碧波谈国计14|别闹了，相对论神棍们

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前面本人发“别闹了，量子神棍们”一文，发起了向伪科学体系开刀的第一声号角，清除了量子神棍堡垒。现在我们来清除伪科学体系的另一个神棍堡垒：相对论。本文将在本人已发表“sagnac实验的理论解释”论文的基础上，给大家彻底讲清楚狭义相对论和广义相对论的来龙去脉及其欺骗性^[1]。

我的任务不是叫醒装睡的人，我的任务是让普罗大众对科技的理解远远高于所谓的专家，让神棍们今后再吹嘘量子超距和相对论之类的神棍理论时，普罗大众们可以静静地看着他们在小丑舞台上跳来跳去。这就是我科普的目的所在，我称之为“升维科普”，实现普罗大众对神棍们的升维打击。

网络上到处传播多维时空理论，很多人也热衷于时空穿梭。本人不知道穿梭时空是否可行，但是知道用相对论来穿梭时空是扯淡。本人的系列科普文章，才将真正带领大家进入一场惊心动魄的科学旅行。

一 中国传统的物理图像：量子和相对论的统一

我们并没有完全弄清楚这个宇宙的所有奥秘，但是一些基本的物理图景其实在老祖宗那里讲述过了。在鄙人前一期“别闹了，量子神棍们”一文中提到量波的概念，其实这就是中国古代所说的炁。炁风推动粒子的运动，就形成了量子现象。一切所谓量子波粒二象性、超距影响、时间倒流的现象，都可以用“炁风推动粒子”的图像来解释。

相对论所要描述的物理现象，其实也是炁而已。

炁是中国传统理论中构成宇宙万物的基本物质，它无所不在又运动不息，形成宇宙万物。炁分散而为场，凝聚而为粒子。（行炁，深则蓄，蓄则伸，伸则下，下则定，定则固，固则萌，萌则长，长则退，退则天。天几舂在上；地几舂在下。^[2]）

炁场与粒子虽均由炁构成，但已是两种不同的物质，好比电子和质子构成不同元素一样。

炁与气不同。气由空气分子构成，炁比气更加本原。换言之，没有气的空间可被称为真空，但真空中仍会充满炁场。

采用中国传统炁的概念，则光即由炁场的波动而成，可称之为炁波。炁波传输的速度即为光速。

粒子与炁场存在相互作用。

炁场运动会推动粒子，这形成量子诸现象。

而粒子亦会吸附炁场，形成相对论诸现象。

这就是量子现象与相对论现象统一的真谛。

粒子越多、质量越大，吸附炁场的强度越大、范围越广。可以找到类似的宏观模型：星球质量越大，可以吸附的大气越多；反之，可以吸附的大气越少。靠近星球表面愈近，大气与星球表面愈相对静止；靠近星球表面愈远，星球的运动速度与大气差距愈大——因为星球吸附大气的能力愈弱。粒子对炁场的吸附亦是如此。

所以在炁理论中，光速是光相对于炁场的速度。当参考系相对炁场静止时，光速各向相同。当参考系相对炁场运动时，光速将与参考系运动速度矢量合成，各向不再相同。

粒子在炁场中运动，就好比物体在空气中运动一样，会遇到炁场的阻力。此阻力随着粒子相对炁场的速度增大而增大。当粒子相对炁场的速度接近光速时会产生光障，这与物体在空气中速度达到声速时产生音障的原理类似。正如达到音障时大气对物体的阻力会急剧增大一样，光障时炁场对粒子的阻力也会急剧增大。从理论上讲，光障如同音障一样，亦可能被突破，但是难度将会很大，因为物体在速度较低时，电磁场等各种场的波动可以对物体施加推动力以加速。但当物体的速度已经到达光速时，电磁场等各种场波动的速度与物体速度相同，已没有能力再加速物体。当然，通过喷射介质的方式，可能进一步提高速度。

这就是量子现象和相对论现象的真相。相关物理实验均可以在经典时空框架内用炁与粒子相互作用的物理图景来解释。例如迈克尔逊-莫雷干涉仪测量出光速各向相同，这不过是因为干涉仪相对地球静止，因而相对地球上的炁场静止而已。一旦干涉仪相对炁场高速运动，光速就不再可能各向相同，而将与干涉仪速度矢量合成——这已经为sagnac实验所证实。

现在，让本文带领大家一步一步地揭开相对论骗术的遮羞布。这将是一场异乎寻常的旅行。

二 光速在相对论中起什么作用       

   不少文章说光速在相对论中起信号传递作用，这种说法是错误的。事实上光速在相对论中是充当时间尺度。由于在不同惯性系中光速不变，所以看看光在本惯性系中跑多远，就可以根据恒定的光速计算出本惯性系中的时间。

        西方人干什么都要选个终极衡量标准，例如价格的终极衡量标准要弄个效用，货币的终极价值标准要弄个黄金。很不幸地，他们在时空度量上选择了光速作为终极衡量标准。

        所以在相对论中要计算不同惯性系的时间关系，只要拿个光脉冲来度量一下，看看同一个光脉冲从一个点到另一个点要跑多长时间即可。

        下面本文就详细地讲光速是如何度量时间的。

三 相对论中的光速如何度量时间       

（一）相对论基本假设1（线性假设）

   若某事件在甲惯性系中的空间坐标是，时间是，在乙惯性系中的空间坐标是，时间是，乙惯性系相对甲惯性系的速度为（甲惯性系相对乙惯性系的速度就是），则有以下线性关系：      

                                            （1）

  （1）式中，、、、是只与有关的系数。

        显然，若，则甲惯性系中的和是不同的两个事件，因为在同一时间时，这两个事件在甲惯性系中的空间坐标不同。但是只要甲乙惯性系的相对速度不变，、、、就不变。

        利用这个假设，只要挑选一个特殊事件，计算出、、、，则任意事件的、、、就已确定。此特殊事件就是光的传播。因为光速在甲乙惯性系中均为常数，是最好的特殊事件。

（二）相对论基本假设2（空间假设）

在基本假设1中：       

                                         （2）

        若，空间假设就是经典时空的矢量合成公式。从空间假设可知，甲乙惯性系中对同一事件的彼此坐标变换，其相对经典时空的缩放比例是相同的。这就是相对论空间假设的对称性。

        显然，空间假设不违反线性假设，但线性假设不必然推出空间假设。

（三）现在挑选特殊事件：光的传播

        假设甲乙惯性系的原点重合时进行对时，即。一个光脉冲从原点开始沿正轴传播。光脉冲在甲惯性系中的位置为，在乙惯性系中的位置为

。将其代入（2）式，得：         

                                        （3）

        求解（3）式得：      （4）       

  由于特殊事件所计算出来的值适用于任何事件，所以将（4）代入（2），可得：          

                                      （5）

        （5）式就是狭义相对论的证明结论。

（四）从狭义相对论到广义相对论

        现在对比（1）和（5）式，可得：      

        ，，，。

可知有关系：，，  （6）

令，，则，可得：

                                     （7）

  从（7）式可知，从到的变换等价于几何的旋转变换。旋转关系有：    

                                                                        （8）

即：                        （9）

（8）、（9）式是等价的，它就是广义相对论的线素方程。它是说，同一事件在任何惯性系中的空间和时间关系是个不变量。

在非惯性系中，由于任何瞬时运动对于时间的一阶导数都是匀速直线运动（即切线方向上的运动），所以在任何瞬时的非惯性系中，（9）式仍然成立。因此（9）式之所以在非惯性系中成立，其本质原因是（9）式在惯性系中成立。若要处理非惯性系的非瞬时问题，必须对非惯性系的瞬时数据进行积分。这是从惯性系到非惯性系转换的桥梁。

以上就是光速不变在相对论中的时间度量作用。再次强调：光在相对论中不是信号传递的媒介，而是时间度量的基准。在计算具体事件的时空坐标时，此事件中是否有光参与并不重要。

四 从广义相对论的线素方程推导狭义相对论的结论

由前可知，广义相对论的线素方程假设包含了相对论的线性假设和光速不变假设。根据线素方程也很容易推导出狭义相对论的结论：

由于，令：

                                   （10）

根据线性假设，现在取一特殊事件使得，即此事件始终在乙惯性系的原点。在甲乙惯性系的原点重合时。经过一段时间后，因为乙惯性系相对甲惯性系运动了的距离，所以此事件在甲惯性系中的空间坐标为。故有：                                  

                         （11）

解之得：             

                                （12）

将（12）代入（10）式，即可得狭义相对论的结论。所以广义相对论和狭义相对论的假设是等价的。

五 相对论的对时：捏住神棍们的七寸

本节内容极其重要。相对论神棍们之所以能扯的神乎其神，关键原因就是在本节的各种概念上浑水摸鱼。同样地，谁掌握了本节的概念，谁就真正捏住了相对论的七寸。

相对论中，取值空间坐标不难理解，让人们糊涂的是如何取时间值。

无论什么坐标系，要计算时间就必须要确定时间的零起点，这就是对时。

在日常生活中，如果我们说现在已经是1小时了，那就意味着我们取1小时前的时间为零点；如果我们说现在已经是1个月了，那就意味着我们取1个月前的时间为零点。如果时间的起点不确定，值就没有任何意义。

所以相对论中的对时极其重要。只有对好了时间，才谈得上参照系内部或者参照系之间进行时间的变换。相对论神棍们的种种骗术，就是利用大家在对时问题上的理解模糊，来浑水摸鱼。

（一）同一惯性系内的对时

相对论中，在同一惯性系内的对时很容易，就跟我们的日常生活对时没有任何区别。

1 同一惯性系内，若两事件的空间坐标始终相同，两事件的时间就可以对准取零。

2 同一惯性系内，若甲、乙两事件相隔一定距离，则甲事件将时间清零并同时向乙事件发送一个速度为的信号。乙事件收到信号后，可以计算出信号传递的时间为，因此乙事件立即设置自己的时间为。显然在此惯性系中，甲乙事件的时间对准了。

注意，本文这里随便选取了速度为的信号，并没有强调其一定是光信号。之所以这样随便选择，就是为了向读者指出：光在相对论中承担的是时间度量职能，而不是信号传递职能。

还要指出，有人认为：甲事件在乙事件收到信号是在时发出信号，乙事件是在时收到信号，所以乙事件的时间变慢了，这就是相对论效应。这种认为是完全错误的。乙事件在对时的时候，是把的信号传递时间直接设置为自己的初始时间，使得甲乙事件的时间完全同步。

所以，我们看到几万光年之外的星星，看到的是几万年前的此星星的样子，这不是相对论效应，而是经典时空。只要考虑进信号传输的路程时间，我们和星星的时间就可以同步对准。

相对论中，所谓光速不变，是指光速相对于参考系的速度恒为。从同一惯性系内部的对时可以看出，同一惯性系内的任何速度（包括光速）完全遵从速度的经典矢量合成法则。

例如物体相对甲坐标系正向以的速度运动，物体相对甲坐标系负向以的速度运动，则以甲坐标系为参考系，物体相对物体的速度为。这是许可的，因为同一惯性系内部的运动遵从矢量合成法则。然而，若从与物体相对静止的乙坐标系来看，的速度就不能超过光速，因为参考系变了。

（二）不同惯性系之间的对时

1 不同惯性系之间的对时：

相对论中，不同惯性系之间由于坐标变换不吻合经典矢量合成法则，所以不同惯性系中的甲乙事件必须要在空间位置上重合才能对时清零。可以证明，清零时不同惯性系的坐标原点正在重合点。

证明如下：

由（1）式可知：，。现在时间和对时清零，则有：，。可得：。

2 坐标钟和坐标时间：

由于同一惯性系内部的各点可以准确对时，因此当不同惯性系之间的时间对准清零时，各惯性系内部各点的时间可以分别对准本惯性系坐标原点的时间，此称之为本惯性系的坐标时间。显示坐标时间的时钟叫做坐标钟，坐标钟与本惯性系相对静止。

注意，一个惯性系内部对准时间的各点，在其它惯性系看来通常并不是同时发生的。例如在甲惯性系中有点，，点是和甲惯性系坐标原点的时间对准的。但在乙惯性系中各点与乙惯性系原点对准时间后，在乙惯性系看来，点的，，即点是在时才发生。

（三）坐标钟和坐标时间、标准钟和固有时间

1 坐标钟和坐标时间：

若有事件在甲惯性系中运动。则和甲惯性系保持相对静止的钟为事件的坐标钟，其显示的时间为事件的坐标时间。

2 标准钟和固有时间：

若有事件在甲惯性系中运动。和事件保持相对静止的钟为事件的标准钟，其显示的时间为事件的固有时间，即事件亲身经历的时间。

注意，判断某事件的参考系是哪个系的诀窍在于：在数学形式上，以哪个坐标系的坐标来表示事件，就是以哪个坐标系作为事件的参考系。因此我们说“事件以甲坐标系为参考系的坐标为”，就是说“事件在甲坐标系的空间坐标为，与甲坐标系保持相对静止的时钟读数为”；我们说“事件以乙坐标系为参考系的坐标为，”，就是说“事件在乙坐标系的空间坐标为，与乙坐标系保持相对静止的时钟读数为”。

因此，假如计算出事件的固有时间慢于其坐标时间，这就决不是以甲坐标系为参考系的事件时间走慢了，而是跟随事件一起运动的标准钟读数走慢了，并且事件可以看到标准钟的读数。而以甲坐标系为参考系的事件时间是坐标时间，不会走慢。

但从甲坐标系也的确可以看到事件的固有时间。办法很简单：事件在甲坐标系中有位置坐标，则甲坐标系中在处的观察者与事件在时重合，此时观察者可以读取事件的标准钟的时间显示，这个时间显示就是事件的固有时间。如果事件的固有时间慢于其坐标时间，则观察者读取到的固有时间就会小于；反之观察者读取到的就会大于。

但无论如何，从甲坐标系去读取到的事件的固有时间如果与坐标时间不同，决非是甲坐标系观察者的错觉，不是一般人所以为的光线传输等原因导致的信息获取延迟。不仅仅是甲坐标系观察者可以观察到事件的标准钟读数，跟随事件一起运动的观察者也看到事件的标准钟读数，双方观察到的标准钟读数相同。这是一个客观过程而不是观察者的主观过程。这是搞清楚相对论中各种时间的关键。

（四）对时之后的时间和空间取值规则

        假定甲乙坐标系的时间已经对好，现在如何获得之后发生事件的时空坐标呢？

        其实规则很简单。如前所述，同一惯性系内部的各点可以对时，符合经典的矢量合成法则。因此我们可以在任何一个惯性系内部按照经典时空规则计算出某事件发生的位置坐标和时间，然后就可以用线素方程将其变换到任意惯性系得到。

        例如：甲乙惯性系对时之后，光脉冲从原点出发，在甲惯性系中经过时。则在甲惯性系中运用经典时空规则计算得到光脉冲到达点位置坐标

。代入线素方程即得：         

                                          （13）

        又例如：甲乙惯性系对时之后，有只蚂蚁从原点以速度出发，在甲惯性系中经过时。则在甲惯性系中运用经典时空规则计算得到蚂蚁到达点位置坐标。代入线素方程即得：         

                       （14）

        再例如：甲乙惯性系对时之后，光脉冲从出发，在甲惯性系中经过时。则在甲惯性系中运用经典时空规则计算得到光脉冲到达点位置坐标。代入线素方程即得：       

                     （15）

        显然，（15）中大于0还是小于0还是等于0，取决于的值。

        更一般地：甲乙惯性系对时之后，有只蚂蚁从以速度出发，在甲惯性系中经过时。则在甲惯性系中运用经典时空规则计算得到蚂蚁到达点位置坐标。代入线素方程即得：        

                                （16）

        此时（16）式中与0的大小关系就更灵活了。

        本文列举以上四个例子，在讲述一件极为重要的事情：线素方程中，不是先取值然后再确定事件的和坐标，而是先在惯性系中按照经典时空规则计算事件的和坐标，然后再得到及线素方程。

        所以在列线素方程时，不要上来就设，或者不要一看到是光在传输信号就设，而是要先在线素方程所在的惯性系中按照经典时空规则计算出事件的和坐标，然后才知道究竟是多少。

        一些人认为，甲惯性系中，蚂蚁从处爬到处，说明位于位置点的时间比位置点的时间0快。这纯粹是胡乱理解相对论。因为当蚂蚁爬到位置时，处的时间显然也为了，同一惯性系中怎么可能两个位置的时间不同步呢？

        有以上这些混乱理解，那么相对论推导出任何结论都不足为奇。

（五）线素方程与事件的关系

线素方程中，若在同一惯性系内有两事件位置坐标分别为和，时间均为，显然此两事件并不重合，但是却相同。这说明：对同一事件，在任何坐标系中的相同；但相同的事件，未必是同一事件。

当事件在甲惯性系中的坐标为，时，若有事件在乙惯性系中的坐标为，，则事件在乙惯性系中的坐标为，，、两事件在乙惯性系中通常并不重合。这说明：在没有指定惯性系的情况下，仅仅凭借时空坐标值，不能判定其是否同一事件。

现在本节“相对论的对时”就讲完了。这部分内容是屠龙宝刀，是照妖镜。掌握了相对论如何对时，相对论神棍们就无所遁形。

我们来试试这把屠龙刀的锋利程度。我们进入相对论最重要的实验剖析：广义相对论的转盘实验。

六 广义相对论的转盘实验

广义相对论的模型基础是旋转的转盘。由于转盘上的物品会受到加速度，这在微小尺度范围内等价于重力加速度，所以爱因斯坦将重力产生的原因等价于转盘转动。当把重力等价于转盘加速度后，就可以得到转盘线速度，然后根据线素方程求出不同坐标系下的时空坐标，这就是广义相对论统一重力与转盘模型的原理。

所以研究清楚转盘的机理，是广义相对论的核心。

用迈克尔逊干涉仪来测量光的直线速度，测量结果是光速各向相同。但这其实并不能证明在任何惯性系中光速都相同。因为本文开头就说，光是在和地球一起运动的炁场中传播，此炁场与地球保持相对静止，则光速自然各向相同。关键是要让干涉仪相对地面高速运动来测量光速是否还各向相同。但是要在干涉仪高速直线运动下测量光速很困难。

而让干涉仪高速旋转下测量光速，则早已做到，这就是sagnac实验。

（一）sagnac实验：相对论最直接的证伪

sagnac实验是在实验室可以完成的实验，其转速可调，控制简单，受外界因素干扰少，不像其它天文尺度现象的相对论解释那样有太多不可控因素，因此其实验结论的可靠性最高，是验证光速的最直接的实验。而高速旋转的sagnac转盘，恰恰又是广义相对论的基础物理模型。

1913年sagnac发明了一种可以旋转的环形。将同一光源发出的一束光分解为两束，让它们在同一个环路内沿相反方向循行一周后会合，然后在屏幕上产生干涉，当在环路平面内有旋转时，屏幕上的干涉条纹将会发生移动，这就是sagnac效应。光纤干涉环基于sagnac效应，用长为的光纤绕成半径为的光线圈构成环路。

Sagnac实验中，若干涉仪转速为，则固定在干涉仪上的时钟收到正反方向光脉冲的时间差为：。

这个实验结果可以用经典时空观解释。经典时空观下，沿干涉仪旋转方向运行的光脉冲，其相对时钟的速度为：，沿干涉仪旋转方向反向运行的光脉冲，其相对时钟的速度为：，则时钟接收到两个方向光脉冲的时间差为：

          （17）

 然而此实验结果却与相对论时空观的直觉违背。按相对论的时空观，由于时钟相对干涉仪静止，所以对于时钟来说，任何方向上的光速恒为，时钟接收到正反方向光脉冲的时间差应为0。

有不少相对论神棍们竟然把以上经典时空的证明，说成是相对论证明，理由是（17）式中光速是常数，转动的是干涉仪。这就是他们一贯的偷天换日手法。不错，（17）式的确可以说是相对论证明，但是它在相对论中证明的是干涉仪的坐标时间。本文一直在讲，在同一惯性系下的运动符合经典矢量合成，坐标时间就是经典矢量合成的结果。因此（17）式既是经典时空的证明，又是相对论中干涉仪的坐标时间的证明。问题是，sagnac实验中测量的是干涉仪的固有时间。神棍们拿着干涉仪的坐标时间来瞒天过海，说是用相对论证明了实验结果，这又是一场帽子戏法。

但是相对论支持者们再生一计，他们再次试图用数学推理证明了sagnac实验是符合相对论的。他们主张：sagnac实验中时钟和干涉仪一起在旋转，构成了非惯性系，不再简单适用狭义相对论，而要使用广义相对论。

广义相对论对sagnac实验结论的证明如下：

半径为的圆盘相对惯性参照系以角速度匀速转动，转盘圆心与惯性坐标系原点重合并对时，则圆盘上偏离对时点角度的边缘点的线素方程转化为极坐标：

               （18）

注意，（18）中的表示法，不是通常微积分的含义，而是。所以这个计算其实很简单，直接平方展开即可，就是初中数学知识而已。但是相对论不合常规的符号表示，为人们理解相对论增加了无谓的障碍，这也是障眼术之一。

因为转盘上光脉冲是从对时点发送到到达点，根据本文“对时之后的时间和空间取值规则”，以惯性系为参照系，到达点的位置和时间有关系：

                                     （19）

所以（18）中。可求得（计算方法很简单，（18）式是的一元二次方程，直接求的根即可，所以不要被形式迷惑）：

（20）

转盘上时钟固有时满足：

                        （21）

即固有时

                                   （22）

所以由（20）得：

     （23）

可求得当光线沿圆盘旋转方向运动时，累计转过，沿圆盘旋转反方向运动时，累计转过。

因此两束光线分别和时钟再次会聚时，会聚点的固有时间差为：

                              （24）

于是，相对论拥护者们认为自己就用广义相对论证明了sagnac实验，因此sagnac实验不但没有推倒相对论，反而是相对论正确的强有力证据。

七 为什么相对论是弥天大谎

好了，目前为止，我们已经介绍了狭义和广义相对论最核心的基础内容。本文前面对相对论中基础概念的辨析，是其它科普乃至专业教科书都没有的。掌握了照妖镜，我们来看看照出的原形。

（一）转盘实验与广义相对论

1 转盘实验的计算错误

由于转盘实验是广义相对论的基础实验，所以我们从sagnac转盘实验开始剖析。

从（18）式的极坐标表达式可以看出，广义相对论中的极坐标角度可以大于。因此广义相对论的极坐标线素方程中，空间位置的坐标并非局限在范围内，而是以物体运动实际转过的角度为准。这意味着转盘上同一物理点将对应着无数的空间位置坐标。

再看（21）式。广义相对论证明中，认为（21）式是转盘上时钟的线素方程。然而我们要计算的是：经过对时后，光脉冲从转盘上位于0角度的对时点，到达转盘上位于角度的到达点。光线到达位于角度的到达点时，到达点的线素方程应为：

   （25）

对比（21）和（25）式，可知（21）式始终只是对时点（即）的线素方程。虽然光脉冲从转盘上物理时钟绕一圈后又回到了同一个物理时钟，但我们不能认为光脉冲与对时点的角度始终为。事实上，光脉冲刚出发时，其与对时点的角度为，但光脉冲再次回到转盘上物理时钟时，其与对时点的角度已经为。

这用日常生活的常识也容易解释：我们把一个时钟搁在跑道上，跑一圈后回到时钟旁，虽然都在同一点位置，但不能说我们跑的路程为零因而时间间隔为零。因为我们已经跑过一圈了。

此外，（23）式中对积分为或，这也是错误的。无论相对论支持者还是本文后面的剖析中，旋转系都是非欧空间，（23）式右边不能直接积分。

相对论无视到达点的的角度，导致到达点的固有时间与坐标时间仅仅相差一个比例因子，并且又按照欧氏空间来积分，这导致广义相对论基本上回到了经典时空。

2 转盘错误计算对广义相对论的颠覆

转盘实验的这个广义相对论计算错误是致命的，它直接颠覆了广义相对论的基础。

按照狭义相对论的时空哲学，同一惯性系内的物理运动符合经典矢量合成法则，只有从一个惯性系变换到另一个惯性系时，此坐标变换不符合经典矢量合成法则。本文前述，广义相对论不过是狭义相对论的积分，其理应遵守此一准则。然而sagnac转盘实验的相对论计算中，转盘固有时间和坐标时间读数只差一个趋近于1的系数，这近似经典时空法则，却违反了狭义相对论的时空观。广义相对论为了凑实验数据，在光脉冲的固有时计算中不惜硬生生地把到达点的抛弃，也就硬生生地抛弃了“光脉冲转了一圈后才回到时钟”的事实。如果不抛弃这个，广义相对论计算转盘的固有时和坐标时就不会相等，并且转盘上正反方向的光脉冲到达时钟的固有时将恰好相等——这正好吻合狭义相对论的时空观——但却违反了实验事实。

广义相对论者们对的抛弃，源于其对相对论对时问题的混乱理解。广义相对论者们不能理解这个基本原理：是事件过程对应时空坐标，而不是事件的物理位置对应时空坐标。

例如一个人在操场上跑了10圈后回到出发点，广义相对论者们只记住了此人到达出发点这个事件，却并不关心此人到达出发点的过程中跑了多少圈。因此必然出现计算错误。

进一步地，广义相对论者们把这个错误推导为“非惯性系中既不能对固有时对时，也不能对标准时对时”，因为他们发现：从出发点到出发点的闭合积分路径无穷多，并且每条路径积分的结果都不同，所以无法对时。他们不能理解：每条积分路径都代表不同的事件，同一出发点的时间当然应该不同。你跑1圈后到达出发点，与你跑10圈后到达出发点，虽然都是你到达出发点的事件，但其时间当然不同啊。但你怎么能说因为其时间不同所以就无法对时呢？

出现这些荒谬结论的原因，就是广义相对论者们没有按照本文“对时之后的时间和空间取值规则”，没有先对惯性坐标系内的事件按照经典时空规则计算出位置坐标和时间，而是只知道硬套线素方程，却忘记了线素方程的物理含义。如果按照本文要求，先按照经典时空规则计算同一惯性系内事件的位置坐标和时间，就会知道跑多少圈极其重要，知道积分路径不是可以乱选的。

这就是广义相对论中，转动系中的各点不能彼此对时的根本原因。搞笑的是，广义相对论者们不但不反省转动系内各点无法对时的逻辑矛盾，反而洋洋得意地把这个不可对时作为广义相对论的奥妙之处到处吹嘘，不以为耻，反以为荣。

更不要说，广义相对论的线素方程在非惯性系的非欧氏空间中未做任何处理，根本就不能积分，所以找什么路径都是瞎扯淡。要算积分，就必须像本文处理坐标等价半径这样将其变换成欧氏空间的方程才可以。

3 从惯性系到旋转系的正确推导

非欧空间的坐标变换

相对论认为，将一小刚杆放在转盘的圆周上，从惯性系看刚杆的长度会缩短，因此沿圆周放置刚杆的数目会大于盘静止时能放置的数目。所以转动盘的圆周，其是非欧几何的^[3]。相对论认为，这将导致（18）式中从直角坐标系转化为极坐标的以下变换存在问题：

     （26）

因为此式只有在平坦的欧氏空间中才成立。在非欧空间的微小局部中，这个变换也可能近似成立，但这种近似是同阶有限小近似，而不是高阶无限小忽略。换言之，这种近似等价于在微小局部空间中使用四舍五入的方法，但却不可以用来积分。一旦用于积分，就会产生有限小近似的无穷累加，导致不可忽略的错误结果。这也是本文之前提及不能对积分的原因。

荒诞的转盘周长

相对论认为转盘的圆周，但其原因却是用转动的刚杆来度量未转动的圆周长，再用刚杆的固有长度（即刚杆不转动时的长度）乘以度量杆数所致。这种错乱计算的荒谬程度让人叹为观止，相对论神棍们已经不是骗，而是明目张胆地指鹿为马了。

相对论可以伸缩长度，但不能无中生有。圆周被截为份刚杆，无论在什么坐标系下，每份刚杆长度可能变化，但份决不会变为份，也不可能变为份。试想，如果我们在静止圆周上等距系上条红头绳，红头绳将圆周分为份刚杆。按照相对论的说法“沿转动圆周时放置刚杆的数目会大于静止圆周时能放置的数目”，请问相对论神棍们：现在圆周高速转动，那么圆周会出现短缺几根刚杆的缺口？还是会多几条红头绳哪？

下面本文用相对论自洽的逻辑来计算转盘周长，看看会是什么样子。

事实上当圆周转动后，从惯性系看的转动圆周长也应缩短：既然转动圆周上的每小段刚杆长度缩短，那么转动圆的周长缩短为，是很自然的事。而从转动系看，刚杆的固有长度不会变化，其度量转动圆周的固有长度也不会变化，仍应为。

这才是合乎逻辑的计算。

现在转动圆周上将圆周等分为份刚杆（），则每份刚杆固有长度为

。设其相对惯性系的瞬时线速度为待定数（因为我们现在还不知道在此非欧空间中、和关系），则根据狭义相对论，从惯性系看每份刚杆长度应为：

      （27）

转动圆周共有份刚杆，则份刚杆长度加总，即转动圆周长为：

（28）

从惯性系看，圆周转动一圈耗费时间为，则可知从惯性系看的圆周转速为：

                                   （29）

解之得：

                                     （30）

（30）式就是惯性系中圆周线速度、角速度和半径关系。可见这不是欧氏空间。

令                                （31）

则圆周线速度。此时可以写为极坐标式子：

        （32）

注意，由于（32）式是从惯性系看的转盘圆周轨迹，且为常数，所以（32）式是可以积分的。我们可称为坐标等价半径。趋于无穷大时，趋于光速，坐标等价半径趋于0。

由于半径与圆周线速度垂直，所以在惯性系和转动系中，转盘的半径长度均为。所以在非欧空间中，坐标等价半径并不等于，仅仅是为了沿着圆周线速度方向上积分而变换的常数。

大家看（32）式，这才是相对论框架的回归。它表明圆周的线速度极限为光速。既然广义相对论承认非惯性系中的任何瞬间都是一个局部惯性系，那么这个局部惯性系的速度不能超过光速，就是相对论的基本要求。

转盘上的对时

现在计算sagnac实验中转盘上到达点的固有时间：

    （33）

注意，（33）式左端的为转盘的固有半径，右端的是坐标等价半径，两者不同。

解之得：

                                                  （34）

可见，通过广义相对论的严谨计算，在纠正了抛弃的错误后，计算出到达点的固有时间与光线方向（即的正负）无关。也就是说，正如一般人所想像的：无论用狭义相对论还是广义相对论来计算：相反方向的光脉冲从转盘上一点出发，绕转盘一周后再回到转盘上的此点，经历的时间应该相同。

在纠正了以上计算错误后，旋转系内的各点也可以对时了，只要考虑了差异即可。这是与当前的广义相对论截然不同的结论。

虽然本文纠正了当前广义相对论的错误推导而重建了新广义相对论体系，但这只是让大家看看真正的广义相对论是什么样子，让大家知道正确计算的相对论完全与实验事实冲突。只有经典时空观才能解释现实。

（二）狭义相对论的逻辑矛盾 

本文之前是在假定狭义相对论正确的前提下进行推导。现在我们将证明，狭义相对论自身就存在逻辑错误。

设在惯性系中，、物在时间0重合于、坐标系的原点（坐标系相对物静止，坐标系相对物静止）。

以坐标系为参考系，物以速度相对物运动，得物的固有时：

                      （35）

按定义，固有时为物在坐标系中的坐标时间，是与坐标系相对静止的时钟数值。故在坐标系中，物的位置应为，时间为。可得物的固有时满足：

                      （36）

求解得：。显然。和都是物的固有时，然而物的固有时只应有唯一值。故矛盾。

再以作为物固有时，可得物在坐标系中的位置为，时间为，计算出物的固有时满足，如此循环计算，可得物的固有时越来越小。

在本文“相对论的对时”中明确讲述：“但无论如何，从甲坐标系去读取到的事件的固有时间如果与坐标时间不同，决非是甲坐标系观察者的错觉，不是一般人所以为的光线传输等原因导致的信息获取延迟。不仅仅是甲坐标系观察者可以观察到事件的标准钟读数，跟随事件一起运动的观察者也看到事件的标准钟读数，双方观察到的标准钟读数相同。这是一个客观过程而不是观察者的主观过程。这是搞清楚相对论中各种时间的关键”。而根据狭义相对论计算的固有时间值是彼此冲突的。这说明狭义相对论的逻辑也自相矛盾。

相对论坐标变换的对称性：若确定某事件为被观察事件，那么无论如何变换参照系，相对论的逻辑矛盾都不会表现出来，因为这无非是此事件在不同参照系的坐标旋转而已。

相对论坐标变换的非对称性：一旦互换被观察事件和参照系，即将被观察事件作为参照系，原参照系作为被观察事件，则相对论就出现逻辑矛盾。

逻辑学上关于“逻辑矛盾”有如下推论：“若某逻辑体系有逻辑矛盾，则此逻辑体系可以推导出任何真或假的结论”。所以有逻辑矛盾的体系就是错误体系。

相对论亦是如此。如果我们无视相对论逻辑体系的矛盾，那么相对论可以推导出任何结论。如果我们只拣选其结论中符合现实的部分而不考虑其矛盾部分，那么相对论可以符合任何现实。以上面推导为例：当需要光速不变时，这本身是相对论的假设，自然可以满足；而当需要经典时空观时，相对论同样可以给出经典时空观的结果。

八 事实的审判

        转盘实验是否定相对论的最直接的实验，它不但揭露了广义相对论的原形，也揭露了狭义相对论的原形。狭义或广义相对论对更多实验的荒谬解释，几乎都可以通过转盘实验来揭露。

（一）麦克尔逊-莫雷实验的谎言

        在相对论理论中，迈克尔逊-莫雷实验证明了光速与惯性系选择无关。但这与广义相对论对sagnac实验的解释相冲突。因为迈克尔逊-莫雷实验是在地球上做的，而地球显然是非惯性的旋转系。而按照广义相对论的解释，在旋转系中是观察不到光速不变现象的，旋转系中光脉冲的运动时间，等价于光速与旋转系转速的矢量合成速度的运动时间。

所以在迈克尔逊-莫雷实验中也不可能观察到光速不变现象，此实验所谓光速不变的测量结果，其实只不过是因为炁场相对地球静止，而干涉仪没有相对炁场运动而已。一旦干涉仪相对炁场运动起来，在测量精度足够的前提下，就可以观察到光速的变化。

然而，如果我们不推翻广义相对论对转盘实验的推导过程，则即使我们设计出干涉仪高速匀速直线运行（以使得运动的干涉仪可以构成惯性系，来适用干涉仪参考系中光速不变条件）的实验，也没有意义。因为没有谁能保证自己设计的高速匀速直线运动是没有任何误差的匀速直线运动，而只要有误差（这个误差一定会产生，先不说设计者的工程精度，单单说地球围绕太阳转动、太阳围绕银河系转动），相对论支持者就会主张干涉仪参照系不是严格的惯性系，不能直接适用光速不变的假设，而必须适用广义相对论，从而得到与经典时空观下速度矢量合成同样的结论。

从另外一个角度，我们亦可推断：即使按照相对论，在人类目前所能观察或制造的所有惯性系中，光速并非不变，而是基本符合矢量合成法则的。因为人类目前观察或制造的惯性系不能确保是绝对的惯性系，因而应该适用广义相对论的结论。换言之，人类除非在失重状态的太空中，无法观测到光速不变的现象。而相对论光速不变的假设却自称是来自人类的实验结论，是事实总结。这说明相对论者们撒了谎。

（二）孪生子是佯谬还是真谬       

   相对论有一个著名的孪生子佯谬问题。故事是这样的：有一对孪生兄弟，弟弟登上一宇宙飞船作长程匀速直线旅行，而哥哥则留在地球。根据相对论，弟弟相对哥哥在运动，而运动时钟会变慢，所以哥哥会看到弟弟的时间慢了；但哥哥也相对弟弟在运动，所以弟弟也会看到哥哥的时间变慢了。这样就导致一个矛盾：究竟是谁的时间变慢了？哥哥和弟弟谁更年轻？

        相对论者们的解释是，弟弟离开哥哥后，必须要回到哥哥身边才能比较谁更年轻。而弟弟回来就涉及到加速运动，不再是惯性系，因此要用广义相对论解释。而根据广义相对论，弟弟有加速运动，时间变慢了，所以弟弟和哥哥再会面时，弟弟会更年轻。

        这些解释也是胡扯，连相对论的基本概念都没有搞明白。本文严格按照相对论的基础概念阐述此问题如下：

        哥哥的时间，是哥哥的标准钟的读数，是哥哥的固有时间；弟弟的时间，是弟弟的标准钟的读数，是弟弟的固有时间。

        兄弟根本不必见面，就能知道彼此的坐标时间和固有时间。本文前面已经述及，在相对论中，同一惯性系内是可以对时的。具体操作如下：

        弟弟以速度离开哥哥。则以哥哥为参考系，弟弟在时刻的位置是。哥哥可以在弟弟出发前就在位置设置一个摄像头。弟弟出发后，在哥哥参照系中经过时，弟弟来到摄像头这里。摄像头拍摄下弟弟随身携带的时钟读数，然后发送给哥哥。哥哥收到照片后，就知道自己的时间经过时，弟弟的固有时间经过了。

同样地，弟弟看到摄像头时，就知道自己在哥哥参照系中已经过了时，弟弟再看自己随身携带的时钟，其读数是。

在以上这个操作过程中，哥哥和弟弟关于和的数据都是即时的、客观的，根本不会有很多人以为那样有什么“从弟弟向哥哥发射的光线的传输延迟”这些非相对论的东西来扯淡。这在本文“相对论的对时”中反复强调过。

孪生子的问题是：以哥哥为参照系，相对论计算出的，以弟弟为参照系，相对论计算出的。

所以孪生子问题证明了狭义相对论的确具有逻辑矛盾。

（三）介子寿命问题的魔术

        在某惯性参照系中，仪器测量静止介子的寿命读数为，测量以速运动的介子寿命读数为，然后发现。相对论支持者们认为运动介子的时间变慢了，这证明了相对论是正确的。本文以下同样按照狭义相对论的逻辑进行剖析：

      仪器相对介子静止时，仪器上的读数为，也是介子参考系的时间。

测量运动介子时，选择相对介子静止的惯性系为参照系，则仪器相对介子以速运动，仪器上的读数为仪器的固有时。由于仪器是运动的，所以仪器的坐标时大于仪器的固有时，即。

        然而，仪器的坐标时，就是介子的固有时；仪器的固有时，就是介子在仪器参考系中的坐标时。因此由有：。这说明仪器测量到运动介子的时间应该变快才对。这与之前的结论矛盾。

所以相对论根本不可能计算出介子的时间是变长了还是缩短了。利用相对论自身的逻辑矛盾，既可以计算出变长，也可以计算出变短。这才是相对论解释各种实验的奥秘。

（四）斐索流水实验的瞎话

爱因斯坦认为斐索流水实验也是相对论正确的实验验证。同样地，这也是对计算过程偷梁换柱的结果，事实上斐索流水实验的结果跟相对论计算的结果根本不是一回事。

斐索流水实验中，令为流水速度，为光相对流水的速度，为光相对观测者的速度，则斐索的实测结果是：，而相对论计算结果是，两个式子在时近似相等。相对论神棍们说这个又证明了相对论的正确性。

下面我们再来证明一下：

对时后，假设相对流水静止的坐标系（以下简称流水坐标系）经过时间，则光在流水坐标系中位置为。设光的固有时为，有线素方程：

                   （37）

解之得：

                            （38）

观察者在流水坐标系中的位置为。设观察者的固有时为，有线素方程：

                  （39）

解之得：

                             （40）

若观察者和光的相对速度为，则以光相对静止的坐标系为参照系，观察者的坐标为，观察者的固有时应满足线素方程：

                （41）

解之得：

        （42）

（42）与（40）式不等。由于公共微信号上没有必要展开太多计算，我们简单化处理，取个简单值来判断。取流水静止即，则有。（40）、（42）式分别化为：

                          （43）

显然（43）式中，观察者有多个不同的固有时，当然也就可以推出光相对观察者有多个不同的速度。而这是不可能的。所以基于相对论的证明错误。

相对论神棍们认为，无论流水速度多大，光相对流水的速度始终为。这种认识事实上假定了流水对光具有完全拖曳作用。因为在光速低于的情况下，没有任何相对论规则能够保证是与无关的常量。所以流水对光的完全拖曳不是相对论规则而是经典假设。那么问题就来了：我们知道，在sagnac实验中，光纤对光不具有拖曳作用。那么现在在光纤中充入一些稀薄气体，是不是就可以完全拖曳光呢？恐怕不行。从稀薄气体到高折射率的介质，拖曳作用应是逐渐加强，而不可能一下子就是完全拖曳。那么爱因斯坦在斐索实验中假设任何介质都对光有完全拖曳作用，根据何在？

事实上，斐索流水实验的真正实验结果是：随着不同，测得的也不同。有些人以为这是折射率随着而变化，但这实际上表明与相关，流水对光并不是完全拖曳，其拖曳效果受影响。

毫无疑问，斐索实验的相对论解释，又是一例胡拼乱凑的结果。

（五）双星观察效应的真相

        在遥远的星际，有、双星相互围绕旋转。人们发现两颗星的光线几乎同时到达地球。然而，当一颗星逼近地球时，另一颗星会远离地球。假如光速遵从经典的矢量合成法则，那么星向地球发出的光相对地球的光速大，星向地球发出的光相对地球的光速小。经历若干亿光年到达地球后，两束光应该会有很大的光程差。这与观察数据不吻合。所以人们认为这验证了光速不变假设。^[4]

        首先，按照本文炁的理论，、双星各自吸附了近地炁场，因此在双星的近地炁场中，的确星向地球发出的光速大，星向地球发出的光速小。但当两束光射出双星的近地炁场后，将经过相同的宇宙炁场，此时两束光的速度将相同，这保证了两束光基本同时到达地球。

        其次，即使按照广义相对论，由于观察者所在的地球不是惯性系，所以不能适用光速不变的条件，因此观测不到双星光线的速度相同。所以双星光线几乎同时到达地球的现象亦不能证明光速不变。

（六）GPS是用相对论校准时间吗       

   相对论支持者们列出了相对论的实用证据：你看GPS都是用相对论来校准时钟的，这难道不证明了相对论的正确性？

        答案是，GPS的时钟校准，跟相对论没有任何关系。首先，根据广义相对论，非惯性系中的时钟根本就是无法校准的，因为积分路径不定。其次，即使仅仅考虑相邻时钟的校准，广义相对论给出的时钟值是和sagnac实验的时钟值相同的。而从本文大家已经知道：sagnac实验中的时钟值，正是经典时空下的数值。所以所谓广义相对论校准，本质上就是经典时空校准。

        我们倒可以从广义相对论关于非惯性系无法对时的证明中，窥一下GPS的时间校准。这里粗略讲一下校准过程：

广义相对论此证明中，要校准、两点的时间，则从向发射一个光脉冲，然后反射此光脉冲回，共耗时。然后广义相对论取作为收到光脉冲的时间，以实现对时。然而在非惯性系或经典时空理论下，光从到的时间并不等于从到的时间，所以必须要进行调整。如果GPS迷信相对论照猫画虎地取作为的时间，那自然也要进行调整，否则必然错误。但这个调整用经典时空理论照样可以完成。

（七）原子弹与

        相对论支持者们终于抛出最后的原子弹：难道不是相对论计算出来的？原子弹都爆炸了，你还不相信相对论？

        很遗憾，相对论跟原子弹或还真没什么关系。要理解这点，只要问大家一个问题就可以了：如果一个物体质量减少了，这部分都变成未知东西以光速跑走了，那么需要多少能量？

        这个用初中物理就可以算出来：。

        看，就这么简单。用初中物理，就可以计算出原子弹释放的能量的相同数量级。

        我们可以再严谨点，由于光子有振动，根据能量等分定理，在振动方向上的能量，大致等于平动方向上的能量。所以振动能也差不多为。振动能与平动能之和，恰好是。

        好了，原子弹出来了。就这么简单。只不过在经典理论的这个计算中，不是原子弹的质量转化为了能量，而是原子弹的质量以光速跑走，就必要要携带的能量。

九 为什么神棍们能够成为主宰

1951年4月4日美国成立心理战委员会（PsychologicalStrategy Board-PSB），PSB-D-33/2战略文件提出“教义性”和“意识形态性”计划。PSB的一位官员查尔斯.伯顿.马歇尔在备忘录中说，文件试图提出一种体系来证明“某种类型的社会信仰和社会结构”是正确的，其中提出了“一整套有关人类愿望的准则”，涉及人类思想的所有领域，从人类学和艺术创造直到社会学和科学方法论无所不包。文件要求“制造一部‘机器’来产生思想，‘系统地、科学地为我们的生活方式塑造形象。’”

“如果撒谎，就撒弥天大谎。因为弥天大谎往往具有某种可信的力量。而且，民众在大谎和小谎之间更容易成为前者的俘虏。因为民众自己时常在小事情上说小谎，而不好意思编造大谎。他们从来没有设想编造大的谎言，因而认为别人也不可能厚颜无耻地歪曲事实……极其荒唐的谎言往往能产生效果，甚至在它已经被查明之后。”             ——戈培尔

参考文献

[1] 程碧波著，“sagnac实验的理论解释”，《教育》，2017年3月，第89页。

[2] 战国：《行炁玉佩铭》。

[3] 爱因斯坦著，杨润殷译：《狭义与广义相对论浅说》，第67页，上海科学技术出版社，1979年。

[4] 爱因斯坦著，杨润殷译：《狭义与广义相对论浅说》，第34页，上海科学技术出版社，1979年。[5] [英]弗朗西斯.斯托纳.桑德斯：《文化冷战与中央情报局》，第144-145、165-168页。

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