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相对论认为:“运动时钟会变慢”。我们不妨用数学方法分析讨论一下相对论在这个问题上的荒谬性。 4、相对论“时慢效应”变换式,在时间间隔变换问题上是荒谬的。 4.1、事件P1、P2发生的时间间隔在数值上具有唯一性。 假设S系中有SA、SB两个速度不同的惯性系,其中SA、SB两系在S系中的运动速度分别为VA、VB。如果在S系原点O处,有一静止的铯原子钟,在SA、SB两系原点OA、OB处分别有一相同的铯原子钟。 假设事件P1、P2是在S系同一地点先后发生的两个事件。我们可以在S、SA、SB三个惯性系中同时观测事件P1、P2所发生的时间间隔。 如果自S系中观测,那么事件P1、P2在S系中所发生的时间间隔为△T0,即△T0=T2—T1。 如果自SA系观测,那么事件P1、P2在SA系中发生的时间间隔为△TA,即△TA=TA2—TA1。如果自SB系观测,那么事件P1、P2在SA系中发生的时间间隔为△TB,即△TB=TB2—TB1。 由于事件P1、P2发生的时间间隔,无论在S、SA、SB三个惯性系中的那一个惯性系观测,其时间间隔都应该具有唯一性,因此时间间隔△T0、 △TA、△TB三者在数值上都具有唯一性。 4.2、相对论关于时间变换的看法。 由于事件P1、P2是在S系同一地点先后发生的,因此根据相对论对固有时间(原时)的定义,自S系中观测到的时间间隔△T0为事件发生的固有时间,而自SA、SB两系中观测到的时间间隔△TA、△TB为事件发生的时慢时间。根据相对论变换式和 “运动钟变慢”的理论,固有时间△T0与时慢时间△TA、△TB两者在数学上的变换关系为 △TA= △TB=△T0 /(1-VB*VB /C*C)^(—1/2) (4—1) 由于SA、SB两系在S系中的速度VA、VB不相等,因此根据S系固有时间△T0所确定出的SA、SB两系的时间间隔△TA、△TB是不相等的。由于△TA>△T0、△TB>△T0,因此自S系看来SA、SB两系中观测到时间具有时间彭胀效应(即时慢效应)。 4.3、相对论“运动的时钟会变慢”的说法,在逻辑上会产生无法解释的矛盾。 为了看清相对论时间变换式的矛盾性,我们不妨把前面的时间间隔△T0、△TA、△TB三者,在逻辑关系上再重新明确一下。对于事件P1、P2所发生的时间间隔来讲,△T0是自S系观测到的时间间隔,△TA是自SA系观测到的时间间隔,△TB是自SB系观测到的时间间隔。由于事件P1、P2的发生具有唯一性,因此△T0、△TA、△TB三者在数值上都具有唯一性。根据相对论变换式和 “运动钟变慢”的理论,△T0与△TA、△TB两者之间的数值变换关系为前面的(4—1)式 下面我们来看一下相对论在时间变换问题上的矛盾性。 当我们自S系观测时,由于 S系是静止的,而SA、SB两系则是运动的,因此时间间隔△T0与△TA、△TB两者之间的数值变换关系为前面的(4—1)式。此时按照相对论“运动钟变慢”的理论,自S系看,SA、SB两运动系的钟变慢了。 然而,当我们自SA、SB两系观测时,那么SA、SB两系是静止的,而S系则是运动的。按照相对论“运动钟变慢”的理论,自SA、SB两系看,S系的钟变慢了。由于我们自SA、SB两系所观测到的时间间隔分别△TA、△TB,因此根据相对论的时间变换式,△T0与△TA、△TB两者之间的数值变换关系应该为 △T0=△TA /(1-VA*VA /C*C)^(—1/2) △T0=△TB /(1-VB*VB /C*C)^(—1/2) (4—2) 把(4—1)式代入上面式得下面的关系式 △T0=△T0 /(1-VA*VA /C*C) △T0=△T0 /(1-VB*VB /C*C) (4—3) 由上式得VA=C,VB=C。由于速度VA≠VB,因此根据相对论时间变换式推导出的上面两个关系式存在着两个矛盾。 矛盾(1)、利用SA、SB两系观测到的时间间隔△TA、△TB,计算出的时间间隔△T0,不等于自S系观测到的时间间隔△T0 矛盾(2)、由于速度VA≠VB,因此利用SA系观测到的△TA计算出的△T0,与利用SB系观测到的△TB计算出的△T0,两者不相等。 由于利用SA、SB两系确定出的S系的时慢效应不相等,那么此时S系的原子钟应该按照那一个“时慢效应”来变化呢?是按照SA系的“时慢效应”来变化呢,还是按照SB系的“时慢效应”来变化呢?。
王建华
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