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前言 关于速度(第1页)

创作科幻小说作品离不开探索宇宙,而探索宇宙就必须有超越光速的速度。

当初知道任何物质的速度都无法超越光速是因为《狭义相对论》时,作为一个高中毕业的文科生,我对之敬若神明,视如禁区。

可人总是不屈不挠的,既然知道了,就不但想知其然,也更想知道其所以然。

凭借着所知甚少的理科知识,我开始了求索的道路。

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。

这条路注定是坎坷崎岖的,经过漫长的探索和求知,我终于揭开了《狭义相对论》的神秘面纱:

狭义相对论的核心:洛伦兹转换:取一光脉冲在坐标系S(X,Y,Z,T)和坐标系S(X,Y,Z,T)中的坐标,我们可以得到这样两组方程:①x2+y2+z2=c2t2,②x2+y2+z2=c2t2,

这两个坐标存在着可转换的平面关系:x=k(x±vt)(y,z和y,z同样遵循这样的转换关系)

为了计算方便(不影响最终计算结果)我们设光脉冲是沿着x轴做平行运动,坐标系S和S也做平行运动并且相对速度为v(转换关系里的那个速度v)。

这样方程①②就可写作①x2=c2t2(y=0,z=0)②x2=c2t2(y=0,z=0)

把①②代入转换公式中可得:

③ct=k(c+v)t,④ct=k(c-v)

把③④作方程组相乘可求得k=1√(1-(vc)2)

在整个求解过程中,使用③④方程这一步是个错误的步骤,正确的做法应该是当x=ct时,x=k(x+vt)(坐标彼此做相离运动)或x=k(x-vt)(坐标彼此做相向运动),把两种不同的(相向的和相离的)坐标之间的运动关系结合起来使用是洛伦兹转换中最大的错误。

也许这样看起来并不明显,那么我们再做一组计算来看看洛伦兹转换中这个错误是多么的荒谬:

我们设一物体以速度u进行运动,那么它在坐标系S(X,Y,Z,T)和坐标系S(X,Y,Z,T)中的坐标,我们可以得到这样两组方程:①x2+y2+z2=u2t2,②x2+y2+z2=u2t2,

因为是同一物体在两个坐标系中的表述,那么它们之间同样存在着可转换的平面关系:x=k(x±vt)(y,z和y,z同样遵循这样的转换关系)

如果我们使用洛伦兹转换中的③x=k(x+v)t,④x=k(x-v)

这两个转换关系式,那么我们把数据代入后同样可以求得k=1√(1-(uv)2)

这就意味着任何速度在洛伦兹转换中都可以成立,如果像《狭义相对论》一样我们赋予它限制最高速度的结论,那么即使是蜗牛的爬行速度同样可以成为最高极限速度,③④方程的同时使用就是能造成这么离谱的结果。

接下来我们做一个真正的坐标转换:

设一物体做匀速直线运动且速度为v,则此物体在坐标系S和S中的坐标可以写成这样的方程①x2+y2+z2=v2t2,②x2+y2+z2=v2t2,

为了方便计算,我们使两个坐标做平行匀速运动且彼此之间的运动速度为u,若物体运动轨迹与x轴y轴z轴的夹角分别为α,β,γ,则方程①②可以写为

③x2=cosαv2t2,y2=cosβv2t2,z2=cosγv2t2

④x2=cosαv2t2,y2=cosβv2t2,z2=cosγv2t2。

为了方便计算,我们设物体是沿着x轴的方向运动(请注意不是平行运动),则上面的方程可以写为:

⑤x=√(cosα)vt,y=0,z=0

⑥x=√(cosα)vt,y=0,z=0

当两个坐标系做相离运动且x=√(cosα)vt时,x=k(√(cosα)vt+ut)=√(cosα)vt

可对k求解得k=√(cosα)vt(√(cosα)vt+ut)

当两个坐标系做相向运动且x=√(cosα)vt时,x=k(√(cosα)vt-ut)=√(cosα)vt

可对k求解得k=√(cosα)vt(√(cosα)vt-ut)

从计算过程中我们可以发现:

第一:物体的运动坐标在不同的坐标系中可以是一样的,即x=x=vt=vt我们可以得出t=t即时间永恒不变。

第二:如果用坐标系S去表达在坐标系S中的物体运动,我们不仅需要考虑物体本身的运动轨迹,还需要考虑坐标系S对物体运动轨迹的影响,即坐标系S中的物体运动在坐标S中是两个运动的合成。

《狭义相对论》的根基是错的,那么它本质上就也是错误的,在世界上速度是没有上限的,它可以无限快,只有更快没有最快!

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