教材改革與素質(zhì)教育（下）

劉文旺

一、廣義相對(duì)論的數(shù)學(xué)問題

狹義相對(duì)論的鐘慢尺縮，使存在質(zhì)量的時(shí)空變成彎曲的時(shí)空，質(zhì)量造成的彎曲空間屬于羅巴切夫斯基空間，而不是黎曼空間。廣義相對(duì)論用黎曼幾何，描述彎曲的羅巴切夫斯基空間是沒有數(shù)學(xué)依據(jù)的。

其實(shí)，廣義相對(duì)論是在狹義相對(duì)論的基礎(chǔ)上建立起來的，狹義相對(duì)論的錯(cuò)誤使其失去了存在的前提。

二、廣義相對(duì)性原理與等效性原理不相容

1.潮汐力與升降機(jī)

重力場(chǎng)中，在自由下落的升降機(jī)里有兩個(gè)用一個(gè)彈簧秤連接的物體。由于引力場(chǎng)有潮汐力而慣性運(yùn)動(dòng)沒有潮汐力。這樣，通過彈簧秤的讀數(shù)就能判斷升降機(jī)是處于引力場(chǎng)中，還是處于加速運(yùn)動(dòng)的慣性系中。這否定了等效性原理。

2.中子干涉實(shí)驗(yàn)否定了弱等效原理

中子在引力場(chǎng)中的干涉行為與其引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量都有關(guān)。這也否定了廣義相對(duì)論的等效原理。

3.力與時(shí)空彎曲

由同種帶電粒子如同種質(zhì)子構(gòu)成的粒子團(tuán)，在同樣的電場(chǎng)中也具有同樣的加速運(yùn)動(dòng)，加速度的大小也與粒子的電量、質(zhì)量無關(guān)。存在同樣的“引力質(zhì)量”與“慣性質(zhì)量”的等效性。

電磁力是萬有引力的1037倍，因此，僅電磁力造成的空間彎曲就是質(zhì)量引起的時(shí)空彎曲的1037倍。據(jù)此，我們計(jì)算的引力場(chǎng)中光線的彎曲、水星的進(jìn)動(dòng)、引力紅移、原子的光譜等會(huì)因此強(qiáng)勢(shì)增加，而此不是事實(shí)。

三、證明廣義相對(duì)論的實(shí)驗(yàn)問題

1.光線的引力彎曲

a.愛丁頓之后，不同的科學(xué)家測(cè)量光線的引力彎曲結(jié)果相差很大。根本就不能用廣義相對(duì)論來解釋。

b.現(xiàn)代精確的天文觀測(cè)表明：光線的彎曲與光線頻率有關(guān)。這與廣義相對(duì)論不相容。這充分體現(xiàn)了光線的彎曲是折射、衍射等物理過程造成的。

c.愛因斯坦在1916年的《狹義相對(duì)論與廣義相對(duì)論淺說》中，對(duì)發(fā)現(xiàn)的光線1.7秒的彎曲的解釋是：“這個(gè)偏轉(zhuǎn)一半是由于太陽的牛頓引力場(chǎng)造成的；另一半是太陽導(dǎo)致的空間幾何形變（彎曲）造成的?！钡牵粼谟?jì)算太陽系中行星的運(yùn)動(dòng)軌道時(shí)，同時(shí)考這雙重作用，則所有的行星受到的總作用力會(huì)加倍。這樣，包括我們地球在內(nèi)，所有行星的運(yùn)動(dòng)軌道就不會(huì)在現(xiàn)在的位置，但這不是事實(shí)。

2.水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)

水星每一百年近日點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角為5600.73±0.41秒，減去地球歲差的5029″，余額571.73″為水星的百年進(jìn)動(dòng)。根據(jù)牛頓理論計(jì)算，金星、地球、木星等其他行星綜合作用產(chǎn)生的進(jìn)動(dòng)為528.62″，余額571.73″-528.62″=43.11″。按相對(duì)論計(jì)算，太陽引起的每百年進(jìn)動(dòng)43.03秒。

除了水星外太陽系還有7顆行星，木星的質(zhì)量最大，是太陽質(zhì)量的千分之一。做一個(gè)放大的計(jì)算：假設(shè)除了水星外還有10顆行星，它們的質(zhì)量都等于木星的質(zhì)量，且都位于木星的軌道上——假象木星，則這個(gè)假象木星的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的1%；在100個(gè)地球年內(nèi)，水星轉(zhuǎn)約415圈、木星約轉(zhuǎn)8圈。這樣，在100個(gè)地球年內(nèi)，水星在假象木星的面前經(jīng)過約415-8=407次，我們?cè)俜糯笠淮?，每?jīng)過一次改為一圈。

水星的進(jìn)動(dòng)公式是：

Δφ=N6πGM/H

其中，N為環(huán)繞圈數(shù)，G為萬有引力常數(shù)、M為引力體質(zhì)量、H為行星軌道半長軸。

對(duì)于水星環(huán)繞太陽運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的進(jìn)動(dòng)有：

43.03″=N6πGM太陽/H水星 （1）

對(duì)于水星環(huán)繞這個(gè)位于木星位置上的假想天體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的進(jìn)動(dòng)有：

Δφ=N6πG0.01M太陽/H木 （2）

（2）式除以（1）式得：

Δφ/43.03″=N6πG0.01M太陽/H木/N6πGM太陽/H水星

Δφ=43.03″0.01 N H水星/NH木

Δφ=43.03″×0.01×0.387×407÷5.2÷415

Δφ=0.0314″

這個(gè)放大了的數(shù)值只有約0.0314″。571.73″-0.0314″=571.6986″，而按照廣義相對(duì)論計(jì)算出的太陽引起的進(jìn)動(dòng)，只有43.03″，與所需要的數(shù)值571.6986″差了528.6686″這就否定了廣義相對(duì)論本身。

這就是說，應(yīng)用愛因斯坦的廣義相對(duì)論根本就解釋不了水星的進(jìn)動(dòng)問題。

此外，歲差常數(shù)的任何微小變化，如萬分之一的變化，都會(huì)影響這一驗(yàn)證結(jié)果，而此變化是完全可能的！

4.引力場(chǎng)中質(zhì)量的變化

由引力場(chǎng)與加速參考系的等價(jià)性可知：同鐘慢尺縮的變化一樣，在加速系中物體的質(zhì)量會(huì)發(fā)生變化：m=m0/[1-（v/c）2]1/2，則靜止在不同強(qiáng)度的引力場(chǎng)中的物體質(zhì)量應(yīng)變化。但在廣義相對(duì)論中，愛因斯坦只提時(shí)間與空間的變化，而未提及引力場(chǎng)中質(zhì)量的變化。

我們也從沒有見到，在地球的不同高度處靜止的物體質(zhì)量會(huì)發(fā)生變化。

四、引力場(chǎng)的幾何化不成立

在廣義相對(duì)論中引力場(chǎng)被幾何化了。行星不是在太陽的引力作用下運(yùn)動(dòng)，而是在彎曲的空間中環(huán)繞太陽運(yùn)動(dòng)。

這是有問題的。

A、物體間的作用總是相互的，行星在太陽造成的彎曲的空間中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其離心力會(huì)作用于空間。由于離心力等于引力，行星的離心力會(huì)等值地作用于所在的空間，從而使之不再彎曲而成為標(biāo)準(zhǔn)的平直空間。這樣行星的運(yùn)動(dòng)就會(huì)偏離現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)軌道，而此不是事實(shí)。

空間為什么能約束天體的運(yùn)動(dòng)，它也是由原子、分子等構(gòu)成的物質(zhì)嗎？若是，為什么沒有在這些天體的前方，對(duì)宇宙中天體的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻力而使其靜止下來？若不是，它怎樣克服離心力？

B、太陽的質(zhì)量是怎樣使周圍空間彎曲的？太陽質(zhì)量的引力場(chǎng)造成空間彎曲，它應(yīng)該同時(shí)作用于處于同一空間的行星，若考慮這雙重的作用，所有行星的現(xiàn)有軌道都將改變，而此不是事實(shí)！

地球軌道上的空間彎曲為什么沒有阻止漫天雪花的自由落下？！

五、引力子運(yùn)動(dòng)速度等于光速的悖論

黑洞的引力場(chǎng)足夠強(qiáng)，光無法逃逸出來。但是，引力子速度等于光速，光子不能離開黑洞，引力子是怎樣離開黑洞而在視界外產(chǎn)生引力場(chǎng)的？

在編寫教材和教育學(xué)生時(shí)，應(yīng)該指出廣義相對(duì)論存在的這些問題，不能讓學(xué)生全盤接受。這樣才不會(huì)誤導(dǎo)學(xué)生?？茖W(xué)不是小說，正確性是其擁有存在價(jià)值的前提。我們要勇于質(zhì)疑。只有質(zhì)疑才有創(chuàng)新，才能點(diǎn)亮文明的曙光，尤其是我們這些教育者！