原子钟环绕地球飞行实验证明时间延迟具有

绝对性。

原创物理研究 2018-02-27 16:43:00

本人近日在网上看到河南省新郑市民间学者马天平的一个消息。马天平认为中科院理论物理研究所张元仲研究员的书《狭义相对论实验基础》中对原子钟环球飞行实验的计算是错误的，按照正确的计算，相对论性原理是不成立的。

读完这个消息，我对马天平的看法产生了兴趣，找到他在网上发布的文章，并仔细研读。结果发现马天平的看法是对的，张元仲先生的书对这个问题的计算确实有错。如果这只是一个无关痛痒的小错误，那也就算了。但这个计算错误是非常致命的，它导致原子钟环绕地球实验的重新解释，使原先用来支持相对论的实验证据变成否定相对论的证据，对狭义相对性原理有颠覆性的作用。爱因斯坦的运动相对性原理会被逼到死角，退无可退，物理学家不得不认真对待。

为此本人专门写了一篇文章，题为“原子钟环绕地球实验证明时间延缓具有绝对性”，向物理学界郑重推荐马天平先生的重要发现。文章摘要如下，详细分析请见附件。

马天平指出，狭义相对论对原子钟绕地球飞行实验的解释是错误的。按照狭义相对性原理，对于地球表面上的观察者，两个原子钟沿东西两个方向飞行的速度一样时，时间延迟是一样的，不应当存在时间差。本文讨论马天平提出的问题，仔细考察了现有狭义相对论关于原子钟环绕地球实验的计算，发现计算结果实际上不是相对地球表面转到参考系的，而是相对于地球质心静止参考系而言的。其中包含了绝对时间和绝对运动的概念，认为相对论的时间延迟公式地球表面非惯性参考系也适用，因而不是真正的狭义相对论的计算方法。实验发现存在时间差，并且与理论计算一致，只能说明运动钟的时间延迟具有绝对性，能够显示地球转动速度的绝对性。因此原子钟环绕地球实验的重新分析具有重要意义，它从理论和实验两方面证明运动速度引起的时间延迟具有绝对性，把原先用来支持相对论的实验证据变成否定相对论的证据，否定了狭义相对论的运动相对性原理。为此本文建议一种测量地球在太阳系中绝对运动的方法，通过发射两艘载原子钟的宇宙飞船，沿相反的方向绕太阳飞行一周后，与地球表面的原子钟进行比较，来确定地球在太阳系中的绝对运动速度，同时探讨为什么迈克尔逊干涉实验不能测量地球绝对运动速度的原因。

这个问题就像狭义相对论经常讨论的，在地球表面上有两列火车，以相同的速率沿东西两个相反的方向运动时，火车上的钟与地球表面上的钟进行比较的问题。虽然相对地球表面，两列火车上的钟都有时间延迟，但按照狭义相对论，它们的时间延迟是一样的，二者之间不可能出现时间差。然而实际测量结果显示，两列火车上的钟的时间延迟不一样。这种差别只能来自地球的转动，时间延迟的差别来自地球转动速度的叠加和相减。

或许读者会说，地球转动本身不是惯性运动，狭义相对性原理不适用。那么我就要问，现有物理学关于相对论的哪个实验不是在转动的地球上做的？比如被认为是否定地球绝对运动速度，催生了狭义相对论的迈克尔逊干涉实验。还有就是带电粒子在加速器中的圆周加速运动，被认为证实狭义相对论的质速关系。哪个实验没有加速度的存在？事实上可以证明，所有与洛伦兹公式有关的狭义相对论效应都是绝对的，在现实的自然界中，所谓的时空相对性是根本不存在的。

早在狭义相对论刚提出后的1913年，萨格纳克（Signac）就做过一个被称为萨格纳克效应的实验。该实验结果狭义相对论至今无法解释，因此相对论教科书一般都不提这个实验。100年后，马天平提出的这个问题与萨格纳克效应有异曲同工之处，并且更为直接和明确，有可能成为压垮爱因斯坦相对论的最后一根稻草。

张元仲先生是国内狭义相对论方面的专家和元老，他的那本《狭义相对论实验基础》堪称经典，许多人都读过和引用过。如果这个问题的计算是错的，就需要予以更正。虽然原子钟环绕地球实验的计算方法不是张元仲先生提出来的，但作为该书的作者，张元仲先生有责任和义务回答马天平指出的问题。希望张元仲先生能出面，把这个问题说清楚。对于基础物理学，这个问题的澄清不是可有可无的，而是非常必要的。

虽然天平先生的文字有点偏激，但他追求科学真理，为推进科学进步无所畏惧的精神令人敬佩。他提出一个全新的问题，对基础物理学意义重大。物理学者应当放弃偏见，不忘初心，本着科学求真的态度，认真思考马天平先生提出的问题。

作者：梅晓春（福州原创物理研究所）

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