疏勒县地图:析相对论之同时的相对性的错误~~！

浅析相对论之同时的相对性的错误
作者：郭连成

　　同时的相对性论断，在相对论中有重要地位。它除了本身的理论存在外，还为后来的洛仑兹变换结果——时间变慢，预置了理论空间。我们今天研究相对论的荒谬，就要剖析同时的相对性这个荒谬论断，找出其错误的原因。这里先说明一下：相对论的同时的相对性、不同参考系有不同的时间和运动的参考系时间变慢三个论断，都可表示为“时间的相对性”。

　　一、相对论者的理论根据

　　《狭义与广义相对论浅说》一书中的第9节（9 同时性的相对性），爱因斯坦用火车和铁路论述同时性的相对性的。假设一列很长的火车以恒速行驶，铁路上发生的事件在火车上某一特定的地点上也发生，通常可以将两处发生的事件作同时性的定义。然而他认为：

　　“但是，作为一个自然的推论，下述问题就随之产生：对于铁路路基来说是同时的两个事件（例如A、B两处雷击），对于火车来说是否也是同时的呢？我们将直接证明，回答必然是否定的。

　　当我们说A、B两处雷击相对于路基而言是同时的，我们的意思是：在发生闪电的A处和B处所发出的光，在路基A—B这段距离的中点M相遇。但是事件A和B也对应于火车上的A点和B点，令N为在行驶中的火车上A—B这段距离中点。正当雷电闪光发生的时候，点N自然与点M重合，但是点N以火车的速度V向图中的右方移动。如果坐在火车上N处的一个观察者并不具有这个速度，那么他就总是停留在M点，雷电闪光A和B所发出的光就同时到达他这里，也就是说正好在他所在的地方相遇。

　　可是实际上（相对于铁路路基来考虑）这个观察者正在朝着来自B的光线急速行进，同时他又是在来自A的光线的前方向前行进。因此这个观察者将先看见自B发出的光线，后见到自A发出的光线。所以，把列车当个参考物体的观察者就必然得出这样的结论，即雷电闪光B先于雷电闪光A发生。这样我们就得出以下的重要结果：

　　对于路基是同时的若干事件，对于火车并不是同时的，反之亦然（同时性的相对性）。每一个参考物体（坐标系）都有它本身的特殊时间；除非我们讲出关于时间的陈述是相对于哪个参考物体的，否则关于一个事件的时间的陈述就没有意义。”

　　对上面论述再解释一下：“对于铁路路基来说是同时的两个事件”，是指A、B两个高塔同时遭雷击闪光，在路基中点的观察者看到两闪光同时发生，与路基中点对应的静止火车中点也看到两闪光同时发生。在两塔雷击闪光的同时火车开始向B塔运动，两光到达路基中点前，火车中点已经向B塔移动一段距离，造成火车中点处的观察者将先看见B塔的闪光，后看见A塔的闪光。于是，火车上的观察者得出“雷电闪光B先于雷电闪光A发生”的结论。并由此推论：每个参考系都有自己的与众不同的时间，我们讲时间一定要注明是哪个参考系的时间，否则没有意义。

　　相对论者说观察者必然得出的结论：“雷电闪光B先于雷电闪光A发生”。不见得。 过去和现在都无法证明车上的观察者肯定如此认识，其实是相对论者自己的认定，也不排除相对论者将自己的认识强加给火车上的观察者。从大多不懂相对论的崇拜者维护相对论的表现来看，确实有某种被强加的意味。如果相对论的物理模型在生产实践中可制造，找一个现今的人去实践观察，若此人不知模型的原理，可能得出与相对论相同的结论；若此人知晓模型原理，无论是否去实践都得不出相对论的结论。对于观察者来说，知与不知模型原理是不同的主观条件，不同的主观条件去认识同一客观问题而得出不同的结论实属正常。而懂得模型原理面对中点的静止与运动产生同时与不同时的两种现象中得到一种结论就有点不正常。

　　

　　

图 示

　　在这个全凭想象的物理模型中，灯塔和路基是静参考系，火车是动惯性系。当火车停在两灯塔之间时，灯塔上的闪光同时到达路基中点和火车中点，路基中点的人和火车中点的观察者同时看到雷击闪光（如图一）。当灯塔闪光时火车开始行驶，光到达路基中点附近需要时间，这段时间火车移动一段距离，火车中点的观察者先看到B灯塔的闪光，后看到A的闪光（如图二）。若观察者小学毕业的话，必然得出这样的结论：因为光速不变，路程除以速度等于时间，自己所处位置到B灯塔的距离小于到A灯塔的距离，理应先看到B灯塔的灯光后看到A的灯光。若观察者是高中生或博士生，可能当真认为雷电闪光B先于雷电闪光A发生，因为已经接受了毋庸置疑的相对论理论教育。

　　二、物理模型分析

　　爱因斯坦的同时的相对性物理模型是火车和双塔，简称火车双塔模型。这个模型纯属虚构，没有事实或夸大事实但有理性支持的根据。对于这样一个模型，我们可以提出两点疑问：现实中哪里有那么长又平直的铁路路基？怎么会发生及认定两个雷同时击在极遥远的两个塔上？这种想象制造的模型做思想试验有道理吗？思想试验不是想啥有啥、心想事成，不符合逻辑无客观事实支持的思想试验在试验前就站不住脚。以这种子虚乌有的思想实验为依据推出的理论硬往实际物理问题上套，其合理性与可行性可想而知。我们在原假设上添加点内容来分析其理论推导过程，就会发现存在着严重的问题。

　　模型中一列很长的火车，比火车长的一段铁路路基上有A、B两个高塔，火车的车头和车尾与两塔等距离。再假设双塔之间的路基上站立3个人，3人与两塔位置按A、C、M、D、B顺序等距离排列。当两灯塔同时遭雷击时，同一闪光被3人看见的情况是：首先是C位置的人看见A塔的闪光和D位置的人看见B塔的闪光，并且是同时的；然后是M点位置的人看见两塔的同时闪光；再后是C位置的人看见B塔的闪光和D位置的人看见A塔的闪光，也是同时的。这种假设充分证明，地面静参考系的位置不同，光到达的时间自然不同，于是便有C位置的人先看见A塔的闪光后看见B塔的闪光，D位置的人先看见B塔的闪光后看见A塔的闪光（如图三）。

　　两塔之间M位置的人看到两塔同时闪光，不等于两塔之间整个路基各处的人都能同时看到闪光，事实上也只有中点M位置能看到两塔同时闪光，其他位置不能看见同时闪光。这说明了什么？说明在同一个参考系中与运动有关的事件，在不同位置上不可能同时，因为在一个参考系中的任意两点间运动不能瞬间完成，运动要有时间过程。举一简单例子：地面上一个灯塔闪光，不同的观察者，看到闪光有先后次序，则各观察者距离灯塔是由近到远的；反过来说，同一个参考系中的距闪光点远近不同的地点，看到灯塔闪光是在不同的时刻。许多观察者以灯塔为中心站一圆圈，毫无疑问，大家能同时见到闪光。谁都明白，此同时需要的等距离条件不可或缺。

　　牛顿力学中，为了简化物体的运动或受力分析，往往把物体看作一个点或质点。如考察火车的速度、加速度等运动情况，可以将火车看作一个点。但有的问题要考虑车的长度，如火车过山洞，车头进山洞不等于整列车都进入山洞；还有用速度和时间计算的火车行驶路程的精确值。在火车双塔模型的火车上，运动火车中点没有看到两塔同时闪光，再正常不过了，没什么奇怪甚至深奥的。在这段时间内火车车尾没越过路基中点，就不会有中点后的火车上各点都不能看到同时闪光，图二中的火车上对应路基M—M的点，一定能看到A、B同时闪光，若有许多次闪光与间歇的时间等于一半火车通过的时间，此点后直到车尾的许多点均能看到A、B同时闪光。

　　牛顿力学没有把参考系及参考系中物体运动的时间不同当作一个的理论问题来研究，并不是看不到其中隐含重大发现而疏忽。物体恒速（或光）在空间中运动，通过不同的距离必有不同的时间，本来是一种非理论的常识。比如从A机场向B机场同时起飞一快一慢两辆飞机，两机不能同时到达B机场；从A机场同时起飞两架同速的飞机，到不同距离的B机场和C机场，两机同样不能同时到达。这种不同时本来是再正常不过的事，相对论将这种不同的时间定义为同时的相对性，当作一个重大发现来标新立异，真的是别出心裁也确是独具匠心。然而，一个理论做出来，不管它多么新颖奇特，若欠缺脚踏实地的理论基础，则不可避免地成为空中楼阁。

　　三、理性的结论

　　模型中运动的火车中点与地面的中点位置已经不对应，地面中点观察者看见闪光同时，火车中点的观察者必然看见闪光不同时；火车上看见不同时闪光的位置对应地面的点，这点的地面观察者看见的情况与车上观察者看见的情况必然相同。光的运动到达路基不同的点，使不同地点看见闪光有不同的时间，是距离除以速度得出的时间，完全在牛顿力学的运动学范畴内。同时的相对性的理论谬误，根本原因还是僵硬地固守物理规律在不同惯性系均等价平权的论断，认为两惯性系等价平权了，不管什么情况都有相同的现象，若现象不同就是时间有问题。说不同惯性系有不同的时间，那么所有惯性系的物理规律均相同，难道是依靠不同的时间保持或决定的？

　　同时的相对性推断的物理材料，是将光的运动与物体运动掺杂混合使用。静惯性系与动惯性系中的力学规律相同，是指物体的运动而不包括光。将力学规律扩展到物理规律，也就将光的运动与物体的运动混为一谈。比如在静止的或匀速直线行驶的火车内从两端向中点平抛二物，物体运动的距离相等。运动的火车车头和车尾各有一灯向内照射，光到达火车中点的现象与静止的火车内照射的现象不同。从运动的火车外两端平抛进来二物（反正是假设，就认为可行）运动的现象，与高塔或火车内发光射入火车中点的现象又相同。

　　火车中点的观察者说看见闪光不同时，明显是他忘记了这个中点与地面中点已经不是原来的对应位置。火车中点与两塔的距离已经不同，两塔同时闪光但两道光的行程不同，两道光到达火车中点必然耗费不同的时间，这种不同的时间根本不能算做时间的相对性。时间没有密度、形状、形态等物质要素，连物质性都不存在，怎么能忽快忽慢地变化呢。以公交车做惯性系看车内的时间，汽车停下时有一个时间，汽车开动后变成另一个时间，再停下又变回原来的时间，这样变来变去它也不嫌麻烦。还有，怎么保证车内的时间不跑出车外去，车外的时间不跑进车内去。由此可见，同时性的相对性的题设和推理都经不起推敲，地面上的时间与火车上的时间没有不一致的道理，不存在每个参考系都有它自己的特殊时间。

　　再做一假设，平直公路两端中点有一人向空中发信号弹，两人骑摩托车同时见信号后以相同速度相对运动，中点的人必同时等到两骑车人到达。若中点的人与两骑车人同时运动，且向一端行走，他一定先遇到与行走方向相对的骑车人。行走人遇到骑车人时说：“我应该同时遇到你俩，怎么只遇到你一个。糟啦！时间变了。” 骑车人说：“是变了，不要害怕。科学家说这是同时的相对性。” 结果可想而知，人们不把这两个人当作疯子才怪呢。这个假设中，公路是静参考系，骑车人相当于灯塔的光，行走人相当于火车及中点观察者，由此构成的模型，可叫做摩托行人模型并且与火车双塔模型等效。由摩托行人的运动推出相对论主张的同时的相对性，谁能认为有意义。

　　在牛顿力学中，应用绝对时间，但并没有运动的“同时的绝对性”的观点和论断。如果认为有同时的绝对性，牛顿力学就会崩溃。相对与绝对是一对哲学范畴，描述事物性质的相对性和绝对性是相辅相成的，没有同时的绝对性，同时的相对性就不能成立。速度不变的一种运动在不同行程中有同一时间的认识或观念，恐怕从有速度、时间、路程概念以来就不存在，人们从没有郑重其事认真仔细地探索和研究过。速度不变，经过不同距离有不同的时间，这是常识性的知识，或者说是小学生的应用题中的行程问题。

　　自古以来人们对时间习以为常，当牛顿表述了绝对时间概念后，在物理学上应用时间也没什么变化，即没有因“绝对”而受限制。但在爱因斯坦推出时间的相对性论断后，人们对时间有了新的认识，但更好像不知道时间是什么了。相对论将时间与惯性系联系起来，进而说不同的参考系各有自己的时间，令人匪夷所思。实际上，说不同参考系有不同的时间，即没有从理论上论证（引文中的话是陈述）也没有用实践去检验，纯属臆测甚至是为相对而相对的编造。

　　四、时间的裁判

　　同时的相对性推论不同的参考系有不同的时间，为后来的洛仑兹变换的速度使时间变慢作了预先的铺垫或者说埋下伏笔。如此一来，同时的相对性、不同参考系有不同的时间、速度使时间变慢这三个论断三足鼎立，构筑成坚固的理论堡垒。他说时间是变化的，你说时间不会变化，哪种说法正确，谁给作公正客观的裁判，恐怕只有当事人——时间作裁判才能解决问题。因此，有必要确认那个被相对的时间是什么，它为什么不安分守己自发地变来变去或身不由己被参考系的速度所变化。

　　时间是什么？不同的历史时期或不同的职业的人有不同的认识，可谓众说纷纭，莫衷一是。现在从网上看，许多人有如下共识：时间不是物质，它不是客观存在的。时间是事物发展变化的过程或进程的抽象概念，时间不能制约和影响事物的发展变化。时间是人类依据天体运动的周期规律制定的，记录或计算物体空间位置变化和事物变化发展过程的量度标准。时间不以实物形态存在，即时间不是客观存在物或类似物的东西。从存在的意义上说，时间是一种量，是人类主观认定的。，所谓的绝对时间和相对时间的观点都不正确。由于人类主宰的客观世界须臾离不开这种量，尽管不用像搬运、加工、交换等对待物质那样使用，人们还是不自觉地把它当做客观存在的物质化的量来遵循和利用了。

　　时间大的单位是由自然物的变化周期决定的，不以人的意志为转移；小的单位是由人决定，如时、分、秒单位时间。由人根据需要划分和规定时间单位的大小，如一天划分24小时，若划分12小时或30小时并不影响时间的性质和利用。日、月（农历）、年分别是自然的非进位时间单位，属于自然时间；秒、分、时是人规定的进位时间单位，以秒分时为单位的时间属于社会时间。正是人类赖以生存的地球周期的自转的天和公转的年，使人们感觉时间在流逝。若地球在一段时间内停止自转和公转，自然时间就停止了，人们可用钟表量度社会时间在流逝，也能依据经验判定自然时间的停止。

　　正如一切物体都是运动的一样，一切物体又都是变化的。人和植物、动物等生命体有出生、成长、衰老、死亡；宇宙中的天体也从形成阶段、稳定阶段到消亡（吞噬合并或爆炸分散）阶段。这些变化有长短不同的自然过程，是自然物的演变过程；而人类的社会生活由各种发展变化的“事”构成，事和物统称为事物。不是时间产生了具体的事物过程，而是事物的发展演变过程或进程就概括为时间，因而时间本身既没有均匀不均匀的问题，也没有匀速运动或恒定流淌的问题，所谓的绝对时间和相对时间的观点都不正确。时间的每1秒的间隔长度相同，是人类的划分规定。时间1秒1秒地过去了，对应于地球转过一个个角度。人们感到时间在流逝，是以太阳东升西落产生的景物映像变化为参照。所谓的时间均匀是反映地球的匀速自转。时间可定义为：时间是事物发展或演变过程的统称。

　　自从人类有了时间概念以来，人们对时间的认识和描述不断深化，当相对论推出时间的相对性论断后，时间与惯性系联系起来了。然而说不同的惯性系有不同的时间，不能不说是把时间物质化了，只有物体才有大小、长短等形状的变化，这个物质化的时间怎么确定它的长短，以什么为参考系？这不同的时间，是时刻的起点不同还是时间单位的大小不同？静惯性系和动惯性系的力学规律相同，要在时间相同的基础上，火车静止时做平抛运动实验有一个时间，运动时再做这个实验有另一个时间，力学规律相同从何谈起。力学（运动学）规律在不同的时间内保持相同，还能叫规律吗？这应该是时间的相对性论断和相对性原理的自相矛盾！

　　综上所述，可作出结论：由于没有客观的物质性的时间，也就没有理由存在所谓的时间相对性的客观事实。时间相对论比画饼充饥说还空虚，画饼充饥没有饼还有一张纸，时间相对性的推论连一张纸也没有。关于时间的变化，任凭相对论者，用生花妙笔写下并证明出多么美丽的数学公式，所联系的实际问题是物体速度接近光速这个永远够不着攀不上的海上仙山，时间变慢的说法只是一个神话般的故事。相对论的时间相对性的实质，也许真像爱因斯坦的幽默：你坐在一个漂亮的姑娘旁，一小时就像一刻钟；你坐在一个火炉旁，一刻钟就像一小时。

　　结束语：

　　同时的相对性的论断，将静惯性系发生的运动事件进入动惯性系，在动惯性系特定点的表现推及整个惯性系的所有的点，真不好说是以偏概全还是自欺欺人。不同惯性系中物体的运动规律相同，不等于从一个惯性系到另一个惯性系的物体运动规律相同。一个惯性系中的时间相同（不同惯性系及非惯性系的时间也没有理由不同），不等于同速度条件下在惯性系中运动不同的距离都遵从同一的时间。简单的问题就一个圈，解决问题时多转两圈就扭曲了，同时的相对性的论断，如同将时间问题多转了几个圈。