―當代物理主流理論的常識悖論之二十一
作者 茍文儉
【導(dǎo)言】：物理理論的某種命題或觀念，如果與它自身涉及的基本事實完全矛盾，又違背了推理的邏輯常規(guī)，就稱是物理理論的常識悖論。
本文要陳述的，就涉及了當代物理主流理論的第二十一個常識悖論。
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如作者在《從廣義相對論決不可能再回到狹義相對論（MP31）》中所述，為了解決狹義相對論（SR）中、因為慣性參照系在理論體系中構(gòu)成的邏輯學(xué)困難，并把對引力的表述也納入相對論框架，愛因斯坦在創(chuàng)建了SR后，又整整用了10年時間，把相對性原理推廣到了非慣性參照系，并創(chuàng)建了廣義相對論（GR）。
構(gòu)建GR的兩個公理化原理是：
1、引力和慣性力等效的等效原理，其基礎(chǔ)是引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量相等的等價性。
2、物理定律的表述形式在一切參照系都保持不變的廣義相對性原理；這實際是指所有非慣性系和有引力場存在的慣性系對物理現(xiàn)象的描述是等價的。
在GR中，物質(zhì)會構(gòu)成時空彎曲，有引力場的空間是彎曲的黎曼空間，而物質(zhì)能量密度、動量密度的分布與時空彎曲的關(guān)系，具體是用度規(guī)張量寫成的引力場方程來表述的。
（二）
當代主流物理學(xué)認為：質(zhì)量引力或斥力是全宇宙星系范圍運動的唯一主宰；GR適用于整個宇宙學(xué)領(lǐng)域，是研究天體乃至宇宙結(jié)構(gòu)、演化的基礎(chǔ)理論。
GR適用于全宇宙，這就要求全宇宙的等效原理成立。對此容易理解如下的論述。
我們知道，慣性質(zhì)量來自存在物的加速運動。因此可加速運動是引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量相等的必要條件。但光子不可加速，但它要受引力作用。因此光子的慣性質(zhì)量必為零，即通常所說的光子質(zhì)量為零，但一定有由能量決定的引力質(zhì)量。而現(xiàn)實宇宙中，據(jù)估計光子平均密度高于可做加速運動的粒子密度的約400倍。因此在全宇宙，實際的引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量有不可忽視的顯著差異；即在全宇宙，等效原理顯著的不成立。
另一方面，依照當代宇宙學(xué)主流理論，宇宙物質(zhì)中還有總量為2/3的暗能量。暗能量在宇宙真空均習(xí)分布，是一種真空效應(yīng)，也不可加速，其慣性質(zhì)量亦為零，但它又構(gòu)成了使全宇宙加速的推力，因此由暗能量決定的質(zhì)量也就應(yīng)當屬于引力質(zhì)量。即在全宇宙，暗能量更進一步破壞了等效原理。
在全宇宙，由于等效原理顯著的不成立，對此作者將在下一篇文章做進一步的論述。而GR又以等效原理為公理化原理，因此它在宇宙學(xué)范圍不成立的理由就非常充分了。
（三）
對GR表述的物理實在性，在作者創(chuàng)建的IV模型中有如下三點相關(guān)認識：
1、粒子核中祜止質(zhì)量物質(zhì)ai既是慣性物質(zhì)又是引力物質(zhì)，在ai構(gòu)成的引力場行為都參與外界引力作用的條件下，慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量相等的等效原理嚴格成立；光子運動轉(zhuǎn)移的am只參與引力作用，只有引力質(zhì)量，慣性質(zhì)量為零。
2、光子受引力作用中徑跡必然偏轉(zhuǎn)，這并非是GR所述的時空彎曲。由此就還可以確定：GR實際就是用比較光子所受的引力來描述天體所受的引力，因此是對天體所受引力做等效描述的理論，而這種等效描述的依據(jù)，就是光子的引力質(zhì)量與天體的慣性質(zhì)量有相等的等效性；GR只能在等效原理成立的范圍內(nèi)有效。
3、在恒星系的范圍，如太陽系的范圍，由于可做加速運動的慣性物質(zhì)遠遠多于光子的引力物質(zhì)，引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量之間的差異可以忽略，它們?nèi)钥梢钥闯墒蔷哂邢嗟鹊牡刃浴＜?strong>在恒星系的范圍等效原理成立；GR對恒星系范圍的運動描述是有效的。
有了上述認識，我們就很容易理解對GR的如下三項實驗驗證：
1、對GR計算得到的水星近日點的進動，比根據(jù)牛頓引力定律計算的理論值每百年快了43角秒，與觀測值相符。這正是GR對恒星系范圍運動描述有效的驗證。
2、對光線經(jīng)過太陽附近時受引力作用的偏轉(zhuǎn)，愛因斯坦的理論計算值與觀測值的一致。 這是因為光線在引力場中的徑跡彎曲是真實的存在。對GR的這種驗證也同樣是對IV模型的驗證。
3、由GR，在強引力場中時鐘要走得慢些，因此從巨大質(zhì)量的天體輻射的光傳播到地球后，頻率會減小，形成了光譜線在引力場的紅移。愛因斯坦的理論計算值也與觀測值高度一致。IV模型中，宇宙學(xué)紅移就產(chǎn)生于光子轉(zhuǎn)移的am時、因參與引力作用的構(gòu)成的動量損耗，作者由此還計算出了可觀測宇宙的理想半徑為10^10光年。
即光子受力作用的動量損耗、才是構(gòu)成的引力紅移的真實原因；對GR的這種驗證也同樣是對IV模型的驗證。
（四）
由于G R有上述三項驗證，人們就更堅信了SR適用于整個宇宙學(xué)領(lǐng)域。但當代物理的這種主流觀念，就又明顯形成了如下兩個方面的問題：
1、光子的慣性質(zhì)量為零，認為GR在整個宇宙學(xué)領(lǐng)域適用，就與宇宙學(xué)領(lǐng)域引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量有顯著差異的基本事實完全矛盾。
2、如星系之間有暗能量的斥力一樣，在宇宙學(xué)領(lǐng)域星系之間的力作用、與太陽系的引力條件完全不同；又如在光子受引力作用的徑跡偏轉(zhuǎn)中，引力對象只是光子而并非空間，這與空間自身發(fā)生彎曲完全不是一回事。因此，把水星近日點的進動視為是在整個宇宙學(xué)領(lǐng)域適用的GR的驗證，及光子受引力作用的徑跡偏轉(zhuǎn)視為是對空間自身彎曲證明，這也就完全違背正確推理必須保持條件不變的邏輯常規(guī)。
由上所述，認為SR適用于整個宇宙學(xué)領(lǐng)域及其驗證，在當代主流物理中同樣也就構(gòu)成了地地道道的常識悖論。
（五）
【特別說明】：對作者所述的當代物理主流理論的常識悖論，本文已是第二十一個了；真誠歡迎感興趣網(wǎng)友批評斧正作者所有這些認識。盡管物理學(xué)最終要依賴于數(shù)學(xué)，但離開了基本事實的純粹的數(shù)學(xué)演繹并不是物理學(xué)，而不服從邏輯常規(guī)也不可能是數(shù)學(xué)的正確應(yīng)用。因此作者的原則是：對物理學(xué)的思考，首先是要以無可?辯的自明的基本事實、以及公認的邏輯常規(guī)為依據(jù)。
