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火车上的观测者与地面的观测者,对同一束光源的传播路径作出截然相反的测量结果。
例子是这样的:一列高速运行的火车,其顶灯改为激光源,激光源垂直射到地板上。从火车系看来,光束垂直于火车地板,它照样会垂直于地面,道理很简单,火车地板与地面平行,既然光束垂直于火车地板,必然的推导结论是光束也应垂直于地面。这是火车系中观测者的测量结果与推测地面系可能发生的一切。
假定这列车没地板,让光束直接可以照射到路基上。从照射点测量这束光的结果是,这束光根本不与地面垂直。这个测量结果实际上已否定了火车系对地面系可能发生现象的推测。也就是说,火车系看来这束应与地面垂直的光线,可是地面系实际测量的结果为不垂直,它与地平面形成一个夹角,这个夹角的大小与火车的运动速度有关。这是为什么?这就是光行差效应,夹角的大小应用光行差公式来计算出来。
对于不同的惯性系对同一束光的传播路径会得出相反的结果来,看似很奇怪现象,实际上它仅是光行差原理的再现,并没有什么可奇怪的。可是,在相对论中爱氏正是误用了这一原理,用地面观测的结果误认为是火车中的真实事件的发生。
在相对论中,以地面观测到不垂直地面的光线定论了这束光线一定也不垂直火车地板的结论来。爱氏认为,这束光既然不垂直地面,按理它也不应垂直于火车地板。认为火车中的光线路径为斜线,斜线的路径比直线要长,从而导出火车中的光线从车顶到地板的时间大于火车静止时的时间的结论来。这是利用观测结果未加以修正直接推导出来的结果。如果把光行差效应来修正一下观测结果,无论是火车系还是地面系的结论应是一致的。
在这个例子中,人们总是以地面系观点来推导火车中光速下射的时间问题。我们可以反过来分析一下,如仅是用感性的认识来推导的话,火车系的看法也是错误的,因为,他认为垂直于火车地面的光线一定会垂直于地面,他的理由是地板与地面平行,垂直于地板的光线也就一定会垂直于地面。但应切记!所谓垂直于地面的光线是不能直接测量出来的,由于光行差现象地面系总是测定到不垂直的光线。
地面系也不能以实际测量的结果来否认火车中垂直的光线,火车中垂直的光线是真实的事件,不垂直光线只能是地面系观测到的结果。不能以观测结果来否认真实的事件发生。同样也不能用观测到的未加以修正的结果来推导火车中的问题膨胀问题。 ※※※※※※ 逆子 |