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关于相对论时间观念不能成立的一个看法
[楼主] 作者:zhixie  发表时间:2000/07/26 00:51
点击:946次

我在这里只粘贴出近关于这一部分的分析思路,详细的请参见http://geixie.home.chinaren.com/
有关于时间的较为系统的分析。


如果相对论时间观念判定的依据来源于此,那么,这不能作为一个成功的试验。原因如下:

一、相对论不能提供时间和普遍的物质运动变化间确定的关系。

虽然相对论提出了物质运动的相对速度和时间的关系,但并没有提供相对论所说的时间在物质运动变化中普遍的关系。即:是否具有普适性的问题。是否可以普适于所有的这一参照系中的物质的运动。您也可以在相对论的时间与速度的公式中去证明一下,看一看能否找到时间与原子运动周期的关系。在不同的参照系中是否存在不同。

二、相对论的时间观念最初是用于解决不同参照系中光速的问题。仅是一种数理关系,关于时间本身的问题,除了物体运动速度所表现出的物质本身和时间的数值关系之外,我们不能找到和牛顿力学的时间观念有任何的不同,时间仍然是建立在经验感觉上的先验约定。相对论中的任何一种参照系的时间,相对于本参照系中的物质运动变化来说,具有普适性,我们不能依据相对论给它以否定或者肯定。

我们传统所采用的检验方法是通过各种途径:孪生子(实际上这样的说法只是在假设中)原子钟的环球航行、氢的极隧射线、飞行介子的寿命等等,在某种意义上来说,对于物质的运动变化,相对论中的时间概念针对于相同的参照系具有普适性。但是,这毕竟只是一种假设,在不同参照系间关于时间与普遍物质运动变化的关系并不能提供理论上的证明。

三、如果将钟表仅作为计量时间的工具来说,不去考虑它的内部结构和属性与物质运动参照系的关系,至少在传统中我们对时间的计量中,包括对相对论时间观念的检验,是这样确定时间的。那么,如果相对论的时间观念是正确的,那将不能观测到两种不同参照系间时间的差异。原因如下:

如果在物质运动变化过程中遵守相对论的时间观念,并且严格遵守相对论所确立的物质的运动和时间的关系。在一个确定的惯性参照系中有两个铯原子钟,我们让其中一个铯原子钟到另一个惯性参照系中以一个确定的速度去运动。如果相对于原参照系运动的铯原子钟所在的惯性参照系的时间满足相对论的关系



那么,在一段的时间间隔里,t'和t两个参照系的时间的关系就是如上的关系。但是,铯原子钟所记录的仅是时间单位。那么,单位时间里应该也满足这种关系。即:t'参照系中单位时间的量值和t参照系中的单位时间的量值仍然是如上的关系。这一点是由铯原子的运动变化规律决定的。

四、最后一个问题是时间单位的问题

在涉及到两个不同的参照系中时间的单位,两个参照系中的时间单位是否相同。依据相对论时间和物质相对运动速度的关系,不论我们是采用t`还是采用t参照系作为时间的单位,时间的基本单位是相同的。

但是,在相对论中并没有关于基本时间单位的定义的说明,我们不能区分在两个不同的参照系中时间单位有任何的区别。我们也找不出关于单位时间在两个参照系中进行统一定义的方法。如果我们不能对两个单位时间进行统一的定义,那么,相对论中对不同参照系间时间的描述是没有依据的。换句话说,没有意义。

依据相对论,我们不能确定两个不同参照系中的时钟的基本单位是相同的,否则这样将会把钟表的运动和其它的物质运动变化分开出去。即:承认钟表的运动变化与参照系无关。如果我们确认钟表的走时在不同的参照系中是不同的,即:在实际测量上单位是不同的。那么相对论的时间计量公式首先采用试验检验的方法是不能成立的。换句话说,不能采用试验的方法进行证实。

我们不能对两个单位时间的关系在不可证实的情况下对两个参照系之间的时间关系进行检验。

五、试验检测的结果

在对相对论时间观念的实验证实中,试验现象的确观测到确定的结果,并与相对论的理论预言相符。我们将如何看待这些问题呢?

通过以上的分析,如果我们考虑到时间单位的问题,如果是两个不同参照系中的铯原子钟,那么,理论上应该看不到时间在不同参照系中不同的结果。即:两个参照系中铯原子钟对一段时间的数值计量是相同的。这说明相对论的时间观念是错误的,至少是相对论中的时间观念,和不同参照系中的时间和物质运动变化过程的普遍关系。时间不具有普适性。如果将两个不同参照系中的时间单位定义为相同的时间单位,铯原子钟的走时与不同的参照系无关,是可以对实验结果进行解释的。即:相对论的观念是正确的。但是却不能解释铯原子钟的运动变化规律与参照系无关,换句话说,相对论的时间观念在铯原子钟的运动变化中不能成立。这仍然导致相对论的时间观念不能成立。

如果我们是采用宇宙射线中飞行μ介子的寿命来对相对论的时间观念进行解释的。那么我们仍然不能逃避这样的一个问题。

高速飞行中的μ介子的寿命比相对于地球上的介子的寿命要长。如果我们考虑到μ介子所在的参照系中的时间单位,那么我们可以得到相对论所理论预言的数值是不对的。因为两个参照系中的时间单位不同,高速飞行的参照系的单位时间要大于地面上的时间单位。

但是在实际测量中它和地球上μ介子的寿命是相同的。(这是依据相对论的计算方法,将两种时间单位进行转换)即:μ介子的寿命如果采用相对论来计算,理论值与实际数值是不相符的。

对相对论时间观念在传统中支持相对论的试验,在考虑的时间单位的问题,对相对论却只能起一个否决性的作用。


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 [2楼]  作者:guojia  发表时间: 2000/07/26 19:02 

指正可不敢当,我试试看吧。
呵呵,既然指定我guojia回答,那么我就说几句吧。

关于双生子佯谬,用狭义相对论可以得到一个定性的结论:随着飞船出去的哥哥比留在地球上的弟弟年轻。解释如下:

不错,由于运动的相对性,哥哥弟弟都测量出对方时间膨胀了,也就是说,对方比自己年轻。问题还是出在哥哥转头回来的那一刻。当哥哥远离地球的时候,由于同时的相对性,弟弟看来是同时的事件,哥哥看来却不是同时的。这点反应在:哥哥出发的时候,弟弟认为哥哥目的地的时间(时钟读数)和地球时间是同步的(也就是同时的),而在飞船里的哥哥却观察到目的地的时间比地球要超出好多。形象一点,哥哥出发时,弟弟认为自己手中的时钟和目的地时钟的读数是一致的,也就是同步的、同时的。而这时候哥哥却认为目的地时钟的读数远远超过自己(或者弟弟)手中时钟的读数。当哥哥到达目的地时,哥哥发现目的地时钟读数正好是整个旅程距离除以飞船的速度,也就是弟弟现在手中时钟的读数和这里的读数相等。而哥哥忽然转向,如果能够从第三者身上了解地球时钟读数,会忽然发现地球时钟疯狂地向前走,远远大于狭义相对论的时胀效应带来的影响。哥哥转向结束,地球时钟疯狂走现象也停止,然后再根据狭义相对论时胀效应回到地球。正是由于这个转向,使得最终哥哥比弟弟年轻。这就是狭义相对论的解释。至于转向让哥哥年轻了多少,与哥哥转向运动方式有关。不同的转向方式,产生不同的效果。如果转向是简单的匀加速运动,那么可以计算出来哥哥年轻了多少。如果是复杂的不规则运动,那么就要用积分了。

而在广义相对论中,整个过程的解释简单得多:转向运动属于非惯性运动,等效与引力作用。而引力场使得时间膨胀,让哥哥比弟弟年轻了(这个解释是否合理,希望高手指点)。具体计算公式,以前Event Horizon贴出来过,这里我就不写了。

不错,可以用微分方式来分析整个非惯性转向,使用狭义相对论公式。可是,关键问题在于狭义相对论中,“同时”这个概念也是相对的。目前学术界已经做了大量用狭义相对论数学、几何方法来解释这个佯谬,而不动用广义相对论。所有的结论,都是哥哥年轻了。其实,用微分法来分析非惯性系,最终得到的,就是广义相对论。“大学物理”网站,登载了好几篇关于这个问题的文章。“大学物理”地址:http://www.chinainfo.gov.cn/periodical/dxwl/ 好好搜索一番,必有收获!

可以来 http://ysg.bbs.xilu.com/ 论坛来看看。

guojia

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