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原创 从无穷小到无穷大探索物理之谜(1)

  • 国成2008818
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  • 2017-10-11 13:09:21

从无穷小到无穷大探索物理之谜

中铁16局集团 杨长顺

2 测量光速与观测光速

2.1动钟缓慢公式

提起狭义相对论,很多人马上就想到钟表慢走和尺子缩短现象。许多科学幻想作品用它作题材,描写一个人坐火箭遨游太空回来以后,发现自己还很年轻,而孙子已经变成了老头。其实,钟表慢走和尺子缩短只是狭义相对论的几个结论之一,它是指物体高速运动的时候,运动物体上的时钟变慢了,尺子变短了。钟表慢走和尺子缩短现象就是时间和空间随物质运动而变化的结果。

相对论通常是这样进行描述的,当静止参照系中的钟表走时为t0时,在观测参照系看来,运动参照系的钟表的走时为t0假定有一辆高速匀速直线行驶的列车驶过月台,在月台与列车上装有两只完全相同的光钟。根据侠义物理规律不变原理,火车上的人看火车内的光钟,与他在站台上所看到的月台光钟走的一样快,光在两镜之间走一个来回所用的时间,即光钟的周期t0=2h/c。

  当观测者在站台观察火车钟时,由于列车向前运动,光的轨迹沿一等要三角形传播(见图1),传播距离2L,按照相对论观点:2L=ct,,其中L是腰长,t是观测者在站台测得的火车钟的光束走一个来回所用的时间,如果2L=ct,成立的话,显然,t=2L/c>t0,也就是观测者发现火车钟慢了。按照相对论观点:设列车作匀速直线运动的速度为v。

   这可以说是狭义相对论的重要结论之一,由此得出了时钟缓慢因子式,时间膨胀因子式1/,还有所谓的“双生子佯谬”,这就是所谓的钟慢效应。对此,可以通俗的理解为,运动的钟比静止的钟走得慢,而且,运动速度越快,钟走的越慢,接近光速时,钟就几乎停止了。钟慢和尺缩的原理就是时间进度有相对性,也就是说,时间进度与参考系有关。这就从根本上否定了牛顿的绝对时空观。相对论认为,绝对时间是不存在的,然而时间仍是个客观量。按照相对论的时间观,假设哥哥乘飞船去遥远的星际旅行,弟弟留在地球上,弟弟看到飞船中的时钟缓慢,因而哥哥比弟弟年轻;反过来,哥哥将看到地球上时钟缓慢,弟弟因而较哥哥年轻。究竟谁年轻呢?这就是人们百思不得为其解的“双生子佯谬”,又称时钟佯谬。

2.2质疑动钟缓慢

按照狭义相对论,一个运动的物体看起来将沿运动方向缩短为原来的倍,乘在高速飞船中的一个旅客向窗外看去时,见看到球形物体缩成一个椭圆体。可是本罗斯已经证明,一个球形的图像始终保持圆形的轮廓,即使对很大的视角也是如此。戴勒尔早已纠正了相对论带给人们的偏见,按照戴勒尔的分析,缩短的观念肯定是错误的。

根据侠义相对论关于动钟缓慢的论述及公式推导,当观测者与标准钟相对静止时,光在两平面镜间走一个来回的距离为2h;当观测者在站台时,测得火车钟的光束走一个来回的距离是2L。已知光在两镜面间走一来回时,列车上观测列车相对月台的车速为v0,在月台观测列车车速为v,在车上计算列车运行距离,即等腰三角形的下边长为v0t0,在月台计算列车运行距离为vt;因为无论在月台还是在车上观测到的运行距离及车速不变,所以运行距离vt=v0t0,运行速度v=v0,并由此得出时间t=t0。这就证明了相对论关于t>t0的结论是错误的.。光在静止的两镜面间运行2h的速度是光速,因为列车在高速行驶,通过合成列车运行的距离,得出的光在运动中的两镜面间运行距离2L(轨迹),因为2L>2h,t=t0,所以其速度必然大于光速。但如果这样理解的话,动钟缓慢的公式就错了,有关的科幻梦也可以终止了。

狭义相对论的基本原理是光速不变,其结论是:在任何惯性系里观察,光速都不变。有人认为,像激光测距一样,光速不变指的的是在接受与发射(光源)两物体之间光走一个来回的平均速度,因为激光测距在广泛应用,这是一个毋庸置疑的客观存在。在不同的参照系中,不同的观测者观测的是相对于他本人的运动,描述的是相对于他本人的运动轨迹,但观测者无论是乘飞船还是坐汽车都不可能改变激光测距的结果。在这个客观事实的基础上,对于观测者来说,所选取的参照系不同,激光运行的轨迹也就不同;观测者描述实际上已超光速的轨迹及速度必须尊重客观事实,因为观测者不可能改变激光测量的数据与结果,也不可能改变行驶列车中两镜面间的光速。动钟缓慢公式的推导者既然通过速度叠加描述了运行轨迹,就是承认了叠加,既然叠加了,怎么还是光速呢?难道两镜面间的光速也被压缩了不成?这是什么逻辑呢?

对于不同的参照系来说,把斜坡道路看成了平路,自有他的道理,但这却不能改变上坡加油门,下坡踩刹车的事实;在不同位置、不同角度的观测者,可以把一个正方形的桌面描画成不同的平行四边形,但却不能改变桌面的实际形状;视差是不能替代客观存在的。我们可以站在不同的角度去描述测距激光的运行轨迹,但却不能改变激光测距的结果。我们可以承认光速不变的原理,但有极限的光速指的是光在媒介的波动速度,测量者也只能是接受或发射者。对于发射与接收者来说,因为传导媒介的性质、光束发射与运行的特点,通过这些家伙的自我调节与平衡抵消了发射或接收者的运动因素,“测量光速”是不变的。“测量光速”不变,与多普勒效应相关,本来是很容易解释的,但其被相对论曲解后,变得复杂化了。

2.3测量光速与观测光速

“测量光速”的定义:发射(光源)与接收之间光束走一个来回的平均速度是“测量光速”,但我们不能把简单的将其定义为平均速度,“测量光速”的实质是光在媒介的传播速度。因为光速c是光相对媒介的运行速度,与光源及接收者的运动无关,所以“测量光速”不变。对于站台上的观测者来说,列车照在车外地面的的灯光属于“测量光速”,在光束的接收与发射者运动时,相对运动者的光速通过自我调节与平衡,来实现“测量光速”不变的目的。对于单向光路实验来说,可以把“测量光速”理解为光相对于媒介参照系的运行速度。因为地球自转拉动光波传递所依赖的媒介,媒介相对地球近似静止,所以对地球来说媒介参照系也就是地球参照系。

例如:当高速匀速直线行驶的列车车头照明灯光正对着地面接收者的镜面相互接近时(发射与接收连线与列车运行方向平行),保持“测量光速”来回不变的条件是:相对列车的光速在光照出时(光源向观察者)c1=c-v,在光折返照回来时(观察者向光源),c1=c+v,v是发射与接收者相互接近的运行速度;当列车车尾灯光正对着地面接受者的镜面,二者远离时,对于列车内的观测者来说,在光照出时(光源远离观察者)c2=c+v,光折返后转换为(观察者远离光源)c2=c-v,v是发射与接收者相互远离的运行速度。加减之变化是针对运动的光源及观测者的调节与平衡,无论光源还是观察者只要不动,观测到的光速c就不变。

光相对运动的光源或观察者的速度有叠加,但不可随意叠加,而是按需叠加,叠加是为了保持“测量光速”不变,也就是相对媒介参照系光速不变。“测量光速不变”和多普勒效应是相关的,媒介按多普勒效应调整频率平衡发射与接收者的运动对测量光速的影响,使其达到“测量光速”不变的目的。“测量光速”不变,符合相对论理论所依靠的有关光速不变的所有正确实验结果,也符合来回光速的平均值保持光速不变的测量常识。“测量光速”不变符合多普勒效应,而相对论的光速不变与多普勒效应是矛盾的,这中间肯定有一个错了,正与错不可混淆,二者必选其一,我选相对论错了。

“观测光速”的定义:观测者在不同的参照系,观测光束的运行速度,“观测光速”也包含了“测量光速”。观测者相对媒介静止时,观测光速叠加速度为0,与“测量光速”同样与都是c。对于置身发射与接收事外的的观测者来说,你是光束运行的局外人,只是个旁观者而已,你的伪气功还没有练好,发不出能量去管人家,也只能随人家按自身规律运行了。因为没有了发射与接受间波动条件的限制,所以,“观测光速”是可以叠加的,也就是可变的。例如:对于站台上的观察者来说,固定在高速匀速行驶的列车上的两镜面间的光速属于“观测光速”,是可以叠加的。事实上,“观测光速”超光速无处不在处处在,可举的例子很多。

我们承认有关光速不变的大量精确实验,但必须看清楚,实验支持的是“测量光速”不变。长期以来,因为一些研究者忽略了媒介的存在或媒介的性质,误解了光速不变实验结果,把“测量光速”与“观测光速”混淆,用错误的认识、错误的方法,推导出了那个错误的时钟缓慢因子式。并由此导致了许多人对相对论的质疑,对光速不变的质疑。有很多人举例驳斥光速不变,例如:假设飞船和地球同时以光速向相反的方向运动,那么以地球为参照物,飞船就是以2倍光速在飞离地球。同样以飞船为参照物,地球也在以2倍的光速在飞离飞船。在这个例子中,因为飞船与地球之间没有光束接收与发射的因果关系,所以,光速是可以叠加的。

狭义相对论的公式来源于为解释迈克耳逊—莫雷实验结果所做的各种尝试,最早提出收缩假说的是洛伦兹,爱因斯坦发扬光大了这种假设,形成了罢黜百家,独尊收缩的局面。原本基于一个错误理念的理论及公式,经过多年的修修补补,误打误撞,竟然成了曲线拟合,居然成了可以解释一些实验数据和自然现象的近似曲线。这也成了尽管很多人认识了其错误的一面,却很难将其撼动的原因之一。

相对论的光速不变理论出自对有关实验结果的片面理解,面对众多的质疑,一些相对论的捍卫者们不是认真反省,而是不断地发展类似于“白马不是马”的诡辩论,努力自圆其说,想法设法否认“观测光速”超光速的事实存在,其结果是越抹越黑。我认为,科学研究要依据实实在在的数据,我们需要的是承认客观事实,正确理解“测量光速”不变的实验结论,合理的运用实验结果去充实有关理论,但不要“张冠李戴”,不要是陷入诡辩术的怪圈,不要咬着屎橛子打滴流,争议不切合实际的不变速度。

2.4时间与空间

时间是物理学中的七个基本物理量(长度m,时间t,质量kg,热力学温度(Kelvin温度)K,电流单位A,光强度单位cd(坎德拉),物质的量mol)之一,符号为t。时间概念是人类用以描述物质运动过程或事件发生过程的一个参数,是物质的运动、变化的持续性、顺序性的表现。空间是物质客观存在形式,由长度宽度、高度、大小表现出来,通常指四方(方向)上下。

物质在空间运行的轨迹虽然与时间关联,但时间与空间是两个截然不同的概念。我认为,时间是变化的顺序,空间则按顺序标注了位置,这就是时间与空间的关系,仅此而已。例如,飞机或宇宙飞船在某时间的位置是按时间顺序用高度、经度、纬度表示的,也可以说是用三维坐标来表示的,属于三维欧氏空间的几何问题。我们看到的是三维空间,三维空间是客观存在的事实,物体在不同时间的运动轨迹在三维坐标系中可以按时间顺序准确的标出。

爱因斯坦说时间和空间是人们认知的一种错觉,相对论提出:不能把时间、空间、物质三者分开解释,时间与空间一起组成四维时空,构成宇宙的基本结构。

我认为,爱因斯坦的动钟缓慢公式是忽悠人的,公式混淆了测量光速与观测光速两种不同的概念,四维空间是诡辩论、伪科学。运动物体在某时间的位置是用高度、经度、纬度表示的,纯属三维空间的立体几何问题,何来四维空间!什么时空隧道,什么扭曲的时空结构,在我看来不过是诡辩论、伪科学的产物而已,不可忽视的是这种伪科学如同宗教一样引来了大批信徒,形成了科技界的新宗教,很难撼动。

宗教信仰不足为奇,无力撼动也不要刻意与其对垒,但我希望无神论的研究者能走出相对论新宗教的怪圈,开拓一片新的天地,让那些虔诚的信徒们来继续发扬光大相对论吧!

3 关于波粒二象性

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网友回复

本文证明了爱因斯坦的动鈡缓慢公式是错误的,时钟缓慢因子式混淆了测量光速与观测光速的概念,时空隧道是伪科学,四维空间是诡辩论,穿越时空的科幻梦可以休矣。

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“时空隧道”、“穿越时空”是胡说八道!

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回复研究物理认的帖子:时空隧道出自错误的理论。

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回复  国成2008818 的帖子“时空隧道”是胡说八道!时间根本不会倒流!

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回复  研究物理认 的帖子:关键是指出那个动钟缓慢公式的错误之处。

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四维空间是一种类似于“白马不是马”的诡辩论。

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动钟缓慢?欺世盗名。

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孪生子佯缪就是荒谬的事物,是科学悖论之说。如一辆火车很长,其没开动车头就已经到站了,观测者失去被观测物的速度感,这也是惯性定律的范畴(匀速同静止),情况又是一样。

现代航天员在八十年代就实际测出了放在飞船里的钟走慢了(科学杂志报道过)!在现实里汽车高速开动时的红移现象就是一种波长的变化,长度的变化,这也体现在背离地球而去的天体现象。这种现象不是物体的客观存在,而是物体相对运动引起的视觉变化,其也是一种客观存在(感觉存在)。

您解释的例子在普通物理习题解里有,那只是书本上的知识罢了。实际中还有太多的情况。爱因斯旦的宇宙常数也错了,以至于他的广义相对论也有弊端,所以提出用大视角来看宇宙。

一种感觉客观存在,这是其它条件引起的结果,这个条件就是事物存在的关键点。托普勒效应就是说明这一点的,实际没有变化,但是实际又有变化,关键是速度引起的感觉。

别太为书本了,走出学校的大门,到客观世界里探索吧。

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那个动钟缓慢公式一出台就颇受争议,但这个漏洞百出的公式居然成了主流,为穿越迷所喜好。

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“在现实里汽车高速开动时的红移现象就是一种波长的变化,长度的变化,这也体现在背离地球而去的天体现象。这种现象不是物体的客观存在,而是物体相对运动引起的视觉变化,其也是一种客观存在”这种客观存在的视觉变化是两种物体的运动现象、并非是无限的宇宙空间在膨胀!

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回复研究物理认的帖子:请弄明白多普勒效应公式,本文中引用了多普勒公式,请仔细看。

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回复  国成2008818 的帖子:“多普勒公式”没有电子n、s极磁的作用怎么能形波呢?

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回复研究物理认的帖子:当观察者走近波源时观察到的波源频率为(c+v)/λ,如果观察者远离波源,则观察到的波源频率为(c-v)/λ。

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回复  国成2008818 的帖子:这(c+v)/λ(c-v)/λ,不过是距离的大小光成像的收视比例而已。

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回复  研究物理认 的帖子:当观察者走近波源时观察到的波源频率为(c+v)/λ,如果观察者远离波源,则观察到的波源频率为(c-v)/λ。这是多普勒公式的基础,本文中有叙述,不必做过多多解释了。


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引自:15楼:国成2008818于  2017-10-29 15:51:02发表 回复 研究物理认 的帖子:当观察者走近波源时观察到的波源频率为(c+v)/λ,如果观察者远离波源,则观察到的波源频率为(c-v)/λ。这是多普勒公式的基础,本文中有叙述,不必做过多多解释了。

用这就能解释从无穷小到无穷大探索物理之谜?

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因为无论在月台还是在车上观测到的运行距离及车速不变,所以运行距离vt=v0t0,运行速度v=v0,并由此得出时间t=t0

这句话可能不严谨。

应该是,在月台上,距离==v0t0,


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在车上,观察者与车上光钟相对静止,所以,光钟速度为0.

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车上的观察者认为,车静止。

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纠正,按照楼主原文,t是月台钟所用时间,所以,车上钟走了距离为v。t

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