今天是：  

从卢鹤绂院士对相对论的看法谈量子外力的应用

董靖峰

　

　　内容提要：卢鹤绂院士在《我对爱因斯坦相对论的看法》一文中，正确解释了“尺缩钟慢”，认为长度缩短和时间变慢都不是真实的客观实在，而只是运动描写中的表观效应，完全是相对的，我们认为这一认识符合爱因斯坦的本意。基于此，我们用量子外力对“原子钟环球航行”等一些物理实验进行了解释。

　　关键词：尺缩钟慢　表观效应　观测效应　量子外力

　　作者简介：董靖峰，男，卢氏县科技局办公室主任、注册高级咨询师，兼任卢氏县科协秘书长，三门峡市科协委员，三门峡市政协委员，北京相对论研究联谊会副秘书长、青年工作部主任，中国物理学史专业委员会委员，中国核物理学会会员，国际物理创新学会副秘书长。

　　我们谈到相对论，不能不提到一个极容易被人忽略的问题：如何理解“尺缩钟慢”？ 已故复旦大学物理学教授、中科院院士卢鹤绂先生认为：“这两学派都感到牛顿——伽利略的那种绝对时空观并不能确切地反映客观实在。第一派以洛仑兹的工作最为显著，和他有相同倾向的有拉摩尔，洛仑兹始终坚持相信宇宙中到外存在着像固定以太这样的媒体所确定的绝对空间参照系，但是这个以太对在其中运动的任何物体包括时钟和标尺施有影响，使时钟以一定规律真地变慢，标尺沿此运动方向以一定的规律真地缩短。第二派为爱因斯坦所创始，随后闵可夫斯基等有所发展。他完全放弃了绝对时空观……，认为长度缩短和时间变慢都不是真实的客观实在，而只是运动描写中的表观效应，完全是相对的。”

　　从上述论述中我们可以清楚地看到，爱因斯坦认为“尺缩钟慢”是描写运动现象的表观效应，而不是复杂的实在的物理上的缩短和变慢，我们认为这样的理解才符合爱因斯坦的本意。

　　著名美籍物理学家兼科普作家乔治?伽莫夫（生于俄国）在本世纪50年代所写的科普材料，成了我国学术界研究时间、空间等问题的“科学基础”。但伽莫夫对“尺缩钟慢”效应的解释是完全错误的，不符合爱因斯坦相对论的本意。1987年，学者宋德生在全国颇有影响的刊物《自然辩证法通讯》第三期上发表了一篇介绍洛仑兹的文章，文中清楚地写到：“爱因斯坦认为长度收缩并非真实存在，而是人为选择参照系所造成的测量结果，洛仑兹认为长度收缩肯定存在，是由分子力造成的”。令人惊讶的是，学术界对此毫无反应，此后发表的一系列关于相对论时空观的文章，仍然沿袭伽莫夫的错误说法，在我国许多科普刊物上都能够看到这个问题，它们的共同错误之处就是把“尺缩钟慢”看成物体本身确实发生了变化，限于篇幅，本文对这些错误不再一一指出赘述。

　　各种相对论教科书对“尺缩钟慢效应”的解释也是五花八门：不是真实的；不是物理的但是真实的；是表观上的；是数学上的；是视觉效应；是由测量决定的；是同时性的相对性的结果……不一而足。因此关于“尺缩钟慢”的解释确是物理学中很重要的一个问题，河南师范大学理论物理研究所薛晓舟教授曾来信谈到：相对论的物理内容及注释（特别是哲学意义）从提出就激烈争论不已,我国在上世纪70年代曾发展到高峰。后来随着实验的发展，相对论的结论不断的被实验验证，并被应用到许多领域，促进了科技的发展，这些争论逐步匿声（如双生子佯谬），此类问题都被认为是哲学问题，而大部分物理学工作者都认为研究这些问题毫无意义。

　　主流的看法是“尺缩钟慢”是描写运动中的表观效应，完全是相对的，是一种测量效应，有人认为测量效应不就是真正的物理效应吗？我们对自然界的认识结果那一样不是靠测量呢？但是测量结果的变化是否意味着物体本身发生了变化呢？这是一个哲学问题，但更是一个物理问题。通过认真的分析，我们可以看出如原子钟环球飞行实验、u介子衰变、质量增加等一些物理现象，不是狭义相对论的观测效应，而是高速运动的物体内在固有的真正的物理变化，研究清这些物理现象的本质将是现代物理学的一个主题。

　　我们知道，爱因斯坦是反对哥本哈根派的实证论观点的，但颇具讽刺意味的是，后者却正是从爱因斯坦的狭义相对论中汲取这一思想的－－起码他们是这样讲的。比如，海森堡写道，在一次与爱因斯坦谈到量子论的问题时，爱因斯坦反驳道：“难道你是认真地相信只有可观察量才应当进入物理理论吗？”而此时海森堡“有点惊讶”地问道：“你处理相对论不正是这样吗？你毕竟还曾强调过这一事实，说绝对时间是不许可的，仅仅因为绝对时间是不能被观察的……”爱因斯坦的反驳并不十分有力，但却是明确的，他说：“可能，我是用过这种推理。但这仍然是毫无意义的。一个人把实际观察到的东西记在心中，会有启发性帮助的，我这样说，也许能够更加灵活地解释它。但在原则上，试图单靠可观察量来建立理论，那是完全错误的。实际上，恰恰相反，是理论决定我们能够观察到的东西……”。玻尔也曾作过类似的表示，并试图以次说服爱因斯坦接受他的观点。因此我们不得不说，狭义相对论本身，在理论原则的某些方面，是违背爱因斯坦自己的基本哲学精神的。

　　目前国内外许多学者也对上述一些问题进行了探讨，具有代表性如北京相对论研究联谊会会员罗正大先生提出的量子外力理论。罗先生认为，宇宙中无穷的物质从其核心发射（释放或者形成）的斥力隐形晕轮在空间中无限叠加和相互作用，形成强大的、充满宇宙空间的宇宙物质间的相互作用力，罗正大先生将这种力叫做量子外力。罗先生在其专著中用大量的篇幅对量子外力及其原理进行了说明和阐述，用量子外力建立了宇宙力学框架，很好地解决了天体横向运动、宇宙的膨胀与收缩、黑洞的成因、太阳系行星近日点与远日点的成因等诸多问题，统一了人们已认识的4种基本力（万有引力、电磁力、强核相互作用力、弱核相互作用力）。罗先生还依据量子外力与天体的量子斥力的相互作用、相互对抗关系，说明了天体椭圆轨道的形成和椭圆轨道长、短径的朝向，解释了行星是如何围绕恒星作螺旋渐进横向运动的，和“地球逐渐变暖”、“水星轨道进动”等诸多宇宙的奥秘。

　　罗先生在其专著中着重对“时钟延缓”效应进行了说明，他认为时钟变慢是因为时钟在宇宙空间以接近光速运动时，受到宇宙空间各个区域量子外力梯度变化、压力的影响，使时钟受到干扰，走时变慢。具体到原子钟环球航行实验，他认为“由于飞机带着铯原子钟东西飞向的不同，飞机上所携带的铯原子钟所受的外力场也不同，铯原子钟自身斥力与外力场的相互作用结果也不同，从而导致了铯原子钟的计时差异。”我们曾撰文指出“尺缩钟慢”是测量效应，时间延缓是运动学效应，是测量信号不能以无限大速度传播造成的测量结果，而飞机上的时钟变慢是不符合狭义相对论的要求的，时钟之所以“变慢”或“变快”应该是飞机飞行中某种因素改变了时钟的内部结构而发生变化的，因此罗先生探索这一物理现象后面的本质将会促进物理学的发展。

　　罗先生在其专著中对由相对论衍生的“热宇宙大爆炸”进行了批判，他在其专著《统一的宇宙——惯性外力原理》的第25页中说：“微波背景辐射现象并不是热宇宙大爆炸后留下的证据，而是无限宇宙物质隐形晕轮叠加的产物，是立体的惯性外力叠加的产物。”他又在该专著第178页中说：“形成星系级、星系团级等宇宙中所有天体的‘宇宙核’断然不可能存在，即‘热宇宙大爆炸’理论是不能成立的。”“以太在宇宙中充满每一个角落，是满聚态的。”，“也许以太正是人们苦苦探索的冷暗物质的另一种表达形式”。在该专著的206页谈到：“光谱红移是星系运动造成的正常的物理现象，星系光谱哈勃红移实质上揭示了星系几何的排列。”

　　我们介绍罗先生研究成果《量子外力的应用及其哲学基础》在《科技成果纵横》发表后，在科技界产生了一些反响。一些读者来信表示对罗先生的研究很感兴趣，认为“罗先生的研究有创新的内容，将开辟研究宇宙学的一种新方法”，并索取罗先生的专著，我已把罗先生的著作给他们寄去。也当然也有不同意见，如国家科技部某专家来信谈到：“ 虽然没有拜读过罗先生的著作，但根据您的文章的介绍，我们认为罗先生否定宇宙膨胀学说太草率了，虽然还没有完全证据证明宇宙大爆炸学说是正确的，但许多观测证据与该理论的预测相一致， 2006年诺贝尔物理奖的研究成果就是宇宙大爆炸学说的一个坚实的证据。现代科学要证实一个理论，不仅需要在逻辑和理论上自洽和完美，还需要定量的观测数据来证实。” 我想这些意见是正常的，真理就是越辩越明，当即把罗先生的书寄去，还希望他看完发表新的看法。我想这可能也和一个人的世界观有关，有人强调物质作用，有人强调精神作用。罗先生认为，科学的一个基本原则就是相信一个不依赖于意识而客观存在的物质世界，自然规律决定了这个世界里一切事物的发展变化。罗先生的哲学思想和我们是一致的，我们希望物理学不仅能告诉我们物质世界测量结果“是什么”，而且能告诉我们这种测量结果“为什么”。

　　其实卢鹤绂院士早已指出爱因斯坦相对论是“主观唯心论，是形而上学的。”我们今天重读卢鹤绂院士的遗著，深为他这一深远而又先见之明的思想所称道。同时还期望罗正大先生在卢鹤绂院士“没有挑战，哪来创新”这一光辉思想指引下，把自己量子外力的研究进一步发扬光大，构建21世纪的宇宙力学。　

　　(责任编校　黄春红)