狭义相对论的空间是不存在的

摘  要：本文从《空间的本质》^[1]出发，对狭义相对论的空时理论作了深入分析。根据空间和时间的本质，空间是无法压缩的，时间也不会变慢。对光的运动分析后，发现高速运动和低速运动的速度相加定律是一样的。狭义相对论的空时理论，是爱因斯坦错误地选择了参考系，又错误地选择了数学方程，并错误地套上光速不变，进而推导出一个光怪陆离的空间和时间。因此，狭义相对论的空间和时间是不存在的。对涉及的相关问题，也作了分析研究：运动有相对运动和绝对运动，速度不变、方向不变，是相对运动；速度变化、方向变化，是绝对运动。对运动的本质作了研究，运动本质上是物质和物质的互动。对什么是数学，也作了简洁的表述：数学是物质运动和变化所遵循的量变法则的科学。

关键词：狭义相对论  空间  光速不变  速度相加定律  运动  数学

 

 

爱因斯坦的“狭义相对论”发表后，让人们看到了一个崭新、神奇的空间和时间。这个新的空时理论带给了这个世界深深地震撼，我们的宇宙竟然这么神奇，竟然和神话中的世界有些相似。在大家深深地震惊之余，也不乏目光敏锐的先驱者，发现了狭义相对论的破绽，如：双子悖论等。本来这是纠正错误的契机，但更多的物理学者却想尽办法去给狭义相对论补漏洞。

空间会压缩，时间会变慢，这样的空间和时间真的存在吗？要回答这个问题，我们就要知道：空间是什么？时间是什么？我在《空间的本质》一文中，对空间和时间各下了一个定义：空间是物质运动位置移动的表现形式，时间是物质运动前后顺序的表现形式。根据我对空间和时间的定义，可以知道空间和时间是无法压缩和拉长的。那么，我们就从空间和时间的本质出发，来看一看“狭义相对论”的错误。

一、光的参考系

物理原理告诉我们，物体的运动，需要通过参考系来描述。参考系的选择是任意的，同一个运动，选择不同的参考系，结果会不同。我们现在来看看光的参考系。光在“真空”中的速度是每秒30万千米。但是，光不能以“真空”作为参考系；从另一个角度说，光不能以空间作为参考系。空间为什么不能作为光的参考系？简单地回答是：空间无法作为光的参考系。那么空间为什么无法作为光的参考系？因为空间只是物质运动的表现形式，物质运动不能以自己的表现形式作为自己的参考系。这就是空间为什么不能作为物质运动参考系的根本原因。

我们现在都认为光速不变。但光速不变的含义究竟是什么？爱因斯坦在他的《狭义与广义相对论浅说》中表述得含糊不清。比如高铁上与车同方向的光，测量这样的光速，是以高铁作为参考系，还是以路基作为参考系。如果以高铁作为参考系，光速不变，光速是c；以路基作为参考系，光速也不变，也是c，这样的结果，就是同一运动选择不同的参考系，运动速度是一样的。这不符合物理原理。如果高铁上的光，以高铁作为参考系，光速是c，那么以路基作为参考系，光速就不可能是c，而只能是W=c+v（c为光速，v为高铁的速度，W为变化了的光速），光速变了。

根据物理原理，可以认为光速不变是有条件的。不是无论在哪里，测量哪里的光速，光速都是c。对于光，需要选择恰当的参考系，这是正确认识光速不变的关键。路基上的光，选择路基作为参考系；高铁上的光，选择高铁作为参考系。如果对于路基上的光，选择高铁作为参考系；而高铁上的光选择路基作为参考系，光速就不会是c。所以，只有正确选择光的参考系，才能正确理解光速不变，也才能正确认识空间。爱因斯坦推导出的空间，是源于错误地选择了参考系，又错误地选择了数学方程，并错误地套上光速不变，最后为我们描绘了一个光怪陆离的空间和时间。这样的空间和时间不符合实际，是错误地应用了洛伦兹变换，赋予了洛伦兹变换错误的物理内容。

洛伦兹变换，本身就是为了错误的目的而提出的。在17世纪，人们认识到光的波动性，联想到声音传播需要空气作为介质，于是提出了“以太”假说，并认为以太在空间中是固定不动的。但以太看不见摸不着。到了19世纪下半叶，为了探测地球在以太中的漂移速度，迈克尔逊和莫雷一起做了一个著名的实验。但实验的结果却让整个物理界震惊不已，经典物理学的重要组成部分，竟然被一个实验无情地否定了。在当时的物理界，以太观念可谓根深蒂固。为了挽救以太，洛伦兹提出了著名的洛伦兹变换方程。按照方程计算，物体的长度会在运动方向上收缩，从而使以太的相对运动速度无法被测量到。

洛伦兹变换是为错误的目的而提出，因而，洛伦兹变换一经诞生，就被赋予了错误的物理内容。接着，爱因斯坦也为错误的目的而应用洛伦兹变换，又赋予了洛伦兹变换新的错误的物理内容。爱因斯坦从一系列的错误出发，创建了“狭义相对论”的空时理论。由于这一理论破绽明显，人们很快发现这一理论会导致双子悖论；还发现火车上发生的事情，竟然在火车上看到的结果和路基上看到的结果不一样。这种违反常识的情况，被物理学界盲从权威以及媒体追逐轰动效应而忽视。如果物理学界认真对待狭义相对论中的漏洞，我们不至于被误导那么多年。

作为光的参考系——路基和高铁，运动速度虽然不一样，但在路基和高铁上，光速都是一样的。路基和高铁，都是以惯性系的身份来作为光的参考系的。我们可以认为，作为惯性系，不论其运动速度是多少，不论其运动方向是哪里，在相同的条件下，光的速度都是一样的。

二、光眼中的世界没有空间

空间不能作为光的参考系，因而，光在空间中的速度就没有意义，因为空间不能描述光的速度。光速必须要由参考系来描述，脱离了参考系，光速无法表示。以惯性系作为光的参考系，光速又都是一样的。这告诉我们什么呢？

我们回到路基上。设：在笔直的路基上，有两列高铁在两条铁轨上，正以均速相向而行。这时在两列高铁上同时测光速，结果应该是众所周知的，光速是一样的。两列高铁的相对速度为什么没有在光速上体现出来？即光速没有体现参考系在空间中的位置变化。在向前行驶和向后行驶的高铁上，光速都是一样的。据此，我们可以认为光对于参考系在空间中的位置变化无法探测。光只知道参考系，即：在这里只知道高铁，不知道空间。我们又可以进一步得出：光对空间是无视的，光眼中的世界没有空间。

三、空间不会收缩，时间不会变慢

根据“狭义相对论”，当物体高速运动时，物体在运动方向上的长度会缩短。而且速度越快，收缩的效应越明显。但问题是，高速运动的物体真的收缩了吗？

物体的运动，需要通过参考系来描述。按照爱因斯坦的论述，对于高速运动的物体，只有在参考系上观测，才能看到物体收缩了；而在高速运动的物体上，比如在一艘接近光速的宇宙飞船中，宇航员并不会发现自己和飞船在运动方向上收缩。相反的是，这时宇航员观察飞船外的星球以及宇宙，星球变成了扁圆形的球体，而且周边的宇宙空间也缩扁了。如果这时宇航员用一架空间望远镜，可以看到130亿光年那么远，极目所到之处，宇宙都缩扁了。一艘小小的宇宙飞船，竟然让漫无边际的宇宙缩扁了；如果有几艘宇宙飞船以不同的速度飞行，宇宙该如何收缩？显然，宇宙按不同的飞船速度，发生几种不同的收缩，是不可能的。因而，可以确认宇宙不可能缩扁；反过来，以宇宙（靠近飞船的星球）作为参考系，飞船同样也不可能缩短，没有什么物理原因使飞船缩短。

回到狭义相对论，宇宙飞船缩短符合狭义相对论，宇宙缩扁也符合狭义相对论。可是，按照狭义相对论，双方又不能同时收缩，只能有一方发生收缩。所以，狭义相对论对此是无解的。狭义相对论从数学方程推导出这样的空间，并认为双方的收缩都是合理的，在逻辑上自相矛盾。作为推导出狭义相对论空间的理论，却无法解决自己造成的矛盾。这样的理论，犹如让我们进入了一个童话世界，我们来到了《爱丽丝漫游奇境记》中的奇幻世界，这是现实中不存在的世界。

科学研究是一个严肃的问题。究竟是宇宙飞船缩短了，还是宇宙缩扁了，理论上必须有一个明确的阐述，不能含糊其词。狭义相对论在这个问题上无法自圆其说，足以证明狭义相对论存在问题。狭义相对论的自相矛盾，是狭义相对论自身的一系列错误，导致了这样荒诞的空间：第一、狭义相对论错误地选择了参考系。对于火车上与火车同方向的光，应该选择火车作为参考系。狭义相对论选择路基作为参考系，用以描述火车上向前的光速，这为他的空时理论埋下了隐患。第二、狭义相对论错误地选择了数学方程。爱因斯坦以路基作为参考系，借助洛伦兹变换来计算火车上向前的光速。这样使用洛伦兹变换是错误的。第三、错误地套上光速不变。洛伦兹变换计算出火车上向前的光速也是c。爱因斯坦便以路基作为参考系的，以火车上光速不变作为前提，推导出他的空间。所以，他是错误地套用了光速不变。

空间和时间是物质运动的表现形式。物质运动具有两个属性，一个是物质运动的位置移动，一个是运动的前后顺序。位置移动的表现形式是空间，前后顺序的表现形式是时间。物质运动的两个属性，就分别表现为空间和时间。空间和时间为什么总是联系在一起，不可分离，就是因为运动的两个属性是同时具有的，所以运动的两个表现形式也就难分难解、形影不离。由此我们可以知道：空间和时间不是独立存在的事物，而是附属于物质。它们依附于物质，没有物质，空间和时间也不会存在。

空间是物质运动位置移动的表现形式，这是空间的本质。空间的本质决定了空间是既不能收缩，也不能拉伸的。因为空间并不是一个实体，空间只是一种形式。物质运动速度的快慢，只是单位时间内物质位移的多少而已。运动速度快，没有什么原因会使位移的距离变化。比如：高铁一秒钟行驶了100米，距离就是100米；宇宙飞船一秒钟飞行了100千米，距离就是100千米；哪怕宇宙飞船一秒钟飞行了20万千米，距离也不会变化。宇宙飞船不会因为自己的运动速度快，自己位置移动的表现形式——空间就发生变化了。没有什么物理原因可以使位移的距离发生压缩。

四、速度相加定律，低速运动和高速运动是一样的

当前，物理界的主流观点基本认同爱因斯坦提出的，高速运动和低速运动的速度相加定律不同：伽利略变换适用于低速运动，而高速运动则遵循洛伦兹变换。事实真的是这样吗？我们还是先看看爱因斯坦是怎么说的。

爱因斯坦先从低速运动开始。“火车车厢，在铁轨上以恒定速度v行驶；并假设有一个人在车厢里沿着车厢行驶的方向以速度w从车厢一头走到另一头。那么在这个过程中，对于路基而言，这个人向前走得有多快呢？”“在所考虑的这一秒钟里他总共相对于路基走了距离W=v+w。”也就是说，以路基作为参考系，这个人的速度，是人和火车速度之和。接着，爱因斯坦又说：“我们以后将会看到，表述了经典力学的速度相加定理的这一结果，是不能加以支持的；换句话说，我们刚才写下的定律实质上是不成立的。”^[2]爱因斯坦在这里明确否定了经典力学的速度相加定律。

爱因斯坦转而引用洛伦兹变换：“我们同样也可以根据相对论来进行这一探讨。……这样我们得到的就不是方程（A）（指Ｗ=v+w —— 本文作者），而是方程（B） 。这个方程对应于以相对论为依据的另一个同向速度相加定理。现在引起的问题是这两个定理哪一个更好地与经验相符合。”^[3]

爱因斯坦不认为方程（Ａ）更好地与经验相符合，因为他已经否定了方程（A），而是认为方程（Ｂ）更好地与经验相符合。什么经验呢？就是物理学家斐索做的一个物理实验。“光以特定速度ｗ在静止的液体中传播。现在如果上述液体以速度ｖ在管Ｔ内流动，那么光在管内的传播速度有多快呢？”对于在流动液体中的光速，爱因斯坦首先明确：“按照相对性原理，我们当然必须认定光相对于液体总是以同一速度ｗ传播的，不论此液体相对于其他物体运动与否。”^[4]对于这个实验，爱因斯坦首先选择了液体作为光的参考系，并认定光相对于液体总是以同一速度传播。

但是，接下来爱因斯坦又变了，转而要以管道作为流动液体中光的参考系：“光相对于液体的速度和液体相对于管的速度皆为已知，我们需要求出光相对于管的速度。”爱因斯坦自己对此作了说明并作了回答：“管相当于铁路路基或坐标系Ｋ，液体相当于车厢或坐标系Ｋ′，而光则相当于沿着车厢走动的人或本节所引进的运动质点。如果我们用Ｗ表示光相对于管的速度，那么Ｗ就应按照方程（Ａ）或方程（Ｂ）计算，视伽利略变换符合实际还是洛伦兹变换符合实际而定。实验作出的决定是支持由相对论推出的方程（Ｂ），而且其符合的程度的确是很精确的。”^[4]

爱因斯坦对于同一束光选择了两个参考系：第一个参考系为流动的液体，第二个参考系为管道。由于当时没有技术能够测量管道内流水中的实际光速，爱因斯坦运用方程（B）计算管道内流水中的光速。方程（B）计算的结果是：管道内流水中的光速仍然是W，光速不变。同一个运动，选择不同的参考系，结果却相同。光速真的没有变化吗？

我们再回头看一下裴索的实验：光源发出的光，经过半透镜后分为两束，一束光与水流方向一致，另一束光与水流方向相反，两束光最终在干涉仪处汇合，产生干涉条纹。当管道中的水流速度从0开始逐渐增大，可以观察到干涉条纹有明暗交替的变化。这个实验测量管道内流水中的光速，干涉仪是和管道相对固定的。干涉仪和管道相对固定，就是以管道作为参考系。现在以管道作为参考系，顺水中的光速和逆水中的光速不一样，不然不会产生干涉条纹的明暗变化。这个结果非常清楚地表明，光相对于管道在顺水中和逆水中的速度是不一样的，实验结果明显不符合方程（B）计算的结果。所以，爱因斯坦认为“实验作出的决定是支持由相对论推出的方程（Ｂ），而且其符合的程度的确是很精确的”完全不符合实际。由此可以进一步确定：爱因斯坦以管道作为参考系，采用方程（B）计算流水中光的速度，是错误的。

爱因斯坦在这一问题上的两个论述令人非常疑惑。第一个论述是完全否定经典力学的速度相加定律。经典力学的速度相加定律是大量实践和事实所证明的，不知爱因斯坦是依据什么否定这一定律。第二个论述是关于裴索的实验。裴索的实验非常清楚地表明，光在顺水和逆水中的速度是不一样的，不知爱因斯坦为什么还要认定“实验作出的决定是支持由相对论推出的方程（Ｂ）”，并且还认为“其符合的程度的确是很精确的”。

我们回到前面的路基上，以路基作为参考系来考察高铁上的光。我们套用爱因斯坦的比喻：路基相当于管道，高铁相当于管道中的流水，高铁上的光相当于流水中的光。裴索的实验表明，以管道作为参考系，光在静止的水中，以及在顺水和逆水中的速度都是不一样的。我们再套用到高铁上，高铁上的光速在高铁静止时和高速行驶时的速度也会不一样。在这样的情况下，不存在光速不变，因为光速不变是有条件的。当高铁高速行驶时，高铁上的光以路基作为参考系，光速就要加上高铁的速度。相对于路基，高铁上的光速就是原光速加上高铁的速度。对光速不变的正确理解是：在不同的惯性系中，光速都是一样的；而不是选择不同的参考系，光速都是一样的。（爱因斯坦的高速运动速度相加定律，是狭义相对论的基石，至今没有得到过实验的验证。我设计了一个验证方案，附后，希望有条件的物理学家予以验证）。

光速不变，人的行走速度会变化吗？人可以走得快一些，也可以走得慢一些，因而人的行走速度是会变的。但我们现在设定，人的行走速度ｗ是恒速。现在的问题是：人以恒速在路基上行走和在高铁上行走，速度会变化吗？和光速一样，人的行走速度也是不变的。人在路基上以w速度行走，以路基作为参考系，速度是w；人在高铁上以w速度行走，以高铁作为参考系，速度也是w。 按光速不变的规则，只要是惯性系，光速不变。这一规则对人的行走速度也是一样的，只要是惯性系，人的行走速度也是不变的。我们再看一下物理实验。只要是惯性系，任何物理实验都遵循同样的物理定律。相同的物理实验，在不同的惯性系中，实验的结果也是不变的。这说明了什么问题？

在惯性系中，低速运动，人的行走速度是不变的。这是不是有着高速运动光速不变的影子。高速运动，光速不变，这是不是又有着物理实验结果相同的影子。低速运动、高速运动、物理实验，他们都遵循着同样的物理定律，不存在高速运动遵循着特殊的物理定律。在第二节，我们已经得出了一个结论：光眼中的世界没有空间，因为光速无法体现参考系空间位置的变化。现在，我们看到：低速运动和物理实验也无法体现参考系空间位置的变化。我们因此又得出一个结论：在所有惯性系中，低速运动、高速运动和物理实验，都无法体现参考系空间位置的变化，因而可以认为他们都无视空间的存在，他们眼中的世界都没有空间。所以，在无视空间这一点上，低速运动、高速运动和物理实验都是一样的。

五、相对运动和绝对运动

我们这个世界是相对的还是绝对的，抑或两者兼而有之？爱因斯坦是以相对性来描述这个世界的，运动是相对的，距离是相对的，时间也是相对的，似乎这个世界的一切都是相对的，任何事物都是不确定的。相对和绝对是一对矛盾，双方互为前提，一方不存在，另一方也就失去了存在的意义。只有相对而没有绝对，是不符合唯物辩证法的。

牛顿认为运动有绝对运动和相对运动，他认为：“绝对运动是物体由一个绝对处所迁移到另一个绝对处所；相对运动是由一个相对处所迁移到另一个相对处所”。牛顿对处所的定义是：“处所是空间的一部分，为物体占据着，它可以是绝对的或相对的，随空间的性质而定。”^[5]所以，处所是空间，相对处所是相对空间，绝对处所是绝对空间。牛顿对绝对运动的定义是：“这些是绝对处所，而离开这些处所的移动，是唯一的绝对运动”。^[6]按照牛顿的论述，物体的运动是绝对的还是相对的，是由空间的性质来决定，而不是由物体自身的运动来决定。

空间能决定物体运动的相对和绝对吗？空间作为物质运动位置移动的表现形式，是附属于物质的，它不能反过来决定它的主体是相对的还是绝对的。物体的运动是相对的还是绝对的，应该由物体自身的运动来决定。所以，要厘清相对运动和绝对运动，我们需要到物体的运动中去寻找答案。

高铁在一条笔直的铁轨上飞速前进，当高铁处于匀速运行状态时，乘坐高铁的乘客感觉不到高铁在飞速前进。此时高铁处于惯性状态（按不存在任何阻力论述），属于相对运动。物体处于相对运动时，运动和静止等效，运动只能靠参考系来描述。当高铁加速或者刹车时，高铁处于加速度状态，乘客会有重心不稳的感觉，不必依靠参考系，就知道高铁在运动。这就是高铁的绝对运动。或者，尽管高铁的速度没有变化，但高铁转弯了，这时乘客会感觉到被甩向一边。所以，当运动方向改变时，也是绝对运动。绝对运动除了可以通过参考系来描述外，还可以通过受到力的作用反映出来。由此可见：高铁的相对运动和绝对运动是由高铁自身的运动状态决定的，而不是靠外来事物决定的（除非该事物对高铁施加了某种力），也不是靠参考系决定的。

一般来说，物体处于惯性状态，是相对运动；物体处于加速度状态，是绝对运动。速度不变，方向不变，是相对运动；速度变化，方向变化，是绝对运动。相对运动和绝对运动有个简单的区别：当运动和静止等效，是相对运动；当运动不能和静止等效，是绝对运动。在物理上的区别是：物体没有受到力的作用，处于惯性状态，是相对运动；物体受到力的作用，正在改变原来的运动状态，是绝对运动。当力的作用停止后，又回归到相对运动。还有可观察的区别是物理实验：相对运动中的物理实验和绝对运动中的物理实验，结果会表现出不同。在相对运动中，相同的物理实验结果相同（见图一）；在绝对运动中，同样的物理实验，结果会不同（见图二）。因为绝对运动除了和相对运动遵循同样的物理定律外，绝对运动还受到力的作用。这一作用也会作用到物理实验上，使物理实验的结果出现变化。作用力小，出现的变化小；作用力大，出现的变化大。所以，相同的物理实验，结果相同，是相对运动；结果不同，是绝对运动。

区分相对运动和绝对运动的上述三种方法，是不完善的，或者不是绝对的。我们在依据这些方法作出判断时，要注意可能出现的偏差。我们生活在地球上，地球在自转，因而我们有白天黑夜。地球的自转，是地球依靠自身的惯性在转动，没有受到外力的作用。而且，我们在地球上的惯性系（如匀速直线前进的火车和轮船）中做的物理实验，相同的实验结果也相同（见图一）。地球依靠自身的惯性自转，是相对运动还是绝对运动？

我们生活在地球表面，地球在自转，因而我们一直在改变着运动方向。按照牛顿的论述，旋转运动会产生飞离旋转运动轴的力。所以，我们一直处于绝对运动中。但是，我们在地球表面的惯性系中做的物理实验，实验结果却是相同的，并没有体现出地球的绝对运动？地球的自转运动，会产生飞离旋转运动轴的力，这个力必然会作用到物理实验上来。但是，实验的结果为什么没有体现出地球的绝对运动？因为地球的质量巨大，产生的引力很强大；而地球自转的角速度很慢，所以产生的飞离旋转运动轴的力和地球的引力比起来，显得微不足道。由于这两个力方向相反，飞离旋转运动轴的力完全被引力掩盖了，所以物理实验体现不出地球的绝对运动。物理实验是区分相对运动和绝对运动的权威标准，如果物理实验面对这样的情况无法区分相对运动和绝对运动，那么区分相对运动和绝对运动就会有模糊地带，这在道理上是说不通的。

上述的物理实验无法体现地球的绝对运动，即使如此，我们也不能就此下结论，认为物理实验对这样的运动缺乏判断能力。不同的运动，有时需要选择不同的物理实验来作出判断。牛顿曾用旋转水桶的实验来证明绝对运动。牛顿的这个设想从表面看是正确的。当水跟随水桶一起旋转后，水会一点一点地离开中间，并沿桶壁上升，使水面形成一个凹型。这表明水有离开转动轴的倾向，从而证明水桶和水的旋转是真实的运动。牛顿认为：真实的运动表明水离开了它原来的绝对处所，因而就是绝对运动。但牛顿论述的绝对运动和我论述的绝对运动含义不同。牛顿意义的绝对运动是物体移出了原来的绝对空间，是物体相对于绝对空间作出的运动。绝对空间是不存在的，我在《空间的本质》一文中，对此已有论述。所以，牛顿意义的绝对运动也是不存在的。要证明地球存在绝对运动，虽然不能采用牛顿的这项实验，但总有物理实验能证明地球的绝对运动。1851年，法国物理学家傅科做了一个摆动实验。悬挂的摆锤摆动时，会沿顺时针方向缓缓转动。实验的结果不断变化，证明了地球是在自转，也证明了地球的绝对运动。

六、运动的本质

从辩证唯物主义的观点看，运动有相对运动，也有绝对运动。不论是相对运动还是绝对运动，他们都是运动。那么，运动究竟是什么？即运动的本质是什么？

我们要认识运动的本质，也只能到运动中去寻找答案。我们从运动的表现来看：运动，似乎就是从空间的一处移动到空间的另一处。但是，我们在第一节看到：空间不能作为光的参考系；我们在第四节看到：低速运动、高速运动和物理实验，他们眼中的世界都没有空间；我们从空间的本质看：空间只是物质运动的表现形式。所以，如果我们想把运动描述为从空间的一处移动到空间的另一处，我们根本找不到能表示移动的标识；我们无法表述：物体从哪部分空间移动到哪部分空间。那么，运动和空间有关系吗？有。空间是物质运动位置移动的表现形式，这就是运动和空间的全部关系。我们看到的运动，比如：人行走，从家到超市；汽车，从家到单位；高铁，从上海到北京；飞机，从上海到乌鲁木齐；火箭，从地球到火星。运动，都是从一个具体的位置移动到另一个具体的位置。

为了能更好地分析问题，需要排除一些无关的因素，我们到太空中去看看物体的运动。我们乘坐宇宙飞船高速飞行在太空中。当飞船的发动机关闭后，虽然我们知道飞船在高速飞行，但我们感觉不到飞船在飞行。这时飞船处于惯性状态，运动和静止等效。我们设想，此时，近处没有其它星球可以作为参考系，只有极其遥远的天际，星星在闪烁。依据这些闪烁的星星，无法清楚地描述飞船的运动。这时有另一艘宇宙飞船从边上相向飞过，我们会看到这艘飞船在高速飞行，而我们自己却处于静止状态。对方飞船上的人，却感觉他们静止，我们在高速飞行。不管飞船上的人感觉怎么样，这时运动表现为：你飞过来，我飞过去。即：飞船和飞船的互动。

在太空中，每一个物体都有自己特定的惯性状态，不同物体的惯性状态是不同的。不同的惯性状态，是指不同的物体，以同一个物体（比如太阳）作为参考系，他们相对于这个参考系的运动方向和运动速度不同。不同物体由于他们的惯性状态不同，因此他们之间的距离会发生变化，显示出物体在运动。宏观世界物体的运动，就是物体和物体的互动。

物体不论处于惯性状态还是加速度状态，他们的运动均表现为物体和物体的互动。但他们互动的速度如何确定？惯性状态只有相对运动，相对运动只能依靠参考系来描述。以不同的物体作为参考系，速度会不同。因此，一个物体会有许多不同的相对速度。加速度，是单位时间内速度变化的量，由力引起，表现为a=F/m。如果是在匀加速状态下，速度每秒增加10米，加速度就是10米。

我们把运动速度分为相对速度和加速度，这样便于深入分析狭义相对论的空时理论。按照狭义相对论，当物体的速度接近光速时，空间的距离会缩短，时间会变慢。这个物体的速度是什么速度？爱因斯坦的空时理论，是建立在惯性系上的，我们先按惯性系来考察。惯性系只有相对速度。按照运动的本质，我们可以知道物体的速度，就是物体和物体互动的速度。一个相对速度，仅仅是两个物体互动的速度，如果再加入一个物体，三个物体在一起互动，就会形成三个相对速度。这三个物体互为参考系。按照物理原理，他们作为参考系是平权的；其中没有哪一个物体具有特别的优势，以该物体作为参考系确定的相对速度比其他相对速度更正确。不存在这样的情况。所以，当一个物体的相对速度接近光速时，这只是该物体的一个相对速度，该物体还有许多不同的相对速度。在物理上，这些相对速度都是平权的，所以距离缩短和时间变慢，究竟是哪一个相对速度引起的？根据狭义相对论，按照洛伦兹变换计算，不论物体的哪一个相对速度，都能引起该物体的空时变化。但距离不可能同时按照许多不同的相对速度缩短成许多不同的距离，时间也不可能同时按照许多不同的相对速度变慢成许多不同的时间。可见，一个物体众多的相对速度，无法引起相对论的空时变化。那么，如果是加速度，是否能引起相对论的空时变化？加速度a=F/m，从实际变动的量来看，对于爱因斯坦的空时理论是微不足道的，无法引起空时变化。如果加速度要接近光速，从物理上来说是不可能的。所以，加速度也无法引起相对论的空时变化。从以上分析可以得出：能引起相对论空时变化的速度，不可能是相对速度，也不可能是加速度；最后的结论是：没有什么速度可以引起狭义相对论空间和时间的变化。

我们分析了物体运动的种种现象，从运动的状态来说：有惯性状态和加速度状态；从运动的速度来说：有相对速度和加速度（这里的“相对”，是面对、相向的意思，不是相对绝对的“相对”），他们都是真实的速度。从运动的性质来说：有相对运动和绝对运动；从运动的本质来说：运动就是物体和物体的互动。

这是宏观世界的运动，微观世界的运动又是怎么样的？我们就来看看光吧。光速不变，光速为什么不变？我们依据前面的分析，能够做出一个初步的判断：首先，依据第二节的结论：光眼中的世界没有空间；其次，依据本节关于宏观物体运动的本质，是物体和物体的互动。我们可以做出一个初步的判断：光速不变，不是光以自己固有的速度在空间中飞行，而是光和物质互动的速度是既定的。宏观物体的互动，速度有一个起步的过程，比如汽车、飞机，速度从０起步，再逐渐加速，而光则没有这个过程，光一出来就是每秒30万千米，不需要加速过程。这说明光和物质的互动有他们的特别规则，和宏观物体的互动不同。

光速不变，不是光速不会变化。光速不变，是指在相同的条件下，在不同的惯性系中，光速是一样的。我们在第四节曾设定人以恒速行走，但实际上，人行走的速度是会变化的。光也一样，光在太空中，速度最快；在地球表面的空气中，光速就低于在太空中的速度；如果光在水中，速度就更慢了。说明光速实际是会变化的。光在和物质互动时，物质越是稀薄，速度越快；物质越是稠密，速度越慢，直至光无法通过。

光在高铁车厢内，它和什么在互动呢？我们是以车厢作为参考系来观察光速的。但光不是和车厢在互动，光不知有车厢，光只是在和空气互动。光和空气的互动有其特定的规则，他们互动的规则决定了他们互动的速率。当高铁在铁轨上高速奔驰时，车厢内的空气也和高铁一起在高速奔驰。车厢内的空气相对于高铁车厢是不动的。所以，我们以高铁作为参考系，光速不变。因为光是和高铁车厢内的空气在互动，光和空气互动的速率是既定的，所以光速不变。但当我们以路基作为参考系时，光和车厢内空气互动的速率，不会因为我们是在路基上观察就发生了变化。所以从路基上看，车厢里的光速，就是原光速加上高铁的速度。如果高铁中间是贯通的，光向前穿出了高铁前挡风玻璃，这时光离开了高铁。高铁外的空气，并没有和高铁一同高速奔驰，基本处于静止状态。所以光一旦离开了高铁，又回到了原来的速度。

 

狭义相对论的空时理论，没有得到过实验的验证。洛伦兹依据他的方程，预言物体在运动方向上会缩短，并引起物质密度的变化。实验否定了洛伦兹的预言，可以说就是否定了物体在运动方向上会缩短。但为什么狭义相对论的空时理论会得到广泛的接受，很大的一个原因是，狭义相对论的空时理论有数学方程作为依据。

爱因斯坦依据数学方程推导出他的空时理论，至于物理上为什么空间会收缩、时间会变慢，没有提供一点依据。在物理上原因不清楚，仅仅依据数学方程得出这一结论，数学方程为什么可以作为这一观点的依据？这和数学的本质有很大关系。因为数学是物质运动和变化所遵循的量变法则的科学。数学方程揭示的，就是物质运动和变化的数量变动规则。这是自然界的量变法则，是不以人的意志为转移的。所以数学方程推导出来的结果，似乎就是真理了。但是，理论是否正确，需要通过实践来检验。因为，数学方程的应用，有可能会出错。比如，有数学方程计算出空间有11维。11维空间有实验依据吗？没有。我们的实践证明，空间只有三维。但有些人却把数学凌驾于实践之上，认为空间的另外8维卷起来了。他们发现卷起来的另外8维空间吗？也没有。当理论不符合实践的结果，理论就是错误的。实践是检验真理的标准，实践证明空间只有三维，实践也就证明11维空间是谬误。狭义相对论的空时理论，就是错误地应用了数学方程，赋予了洛伦兹变换错误的物理内容，所以导致了一个光怪陆离的空间和时间。

 

 

参考文献：

 

[1] 魏彬武.空间的本质[J].探索科学,2021(4):240-243.

[2] 爱因斯坦.狭义与广义相对论浅说[M].杨润殷,译.北京:北京大学出版社,2016:15.

[3] 爱因斯坦.狭义与广义相对论浅说[M].杨润殷,译.北京:北京大学出版社,2016:30.

[4] 爱因斯坦.狭义与广义相对论浅说[M].杨润殷,译.北京:北京大学出版社,2016:31.

[5] 牛顿.自然哲学之数学原理[M].王克迪,译.北京:北京大学出版社,2017:4.

[6] 牛顿.自然哲学之数学原理[M].王克迪,译.北京:北京大学出版社,2017:5.

[7] 牛顿.自然哲学之数学原理[M].王克迪,译.北京:北京大学出版社,2017:7.

[8] 牛顿.自然哲学之数学原理[M].王克迪,译.北京:北京大学出版社,2017:6.

 

 

 

附：高速运动速度相加实验方案

• 指导思想

目前的物理学界，在一些基本理论问题上，唯心主义盛行。比如：宇宙大爆炸理论。这样一种披着科学外衣的上帝创世说，竟然在我国大行其道。还有爱因斯坦的相对论，明显违反唯物辩证法，我们的媒体却把爱因斯坦捧上了天。这样的状况亟待扭转。我们社会主义国家，在自然科学领域，也必须坚持辩证唯物主义，用辩证唯物主义指导科学研究。只有这样才能少走弯路，多出成果。

• 实验方向

狭义相对论的空时理论，是一系列的错误造成的，其中包括爱因斯坦创建的高速运动速度相加定律。高速运动速度相加定律是狭义相对论的基石，至今没有得到实验的验证。对光速的测量，迄今为止都是采用纵向测量的方法。本项实验采用全新的光速横向测量方法，以验证光速和交通工具速度相加的结果。

• 设备

需要定制红色脉冲激光装置一台，横向测量脉冲激光速度的测量仪一台，一辆中巴。

• 技术要求

在笔直的道路上，中巴以一定的速度匀速行驶。在车厢的后部向前发射红色脉冲激光，从道路边侧面测量车厢内的脉冲激光。激光的每一个脉冲和间隔，约1.66纳秒（脉冲的宽度50cm)。实验时，必须关闭车厢的所有车窗，关闭空调，确保车厢内的空气稳定的和车厢一起前行。

• 实验的意义

如果实验证明高速运动和低速运动的速度相加定律是一样的，本项实验就证明了爱因斯坦狭义相对论是完全错误的，同时还证明《空间的本质》对空间的定义是正确的，也证明本文对运动的定义也是正确的。

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