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相对论和牛顿力学的分歧点

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张祥前DS 发表于 2014-1-3 13:33 | 显示全部楼层
很多人认为,相对论是在牛顿力学基础上发展起来的,二者提出的相对原理不一样。牛顿力学认为,相互以匀速度运动的两个观察者无法确定究竟是谁在真正的运动,就是做力学实验也无法确定,运动只有相对的意义。相对论把相对性原理扩展了,认为,相互以匀速度运动的两个观察者做各种力学实验【包括电磁力学】都无法确定究竟是谁是静止的,谁在真正的运动,绝得静止和绝对运动没有意义。
相对论性原理不是牛顿力学和相对论的分歧点。
牛顿力学和相对论的分歧点开始于对时间的认识上。牛顿力学认为时间于观察者的运动没有关系,时间如同滴答滴答的闹钟在走,时间只能给观察者描述物体在空间中运动提供一个参考的标准,也就是说时间只是一个参数。
这个如同两个长跑运动员在赛场上跑步,时间只是运动员手上手表中的数字。牛顿力学认为时间于运动速度无关,长跑运动员们就是跑得累要死,绝对不会影响到手表的上的数字。
可是,相对论却认为,运动员们如果跑得太快了,接近光速,会影响到他们手上手表的测量。本来两只手表走时都是一样的,现在他们都抱怨对方手表走慢了。
到了这一步很关键,相对论和牛顿力学的分歧点才暴露出来,二者矛盾尖锐对立起来,对于时间和观察者的运动有没有关系,一个回答“有!”一个回答“没有”!
乍一看,相对论就是胡扯八道,观察者的运动为什么会影响到时间的测量?
如果你转念一想,为什么观察者的运动就一定不会影响到时间的测量?要回答这个问题,最好的办法是我们知道时间的本质是什么,我们就可以回答这个问题:观察者的运动是否影响到时间的测量。
遗憾的是人类不知道时间的本质到底是什么,按道理讲我们是不能够回答以上问题。
但是,以上问题就是一个定性的判断问题。
如果我们从哲学、战略高度看问题,自然界是一个统一的整体,时间于空间、观察者的运动速度不是不相关的,而是有紧密的联系,相互存在又相互制约,我们自然的认为相对论有正确合理的部分。
如果我们认为空间、时间、观察者的运动速度之间毫不相干,独立存在,那相对论就无疑是错误的,我们又回到了牛顿力学时代。
反对相对论的人意识到这一点最重要,他们就可以大致判断一下相对论到底是错误的还是正确的。
在我个人看来,牛顿力学对时间的看法明显是一种落后的、平庸的思想,远远的落后于相对论对时间的看法。
熟悉相对论产生的历史的人都知道,相对论中质速关系、洛伦茨变换、长度缩短,甚至质能关系,在爱因斯坦之前,已经有人搞出来了,为什么人们仍然把相对论归功于爱因斯坦呢?爱因斯坦关键的是指出了同时是相对的,一个观察者认为同时发生的一件事情,在另一个运动的观察者发现这个事情不是同时发生的。
同时的相对性是相对论的画龙点睛之笔。
不能够认识到相对论和牛顿力学的差异来自于对时间概念的认识上,你就不可能真正的理解相对论,网上许多反对相对论人其实都是没有正确的认识到这一点。
我们再来看看,如果一旦认为时间于观察者的运动有关,观察者的运动会影响到时间的测量,时间既是速度中分子位移的函数,又是速度中分母时间的函数,那我们在考虑运动的叠加上,牛顿力学的伽利略变换中“一加一等于二”这样简单的线性加法就行不通的,伽利略变换必须要修改,这个修改相对论中就是洛伦茨变换,相对论利用洛伦茨变换对牛顿力学展开了修改。
至此,相对论给我们关于时间的认识是:时间于观察者的运动有关,于光速有关,于空间有关。但是,时间的本质是什么,相对论没有告诉我们。
在我所提出的“统一场论”【腾讯网搜张祥前新浪博客可以搜带】把这层窗户纸捅破,给出了时间的物理定义为:
宇宙中任何物体【包括我们人】周围空间都以光速C辐射式的运动,时间是观察者周围空间以光速辐射式运动给观察者的一种感觉。
简单一句话,时间就是人的感觉,没有人,就不存在时间。有人认为,在没有人类之前的宇宙照样有时间,所以时间是人的感觉的观点是错误的。其实“没有人类之前”这句话是一个病句,没有了“人”哪来的“没有人类之前”。没有我们人哪来的前后,上下左右,东西南北?
时间的数学定义为:我们把空间看成无数个点构成,称这些点为空间几何点,时间与我们观察者周围空间几何点以光速运动所走过的路程成正比。
数学方程为:
r(t)  = Ct【r】= xi+ yj + zk  
     式中r为空间几何点的位移,t为时间,【r】为沿r方向的单位矢量,i,j,k分别是沿x轴、y轴、z轴的单位矢量。
    如果认为光速在某种情况下可以为矢量,则上式可以为:
    r(t)  = C t = xi + yj + zk  
    将上式两边平方,结果为:
r²  = C²t²= x²+ y² + z²
以上方程可以叫时空同一化方程,这个方程反映了时间和运动变化的空间本来是同一个东西,只是我们人把运动空间叫做时间而已。
从时间的物理、数学定义可以很容易解释光速为什么不变。
相对论中的光速不变是指甲乙两个相互以匀速度v(v>0)运动的观测者发现同一束光的速度C是一样的。
光速不变的原因是:任何一个物体(包括我们观测者自己)周围空间都以光速C辐射式的离开,光是静止于空间中,被空间这种运动带着向外跑的,而由于时间的本质就是观测者周围空间以光速辐射式的离开给我们观测者的一种感觉。
时间t在数量上正比于空间以光速移动的距离r,即:
时间=以光速运动的空间
为了不使上式两边的量纲发生混乱,我们乘上一个常数C,
时间t = C乘以运动的空间r
C就是光速,也就是:t = C r
C = r/t
当甲乙相互运动时候,导致观察者发现对方的空间位移r发生了变化,但是,时间t本质就是空间位移r(是我们人把空间位移r描述成时间t),所以,一定会随着r的变化而同步变化。分子r和分母t同步变化,结果是光速C不变。
还可以给出一个推论:两个观测者相互无论做什么复杂的运动,观察到的光速都是一样的。
腾讯网搜 张祥前新浪博客 可以看到用时间物理、数学定义导出洛伦茨变换的详细文章。
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