狹義相對(duì)論邏輯不自洽的論證

1、狹義相對(duì)論邏輯不自洽的論證Xia，Cheng (incinc) xc7979 摘要：對(duì)物理理論正確與否的判定有一個(gè)都認(rèn)可的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)邏輯標(biāo)準(zhǔn)。本文通過“三生子佯謬”，四維時(shí)空多余性和狹義相對(duì)論解釋介子衰變的邏輯分析，表明狹義相對(duì)論不能夠通過邏輯檢驗(yàn)一關(guān)。也可以說狹義相對(duì)論存在著違反邏輯中的同一律、不矛盾律和排中律，是一個(gè)邏輯不自洽的理論。關(guān)鍵詞：邏輯相對(duì)論“三生子佯謬”“雙生子佯謬” 真實(shí)運(yùn)動(dòng)四維時(shí)空介子引言：“我感到在我的工作中沒有任何一個(gè)概念會(huì)很牢靠地站得住的，我也不能肯定我所走的道路一般是正確的?！?阿爾伯特愛因斯坦1 相對(duì)論之所以被創(chuàng)造者自己懷疑，相對(duì)論之所以被如此眾多的人反對(duì)，相對(duì)論之

2、所以錯(cuò)誤，就在于其理論邏輯上的不自洽！一“三生子佯謬”為論證狹義相對(duì)論，設(shè)想一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)“三生子佯謬”，其表述為：有三胞胎生兄弟，和，在他們學(xué)習(xí)和掌握了狹義相對(duì)論后，地球向太空中發(fā)射了一梭大型宇宙飛船送和進(jìn)入太空探索，大形宇宙飛船內(nèi)還有一梭小型可返回式飛船，該大型宇宙飛船可以相當(dāng)久遠(yuǎn)地存在于宇宙之中，那么，假設(shè)十年后，乘坐小飛船返回地球，是否比更年青呢？顯然，人們非常熟悉狹義相對(duì)論對(duì)“雙生子佯謬”的解釋，即：有一對(duì)雙生兄弟，其中一個(gè)跨上一宇宙飛船作長(zhǎng)程太空旅行，而另一個(gè)則留在地球。結(jié)果當(dāng)旅行者回到地球后，我們發(fā)現(xiàn)他比他留在地球的兄弟更年青。這個(gè)結(jié)果是由狹義相對(duì)論所推測(cè)出的，即：移動(dòng)時(shí)鐘的時(shí)間膨

3、脹現(xiàn)象2。所以，比更年青。盡管不同意的觀點(diǎn)，但客觀情況是與在一起的人多，他們都是如此同樣的說法，只能感到無奈，故請(qǐng)還在太空中探索旅行的幫助驗(yàn)證，即將“比更年青”的結(jié)論通過光速通訊告訴了，隨后，和接到的回復(fù)如下：“不同意比更年青的結(jié)論，包括所謂時(shí)空?qǐng)D和世界線的解釋都是不合狹義相對(duì)論的。邏輯反駁理由如下：大型宇宙飛船與地球之間的運(yùn)動(dòng)形式到底是真實(shí)的還是相對(duì)的呢？這里，真實(shí)運(yùn)動(dòng)可以認(rèn)為是一種觀察者（這里借助狹義相對(duì)論的觀察者的概念）認(rèn)同了的確定了方向的運(yùn)動(dòng)，位移和方向這二個(gè)因素都得到確定，就二個(gè)慣性的二個(gè)觀察者而言，均認(rèn)同有一個(gè)慣性系作了真實(shí)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)慣性系靜止，因而真實(shí)運(yùn)動(dòng)的方向性不再是相對(duì)的；相

4、對(duì)運(yùn)動(dòng)是指某一物體對(duì)另一物體而言的相對(duì)位置的連續(xù)變動(dòng)，即此物體相對(duì)于固定在第二物體上的參考系的運(yùn)動(dòng)。一）如果是相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，那么，因?yàn)橄鄬?duì)運(yùn)動(dòng)只會(huì)是相對(duì)效應(yīng)，不能出現(xiàn)真實(shí)的效應(yīng)，不相信的話，()以自己為靜止觀察者畫了一套和地球上所證明的類似時(shí)空?qǐng)D和世界線等等證明資料；顯然，地球人類關(guān)于狹義相對(duì)論對(duì)“雙生子佯謬”的種種解釋就會(huì)都是錯(cuò)誤的！二）如果是真實(shí)的運(yùn)動(dòng)，那么，真實(shí)運(yùn)動(dòng)形式會(huì)與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的概念矛盾；因?yàn)楠M義相對(duì)論的邏輯基礎(chǔ)是相對(duì)運(yùn)動(dòng)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)沒有將物體運(yùn)動(dòng)的真實(shí)方向性作為一個(gè)確定標(biāo)準(zhǔn)來考量，如果考慮物體真實(shí)運(yùn)動(dòng)的方向性，則會(huì)是一種真實(shí)的運(yùn)動(dòng)而不再具有相對(duì)性。因其導(dǎo)致慣性系平權(quán)原則不成立，有真實(shí)運(yùn)

5、動(dòng)形式的一方會(huì)否認(rèn)狹義相對(duì)論的成立，同理，地球上的人類也沒有理由認(rèn)為狹義相對(duì)論是正確的了！三）理論上，狹義相對(duì)論的效應(yīng)是在二個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)慣性系的概念下，根據(jù)Lorentz變換所推導(dǎo)，其邏輯前提是必須在二個(gè)慣性系中的“觀察者”分別以自己為“靜系”的一方都能夠成立；而比更年青的結(jié)論恰恰違反了這個(gè)邏輯前提。()試著用狹義相對(duì)論規(guī)定以自己一方為觀察者，又必須以自己一方為運(yùn)動(dòng)者進(jìn)行時(shí)空?qǐng)D和世界線作圖，試著去作Lorentz變換，發(fā)現(xiàn)都是邏輯上不可能完成的證明！如果只以“運(yùn)動(dòng)”的觀察者去作符合“靜止”者所認(rèn)可的Lorentz變換，那么，這表明狹義相對(duì)論不能在方（宇宙飛船系）成立，這又會(huì)違反了相對(duì)性原理?！蔽?/p>

6、理定律在任何慣性參考系中具有相同的形式，這就是狹義相對(duì)性原理。愛因斯坦把伽利略相對(duì)性原理從力學(xué)領(lǐng)域推廣到包括電磁學(xué)在內(nèi)整個(gè)物理領(lǐng)域，指出任何力學(xué)和電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)都不能區(qū)分靜止和勻速運(yùn)動(dòng)的任何慣性參考系。該原理是狹義相對(duì)論的基本原理。愛因斯坦以光速不變和相對(duì)性原理闡述了同時(shí)的相對(duì)性和推導(dǎo)了Lorentz變換，從而產(chǎn)生了所謂狹義相對(duì)論的效應(yīng)，因此，狹義相對(duì)論的效應(yīng)是一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)概念下的理論產(chǎn)物。如果用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的概念去處理真實(shí)運(yùn)動(dòng)方式的物理世界，則狹義相對(duì)論無法在邏輯上自洽！相對(duì)性的原理明確了二個(gè)慣性系都有把“觀察者自己所在系”看作“靜系”和把另一個(gè)系看作“動(dòng)系”的“同等的權(quán)力”，如果狹義相對(duì)論承認(rèn)雙方

7、（系）都認(rèn)同的真實(shí)效應(yīng)，就等于否定了其賴以“生存”的相對(duì)性的原理。有人或許會(huì)反駁：狹義相對(duì)論并沒有說所有觀測(cè)者都有同等意義，而是只有在慣性系中的觀測(cè)者（即沒有進(jìn)行加速運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)者）才有同等的意義。但宇宙飛船在旅途中亳無疑問是至少加速過一次的，所以旅行者并不是慣性系。反之，留在地球上的兄弟在整個(gè)航程中都是在慣性系之中（如果我們忽略源自地球質(zhì)量及移動(dòng)所帶來的相對(duì)較小的加速度），所以他能夠把他跟他兄弟分辨開來2。如果這個(gè)反駁成立，那么，在狹義相對(duì)論理論范圍內(nèi)，用什么物理標(biāo)準(zhǔn)確定一個(gè)是慣性系而另一個(gè)是非慣性系呢？狹義相對(duì)論中沒有這么個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，它一定要借助另一個(gè)參照系來確定，那么，這不就意味著沒有狹義相對(duì)

8、論的二個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的慣性系概念了嗎？也就是二個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的慣性系是不成立的；如果把加速因素考慮進(jìn)來，然后勻速運(yùn)動(dòng)，那么，就意味著二個(gè)慣性系有一個(gè)是真實(shí)運(yùn)動(dòng)；只要狹義相對(duì)論承認(rèn)真實(shí)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的真實(shí)效應(yīng)存在，那么，狹義相對(duì)論指出“所有觀測(cè)者都有同等意義，沒有任何一個(gè)參考系（frame of reference）是會(huì)獲得優(yōu)待的平權(quán)性將是天然就不存在的”?？紤]加速因素的話，也帶來了一個(gè)新的邏輯思考問題：如果有效應(yīng)，是變速運(yùn)動(dòng)帶來的效應(yīng)還是勻速本身存在效應(yīng)呢？如果是變速運(yùn)動(dòng)帶來的效應(yīng)，那么就否定了狹義相對(duì)論所說明的相對(duì)效應(yīng)；如果是勻速本身存在的效應(yīng)，那么，又必然是相對(duì)的。狹義相對(duì)論對(duì)此無法自圓其說。由上述可

9、知道：“三生子佯謬”對(duì)相對(duì)論而言的意義就是相對(duì)論理論范圍內(nèi)是否存在真實(shí)運(yùn)動(dòng)(真實(shí)效應(yīng))以及如何用其相對(duì)理論體系判斷何為真實(shí)運(yùn)動(dòng)(真實(shí)效應(yīng))者的挑戰(zhàn)，按愛因斯坦和狹義相對(duì)論支持者的觀念，飛船存在著真實(shí)運(yùn)動(dòng)(真實(shí)效應(yīng))；而“三生子佯謬”（理由如上述）直接證明了狹義相對(duì)論對(duì)“三生子佯謬”無法在真實(shí)運(yùn)動(dòng)(真實(shí)效應(yīng))和相對(duì)運(yùn)動(dòng)(相對(duì)效應(yīng))上邏輯自洽。其邏輯要點(diǎn)歸納如下：）狹義相對(duì)論不承認(rèn)真實(shí)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)的，效應(yīng)都是相對(duì)的；）狹義相對(duì)論只有二個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)系的概念，多一個(gè)參照系就違反相對(duì)運(yùn)動(dòng)原則，因此，狹義相對(duì)論體系下沒有辦法判斷真實(shí)運(yùn)動(dòng)(真實(shí)效應(yīng))系；）如果狹義相對(duì)論認(rèn)同一個(gè)系有真實(shí)運(yùn)動(dòng)，那么，就二個(gè)

10、系而言，就等于是真實(shí)運(yùn)動(dòng)了（與第一點(diǎn)矛盾）；）如果狹義相對(duì)論承認(rèn)因真實(shí)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的相對(duì)論效應(yīng)是真實(shí)的，那么，運(yùn)動(dòng)就是真實(shí)的（與第一點(diǎn)矛盾）；）如果不承認(rèn)真實(shí)運(yùn)動(dòng)，就沒有狹義相對(duì)論的真實(shí)效應(yīng)，就等于否定狹義相對(duì)論“雙生子佯謬”的種種解釋（不能自洽現(xiàn)實(shí)中的解答）。這里，我們先承認(rèn)狹義相對(duì)論對(duì)“雙生子佯謬”的解釋，并認(rèn)同它推論的結(jié)論；然而，狹義相對(duì)論不能在相對(duì)運(yùn)動(dòng)和真實(shí)運(yùn)動(dòng)中作出自洽的邏輯解釋，陷入邏輯矛盾之中：承認(rèn)有真實(shí)運(yùn)動(dòng)，狹義相對(duì)論本身將不能成立；否定有真實(shí)運(yùn)動(dòng)，則對(duì)“雙生子佯謬”的解釋錯(cuò)誤。狹義相對(duì)論在這個(gè)問題上違反邏輯中的同一律、不矛盾律和排中律！二四維時(shí)空在狹義相對(duì)論概念下是多余的狹義相

11、對(duì)論認(rèn)為的物理世界是四維，即三維空間加一維時(shí)間，也可稱為時(shí)空(Space-time)；時(shí)空是所有事件（event）的集合；事件總是占據(jù)一定空間和持續(xù)一段時(shí)間，事件是發(fā)生在空間的一點(diǎn)和時(shí)間的一瞬的結(jié)合3。然而，狹義相對(duì)論以可操作定義的形式證明了“事件的時(shí)間”以及同一個(gè)系（處于相對(duì)靜止概念下的系）“事件的同時(shí)”和“時(shí)間的同步”概念4。那么，在同一個(gè)系的概念下，狹義相對(duì)論的四維時(shí)空是什么樣呢？任取個(gè)相對(duì)靜止的“事件”，其四維時(shí)空坐標(biāo)表示如下：“事件”：（X1，Y1，Z1，T1）“事件”：（X2，Y2，Z2，T2） ?！笆录眓： （Xn，Yn，Zn，Tn）但狹義相對(duì)論原理（關(guān)于同一個(gè)系“時(shí)間的同步”

12、概念）告訴我們：T1T2。Tn所以，四維時(shí)空坐標(biāo)在狹義相對(duì)論那種任取“觀察者” 處于同一個(gè)系(相對(duì)靜止概念下的系)而言是毫無意義的，這種情形就如同牛頓理論中的三維空間坐標(biāo)，狹義相對(duì)論用光速定義的四維時(shí)空卻不能在同一個(gè)慣性系中使用或使用起來與三維空間沒區(qū)別；奧卡姆剃刀原則：如果某一原因既真又足以解釋自然事物的特性，則我們不應(yīng)當(dāng)接受比這更多的原因5。按科學(xué)從簡(jiǎn)原則，四維時(shí)空在同一個(gè)慣性系中是多余的四維時(shí)空具有多余性。這里證明了狹義相對(duì)論一個(gè)系概念下的“四維時(shí)空的多余性”，那么，當(dāng)二個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的慣性系組合在一起時(shí)考慮時(shí)，有沒有四維時(shí)空呢？一）因?yàn)閼T性系原理告訴我們，每一個(gè)單獨(dú)的慣性系就相當(dāng)于一個(gè)靜止

13、的系，如果一個(gè)系中四維時(shí)空沒有存在的意義，有什么必然的理由證明在二個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的慣性系中就必然變得有意義了呢？顯然，狹義相對(duì)論在這里缺乏邏輯理由！用一個(gè)比喻或許可以說明：如果證明一個(gè)人有尾巴是沒有意義的；但“推論”或“規(guī)定”如果是二個(gè)人，則每個(gè)人有尾巴就有意義了；這就是缺乏邏輯理由！二）對(duì)于物理實(shí)在而言，沒有一個(gè)物理概念或量度可以描述四維時(shí)空的物理實(shí)在意義！假設(shè)四維時(shí)空有意義，也只是數(shù)學(xué)中有意義而已（例如所謂“四維矢量”）。也可以說，如果認(rèn)為我們是生活在四維時(shí)空中，一定可以用某個(gè)具體或?qū)嵲诘奈锢砀拍顏肀磉_(dá)，然而，沒有人能夠做到這一點(diǎn)。對(duì)于一個(gè)沒法用物理概念描述的概念，難道不是物理學(xué)意義上的多余嗎

14、？三）一個(gè)顯然的邏輯結(jié)論是，如果四維時(shí)空是存在的，對(duì)于我們宇宙而言，它只能是唯一的（所有事件的集合），如果是唯一的，狹義相對(duì)論有什么理由以定義的形式規(guī)定二個(gè)“事件”的四維坐標(biāo)是（X1，Y1，Z1，T1）和（X2，Y2，Z2，T2）呢？唯一性可以理解為絕對(duì)性，時(shí)空是唯一的，則時(shí)空是絕對(duì)的，二個(gè)“事件”不能有二個(gè)時(shí)空。如果在一個(gè)絕對(duì)時(shí)空下，以定義的形式規(guī)定二個(gè)“事件”的四維坐標(biāo)是（X1，Y1，Z1，T1）和（X2，Y2，Z2，T2）的二個(gè)相對(duì)時(shí)空觀成立，則類似的牛頓理論三維空間也可以是絕對(duì)的，一維時(shí)間也可以是絕對(duì)的，顯然，狹義相對(duì)論對(duì)牛頓理論不存在絕對(duì)空間和時(shí)間的批判也就站不住腳了。以上表明至少就

15、狹義相對(duì)論而言，再次違反了邏輯上的同一律、不矛盾律和排中律。三狹義相對(duì)論解釋介子衰變的質(zhì)疑狹義相對(duì)論推測(cè)出的移動(dòng)時(shí)鐘的時(shí)間膨脹現(xiàn)象，并且，都用介子衰變觀察實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，即：我們能夠在接近地面探測(cè)到于大氣層上層產(chǎn)生的介子。如果沒有時(shí)間膨脹，那些介子在未到達(dá)地面之前就已經(jīng)衰變了6。一個(gè)狹義相對(duì)論在數(shù)學(xué)上的計(jì)算過程如下：一） 假設(shè)介子以0.999c速度從高空沖向地面，按相對(duì)論計(jì)算，洛因子大約為22；二） 地球表面觀察到的介子“壽命”（靜止時(shí)）很短，如果這介子近光速運(yùn)動(dòng)，按牛頓理論計(jì)算只能運(yùn)動(dòng)660米。相對(duì)論以“時(shí)慢”或“尺縮”作出的解釋如下7：一） 以地球作靜止系看：介子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間（“壽命”）比地球表

16、面靜止時(shí)長(zhǎng)了22倍，所以，22 x 660 = 15 km；地球大氣層大約厚為10km，所以，可以觀察到了介子，用“時(shí)慢”作了解釋；二） 以介子作靜止系看：地球（包括大氣層）向粒子運(yùn)動(dòng)，大氣層厚度變成了10km/22440米；在靜止的介子“壽命”內(nèi)，地球（包括大氣層）向粒子運(yùn)動(dòng)的距離為660米；所以，“尺縮”可以解釋。二點(diǎn)質(zhì)疑：一）首先，狹義相對(duì)論用一個(gè)如此微小的介子和地球相比，把慣性系的概念用到了不合邏輯常識(shí)或不可邏輯理解的地步，實(shí)際理論上來看，是在用介子和地球在內(nèi)的整個(gè)宇宙相比，因?yàn)檫@時(shí)須假設(shè)地球和整個(gè)宇宙在同一個(gè)系中，是不是該懷疑“不正常了”？二）其次，再來看具體計(jì)算，當(dāng)我們承認(rèn)上述狹義

17、相對(duì)論的解釋并換一個(gè)角度來計(jì)算：以地球作靜止系來看，假設(shè)介子靜止時(shí)其長(zhǎng)度為“L”，借用上述的洛因子大約為22，則運(yùn)動(dòng)時(shí)的介子長(zhǎng)度為應(yīng)該為“L/22”，我們?cè)诮咏孛娴挠^察中，介子還是處于運(yùn)動(dòng)情形，但要“縮短”22倍，那么，物理學(xué)上有什么理由認(rèn)為此介子就是彼介子呢？1) 如果觀察的介子沒有“縮短”22倍，那么，狹義相對(duì)論效應(yīng)是否還存在或是否為真實(shí)呢？2) 同一種粒子（介子），為了解釋其介子“壽命”，用了狹義相對(duì)論，但對(duì)于同樣可以存在的介子“縮短”，卻不聞不問，什么邏輯呢？ 3) 如果用狹義相對(duì)論的“不同時(shí)”解釋，那么，所觀察到的運(yùn)動(dòng)介子(“縮短”22倍)到底又是什么物理性質(zhì)的東西呢？ 狹義相對(duì)論

18、如何解釋這種實(shí)在的觀察呢？狹義相對(duì)論在這個(gè)問題的應(yīng)用上也違反了邏輯上的同一律。四結(jié)論一）狹義相對(duì)論無論是理論上還是理論的應(yīng)用上都存在著邏輯不自洽，存在著違反邏輯中的同一律、不矛盾律和排中律。二）狹義相對(duì)論效應(yīng)在理論上或邏輯推理上，最多只有相對(duì)性效應(yīng)可以成立；凡理論上支持（或接受）狹義相對(duì)論有真實(shí)效應(yīng)并實(shí)際運(yùn)用這種真實(shí)效應(yīng)者，都是邏輯上不自覺的違反狹義相對(duì)論者。五討論一個(gè)好的理論有如下特點(diǎn)：簡(jiǎn)潔明確性，概念簡(jiǎn)單，表達(dá)明確；自恰性，理論自身無矛盾；相容性，與相關(guān)理論不矛盾；普適性，理論以解釋更多的現(xiàn)象為“正確”；邏輯性，一切物理理論都是根據(jù)自然現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)果和在先的理論推導(dǎo)出來的，這種推導(dǎo)本身就是邏輯推理8。明確的概念、理論的自洽、相容、普適都是邏輯規(guī)則的一部分。邏