聲速相對論

聲速相對論是流傳極廣的一種對相對論的誤解(科學家已經用實驗驗證了它和它的推論的錯誤),它使人們錯誤的認為,相對論實質上與經典力學是等價的。

聲速相對論

根據愛因斯坦的狹義相對論論述,和大學教材中相對論的論述,我們來論述一下聲音的相對論現象。
愛因斯坦假設:任何光線在‘靜止的’坐標系中都是以確定的速度V運動著,不管這道光線是由靜止的還是運動的物體發射出來的。
大學教材中光速不變原理: 在彼此相對作勻速直線運動的任一慣性參考系中,所測得的光在真空中的傳播速度都是相等的。
伽利略相對性原理:一切彼此做勻速直線運動的慣性系,對於描寫機械運動的力學規律來說是完全等價的。並不存在一個比其它慣性系更為優越的慣性系。在一個慣性系內部所作的任何力學實驗都不能夠確定這一慣性系本身是在靜止狀態,還是在作勻速直線運動。
根據伽利略相對性原理我們知道:聲音在任何“靜止”的參照系內測量,聲速不變,所謂的靜止,指其中的聲音介質在穩定性、密度、溫度等方面全是相同的。任何參照系測得的真空中的聲速都相同,是0。這個性質與相對論基本相同。
在測量者聽起來,聲音的同時,是有相對性的,一些人聽到兩個不同地點的兩個事件,同時發生,而大多數人,都會聽到同樣的兩件事,不是在本地鐘的同一時刻發生的。
如果一個鍾,以0.5倍聲速從原點遠去,我們會聽到什麼現象呢?
一秒鐘時,它距離原點0.5聲秒距離報1秒,但這個事件我們在原點聽見,需要再過0.5秒,於是我們發現,在本地鍾1.5秒時,遠處的鐘報1秒,本地鍾3秒時,遠離的鐘報2秒,也就是我們在忽略信號傳遞時間時,誤以為遠去的鐘慢了。而且速度越快,鐘慢得越厲害。
假設有一把尺長1聲秒,而我們的測量地面上有一無限長尺子固定不動,運動尺頭尾各有一個探測裝置,在探測到與地面某一尺刻度重合時,用聲音報出該刻度,我們在地面尺原點接收聲音。尺勻速運動逐漸遠離,當尺尾報0聲秒時,尺頭已經距離我們1聲秒,而這個距離,要1秒後我們才能收到;當尺尾到1聲秒距離時,尺頭到2聲秒,還是要在我們收到尺尾報1聲秒後1秒,我們才能收到尺頭報2聲秒,於是我們會直觀的認為,尺尾先到刻度,尺頭後到達它本應立刻到達的刻度,感覺好象遠離的尺,縮短了。而且運動速度越快,感覺短的越厲害。
超過聲速理論上我們將追上鍾以前發出的聲音,也就是先聽到鐘敲3下,報3點,再聽到鐘敲2下,報2點,然後聽到鐘敲1下,報1點,這就是超過聲速時間倒流現象!
鐘慢、尺縮、超聲速時間倒流現象,都可以用聲音試驗做出結果,這不違反任何經典理論,只是補充了伽利略、牛頓等人從未考慮過的問題。而且另有一個優點,這些只是聲速測量現象,不影響物理本質,也不會有雙生子悖論
我們很容易聯想到關於相對論的一些傳說:鐘慢、尺縮、超光速時間倒流。
在大學教材中論述的同時性的相對性:一運動列車,列車中間一個光信號接收器,地面一個光信號接收器,當車上車下兩個接收器重合時,車頭和車尾各自發出一個閃光,地面接收器同時收到信號,而光傳播是需要時間的,在這段時間內,車又向前運動了,因此列車中間的接收器先接收到車頭的光,後接收到車尾光,結論:不同事件的同時性不是絕對的,只是相對概念。
我們換成聲音實驗:
1 火車內的空氣對火車靜止,火車外的空氣對地面靜止,火車長度為光在空氣中需要T秒通過,閃電發生時作為時間原點,兩相對勻速運動的參照系可以建立相同的時間。結果:T/2秒,地面接收器與火車中接收器同時收到兩端信號,符合相對論結論和伽利略相對性原理,光速不變,與參照系無關。
2 火車內空氣對地面靜止(無厚度平板),火車速度為V。結果:地面接收器T/2秒同時收到兩端信號,火車中(TC/2)/(C+V)秒收到車頭信號,(TC/2)(C-V)秒收到車尾信號,符合速度疊加原理。
聲音實驗竟然可以做出兩個結果!原來的論述沒有考慮這兩個結果,屬於重大漏洞。
大學教材中的一個論據:1964年到1966年,歐洲核子中心實驗結果:一種粒子以0.99975c的高速飛行,輻射出的光子,實驗室速度仍是C。
由聲音實驗我們知道:聲速不變,無論聲源是朝向我們運動,還是遠離我們運動,這是都卜勒現象,難道大學教材的編寫者,再次忘了以聲音現象來驗證一下,自己的結論,是否能禁受住經典理論的考驗?
相對論還有個論據:在接近光速運動的火箭上發出的光,相對火箭還是光速,而不是相對火箭的速度為光速減火箭的速度。
以聲音實驗,我們又知道,超音速飛機的內部聲音,相對飛機是聲速,並不是聲速減飛機速度,超音速飛機外部,才是對地面聲速,與飛機速度無關,一切取決於聲音的介質狀態,而與聲源的運動狀態無關。
如果用聲速推導洛侖茲變換是不行的,因為需要等式兩邊同除以聲速。只要我們假設真空中的聲速是非0常量X,則推導出聲速相對論就沒有任何困難了。聲音在特定介質中的速度,本就是常量。而且光速也不是在所有條件下都是常量,而沒有人強調,光速相對論,只能套用於真空條件下。
在兩個參照系遠離時,用自己的鐘和聲音報過來的距離測量,無論速度多么快,都不會聽到速度超過聲速的現象。
有關聲速相對論,我的論述並不全面,但無疑都是正確的,而同學們會發現相對論論述中,有很多考慮不全的問題。我們的聲速相對論,明確可以解決,接近聲速運動,會聽到什麼現象的問題,從而推論出,接近光速運動,會看到什麼現象的問題,這也正是很多傳記中所說的,愛因斯坦要解決的問題。

反對聲速相對論的觀點:

1 聲速相對論評價 
聲速相對論是流傳極廣的一種對相對論的誤解(科學家已經用實驗驗證了它和它的推論的錯誤),它使人們錯誤的認為,相對論實質上與經典力學是等價的。聲速相對論的實質 聲速相對論(又名普適相對論)實質是對相對論的否定。因為它把相對論解釋為與牛頓力學是等價的,認為相對論所講的只是現象,不是本質。這是極其錯誤的。但這種理論對初學者理解相對論還是有幫助的。
2 聲速相對論存在的問題 1.對相對性原理的理解有誤。狹義相對論的基本假設中的相對性原理並不是伽利略相對性原理。因為狹義相對論的目的之一就是通過修正伽利略相對性原理以解決其與麥克韋斯電動力學的矛盾(這就是為什麼狹義相對論的第一篇論文名叫《論動體的電動力學》)。伽利略相對性原理是基於絕對時空的,而狹義相對論中不存在絕對時空。
2.對光速不變原理的理解有誤。光速不變原理不僅是說在任何慣性系中所測得的光速都相等。這是明顯與伽利略相對性原理矛盾的,也就是說,與絕對時空觀相矛盾。《論動體的電動力學》中的運動學部分所做的第一個工作,就是證明這一點。
3.聲速相對論的證明有問題。這個證明過程犯了與著名的“二律背反”同樣的錯誤,就是它在證明絕對時空之前就已經把它隱含在條件里了。
4.以上三條都是概括性的論述,下面這條是具體的問題:聲與光性質不同。眾所周知,光速屬於高速,聲速屬於低速。低速運動是滿足伽利略相對性原理的,但光速不滿足。舉一個淺顯的例子:你坐超音速飛機時,能聽到飛機內部的聲音,但聽不到外部的噪音。為什麼?因為內部的聲波與外部的聲波相對於飛機的速度不同。利用聲波來進行推導,得出的結論當然不是對的。但光波不然,0.1倍光速的飛船內外部的光波速度都是c。
5.提出聲速相對論的人明顯沒有理解光速不變的來源,光速在真空中為常數是得自麥克斯韋方程組一個很淺顯的結論,但是並沒有一個證明可以證明聲波在空氣中能夠不隨參照系的變化而變化
3 對於“雙生子悖論”的解釋 相信這是人人想問的一個問題。事實上這不能稱之為一個悖論,只能稱之為佯謬。因為這個問題在學術界已沒有爭議,只是由於很多人不懂相對論,所以會認為它是錯的。事實上雙生子佯謬並不存在。狹義相對論是關於慣性系之間的時空理論。甲和乙所處的參考系並不都是慣性系,乙是近似的慣性系,乙推論甲比較年輕是正確的;而甲是非慣性系,狹義相對論不適用,甲不能推論乙比較年輕。廣義相對論是狹義相對論的補充,它把相對性原理推廣到了任意參考系。套用這個理論,就能對該問題進行完美的解答。

科學普及

科學的定義:對一定條件下物質變化規律的總結。科學的特點:可重複驗證、可證偽、自身沒有矛盾。
科普是科學普及的簡稱。講述自己的論據和結論,讓讀者自行驗證此結論是可重複的規律(科學)的過程,被稱為科普。迷信是不希望聽者去驗證,只希望聽者接受講述觀點的傳播形式。不經驗證的接受方式,也是迷信。啟蒙的定義:在一些不知道新理論的人特別是兒童,不具備驗證科學知識的能力時,只能簡單使他們記住結果而套用科學知識,這種忽略證明過程的教育方法叫啟蒙。啟蒙常用的說理方法是用一些被啟蒙者已知的類似常識,來說明道理,而不是講述科學證明過程。而我們知道,由於條件不同,類似的道理,與實際可能是不同的,所以啟蒙,不能套用於科學理論的爭論。迷信不一定是錯的,每個人都不是全才,都會或多或少的迷信權威、專家,不經驗證而相信。所以迷信不可怕。但分不清科普和迷信,就可能分不清科學和假科學。
由科學的定義我們發現,反對觀點一,沒有指出哪個“科學家”通過什麼實驗進行了證實,於是我們沒法驗證,為什麼反對者不想讓我們驗證呢?他不知道,或者他想矇騙我們,或者他被別人矇騙了。他要做的是科普,而不是傳播迷信的觀點。反對觀點三,同樣沒有解釋為什麼是那個結果,而不是象聲速相對論一樣,擺事實講道理。
反對觀點二比較複雜,我們需要引文論述:
《論動體的電動力學》引文:
“也許有人認為,用“我的表的短針的位置”來代替“時間”,也許就有可能克服由於定義“時間”而帶來的一切困難。事實上,如果問題只是在於為這隻表所在的地點來定義一種時間,那么這樣一種定義就已經足夠了;但是,如果問題是要把發生在不同地點的一系列事件在時間上聯繫起來,或者說——其結果依然一樣——要定出那些在遠離這隻表的地點所發生的事件的時間,那么這樣的定義就不夠了。
當然,我們對於用如下的辦法來測定事件的時間也許會成到滿意,那就是讓觀察者同表一起處於坐標的原點上,而當每一個表明事件發生的光信號通過空虛空間到達觀察者時,他就把當時的時針位置同光到達的時間對應起來。但是這種對應關係有一個缺點,正如我們從經驗中所已知道的那樣,它同這個帶有表的觀察者所在的位置有關。通過下面的考慮,我們得到一種此較切合實際得多的測定法。
如果在空間的A點放一隻鍾,那么對於貼近 A 處的事件的時間,A處的一個觀察者能夠由找出同這些事件同時出現的時針位置來加以測定,如果.又在空間的B點放一隻鍾——我們還要加一句,“這是一隻同放在 A 處的那隻完全一樣的鐘。” 那么,通過在 B 處的觀察者,也能夠求出貼近 B 處的事件的時間。但要是沒有進一步的規定,就不可能把 A 處的事件同 B 處的事件在時間上進行比較;到此為止,我們只定義了“ A 時間”和“ B 時間”,但是並沒有定義對於 A 和 B 是公共的“時間”。只有當我們通過定義,把光從 A 到 B 所需要的“時間”,規定為等於它從 B 到 A 所需要的“時間”,我們才能夠定義 A 和 B 的公共“時間”。設在“A 時間”tA ,從 A 發出一道光線射向 B ,它在“ B 時間”, tB 。又從 B 被反射向 A ,而在“A時間”t`A回到A處。如果
tB-tA=t’A-t’B
那么這兩隻鍾按照定義是同步的。”
從這裡我們可以看出,愛因斯坦理解的時間,是看到的時間,同理,我們認為時間是以聽到的時間為準,從理論上,與愛因斯坦定義沒有任何衝突,但是這明明已經修改了時間的定義,得到一個與經典理論不同的時間和光速,是必然的事情。
不是愛因斯坦發現了絕對時空觀的問題,而是愛因斯坦為了湊出洛倫茲變換,篡改了時間的定義!

疑問

上述理解有疑問,洛倫茲變換早於愛因斯坦的相對論提出,並且,洛倫茲變換是為了解決麥克斯韋方程組與經典力學不能相容的問題,與愛因斯坦篡改時間無關

對疑問的解答

我們所列出的證據表明:洛侖茲變換結果是在特定參照系觀測物質運動現象的結果,就是物體接近光速運動,會看到什麼現象問題。愛因斯坦的相對論,確實能定性解決這類問題,但是他所論述的原理,推導的算式,很多都是錯的。希望有疑問的同學看看《論動體的電動力學》《普通物理學1相對論部分》,或者用理論或試驗,來論述聲速相對論原文中的論述漏洞,不要僅下結論,這樣不能證明你們理解了相對論。科學普及,是要講科學道理和試驗證據的,議論文也要論點、論據和結論的,沒有論據,我們是無法批駁的,也無需批駁。

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