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四维时空可信吗

基于爱因斯坦关于“同时的相对性”概念的发现,相对论发展了“四维时空”的新观念。这个观念可信吗?答案应该是否定的,理由如次。

前面我们已经证明,所谓“同时性”不过是用“主观时间”取代“客观时间”,偷换了时间概念。如果真的没有客观同时性,不但不同坐标系没有共同时钟,即使是同一坐标系也不可能有共同时钟,结果时间坐标就和空间坐标绑架在一起,形成“四维时空”。同时性错了,“四维时空”当然也错了。我们地球人共同使用格林尼治时间能很好地解决同时性问题,即使相对论也承认宇宙年龄为137亿年,也没有区分是属于哪个坐标系。

四维时空错在哪里呢?

我们知道,时间体现事物状态发生变化的先后次序和过程长短。用t1 ,t2 等等表示次序,用⊿t=t2-t1 表示过程长短,也就是速度。事物变化可以是空间位置变化,也可以是温度变化化学变化等等。后者与空间位置没有关系,把时间与空间绑架在一起实在是多此一举。反过来,即使是机械运动也没有必要将时间和空间绑架在一起。例如,奥运会“径赛”记录,就是根据共同时钟测出的t1t2⊿t ,决定名次,与举办地点无关。实况转播,也与人们看到的先后无关。无论你在飞机上火车上看比赛,都不会的比赛名次产生异议。

空间表示物体之间的距离,也就是远近关系。静态时,与时间没有关系。空间是三维的,所以距离包括上下距离、前后距离和左右距离。通常人们用欧几里得空间笛卡尔坐标系来表示距离。坐标系也是数学抽象,它的“点线面”等等概念,也是根据实际抽象而来的。例如实际当中坐标系原点的选取就不可能是一个数学意义上的点,因为它代表“参照物”,参照物和其他物体之间的距离比较起来要足够小,才能当做“质点”,即一个点。随之所谓单位长度至少要比质点大很多,这样才能符合实际。坐标系确定了,别的物体和原点之间的距离就成为该物体的位置,这样位置和距离就等同起来了,都能表示空间。

爱因斯坦先把时间和空间绑架在一起称为四维时空,同时强调时间和空间意义不同,但是运用黎曼空间概念时则又当做纯粹空间了,而且说这个四维空间是寄生在更加高维空间的一个“球面”上,显然偷换了概念。假如承认四维时空是几何空间,那么就谈不上变化。假如承认四维时空不是几何空间,或者不完全是几何空间,那么就不能推广为黎曼空间,因为它是纯几何空间。相对论混淆了两者的区别。四维时空实在是不伦不类。

再来看看爱因斯坦的所谓“四维时空”,能不能构成坐标系呢?显然不可能。因为这种坐标系的原点也就是参照物的选取就成为问题。因为爱因斯坦以光速不变为“参照想法”,并没有明确是那种光的光速,是太阳光,电灯光,还是萤火虫发出的光,至少这些光的位置和方向是不同的,各种各样的。而伽利略的参照物是确定的唯一的。有了参照物才能决定基本单位的大小,基本单位至少要比参照物大很多,才能认为原点为0。其次,即使有了原点,因为四维空间任意一点都随时间变化而变化,本来原点应该是:x12+x22+x32+x42=0 时间变化了,x42≠0 ,只有x12+x22+x32≠0才能保证 x12+x22+x32+x42=0,所以原点会不断飘移,其余各点的位置也就不可能固定,这样,整个坐标系必定虚无(没有坐标系原点)缥缈(各个点都浮动)。还有,爱因斯坦说“某个时钟UM 在其指向时刻tm 时发出的一束光,在真空当中传播了距离rmn 后到达了时钟UN ,这时UN 的时间可以表示成为 Tn=TM+rmn/c 。光速不变原理意味着,这种校准时钟的方法是不会引起矛盾的。”但是,由上式可得到  rmn/(TN-TM)=C 也就是说,在这种坐标系里面物体速度永远是c ,(同发光过程一样,一个事件只对应一个时刻,不需要加速过程,也就等于认为物体没有质量,只能以光速运动。)不存在其他速度,还谈什么运动规律呢?这样,闵可夫斯基空间黎曼空间只能存在于想象当中,相对论大厦就变成海市蜃楼。四维时空根本没有统一的时钟,如何表示各种变化?这种坐标系内的每一个点,都必须满足方程 X12+X22+X32+X42=0 ,说明也没有变化。

欧几里得空间笛卡尔坐标系是从实际当中抽象出来的,当然可以用于实际。而黎曼空间纯粹是靠逻辑推理建立起来的,不完备的,经不起实际考验。

真正能够把时间和空间绑架在一起的应该是“速度”,而且应该是接近光速的速度,而不是“同时性”。例如在天文应用方面,恒星之间的距离一般用“光时”,也就是光速乘以时间做单位,时间“差之毫厘”距离就“谬以千里”。更加要命的是距离、时间和光速的测量单位也相互绑定,相对论只好认定光速不变。这才是相对论所谓适用于高速的真正原因,与错误的洛伦兹变换无关。这样牛顿定律应该是普遍真理,光速应用属于特殊情况。相对论的结论正好相反。

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