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沈先生： 你好！ 在上一帖中，你似乎已承认用“速度”（而不是用你以前说的“加速度”）造成的长度收缩解释转盘内欧氏几何不成立的观点。其实，我认为，即使用速度的观点，也得不出“转盘内欧氏几何失效”的结论。请你看下面的帖子。 （顺便说一句，你多次说“无论是狭义相对论还是广义相对论，在低速弱引力情况下面，可以替代的理论实在太多了”，其实，真正要找到这样的理论很难很难，并不是你所说的很多。当然，如果只是解释某一个或某一方面的问题，这样的假设好找，但如果要能把相对论解释过的问题都能解释通，就太难了） 质疑“转动圆盘内欧氏几何不成立”的观点 相对论除了预言时间会在两个相对运动的参考系之间相互膨胀之外，还预言空间会在两个相对运动的参考系之间相互收缩。对转动的圆盘来说，就会出现令人不可思议的情况。 设有一转动的圆盘，盘外和盘内各有一个观察者。相对论认为，在盘外的观察者看来，圆盘虽然有转动，但由于其运动速度始终与圆盘的半径垂直，故圆盘的半径不会产生收缩；而圆盘周长上的每一小段由于始终与圆盘的转动速度平行，会产生收缩，总的圆周周长会缩短。这样，圆周周长与其直径之比不再为π，而会比π小。 我们通常所知道的各种图形所满足的几何关系称为欧几里得几何关系（简称欧氏几何）。如三角形的三内角和等于180°，圆的周长与其直径之比为π等。在相对论中，欧氏几何成立的空间被称为欧几里得空间（简称欧氏空间）。欧氏几何不成立的空间空间被称为非欧几里得空间（简称非欧空间）。如球面上的三角形三内角和大于180°，故球面空间为非欧空间。 由于相对论认为转动圆盘的周长和半径之比不再为π，因此，相对论认为，转动的圆盘内欧氏几何不成立，圆盘内的空间为非欧空间。 粗粗一看，这种说法似乎颇有道理。但仔细分析就会发现，这种说法根本不成立。问题的产生，在于相对论完全用旁观者的推断代替了对事物真实情况的具体考察（这种迂回推断而非直接论证的办法在相对论对有关问题的论述中常常出现，极易使人迷惑从而轻信相对论的结论，请读者在阅读有关相对论书籍时加以注意）。 如果从站在盘内观察者的立场来分析问题，根本得不出圆盘内欧氏几何不成立的结论。 一方面，根据相对论运动无绝对意义的观点，圆盘内的观察者有权认为圆盘是不动的。既然圆盘没有运动，也就不存在因运动引起的长度收缩，圆盘的半径和周长都与正常情况无异，欧氏几何当然成立。 另一方面，即使圆盘内的观察者承认圆盘是转动的，并且同意相对论所坚持的长度会沿运动方向收缩的观点，他也得不出圆盘内欧氏几何不成立的结论。因为在他看来半径方向由于与圆盘的转动方向垂直，不会产生相对论收缩；而周长方向到底有没有收缩，他只能用尺子来度量。当他拿着尺子来丈量圆盘周长时，尺子也在随圆周一起运动。如果相对论所说的长度收缩真的存在，尺子也会产生收缩。这样，周长在收缩，尺子也在收缩，两者同比例收缩，他量出来的周长值和圆盘静止时量出来的周长值根本不会有任何区别。既然半径的长度没有变，圆周的长度也没有变，欧氏几何仍然成立。 上述两个方面的分析得出的结论是一致的，盘内的观察者根本不可能得出欧氏几何失效的结论。由此可见，相对论所说的转动圆盘内欧氏几何不成立的观点是不成立的。 不仅理论上的分析如此，实际观察也表明转动的圆盘周长不会收缩。如果相对论关于转动圆盘周长收缩的预言正确，则圆盘的转动速度越高，圆盘的周长就会越小。随着圆盘转速的不断提高，圆盘会不断扭曲、变形。当圆盘的转动速度接近光速时，圆盘就趋于消失。为了验证这种说法，1973年，物理学家托马斯.菲普斯用高速照相机对一高速转动的飞盘作过拍照，发现飞盘并没有依据相对性原理而扭曲、变形。菲普斯认为，狭义相对论量杆收缩的观点是不成立的，他把他的实验结果发表在《自然》杂志上（见97.10.14《科技日报》上《挑战经典理论——爱因斯坦相对论正确吗？》一文）。这说明，转动的圆盘内欧氏几何不成立的观点确实是不成立的。 |