

費恩曼和他的同事們提議說:"不管在什麼情況下,只要這個討厭的無窮大出現我們都可以通過引入電子的已知質量來回避這個問題在現實中,你也許會把它叫做矇混過關,不過理論上我們稱之為重正化。這只是我們遇到討厭的無窮大——這個在現實中絕對不會出現的情況時所採取的一種數學輔助手段。不過別擔心,這種方法是行之有效的,並且在和上面所提及的精密計算吻合的相當好。就這樣,我們迴避了質量問題,但並沒有解決它。它仍像一顆滴答作響的定時炸彈,隨時可能引爆。"[利昂·萊德曼,迪克·泰雷西《上帝粒子》291頁]需要說明的是,電子的已知質量由普朗克E=hν公式得出。事實上,重正化就是人們假裝計算結果是根據E=mc²公式得出,但是實際上使用的卻是普朗克E=hν公式的計算結果E=mc²公式根本無法在實踐中應用,這是物理界半公開的祕密,但是沒人敢於說破。酸爽不酸爽?

還有,我們知道,宇宙中有無窮多的物質在運動。問題來了,如果兩個以上的不同運動速度的物體(參照系)該如何定義自己和另外無窮多的物體的相對速度呢?如果每一個運動的物體都因為不同的運動速度而有不同的時間,那麼,該如何計算宇宙中無窮多的運動物體的時間呢?事實證明,無論是狹義相對論的慣性系還是廣義相對論的參照系,只要超過兩個就會失去參照的意義,既無法確認各自的速度,也無法確認各自的時間。可以這樣說,宇宙中只有兩個永遠直線勻速運動的物體(慣性系)時,狹義相對論才有可能正確;宇宙中只有兩個運動(不超過光速)的物體(參照系)時,廣義相對論才有可能正確。驚訝不驚訝?

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

還有,真空中光速不變原理的前提是空間是空無一物的真空。我們的地球並非是空無一物的真空,而是包裹在被地球的引力吸引而形成的大氣層裡。在地球上,河裡的魚和風中的鳥如何相對運動?因為有流動的水和風,魚和鳥怎樣確定彼此的速度?無數的魚、無數鳥兒、無數的船和無數的飛機如何相對運動?在地球上,哪種物質的的運動遵守洛倫茲變換呢如果有請舉例!

有沒有時速1000公里的蚊子呢?當然有,根據經典物理學的伽利略變換,在時速1000公里的飛機裡的一隻蚊子以5公里的時速和飛機同向飛行,那麼,相對站在地面上的我們,這隻蚊子的時速就是1005公里(詳見《飛機機艙裡的蚊子能否自由飛翔?》)。在地球上,鳥兒在空氣中飛翔,它們以空氣(絕對空間)為參照系運動,魚兒在水中游動,它們以水(絕對空間)為參照系運動,事實證明,地球上所有的物質運動都遵守伽利略變換(如果有反例請舉例)。地球環境並非是空無一物的真空,為什麼會認為建立在真空基礎上的洛倫茲變換完全正確呢?

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

事實證明,無論是狹義相對論還是廣義相對論都不能自洽地解釋地球上的任何自然現象。有人會說,星光偏折現象(詳見《愛因斯坦認為引力是因為時空彎曲,那麼時空彎曲的本質是什麼?》)、水星進動現象和引力紅移現象都證明了相對論的正確。但是,為什麼支持相對論的證據都不在地球上呢?事出蹊蹺必有妖!我們是否應該多長個心眼呢?這些問題有沒有更自洽的解釋呢?當然有,只是限於篇幅無法一一解答(詳見《一隻大象》)。

愛因斯坦作出了什麼突出貢獻嗎?我想,如果摧毀時間因果律和客觀邏輯算是對科學的突出貢獻的話,那麼,他的確算是一位"偉大"的先行者。狹義相對論和廣義相對論是否已經受了時間的考驗了嗎?問題是,這兩個理論從來都沒能自洽地解釋過任何客觀現象,一個沒有解釋力的理論,根本談不上什麼是否經受了考驗。如果諾貝爾物理學獎頒獎給自身邏輯不能自洽,且從建立之初就充滿爭議的理論那才叫昏了頭!事實上,謹慎是明智之舉。

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

從以上簡要介紹,您對相對論的瞭解有沒有增加呢?對諾貝爾獎評委會委會的決定有沒有一些諒解呢?諾貝爾物理學獎的含金量世界第一是不是經得起時間的考驗呢?

《人類簡史》的作者尤瓦爾·赫拉利在2017年指出:"尊重知識、聽取學者意見很好,但發展到崇拜任何人的程度都很危險,包括崇拜學者。一個人一旦被推崇為先知或權威,他(她)自己都可能信以為真,進而變得驕傲自大,甚至陷入瘋狂。對追隨者而言,一旦他們信奉某人為權威,便會自我設限,停止努力,只期待著偶像來告訴他們全部問題的答案和解決方法。即使答案是錯誤的、方法是糟糕的,他們也會通盤接受。"智慧從懷疑開始,真正的科學精神是懷疑與批判。終極理論不會是一個全新的理論,它就藏在現有的理論之中,當我們以客觀邏輯為工具,就能在錯綜複雜的觀點中找出宇宙真實的脈絡。

先賢們幾千年積攢下來的思想成果滋養了我們的智慧,他們點亮了一個又一個燈塔,指引著人類的發展方向。沒有人的觀點全部正確,也沒有人的觀點一無是處。有些觀點後來被事實證明是一個個錯誤,那也是他們在錯誤的地方樹立起了一個個指引正確航道的航標燈。

如何評價相對論呢?我們還是看看這兩首詩吧!

自然界和自然界的規律隱藏在黑暗裡。上帝說:讓牛頓去吧!於是一切成為光明。

亞力山大-蒲柏(1688年-1744年)

相對論沒有獲得諾貝爾物理學獎,到底是誰的錯?

但不久惡魔說:讓愛因斯坦去吧!於是一切又回到了黑暗中。

李春生·物理專欄

禍不單行!量子力學面臨的另一個危機

薛定諤的貓的真相:普朗克和德布羅意是粒子學家還是波動學家?

薛定諤的貓有救了!”物理學家通過實驗證明,這意味著什麼?

現代物理學驚人發現:原來我們對世界的認知並不完美

為什麼說相對論所有的奇異性的根源來自於一個低級錯誤?

愛因斯坦早就知道相對論其實只是一場誤會

愛因斯坦認為引力是因為時空彎曲,那麼時空彎曲的本質是什麼?

飛機機艙裡的蚊子能否自由飛翔?蚊子們是否違反了相對論?

什麼是物理學的憂傷?是否是因為科學範式出了問題?

"

相關推薦

推薦中...