用实验突破相对论.docx

PAGE 2 用实验突破相对论 一、时间观和空间观 根据本知论哲学（见哲学著作《自在论》）原理，时间是实在化空间的系统化和序列化的结果。序列标记物一般选取运动周期相对稳定的参照物，所以时间只是一种空间现象，应以空间来解释时间而不能将时间绝对化或实在化。时间基本单位是以铯原子两个超精细能阶间跃迁辐射振荡9,192,631,770个周期的持续时间作为1秒；空间长度基本单位是将光在真空中1/299,792,458秒的时间内所通过的距离作为一米。如果确认光子运动一样遵循牛顿第一运动定律，光子做惯性运动，这样看起来似乎空间单位还是以时间单位为基础的，这不是以时间决定空间吗？其实不然，虽然目前人们对铯原子振荡周期的决定因素还没有确切的研究结果，但我们起码可以肯定的是，这个振荡周期仍然是一种空间现象，只是它表现出比其他参照物运动特别稳定的周期性，所以被人们作为标准时间序列标记参照物。这种空间现象仍然可继续进行深入的探究，我们还可以发问，铯原子的两个超细能阶间的跃迁辐射振荡周期又是由什么决定的？这个振荡周期是不是就是永恒的？现在的科学研究显示，这种表现稳定的序列参照物却并不能保持永恒一致的特性，精确的原子钟在太空旅行一段时间后，人们发现其时间变慢了，而且旅行时间越长变慢得越多，这说明其表现为振荡周期的时间节律并不是绝对恒定的。 人们从运动物体上测量各种光速所得到的结果一致，当然这是利用目前最为精确的原子钟测得的结果。不论速度测量采用什么方法，人们都是根据距离除时间而计算得出速度值的，光速也是这样测量和计算得出的结果。既然作为序列参照物原子钟的时间在运动中会变慢，那么我们在运动时测光速的时间段就会相应变小，而目前测得的光速不变这个事实就可以说明，在运动物体中测光速时测得的光走行距离也应同比例地缩小，这样才能确保实测的光速一致。虽然目前还没有在运动物体上测量空间关系变化的数据，但从原子钟变慢和光速不变这两个测量事实中，根据速度计算公式我们就可得出相对运动的惯性系中的物体空间距离即空间密度变小的结论。因空间密度变小，测量仪器所测得光走行距离变小，原子钟振荡周期变慢即时间节律变小，而且两者同比例变化，所以两者相除后得到光速不变的计算结果。 二、实验设计原理 我们可将加速使空间密度缩胀现象理解为是产生加速度的外力作用于惯性系内物体的结果，被加速的物体在被加速的方向上被施加了一个作用力，使物体内空间密度被压缩，被减速的物体相当于已被压缩的空间密度被释放，时间的变化是因物体的空间缩胀而表现出来的一种现象。光速不变是光速测量结果的不变，是因惯性系的空间和时间同步变化而导致的。 如果在惯性运动的高铁上，在平行和垂直于加速度两个方向上，放置两个仪器分别测量原为同一长度的空间距离。因为平行于加速方向摆放的测量仪器的空间长度被压缩，而垂直于加速方向的测量仪器的空间长度将会保持不变。只要能测得同一惯性系内原两个相同的空间距离在加速后光所走行的时间值不同，我们就可证明在运动后两者的空间距离不同，因为惯性系内时间统一，从而可证明测量的光速不同。根据做相对运动的惯性系空间长度变化量，我们也就可据此推算出空间密度因子，又根据所测得的相对运动速度可计算出空间密度因子的理论值，再将两者进行对比验证，就可知道空间密度因子计算公式的推导是否正确。 三、实验装置设计 在高铁上做实验，高铁运行速度按97..2m/s（约350km/h）计算。为了测得在高铁匀速运动时的两个相互垂直方向的仪器空间距离变化，就必须测得光的走行时间。实验采用手持型微型铷原子钟计时器，该原子钟的最大频率偏差范围为5×10-11～5×10-12。如原子钟的频率准确度最大偏差按5×10-11计算，那么相对应的光子走行距离最大测量偏差值就是： S= 21011×5×10-11 =14.9896 ≈15mm 高铁运动时速按97.2m/s计算，根据空间密度因子计算公式（见《自在论》第二章第四节）可得： β = 1/（1－v/C）1/2 =1/（1－1×97.2/299792458）1/2 ≈1.00000016214925 本次为实验设计了两套不同的装置，均可用来测量验证超光速是否可能和空间密度因子推导结果是否正确： 1. 一体方案 制造一个长宽高为1×1×0.2m密闭的分为二层（二层高均为0.1m）的长方体钢箱。在一层钢箱的宽度方向装上两面相互平行且与长度方向垂直的反光镜，两镜之间的反射距离均为1m（误差范围为0.01mm），在一个镜子两端分别装上引入和引出光线的装置。在钢箱的另一层的长度方向上也同样装上这样的一套装置。 钢箱每层的两面反射镜之间的距离按1m计算，则在高铁按97.2m/s速度运行测量期间，根据空间密度因子计算公式，理论上两个方向反光镜之间的空间距离之差值约为1.621×10-4mm