相对论随想-"尺缩"的可能性

李谋智

相对论的研究发现，物体运动时，物体在运动方向的长度将会缩短，方向将发生"尺缩"现象，而且速度越快，"尺缩"越明显，尺缩是相对论最重要的结论之一。"尺缩"真的会发生吗？

在参照系Σ中，有一硬质圆柱体，如果中心轴相对静止，该圆柱体绕其中心轴匀速转动时，圆柱体是否会发生"尺缩"呢？如果要发生"尺缩"，整个圆柱体将会怎样"尺缩"呢？我们来深入地研究一下这个问题：

先选择圆柱体的一个横截面，任取其中的一个同心圆作为研究对象。同心圆上的每一点的速度方向，与该的切线方向一致，即速度与弧线方向一致，若该圆半径为R，随圆柱体旋转时线速度为V，根据相对论的"尺缩"原理，在参照系Σ中，圆周长将缩短为2πR(1-V2÷C2)½。据此，我们将得出个圆柱体直径缩小，而长度不变的结论。同理，如果有一空心圆柱体，绕自己的轴心匀速转动，空心圆柱体长度不变，而内径和外径都会缩小。

再实际运用一下。将一圆柱体插入空心圆柱体刚好密合，而且做相互运动二者没有阻力，如果圆柱体固定不动，空心圆柱体绕其中心轴匀速转动，静止的圆柱体不收缩，而运动的空心圆柱体收缩，这必然使空心圆柱体抱紧圆柱体，从而产生阻力，使空心圆柱体转动减速，这与实际情况不符。在看另一种情况，如果空心圆柱体固定不动，圆柱体绕其中心轴匀速转动，静止的空心圆柱体不收缩，而运动的空心圆柱体收缩，这必然造成密合的地方出现空隙，这也与实际情况相矛盾。

因此，可以肯定地说，相对论的所谓运动物体的"尺缩"效应并不是客观存在的。

或许有人还会有这样疑虑：相对论是在研究平动的物体下才得出"尺缩"的结论，我们是由转动的"尺缩"效应，演绎出的错误，来否定"尺缩"效应的。那么，转动的物体根据相对论的理论，由我们得出的这种"尺缩"效应吗？

看来还要更进一步分析一下。如果以地球外一物体建立参照系，地球只绕自身的南北中心线高速转动，沿地球赤道摆放的一把一米长的直尺，离地其上端另有一把一米长的直尺，后者高速地做匀速直线运动，由于地球半径极大，前者也近似地做匀速直线运动，所以在极短的时间内，十分接近的二者能做到几乎平行且等速，若上面的直尺由于 "尺缩"效应缩为半米长，则下面直尺由于 "尺缩"效应。也应缩为半米长多一点，那么对应的赤道这段弧长也相应缩短，这样，圆的周长由于转动而缩短，也就成为必然。还可以从另一个角度来分析，赤道上这段圆弧的运动，可以看成是高速平动和极低速度的转动，二者的叠加，高速平动产生近半米"尺缩"，如果这段圆弧的长度不变，那就要求转动时产生相反的"尺长"效应，即便我们承认有这种效应，诺大的地球半径，这段圆弧偏转微乎其微的一点角度，就要增加约半米长，无论如何是不可能的。

综上所示，运动的物体不可能有"尺缩"效应。

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