回复:如此“矛盾”,您真的是学理科的吗?
其他朋友都知道我质疑的意思,只有您理解不了。我只好给您上一课了。
[[小猪:首先,非常感谢您给我讲课]]
“运动的时钟会变慢”这一观点,在理论上所产生的矛盾和困境。
根据相对论对“时慢效应”的定义。我们可以假设在地面某一点处,有一个静止的铯原子钟(注意:该钟随着地球运动而运动),并假设A、B、C三个钟在地面系中同时运动。如果我们用A、B、C三个钟同时[[[[[[[[[[[[[[[[[[小猪:我希望这个“同时”只是自然语言,意即都来做这个实验,而与物理意义上的“同时”无关]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]观测地面钟的时间变化,那么此时的“时间间隔”计算公式为: ΔT A′=K ΔT ΔT B′=K ΔT ΔT C′=KΔT
[[小猪:您这里不用Ka,Kb,Kc区分,已经埋下了错误的伏笔]]
假设在地面上有P1、P2两个事件先后发生的时间间隔ΔT,用地面钟来计量等于单位时间,即时间间隔ΔT=1。如果A、B、C三个钟在地面系中的速度都等于零,即VA=VB=VC=0,那么根据上式得 ΔT=ΔT A′=ΔT B′=ΔT C′=1 上式表明地面钟与A、B、C三个钟所计量出的时间间隔都是相对论中的原时,即都是真实发生的时间变化。
[[小猪:没有问题,因为静止在同一参照系中。P1,P2可以精确定义为“地面系原点处时钟的两次报时”,以方便以下的讨论]]
然而,如果 A、B、C三个钟在地面系中高速运动,且速度不同时,即VA≠VB≠VC时。由上式可知,“时间间隔ΔTA”、“时间间隔ΔTB”、“时间间隔ΔTC”三者单位效应的变化大小是不相等的即: ΔT≠ΔTA′≠ΔTB′≠ΔTC′ 上式结果表明:A钟的时间间隔是按照“时间间隔ΔTA” 来变化的、而B钟(或C钟)的时间间隔是按照“时间间隔ΔTB” (或按照“时间间隔ΔTC” )来变化的。
[[小猪:问题开始出现。ΔT,ΔTA′,ΔTB′,ΔTC′是地面系统一观测的呢,还是地面系,A,B,C各自针对事件P1,P2观测的?根据你最早的叙述方式,应当是地面系和A,B,C各自的观测。]]
既然前面一个关系式中的时间ΔT=ΔT A′=ΔT B′=ΔT C′=1,都是真实发生的时间间隔。那么根据相对论“运动的时钟会变慢”的观点,与地面时间ΔT=1相对应的时间ΔTA′、ΔTB′、ΔTC′三者,也必然都是真实发生的时间变化。
[[小猪:为了进一步揭示问题,我们假定P1发生时,即地面系原点处的钟第一次报时时,A,B,C钟都恰好“同时”经过地面系原点,而且都将各自的读数拨成与地面钟一样,不失一般性,可以认为地面钟和A,B,C钟都拨到零点。注意,P1发生时的这些操作都是“同地同时”,因而是绝对同时的。关键问题是,P2发生时,A,B,C必须“同时”报出自己的读数,也就是A,B,C各自认为的P1,P2相隔的时间——观测时间。别忘了,这时A,B,C都不在地面原点了,因而A,B,C的“同时报数”是“异地同时”,而且是各自认为的“异地同时”。]]
由于相对论认为速度和“时慢效应”都具有相对性,因此如果我们假设地面的两个事件再重复发生一次即时间间隔ΔT=1,那么A、B、C三个钟再一次观测重复发生事件的时间间隔时,ΔTA′、ΔTB′、ΔTC′三者的数值应该是保持不变的。
[[小猪:这一段不必要,推翻一个东西,一次就够了:)。再说,“时慢效应的相对性”与后面的“重复发生一次”没有什么联系。]]
此时如果反过来,当我们同时[[[[[[[[[[[[[小猪:这个“同时”我必须认为你是在物理意义上使用的]]]]]]]]]]]]]用A、B、C三个钟所观测到的时间间隔,即用ΔTA′、ΔTB′、ΔTC′三者来计算地面钟的时间间隔ΔT时,那么此时地面钟的“时间间隔”计算公式为: ΔT = KΔTA ΔT =KΔTB ΔT =KΔTC
[[小猪:到此您的错误完全显现了。地面系报出的ΔT数字是依然是1 ,在A看来那是地面系的“固有时间”,A自己的观测时间(用A自己的“同时性”定义)是ΔTA,ΔT = KaΔTA。对B,C同理。这里应当有三个K,即Ka,Kb,Kc,就是与相对速度有关的那个带根号的系数sqrt(1-vv/cc)。三个v是不同的。下面的证明过程您没写出来,应当是三个等式左边都为ΔT,因此有KΔTA=KΔTB=KΔTC=ΔT ,然后您消去K。第一,这里有三个数值不同的K,您却用同一个符号代表了,这叫偷换概念吧?第二,就算您没有意识到K是不同的,第四项也应为ΔT/K=1/K,而不是1呀,除非K=1也就是A,B,C不动]]
由于事件是重复发生的,因此我们应该得到下面的关系式即: ΔTA=ΔTB=ΔTC=1
[[小猪:到此为止的推理只得到了KaΔTA=KbΔTB=KcΔTC=ΔT,并未得到上式,上式只是您最初假定A,B,C不动时才能得到的结论。再说一遍,跟重复发生没关系]]
然而我们通过数学计算是无法得到上面关系式的。此时我们只能得到下面的关系式。 ΔTA≠ΔTB≠ΔTC≠1 [[小猪:对呀,在A,B,C都以不同的高速运动时是无法得到您那个 ΔTA=ΔTB=ΔTC=1的。]]
同样的两个事件再重复发生一次时,用用ΔTA′、ΔTB′、ΔTC′三者来计算地面钟的时间间隔ΔT时,地面钟的时间间隔就等于单位时间1了。相对论如何解释这一矛盾呢?
[[小猪:矛盾在哪呀?就是你再次得到的 ΔTA=ΔTB=ΔTC=1?我已经证明应当是KaΔTA=KbΔTB=KcΔTC=ΔT。A,B,C各自以自己的观测时间推算地面P1,P2间隔的固有时间,当然“必须”是相同的啦。因为这个“固有时间”本质上是地面钟报出的同一个时间呀,与A,B,C有什么关系?]]
此外,地面钟只有一个,而计算出的时间间隔却有三个,那么地面钟究竟应该按照哪一个“时间间隔”来发生真实的时间变化呢?上述分析结果表明,相对论用运动钟的时间变化来分析说明“时慢效应”,在理论上是错误的。事实上也正是如此。
[[小猪:A,B,C得到的P1,P2时间间隔是三个“观测时间”,而不是三个“固有时间”。地面钟是以自己的固有时间发生真实的时间变化,不存在地面”该按哪个时间间隔“变化的问题。看来您的思维太混乱了。所以您需要做两件事:一是重新学习逻辑学,二是好好重读我的几个帖子,也算是我给您上课,来而不往非礼也。]]
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