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时钟变慢效应和不同地点同时性的相对性都是洛仑兹变换的直接结果,它们是洛仑兹变换(微分形式)的一个正变换式和一个反变换式在不同条件下的特例:
时钟变慢来自变换式dt=(dt'-vdx'/c^2)/(1-v^2/c^2)^1/2,条件是dx'为0和dt'非0; 不同地点同时性的相对性来自变换式dt'=(dt-vdx/c^2)/(1-v^2/c^2)^1/2,条件是dt为0和dx非0. 这两个特殊结果分别给出了狭义相对论的两个独立的效应,虽然都涉及了时间,但反映的是两个不同的概念,没有理由可以把它们混为一谈。 时钟变慢效应在相对论之前已由拉摩预言(尽管出发点不同),并非相对论独创,但不同地点同时性的相对性则是爱因斯坦的“专利”。 实际上,洛仑兹变换比伽利略变换多出两部分,其一是“洛仑兹收缩因子”(1-v^2/c^2)^1/2,它导致了长度收缩和时钟变慢效应;其二是在时间变换式中多了一项vx/c^2,此即“爱因斯坦同时性因子”,它导致了不同地点同时性的相对性。 迄今为止,不同地点同时性的相对性问题并没有得到实验验证(哪怕是间接的验证),而时钟变慢效应则认为在测量谬介子寿命、横向多普勒频移等实验中以一定的精度得到验证。 |