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动媒质波动理论与相对论的竞争
[楼主] 作者:董银立  发表时间:2008/10/04 10:24
点击:425次

动媒质波动理论与相对论的竞争 

一、关于物理过程延长(时间膨胀)

.

按照相对论的观点,同一物理过程在动系中所经历的时间要比在静系中所经历的时间长。相对论的这种效应被称之为“动钟变慢”效应或“(动系)时间膨胀”效应。

相对论认为,某一物理过程如果在静系所经历的时间是t,那么该过程在动系(相对静系以速度v匀速运动)所经历的时间或增大为у×t

.【即增大为原来的у倍,у=1/[1-(v/C)2]0.5】,

.

相对论列举了例子,火车底部有一光源竖直向上发射一束光,正好射到火车顶部(光源正上方)是接受器上,火车底部与顶部之间的距离是d ,当火车静止时,光从底部光源传播到达顶部接受器所用时间t=d/C;当火车以速度v运动后,光从底部光源传播

.到达顶部接受器所用时间会增大为у×t=уd/C=d/(C2-v2)0.5

.相对论的这个结论与“动媒质波动理论”的结论一模一样!如下图:

按照动媒质波动理论”,当无风时,超声波声纳向正北方的接受器(距离的d,声波在空气中传播速度是C)发射一束超声波,超声波从声纳到达接受器所用时间为t=d/C;当地球上在东西方向上刮风时(空气相对声纳运动速度是v),超声波从声纳到达接受器所用时间增大为у×t=уd/C=d/(C2-v2)0.5。不论风速是几何,超声波束在接受器上的落点位置(声斑位置)不会改变,但是当风速≥C时,超声波从声纳到达接受器所用时间为无穷大!

上述声波实验的结论对于光波实验照样成立。上述结论仅仅对波成立,对粒子是不成立的,如果换成子弹,风不会改变子弹从枪到达接受器所用的时间。但是相对论却认为动系中“一切物理过程”都会延长,而且该“过程延长”是相对的。因此相对论和动媒质波动理论”是截然不同的,虽然它们对某些具体物理现象会得出同样的“物理公式”。

二、关于“光行差”现象

在相对论和动媒质波动理论”建立之前,物理理论并没有很好的解释光行差现象,以前的物理理论仅仅解释了地球上观察到的“恒星周年光行差”与“地球相对太阳的速度v”有关,而且观察到的“恒星周年光行差”与理论给出的公式【θ=α-α′;tanα′=sinα/(cosα+v/C) 】“看似符合的很好”。比如当上述公式中,当α=90°角时(即观察所发射的光线与地球公转轨道面垂直的恒星),“tanα′=sinα/(cosα+v/C)”变成tanα′=1/(v/C)= C / v”, θ=α-α′= 90°-α′,因此tanθ=1/ tanα′=v/Cv=29.75km/s代入上式得到“恒星周年光行差θ”约等于20.47

也就是说,“恒星周年光行差θ”约等于20.47,是由公式tanθ=v/C (v=29.75km/s)计算出来的。

但是按照相对论的光行差理论,“恒星周年光行差θ”约等于20.47,应该是由公式sinθ=v/C (v=29.75km/s)计算出来的。【不过相对论是这样协调的:由相对论的sinθ= v/C可以推出tanθ= v/(C2-v2)0.5= v/C[1-(v/C)2]0.5= у(v/C), v<<C时,у≈1, tanθ=у(v/C)演变成经典的公式: tanθ= v/C

按照“动媒质波动理论”中的公式“sinθ=C sinα/[(C cosα-v)2+(C sinα)2]0.5”,光行差角x=θ-α,当θ=90°角时,公式变成:1= C sinα/[(C cosα-v)2+(C sinα)2]0.5C sinα=[(C cosα-v)2+(C sinα)2]0.5(C sinα) 2=(C cosα-v)2+(C sinα)2(sinα) 2=(cosα-v/C)2+(sinα)2cosα=v/C又因为光行差角x=θ-α=90°-α,得到:

sin x= v/C————sinθ=v/C  光行差角统一用θ表示)

公式sinθ=v/C和公式tanθ=v/C到底哪个正确?因为地球公转速度远远小于光速C,导致公式sinθ=v/C和公式tanθ=v/C的计算结果的差距几乎为零。不过高能粒子加速器中的粒子可以作为光源,而且该光源的速度可以接近光速,因此我们可以在粒子加速器旁边放置一个望远镜用来观察粒子辐射的光波,我们会发现,必须调整望远镜的倾角才可能看到光,粒子速度越大,望远镜倾斜的越厉害,该倾角符合公式sinθ=v/C

相对论和动媒质波动理论”还有一个共同的重要结论:当光源和观测者同速前进时(光源和观测者相对静止时)观测者不会看到光行差。这是个意义重大的结论!这表明“光行差”效应与“多普勒”效应一样都是“相对效应”。观测者不可能根据自己观察到的“光行差”现象或“多普勒”现象来判断自身的“真正运动速度”。因此地球上的恒星光行差现象并不能证明地球一定相对以太是运动的。

是物理学自身的漏洞给了相对论机会。



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 [2楼]  作者:周宪  发表时间: 2008/10/04 14:34 

董银立老师:

您关于物理过程延长(时间膨胀)我认为是有问题的。洛伦兹变换中c与v是同向的,而您的例子中v与c是垂直的。现在许多书都用这种垂直法来解释时间膨胀。
从洛伦兹变换并不能推出时间膨胀,相反倒可以推出时间收缩。将x=ct,x'=ct'代入x=k(x'+vt'),得:
ct=k(c+v)t',
静系统时间t=k(1+v/c)t'。因为k>1, (1+v/c)>c,所以动系统时间t'<静系统时间t。
我在本吧已经多次说明了动体变化节奏变慢的原因。现在我抄一段在百度吧的一个小帖子:

从质速关系可知,m=km0。但是以v速高速平动的动体本身内部的分裂动量并没有变。如果原来的分裂速度是u(注意:不是v),则它分裂的动量是m0u,而m0u=(km0)•(u/k)。显然分裂速度u'•降低至原来的k分之一。如果原来的分裂路程没有发生“洛伦兹收缩”,那么uT0=(u/k)(kT0)=u'T 比较得高速介子的分裂(衰变时间)T=kT0。此结论与实验观察结果一致。同时也能推出,不存在什么“洛伦兹收缩”。
 

[楼主]  [3楼]  作者:董银立  发表时间: 2008/10/05 15:04 

是的,时间膨胀是错误的。

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 [4楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2008/10/07 11:41 

2001年-2002年我曾经提出过杠杆、电梯悖论,在北京大学物理学院论坛引发大争论,包括刘川教授在内的众多师生参与讨论,最终无人能够给出解答。北大未名BBS科学版精华区至今保留了本人的问题,当时我在北大未名BBS科学版上发帖子,有人说我在宣扬伪科学,要求版主删贴。 版主说:“我看了也不舒服,可是凡事以理服人吧,现在悬赏谁找出错误,我立刻删文,让出版主位置。” 这说明,从2001年8月18日我在北大物理学院物理争鸣论坛挑起争论,经过8个月的讨论,北大师生无人能够解答。
另外,武汉大学珞珈山水物理版也曾经讨论1个月,承认无人能解。浙江大学沈建其博士屡次提出解答,都被一一指出错误。中国科技大学沈惠川教授自称懂相对论,对于该问题却束手无策。
现在看来,自称懂相对论的专业人士,还是缺少深入思考,未能从中发现问题。
黄新卫 2008年08月20日 http://kbs.cnki.net/forums/64252/ShowThread.aspx
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SHEN RE:

看黄新卫如何强奸

黄新卫到今天还在说,关于杠杆问题,我“屡次提出解答,都被一一指出错误”。这个强奸真的厉害。
“一一指出错误”的“一一”倒免了吧。你的确指出过我的某些论述(讨论时)中的错误,但你从来都指不出我的数学解答中的错误。我更希望你能指出我的数学解答中的错误,这才是核心。
我们就这个杠杆问题讨论了几年,有几百帖了,我有叙述错误,也属于正常。况且你是几百次地提出问题,我是几百次地回答问题,地位并不对等。

第一个糟糕的是,某些明明是你误导我的错误,倒被你几十次的冤枉的广播。
第二个糟糕的是,你几百次地提出问题,问题就有错误多多,要么曲解我的前一帖,要么对我的某些明显简单正确的回帖表示否认。你当然不愿意承认自己有错(你也从来没有承认过)。

黄新卫的杠杆问题提出了很多年了。黄新卫你似乎没有什么收获(对于纠正完善你的杠杆问题表述的,你不理睬;对于数学解答的,你也不看)。从本质上说,你的杠杆问题原始表述属于用狭义相对论个别结论来质疑(只考虑m的变换,没有考虑引力场强g的变换与压力信号传递的速度变换,且还用力矩平衡这个静态判据,没有用瞬时角动量概念),本不完整,当然会出“矛盾”。在我的表述下,杠杆问题不再是问题。它当然不再是黄新卫原始杠杆问题,它也不是沈氏杠杆问题,因为原本就不再是一个问题。

至于滑轮问题,可以说,更加不是问题,因为按照狭义相对论,沿着参考系相对运动方向的力本来具有Lorentz变换不变性(这是我高中的时候发现的,竟然是对的,我称呼它为“力不变”定理)。但应该承认,毕竟滑轮问题,是一个引力问题,对于用广义相对论如何考虑,我的确无法解答。也许日后可以再考虑。此外,我也要说明的是,对于杠杆问题,虽然我宣称解决,不过,我考虑的是加速火箭中的杠杆,不是引力场中的杠杆。“加速火箭中的杠杆”也是黄新卫与我讨论之中提出来的,目的是尽量不要牵涉广义相对论(我的理由是,对于引力场g的变换,我们一下子没有现成的公式,而对于加速度a的变换,一些教材里有现成的公式)。既然,黄新卫意图是挑战狭义相对论,那么用“加速火箭中的杠杆”代替“引力场中的杠杆”,是非常恰当的。“引力场中的杠杆”,以后可以在研究广义相对论中考虑。

做以上总结与备忘!!也请黄新卫在平时宣告的时候把我的意思包含进去,而不是一句话带过“与XXX交战,XXX不敌”之类。这种叙述,是对旧人的强奸,同时也是对新人的不负责任。明明你的问题表述中存在瑕疵(虽然你不承认瑕疵),但你不公正地说明,只能是再次误导后来者。

J Q SHEN 2008-10-07
 [5楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2008/10/07 11:51 

补充一点:
根据黄新卫原始杠杆问题,目的是要证明力矩M1gL1=M2gL2. 当年,南京仆海建(大概就是冥王星先生吧)把力矩计算了一下,轻松证明M1L1=M2L2,化解了黄新卫原始杠杆问题.

尽管值得钦佩,但这属于"部分真理解答错误命题",我当时指出几点: g的变换也要考虑; 力矩平衡,是静态规律,只适合严格刚体,力矩传递是有速度的,必须用瞬时角动量概念. 这就是我的解答与冥王星先生的不同.
 [6楼]  作者:周宪  发表时间: 2008/10/07 11:55 

你们的证明都是繁琐哲学。我懒得研究,你们也不见得对。
 [7楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2008/10/07 12:05 

SHEN RE: 我完全不同意以上两者的性质一样(或者说有“竞争”)。理由有二:

1)光子到达顶部接受器所用时间会增大为у×t=уd/C=d/(C^2-v^2)^0.5, 这个公式可以用速度合成法计算(由于横向光速被拖曳了v,那么纵向光速只有(C^2-v^2)^0.5)。 这里“时间膨胀”仍旧是相对论效应,因为这个计算利用了光速不变(无论在地面还是火车上,横向与纵向光速平方和都是C的平方),所以,这里的时间计算虽然没有直接用到Lorentz变换,但明显用到了光速不变。

2)对于超声波的时间计算,我不同意黄新卫的计算。黄的计算暗含了一个前提(这个前提的可靠性也正是他担心的),那就是:风的运动(空气介质的平动)是不是要影响超声波的速度。当然要影响,确定无疑!!!所以,黄的计算中,那个C(超声波速度)不再是一个常数。他的超声波时间计算是错误的。
所以,以上两者,不具有同一性。



 [8楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2008/10/07 12:12 

相反倒可以推出时间收缩。将x=ct,x'=ct'代入x=k(x'+vt'),得:
ct=k(c+v)t', 静系统时间t=k(1+v/c)t'。
--------------

SHEN RE: 周宪,第一,你这是乱套公式.

第二,为了剥掉你"乱套公式"的罪名,只有一个办法:以上过程只对真空光波适用(因为光子运动方程x=ct,x'=ct').这样一来,你的t=k(1+v/c)t'就对了,t=k(1+v/c)t'恰好就是光波的多普勒效应,由你的时间关系可以得到光波频率w与w'的关系,恰好就是光波的多普勒效应. 祝贺你.
 [9楼]  作者:周宪  发表时间: 2008/10/07 12:51 

你们这些聪明人,稍微动动脑子好不好?对钟办法不读书也想得出来:1.只要让杆子两端与北京时间的发射台构成一个等腰三角形。约好接受到北京时间传来的微波在响6点时对钟。对好钟两端再发光,记录下接收到信号的时间。时间不一样,就是当前没有在静系。根据算出来的v,调整杆子的速度(因为不在静系时,钟对不准的),逐步逼近,最后达到静系的位置。2.移动对钟法。先在杆子中央对好钟,然后以等速将两个钟分别移向左右。到达后相互告知到达的时间。然后用钟慢公式列两个方程,就能解得v,求得静系的位置。这个脑筋您自己动吧。动出来也好写一篇论文。
[楼主]  [10楼]  作者:董银立  发表时间: 2008/10/07 13:24 
 [11楼]  作者:周宪  发表时间: 2008/10/07 21:17 

jqs:
以x=ut,x'=u't'代入x=k(x'+vt') 得
ut=k(u'+v)t'
从菲索实验可以知道,u'是静水中光的速度,v是流水的速度,u是光在流水的牵引下的速度,一般来说,u'+v>u。即使全牵引,也不过u'+v=u。所以“静系时间t”大于“动体时间t'”是肯定的,不可能直接从洛伦兹变换推出“时间膨胀”。在洛伦兹变换中t与t'的变换,是静系重力波与动系重力波做等量的功所花的时间的变换,与介子寿命、原子钟的快慢无直接关系。只是因为引起了动体质量的变化,才会发生介子寿命、原子钟快慢的变化。
洛伦兹变换式一定要与x=ct,x'=ct'或者x=ut,x'=u't'联立才是正确的。因为求得k=1/√(1-v2/c2),一定要用到:
x2-c2t2=x'2-c2t'2。
我觉得你们高级知识分子都有点大智若愚。想毛主席是伟大的思想家、军事家,可是对文革的认识,却不及一个工人、农民。你们书读得太多,受相对论唯心主义时空观的毒害太多,所以在简单的时空观上,反而不及一般没有读过书,只凭直觉来判断的人。我不是提倡读书无用,而是在读书的时候,一定要想一想,这个结论有没有正确的可能。像“光可以同时对许多不同速度的参照系保持相同的c速”这种明显荒谬的结论你们怎么会相信呢?我实在无法理解。
 [12楼]  作者:周宪  发表时间: 2008/10/08 00:44 

我这一阵在网上写了太多的东西,可是发觉没有几个人是仔细看的,基本上是白写。对你沈博士的答复,实际上我类似的内容也已经重复好几次了。另外,真空下的洛伦兹变换,是洛伦兹变换最基本,也是最重要的特例。爱因斯坦在讨论问题时,基本上都用它。

您说:“为了剥掉你"乱套公式"的罪名,只有一个办法:以上过程只对真空光波适用(因为光子运动方程x=ct,x'=ct').”还用您告诉我吗?您还是把这句话贴到爱因斯坦纪念堂去吧!

[楼主]  [13楼]  作者:董银立  发表时间: 2008/10/08 08:03 

1)光子到达顶部接受器所用时间会增大为у×t=уd/C=d/(C^2-v^2)^0.5, 这个公式可以用速度合成法计算(由于横向光速被拖曳了v,那么纵向光速只有(C^2-v^2)^0.5)。 这里“时间膨胀”仍旧是相对论效应,因为这个计算利用了光速不变(无论在地面还是火车上,横向与纵向光速平方和都是C的平方)【【火车系何来横向光速??】】

,所以,这里的时间计算虽然没有直接用到Lorentz变换,但明显用到了光速不变。

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 [14楼]  作者:周宪  发表时间: 2008/10/08 09:27 

您的这个计算是对的,因为这个到达车顶的光实际上不是垂直于地面的。
[楼主]  [15楼]  作者:董银立  发表时间: 2008/10/08 12:47 

对【13楼】说:

1)光子到达顶部接受器所用时间会增大为у×t=уd/C=d/(C^2-v^2)^0.5, 这个公式可以用速度合成法计算(由于横向光速被拖曳了v,那么纵向光速只有(C^2-v^2)^0.5)。 这里“时间膨胀”仍旧是相对论效应,因为这个计算利用了光速不变(无论在地面还是火车上,横向与纵向光速平方和都是C的平方)【【火车系何来横向光速??】】

,所以,这里的时间计算虽然没有直接用到Lorentz变换,但明显用到了光速不变。

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【【希望沈建其博士能够解释一下他自己上面说的话(蓝色字体)是否的错误的。】】



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 [16楼]  作者:周宪  发表时间: 2008/10/08 13:35 

对15楼:
沈博士说“这里“时间膨胀”仍旧是相对论效应”是错误的,光的运动不会有“时间膨胀”效应。如果有随光运动的钟,却会因为质量无限大而指针无力转动,产生“时间膨胀效应”。
“火车系何来横向光速?”:我在13楼中说光是斜的。横向的光速就是光速c在X轴上的投影v,纵向的光速是:
√(c2-v2).两者用勾股定理,就得斜光速=c。
[楼主]  [17楼]  作者:董银立  发表时间: 2008/10/08 13:40 


“火车系何来横向光速?”:我在13楼中说光是斜的【【在地球系光是斜的,这的地球系的光速,沈博士为何说“在火车系的横向光速”?】】。横向的光速就是光速c在X轴上的投影v,纵向的光速是:
√(c2-v2).两者用勾股定理,就得斜光速=c。


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