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再论时空坐标的现实基础
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广告招租,e-mail:yesize@hotmail.com 四维时空坐标建立的现实基础是将时间当作事件序列。 爱因斯坦认为:“我们看来,个人的经验是排成了序列的事件;我们所记得的各个事件在这个序列里看来是按照“早”和“迟”的标准排列的,而对于这个标准则不能再作进一步的分析了。所以对于个人来说,就存在着“我”的时间,也就是主观的时间,其本身是不可测度的。其实我可以用数去和事件如此联系起来,使较迟的事件和较早的事件相比,对应于较大的数;然而这种联系的性质却可以是十分随意地。将一只时计所指出的事件顺序和既定事件顺序的顺序相比较,我就能用这支时计来确定这种联系的意义。我们将时计理解为供给一连串可以计数的事件的东西,它并且还具有一些我们以后会说到的其它性质”。 0 Y Y S S X x
因光速“不变”,与参考系无关,因此事件与事件之间的联系就通过光速准确表达。因此同时性的确定就通过两种方法达到:一是使空间位置重合;二是通过光将空间位置不重合的不同对象联系。如上图:设S系与S系中的时空坐标分别为(x,y,z,t)和(x,y,z,t),其中x轴 x轴重合,y和z 轴分别y和z轴平行,S系相对S系沿x方向以匀速v运动,把钟调到t=0时t=0,且这时二系原点重合,即x=x=0。 不同位置同时性的联系有两种:对于同一惯性系,通过し=ct将不同位置转换为同时;对不同惯性系,通过し=ct联系。 爱因斯坦是这样表达的:为了测定时间,曾经假定在某处有时计U,相对于S保持静止,然而如果事件到时计的距离不应忽略,就不能用这只时计来确定事件的时刻;因为不存在能用来比较事件时刻和时计时刻的“及时讯号”,为了完成时间的定义,可以使用真空中光速恒定的原理。假定在S系各处放置同样的时计,相对于S保持静止,并按下列安排校准,当某一时计Um指着时刻tm时,从这只时计发出光线,在真空中通过距离rmn到达时计Un;当光线遇着时计Un的时刻,使时计Un对准到时刻tn=tm+rmn/c。光速恒定原理于是断定这样校准时计不会引起矛盾。用这样校准好的时计就能指出发生在任何时计近旁的事件的时刻。 对同一惯性系,设一道光线从S中一点p1穿过真空通往另一点p2(光锥理论),如果r是两点间测得的距离,则光的传播必须满足方程 r =c△t 如果取方程两边的平方,用坐标差△xv表示r2,则可写出 ∑(△xv))2-c2△t2=0 以代替原来的方程,这个方程将光速恒定原理表示成相对于S的公式。不论发射光线的光源怎样运动,这个公式必须成立。 相对于S也可考虑光的相同的传播问题,光速恒定原理在这个情况下也必须满足。因此对于S,有方程 ∑(△xv))2-c2△t2=0 对于从S到S的变换,以上两方程必须彼此相一致。体现这一点的变换将成为“洛伦兹转换”。 五维时空坐标建立的基础是这样表达:过程的规定性表现为不同存在者过程长短的不同以及过程产生、经历与消亡的先后不同,所以不同存在者的过程又是有差别的过程。过程的规定性人们用时间加以描述。所以时间的本质是存在者所经历过程的长短或起止点的规定性。显然这种表达是正确的。而爱因斯坦的表达不正确。 因任何存在者相对运动速度的可变性,所以没有任何速度能直接准确转换同时性。因此,四维时空坐标同时性的表达有严重缺陷。不同存在者在坐标中的同时性表达只有取消中介才能准确表达。况且光具有波粒二相性,因此分析光必须以“束”为分析对象,而不能以“点”分析对象,以“点”光分析,就事实上否定了光的波动性。而作为时刻同时性转换中介的恰恰是“点”光,从而忽略多普勒效应。迈克尔逊-莫雷实验就没有考虑多普勒效应。 牛顿的时空观如下: “绝对空间,就其本性而言,与任何外部事物无关,它总是相同的和不可动的。相对空间是绝对空间的某个可动的部分或量度……” “绝对的、真实的和数学的时间自身在流逝着,而且因其本性均匀地、与任何外部事物并不相关地流逝着,它又可以叫做延续性。相对的、表观的和普通的时间是延续性的一种可感知的、外部的(无论是准确的或不均匀的)借助运动来进行的量度,我们通常就用它来代替真实时间,例如一小时、一个月、一年。” 总之,牛顿认为绝对空间和绝对时间是客观存在的、与运动和物质无关的东西。物体就在这空虚的绝对空间之内,就在这均匀流逝的绝对时间只种永恒地运动者。 惯性系是相对于绝对空间静止或做匀速直线运动的参考系。
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