论绝对时空与相对时空里速度矢量的不同合成规则

论绝对时空与相对时空里速度矢量的不同合成规则 20.2 论“绝对时空”与“相对时空”里速度矢量的不同合成规则 叶建敏温州 (DANIEL ABRAHAM)325000 DANIELWORLD1225@HOTMAIL.COM 目的:通过使我们明白:不同时空对特定矢量有特殊要求就决定了不同时空的矢量合成 有特殊的合成规则、不同时空及其矢量有本质区别，不同时空里的不同合成规则的矢 量是有不同的概念与意义、不可等同;矢量都可以合成、不同时空有不同合成规则的 本质就是矢量所在的时空本质不同。 关键词:绝对时空、物质场时空、相对论时空、平移对称性、加利略变换、相对性假设、光 速不变假设、光速不变现象、正相关、实验精度、 质变、 量变、弱等效假设、 KEY WORDS: ABSOLUTE SPACE-TIME、MATERAIL FIELD SPACE-TIME、RELATIVITY THEORY SPACE-TIME、TRANSLATIONAL SYMMETRY、Galileo transformation、Relativity hypothesis、 Invariance of light speed、The constant speed of light phenomenon、positive correlation、The experimental accuracy、qualitative change、quantitative change、Weak equivalence hypothesis、 引言:在牛顿时代的“绝对时空”里的“伽利略变换”与“相对性假设”都是对的、“伽利 略变换”与“相对性假设”等价、它们单独各自构建的“数学时空”都是“绝对时 空”。在“绝对时空”里各种矢量值是无上限的，如“伽利略变换”与“相对性假 设”里的速度值;“伽利略变换”与“相对性假设”的内在数理规定就决定了它们 对速度矢量的合成是遵循“正交归一基底合成规则”(速度的平方就是其各个分量 的平方和)的。 在“伽利略变换”或“相对性假设”单独各自都可以构建成的“绝对时空”里的速度矢量的合成是遵循“正交归一基底合成规则”，那么在由“相对性假设”与“光速不变假设”共同构建成的“闵时空”里对速度矢量的合成是否还遵循“正交归一基底合成规则”,若不是，那么就有新的规则;若我们还是用“绝对时空”里的速度矢量合成规则来计算“闵时空”里速度矢量的合成，那肯定是错误的。 “闵时空”是由“相对性假设”与“光速不变假设”共同构建成的“数学时空”，其与“伽利略变换”或“相对性假设”单独各自都可以构建成的“绝对时空”是有本质区别的，所以“闵时空”里对速度矢量的合成与“绝对时空”里的对速度矢量的合成是绝对不一样的、是不再遵循“正交归一基底合成规则”的;若我们在计算“闵时空”里速度矢量的合成时，还是用“绝对时空”里的速度矢量合成规则，那肯定是错误的。 一、“闵时空”里的速度矢量合成规则不再是“正交归一基底合成规则” 1.1“相对性假设”、“伽利略变换”与“罗伦次变换”都无物理意义而物理错误 “相对性假设”、“绝对时空”与“闵时空”都不承认与违反了质量、惯性、万有引力场、电磁场、力与加速度等动力学内容的作用，而质量、惯性、万有引力场、电磁场、力与加速度等动力学内容的作用是客观存在的，所以“相对性假设” 、“绝对时空”与“闵时空”都无物理意义而物理错误。 例如，A与B是两平行匀速运动的物体，当A开始受力加速、而B没受力加速;根据“相对性假设”，A可以说自己没有在受力加速、而是B在受力加速。这样，由忽略物理动力学而只考虑运动学得出的结论是明显与物理实际不符合而错误的;这就是“相对性假设”、“绝对时空”与“闵时空”在物理上的定性错误。 因此，“伽利略变换”与“罗伦次变换”在物理上都错在“相对性假设”上，它们在描述“绝对时空”与“闵时空”里的惯性系之间的运动是自洽的，而一旦来描述“物理时空” 受力加速的非惯性系与物理动力学问题时，就失效、错误了。 里的 1.2 “绝对时空”里的速度矢量的“正交归一基底合成规则” 在“绝对时空”里速度值是无上限的，“伽利略变换”与“相对性假设”的内在数理规定就决定了其对速度矢量的合成是遵循“正交归一基底合成规则”的(如图)。 在“绝对时空”里计算速度值用“正交归一基底合成规则”，当然是正确的、图中以上各个等式都成立。 若我们在计算“闵时空”里速度矢量的合成时，还是用“绝对时空”里的速度矢量合成规则，那么肯定是错误的、即第五个等号的两边是推不出来的。 1.3 “闵时空”里的速度矢量合成规则不再是“正交归一基底合成规则” “闵时空”是由“相对性假设”与“光速不变假设”共同构建的“数学时空”，其与“绝对时空”有本质区别的，所以“闵时空”里速度矢量的合成与“绝对时空”里速度矢量的合成是绝对不一样的、是不再遵循“正交归一基底合成规则”的;所以我们在计算“闵时空”里速度矢量的合成时，上图的第五个等号的两边是推不出来的、不再成立的。 即在“闵时空”中，若第5等式是成立、速度矢量合成遵循“正交归一基底合成规则”，那根据“闵时空”的定义与数理推导，结论就是“闵时空”中的“光速不变假设”与“洛变换”就错误与不存在、“闵时空”的度规就没有“相对论(洛伦茨)协变性”;而“光速不变假设”与“洛变换”都错误与不存在了，哪还有“闵时空”、“闵时空”的“洛伦茨协变性”就没了;所以，在“闵时空”中的第5等式就是错误的;而根据这个大发现，我们还可以求解得到新的、正确的“闵时空”中的“洛变换”公式。 所以说第5等式的两边是不同性质的时空, 这个等号是想当然的沿用了“绝对时空”的矢量合成规则, 就是不自觉地“偷换”等式两边的物理量的概念。 这个大发现将改写所有物理教科书上的有关这一内容的过程，是物理大发现、是微分几何数学上的大发现;这个大发现说明我们的物理学已经进入了“相对时空观”的时代，而我们的数学对于矢量合成上还是错误的停留在“绝对时空观”的时代。 二、“闵时空”里的速度矢量合成用“绝对时空”里的“正交归一基底合成规则” 物理教科书与微分几何等数学教科书上都错误的运用了在“绝对时空”里才适用的“正交归一基底合成规则”来计算“闵时空”里的速度合成，这就说明所有这些教科书的作者都犯了一个共同的大错误。 上图中，第五等式是不自觉地使用了“绝对时空”里的“正交归一基底合成规则”而得到的结果，就是说在相对论的“洛变换”的导出过程中、或“闵时空”的速度合成运算中，还是错误的运算了“绝对时空”里的“正交归一基底合成规则”。 在“绝对时空”里的“正交归一基底合成规则”的基础上得出“洛变换”，从而犯了逻辑循环论证的错误与数理前提错误，就是错的。 另，所有矢量与标量的合成与时空的维度是没有关系的，而与不同时空的数学模型有关，教科书的编写者却忘记这个、或没有考虑到这个而错误的扩大了使用范围，那么教科书就错了。 2.1 矢量的不同合成规则与不同性质的时空有关 矢量的不同合成规则与不同性质的时空有关，“闵时空”与“绝对时空”的构建基础的不同就有不同的本质，所以“闵时空”里速度矢量的合成与“绝对时空”里速度矢量的合成是绝对不一样的、不再遵循“正交归一基底合成规则”的。 当然，在“闵时空”中有些矢量值是无上限的，这些矢量的合成可以与“绝对时空”的矢量合成规则一样，但是“闵时空”中的速度矢量值是有上限的,所以第5等式是不成立的。 而所有的教科书在讨论各种“数学时空”的矢量合成时，是都在“数学时空”的各种矢量值无上限的前提下进行的(没有自觉地意识到各种“数学时空”之间的本质区别)，所以才让所有看书的人都错误地认为: 矢量的合成与时空的性质无关。 某“数学时空”的各种矢量值是无上限, 就是类“绝对时空”;某“数学时空”的某个矢量值有上限,就是类“闵时空”。用类“绝对时空”的矢量运算规则去运算类“闵时空”的某个有上限的矢量值就是错误的。 2.2 在“闵时空”里的速度矢量用“绝对时空”的“正交归一基底合成规则”的案例 在“闵时空”里的速度矢量用“绝对时空”的“正交归一基底合成规则”来运算，肯定就是错误的(如下图)。 以上例子中错误使用矢量合成规则的案例分析: ? 这是在运用“绝对时空”的矢量合成规则得出“闵时空”里的“洛变换”的前提下的一 种逻辑循环论证，是错误的。 ? 与前面(图1第5等号)同样的错误，时空中不是所有的量都可以这样合成的;有些可 以，有些不可以这样合成的。 三、“绝对时空”、“闵时空”与“物质场时空”，及“时空的一般化”理论 “绝对时空”是要求时空在速度等各种物理量变化的前提下保持时空的不变性、即要求时空与速度等各种物理量无关而独立存在的，即“绝对时空”要求时空与物质质量及运动状态无关;而“绝对时空”是“相对性假设”或“伽利略变换”单独所构建的“数学时空”的通俗名称，所以“伽利略变换”、“相对性假设”与“绝对时空”三者等价，“相对性假设”无物理意义而物理错误。 而“相对论”里面的“相对论时空——闵时空(有别于‘相对时空’)”就是“相对性假设”与“光速不变假设”共同构建的“数学时空”。“闵时空”虽然已经承认与明白时空是相对的，但是还是把错误的“相对性假设”带进来，这就使“闵时空”还是一个无物理意义的“数学时空”、其仅仅比“绝对时空”更接近真实的“物理时空”而已。 “物理时空”就是“物质场时空”、是同样承认时空相对的时空、是时空相对的物理时空，“物理时空”承认物理规律并客观描述质量、惯性、万有引力场、电磁场、力与加速度等动力学内容的作用，描述物质质量、运动速度等物理量直接影响并决定时空的组成与分布，所以“物理时空”是物理实际规律的正确与恰当理论。 3.1 “相对性假设” 在仅单独研究运动学的“绝对时空”或“闵时空”里自洽 由此可见，“相对论”就错在“相对性假设”上、反“相对论”就是反“相对性假设”;“相对论”内容中去除“相对性假设”与“弱等效假设”后的一切逻辑与理论都通融自洽并有物理意义了，就是正确的“时空相对的物理时空”理论、就是“物质场时空理论”。所以，“时空相对的物理时空”与“相对论时空——闵时空”是有本质区别的。 而“相对性假设”在研究物体运动本质与能量的物理动力学上是错误的，仅在研究相对运动的运动学上自洽;而“绝对时空”与“闵时空”就是忽略力与加速度等物理动力学内容、只研究运动学的“数学时空”，因此无物理意义的“相对性假设”只在“绝对时空”与“闵时空”里自洽。 “物理时空”里的时空就与物质质量及运动状态等有关，所以“物理时空”是“时空相对的时空”、而不是“相对论”里被“相对性假设”的错误而乱了的“相对论时空——闵时空”。然而，很多人都是在不理解“物理时空”的“相对性”与“拓扑性”、及“物理时空”与“相对论时空”有本质区别的前提下，会在推翻“相对论时空——闵时空”后，还坚持“绝对时空”、而不坚持正确的“物理时空”。 3.2 在数学理论与分支上确立与开启了一个新的数学分支了 我们以前认为现代数学已经把数、图形、方程、时空等的“一般化”都建立起来了，现在发现还差很远。 1)数的一般化——数论 2)图形的一般化——拓扑学 3)方程的一般化——泛函分析 4)空间的一般化——微分几何、纤维丛理论等 现在我们发现“微分几何、纤维丛理论等”数学原来还仅仅是某类时空的一般化理论，远远还不是“时空的一般化”理论。 只有将各种时空对各种量的特定要求的合成规则都包括进来研究，才能建立真正的“时空的一般化”理论;就是说我们已经在数学理论与分支上确立与开启了一个新的数学分支了——“时空的一般化”理论，在黎曼、陈省身等伟大科学家的基础上又向前推进一步。 参考书目 1. 《数学物理学百科全书》第1卷 科学出版社 2008年 中英文版 2. 《普通物理学》(上中下)三册 高等教育出版社 1982年版 3. 《光怪陆离的物质世界》 商务印书馆 2008年版 4. 《广义相对论引论》 北京大学出版社 1997年版 5. 《电动力学简明教程》 北京大学出版社 1999年版 6. 《量子力学原理》 北京大学出版社 2008年版 7. 《时空和运动着的物质》 贵州人民出版社 2000年版 8. 《物理宇宙学讲义》 北京大学出版社 2002年版 9. 《高等数学》 浙江大学出版社 1992年版 10. 《高温超导物理》 北京大学出版社 1998年版 11. 《量子力学导论》 北京大学出版社 1998年版 12. 《核反应堆动力学基础》 北京大学出版社 2007年版 13. 《简明量子场论》 北京大学出版社 2008年版 14. 《热大爆炸宇宙学》 北京大学出版社 2001年版 15. 《超弦史话》 北京大学出版社 2005年版 16. 《引力场与量子场的真空动力学图象》 电子工业出版社 陈蜀乔 著 2010年版 17. 《夸克与盖尔曼》 湖南科学技术出版社 1999年版 18. 《物理实验》 武汉大学出版社 2010年版 19. 《核与粒子物理导论》 中国科学技术大学出版社 2009年版 20. 《粒子物理和场论》 李证道 著 上海科学技术出版社 2006年版