关于狭相论不同时性问题之矫正

关于狭相论不同时性问题之矫正狭义相对论中 , 对同时性问题做了新滴解释 , 即认为 , 时间的同时性是相对的 , 而不是绝对滴 , 即在不同参考系中 , 时间可以是不同时的 。 经过对这个问题或现象滴仔细考察 , 发现这种解释 , 一方面有一定道理 , 即揭示了时间在某种情况下具有“(表面)不同时现象” , 但更重要一方面 , 则是本质错误滴 , 即 , 时间在本质上是“同时”滴 , 虽然在不同参考系中 , 同一时间段表现出似乎“不同时” , 但这些是假象或误判等 , 而在实质上 , 同一时间段必定本质上是处处同时滴!本回内容就是唠唠这个问题 , 对狭相论中对同时性问题模糊不清含义及其中错误做个原则上滴矫正和澄清 。 特别是这个问题还涉及“时间膨胀”、“物资缩短”等重要问题 , 因而对问题之澄清 , 对准确认识和理解狭相论其他重要结论之纰漏均有重要意义 。对于狭相论中的“时间不同时”问题 , 与大多相对论及物理学中的所有问题一样 , 主要有两种表述形式 。 一个是数学推导形式 , 一个是举例说明形式 。 由于本系列上一唠文中根本否定了狭相论推导主要依据的洛伦兹变换(特别其中的“洛根号”)之根本弊病 , 因而之后再评判狭相论相关问题时 , 除非确有必要 , 否则就不再提及其数学推导式 , 视之为依据有误 , 不再重复 , 只从另外角度评判之 。 同理 , 对这个“不同时”问题也一样 , 就不从其数学推导方面去追究了 , 一是若追究滴话 , 必然又要追究到那个洛根号问题 , 属重复 , 意义不大 , 还增加不必要篇幅 。 二是 , 从事例、举例角度其实更能体现此问题滴关键症结及实质之所在 , 因此这里主要从举例方面追究之 。 其实 , 数学推导式和举例式 , 也是五花八门 , 参差不同 。 比如即使爱因在其最初表述此问题的《论动体的电动力学》原文里 , 无论是数学推导还是举例表述都很晦涩 , 不清晰 , 这当然与是初次表述有关 , 而现今各种大学物理教材里滴数学和具体表述差别也很大 , 这里针对下面这个版本的大学课本中滴举例评判之 , 偶以为这个版本中滴举例 , 相对比较中肯、清楚 。 见图关于狭相论不同时性问题之矫正
关于狭相论不同时性问题之矫正
下面从几个方面唠下这个问题 。第一首先指出 , 在这种现象中确实具有“不同时”之现象存在 , 但随即则特别强调指出 , 这种“不同时”不是“时间”本身造成的 , 即绝不是时间本身具有的什么内秉特性决定的 , 而仅仅是“时间”本质之同一性在不同条件中滴不同现象表征而已 。 具体讲就是 , 该实例讲滴很清楚 , 在静止系中 , 光走的是两个相同的距离 , 则当然会“同时”到达 。 而在移动系中 , 光在前后车厢里走的距离是不同的 , 当然到达车厢壁的时间就不同了 , 这很自然和必然啊!(关于车厢上人和地面人视角问题见后面 。 )关键是 , 这里出现了概念上滴混淆 , 就显得十分神秘和蹊跷拉 。 就是说 , 准确讲 , 这个事例体现滴是:“不是同一段时间在不同参考系里的不同表现” , 而仅仅是“同一段时间在不同条件或参考系中的同样表现”!仅仅是时间在较长距离中耗时较长 , 在较短距离中耗时较短这个根本事实而已 , 这里毫无神秘、怪诞之处 。 只是以往人们都将“不同时问题”误认为是“同一段时间”出现了“不同时”现象 , 才会觉得不可思议 。第二,当然 , 这里关键症结是 , 明明光源在车厢正中位置 , 怎么会出现前后两车厢的长短或距离不一样这种情况呢?这正是迄今大多人们滴迷惑之处 , 他们以为 , 在同样的距离中 , 光线运行的耗时竟然会出现不同 , 即不同时到达 , 真是匪夷所思!但若如上述所示 , 这其实不过是不同距离光行耗时必然不同 , 就完全无任何不解之处拉 。 应该说 , 爱因自己也被这种观念所迷惑 , 因为他认为 , 不仅时间可以不同时 , 更还可以膨胀(甚至可以扭曲)……等 , 这里滴内在逻辑和思路是一致滴 。简明说 , 之所以出现相同的前后车厢距离 , 竟会出现距离差 , 这是车厢的运动造成的 , 与时间半分钱关系都木有!这里主要是人们受到例子中火车速度和光速之间巨大差别的影响 , 对其中的极微小差别严重忽略或忽视了 。 即光速太快了 , 火车相比走得又太慢了 , 因而光在车厢这么短距离内之行程可以说是“不耗时”滴 。 这就是错觉!其实 , 仔细并严格审视上面例子(该例好就好在直接指出了距离缩短因素 , 而其他很多例子中表述十分晦涩不明显) , 无论光速多快 , 只要距离确实缩短了 , 其耗时必然会减少 , 不论这个减少量多么极其微小 。 而且这个“时间差” , 一方面 , 是可以用铯原子钟测量出来滴 , 另方面 , 从数学上讲 , 也是可以通过对车速V(之发光时刻)做微分取其瞬时时间而得出滴 , 而且可以微分到无限小的精度和差额 。第三 , 其实 , 根本不用这么费事 , 只要从另一角度看 , 这个问题就简明滴不要不要滴啦 , 或说简明滴不能再简明啦 , 这就是 , 当我们设想一下 , 如果火车的速度是光速滴话会咋样?!毫无疑问 , 这样滴话 , “不同时”现象就太明显了 , 光源发光后 , 瞬间即达到后车厢壁 , 而光线若要达到前车厢壁就太困难辣 , 甚至根本就到不了前车厢壁!!这就不是“不同时”而“木有时”或“达不到”拉 , 因为车厢运行速度滴与光速一样 , 那么光源与前车厢滴距离之间滴差距就永远无法消除 , 这等于是车厢无限“膨胀”或“拉伸”了 , 因而光线自然就永远无法跑到前车厢厢壁……!之后在唠否定“时间膨胀”等问题时 , 还会回来再谈到这种情况 。 从这个角度看 , 问题就十分明了拉 , 狭相论理论中所谓的“不同时”问题 , 不是“时间”本身造成的 , 完全是静止条件下的距离在运动中出现变化从而导致光程变化造成滴!可见 , 由此 , 所谓“不同时”问题 , 就其本质而言 , 应该称之为“不同距”问题才最为贴切、精准!第四 , 至此 , 这里便须特别谈及一下此例中 , 关于“地面上人”和“车厢内人”的视角问题了 。 这两个人滴视角或参考系 , 实质上是同一个事实或“视角”滴不同表现而已 。 就是说 , 在本质上 , 车厢内人滴视角才是上面所述情况之真实体现(地面人视角虽本质一样 , 但有个坐标数值差等枝节不同) 。 也就是说 , 即使在车厢上人(或参考系)看 , 该光线也是先达到后车厢壁 , 后到达前车厢壁滴!那么 , 关键问题是 , 为何爱因及狭相论坚持者和以往大多物理学却非要认为 , 车厢人(或运动系)“认为”是“(时间)同时”呢?这里又要给物理学立法拉!哈哈 , 尽管此举甚讨人嫌 , 但实在是不得以而为之!此法则可暂称之为“度量数值必须随对象变化而变化法则” 。 就是说 , 在度量一个对象时 , 若度量对象出现变动 , 则原先度量数值必须要做相应调整 , 才能保证对度量对象变动后滴度量数值准确 , 否则滴话 , 其度量结果必为荒谬 。具体说就是 , 为何车厢人(参考系)非要认为是“同时”呢 , 因为他做出“同时”的判据或依据是:因为“(所耗)时间=距离/速度” , 因而既然“车厢前后距离光源位置相同” , 所以 , “距离相同/同一速度=同时” , 就是必然滴拉 。 即 , 距离一样 , 光程自然一样 , 所以光线在既定速度内必然“同时(到达)” 。 但是他们这种判据严重忽视了一个根本事实 , 即 , 这个“前后两车厢距离相同”的度量值 , 是什么时候衡量出来滴?没错 , 是在光源发光那个时刻!然而车厢是移动滴 , 待到光线到达前后两车厢壁滴时刻 , 这时两车厢壁与“发光时光源位置!”滴距离还一样吗?绝对不一样拉!这里最为关键滴是 , 判定此时是“同时”否的判据 , 应该以什么时刻之判据为准!冷静下来 , 细心察之滴话 , 不难得出 , 这时绝对是要以“发光时刻光源位置”为准 , 因为你所要判滴是是否“同时” , 这就必须以发光时刻为起点才行 , 而绝对不能以其他时刻 , 即已移动了滴光源位置为准 。 (这时若以移动中光源位置做判据滴 , 只能作为“车厢结构” , 即前后车厢用材、尺寸 , 和光源固定位置等等之判据了 , 对车厢结构之度量数据 , 是不受车厢移动否影响滴! )因为十分显然 , 这时前后车厢壁各自距离“发光时刻光源位置”已然变化了!!即这时则是“距离不同/同一速度≠同时”了!!如果这时仍旧非要以原先“放光时刻”度量值取代“此刻”即“光线到达前后厢壁时刻”度量值来作为是否“同时”的判据 , 就地地道道滴违背了上述“度量数值必须随对象变化而变化法则”!!由此已可不难看出 , 所谓车厢内人(系)看光线到达是“同时”之说是明显之确凿错误!随之 , 所谓“同时”和“不同时”之矛盾在本质上顿然消解!总之 , 最后再特别强调指出滴是 , “同一段时间” , 在任何条件下 , 从根本本质上讲 , 绝对不会出现所谓不同时滴现象;狭相论指出滴所谓“不同时” , 本质上指滴不是同一段时间之不同时 , 而是“不同段时间之不同时” , 这就极为稀疏平常拉!是狭相论及大多课本在解释上出现滴错误导致了人们滴误解 。唠此 , 不觉让人想起中国古代那个著名滴寓言——“刻舟求剑” 。 这里上述人士正是犯了刻舟求剑滴错误 , 当小船移动后 , 还依然按原先刻下滴数值做判据 , 去寻找那答案之剑 , 出错就是再必然不过滴事儿拉!当然 , 客观讲 , 说说轻松 , 现实不那么简单 , 因为数学及物理运算等实在太复杂、太抽象拉 , 运算时出现忽视忽略这种(与事实脱节)错误之现象应该是在所难免 , 且往往被后来者一再忽视 。 但是 , 现今应是到了必须彻底澄清、廓清之 , 努力不能再重犯古代同样错误滴时候拉!第五 , 最后 , 借这里表述一下严格意义上哲学含义的“时间”的严格内涵和定义 , 对理解物理学中“时间”概念问题 , 应有不小裨益 。 从真正的 , 严格“哲学”意义讲 , 所谓“时间” , 就是对(所有)事物之都具有的“存在持续性”或“持续存在性”的最一般概括 。 即 , “时间”仅仅是所有存在着的事物都具有的一种性质或根本特性、属性 。 它属于完全非实体化或(物理)物质化的无形的“性质存在形式” , 或简称“性在” 。 如同“美”、“善”、“真”等概念一样 。 既然 , 时间不过是事物的一种无形的性质 , 其没有任何实体成分 , 因而它就不可能随什么实体、物质因素的变化而变化 。 就是说 , 时间只有量度上的变化 , 绝不会有自身本质、特性方面的(实体性)变化 。 由此即可知 , 说“(同一)时间”在某种条件或参考系中会“不同时” , 甚至“膨胀”、“弯曲”等 , 在根本上和本质上是绝对不可能滴!除非是在某种比喻或借用意义条件下 。 当然 , 在物理学中 , “时间”可以有物理学意义或角度上的定义 , 但无论这种定义如何 , 绝对不能与严格哲学定义有本质冲突 , 如果出现这种冲突 , 在原则上讲 , 以哲学定义根本内涵为准!因为 , 本系列之前反复、充分滴表述及证明过 , 真正的哲学 , 是“万学之学” , 真正哲学对事物的根本结论、定义、法则、规律等 , 揭示滴是事物最一般、最根本的本质和特性、状态、运动规则等 , 因而 , 任何其他具体学科或科学对事物之具体滴揭示和描述 , 显然不能同该事物最一般特性和法则相矛盾 , 如果出现矛盾则必须自身做相应调整、修改之 。 就是说 , 之前反复强调滴 , 其他科学之具体法则、结论、定义等不能规范(真正的)哲学 , 而哲学之法则、定义、规则等 , 是统摄其他所有具体学科或科学滴 。 当然 , 这是就“哲学”这门学科或科学本身之最一般学科意义而言滴 , 如果某种具体哲学是错误滴 , 当然它就没有这种权威和地位了 。关于与此问题密切相关滴“时间膨胀”问题 , 下周再唠 。哈 , 最后可帖出大学课本里用数学推导方式论证“不同时”问题之公式 , 一看到其中那个熟悉又好笑滴“洛根号” , 我们可直接就PASS拉 , 直接视之为“非法论证”就行啦!


推荐阅读