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十、运动叠加原理让相对论止步

在建立相对论的过程中,人们把引入洛仑兹变换或仿洛仑兹变换中
c和v分别解释为光速和坐标系之间的相对运动速度。如果不考虑所作的
释是否合理,只从满足数学运算规则的要求上来看,无论把c和v解释为
量纲的什么量,都能够在c>v的条件下使洛仑兹变换保持成立。只要c和
不同时为0,仿洛仑兹变换永远成立。这样,当人们只利用洛仑兹变换或
仿洛仑兹变换推导出的"空间不变性"进行数学上的变换研究时,由于使
洛仑兹变换或仿洛仑兹变换所导致的物理概念错误便被隐藏起来了。事
上,相对论使用的非线性速度叠加公式与线性的矢量合成法则发生抵触
变速运动的速度增量已不能进行叠加传递。人们只要使用非线性速度叠
关系,包括匀加速运动在内的任何变速运动,都不能在使用线性矢量合
法的数学系统中作出有效的研究分析。人们还不用考虑运动方向发生改
的曲线运动,仅仅考虑一下运动方向保持不变的非匀速率直线运动,就
发现非线性速度叠加关系已经使其运动方程不能被写出来了。
例如,人们可以在给出的两个参照系中,假定某个物体相对于其中
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个参照系的运动方程是x = x0 + v0t + at /2 ,但它已不是牛顿力学中
所描述的匀加速运动方程。由于速度合成法则是非线性叠加关系,v ≠
v0 + at , 原先在牛顿力学中所描述的匀加速运动方程在相对论的理论
系中并不能写出来。其它的运动方程也一样,只要对位置量和时刻量作
阶微分,内含的加速度物理意义就要与非线性速度叠加关系发生矛盾。
广义相对论与狭义相对论在本质上完全一样,都没有探讨非线性速
叠加公式导致变速运动的速度增量不能进行线性相加的解决办法,它只
把质点在三维空间呈现的位置坐标和呈现时刻放在一起定义为"世界点"
四维时空坐标,利用洛仑兹变换和仿洛仑兹变换推导出来的"空间不变
性"微分关系,对经典的电动力学方程怎样才能在两个作非匀加速运动的
参照系之间继续保持协变进行了数学上的研究。如果洛仑兹变换或仿洛
兹变换确实是自然界中存在的质点在两个相互做匀速直线运动的参照系
呈现的空间位置及其相应的时刻都要遵守的法则,广义相对论所作的协
ebook: 2009-4-4
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研究似乎表明:人们在实践中研究发现的运动力学方程,既适用于理想
惯性参照系,也适用于实际的任何参照系。
问题是:这些运动力学方程是怎样获得的?如果按照非线性速度叠
公式去进行分析,写不出任何变速运动方程,所有的运动方程都只能以
设方式给出来,广义相对论所作的协变研究在其自身的理论体系之中并
有可以应用的现成素材。
按照建立相对论的分析思路,相对论与牛顿力学无关。在相对论理
体系中,它是从质点在自然界中呈现的时空坐标上来研究质点具有的运
规律,这是与经典物理学所依据的物质作用论思想截然不同的时空作用
思想。所谓的"光速不变假设"、"万有引力场强响应速度不变假设",都
是产生出时空作用论的"灵感"。人们必须按照时空作用思想去建立相对
的理论体系,并且要在相对论的理论体系之中给出所有的变速运动方程