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狭义相对论中的矛盾
邓王.建华 著
济南市花园路5号36楼4单元101室
(dwjh111@)
摘要:本文对狭义相对论存在的矛盾做了一些分析与探讨。
关键词:速度 惯性系 相对论 坐标变换式 光速不变原理
引言:历史上伽利略用逻辑上的矛盾法证明了亚里士多德的落体定律是错误的。亚里士多德认为,重物体比轻物体下落的更快。对此伽利略用逻辑推理法进行了质疑,他问道,如果把重物体和轻物体捆绑在一起,令其下落,那么按照亚里士多德的落体定律,其下落时间可以有两个:一个是等于重物体与轻物体之和的物体的下落时间,二是等于重物体与轻物体各自下落时间的平均值,而这两个时间值肯定是不相等的。伽利略用逻辑推理法得到的矛盾问题,证明了亚里士多德的落体定律是错误的。
狭义相对论在理论上存在的矛盾如下:
1、根据光速不变原理可以分析推导一个结论:原点O′在S系中同时有两个坐标值。
2、在S系中静止物体的长度,会因为S′系在S系中运动速度U的变化而发生变化。
3、当尺杆在S系和S′系两者中同时运动时,根据相对论变换式可以得到矛盾的结论。
4、“运动的时钟会变慢”这一说法,在逻辑上的矛盾。
5、相对论中的“尺缩效应”理论与能量守恒原理相矛盾。
6、相对论的速度变换式=不符合客观事实,是一个错误的关系式。
7、光速不变原理与速率的定义相矛盾。
8、对“相对论惯性系平权原理”的质疑。
9、在相对论变换式的推证过程中,存在着偷换速度概念的错误。
1、根据光速不变原理可以分析推导出:原点O′在S系中同时有两个坐标点的结论。
伽利略变换式和相对论变换式都可以根据下面的示意图解释。
Y Y′
UT′ P(X、0、0、T)
X′ P′(X′、0、0、T′)
O O′
UT X X′
X=VT
Z Z′
S系与S′系的坐标关系示意图
1.1、根据变换式X′=A′(X―UT)可以确定:光子P与原点O′两者在S系中的运动时间是相等的。
假设S系原点O在A真空体中,S′系原点O′在B真空体中。假设S′系在S系中的速度 U=0.6C,并且在T=T′=0的时刻,原点O、O′、光子P这三者重合。
当我们自S′系观测时,如果光子P在S′系中沿正X′轴方向运动的时间T′=1秒时,那么根据光速不变原理可以确定:光子P在S′系中的运动距离X′=30万千米,原点O′在S′系中的运动距离L′=0。于是光子P在S′系中的时空坐标P′(30′、0、0、1′),而原点O′在S′系中的时空坐标L′(0、0、0、1′)。
当我们自S系观测时,如果光子P在S系中沿正X轴方向运动的时间T=2秒,那么根据光速不变原理可以确定:光子P在S系中的运动距离X=CT=60万千米,,而根据坐标变换式X′=A′(X—UT)可以确定:原点O′在S系中的运动距离L=UT=36万千米。于是光子P在S系中的时空坐标P(60、0、0、2),而原点O′在S系中的时空坐标L(36、0、0、2)。
此外,当光子P在S系中的坐标(X、0、0、T)为已知量时,根据坐标变换式X′=A′(X—UT),我们可以得到下面三个结论:
1、X′=A′(X—UT)式中的速度U,是原点O′在S系中的运动速度。
2、X′=A′(X—UT)式中的坐标X是粒子P的运动距离, UT是原点O′在S中的运动距离。
3、X′=A′(X—UT)式中的时间T是粒子P和原点O′两者在S 中的运动时间。
根据以上三个结论我们可以得到下面两个推论即:(搞清楚这两个推论,对于看清相对论变换式的矛盾是重要的。)
推论(1)、光子P与原点O′两者在S系中的运动时间是相等的。
推论(2)、光子P的每一个坐标(X、0、0、T)只能与原点O′的一个运动时间T相对应,而不会在与时间T相对应的同时,又与另外一个运动时间T1相对应。
1.2、根据相对论时间变换式T= 可以确定:光子P的坐标具有唯一性。
假设S′系在S系中的速度 U=0.6C,并且在T=T′=0的时刻,原点O、O′、光子P这三者重合。
(1)、当光子P在S′系中沿着正X′轴方向运动时间T′=1秒时(在这句话中,暗含着原点O′的运动时间也是1秒钟),根据光速不变原理,由于光子P在S′系中的运动距离X′=30万千米,因此光子P在S′系中的时空坐标P′(30′、0、0、1′)。此时根据相对论时间变换式T=可以确定:光子P在S系中的运动时间T为,
T==2秒
上式计算结果清楚地表明,光子P在S′系中的运动时间T′=1秒,等效于光子P在S系中的运动时间T=2秒。于是光子P在S′系中的时空坐标P′(60、0、0、2)。
(2)、当光子P在S系中沿着正X轴方向运动时间T=2秒时(在这句话中,暗含着原点O′的运动时间也是2秒钟。),根据光速不变原理,由于光子P在S系中的运动距离X=60万千米,由此光子P在S系中的时空坐标P(60、0、0、2)。
此时根据相对论时间变换式T′=可以确定:光子P在S′系中的运动时间T′为,
T′= =1秒
上式计算结果清楚地表明,光子P和原点O在S系中同时运动时间T=2秒,等效于光子P在S′系中的运动时间T′=1秒。我们利用原点O′在S系中的运动时间等于2秒钟,计算出了光子P在S′系中的时空坐标P′(30′、0、0、1′)。上式计算结果表明:光子P的坐标具有唯一性。
1.3、根据相对论时间变换式可以确定:光子P和原点O′两者在S系中的运动时间不相等。
自S′系观测时,如果光子P在S′系中运动的时间T′=1秒,那么光子P在S′系中的坐标P′(30′、0、0、1′),而原点O′在S′系中的坐标L′(0、0、0、1′)。此时光质P和原点O′两者在S′系中的运动时间是相等的,即时间T′=1秒。
根据光子P在S′系中的坐标(30′、0、0、1′),利用相对论时间变换式T= ,得光子P在S系中的运动时间T=2秒即
T= =2秒
然而,根据原点O′在S′系中的坐标(0、0、0、1′),利用相对论时间变换式T=,得原点O′在S系中的运动时间T=1.25秒即
T= =1.25秒,
上面两个计算结果表明,自S系观测时,光子P在S系中的运动时间T=2秒,而原点O′在S系中的运动时间T=1.25秒。
由于光子P在S′系中的坐标(30′、0、0、1′),与光子P在S系中的坐标(60、0、0、2)相对应,而光子P在S系中的坐标(X、0、0、T)为已知量时,根据坐标变换式X′=A′(X—UT)可知,光子P与原点O′两者在S系中的运动时间是相等的,即时间T′=1秒。
然而我们利用光子P在S′系中的坐标(30′、0、0、1′)却得到了两个不相等的时间。即光子P的运动时间T=2秒,原点O′的运动时间T=1.25秒。这就是说,当原点O′在S系中的运动了1.25秒停止运动后,光子P又继续单独往前多运动了0.75秒。这显然与前面得到的推论:粒子P与原点O′两者在S系中的运动时间相等是矛盾的。
此外在变换式X′=A′(X―UT)式中只包含着一个时间变量,而坐标(30′、0、0、1′)通过时间变换式变换后,却得到了两个运动时间,即T=2秒、T=1.25秒。这显然与“粒子P的每一个坐标(X、0、0、T)只能与原点O′一个运动时间T相对应”是矛盾的。
1.4、根据光速不变原理可以分析推导出:原点O′在S系中同时有两个坐标点的结论。
我们知道,自S系观测时,光子P的坐标P (X、0、0、T)具有唯一性。同理,自S系观测时,原点O′的坐标L(UT、0、0、T)也应该具有唯一性。然而,根据光速不变原理可以推导出:原点O′在S系中有两个坐标点的结论。这一结论与坐标L(UT、0、0、T)具有唯一性是矛盾的。我们不妨分析讨论一下这个问题。
对于原点O与原点O′两者之间的距离L来讲,自S系观测时,由于S′系原点O′的运动速度为U,因此原点O′到原点O的距离L=UT=0.6×30×2=36万千米。于是在S系中,原点O′的时空坐标L(36、0、0、2)。
然而,自S′系观测时,由于原点O′的坐标X′=0,光子P的运动时间T′=1秒,因此原点O′在S系中的运动距离L=A(X′+UT′)=A(0+0.6×30×2)即。
L===22.5万千米
于是原点O在S系中的时空坐标L(22.5、0、0、2),显然坐标L(22.5、0、0、2)与L(36、0、0、2)是两组不同的时空点。
综上所述,当S′系在S系中的运动速度 U=0.6C时,我们可以得到下面两个结论:
结论(1)、自S系观测,光子P的运动坐标P(60、0、0、2),自S′系观测,光子P的运动坐标P′(30′、0、0、1′)。两组坐标满足坐标具有唯一性的要求。
结论(2)、自S系观测,原点O′到原点O的运动坐标L(36、0、0、2),然而用原点O′坐标X′=0,经坐标式X=A(X′+UT′)变换后,得原点O′到原点O的运动坐标L(22.5、0、0、2),显然这两组坐标不满足唯一性的要求。这就是说,根据光速不变原理,原点O′在S系中同时有两组坐标点。由此可以确定:光速不变原理是错误的。
2、S系中静止物体的长度,会因为S′系在S系中运动速度U的变化而发生变化。
伽利略变换式和相对论变换式都可以根据下面的示意图解释。
Y Y′
UT′ P(X、0、0、T)
X′ P′(X′、0、0、T′)
O O′
UT X X′
X=VT
Z Z′
S系与S′系的坐标关系示意图
相对论推导“尺缩效应”时使用了两种方法。一种方法是:物体在在S′系中静止不动。另一种方法是:物体在在S系中静止不动。然而无论采用那一种方法,我们根据相对论变换式都可以分析推导出这样一个结论即:运动物体不仅具有“尺缩效应”,而且同时也具有“尺胀效应”。我们不妨利用相对论变换式来分析推导一下这一非常荒谬的结论。
2.1、当尺杆在S′系中静止时,根据相对论可以分析推导出 “尺胀效应”和“尺缩效应”。
2.1.1、当尺杆在S′系中静止时,尺杆在S系和S′系中的坐标。
假设一尺杆在S′系中是静止不动的,并且尺杆的A、B两端点在X′轴上,那么尺杆A、B两端点在S系中的坐标为PA(XA、0、0、T)、PB(XB、0、0、T),在S′系中的坐标为PA′(XA′、0、0、T′)、PB′(XB′、0、0、T′)。由于坐标P A与P A′两者都是尺杆的A端点,因此坐标P A(XA、T)与P A′(XA′T′)两者在数学关系上可以进行等效变换。即坐标XA与XA′通过坐标变换式可以进行等效变换。同理,坐标P B(XB、T)与P B′(XB′T′)两者在数学关系上也可以进行等效变换。
为了简化分析论述,我们假设在T=T′=0时刻,原点O、原点O′、尺杆A点三者重合,由此我们可以得到尺杆A、B两端点在S′系和S′系两者中的坐标。
自S系观测时,在T=0时刻,尺杆A、B两端点在S系中的初始坐标XA0=0、XB0=L(运动长度),而在T时刻,尺杆A、B两端点在S系中的运动坐标为
XA=UT
XB=UT+L
于是尺杆A、B两端点的运动长度L,此时等于尺杆A、B两端点的坐标差即L=XB—XA。
自S′系观测时,由于尺杆A点与S′系原点O′重合,又因尺杆在S′系中是静止的,因此尺杆A端点在S′系的坐标XA′=0,尺杆B端点在S′系的坐标XB′=L0′(尺杆固有长度)。
2.1.2、当S′系坐标为已知量,求解S系坐标时,根据相对论变换式可得到“尺胀效应”结论。
我们知道,坐标变换事实上就是根据一组已知坐标量求解确定另一组未知的坐标量。如果我们知道粒子P在S′系中的坐标P′(X′、0、0、T′),那么利用坐标变换式即可求解确定出粒子P在S系中的坐标P(X、0、0、T)。反之,如果我们知道粒子P在S系中的坐标P(X、0、0、T),那么利用坐标变换式即可求解确定出粒子P在S′系中的坐标P′(X′、0、0、T′)。
当我们自S′系观测时,那么尺杆A、B两端点在S′系中的坐标PA′(XA′、0、0、T′)、PB′(XB′、0、0、T′)就是已知的坐标量,此时我们求解确定是尺杆A、B两端点在S系中的坐标量。根据相对论变换式,我们可以得下面的关系式
L=XB—XA=—=
由上式得关系式L>L0′。由于上式中的L是尺杆A、B两端点在S系中的运动长度,而L0′是尺杆A、B两端点在S′系中的固有长度,因此根据上式可以确定:“运动物体的长度在运动方向上会出现彭胀效应”,即“尺胀效应”。这一结论与相对论的“尺缩效应”是矛盾的。
2.1.3、当S系坐标为已知量,求解S′系坐标时,根据相对论变换式可得到“尺缩效应”结论。
当我们自S系观测时,那么尺杆A、B两端点在S系中的坐标PA(XA、0、0、T)、PB(XB、0、0、T)就是已知的坐标量,此时我们求解确定是尺杆A、B两端点在S′系中的坐标量。根据相对论变换式,我们可以得下面的关系式
L0′=XB′—XA′=—=
由上式得关系式L<L0′。由于上式中的L是尺杆A、B两端点在S系中的运动长度,而L0′是尺杆A、B两端点在S′系中的固有长度,因此根据上式可以确定:“运动物体的长度在运动方向上会出现收缩效应”,即“尺缩效应”。事实上,相对论在分析推导“尺缩效应”时,就是通过这种方式进行的,然而相对论学者们在分析讨论“尺缩效应”时,只是片面地选用对自己有利的情况,从来不分析讨论对自己不利的情况。
综合上面的分析讨论可知,运动尺杆不仅具有“尺缩效应”,而且同时也具有“尺胀效应”。这两个矛盾的结果表明,相对论用已知S系观测值PA(XA、0、0、T)和PB(XB、0、0、T),求解确定出的PA′(XA′、0、0、T′)、PB′(XB′、0、0、T′)两点,与用已知S′系观测值PA′(XA′、0、0、T′)、PB′(XB′、0、0、T′),求解确定出的PA(XA、0、0、T)和PB(XB、0、0、T)两点,不是对应相同的两个点。由此可以确定:相对论变换式不能把尺杆的S系坐标等效地变换成S′系坐标。
2.2、当尺杆在S系中静止时,根据相对论可以分析推导出矛盾的结论。
2.2.1、当尺杆在S系中静止时,尺杆在S系和S′系中的坐标。
为了简化分析论述,我们假设在T=T′=0时刻,原点O、原点O′、尺杆A点三者重合,由此我们可以得到尺杆A、B两端点在S′系和S′系两者中的坐标。
自S系观测时,由于尺杆在S系中是静止的,因此尺杆A端点在S系的坐标XA=0,尺杆B端点在S系的坐标XB=L0(尺杆固有长度)。于是尺杆A、B两端点的固有长度L0,此时等于尺杆A、B两端点的坐标差,即L0=XB—XA。
自S′系观测时,在T′=0时刻,尺杆A、B两端点在S′系中的初始坐标XA0′=0、XB0′=L′(L′是尺杆相对于S′系的运动长度),而在T′时刻,尺杆A、B两端点在S′系中的运动坐标为
XA′=—UT′
XB′=L′—UT′
于是尺杆A、B两端点相对于S′系的运动长度L′,此时等于尺杆A、B两端点的坐标差即L′=XB′—XA′。
2.2.2、当S′系坐标为已知量,求解S系坐标时,根据相对论变换式可得到“尺缩效应”结论。
我们知道,坐标变换事实上就是根据一组已知坐标量求解确定另一组未知的坐标量。如果我们知道粒子P在S′系中的坐标P′(X′、0、0、T′),那么利用坐标变换式即可求解确定出粒子P在S系中的坐标P(X、0、0、T)。反之,如果我们知道粒子P在S系中的坐标P(X、0、0、T),那么利用坐标变换式即可求解确定出粒子P在S′系中的坐标P′(X′、0、0、T′)。
当我们自S′系观测时,那么尺杆A、B两端点在S′系中的坐标PA′(XA′、0、0、T′)、PB′(XB′、0、0、T′)就是已知的坐标量,此时我们求解确定是尺杆A、B两端点在S系中的坐标量。根据相对论变换式,我们可以得下面的关系式
L0=XB—XA=—=
由上式得关系式L0>L′。由于上式中的L0是尺杆A、B两端点在S系中的固有长度,而L′是尺杆A、B两端点相对于S′系的运动长度,因此根据上式可以确定:当观测者在运动中观测静止物体长度时,那么物体长度同样会出现“尺缩效应”。然而这一结论是非常荒谬的。
我们知道,当物体在一定温度下静止不动时,无论它是收缩,还是彭胀必需有外力作功才行。如果没有外力作功,那么物体的长度是不会发生变化的。由于物体在S系中的静止长度L0与其它物体运动速度U的大小无关,因此当我们用某一个运动粒子做参考系时,那么物体在S系中的静止长度L0不会因为该粒子在地面上的运动速度快慢而有任何变化。
2.2.3、当S系坐标为已知量,求解S′系坐标时,根据相对论变换式可得到“尺胀效应”结论。
当我们自S系观测时,那么尺杆A、B两端点在S系中的坐标PA(XA、0、0、T)、PB(XB、0、0、T)就是已知的坐标量,此时我们求解确定是尺杆A、B两端点在S′系中的坐标量。根据相对论变换式,我们可以得下面的关系式
L′=XB′—XA′=—=
由上式得关系式L0<L′。由于上式中的L0是尺杆A、B两端点在S系中的固有长度,而L′是尺杆A、B两端点相对于S′系的运动长度,因此根据上式可以确定:当观测者在运动中观测静止物体长度时,那么物体长度就会出现膨胀效应”,即“尺胀效应”。这一结论同样是非常荒谬的。
综合上面的分析讨论可知,当物体在S系中静止,而观测者在S系中运动时,根据相对论变换式可以分析推导出两个非常荒谬的结论即,当我们用某一个粒子做参考系时,那么地面上静止物体的长度会因为该粒子在地面上的运动速度快慢而发生变化。
3、当尺杆在S系和S′系两者中同时运动时,根据相对论变换式可以得到互相矛盾的结论。
伽利略变换式和相对论变换式都可以根据下面的示意图解释。
Y Y′
UT′ P(X、0、0、T)
X′ P′(X′、0、0、T′)
O O′
UT X X′
X=VT
Z Z′
S系与S′系的坐标关系示意图
3.1、固有长度L0在S′系中的运动长度L′=XB′—XA′
假设S系和S′系都是惯性系,其中S′系在S系中以速度U沿正X轴方向运动。设尺杆在S′系中以速度匀速运动,其中尺杆A、B两端点在S系中的时空坐标为MA(XA、0、0、T)、MB(XB、0、0、T),在S′系中的时空坐标为MA′(XA′、0、0、T′)、MB′(XB′、0、0、T′)。
对于S′系和尺杆两者来讲,如果尺杆固有长度为L0,那么由于尺杆在S′系中以速度匀速运动,因此根据相对论“尺缩效应”观点,自S′系观测时,尺杆在S′系中的运动长度L′小于尺杆的固有长度L0 。
假设在T=T′=0时刻,原点O、原点O′、尺杆A点三者重合。对于尺杆A端点来讲,由于尺杆在S′系中以速度匀速运动,因此尺杆A端点在S′系的运动坐标为XA′=V′T′。对于尺杆B端点来讲,在T′=0时刻,由于尺杆B端点的初始坐标为XB0′=L′(尺杆在S′系中的尺缩长度),因此尺杆B端点在T时刻的运动坐标XB′=V′T′+L′。于是自S′系观测,尺杆A、B两端点在S′系中的坐标差XB′—XA′=L′。此时尺杆运动长度L′与固有长度L0之间的关系为
L′=XB′—XA′=
3.2、当S′系坐标为已知量,求解S系坐标时,根据相对论变换式可得到“尺胀效应”结论。
由于尺杆在S系中是以速度V匀速运动的,因此尺杆在S系中的运动长度L,应该等于尺杆A、B两端点在S系中的坐标差即L=XB—XA。当我们自S系观测时,在T=0时刻,尺杆A、B两端点在S系中的初始坐标XA0=0、XB0=L(S系中的尺缩长度),在T时刻,根据相对论变换式,尺杆A、B两端点在S系中的运动坐标XA、XB为:
= =
把上面两式相减后得关系式
L=XB—XA=
由于尺杆在S系中的运动速度V大于尺杆在S′系中的运动速度V′,根据相对论“尺缩效应”理论,尺杆在S系中的运动长度L应该小于尺杆在S′系中的运动长度L′即L<L′。然而上式中的运动长度L却大于运动长度L′,即L>L′。由此可见,根据相对论变换式推导出的上式却与相对论“尺缩效应”理论相矛盾。
3.3、当S系坐标为已知量,求解S′系坐标时,根据相对论变换式可得到“尺缩效应”结论。
由于上式中的L′是尺杆固有长度L0在S′系中的运动长度,因此把尺杆固有长度L0与运动长度L′的关系式,即L′=。代入上式得
L=XB—XA=
上式中的速度U是S′系的运动速度,而速度则是尺杆在S′系中的运动速度。由上式可知,尺杆在S系中的运动长度L究竟属于“尺缩效应”,还是属于“尺胀效应”完全取决于速度U的大小。当速度>U时,由于L0<L,因此自S系观测时,尺杆固有长度L0会发生“尺胀效应”。然而当速度<U时,由于L0>L,因此自S系观测时,尺杆固有长度L0会发生“尺缩效应”。
我们知道,无论物体是收缩,还是彭胀必需要有外力作功才行。如果没有外力作功,那么物体的长度是不会发生变化的。由于物体在S系中的运动长度L与其它粒子速度U的大小无关,因此当我们用某一个运动粒子做参考系时,那么物体在S系中的运动长度L决不会因为该粒子在S系中运动速度U的大小而发生任何变化。由此可以确定:根据相对论变换式推导出的上式的错误的。
4、“运动的时钟会变慢”这一说法,在逻辑上的矛盾。
伽利略变换式和相对论变换式都可以根据下面的示意图解释。
Y Y′
UT′ P(X、0、0、T)
X′ P′(X′、0、0、T′)
O O′
UT X X′
X=VT
Z Z′
S系与S′系的坐标关系示意图
4.1、事件P1、P2发生的时间间隔在数值上具有唯一性。
假设S系中有SA、SB两个速度不同的惯性系,其中SA、SB两系在S系中的运动速度分别为VA、VB。如果在S系原点O处,有一静止的铯原子钟,在SA、SB两系原点OA、OB处分别有一相同的铯原子钟。
假设事件P1、P2是在S系同一地点先后发生的两个事件。我们可以在S、SA、SB三个惯性系中同时观测事件P1、P2所发生的时间间隔。如果自S系中观测,那么事件P1、P2在S系中所发生的时间间隔为△T0,即△T0=T2—T1。如果自SA系观测,那么事件P1、P2在SA系中发生的时间间隔为△TA,即△TA=TA2—TA1。如果自SB系观测,那么事件P1、P2在SA系中发生的时间间隔为△TB,即△TB=TB2—TB1。由于事件P1、P2发生的时间间隔,无论在S、SA、SB三个惯性系中的那一个惯性系观测,其时间间隔都应该具有唯一性,因此时间间隔△T0、 △TA、△TB三者在数值上都具有唯一性。
4.2、相对论关于时间变换的看法。
由于事件P1、P2是在S系同一地点先后发生的,因此根据相对论对固有时间(原时)的定义,自S系中观测到的时间间隔△T0为事件发生的固有时间,而自SA、SB两系中观测到的时间间隔△TA、△TB为事件发生的时慢时间。根据相对论变换式和 “运动钟变慢”的理论,固有时间△T0与时慢时间△TA、△TB两者在数学上的变换关系为
△TA= △TB= (A)
由于SA、SB两系在S系中的速度VA、VB不相等,因此根据S系固有时间△T0所确定出的SA、SB两系的时间间隔△TA、△TB是不相等的。由于△TA>△T0、△TB>△T0,因此自S系看来SA、SB两系中观测到时间具有时间彭胀效应(即时慢效应)。
4.3、相对论“运动的时钟会变慢”的说法,在逻辑上会产生无法解释的矛盾。
为了看清相对论时间变换式的矛盾性,我们不妨把前面的时间间隔△T0、△TA、△TB三者,在逻辑关系上再重新明确一下。对于事件P1、P2所发生的时间间隔来讲,△T0是自S系观测到的时间间隔,△TA是自SA系观测到的时间间隔,△TB是自SB系观测到的时间间隔。由于事件P1、P2的发生具有唯一性,因此△T0、△TA、△TB三者在数值上都具有唯一性。根据相对论变换式和 “运动钟变慢”的理论,△T0与△TA、△TB两者之间的数值变换关系为前面的(A)式
下面我们来看一下相对论在时间变换问题上的矛盾性。
当我们自S系观测时,由于 S系是静止的,而SA、SB两系则是运动的,因此时间间隔△T0与△TA、△TB两者之间的数值变换关系为前面的(A)式。此时按照相对论“运动钟变慢”的理论,自S系看,SA、SB两运动系的钟变慢了。
然而,当我们自SA、SB两系观测时,那么SA、SB两系是静止的,而S系则是运动的。按照相对论“运动钟变慢”的理论,自SA、SB两系看,S系的钟变慢了。由于我们自SA、SB两系所观测到的时间间隔分别△TA、△TB,因此根据相对论的时间变换式,△T0与△TA、△TB两者之间的数值变换关系应该为
△T0= △T0= (B)
把(A)式代入上面式得下面的关系式
△T0= △T0= (C)
根据相对论时间变换式推导出的上面两个关系式存在着两个矛盾。
矛盾(1)、利用SA、SB两系观测到的时间间隔
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