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用光速不变假设推不出同时是相对的 （文字修改稿）
P.G.柏格曼以光速不变假设为基础借助火车闪电理想实验证明了异地同时是相对的，其详细论述见P.G.柏格曼著 周奇 郝苹译《相对论引论》人民教育出版社1961年12月第一版第31至33页。由于篇幅太长又鉴于大家都很熟悉该实验，这里就不重抄了，只把关键步骤写在下面方括号中。 ［［火车S`系在地面S系上以恒定速度由左向右运动。（报歉，没法画图，不过从文字中可以想出图来） 在S中静止的人s观测，发生两个闪电，左边一个在A点，右边一个在B点，并在火车S`上打上A`、B`两印记，过一段时间发现两光波的波前（有人叫光子）同时到达C点。S中的人s测量后知道AC=BC，于是s系根据光速不变假设判定A、B点的光是同时发出的。并把A、B发光时刻S`中与S中C点重合的点命名为C`点 s还认为，由于光到达C和C`需要有限的时间，而C`向右运动，所以从A、A`发出的信号先到达C后到达C`，从B、B`发出的信号先到达C`后到达C。结果，S`上的观察者s`将发现，B、B`发的光比A、A`发的光先到达C`。 于是，在S`系中静止的观测者s`根据，一、光速不变假设、二、A`C`=B`C`、三、B`发的光比A`发的光先到达C`，做出A`、与B`不同时发光的判断，从而证明了异地同时是相对的。］］ 这一推导过程存在两个问题。一是，A`C`=B`C`没有证明。二是，‘B`发的光比A`发的光先到达C`’是s替s`做出的判断，s`能否接受s为他做出的判断呢？ 有人说，A`C`=B`C`是s根据AC=BC和AA`、BB`、CC`同时重合推出的。这就是说，s`推理所依据的三个条件有两个是s为他做出的。到此，问题就归结为，s`能否接受s为他做出的判断？ 假如s`不接受s为他做出的判断，结论已很明确，异地同时是相对的这个结论就不能由光速不变假设推出。 假如s`接受s为他做出的判断，就会引发新的问题。 因为s已知，A、A`同时发光，B、B`同时发光，A、B同时发光；所以A`、B`也同时发光。因为s`接受s为他做出的判断，所以s`认为A`、B`也同时发光。这显然与异地同时是相对的有矛盾。 以上分析可以看出：要么，异地同时是相对的不能由光速不变假设通过火车闪电理想实验推出；要么，就可以由光速不变假设通过火车闪电理想实验推出异地同时是绝对的。总之，不管是哪种情况，都得不到异地同时是相对的这个结论。 |