狭义相对论一书中关于洛伦兹变换的推导错误

1、狭义相对论一书中关于“洛伦兹变换”的推导错误“三合一”且不分层的鸡尾酒谁喝？北京相对论研究联谊会会员电子科技大学 退休教师赵常德2008年7月由科学出版社出版的狭义相对论一书，是刘 辽、费保俊、张允中三人编著的。这是本书的第二版。本书第一编著刘 辽老师，“年近耄耋，垂垂老矣”，“是我国知名的物理学教授，在相对论方面的造诣颇深。”（已故张允中教授在本书第一版序言中如是说。<1986年5月>）。而且内容简介中还指出：“本书可作为高等学校理工科本科生、研究生以及有关科研工作者和教师的参考用书。”因此本书对爱因斯坦变换（即“洛伦兹变换”）的推导就有代表性。遗憾的是，此书第二章狭义相对论时空

2、观中的第5节洛伦兹变换对此变换的推导明显是错误的，犯了同爱因斯坦一样的错误。本书在第二章第4节狭义义相对论的基本原理中，首先给出了：（1）狭义相对性原理；（2）光速不变原理。然后应用光速不变原理，“在开始时刻，自重合的原点发出一个光信号”“在两个系统中的波陈面方程： 应同时成立。即 （4.3）”并且认为，为“保证光信号的间隔（即或）同时为0”，“任意事件对在两个坐标系中的间隔和之间应当有如下形式的一般关系：其中，为的函数”。又根据“狭义相对性原理，惯性系和应该是平权的；相对于做匀速直线运动的物体，相对于亦应做匀速直线运动。保持匀速直线运动方程形式不变的变换只能是线性变换（详见附录A）。而线性变

3、换要求指数函数，所以有：由于和是平权的，交换和后应有 代入前一式可知，取负值将违反因果律（见第9节），故。这样间隔和的关系为。 于是我们得到 inv （不变量）（4.4）”剖析： 1） 两条基本原理的内容中，都有一个前题即和都是惯性系，但是编著者在本书中没有明确给出“惯性系”的定义；本文作者认为根本不存在“惯性系”，只存在相对惯性系，而且这些相对惯性系之间并不平权。作者在物理空间探索一文中曾经指出：物理空间中的所有物质都处于不停的运动之中，在其中所选的任何一个参照系（或参照物）本身就在运动；这样就根本不存在一个绝对静止的惯性系，当然也就不存在相互作匀速直线运动的“惯性系”。物理空间中在上一个层

4、次中所选的参照物作为参照系，比同一个层次中所选的参照物更“优越”一点而已，但这只能称为相对惯性系，且并不平权。2）本来就有，编著者将相对性原理拉进来绕了一个大圈子，显然是多余的；最后还不等于零了，而是什么inv（不变量），更是画蛇添足。因此本来就与相对性原理无关。还要请读者注意这里的是光波波陈面在任一时刻的坐标值，是有确定含意的，一定，它们就是一定的，这时（或）就不能是轴上的任意值了。 接下来是“5 .洛伦兹变换”标题下的“5.1洛伦兹的时空变换”。“下面求图1。1所示两个惯性系之间具体的坐标变换”。接着编著者用证明的同样方法证明了。然后：“接下来根据间隔不变性求和的变换关系。根据上两式，（4

5、.4）式成为 （a）因为线性变换保持二次齐式不变，上式说明和只能是的线性函数，假设其形式为 （b） （c）其中的变换系数均为常数，将它们代入（a）式，得， 由于的任意性，比较两边系数得到 （d）（e） （f）”剖析：1） 由（4.4）式变来的（a）式实际上是 说明是相关的，两者中只有一个是独立的；同理，和也一样不是同时可以取任意值的，是相关的。如果写成为（b）式和（c）式，则其中，的关系仍然存在，且和的物理意义仍然是光波波陈面任一时刻（或为定值时）的坐标值，而不是轴或轴上的任意一点的坐标。2） “由于，的任意性”，这话是不对的。和中只有一个具有任意性，另一个由关系式决定。决不会和同时具有任意性

6、的，在这里编著者在逻辑上混淆了作为任何时间都为轴上确定点的与作为在特定时刻光波波前在轴上的特定坐标这样两个物理概念。前者当秒时，可以为任意值；而后者当秒时只能等于c。很明显，这里的“证明”是违反逻辑同一律的，甚至连数学中的自变量和因变量都没有弄清楚。“另外，在系中测得系的原点以速度运动，此原点在系中的坐标是，代入（c）式得。”剖析：这里编著者又给出一个有关数学符号的公式。有关数学符号出现的公式，编著者前边还有三个公式：、 、。这三个虽然用了同一个数学符号，但物理意义是完全不相同的。两个“代入”则是完全违背逻辑同一律的，在数学上也是不允许的。正确的写法应当加以区别：比如，中的应写为，表示系点的运

7、动规律；中应写为，表示时刻波陈面的坐标值；和中的，则是轴上的任意值，应记为或，且与无关。编著者这样勾兑的“三合一”鸡尾酒，作者是喝不下去的，请问读者，你们能喝下去吗？其实，在有关“证明”“洛伦兹变换”的所有教科书或论文中，包括爱因斯坦本人在内，无不犯有以下的错误：违反同一律，混淆三个x从而偷换物理概念；用零作除数，混淆自变量和因变量，违反数学基本运算规则；将只在一点成立的公式任意推广到整个坐标轴都成立；有时光速为，有时为，有时为，甚至有时为，光速可变了，但有时又强调，光速又不变了。这说明单从“光速不变原理推不出洛伦兹变换”，并且表明相对论的两条基本原理自身就是矛盾的。此书编著者最后说了一句什么“这就是著名的特殊洛伦兹变换，简称洛伦兹变换。”其实这与洛伦兹变换（假设）是风马牛不相及的，这种说法是错误的，详细请见作者的另一篇论文此洛伦兹变换非彼“洛伦兹变换”。参考文献（1） 刘 辽 费保俊 张允中 编著狭义