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宇宙法则入门版(2.3):狭义相对论与广义相对论的时空概念
日期:2017-7-10 10:23:52 访问次数: 作者:乔治·斯坦科夫 宇宙法则

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2.3 狭义相对论与广义相对论的时空概念

1905年,爱因斯坦认识到到洛伦兹变换不是电磁系统的局部空间和时间的人为表述,而是与我们对时空的理解有着根本的联系。虽然洛伦兹因子所表达的相对性原理仍然被认为是纯粹的理论特征,但光速c的恒定性是一个已经确定的事实。

第一步,爱因斯坦驳斥了从经典力学继承的同时性原理,并用同时相对性原理替代。这种“新”见解是一个被延迟的发现。自从伽利略首次发现和测量引力并因此建立现代物理学以来,花了三个多世纪才意识到这一简单的事实,尽管空间(位置)和时间的相对性自古以来就是哲学的核心主题。

相对性原理是时空的特性的结果。由于时空是闭合的,我们可以选择任意系统作为参照系,并根据循环论证原理与任何其他系统进行比较。这是国际单位制及其单位被引入到物理学中的方式,却没有理解这个基本的理论事实。

这里阅读: 为什么时空=能量只有两个量纲(成分)——空间和时间(全文)

这意味着并没有牛顿在经典力学中引入的“绝对空间”和“时间”,而只有每个系统和能级的时空=能量的两个组成部分的特定量级(关系)。这是不均匀性(离散性)作为时空的另一个基本特性的结果(参见新公理系统)。

同时性原则反映了时空系统作为U集合的开放特征——任何局部交互作用都是宇宙总体能量交换(=基本术语)的一部分。在新公理系统中, 我证明了万物一体的所有系统都是U集合,并且作为一个元素包含它们自身和整体。同时性原则尽管未经处理,但是直观的物理学概念,它认为时空是一体的,是宇宙法则新科学理论的认知基础。它证明了所有已知的特定物理规律都是一条自然法则的衍生和表现。

因此,当爱因斯坦在物理学中发现这一原理时, 欧洲的所有先锋运动都发现了艺术和诗歌中的“同时” 原则(见第四卷),这并非巧合。今天,我们谈到全球化并将地球视为一个村庄。明天,如果我们能够生存下去,我们会通过实施宇宙法则的理论,将这种感觉扩展到宇宙。这是人类意识的预期演变——在它成为时空的普遍意识的能动部分之前①。

相对论的两个公设是众所周知的:

■ 第一个公设是相对论原则,它说明没有优先的惯性参照系:自然规律在所有惯性系中都是相同的。

■ 第二个公设涉及恒定光速原理。光在真空中的速度c在任何惯性参照系中都是恒定的,并且不取决于物体的运动,或者:每个观察者在真空中都测量到相同的光速值。

这是关于爱因斯坦的公设的传统介绍,人们可以在许多关于物理学和相对论的教科书中找到它。

令人惊讶的是,直到现在还没有人注意到两个公设之间的内在矛盾。这是对现代物理学基本概念盲目认知的典型例子。这个矛盾来自使用 “惯性参照系”这个概念。这个术语是结合惯性定律而引入的。

该定律只能区分匀速运动(a = 0)加速运动(a > 0)。根据定义,所有惯性参照系都应匀速运动或保持静止,否则第一定律无效。

这是否意味着相对论在加速系统中并不成立?显然不是,因为这个矛盾应该被爱因斯坦的第二个公设消除。它说,光的速度保持不变,与观察者的运动无关。这个公设不足以区分匀速运动和加速运动。

由此可见,狭义相对论的两个公设之间存在根本性的矛盾。

我们应如何避免这种悖论?这个悖论事实上在广义相对论中被消除了,后者是基于等价原则的 :

“均匀的引力场完全等同于均匀加速的参照系。 ”②

这个原则承认一个简单的事实,即没有真实的惯性参照系。出于这个原因,在狭义相对性理论中,爱因斯坦用真实的局部引力势能LRCG取代了惯性参照系统. 例如,地球的引力就是一个真实的参照系统。后者只是思想的对象,没有与真实参照系有物理关联。地球引力参照系相当于一个加速系统,例如,一个加速度与g相同的火箭 ,但其发射方向相反。这是一个常见的例子,通过它等价原则在传统的物理学教科书中得到解释。

这个原则有两个主要的认知方面应该详细阐述。首先,存在无限的真实参照系,因为时空中有无数具有特定引力场或势能(LRC,长程相关)的天体。其次,这个原理只适用于匀加速运动,不考虑加速度变化的运动。在后一种情况下,运动被认为是由无数均匀加速度的小段组成。

正如我们所看到的,真实参照系的无限性是等价原则的基础。这是时空无限性的直观概念。从这个原则的名称中也可以看出这一点,这个原则虽然是无意识的,却是对终极等价原则的一种直觉感知,它是宇宙法则新公理系统的第一个也是唯一的一个先验公理 。

事实上,爱因斯坦的等价性概念反映了我们新公理系统的终极等价原则应用于局部时的循环论证原则任何数学等价性的定义都基于此原则。理论数学还没有理解它,正如它体现在数学基础性危机中那样。我1995年第一次解决了这个危机,从而拯救了现代科学。这种理论危机像达摩克利斯之剑一样悬挂在所有科学家的头上,尽管他们更愿意闭上眼睛几十年如一日地忽略这种危机。

我们得出一个重要的结论:

广义相对论的等价原则是一种循环论证原则的应用。它还包括构建等价关系和进行比较。这是这门学科和整个物理学的唯一目标。

显然,当相对论走向逻辑的结尾(爱因斯坦显然没有做到这一点)时,它导致了对惯性定律的排斥。根据新公理系统,这是不可避免的。但是,这个定律有一个合理的核心,应该为了做到客观而加以阐明。

从数学角度来看,牛顿的第一惯性定律是第二定律的一个特例(边界情况):F = ma ;如果 a = 0 ,那么‘合力’为零 F = 0,于是我们有了第一定律的条件。惯性定律仅在没有力的参照系中,即在空无的空间中存在。但是,空无的空间并不存在——时空是连续的。由于时空等价于能量,万物一体无处是没有力的,因而无处可以让惯性法则有效。

根据新公理系统,这个定律的认识论背景是什么?很简单!宇宙法则从空间和时间的互反作用出发,时空(能量)与时间成正比:E≈f 。如果时间趋近于零 f→ 0,那么时空也将趋近于零:E≈ f→ 0。在这种情况下,空间将趋近于无限 [ 空间 ] → ∞ 。这个无限的空间是均匀的,因为它的离散性是时间的函数 f:离散性= f → 0 。

这种抽象空间的量级可以通过几何中的直线(轨迹)形式上呈现,因为这种假想旋转的半径将是无限的 :r → 0 。在这些边界条件下,时空将获得属于空无的欧几里得空间的特性,正如它们体现在惯性定律中那样。

由此我们得出结论:

惯性定律是一个数学抽象(思维的对象),它描述了时空假想边界条件:

当E≈F =离散 →0, 则 [空间]→∞= 均匀的,空无的空间 = 欧几里德空间(直线)

相对论的实际理论是洛仑兹电磁学转换的一种应用,通过这种转换数学性地评估所有物质实体的时空,同时光子时空被认为是一个空无的均匀实体。这种对时空及其抽象量(如质量和动量)的数学表达被称为“相对的”。于是有了这些术语:相对论能量,相对论质量和相对论动量

这些量是根据循环论证原则,通过选择光子时空作为初始参照系,却不理解这个基本决定的理论含义而建立的。这是我所有关于宇宙法则的著作的主旨。

另请参阅:为什么时空=能量只有两个量纲(成分)——空间和时间(全文)

菲茨杰拉德长度收缩洛伦兹时间稀释在相对论中表达,我们立刻发现洛仑兹因子γ-1 是柯尔莫哥洛夫概率集的另一种数学展示(参见之前发表的):

t R/ t = L / L R= γ-1 = √(1-v2/c2 ) = 0 ≤SP(A)≤ 1

当 v →0, 则 γ-1→ 1,

当 v →c, 则γ-1 →0,

在上面的等式中,t R 是两个事件(注意:所有事件都是行为势能)之间的静止时间,也称为“局部”或“自己的时间”,它是在静止的系统中测量的; t 是在加速参照系统中测量的稀释时间。类似地,L R是系统静止时的长度,L是加速时的收缩长度

洛伦兹因子γ-1评估空间和时间的相对论变化,即在运动系统的时空。回想一下,所有系统都处于不断运动之中。这也是相对论的基本结论,即所有物体都处于相对运动中。从上面的等式可以看出:

洛仑兹因子给出的物理概率空间:

γ-1 = 0≤SP(A)≤1

这是新公理系统的一个基本结论,该理论将相对论合理化为时空的应用统计学

所有时空事件(行为势能)的概率集,是存在于光子时空与长程相关LRC的洛伦兹变换中: 

LRCp= UU= c 2= [ 2d-空间-时间 ]。

当我们在上面的方程中用时间f = 1 / t 代替传统时间 t 时 ,我们获得了三位一体的通用方程(参见新公理系统中的方程38-5):

E 1/E 2 = f 1/f 2 = [{1d-空间]2 / [1d-空间] 1 = tRt = L/LR= γ-1 = √(1-v 2/c 2 ) = K1,2 = SP(A)

这就是爱因斯坦相对论的整个理论背景——无论是狭义的还是广义的。这是对数学中宇宙法则的一种局部的、不一致的直观感受。经过修正后,它被整合到新公理系统中。通过这种方式,我们消除了这个学科作为一个不一致的物理知识领域的情况。

为了这个目的,我将在下一个文章中解释相对论的两个基本术语,即静止质量相对论质量(就新公理系统而言),他们错误的传统释义是认知乏力的主要来源,正折磨着当今的物理学。



注释:

1.宇宙法则理论的理解和积极实施,不仅是一种高智力的行为——更取决于个人总体智力水平。后者完全取决于每个灵魂的年龄。目前,人类的媒介性正处于进化飞跃的边缘,这将深刻地改变人类的意识。然而,只有在他们的化身周期结束时,老灵魂才能从这种进化的飞跃中获益,这标志着人类个体的一次深刻的能量转化。光体过程(LBP)现在正以高速运行,对目前居住在地球上的大多数年轻灵魂没有直接的影响。它只会改变他们的“世界观”。我专门撰写了“人类进化的飞跃”,针对人类灵知主题的专门性著作。

2.《物理教科书》PA Tipler,p.1132。(此参考文献来自本教材的早期版本,并且最新版本中的页码可能已更改。)








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