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谁能看出他们在争什么？
好象是说：加速力场是主要的，地球的引力势可以忽略不计？ 因为它对“钟慢”不利？ 现在可能是想改变一下了？ 大概《爱因斯坦文集》也要“再版”了？ 转贴： ================================================ 双生子佯谬的解释 作者：lcc （鉴于某些网友的要求，我们只用逻辑分析，不进行计算） 有一双胞胎，哥哥乘飞船从地球出发作时空旅行，走一段路程后返回地球，在地球上的弟弟看来，由于飞船作高速运动，时间变慢，所以哥哥应比自己年轻，而飞船上的哥哥看来，地球好象也作同样的运动，所以弟弟也应比自己年轻。但结果只有一个，到底谁对呢？ 首先，我们要清楚,在相对论中，能引起时钟变慢的情况只有两种： 1 在匀速运动时 2 在引力低势场中 下面，我们对这两种情况分别作讨论，为了公平起见，两种情况都采取同样的分析方法。 （一）：在飞船系看来，开始地球作加速运动，不止地球，连远方所有的星系都作同样的运动，按照广义相对论，加速的物体要发出引力波，所以这个庞大的加速系也要发出引力波，即无处不在的引力场（这里有两种不同的看法，但结果是一样的，见注解1），方向与加速度相同，这个引力场同时对地球和飞船的时钟起作用，但因为两者几乎处于同一地点，所以时钟变化相同.之后地球作匀速运动，由于运动效应，地球上的时钟要比飞船慢一段时间,再后地球减速运动，这个庞大的减速系引发的引力场对地球和飞船造成了关键性的影响，由于引力场指向飞船，飞船处于低势，而地球处于高势，所以飞船时钟比地球的慢，这段效果覆盖了匀速运动造成的影响（经计算知），所以净效果是飞船时钟比地球的慢一段时间.返航时由于对称性，可作同样的分析，所以最后两兄弟相会时应是哥哥年轻一些。 （二）：在地球系看来，飞船作变速运动时理论上也造成引力场，但飞船系的质量比地球系（宇宙系）的小得多，所以引力场很小，根本测不出来，造成差别的只是飞船的匀速运动，所以飞船的时钟还是比地球的慢，哥哥还是比弟弟年轻。 从上大家可以看出，造成差别的原因是两参考系的极其不对称性，这是由于两者质量相差太远引起的，要 是飞船的质量很大，可以与远处的大量星系相比时，则谁也说不出实验的结果会变得怎样。 注：1）这里有两种不同的看法 ，第一种是先有引力场（惯性力场）后有地球系的加速度，第二种是先有加速度后有引力场。 我不赞同第一种看法，把惯性力看成是一种没有施力物体的假象力，既然引力等价于惯性力，那为什么引力场有施力物体而惯性力没有呢？再说，否认惯性力就是否认了所有参考系的等价性，这是不符合广义相对论要求的。 我赞同第二种看法，因为它具有更大的普适性，也符合广义相对论和马赫原理的要求。广义相对论认为， 旋转的不均匀星体会发射出引力波，这是因为它具有加速度，爱因斯坦计算过，如果加速一个球壳，则内部的质点会受到一个加速的力，方向与加速度一致。如果我们把宇宙看成是一个球壳，则飞船加速时，也就是宇宙加速时，飞船会受到一个拽引力，这就是惯性力的来源。 2）分析双生子佯谬时不考虑地球的引力场，因为它太小了。 欢迎大家到论坛发表观点！ LCC Lcc的《双生子佯谬的解释》中的错误 作者：宇知 LCC的解释很可能是有错误的，至于错到什么程度，我尚不敢断言。 LCC的解释中至少有以下3点错误： （1）在引力对时间变慢的影响中起关键作用的是引力场强度之差，而不是引力势。在匀加速运动的爱因斯坦电梯中等效地存在着一个匀强引力场，沿此场的方向引力势逐渐减小，而引力场强不变，因而在此电梯中各处时间流逝的速度都是一样的。由于实际的天体都是准球体的，由质量引起的实际引力场的分布倒确实保证了在一般情况下，在引力场强度高的地方也恰是引力势低的地方，反之，场强低的地方引力势高。LCC的“在引力低势场中时钟变慢”的提法是不恰当的，确切的提法是：“在引力场强度较高的地方时钟较慢”。 （2）双生子佯谬的关键之处是与质量无关的，而LCC却将飞船、地球甚至庞大星系群的质量都牵扯进讨论之中，这不仅无助于佯谬的解释，反而使问题复杂，甚至有误导之嫌。双生子佯谬的关键之处是飞船的加速度，飞船一旦加速（或减速），它就等效地处于某个引力场中，它所在的时—空就要弯曲，时间的流逝因此减缓。解释双生子佯谬时为了突出本质，应将所有非本质的因素——比如地球的引力场（在广义相对论中，它实在只是一个弱场）、地球的公转，自转（它们的速度远小于光速）等——都忽略掉，这样一来，地球上的弟弟始终处于平坦的闵可夫斯基空间，而飞船中的哥哥却四次穿越弯曲的黎曼空间，于是哥哥确实比弟弟年轻了。 （3）LCC说，只在飞船返回的减速、加速过程中时间才被引力延缓，其实在飞船加速飞离地球以及飞船减速降落于地球的过程中，时间也都在被引力延缓。 欢迎大家到论坛发表观点！ lcc的再次回复: 我不赞同宇知的观点： （1） 在引力对时间变慢的影响中起作用的是引力势之差，而不是引力场强度（见《爱因斯坦文集》（二）：《关于引力对光传播的影响》），在向上匀加速运动的爱因斯坦电梯中，等效地存在着一个均匀引力场，从顶部发出的光信号，当它到达底部时，频率会变大，造成这种现象的原因只能是底部的时钟比顶部的慢。另外，射入电梯内的光线，在电梯里的人看来，应向下偏转，这也是底部的时钟比顶部慢的缘故。就连在双生子佯谬的解释中，飞船加速时等效的引力场也是均匀的，不存在“引力场强度较高”的现象，所以对时间有影响的只能是引力势，而不是引力场强度。 （2） 我在“注解”中已经申明：对加速时产生的引力场有两种不同的看法，一种就是飞船加速时看到一个等效的均匀引力场（或者说是惯性力场），也是宇知赞同的观点，在这个引力场中引起了时钟变慢的效应。但是我们为什么不对这个引力场作更深一步的讨论呢？通常教科书都认为这个引力场是虚构的，它的产生不需要物质，引入它只是为了使牛顿定律能在非惯性系中成立，但是，广义相对论认为“惯性力场等价于引力场”，既然如此，为什么还要认为惯性力是“虚构”的呢？如果我们能给惯性力场找出一个源头，那么物理定律不就更完美，更和谐一些吗？ 考虑一个挂在北极上的傅科摆，为什么傅科摆的摆面要随着头顶上的星空转动呢？你可能说：傅科摆的摆面本来就没有动，只是地球在转动而已。但是为什么不能这样想：“傅科摆的摆面是被远方的星星拽着一起转动的。”别忘了，每一个参考系都有权给自己观察到的现象作出合理的解释，这也是广义相对论原理的要求。 1915年爱因斯坦在给马赫的信中写到：“（1）如果加速一个很重的物质壳层，则包含在壳内的质量会受到一个加速的力。（2）如果相对于恒星围绕中心轴旋转此壳层，壳内将产生一个科里奥利力，亦即，傅科摆的摆面将被拽引（实际上拽引的角速度小得无法测量）。”但是，假设这个球壳的质量很大，甚至可以与宇宙相比时，那么傅科摆的摆面被拽引的效应就很可观了。 回到我们的双生子佯谬中来，飞船系的观测者看到，地球和其它加速的星星是同步的，但我们也可以这样想：地球是被远处的星星拽引着一起加速的，就象傅科摆的摆面被远方的星星拽着一起转动一样。这个拽引力其实就是飞船加速时看到的等效引力场，它使地球和飞船的时钟都要发生变化，该引力场的源头就是远处的星星。 不要把物体加速时产生的引力场和静止时的引力场等同起来，两者是很不一样的，前者是正比于加速度的1/r的辐射力，后者是牛顿的万有引力，它在双生子佯谬中已弱得被忽略了，应该说，完整的引力公式至少包含这两项。 为了避免不必要的麻烦，我再次重申：在双生子佯谬中，牛顿的万有引力完全被忽略了，起关键作用的是惯性力场，也就是宇知所说的飞船加速时看到的等效引力场，但它不是虚构的，它也不是普通的万有引力，而是正比于加速度的1/r辐射力，它的产生需要宇宙全部质量的参与。 大家如果怕麻烦，可以只接受第一种看法。 （3） 飞船航行的过程共分为6段：加速，匀速，减速。返回时：加速，匀速，减速，前三段和后三段是对称的，我只分析前三段，后三段可以作同样的分析，我在原文中已经说明了，可惜宇知没看到。 我很高兴我们的讨论能深入到这种地步，希望大家继续下去。 Lcc的《双生子佯谬的解释》中的对与错及其它 宇知的再次回复： LCC关于“在引力对时间变慢的影响中起作用的是引力势之差，而不是引力场强度”的观点是对的，而我以前的理解是错的。 我对“双生子佯谬的关键之处是与质量无关的”的观点仍持保留意见。我也不同意“飞船变速时产生的等效引力场（惯性力场）是源于大量星系乃至整个宇宙的质量”的观点。飞船变速时，在飞船上的哥哥看来，整个宇宙都在做变速运动，哥哥可以把它解释为等效引力场的作用，但此引力场之源怎么可能是宇宙呢？宇宙怎么会产生一个使自己加速的引力场呢？希望Lcc和Listz能对此发表意见。 另有如下几问，期望共同探讨： （1）霍金辐射中为何负能粒子落入黑洞的几率要大于正能粒子？ （2）薛定谔方程与狭义相对论结合后的狄拉克方程为何自动给出电子的自旋？ （3）狄拉克方程的负能解为何不可避免？负能的确切含义是什么？ （4）正负电荷周围的虚光子云有何异同？正负电荷以何种不同的方式对虚光子云作出反应？亦即量子交换引起的相互作用的细致过程或具体图景是什么？ （5）光子的自旋为0，引力子的自旋为2，这两个自旋值的具体含义是什么？这两种玻色子在自旋值上的不同引起了电磁力与万有引力的哪些差异？ |