引入单位时间去处理相对论的时间问题

                      ——当量的关系

志勰


我在这个网站中提出的相对论时间悖缪这个说法,其主要的依据是在相对论的时间观念中引入单位时间的概念,即通常所说的单位时间的一秒。如果将单位时间看作一个事件,看作和普通的物质运动变化相同的一个事件。在两个参照系中,它也要满足相对论对两个惯性参照系间的时间关系。

一个关键的问题是两个惯性参照系中的时间计量问题。大家都知道,这是采用物质某种运动的周期来对时间进行计量的。如果我们采用这种物质运动的周期来作为时间的计量标准,那么,在实际检测上,两个参照系中的时间问题就依赖于两个惯性参照系中计量时间的周期问题。两种参照系中的时间计量的周期是否存在差异,是这个问题的关键。另一个问题是我们采用何种科学体系去检验的问题。

在我思考这个问题的过程中,如果两个参照系中的计量时间的周期存在不同,首先是想采用当量的方法对这个问题进行检验的。这种方法是将时间看作一种绝对的时间。这种方法不是没有依据的。举一个简单的例子来说,国家与国家之间的货币存在一种换算的单位,比如一美元和一元人民币,同样都是一元的单位,但其中的换算关系却是1比8左右。在两个不同的国家,两种货币的单位是不能混用的。时间单位的问题虽然和这个问题存在不同,但也有相似的地方。

两个问题相似的地方:两个参照系中物质运动变化的周期是不能通过实验进行检验的。我们现在已经确定了绝对时空观对此的描述是不正确的,现在最普遍的描述方法是采用相对论的描述方法,普遍认为,这个理论对于解决两个参照系间的问题是合理的方法。但是,相对论也只提供两个参照系间的时间关系,不能提供两个参照系间时间的合理检验方法,比如我在这里所说的时间单位。相对论确定了两个参照系间的时间具有同时的相对性。我们不能对事件运行的周期进行测量。

两个问题相似的地方:两种货币是两个不同的经济领域,其中货币的作用是经济流通的作用,其表现的方式是衡量两个领域的经济单位兑换率。如果我们采用相对论来看待时间问题,光速不变的假设赋予不同参照系的空间不同的属性,在相同的参照系中空间的属性有相同的结论,那么时间的属性也是相同的。形成此的原因 我把它看作物质和空间的相互作用。两个不同的参照系中物质的运动和空间相互作用是不同的。对于这种不同,我个人认为需要引入单位时间的换算关系来对这个问题进行处理。现行的相对论中对这个问题没有处理,两个不同的参照系所采用的时间单位都是采用秒作为计量单位。并且,在两个参照系中,时间的单位秒的本身没有区别。换句话说,相对论的时间单位反映在时间计量上,都是采用和物质运动无关的一秒来对整个的所有参照系进行计量。并且没有提供不同参照系中的时间单位为一常数的证明。(关于这个问题,您可以参见时间的测量)

尽管相对论在很多地方都应用了相对性的原理,但是在时间单位上为何采用绝对的呢?这是一个很让人生疑的问题。

我们只要假设在不同的参照系间引入不同的时间单位,如果我们依据相对论对物质运动处理的方法,确定物质运动速度和时间存在相对论中的不同惯性参照系间的时间关系,那么,单位时间也要满足相对论关于两个惯性参照系间的时间关系。

我们发现,这样的结果是和牛顿力学的绝对时间具有等效性的计量方法,我们完全可以将相对论的时间观念当作牛顿力学中的时间观念。两者是没有区别的,并具有等效性。

我必须说明一下,不论是何种对时间单位的看法,是我刚才说的这种引入单位时间的看法,还是相对论的看法,都不能解决两个惯性参照系间的时间单位问题。不能采用试验进行实证。因为两个惯性参照系间的内在的逻辑联系我们是未知的,相对论只是基于光速不变的假设而建立的这种关系,在相对论中并没有时间单位的定义。两个惯性参照系间的时间单位仅能看作经验约定。并且,相对论给与任意两个惯性参照系中的时间单位一恒定的常值,这是没有根据的。我们不论从理论上还是从实践中,至少到目前为止,都不能建立两个参照系间实际测量的时间单位(物质运动周期)间的关系。相对论确立了在不同惯性参照系中的同时的相对性,这也给这个问题增加了一定的难度。另一个问题是必须在高速的情况下才有较为明显的数值差异,这也是检测困难的原因之一。

相对论的相对性的原理虽然可以确定两个惯性参照系的地位是等同的,也可以确定任何一个惯性参照系都可以作为时间测量的标准,但是,从这一任意的标准参照系去进行实际观测另一个惯性参照系的时间,我们没有任何的理由确定这两个参照系中的时间单位一秒就是确定的恒值,而没有差异。这个问题也是我们不能忽略掉的问题。

鉴于如上的原因,对这个问题,我建议引入单位时间的概念,即建立两个惯性参照系单位时间的当量关系。当然,如果做这种变动的话,空间概念也必须作相应的变动。

志勰

2000.8.7