統(tǒng)一場(chǎng)論能推導(dǎo)出尺縮鐘慢嗎?
今天繼續(xù)回答網(wǎng)友的提問(wèn),有網(wǎng)友問(wèn)我:
“張祥前,你帶來(lái)的統(tǒng)一場(chǎng)論給出了時(shí)間的物理定義,相對(duì)論中主要就是講述時(shí)間和空間的,最關(guān)鍵的結(jié)論是尺縮鐘慢,你的統(tǒng)一場(chǎng)論能不能推導(dǎo)出尺縮鐘慢?”
統(tǒng)一場(chǎng)論給出了時(shí)間的物理定義,通過(guò)這個(gè)時(shí)間物理定義,可以推導(dǎo)出相對(duì)論中的尺縮鐘慢。
統(tǒng)一場(chǎng)論給出的時(shí)間物理定義:
宇宙中任何物體【包括我們觀察者的身體】周?chē)臻g以物體為中心、以光速c向四周發(fā)散運(yùn)動(dòng),而光是靜止于空間中被空間這種運(yùn)動(dòng)帶著向外跑的,空間這種運(yùn)動(dòng)給我們觀察者的感覺(jué)就是時(shí)間。
為了描述空間本身的運(yùn)動(dòng),我們可以把空間分割成許多小塊,每一個(gè)小塊叫空間點(diǎn),通過(guò)描述空間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),就可以描述空間本身的運(yùn)動(dòng)。
在相對(duì)論中,用從光源發(fā)出的光束來(lái)代替空間點(diǎn)。
統(tǒng)一場(chǎng)論認(rèn)為,一切物體【包括光源】周?chē)臻g總是以光速向四周發(fā)散運(yùn)動(dòng),而光子是靜止在空間中,隨空間一同以光速運(yùn)動(dòng)。
如果我們認(rèn)為光是波,光子就改為波前,如果認(rèn)為光是粒子,波前就應(yīng)該改為光子。
在以上假設(shè)中,認(rèn)為物體周?chē)臻g時(shí)刻以光速向四周發(fā)散運(yùn)動(dòng),如果沒(méi)有光子和光波,光子或者光波所在的空間位置也以同樣的方式在運(yùn)動(dòng),所以,光子【或者波前】可以用空間點(diǎn)來(lái)代替。我們可以用空間點(diǎn)來(lái)代替相對(duì)論中的光子。
由空間點(diǎn)概念,可以由時(shí)間物理定義得到一個(gè)推論:
時(shí)間t和觀察者周?chē)粋€(gè)空間點(diǎn)p以光速c走過(guò)的路程r成正比。
時(shí)間的量t與光速c運(yùn)動(dòng)空間的位移量r成正比,也就是:
r = c t
如果把空間點(diǎn)換成光子【或波前】,則:時(shí)間t和觀察者周?chē)粋€(gè)光子【或波前】p以光速c走過(guò)的路程r成正比。
現(xiàn)在設(shè)想一艘外星人飛船,以接近光速向我們地球飛來(lái)。
飛船內(nèi)部,在0時(shí)刻,外星人發(fā)現(xiàn),一束光【如果光是粒子,就叫光子,如果是波,就叫波前,如果沒(méi)有光子、光波,就是單純的空間點(diǎn)】從o點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過(guò)了t’時(shí)間,到達(dá)A點(diǎn)。
而在我們地球人看來(lái),在0時(shí)刻,一束光【或叫光子、波前、空間點(diǎn)】從o點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過(guò)了t這么長(zhǎng)的時(shí)間,到達(dá)A點(diǎn)。并且,AO的方向和飛船的飛行方向垂直。

這樣外星人認(rèn)為,光束【或叫光子、波前、空間點(diǎn)】在時(shí)間t’內(nèi)從O點(diǎn)走到A點(diǎn),以光速?c走了a這么遠(yuǎn)的路程。
而地球觀測(cè)者認(rèn)為,光束【或叫光子、波前、空間點(diǎn)】在時(shí)間t內(nèi)從O點(diǎn)出發(fā)到達(dá)A點(diǎn),?走了d =√(a2+ v2t2)這么遠(yuǎn)的路程,因?yàn)榈厍蛴^察者看到飛船以速度v沿OA垂直方向在運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)前面的時(shí)間的物理定義,觀測(cè)者所測(cè)得的時(shí)間與它周?chē)臻g中某個(gè)空間點(diǎn)【或叫光束、光子、波前】所走過(guò)的路程成正比。
這樣說(shuō)來(lái),則下式成立:
d/a = t/t’?
將上式變形為:
d/t = a/t’?
這樣,外星人認(rèn)為飛船內(nèi)的光束【或叫光子、波前、空間點(diǎn)】在t’這段時(shí)間內(nèi)以一個(gè)恒定的速率c走了a這么遠(yuǎn)的路程,。
而地球觀測(cè)者認(rèn)為這光束【或叫光子、波前、空間點(diǎn)】走了d =√(a2+ v2t2)這么遠(yuǎn)的路程,雖然比外星人測(cè)得的路程要長(zhǎng),但相應(yīng)地所用時(shí)間也延長(zhǎng)了-----因?yàn)橛^測(cè)者測(cè)量的時(shí)間與他周?chē)臻g中某一個(gè)空間點(diǎn)【或叫光束、光子、波前】走過(guò)的路程成正比,所以該空間點(diǎn)【或叫光束、光子、波前】的速率c在地球觀察者和外星人看來(lái)是個(gè)不變的常數(shù).
以上的常數(shù)c就是光速,這就解釋了光速為什么會(huì)相對(duì)于地球觀察者和外星人的數(shù)值不變。
以上所描述的同一事件(就是一個(gè)空間點(diǎn)【或叫光束、光子、波前】從O點(diǎn)出發(fā)到達(dá)A點(diǎn)這件事),外星人認(rèn)為用了時(shí)間t’,而地面觀察者認(rèn)為用了時(shí)間t,?由于t大于t’,這在形式上符合相對(duì)論中觀點(diǎn):
運(yùn)動(dòng)的觀察者(相對(duì)于飛船中的O點(diǎn)而言,如果沒(méi)有飛船,運(yùn)動(dòng)的結(jié)果不能確定,描述運(yùn)動(dòng)就沒(méi)有意義)所測(cè)得的時(shí)間延長(zhǎng)。但在數(shù)量上和相對(duì)論是否一致呢??我們?cè)賮?lái)詳細(xì)的分析一下。
由于:d/t = a/t’= c(常數(shù)光速)
(√a2+ v2t2?)/ t = c
a2+ v2t2?= c2t2
a2?= c2t2(1-v2/c2)
(ct’)2?= c2t2(1-v2/c2)
t’2?= t2(1-v2/c2)
t’?= t√(1-v2/c2)
從以上分析來(lái)看,?運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)者的時(shí)間延長(zhǎng)在數(shù)量上和相對(duì)論是一樣的。
相對(duì)論的尺縮效應(yīng),是鐘慢效應(yīng)的推導(dǎo),只要鐘慢現(xiàn)象真實(shí)存在,尺縮效應(yīng)就一定真實(shí)存在,統(tǒng)一場(chǎng)論中這種推導(dǎo)和相對(duì)論是一樣的。
相對(duì)論的空間收縮,空間里面的物體同樣收縮,但是,和物體一同運(yùn)動(dòng)的觀察者認(rèn)為物體沒(méi)有變化。這個(gè)是一種運(yùn)動(dòng)、觀察者效應(yīng)。
一艘外星人飛船,外星人認(rèn)為有10米長(zhǎng),以接近光速向我們地球飛來(lái),我們地球人認(rèn)為飛船只有一米長(zhǎng),究竟哪一個(gè)人看法是正確的?
其實(shí)兩個(gè)看法都是正確的,為什么出現(xiàn)這種情況?空間長(zhǎng)度的測(cè)量與觀察者的運(yùn)動(dòng)有關(guān),空間和時(shí)間都不是絕對(duì)的,需要觀察者來(lái)描述、確定。
可以說(shuō),物理學(xué)、物理概念是我們?nèi)嗣枋龀鰜?lái)的,沒(méi)有我們觀察者,不存在物理學(xué)。
沒(méi)有我們觀察者,空間長(zhǎng)度、時(shí)間這些物理量不能確定,這些概念將失去意義。
【作者簡(jiǎn)介】
張祥前,安徽廬江縣一個(gè)農(nóng)民,初中水平,在1985年夏天去一個(gè)高度發(fā)達(dá)的外星球旅行了一個(gè)月時(shí)間,不但了解了他們的日常生活情況,還了解了他們?cè)S多超前的科學(xué)技術(shù),以及與宇宙核心秘密有關(guān)的方程。特別是他們的人工場(chǎng)掃描技術(shù),可以取代我們地球上流行的電能,是電的升級(jí)產(chǎn)品,一旦被我們社會(huì)所重視,立即可以引起人類(lèi)天翻地覆的變化。人類(lèi)將迅速地進(jìn)入光速、虛擬時(shí)代。
代表作:《果克星球奇遇》(新版)、《統(tǒng)一場(chǎng)論6版》。