相对论的时间悖谬

志勰

关键词:时间悖谬、时间单位

[简介]在观测的基础上,引入时间单位导致的相对论时间观念的矛盾。


     在相对论中,有一个和时间观念相关的关系xdldshjbm-1.gif (1018 字节),它表明在观测惯性参照系和被观测惯性参照系中的时间变换关系。

两个惯性参照系中,时钟所计量的时间单位间的关系

     相对论采用钟表在两个惯性参照系中的走时来对这种时间观念进行描述的时候,通常是这样进行描述的,当静止参照系中的钟表走时为t时,在观测参照系看来,运动参照系的钟表的走时为xdldshjbm-2.gif (970 字节)。那么,我们根据这种钟表运动的规律,可以得到,当在静止参照系中,物质周期性的运动完成t个周期的时候,可以观测到在运动参照系中,完全相同的周期运动只能完成xdldshjbm-2.gif (970 字节)个周期。

     我们对物体运动过程所经过的时间都是通过这种时间计量工具来完成的,我们如果将物体运动的一个周期看作一个时间单位,那么在静止的观测参照系中和运动参照系中则存在两种时间单位,t和xdldshjbm-2.gif (970 字节),这是由两个惯性参照系中的时间计量工具计量的结果所决定。通过这种实验观测的方法我们可以建立两种惯性参照系之间的时间单位的关系,这一点是由这种思想实验证实的。通过这种“客观事实”(因为相对论是假想的实验),我们可以得到静止参照系中的1个时间单位t等于运动参照系中xdldshjbm-2.gif (970 字节)个时间单位。

相对论时间计量上的理论分歧疑点

     相对论在处理不同惯性参照系之间的这种物质运动变化的周期发生的变化,它是将这种现象当作时间膨胀来处理的。通俗的说是将两个不同惯性参照系中的时钟所运动的一个周期当作相同的一个周期来处理的。这样处理存在如下的疑点:

     1、时间计量工具的问题。

     既然在静止参照系中,可以观测到它本身时钟运动的周期和运动参照系中的时钟运动的周期不同,那么为什么当作一个相同的周期进行处理?从科学的角度上来说,我们直接观测到了两个惯性参照系中的物质运动的周期存在不同,我们有理由通过我们手中的校验时间的工具对运动参照系的时间进行校验。进行这种校验,毫无疑问,两个惯性参照系中的时间单位存在xdldshjbm-1.gif (1018 字节)的关系。

     2、处理方法上的问题

     对于物质的热胀冷缩效应,物体的体积随着温度的升高而物体的体积变大,和温度成线性关系。不同温度状态下的标尺也会发生热胀冷缩的效应。但是我们对这个问题的处理,不是在观测的基础上采用空间在不同温度状态下的空间尺度发生改变、发生膨胀,而是采用物体本身的属性存在热胀冷缩的效应。

     那么,对于不同惯性参照系之间时间计量工具间存在的“时间膨胀”现象,我们在实验观测的基础上,也不能找出任何的理由,来确认是由于时间膨胀所造成的时间计量工具之间存在周期不同。反而恰恰相反,在实验观测的基础上,我们应该建立两个不同惯性参照系之间时间单位的关系。

相对论的时间悖谬

     1、如果我们对不同惯性参照系建立了时间单位的关系,确认在两个参照系的时间计量工具在一个单位的周期上存在xdldshjbm-1.gif (1018 字节)。那么在两个不同的惯性参照系之间,则不会发生任何的时间膨胀现象。因为两个惯性参照系的两种时间计量工具所计量的时间,虽然在两个时间间隔之间计量的数值是不同的,但是其计量的时间总量是相同的。相对论的时间观念不成立。

     2、如果我们不通过实验观测的方法建立这种时间单位间的计量关系,那么假设相对论不同惯性参照系之间的时间关系遵守xdldshjbm-1.gif (1018 字节)的规律。即存在时间膨胀效应。可是由于所处理的是两个不同惯性参照系之间的时间关系,在两个不同惯性参照系之间,我们必须通过观测的方法进行校验时间标准,两个惯性参照系之间走时的计量工具是否标准。如果我们确认在两个惯性参照系之间所采用的计量时间单位的标准是相同的,即计量时间单位的秒在两个惯性参照系之间可以通用,那么当在静止参照系中一个钟表走时为一秒的时候,另一个惯性参照系之间的时间计量工具必然也为一秒,否则两个惯性参照系的时间单位必然不能通用,即时间计量单位是不同的。经过校验后的两个惯性参照系之间的时间计量工具,所计量的任两个时刻之间的时间,其走时数量必然是相同的。不遵守xdldshjbm-1.gif (1018 字节)的规律。相对论的时间观念仍然不能成立。

相对论时间悖谬的适用范围

    只要相对论的时间观念在两个惯性参照系导致的时间膨胀现象是可观测的,则这个时间悖谬成立。

相对论时间悖谬的意义

    相对论的两个惯性参照系之间的时间观念中的时间单位,都是建立在日常生活中的经验感觉,没有给与时间单位合理的定义。而是间接的采用相同的物质运动进程的等效性。但这不能作为时间单位是相同的依据。因为不同惯性参照系之间的物质存在的属性和力学环境存在不同,相对论的质速关系可以作为证据。那么,相对论建立的两个惯性参照系之间的xdldshjbm-1.gif (1018 字节)关系则存在时间单位的纰漏。将时间单位的定义问题考虑进去,这种矛盾导致的相对论的时空体系则不成立。

    如果在相对论中建立不同惯性参照系之间时间单位的关系,单位时间在不同的惯性参照系之间遵守xdldshjbm-1.gif (1018 字节),则相对论和牛顿力学在时间的观念上是相同的描述结构体系。

    如果不建立时间单位的关系,将确定物质运动周期的相同看作时间单位的相同。那么,这样的时间单位没有依据。(或者说不排除周期运动的力学属性差异,如果时间观念建立在这样的基础上,则不能对不同惯性参照系之间的时间的数与量进行比较。)

2001年12月2日