“黄志洵之问”探讨

1、“黄志洵之问”探讨胡昌伟黄志洵教授是一位资深科学家，曾经两次成为中国工程院院士候选人，被人们尊称为准院士。他今年85岁高龄了，但一直笔耕不断。在他自己挑选（不是所有）的“学术著作自选目录”中，2003-2019年期间，就有论文50篇，专著8本1，真可谓老当益壮。原科技部部长程津培院士曾赞赏地说：“黄教授的每一本书都充满了追求科学真理的激情，凝聚着他的大量心血，我都当作精品放上书架。”1黄志洵教授喜欢一句名言：“在任何领域找出最奇怪的事，然后进行探索”这其实也是对他自己的写照。他敢为人先，敢闯禁区，在超光速方面进行了令人瞩目的探索。不久前，他写了一篇文章“爱因斯坦的狭义相对论是正确的吗？”对相对

2、论提出了质疑。本文将此称之为“黄志洵之问”。在这篇文章里，他指出爱因斯坦狭义相对论存在内在矛盾和不自洽，其具体表现为：狭义相对论的两条基本原理之间，即光速的绝对不变与运动的相对性，互不相容；狭义相对论认为不存在优越参照系，这与宇宙学现象，如宇宙背景辐射等有冲突；单向光速无法用实验验明，而萨涅克效应、林金实验等显示光速各向不同；空间与时间是两个完全不同的物理概念，把它们合成一体，违反了物理真实性等等。因此，黄志洵教授认为爱因斯坦狭义相对论是不正确的。这篇文章旁征博引，条理清晰，证据确实。其实，在科学界，质疑相对论的学者人数不少，如美国田纳西大学查塔努加分校终身物理教授王令隽、福州原创物理研究所所

3、长梅晓春、国防科技大学教授谭署生、秦皇岛燕山大学教授李子丰等等。爱因斯坦自己也曾经坦然地说：“我感到在我的工作中，没有任何一个概念会很牢靠地站得住，我也不能肯定我所走的道路一般是正确的。”2然而，物理学界的主流，即大多数物理学家，认为相对论是正确的。他们对此也有充分的理由，比如，非相对论性的薛定谔方程不能用于高速运动体系，并且自旋是作为一个外加的自由度放入理论框架中；而相对论性的量子力学方程，不但能用于高速运动体系，粒子的自旋也会自动地包含在方程中。可见，在定量上，相对论确实更胜一筹。如此说来，相对论是一个十分对立的矛盾组合体。这究竟是怎么回事呢？相对论是一种时空观，在相对论者看来，它是精确的

4、时空观，而绝对时空观只是它的近似表达；在绝对时空论者看来，真正的时空观是绝对时空观，相对论性时空观是错误的。这二者有一个共同点，即正确的时空观是唯一的。既然相对论是一个矛盾组合体，这两种时空观之间是否会有一定的互补性呢？这个问题很值得考虑。这看起来像是一种和稀泥，却可能折射出大自然的神奇。在“黄志洵之问”的文章里，引用了欧洲核子研究中心(CERN)的著名物理学家J.Bell说的一句话：“有许多问题，通过设想存在以太可容易地解决。”是的，我们认为，可压缩性以太论3能对相对论的实质给以解答。下面的一些见解，供各位老师参考、批评。现代物理学已经充分显示了“真空不空”。我们将物理真空称之为“以太”，它

5、是一种可压缩性超流体。在这个前提的基础上，可以用流体力学的方法推导出狭义相对论的数学表达式洛伦兹变换，从而显示：相对论是在透过以太描述世界。这意味着：绝对时空是真正的纯粹的时空；相对论性时空是被以太扭曲了的物质性时空，不过，在定量上，相对论性时空观确实比绝对时空观更为精确。这里的原因与两种时空观的特性有关。绝对时空观与任何物质无关，它的最基本的特征是时、空标准绝对不变。这种特性使绝对时空观十分抽象，导致了理论与实践难以耦合，造成定量上的近似性。因为标准是实际测量中定量的依据，而测量是物与物之间的相互比对或相互作用，因此标准必须依托物质。在现代的定量体系中，时、空标准都由光来定义。长度单位米的定

6、义“光在真空中于1/299 792 458秒内行进的距离”其中，光速成为了不变的定义速度。所以，现代的定量体系确立在相对论的基础上。至今没有发现现代的定量体系的明显缺陷，原因是我们生活在以太中，所有的科学实验数据都是在以太的环境中获取的。相对论性理论和实验数据同步受到了以太的作用，因此二者能很好地吻合。另外，光速是已知的最快的信息传播速度，它是一个常数，并是现代定量体系的一块基石，这不是人为选择的结果，而是人类所处环境使然。爱因斯坦当然不可能意识到这一点，但正好摸准了方向。镜片的透镜效应由镜片厚薄不均匀造成；连续性介质的透镜效应由介质的密度分布不均匀产生。实际上，狭义和广义相对论性效应都可归结

7、为以太密度的变化效应。在绝对时空观中，以太分布是不均匀的，引力场是以太密度场，引力场强度就是以太密度梯度。而相对论将相邻以太质点的间距当做不变量，于是，相对论性的以太分布是处处均匀各向一致的了，从而产生了光速恒定而时空标准会变的定量效应。当一个物体在以太中运动时，由于以太的可压缩性，运动物体自身引力以太场中的以太密度会比静止时有所提高，这就是相对论所谓的量杆收缩，质量变大效应的物理机制。物理机制是指各物理要素之间的直观的结构关系和运行方式。这只有在绝对时空观里才能清晰地描述，在相对论性时空观里是难以表达的。洛伦兹变换是相对论性时空观的数学表达式，最早由洛伦兹提出。他认为，物质内部分子力的改变会

8、引起长度收缩，这意味着洛伦兹长度收缩等是一种实质性的效应。我们则指出，相对论性效应都是以太密度的变化效应，这意味着相对论性效应并非是实物本身实质性的效应。实质性的物理量，即牛顿物理量，并不会完全如相对论所描述的那样变化。因此，有质物体达到光速，真正的质量不会变成无限大，真正的长度不会收缩为零，真正的时间不会停止，超光速也是可以实现的。绝对时空观的逻辑是：时空标准绝对不变，而光速会随着以太密度而变化；相对论性时空观的逻辑是：光速绝对不变；而时空标准会随着以太密度而变化。二者的逻辑体系不同，对同一现象的解释也就会有所不同。比如，关于引力红移，在绝对时空观中，真空里光的固有频率是不变的，这意味着时间

9、的快慢也不会变；而在相对论中，时空标准会随着绝对时空中的以太密度（它对应引力势）而变化，用处于不同引力势的两只快慢不一的钟，去衡量同一束光的频率，就导致了定量上的光谱线的红移。关于萨涅克效应，在绝对时空观里，转盘上，两束相互反方向沿圆周传播的光，绕行一周所花的时间显然是不一样的，因为，相对于实验室参照系，它们的实际行程不一样；而在相对论看来，相对于转盘，这两束光的速度仍然是一样的，只是旋转物体上的时空有些弯曲了。相对论将以太当做决定时空性质的时空连续体。可压缩性以太论则还了以太物质的本来面目。可压缩性以太论的特色在于“可压缩性”，这使它能够与相对论相耦合。它认为，相对论与绝对时空观，前者长于定量描述；后者能够描述前者难以表达的物理机制；二者是互补的；它们都会有一定的局限性。参考文献1、 黄志洵，微波和光的物理学研究进展，国防工业出版社，北京，封4，2