1、狹義相對論與絕對微粒假說班級：01510706 姓名：董超 學號：20071441 摘要：本文簡單闡述了我對狹義相對論的三點思考，指出了超光速運動的存在和與狹義相對論的矛盾。之后提出絕對微粒假說重新定義電磁波，并嘗試解釋狹義相對論的不足之處。最后提出我對科學研究的哲學思考。關鍵詞：狹義相對論，超光速運動，第二微觀，絕對微粒我是懷著崇敬而又不安的心情來寫這篇論文的，因為這篇論文所要提出的假說是與狹義相對論所違背的，而我本身又是一個剛剛接觸物理不久的初學者，對于博大的物理世界還不了解，做出這樣的假說也許只是一個小孩子懵懂的幻想而已。但這畢竟是我精心思考良久的成果，希望它能承載著思辨的價值，表現出特

2、有的意義。一、研究狹義相對論所遇到的問題 愛因斯坦創立的狹義相對論建立了革命的時空觀，它給出了高速運動物體所滿足的物理規律，揭示了質量和能量的內在聯系，開始了對萬有引力和大尺度空間本質關系的探索。可以說狹義相對論是二十世紀最偉大的物理理論之一。但這個理論真的就是完美的嗎？它的普適性就一定比牛頓力學更好嗎？在不否認它的意義的基礎上，我想給出我對這個理論的幾點疑惑。狹義相對論有兩大最基本原理愛因斯坦相對性原理和光速不變性原理。伴隨而生的愛因斯坦質能方程是相對論最有意義的結果。下面我將對這三點分別提出我的觀點。 1、超光速運動與光速不可超越的矛盾。愛因斯坦由麥克斯韋方程和邁克爾遜莫雷實驗做出了光速不

3、變的假設，并將其運用于洛倫茲變換，從洛倫茲變換而得到的速度變換公式中我們可以清楚的看到：一切物體的速度都是不可能超越光速的。但這本身是一個自洽體系，因為這是在用假設的前提證明假設，怎么能說是有力的證明呢？即使按照洛倫茲變換得到的公式，我們同樣可以預言虛質量，正如我們認為光無靜止質量一樣。因此這個假設本身就是值得質疑的。而要證實這個假設的不準確性關鍵在于發現超光速運動。事實上超光速運動已經被我們發現。在人們發現了類星體之后，天文學家從數十個類星體和活動星系中觀測到了超光速膨脹現象。之后又發現了銀河系內的具有超光速膨脹的微類星體。在物理實驗室中，人們根據波導的截至原理和反常色散現象，十數次得到微波

4、和光波的超光速運動。2000年，我國旅美留學生王力軍等通過增益輔助反常色散過程得到了沒有形變的超光速傳遞的激光脈沖。而物理學家史蒂夫霍金也提出在黑洞中反射出的射線是可以在某一瞬間超越光速的。這一切表明光速的不可超越假設不再正確。那么到底應該如何認識超光速運動，它的存在真的能完全否定光速不可超越假設的意義嗎？這引起了我對光的本質的一些思考。2、對E=mc2的另一種解釋。愛因斯坦質能方程給出了質量和能量互相關聯的公式，原則上講不可以把質能關系理解成質量和能量的相互轉化。但這里我們不妨來試著解釋一下，看看會得出那些結論。在核聚變中質量的損失變成能量是已經由實驗證實了的，因此我們只嘗試解釋由質量變為能

5、量的過程。由公式我們可以看出，減少的質量轉化成了能量，但c2這一比值讓我們很難想通，形式轉換為什么是以光的形式？同時那質量m又去了哪里呢？可不可以理解為光承載著這一份份的質量逃離了呢？而這擁有靜止質量的光子又是與狹義相對論所違背的。3、相對性原理與量子力學。對于這個理論我只是提出自己的一個簡單的想法。這個假設是牛頓力學體系的推廣，當遇到了與牛頓力學截然不同的量子力學時，這個假設是否還是成立的呢？我認為答案是否定的，當“決定論”遭遇了“概率論”時，這個假設就已經開始值得懷疑了。那么對于這些問題應該如何解決呢？下面我嘗試重新定義一種微粒，通過對這種微粒假設來解釋現有的問題。二、絕對微粒假說 1、第

6、二微觀世界的存在性假設。從理論上講微粒是可以無限小下去的，但實際研究出的量子力學否定了這種連續性的存在，于是對于相對于可視宏觀物體的微觀物體，我們用量子力學來解釋這些規律。但既然宏觀物體的基本原理不適用于微觀物體，那是否存在我們無法用量子力學所解釋的更小的微觀世界呢？相對于這個世界我們現有的微觀物體就成了相對宏觀物體，假設這個世界真的存在，在這里我定義它為“第二微觀世界”。那么對于第二微觀我們就不能用現有的所有理論解釋它們，因為它們可以有自己適用的規則，而由于我們從未接觸，所有我們的理論不適用于它們也是極為正常的，這時就有必要去假設新的理論的存在。2、絕對微粒假說。針對第二微觀世界我假設了一種

7、新的微粒的存在，即絕對微粒。絕對微粒是針對光的本質提出的新的假設，因此絕對微粒是在真空中能夠以光速傳播的系列微粒，這樣的微粒是有質量限制的，當質量大于最大承受限度時將不能以光速傳播。根據這個定義，現實中以光速傳播的所有物質形式都將是以絕對微粒為載體，包括各種射線和光。因此在這個假說中光是有實際大小和質量的微粒。既然絕對微粒已經小到我們所能認可的第二微觀，那么微粒的波動性就不一定要被否認，而且絕對微粒是否就是我們意義上的微粒還尚未可知。所以絕對微粒可能具有與我們現實觀察所不相同的波動性。這樣的波動性被麥克斯韋所發現，并定義為電磁波。這樣一來我們既不能否認光的粒子性，又不能否認光的波動性，而其實質

8、不過是絕對微粒的性質罷了。所有的絕對微粒屬于同一個數量級，但對于不同大小的絕對微粒其性質也是有所差異的，它們的波動周期，波長等會不同，由此便引出了各種形式的電磁波。3、絕對微粒可以解釋的問題。為什么存在超光速運動呢？用絕對微粒就很好解釋。在非真空中，絕對微粒會受到各種影響而使速度減慢，那當它們受到某些外界條件激發時同樣可以超越真空中的光速。根據絕對微粒的假設，物質會轉化成光也就很好理解了。同樣可以解決的問題還有磁場的質量問題。磁場有質量是因為絕對微粒是場的載體，它也是可以以光速傳播的。三、關于科學的哲學思辨希望用一個理論來解釋所有現象，在現在是無論如何做不到的。于是我認為人們有必要去建立新的理

9、論，做出新的假設，脫離出固有的范疇，而開辟新的天地。這里我可以再舉一個例子。即宇宙無限與有限的謬論。我們也許無論如何無法相信宇宙是永遠存在的，但如果我們假設宇宙有一個開端，那開端之前也必然會有無限的時間，這樣就陷入了無限循環的謬論。那這里就想了，難道我們非要用現在所知的常識不可嗎？也就是說我們認為時間無限，那只不過是我們的一廂情愿，如果我們說宇宙的開端之前必有無限的時間其前提是有時間這個概念。如果時間只不過是宇宙誕生后的一個屬性，那我們怎么能用時間去衡量宇宙誕生之前的一切呢？所以時間也許作為一種特殊的形式存在于我們的世界，與它聯系的是物質和空間，我們不能想象宇宙的前后只是因為我們為我們的常識所束縛。人類的想象力源自于他們的所知，對于未知我們善于用所知去預測，所以我們無法知道不可知的過去。如果人存在這樣的局限性的話，那么在人類的進化發生質變之前，我們是永遠有無法解答的奧秘的。所謂的科學也就不能超出人類所知而存在，科學的局限性便十分明顯，有時反倒是宗教更有道理了。四、結語 我對絕對微粒的假說只是開端，像它以熱與電的形式傳播就會更加復雜，當然也有可能更加簡單。但也許這個理論從一開始就是一個謬論，假說只是不存在的幻想。但我還是希望它能具有它本身的科學意義，引領我走向我所熱愛的領域。以上假說多為個人觀點，不當之處還請批評