相对论的尺缩钟慢隐藏的惊人奥秘
张祥前
编辑于 2022年01月09日 20:51

相对论认为,一个物体相对于我们观察者以速度v运动的时候,这个物体沿运动方向的长度会缩短一个因子√(1 - v²/c²)【c是光速】。

一个相对于我们静止的棍子一米长,现在令棍子纵向运动,速度为v,长变成了√(1 - v²/c²)米,棍子运动的时候长度缩短了。

相对论最不可思议的是:物体一旦以光速相对于我们运动的时候,长度为零,长度为零,哈哈,这个物体就不存在了,物体以光速运动物体就凭空消失了?

怎么正确理解相对论光速运动长度为零?

我们测量一个物体的长度,这个物体是静止或者是在运动,在相对论诞生之前是无关紧要的。

但是,相对论告诉我们,物体的运动会影响到我们对物体长度的测量。

通常测量一个物体的长度,总是要把物体与量尺放在一起,测量时量尺与被测量物体之间的位置保持固定,这样物体首尾两端所对应量尺上的刻度之差既为物体的长度。

如果在测量物体时,物体与量尺之间的位置相对运动,那么这种方法测得的结果就不准确了。这就要求在测量运动物体的首尾两端时要同时进行。

那么怎样测量才算是同时的呢?这里又涉及到时间的同时性概念,我们说这个测量是同时进行的,如果在被测物体首尾两端的两个观察者所用的时钟是同步的,并且在读取量尺上的读数时,两个时钟所指示的时间是一样的话。这样测量所得的结果与物体运动的速度就无关。

而我们通常所指的测量是由一个观察者同时对物体首尾两端进行的测量。当物体静止时,我们只需一个观察者即使在不同的时刻进行测量,其结果也不会有影响。

但是当所研究的对象是在一个高速运动的物体时,一个观察者相对于物体静止,同时测量物体的两个端点。这个同时在另一个相对运动的观察者看来不是同时的。二者对物体长度有着不同的看法。

相对论的尺缩种慢是捆绑在一起的。

相对论强调的是在空间中每一个点对应一个时刻,不同的空间点,某一个观察者看是同时发生的两个事情,另一个相对运动的观察者发现不是同时的,同时因空间位置不同、观察者的相互运动而不同。

我们知道,光速是有限的,光在空间的运动是需要时间的。测量物体的长度时,只有当物体两端发出的光信号同时到达观察者所在的位置时,测量物体的长度才可以真正代表着物体真实的长度。

所以,很多人认为,相对论中的运动方向长度缩短效应是一种因为测量而引起的观察效应,不是物体的长度真的缩短了。

但是,这种认识仍然是有缺陷的,我们不能认为相对论长度缩短效应、光速运动时候长度为零,仅仅只是观测原因【就是通俗说的错觉】,而有其真实的一面,特别是物体相互作用时候,光速运动物体缩短为零不占用空间了,可以穿墙而过。

只有当人类真正的理解了统一场论的核心思想------物理上的运动状态是我们观察者描述的,才可以理解以上的一切。

我们还需要注意的是,静止状态也是我们描述的,没有我们人的描述,宇宙不存在运动状态,也不存在静止状态,宇宙是一种不确定状态。

而测量是一种活动,也是一种运动,物体的运动很自然的会影响到观察者的测量这种运动。

相对于我们观测者静止的一个汽车,我们观测者测量其长度,是3米长。这个汽车相对于我们观测者有3米长------这仅仅是一个几何概念,一旦这个汽车相对于我们观测者以某个速度运动起来,这个汽车的长度问题不光是几何问题了,而包含了物理问题。

物理------就是我们观测者对物质世界运动的描述【没有我们观察者,不存在物理,但是,仍然存在着几何】。所以,运动的汽车的长度问题和我们观测者测量这种活动是紧密的联系在一起的,没有观测者,或者不指明哪一个观测者,谈论运动的汽车的长度问题是没有意义的。

并且,我们还要把测量的结果和观察者的测量活动联系在一起。运动的汽车长度缩短了,是相对于某一个观测者----不是任何一个观测者都认为汽车缩短了----物理规律是我们观测者对物质世界运动的一种描述-----当然与我们观测者的描述有关-----所以只有相对于某一个确定的观测者才有意义------一般意义下,是相对于我。

统一场论认为一切运动形式、物理现象都是我们观察者描述出来的,没有我们观察者,谈论物理现象、运动是没有意义的。我们总是默认相对运动的惯性参考系s’系和s系,其中一个惯性参照系是我所在的参考系。

s’系和s系只有我看你是运动的,你看我是运动的平权的,不是绝对平权的。我们总是默认s’系和s系其中只有一个是我所在的参考系,我所在的参考系是优越的,而且,我只有一个。

统一场论认为,描述运动需要存在4个基本条件,一个是空间,一个是时间【包括事件的初始时刻、过程、结束时刻】,一个是观察者,一个是被描述的对象【物体或者物体运动变化形成的事件】。

4个条件,缺少一个,描述运动是没有意义的。特殊情况下,被描述的对象和观察者是同一个东西,但是,这种的描述在一般情况下也是没有意义的。

有了以上认识,我们可以很容易解释双生子杨缪。

有双胞胎哥哥和弟弟同时出生了,弟弟开飞船出去旅行一圈回来,哥哥认为弟弟比自己年轻,因为相对论说运动的人时间过得慢。

但是,弟弟认为自己静止,哥哥在运动,应该比自己年轻

谁的说法是正确的?

有人强调是加速、减速的因素,有人强调是哥哥在地球上的原因。

其实,最关键的是哥哥和弟弟本来是相对静止的,后来弟弟改变了位置和状态,运动起来了。所以,结论是弟弟年轻。

双生子杨缪之所以争论很多年,关键的是人们描述运动的时候,没有认识到确定运动的初始状态的重要性。

如果有人说,“哥哥和弟弟一开始就相互运动,我们怎么确定?”

哥哥和弟弟看到对方之前,二者必然与同一个事情有关联,也就是现在的结果,必然是以前的原因,也就是运动不会破坏因果律。二者没有与同一个事情相关联,你无法得出结果。

有一个悖论可以加深我们对相对论尺缩效应的认识。

一个农民有一个8米的仓库,一个司机驾驶9米的汽车以接近光驶向仓库,农民说,由于相对论尺缩效应,我的仓库静止,长度不变,你汽车运动,长度收缩,所以我的仓库可以装下你的汽车。

而司机说,我的汽车在我看来是静止的,长度不变,是9米,而你仓库在我看来是运动的,你的仓库要小于8米,所以你的仓库装不下我的汽车。

仓库能不能装下汽车是一个确定的事实,其中必然只有一个人说法是正确的,哪一个说法是正确的?

由于仓库相对于农民静止,农民在确定汽车头碰上墙壁的同时可以确定汽车尾已经进入仓库的门。

而司机确定了汽车头碰到墙壁,再去确定汽车尾是否进仓库门,这个信号的传递需要时间。

对于司机来说,他看到了汽车头碰墙壁的时候,汽车相对于仓库以接近光速运动,在信号传递这段时间里,汽车尾已经进了仓库的门。

所以,农民的说法是正确的。

有很多人认为讨论相对论这些效应纯粹是无聊,其实,这里面隐藏着巨大秘密。

相对论、统一场论都强调,相互运动的两个观察者,所在的空间是不一样的,在你空间测量的一个物体的长度,到了我的空间,就变了。

相对论告诉我们,物体以光速运动就不占用我们所在的空间,但是,占用了和物体一同运动的观察者所在的空间。

这个为人类以后大规模的瞬间移动技术提供了理论根据。我们知道,物体在地球上空运动速度很快,会和空气剧烈的摩擦而产生高温,使物体烧毁。

但是物体一旦以光速运动,不占用空间,质量和电荷特性消失,和别的物体不发生相互作用,两个刚体甚至可以轻易的穿越过去。所以,光速运动的物体反而变成可以实现的技术,因为不需要特别耐高温的材料。

统一场论中认为,宇宙任何一个物体,周围空间总是以光速向四周发散运动,这个就是物体具有质量、电荷的原因。

当我们想办法使物体周围空间的光速发散运动消失,物体的质量、电荷就变成了零,会处于激发态,相对于我们以光速运动起来。当这个无质量的物体穿墙而过的时候,可以无阻力的穿过去。因为这个物体在我们看来所占用的空间为零。

但是,真实情况下,这个物体穿的墙不能太厚,太厚了,物体的激发态因为能量损耗会转化到正常状态而卡在墙里面。

当我们想办法使物体周围空间的光速发散运动接近消失,物体的质量变得极其微小,会处于一种准激发态。这种情况下,物体不以光速运动,也可以穿墙而过。

 

对相对论的深入研究,统一场论【百度统一场论6版】的出现,为人类大规模的瞬移提供了理论根据。将来,人类利用瞬移技术造出全球公共运动网,可以使人员和商品一秒钟出现在全球的任何地方。

人类可以造出光速飞行的飞船,可以方便、廉价的星际旅行。