相对论中的测量研究.pdfVIP

( ) 2005 年 9 月 北京联合大学学报 自然科学版 Sep . 2005 ( ) 第 19 卷第 3 期总 61 期 Journal of Beijing Union University Natural Sciences Vol . 19 No . 3 Sum No . 61 相对论中的测量研究 倪苏敏 (北京联合大学 基础部 ,北京 　100101) [摘 　要] 　光速是相对论中的一个重要问题 ,相对论中的一个基本原理是光速不变 ,用光信号作 为测量手段导致了相对论的时空有许多新的特性 ,如同时性的相对性 、时间延缓 、空间弯曲等 。 可以说 ,相对论的时空是由于对光信号的测量而建立的 ,相对论是一种测量理论 。 [ 关键词] 　相对论 ;光速 ;时空 ;测量 ( ) [ 中图分类号] 　O 4 121 　　　[ 文献标识码] 　A 　　[ 文章编号] 2005 　　相对论有两个基本原理 ,其中一个是光速不变 原理[ 1] 。而真空中的光速是最快的 , 由光信号作为 测量手段导致了相对论的时空 : 同时性的相对性 、 时间延缓 、空间弯曲等[2 ] 。 1 　同时性的相对性 图 1 　不同参照系中发生的事件 某时刻在空间某点发生的现象定义为事件 。 　　　 但在 s 系看这个事件结果又如何呢 ? 在 s 系 如何定义 A 、B 两事件同时发生呢 ? 要确定两个事 看 :光信号从 M ′出发到达A ′这段时间内,A ′已经迎 件是否同时发生 ,必须把每个事件已经发生的信号 着光信号走了一段距离 ,而光信号从 M ′出发到达 传送到一台比较计时器上 ,如果我们能有以无限大 B ′这段时间内, B ′却背着光信号走了一段距离 ,显 的速度传送信号 ,那么复杂的情况就不会发生 。所 然 ,光信号从 M ′出发到达A ′所走的距离比到达B ′ 谓“无限大的速度”的意义是指信号由 P1 点传送到 所走的距离要短 , 即: A ′M ′ B ′M ′, 因为光速是不 另一点 P2 ,然后再返回到 P1 点 ,和它从 P1 点出发 变的 ,而距离变了 ,所 以光信号一定是先到达 A ′, 时是在同一时刻 ,但是人类还没有发现具有这样性 而后到达 B ′。也就是说 ,若我们在 s 系放一系列 质的信号 。所有实际的信号由 P1 点传送到另一点 同步钟 ,当光信号到达 A ′时s 系的钟记录的时间要 P2 都需要经过一段有限的时间,这段时间随所通 比光信号到达B ′时s 系的钟记录的时间要早 ,也就 过距离的增加而增加[3 ] 。因此在选择信号时 自然 是说在 s ′系看是同时发生的事件 ,而在 s 系