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励志刚 发表于 2018-4-16 10:10:38

爱因斯坦的“物体的引力质量等于其惯性质量定律“与事实不符合(新编)
         励志刚
爱因斯坦创立了“纵质量”、”横质量“、”相对论质量“、”惯性质量“、”引力质量“、以及“质量与能量实质上是相象的;它们只是同一事物的不同表示。物体的质量不是恒量;它随着物体能量的改变而改变”的等“质量”概念,却没有指出“质量”究竟是什么事物?
这些不同的“质量”概念,是他的“狭义相对论“的重要组成部分。
    其中,论述”引力质量”和”惯性质量”的“物体的引力质量等于其惯性质量定律”,是他在不知道“质量”是什么事物的情况下,编造成的。
他认为,只要根据“惯性系“概念和”引力场“概念,可以编造”惯性质量“概念和”引力质量”概念。再根据“牛顿第二定律(F=ma)”,可以创立“物体的引力质量等于其惯性质量定律”。然后,编造一个假想的升降机实验,就可以证明“物体的引力质量等于其惯性质量定律”的正确性。
但是,自然界中,并没有可以称作“惯性质量“的事物!所以,他的”惯性质量“概念、以及“物体的引力质量等于其惯性质量定律”,都与事实不符合。
在这里,我们把爱因斯坦的“物体的引力质量等于其惯性质量定律”的错误揭示出来,供朋友们参考。
一、爱因斯坦创立“物体的引力质量等于其惯性质量定律”
爱因斯坦是先根据“惯性系“概念和”引力场”概念,编造”惯性质量“概念和“引力质量”概念。再根据“牛顿第二定律(F=ma)”,编造“物体的引力质量等于其惯性质量定律”。然后,用假想的“升降机实验”,证明“物体的引力质量等于其惯性质量定律”的正确性。
他的论证方法如下:
(一)爱因斯坦根据“惯性系”概念和“引力场”概念编造“惯性质量”概念和”引力质量“概念
爱因斯坦在论述“广义相对论”(A.爱因斯坦著《相对论的意义》(简称为《意义》)。李灏译。科学出版社,1979年1月)时,写道:
“现在设K为惯性系。于是对于K,彼此间足够遥远并和其他物体足够遥远的质量是没有加速度的。再就对于K有匀加速度的坐标系来考究这些质量。相对于K^',所有的质量都有相等而平行的加速度;它们对于K^'的行动就好像存在着引力场而K^'没有加速度一样。暂且不管这种引力场的“原因”问题,把它放在以后来研究,那么就没有什么阻止我们设想这个引力场是真实的,就是说,我们可以认为K^'“静止”而引力场存在的观念和只有K是“可容许的”坐标系而引力场不存在的观念是等效的。坐标系K和K^'在物理上完全等效的假设称为“等效原理””。
他在论述“广义相对论的来源”(《爱因斯坦文集》(简称为《文集》)第一卷。商务印书馆,1976年1月)时,写道:
“惯性质量同引力质量相等的原理现在可以十分清楚地表述如下:在均匀的引力场里,一切运动都像在不存在引力场时对于一个均匀加速的坐标系所发生的一样。如果这条原理对于无论哪种事件都成为立(“等效原理”),那末这就表明:如果我们要得到一种关于引力场的自然理论,就需要把相对性原理推广到彼此相互作非匀速运动的坐标系上去。这些想法使我从1908年忙到1911年,我曾试图从这些想法推出特殊的结论来;关于这些结论,我不打算在这里多讲。当时一个重要的事是发现了:合理的引力论只能希望从推广相对性原理而得到”。
上述论述表明,爱因斯坦认为:
“现在设K为惯性系。于是对于K,彼此间足够遥远并和其他物体足够遥远的质量是没有加速度的。再就对于K有匀加速度的坐标系来考究这些质量。相对于K^',所有的质量都有相等而平行的加速度;它们对于K^'的行动就好像存在着引力场而K^'没有加速度一样”。
“我们可以认为K^'“静止”而引力场存在的观念和只有K是“可容许的”坐标系而引力场不存在的观念是等效的。坐标系K和K^'在物理上完全等效的假设称为“等效原理””。
“惯性质量同引力质量相等的原理现在可以十分清楚地表述如下:在均匀的引力场里,一切运动都像在不存在引力场时对于一个均匀加速的坐标系所发生的一样。如果这条原理对于无论哪种事件都成为立(“等效原理”)”。
显然,爱因斯坦是根据”惯性系“概念和”引力场“概念, 把”惯性质量”说成是一个真实存在的事物。
由此可见:
爱因斯坦是根据“惯性系”概念和“引力场”概念,编造“惯性质量”概念和”引力质量“概念。
(二)爱因斯坦根据“牛顿第二定律(F=ma)”编造“物体的引力质量等于其惯性质量定律”
爱因斯坦在论述“引力场”( A.爱因斯坦著《狭义与广义相对论浅说》(简称为《浅说》)。杨润殷译。上海科学技术出版社,1964年8月)时,写道:
“这个原理(即“等效原理”)与惯性质量和引力质量之间的相等定律显然有着密切联系,它意味着将相对性原理推广到彼此相对作非匀速运动的坐标系。事实上,我们通过这个观点,使惯性与万有引力的性质归于统一。因为按照我们的看法,同样的一些质量可以表现为仅仅在惯性作用之下(对于K),又可以表现为在惯性和万有引力的双重作用之下(对于K/)。利用了惯性和万有引力两者性质的统一,便使得它们在数值上相等的解释成为可能,我深信这种可能性使广义相对论具有远超过经典力学概念的优越性”。
   “力学里两个物体的质量之比有两种彼此根本不同的定义方式;第一种,作为同一推力给它们的加速度的反比(惯性质量),第二种,作为同一引力场里作用在它们上面的力的比(引力质量)。定义下得这样不同的两种质量的相等是经过高度准确的实验(厄缶的实验)所肯定了的事实,而经典力学对于这种相等没有提供解释。但是虽然只有在将这个数值上相等化为这两种概念在真实性质上的相等之后,才能在科学上充分证实我们规定这样数值上的相等是合理的。
    根据以下考虑可以知道推广相对性原理可能实际上达到这个目的。稍加思考就会表明惯性质量和引力质量相等的定律相当于引力场给物体的加速度和物体的性质无关的说法。因为将引力场里的牛顿运动方程(即,牛顿第二定律F=ma)用文字全写出来,就是
           (惯性质量)×(加速度)=(引力场强度)×(引力质量)。
只有当惯性质量和引力质量数值上相等时,加速度才与物体的性质无关”。
    他在《浅说》书中写道:“与电场和磁场对比,引力场显示出一种十分显著的性质,这种性质对于下面的论述具有很重要的意义。在一个引力场的唯一影响下运动着的物体得到了一个加速度,这个加速度与物体的材料和物理状态都毫无关系。例如,一块铅和一块木头在一个引力场中如果都是从静止状态或以同样的初速度开始下落的,它们下落的方式就完全相同(在真空中)。这个非常精确的定律可以根据下述考虑以一种不同的形式来表达。
    按照牛顿运动定律,我们有
            (力)=(惯性质量)×(加速度)
其中,“惯性质量”是被加速的物体的一个特征恒量。如果引力是加速度的起因,我们就有
           (力)=(引力质量)×(引力场强度)
其中“引力质量”同样是物体的一个特征恒量。从这两个关系式得出:
(加速度)=((引力质量))/((惯性质量))×(引力场强度)
    如果正如我们从经验中所发现的那样,加速度是与物体的本性和状况无关的,而且在同一个引力场强度下,加速度总是一样的,那么引力质量与惯性质量之比对于一切物体而言也必然是一样的。适当地选取单位,我们就可以使这个比等于一。因而我们就得出下述定律:物体的引力质量等于其惯性质量。
这个重要的定律过去确实已经记载在力学中,但是并没有得到解释。我们唯有承认一个事实才能得到满意的解释,这个事实就是:物体的同一性质按照不同的处境或表现为“惯性”,或表现为“重量”(字面意义是“重性”)”。
上述论述表明,爱因斯坦认为:
根据牛顿运动定律,在“引力场”中,
“(力)=(引力质量)×(引力场强度)”。
在“惯性系”中,(力)=(惯性质量)×(加速度)。
所以,根据(加速度)=((引力质量))/((惯性质量))×(引力场强度),可以得到:“物体的引力质量等于其惯性质量”定律。
显然,爱因斯坦是根据“牛顿第二定律(F=ma)”,编造“物体的引力质量等于其惯性质量定律”。
由此可见:
爱因斯坦根据“牛顿第二定律(F=ma)”,编造“物体的引力质量等于其惯性质量定律”。
(三)爱因斯坦用假想的“升降机实验”证明“物体的引力质量等于其惯性质
量定律”的正确性
爱因斯坦在论述“惯性质量和引力质量相等是广义相对性公式的一个论据”(《浅说》)时,写道:
“我们设想在一无所有的空间中有一个相当大的部分,这里距离众星及其他可以感知的质量非常遥远,可以说我们已经近似地有了伽利略基本定律所要求的条件。这样就有可能为这部分空间(世界)选取一个伽利略参考物体,使对之处于静止状态的点继续保持静止状态,而对之作相对运动的点永远继续作匀速直线运动。我们设想把一个象一间房子似的极宽大的箱子当作参考物,里面安置一个配备有仪器的观察者。对于这个观察者而言引力当然并不存在。他必须用绳子把自已拴在地板上,否则他只要轻轻碰一下地板就会朝着房子的天花板慢慢地浮起来。
在箱子盖外面的当中,安装了一个钩子,钩上系有缆索。现在又设想有一“生物”(是何种生物对我们来说无关重要)开始以恒力拉这根缆索。于是箱子连同观察者就要开始作匀加速运动“上升”。经过一段时间,它们的速度将会达到前所未闻的高值——倘若我们从另一个未用绳牵的参考物体来继续观察这一切的话。
    但是箱子里的人会如何看待这个过程呢?箱子的加速度要通过箱子地板的反作用才能传给他。所以,如果他不愿意整个人卧倒在地板上,他就必须用他的腿来承受这个压力。因此,他站立在箱子里实际上与站立在地球上的一间房间里完会一样。如果他松手放开原来拿在手里的一个物体,箱子的加速度就不会再传到这个物体上,因而这个物体就必然作加速相对运动而落到箱子的地板上。观察者将会进一步断定:物体朝向箱子的地板的加速度总是有相同的量值,不论他碰巧用来做实验的物体为何。
依靠他对引力场的知识,箱子里的人将会得出这样一个结论:他自已以及箱子是处在一个引力场中,而且该引力场对于时间而言是恒定不变的。当然他会一时感到迷惑不解为什么箱子在这个引力场中并不降落。但是在这个时候他发现箱盖的当中有一个钩子,钩上系着缆索;因此他就得出结论,箱子是静止地悬挂在引力场中的。
我们是否应该讥笑这个人,说他的结论错了呢?如果我们要保持前后一致的话,我认为我们不应该这样说他;我们反而必须承认,他的思想方法既不违反理性,也不违反已知的力学定律。虽然我们先认定为箱子相对于“伽利略空间”在作加速运动,但是也仍然能够认定箱子是在静止中。因此我们确有充分理由可以将相对性原理推广到把相互作加速运动的参考物体也能包括进去的地步,因而对于相对性公设的推广也就获得了一个强有力的论据。
我们必须充分注意到,这种解释方式的可能性是以引力场使一切物体得到同样的加速度这一基本性质为基础的;这也就等于说,是以惯性质量和引力质量相等这一定律为基础的。如果这个自然定律不存在,处在作加速运动的箱子里的人就不能先假定出一个引力场来解释他周围物体的行为,他就没有理由根据经验假定他的参考物是“静止的””。
上述论述表明,爱因斯坦认为:
“我们设想在一无所有的空间中有一个相当大的部分,这里距离众星及其他可以感知的质量非常遥远,可以说我们已经近似地有了伽利略基本定律所要求的条件。这样就有可能为这部分空间(世界)选取一个伽利略参考物体,使对之处于静止状态的点继续保持静止状态,而对之作相对运动的点永远继续作匀速直线运动。我们设想把一个像一间房子似的极宽大的箱子当作参考物,里面安置一个配备有仪器的观察者。对于这个观察者而言引力当然并不存在。他必须用绳子把自已拴在地板上,否则他只要轻轻碰一下地板就会朝着房子的天花板慢慢地浮起来”。
在“惯性系”中,“箱子连同观察者就要开始作匀加速运动“上升””时,“如果我们问一下绳子上产生张力的原因,箱子里的人就会说:“悬垂着的物体在引力场中受到一向下的力,此力为绳子的张力所平衡;决定绳子张力的大小的是悬垂着的物体的引力质量””。
“自由地稳定在空中的一个观察者将会这样解释这个情况:“绳子势必参与箱子的加速运动,并将此运动传给拴在绳子上的物体。绳子的张力的大小恰好足以引起物体的加速度。决定绳子的张力的大小的是物体的惯性质量”。
“我们从这个例子看到,我们对相对性原理的推广隐含着惯性质量和引力质量相等这一定律的必然性。这样我们就得到了这个定律的一个物理解释”。
显然,爱因斯坦用假想的“升降机实验”,来证明“物体的引力质量等于其惯性质量定律”的正确性。
由此可见:
爱因斯坦用假想的“升降机实验”,证明“物体的引力质量等于其惯性质量定律”的正确性。
二、爱因斯坦创立的“物体的引力质量等于其惯性质量定律”与事实不符合
爱因斯坦是先根据“惯性系“概念和”引力场”概念,编造”惯性质量“概念和“引力质量”概念。再根据“牛顿第二定律(F=ma)”,编造“物体的引力质量等于其惯性质量定律”。然后,用假想的“升降机实验”,证明“物体的引力质量等于其惯性质量定律”的正确性。
那末,这个定律的真实性,究竟如何?
(一)爱因斯坦根据“惯性系”概念编造“惯性质量”概念与事实不符合
爱因斯坦认为:
“现在设K为惯性系。于是对于K,彼此间足够遥远并和其他物体足够遥远的质量是没有加速度的。再就对于K有匀加速度的坐标系来考究这些质量。相对于K^',所有的质量都有相等而平行的加速度;它们对于K^'的行动就好像存在着引力场而K^'没有加速度一样”。
“我们可以认为K^'“静止”而引力场存在的观念和只有K是“可容许的”坐标系而引力场不存在的观念是等效的。坐标系K和K^'在物理上完全等效的假设称为“等效原理””。
“惯性质量同引力质量相等的原理现在可以十分清楚地表述如下:在均匀的引力场里,一切运动都像在不存在引力场时对于一个均匀加速的坐标系所发生的一样。如果这条原理对于无论哪种事件都成为立(“等效原理”)”。
显然,爱因斯坦是根据”惯性系“概念和”引力场“概念, 把”惯性质量”说成是一个真实存在的事物。
众所周知:
“惯性系”概念,反映的不是自然界中真实存在的事物,而是人们假想的一种参照物。它也是人们认识外界事物时,存在于人脑中的、而且是被人脑的思维活动改造过的外界事物的映像——即,抽象概念。
而且,爱因斯坦也承认:“相对于人眼可见的恒星那样的物体,惯性定律无疑是在相当高的近似程度上能够成立的。现在如果我们使用一个与地球牢固地连接在一起的坐标系,那么,相对于这一坐标系,每一颗恒星在一个天文日当中都要描画出一个具有莫大的半径的圆,这个结果与惯性定律的陈是相反的。因此,我们要遵循这个定律,我们就只能参照恒星在其中不作圆周运动的坐标系来考察物体的运动。若一坐标系的运动状态使惯性定律对于该坐标系而言是成立的,该坐标系即称为“伽利略坐标系”(即“惯性坐标系”)”。
由于自然界中并没有真正的“恒星在其中不作圆周运动的坐标系”。因此,“惯性系”不是真实存在的事物。
所以,任何人(包括爱因斯坦在内)身上的感觉器官,都感觉不到“惯性系”概念所反映的事物。
由此可见“
爱因斯坦根据“惯性系”概念编造的“惯性质量”概念,与事实不符合。
(二)爱因斯坦根据“牛顿第二定律(F=ma)”编造的“物体的引力质量等于其惯性质量定律”与事实不符合
爱因斯坦认为:
根据牛顿运动定律(即,牛顿第二定律F=ma),在“引力场”中,
“(力)=(引力质量)×(引力场强度)”。
在“惯性系”中,(力)=(惯性质量)×(加速度)。
所以,根据(加速度)=((引力质量))/((惯性质量))×(引力场强度),可以得到:“物体的引力质量等于其惯性质量”定律。
我们可以发现:
上述论述中,爱因斯坦所说的“(力)=(惯性质量)×(加速度)”和“(力)=(引力质量)×(引力场强度)”,都是用文字(这里是用汉字)书写的牛顿第二定律F=ma 。
那末,爱因斯坦所说的“引力质量”概念和“惯性质量”概念,所反映的究竟是什么事物?
由于爱因斯坦是用牛顿第二定律作为根据,推导出“物体的引力质量等于其惯性质量”定律,所以这两个概念必定是根据牛顿理论得到的。
我们知道:
牛顿在论述“质量”(《原理》)时,下了定律。即:“物质的量就是综合它的密度与体积而得出的量度”。于是,人们就把牛顿第二定律F=ma中“m”,称作“质量”。
牛顿在该书中还指出,F=ma中“F”是外力。即:
“外力是施加于某物借以改变其现状的一种作用,无论该现状是静止的或匀速直线运动的”。以及“我写的不是关于人手之力,而是关于自然方面的东西,而且主要是探讨那些与重力、浮力、弹性力、流体阻力以及诸如此类不论是吸引或排斥的力有关的事物”。
所以,人们应用牛顿理论研究力学问题时:
如果参照物是“惯性系”,那末,F=ma中质量“m”,就称作“惯性质量”;
如果参照物是“有引力场坐标系”,那末,F=ma中质量“m”,就称作“引力质量”。
可见,所谓“惯性质量”和“引力质量”,只是牛顿第二定律F=ma中质量“m”的不同名称。
因此,根据牛顿第二定律F=ma,并根据牛顿关于“力”概念的定义。如果允许我们应用与爱因斯坦相同的理论思维方法,那末,我们就可以得到:
(力)=(惯性质量)×(加速度),
(力)=(引力质量)×(引力场强度),
(力)=(浮力质量)×(浮力加速度),
(力)=(弹性力质量)×(弹性力加速度),
(力)=(流体阻力质量)×(流体阻力加速度)。
因此,就会有:
    (惯性质量)=(引力质量)=(浮力质量)=(弹性力质量)=(流体阻力质量)。
可见 ,这些不同的“质量”,只是牛顿创立他的第二定律F=ma时,给予同一事物的符号——“m”——的不同名称。
显然,爱因斯坦根据牛顿运动定律,得到的“物体的引力质量等于其惯性质量定律”,只是一种文字游戏,它毫无任何物理意义!
由此可见:
爱因斯坦根据“牛顿第二定律(F=ma)”编造的“物体的引力质量等于其惯性质量定律”,与事实不符合。
(三)爱因斯坦用假想“升降机实验”证明其正确性的“物体的引力质量等于其惯性质量定律”与事实不符合
爱因斯坦认为:
“我们设想在一无所有的空间中有一个相当大的部分,这里距离众星及其他可以感知的质量非常遥远,可以说我们已经近似地有了伽利略基本定律所要求的条件。这样就有可能为这部分空间(世界)选取一个伽利略参考物体,使对之处于静止状态的点继续保持静止状态,而对之作相对运动的点永远继续作匀速直线运动。我们设想把一个像一间房子似的极宽大的箱子当作参考物,里面安置一个配备有仪器的观察者。对于这个观察者而言引力当然并不存在。他必须用绳子把自已拴在地板上,否则他只要轻轻碰一下地板就会朝着房子的天花板慢慢地浮起来”。
在“惯性系”中,“箱子连同观察者就要开始作匀加速运动“上升””时,“如果我们问一下绳子上产生张力的原因,箱子里的人就会说:“悬垂着的物体在引力场中受到一向下的力,此力为绳子的张力所平衡;决定绳子张力的大小的是悬垂着的物体的引力质量””。
“自由地稳定在空中的一个观察者将会这样解释这个情况:“绳子势必参与箱子的加速运动,并将此运动传给拴在绳子上的物体。绳子的张力的大小恰好足以引起物体的加速度。决定绳子的张力的大小的是物体的惯性质量”。
“我们从这个例子看到,我们对相对性原理的推广隐含着惯性质量和引力质量相等这一定律的必然性。这样我们就得到了这个定律的一个物理解释”。
我们可以发现:
爱因斯坦所说的“实验”状况,是他为了证明“等效原理”的需要,随意编造出来的!
事实上,如果要使这个“升降机实验”的结果是可信的,那末,必须作如下规定。即:
升降机的底面积应该足够大。而且,升降机内还应该站立着多名(不能少于3名)观察者。
那末,根据爱因斯坦所说的“惯性系”和“引力场”的性质,在这个假想实验中,我们就会观察到如下两种现象:
Ⅰ、升降机在“惯性系”中和“引力场”中“静止”时,两种“质量”站立的状态是不同的。
根据”惯性系“和”引力场”的性质,我们可以断定:
升降机在“惯性系”中静止时,站立在箱子内各处的观察者(他们的质量称作“惯性质量”),都是相互平行地站立着。
升降机在“引力场”中静止时,站立在箱子内各处的观察者(他们的质量称作“引力质量”),都是相互倾斜地站立着,而且,所有的倾斜线都指向引力场的质量中心(即,引力场的重心)。
Ⅱ、升降机在“惯性系”中和“引力场”中“运动”时,两种“质量”运动的轨迹是不同的。
根据”惯性系“和”引力场”的性质,我们可以断定:
升降机在“惯性系”中作匀加速下降时,站立在箱子内各处的观察者(“惯性质量”),运动的轨迹都是平行的。
升降机在“引力场”中自由下落时,站立在箱子内各处的观察者(“引力质量”),运动的轨迹不是平行的,而是相互倾斜的;而且,这些倾斜线都汇交于引力场的质量中心。
显然,假想的升降机实验,既能够证明“等效原理”与事实不符合;也能够证明“物体的引力质量等于其惯性质量”定律反映的事物规律与事实不符合。
而爱因斯坦所说的:假想的“升降机实验”,是对于“物体的引力质量等于其惯性质量”定律的一个“物理解释”,以及假想的“升降机实验”也证明“我们对相对性原理的推广隐含着惯性质量和引力质量相等这一定律的必然性”这两句话,是在混淆了“惯性系”和“有引力场坐标系”的性质的差别情况下,随意编造出来的。
所以,用这种方法证明的“物体的引力质量等于其惯性质量定律”,必定是假的!
由此可见:
爱因斯坦用假想“升降机实验”证明的“物体的引力质量等于其惯性质量定律”,与事实不符合。
  (四)、爱因斯坦创立的“物体的引力质量等于其惯性质量定律”与事实不符合
爱因斯坦是先根据“惯性系“概念和”引力场”概念,编造”惯性质量“概念和“引力质量”概念。再根据“牛顿第二定律(F=ma)”,编造“物体的引力质量等于其惯性质量定律”。然后,用假想的“升降机实验”,证明“物体的引力质量等于其惯性质量定律”的正确性。
但是,爱因斯坦根据“惯性系”概念编造“惯性质量”概念,与事实不符合。
爱因斯坦根据“牛顿第二定律(F=ma)”编造的“物体的引力质量等于其惯性质量定律”,与事实不符合。
爱因斯坦用假想“升降机实验”证明的“物体的引力质量等于其惯性质量定律”,也与事实不符合。
所以,爱因斯坦的“物体的引力质量等于其惯性质量定律”,必定是假的!
由此可见:
爱因斯坦的“物体的引力质量等于其惯性质量定律”,与事实不符合。
               2018日2月8日
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