高中物理 第十五章 相对论简介 3 狭义相对论的其他结论 论狭义相对论存在的缺陷素材 新人教版选修3-4.doc

3 狭义相对论的其他结论论狭义相对论存在的缺陷 摘要：现在，我们有充分的事实和理由认为，狭义相对论存在缺陷。如果真是这样的话，狭义相对论将被我们否定。所以我们把这些缺陷指出来，则意义重大。科学界对狭义相对论质疑的研究，主要集中在二个方面，一：对光子静止质量为零推论的质疑，现在的很多科学实验证明光子的静止质量不为零。二：对“不可能有超光速” 推论的质疑的研究，这些研究成果，人们不足以否定狭义相对论。我们研究狭义相对论中的基本理论，我们并在其中得出相互矛盾的结论,这使得我们能够完全否定定狭义相对论，为我们能够建立新的时空理论，打下牢靠的基础关键词：狭义相对论； 洛伦兹变换； 惯性系 对车厢中小球运动的时间的研究众所周知，由狭义相对论的两个基本假设可推导出洛伦兹变换，以洛伦兹变换也可推导出和狭义相对论的三个定理,洛伦兹变换和狭义相对论的时空变换公式是相同的。 我们通过在直线匀速运动火车车厢中做小球发射实验，来证明狭义相对论或洛论兹变换存在着巨大的矛盾。在证明前，我们必须了解一下洛论兹变换，它的公式为： 在一以速度v行驶的火车厢中，在车厢中点位置设置一个向前门连续发射小球的装置，在与车厢静止的动系中在方向每隔一秒钟向前门发射一个小球，小球每次从发射到该球到达前门所用的时间在动系中都为一秒，求该装置从发射第一球到第一万只球到达前门在静系中观测到的所用的时间？看下图（1）。 （1） 设在动系中的中点向前门发射第一球的时空坐标为（，对应的静系中我们观测到的中点向前门发射第一球的时空坐标为（，在动系中第一球到达前门的时空坐标为（，对应的静系中的第一球到达前门的时空坐标为（，在动系中， s设在动系中的从中点发射的第一万只球到达前门的时空坐标为（，对应的静系中的第一万只球到达前门的时空坐标为，在动系中，s s为秒。对以上问题求解的一个方法是，以在静系中我们观测到的第一万只球到达前门的时刻，减去在静系中我们观测到的第一球发射时的时刻，就得出在静系中我们观测到的从发射第一球到第一万只球到达前门所用的时间。在静系中我们观测到的第一万只球到达前门的时刻和第一球发射时的时刻分别为： s我们对以上问题求解的另一个方法是，因为我们在静系中观测到车厢中每一次发射小球从发射到到达前门所用的时间是相同的，我们用我们在静系中观测到的车厢中第一球从发射到这个球到达前门所用时间,乘以一万，就得出我们在静系中观测到的车厢中中点从第一球发射到第一万只球到达前门所用的时间。10000s我们对比用两个方法计算出的时间值，它们不相等。根据狭义相对论或洛论兹变换,我们求出的两个方法得出的在在静系中观测到的从发射第一球到第一万只球到达前门所用的两个时间值应该是相等的，但实际上，它们并不相等。由于物理定理实行的是一票否决制度，即无论那一个物理定理多么完美，无论它能解释多少已知的物理现象和预测多少未知的物理现象，只要有一个实验和事实证明它是错误的，它就是错误的。根据这些可知，狭义相对论或洛论兹变换存在着巨大的矛盾和错误。如果我们不考虑狭义相对论或洛论兹变换，上面的两个基本的计算时间的方法是正确的，我们为了保证以上两个方法求出的时间值相等，必须让静系中观测到的动系中物体运动的任一时刻与物体处在动系中的位置无关。我们根据这些，并参考在飞机上的时间实验可得：在动系中存在一时刻 我们在静系中观测到的时刻为： 公式（1），动系中存在另一时刻，我们在静系中观测到的两时刻的时间间隔为： 公式（2）上面的理论和公式说明，动系中的一个时刻，必然对应着静系中的一个时刻。由此可得出，我