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用易达成共识的实在性判据审视狭义相对论
涂润生（湖北省黄冈市质检所，438000,E-mail;turun32000@yahoo.com.cn）
[摘要]揭示了狭义相对论存在简单明了而又很有分量的“尺缩疑难”和不能解释为“佯谬”的“时间疑难”。总结出了“同一地点的客观实在与观察者的运动状态无关”的“实在性原则”。论证了狭义相对论违反“实在性原则”。
关键词：狭义相对论，尺缩疑难，实在性原则，时间疑难，多普勒频移。
分类号：O412.1
超弦理论已能统一相对论和量子力学。懂得超弦理论的人很容易认为自己进入了一个最高的 境界而对用常规方法评论相对论的工作毫不理会。但是，物理教师必须向初学相对论的学生传 授狭义相对论的知识。所以，即使支持广义相对论的超弦理论已被证实是正确的，也不能对狭 义相对论中的自相矛盾和与客观性相抵触的情况置之不理而继续传授有逻辑错误的的理论误人 子弟。
光速、频率、波长三者的关系和光速不变及秒、米的定义已将尺缩效应和钟慢效应联系起来 了。所以，有“时间疑难”就有“尺缩疑难”。只有将“时间疑难”和“尺缩疑难”都解决好 了才认为狭义相对论是自洽的。何况目前只能利用广义相对论将“时间疑难”变为“钟佯谬” 呢？狭义相对论违反实在性原则的事实与“尺缩疑难”相呼应。
设一节固有长度为10米的火车在路基上以0.866c的速度高速行驶，路基的前方远处有一个8米 长的大坑（使火车与路基紧贴的力可以是双向垂直的光压）。根据“尺缩效应”可推知：在路 基系中观察，火车的长度将收缩为5米，很容易完全掉入坑中。但是在火车上观察，坑的长度 收缩为4米而火车的长度仍为米10米，火车不能嵌入坑中。相对论支持者不能回答。在上述理 想实验中火车到底能否嵌入坑中呢？如果说尺缩效应是表观的，就很难确认钟慢效应是实在的 效应。因为c不变和c与波长频率的关系及秒、米的定义已将钟和尺联系起来了。若尺缩效应是 表观的，在u介子上观察就难以解释关于u介子寿命的实验结果车尾这一点是否落入坑内的状态 是客观的，应与观察者的运动状态无关。
惯性系A和惯性系B在相遇时将各自的钟(钟a和钟b）的读数校拔到零。在A、B离开的同时，钟 a和钟b分别以渐开线线的路径和相等的速度相对于A和B运动。当钟a和钟b再次相遇时，重新校 对那两只钟。哪只钟的时间读数大(哪只钟较快）？根据狭义相对论推知：在A上观察，因钟b 在大部分时间内向着A运动，钟b的速度小于钟a的速度,钟b的读数大于钟a的读数,另一方面， 假设惯性系A和B上都有静止的钟(A和B)，钟b慢于静止在B上的钟B，动钟a又慢于静钟A,这两种 变慢完全对称，结果因钟B慢于钟A而使钟b的读数大于钟a的读数；在B上观察，结果与此反对 称。可见狭义相对论必须允许“同一地点的客观实在不仅与观察者的运动状态有关而且与观察 的方式有关”。我们不能回答钟a的读数和钟b的读数哪个大的问题，也不能借助广义相对论将 其辩解为“佯谬”。同一点上的客观实在---钟和钟相遇时的读数---应与观察者的运动状态无 关。
在K系中放置一架灵敏度足够高的双臂天平臂与X'-轴平行在天平的两铁基吊务盘下方各放一 块电磁铁两块电磁铁完全相同当两块电磁铁都处于关闭状态时用脆弱细线分别斜拉住天平的两 臂和天平支柱的中点，然后同时开启左右两吊盘下方的电磁铁。若实验在理想的状态下进行， 在K'系中观察，就会发现细线始终是完好的（不断的）。但在X-轴与X'-轴平行并沿X'-轴运动 的惯性系中观察，由相互作用力在天平两臂中的传播速度绝对值与观察者的运动状态无关和狭 义相对论的“同时的相对性”推测，两电磁铁的开启不再是同时的，天平两臂的受力不匀天平 臂应摆动脆弱细线会被拉断。根据相对论效应不能使类时空间中的时序逆转时间倒流可推知在 （x,y,z,t)点上已发生的事件如细线断裂等不能仅通过改变观察者的运动状态而变为“尚未发 生”。尽管狭义相对论允许两个事件既同时又不同时，但客观现实却不允许一根细线处于既断 又不断的状态所以同时的相对性不可能是客观实在。在既定的时间内，细线断口处的客观装态 （已断或未断）不受无干扰的观察支配。“已断”不能被观察为“未断”。
一列在路基上高速行驶的火车，当车头A'点和车尾B'点分别与路基系上的A点和B点重合时，A'点和B'点上的反电子分别与A点和B点上的电子相遇，并yan灭而产生相向运动的光子（分别计为事件１和事件２）。火车中点M'处和路基上AB连线的中点处都有光谱仪（可测出多普勒频移）。
若认为光源处于路基系中，路基系中的观察者就会发现M'点迎着A点发出的光子运动而背离B 点发出的光子运动，故M'点先接收到事件１的光信号而后接收到事件２的光信号。根据同一点 的同时与观察者的运动状态无关和光速不变原理可知，事件1先于事件２。多年来人们认为这 一推理是完美的。但是推理时忽略了多普勒效应对结果的影响而使结论不符合逻辑。
实际上，A、A'点重合时发出光子的光源所在的系统是下列三个系统之一：１）火车系；２） 路基系；３）火车系和路基系折中的系统。不可能在火车上看是火车系而在路基上看又是路基 系。如果是２），则M'点的仪器就会测出多普勒频移。火车上的观察者不能不承认测量出的频 移，必须从M'点接收发自两端的光信号的时间差中扣除与多普勒频移量对应的时间差。如果是 １），则M点的仪器就能测出客观存在的多普勒频移。如果是３），则M和M'两个点上的仪器就 都能测出多普勒频移。相对论本身不能确定在甲乙两惯性系交界处发出光子的光源一定与甲系 联系而不与乙系联系。若肯定光源在甲系之中而不在乙系之中就肯定了甲系与乙系不等价（即 否定了相对性原理）。火车终点处的光谱仪测出了频移或未测出频移是同一点上的客观实在， 与观察者的运动状态无关。
这一段又论证了，由理想实验得到的“同时的相对性”完全是人为的变更光源所在的系统而 得到的。正直的科学家不会继续因迷信狭义相对论而放弃多普勒频移的客观性。 我们是相信相对论还是相信多普勒频移的客观性呢？
我们将同一地点的客观实在与观察者的运动状态无关叫作“实在性原则”。看来狭义相对论
违反“实在性原则”。
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