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相对论力学与经典论力学的优劣（相对时空与经典时空的优劣）
相对论力学是建立在相对时空基础之上的，经典论力学是建立在经典时空基础之上的。要搞清相对论力学与经典力学的优劣。就要弄清相对时空与经典时空的优劣。 相对时空与经典时空观的根本分歧是对异地同时事件的认识不同。相对时空认为，在一个参考系中是同时的异地事件在另一个参考系中不是同时的事件，简称‘同时是相对的’；经典时空认为，在一个参考系中是同时的异地事件在另一个参考系中仍是同时的事件，简称‘同时是绝对的’。 相对时空与经典时空对同时事件同时性的认识都来源于判定异地事件是否同时所用的工具和方法。 在经典时空中，判定异地事件是否同时所用的工具是相同的时钟。在经典时空中，判定异地事件是否同时的方法是：首先用运动的钟把不同地的时钟校准，然后用该地的时钟把事件发生的时刻记录下来，最后通过比较记录的时刻就可以判定两异地事件是否同时发生。之所以能用运动的钟把不同地的时钟校准是因为大量的实验已证明在很高的精度范围内匀速运动不影响时钟走的快慢。用这种方法判断两事件的同时性可以得出在一个参考系中是同时的异地事件在另一个参考系中仍是同时的事件。 在相对时空中，判定异地事件是否同时所用的工具是光子和尺子。在相对时空中，判定异地事件是否同时的方法是：首先用尺子找出两事件发生地的中点，然后在事件发生地于事件发生时刻发出一束光子，最后看两束光是否同时到达两事件发生地的中点。之所以能用光子的运动去判断两事件是否同时发生是因为假设光速不变（也有人说，实验证明了光子的速度不变）。用这种方法判断两事件的同时性可以得出在一个参考系中是同时的异地事件在另一个参考系中不是同时的事件。 从以上分析可以看出，相对时空与经典时空分歧的根源是判定异地事件是否同时所用的工具和方法不同。 既然相对时空与经典时空分歧的根源是判定异地事件是否同时所用的工具和方法不同，那么，相对时空与经典时空优劣也就决定于判定异地事件是否同时所用的工具和方法的优劣。 在经典时空中，判定异地事件是否同时的方法是否可用的关键是，钟在匀速运动过程中其快慢是否会变。在相对时空中，判定异地事件是否同时的方法是否可用的关键是，光速是否不变。 钟在匀速运动过程中其快慢是否会变这个问题，一方面，原则上是可以通过实验解决的（实验方法见附件），另一方面，实验己在一定的精度范围内证明了钟在匀速运动过程中其快慢不变。光速是否不变这个问题，一方面，在异地时钟未校对之前原则上是不可以通过实验解决的，另一方面，又不能用理论证明光速是否不变。所以，在经典时空中，判定异地事件是否同时的方法的根据是可靠的，在相对时空中，判定异地事件是否同时的方法的根据是靠不住的。 从以上分析可见，经典时空是可靠的相对时空是靠不住的，相对论力学与经典论力学的优劣问题也由此可知。 附件 实验证明了在一定精度范围内匀速运动不影响时钟的快慢 实验方法如下。 用两只相同的时钟，一个P放在路基上另一个Q放在火车上。首先在火车静止时把两只钟校准，然后使火车做往返运动。 第一次，给火车施加一个固定的力F1使火车从A处开始运动，当Q走到L1米处时停止施力（火的阻力忽略不计，下同）。当Q走到L2米处给火车施加一个固定的力F2（与F1大小相等方向相反），在F2的作用下，火车将返回原地A。等到Q返回L2处时停止施力，等到Q返回到L1处时再给火车施加力F1，到Q返回到A处时停止施力。这时比较P、Q的数值，令差值为W1。 第二次，给火车施加一个固定的力F1使火车从A处开始运动，当Q走到L1米处时停止施力。当Q走到L3米处给火车施加一个固定的力F2（与F1大小相等方向相反），在F2的作用下，火车将返回原地A。等到Q返回L3处时停止施力，等到Q返回到L1处时再给火车施加力F1，到Q返回到A处时停止施力。这时比较P、Q的数值，令差值为W2。 第三次，给火车施加一个固定的力F1使火车从A处开始运动，当Q走到L1米处时停止施力。当Q走到L4米处给火车施加一个固定的力F2（与F1大小相等方向相反），在F2的作用下，火车将返回原地A。等到Q返回L4处时停止施力，等到Q返回到L1处时再给火车施加力F1，到Q返回到A处时停止施力。这时比较P、Q的数值，令差值为W3。 令L3-L1=2（L2-L1）、L4-L1=2（L3-L1）。比较W1、W2、W3的大小。 若相等就证明运动不影响时钟的快慢。 若不相等，则要分析差值的大小及W3-W2与W2-W1的差别大小。这种分析方法大家都很熟悉，这里就不多说了。 虽然更精密的实验我们尚未完成，但以往的实践（如飞机代原子钟的环地球飞行等实验）已在很高的精度范围内证明了匀速运动不影响时钟的快慢。 |