2.38  如何一步推翻相对论

侯工

有个网友提出5步推翻相对论。他企图通过5步否定光速不变，从而推翻相对论。其实，他的思路是错误的，因为光速确实是不变的。光速是宇宙球面的径向速度在球面上的反映。由于径向速度不变，所以光速不变。再说，我们与光速同步，因而可以看到光。如果光速可变，我们就看不到光了。

现在不少人在反相，但是思路不对，再反一万年也无济于事。

实际上，只要一步就可以推翻相对论了。

相对论的错误不在光速不变，而在于洛仑兹变换。正是因为光速不变，才显出洛仑兹变换的错误。

下面且看洛仑兹变换错在哪里：

在相对论里，爱因斯坦引用洛仑兹变换来推导出钟慢、尺缩、质能转换和质量变化的结论，一直以来被科学界人士崇拜得五体投地。殊不知，洛仑兹变换隐含着致命谬误。

先看洛伦兹变换的推导过程：

图1：你站在黑色坐标系原点，一列以速度v前进的火车(蓝色坐标系)在经过你的时候突然向前进方向发出了一个闪光，经过了时间t，它照到了位于x轴上的某个石头（图中的蓝柱）上。因为光的速度和光源的速度无关，恒定为c，那这个石头的位置

x=ct （1）

从闪光到光照到石头上这段时间t火车向前运动了vt，因此在地面参考系的你看来，此时火车到石头的距离是

x - vt （2）

（下图红色段所示）

图1：从地面上观察，当光照到石头上一瞬间的状态

火车上的人会怎么看这个问题呢？

图2:：从车上看这个现象，石头在向自己移动，经过时间t’闪光照在了石头上，他认为这个光源在他的时空中激起了一个涟漪（不再是地面那个时空）, 经过时间t',它也照到了同一块石头上。照上去时，石头位于相对于自己

x'=ct' （3）处

图2：火车上观察，光照到石头上一瞬间的状态

比较火车到石头的距离：

考虑闪光刚刚照到石头时，从地面上看，火车到石头的距离是

x - vt

从火车上看是x'或者说ct'。如果这两个时空的度量相同，我们一定能得

x' = x - vt （4）

而且彼此测的时间相同 t = t'; 代入 x'=ct'=ct, x =ct, 会得到

ct = ct -vt （5）

即 vt = 0，这显然不对，因为无论时间t还是速度v都一定不为0。

那怎么回事呢？因为这两个时空的度量不同，在这两个参考系下观察火车到石头的距离差了一个线性的缩放系数γ，即：

（6）

同样地，空间还应该是对称的，从火车上反过来看地面：

  

（7）

整理公式，推导结论：

就是这么一个时空度量不同的假设，就可以得出兼容光速不变原理的相对论变换了（洛伦兹变换）。

我们把上面的到的式子稍微整理一下：

（8）

（9）

提示：推导时需要注意的是，（9）的x，x' 对于坐标系中任意一个点都成立，而（8）是我们讨论的这束闪光的特殊情况。

把（9）左右两边乘起来，并代入特殊值（8）：

（10）

得到空间缩放系数γ的值：

（11）

将γ的值代回（9）就得到洛伦兹变换的一个结果了：

（12）

同时得到逆变换：

（13）

对于y 和z方向没有相对运动，我们可以放心地写出：

（14）

对于时间t的变换，我们希望得到一个t' 无关 x' ，而仅关于t和x的函数，于是我们首先将（8）中上面一个式子代入下面一个式子:

（15）

然后不断化简，代入γ，解出t':

（16）

用类似的思路可以求出逆变换：

（17）

到此，洛伦兹变换我们就全部推导出来了，正变换:

（18）

逆变换：

（19）

洛伦兹变换是最基础的时空坐标变换公式，代入一些特殊值进去就可以得到尺缩、钟慢等等关于这个世界不可思议的神奇的现象。

——以上是不是令人眼花缭乱？

实际以上是爱因斯坦带着你钻迷宫，结果他自己也找不着北了。

相对论的前提是光速不变公设，但是，爱因斯坦不知道光速为什么不变，只知道光的速度和光源的速度无关，但又不真正理解光的速度和光源的速度无关。“光的速度和光源的速度无关”，是指光速不是一般的相对速度，是不能与一般速度混合运算的。如果真正理解，就不会在洛仑兹变换的推导时，将光速c与光源（火车）的速度v进行混合运算，例如：

ct = ct -vt （5）

上式就是个伪命题：c是光速，v是一般相对速度，两者不可能出现在同一个算式中。同样错误的还有（10）、（11）、（12）、（13）、（16）、（17）、（18）、（19）。

在（5）中，因为将光速混同于普通速度，实际上否定了光速不变的公设，光速也成为可变的普通速度了，因此才有vt=0的谬误出现。这时，爱因斯坦不是从光速不变这个坚定不移的公设出发，而是错误地引入一个空间缩放系数γ。他错误地认为这两个时空的度量不同，企图改变时间来迁就光速不变，实际上是削足适履，贻笑大方。

回看图1，火车到石头的距离用的是普通速度来运算：x-vt，而在图2，火车到石头的距离用的是光速来运算：x'=ct'，然后将两种运算混合起来，这就是鱼目混珠了。

其实，无论地面上还是火车上，光都是从原点发出的，由于光速不变，两者观察到光到达石头的时间都是相同的，所以火车到石头的距离始终是ct-vt（这里不是推导）。

时间和空间的统一是宇宙统一的标志。如果存在相对时空，那么就破坏了宇宙的统一性。如果速度可以改变时间，那么万物就不可能同时存在，如果速度可以改变空间，那么万物就会不断变形。如果物体的速度达到光速，其质量就变得无穷大——与事实不符，实际上，最小粒子的速度已经达到光速，但是它的质量等于0；放射线粒子接近光速，质量也没有增大。由此可见，相对论是非常荒谬的。

以上通过剖析洛仑兹变换，一步就可以推翻相对论了。