狭义相对论与绝对微粒假说

1、狭义相对论与绝对微粒假说班级：01510706 姓名：董超 学号：20071441 摘要：本文简单阐述了我对狭义相对论的三点思考，指出了超光速运动的存在和与狭义相对论的矛盾。之后提出绝对微粒假说重新定义电磁波，并尝试解释狭义相对论的不足之处。最后提出我对科学研究的哲学思考。关键词：狭义相对论，超光速运动，第二微观，绝对微粒我是怀着崇敬而又不安的心情来写这篇论文的，因为这篇论文所要提出的假说是与狭义相对论所违背的，而我本身又是一个刚刚接触物理不久的初学者，对于博大的物理世界还不了解，做出这样的假说也许只是一个小孩子懵懂的幻想而已。但这毕竟是我精心思考良久的成果，希望它能承载着思辨的价值，表现出特

2、有的意义。一、研究狭义相对论所遇到的问题 爱因斯坦创立的狭义相对论建立了革命的时空观，它给出了高速运动物体所满足的物理规律，揭示了质量和能量的内在联系，开始了对万有引力和大尺度空间本质关系的探索。可以说狭义相对论是二十世纪最伟大的物理理论之一。但这个理论真的就是完美的吗？它的普适性就一定比牛顿力学更好吗？在不否认它的意义的基础上，我想给出我对这个理论的几点疑惑。狭义相对论有两大最基本原理爱因斯坦相对性原理和光速不变性原理。伴随而生的爱因斯坦质能方程是相对论最有意义的结果。下面我将对这三点分别提出我的观点。 1、超光速运动与光速不可超越的矛盾。爱因斯坦由麦克斯韦方程和迈克尔逊莫雷实验做出了光速不

3、变的假设，并将其运用于洛伦兹变换，从洛伦兹变换而得到的速度变换公式中我们可以清楚的看到：一切物体的速度都是不可能超越光速的。但这本身是一个自洽体系，因为这是在用假设的前提证明假设，怎么能说是有力的证明呢？即使按照洛伦兹变换得到的公式，我们同样可以预言虚质量，正如我们认为光无静止质量一样。因此这个假设本身就是值得质疑的。而要证实这个假设的不准确性关键在于发现超光速运动。事实上超光速运动已经被我们发现。在人们发现了类星体之后，天文学家从数十个类星体和活动星系中观测到了超光速膨胀现象。之后又发现了银河系内的具有超光速膨胀的微类星体。在物理实验室中，人们根据波导的截至原理和反常色散现象，十数次得到微波

4、和光波的超光速运动。2000年，我国旅美留学生王力军等通过增益辅助反常色散过程得到了没有形变的超光速传递的激光脉冲。而物理学家史蒂夫霍金也提出在黑洞中反射出的射线是可以在某一瞬间超越光速的。这一切表明光速的不可超越假设不再正确。那么到底应该如何认识超光速运动，它的存在真的能完全否定光速不可超越假设的意义吗？这引起了我对光的本质的一些思考。2、对E=mc2的另一种解释。爱因斯坦质能方程给出了质量和能量互相关联的公式，原则上讲不可以把质能关系理解成质量和能量的相互转化。但这里我们不妨来试着解释一下，看看会得出那些结论。在核聚变中质量的损失变成能量是已经由实验证实了的，因此我们只尝试解释由质量变为能

5、量的过程。由公式我们可以看出，减少的质量转化成了能量，但c2这一比值让我们很难想通，形式转换为什么是以光的形式？同时那质量m又去了哪里呢？可不可以理解为光承载着这一份份的质量逃离了呢？而这拥有静止质量的光子又是与狭义相对论所违背的。3、相对性原理与量子力学。对于这个理论我只是提出自己的一个简单的想法。这个假设是牛顿力学体系的推广，当遇到了与牛顿力学截然不同的量子力学时，这个假设是否还是成立的呢？我认为答案是否定的，当“决定论”遭遇了“概率论”时，这个假设就已经开始值得怀疑了。那么对于这些问题应该如何解决呢？下面我尝试重新定义一种微粒，通过对这种微粒假设来解释现有的问题。二、绝对微粒假说 1、第

6、二微观世界的存在性假设。从理论上讲微粒是可以无限小下去的，但实际研究出的量子力学否定了这种连续性的存在，于是对于相对于可视宏观物体的微观物体，我们用量子力学来解释这些规律。但既然宏观物体的基本原理不适用于微观物体，那是否存在我们无法用量子力学所解释的更小的微观世界呢？相对于这个世界我们现有的微观物体就成了相对宏观物体，假设这个世界真的存在，在这里我定义它为“第二微观世界”。那么对于第二微观我们就不能用现有的所有理论解释它们，因为它们可以有自己适用的规则，而由于我们从未接触，所有我们的理论不适用于它们也是极为正常的，这时就有必要去假设新的理论的存在。2、绝对微粒假说。针对第二微观世界我假设了一种

7、新的微粒的存在，即绝对微粒。绝对微粒是针对光的本质提出的新的假设，因此绝对微粒是在真空中能够以光速传播的系列微粒，这样的微粒是有质量限制的，当质量大于最大承受限度时将不能以光速传播。根据这个定义，现实中以光速传播的所有物质形式都将是以绝对微粒为载体，包括各种射线和光。因此在这个假说中光是有实际大小和质量的微粒。既然绝对微粒已经小到我们所能认可的第二微观，那么微粒的波动性就不一定要被否认，而且绝对微粒是否就是我们意义上的微粒还尚未可知。所以绝对微粒可能具有与我们现实观察所不相同的波动性。这样的波动性被麦克斯韦所发现，并定义为电磁波。这样一来我们既不能否认光的粒子性，又不能否认光的波动性，而其实质

8、不过是绝对微粒的性质罢了。所有的绝对微粒属于同一个数量级，但对于不同大小的绝对微粒其性质也是有所差异的，它们的波动周期，波长等会不同，由此便引出了各种形式的电磁波。3、绝对微粒可以解释的问题。为什么存在超光速运动呢？用绝对微粒就很好解释。在非真空中，绝对微粒会受到各种影响而使速度减慢，那当它们受到某些外界条件激发时同样可以超越真空中的光速。根据绝对微粒的假设，物质会转化成光也就很好理解了。同样可以解决的问题还有磁场的质量问题。磁场有质量是因为绝对微粒是场的载体，它也是可以以光速传播的。三、关于科学的哲学思辨希望用一个理论来解释所有现象，在现在是无论如何做不到的。于是我认为人们有必要去建立新的理

9、论，做出新的假设，脱离出固有的范畴，而开辟新的天地。这里我可以再举一个例子。即宇宙无限与有限的谬论。我们也许无论如何无法相信宇宙是永远存在的，但如果我们假设宇宙有一个开端，那开端之前也必然会有无限的时间，这样就陷入了无限循环的谬论。那这里就想了，难道我们非要用现在所知的常识不可吗？也就是说我们认为时间无限，那只不过是我们的一厢情愿，如果我们说宇宙的开端之前必有无限的时间其前提是有时间这个概念。如果时间只不过是宇宙诞生后的一个属性，那我们怎么能用时间去衡量宇宙诞生之前的一切呢？所以时间也许作为一种特殊的形式存在于我们的世界，与它联系的是物质和空间，我们不能想象宇宙的前后只是因为我们为我们的常识所束缚。人类的想象力源自于他们的所知，对于未知我们善于用所知去预测，所以我们无法知道不可知的过去。如果人存在这样的局限性的话，那么在人类的进化发生质变之前，我们是永远有无法解答的奥秘的。所谓的科学也就不能超出人类所知而存在，科学的局限性便十分明显，有时反倒是宗教更有道理了。四、结语 我对绝对微粒的假说只是开端，像它以热与电的形式传播就会更加复杂，当然也有可能更加简单。但也许这个理论从一开始就是一个谬论，假说只是不存在的幻想。但我还是希望它能具有它本身的科学意义，引领我走向我所热爱的领域。以上假说多为个人观点，不当之处还请批评