急需解決的問題

2023-02-01 00:42:02 字數 3278 閱讀 1600

《速度選擇儀測量出的速度需不需要進行改變》

作者:楊昇山時間;2014.10.4 年齡:68

現住址:南京市江寧開發區太平花園3-305 郵編:211106

提要:愛因斯坦的相對論誕生一百餘年了,他的對錯成為人們爭論的焦點,也成為物理學能否繼續前進的乙個焦點,他使用什麼方法能夠在牛頓力學一統物理學天下的情況下殺入物理學並有取代牛頓力學的趨勢呢?本文試圖說明這個問題。

關鍵詞:相對論,座標系,解釋運動現象,猜想,測量方案。

歷史回顧:

在19世紀時,物理學可以說是進入了頂峰,牛頓力學一統天下,但也蘊藏著巨大危機,那就是一系列新發現衝擊著牛頓力學。2023年,法國物理學家倫琴發現了x射線,x射線具有很大的穿透能力,能透過木板,肉體,鐵板等物質。2023年,法國物理學家柏克勒爾發現了鈾元素放射出一種射線,它不需要強烈的電場能穿透各種物質,2023年,法國科學家居里夫婦發現了鐳元素,並發現鐳的放射性比鈾還大百萬倍,它所放射的射線是由三種不同性質的射線組成,帶正電的α射線是有氦的原子核組成的,這樣在鐳的射線中就產生一種新的元素氦,這一系列的新發現衝擊著原子的不可入性的形上學觀念,也顯示原子核中蘊藏著巨大的能量。

同時麥克斯韋的電動力學也有了長足的發展,許多實驗都給與了證實,預言的結果能被發現,但是與經典力學有矛盾,人們為了尋找所謂[以太],設計並進行了這個實驗,就是赫赫有名的麥克爾遜-莫雷的光的干涉實驗,結果並沒有得到預想的結果,使人對物理學產生了懷疑,加上依據電磁理論製造的速度選擇儀從沒有測出速度超過光速的粒子,用經典理論計算就與實驗結果不符合,怎樣調和這些矛盾,人們想了許多辦法。人們不敢懷疑速度選擇儀測量高速粒子時出現了測量誤差,就從另一方面去尋找原因。荷蘭物理學家洛侖茲總結出了乙個變換式,就稱為洛侖茲變換。

就是為了調和這些矛盾的。

在20世紀初,愛因斯坦推出了他的相對論理論,由於能夠解釋大多數運動現象,仍然把經典物理學看成近似的敘述,狹義相對論就是在這種情況下被承認的。

如科普著作《物理世界奇遇記》中說:「究竟是我們騎得快,還是街道變得短,這又有什麼不同嗎?我需要跑過十個交叉路口才能到達郵局,如果蹬得快一點,街道也就會變得短一些,而我們也就到得早一些。

瞧,我們事實上已經到了。」

實際上,這種說法就是要求能夠解釋過去就行了,至於是不是科學的解釋,那是用不著去關心的。在自然科學的新發現衝擊物理學經典理論的浪濤中,許多科學家滿足於能夠解釋自然現象,「狹義相對論」的產生正好迎合了這種思潮。

處理方法:

速度、行程、時間這三個測量出的資料不協調了,肯定有乙個數值不正確。是用什麼方法調和這個矛盾,出現了不同的方法。

愛因斯坦的相對論採用了兩個方法:

乙個是認可測量出的行程與速度,那就要改變時間。(時間要膨脹)

另乙個是認可測量出的時間與速度,那就要改變行程資料了。(行程要縮短)

我採用第三種辦法,改變測量出的速度資料。當然也只能算是一種嘗試。(速度要變大)

我的思路與愛因斯坦的方法基本上是相同的。只不過是變換係數用到哪個資料上而已。 把洛倫茨變換說成參照系間的資料變換是個幌子。

要知道座標變換是參照系間的資料變換,使用座標變換後的資料已經不是原來參照系的資料了,變換後的資料是不能參與速度的計算的。

現在有些人把測量出的資料看成是【固有資料】(固有長度與固有時間,也就是與被測物體相對靜止時測量的資料),用行程與速度計算出的資料稱為【運動時間】,用速度與時間算出來的資料稱為【運動行程】。只是這些運動資料只能從愛因斯坦給出的公式算出來,是不能直接使用時鐘與尺子測量出來的。按照愛因斯坦的運動學資料的變化的說法,就是解釋運動時需要這樣來看。

可是使用固有時間與固有行程並不能算出他們希望的速度(低於光速)。用運動時間與運動行程算出的速度又太小,兩種方法都不能使理論自洽。

在使用愛因斯坦的相對論時,如果沒有速度數值,如何去計算運動行程與運動時間 ?有些人就搞不清楚,使用洛倫茨變換把固有時間變換一下不就行了?他就是不記得在洛倫茨變換因子中也有個速度v,這個速度不確定,洛倫茨變換因子也就是個未知數。

人們測量乙個物體的運動,往往只需要測量他的位移量(行程)與所用時間,然後用時間、行程、速度的關係來計算速度。而且時間與行程可以不在同乙個時間去測量。我說個方法。

讓許多人拿著校對好的時鐘分別到不同的位置,然後讓要測量的粒子分別通過這些人的位置,這些人把粒子通過他的位置時的時刻記錄下來,再使用同樣長的導線把這些時刻資料傳給主持人,主持人就可以從這些時刻中算出這個粒子所用的時間。粒子通過的行程是事先測量出來的。(其中使用同樣長的導線是為了讓時鐘訊號的傳遞過程有相同的時間延遲)。

粒子所用的時間是現場使用時鐘測量出來的。

如果認為人們拿著時鐘到各自的位置也會出現時鐘的指示不同,也可以採用對鍾的方式進行再一次校對,他們是相互靜止的,校對應該不難進行。

速度數值是測量人員互相交流使用的,被測量的物體往往沒有生命,考慮被測物體如何感受完全是多餘。只要使用測量者手中的尺與鐘就行了。

這裡還有個問題,速度選擇儀是常用的直接計量粒子速度的儀器,如何把他們的測量數值變大?那就要從洛倫磁力與安培力的計算公式上進行修改了。

這也不是憑空想象,因為電磁儀表都有乙個通病,那就是在超出它的適用範圍後,它仍然會給出一些資料,只是這些資料不準確了。速度選擇儀使用的也是電磁儀器。有這樣的情況也是可能的。

看看下面的事實,導線中為什麼會有電流?是個值得討論的話題。當導線靜止在磁場中時,導線中的自由電子雖然受到磁場的作用,並不能規律的移動,也就是不能形成電流。

當導線在磁場中移動後,就會有電流產生,難道是線圈的平移給了自由電荷的作用力,顯然不是。因為外力的作用方向與電子的移動方向是垂直的。那就是磁場對移動的自由電子有比靜止時較大的作用力。

電荷在勻強電場作用下受力,不再是f=qe,可能是f=qe(1+v2/c2)

電荷在勻強磁場中的受力(洛侖茲力)公式可能是f= qbv√(1+v2/c2) (猜想公式)

這樣,速度選擇器中的公式就不再是qe=qvb.而是qe(1+v2/c2)=qbv√(1+v2/c2)

對與錯,還需要有實驗判定。

說明一點,在速度很低的情況下,由於v2/c2→0,仍然是現在使用的計算公式f=qe。

下面是高等學校教材《普通物理學》教科書中的乙個例題。

這裡的座標變換已經變成拼湊資料的工具了。乙個實驗既可以作為行程縮短的證明,也可以作為時間延長的證明,是不是時間與行程同時變化了呢,沒有!只是使用實驗室測量的行程資料時,要讓測量出的固有時間進行改變;使用固有壽命這個時間資料時,要把實驗室測量出的固有長度進行改變。

至於這些資料屬於哪個參照系,也就不用考慮了。

在測量資料出現不協調後,是拋棄已有的獲得資料的基準,或是想辦法拼湊資料,使用不能直接測量的資料來湊數呢?

如果修改了在粒子實驗中的加速器的測量公式,計算出的結果就與牛頓力學的預計結果相同了。相對論也就沒有存在的理由了。何況這樣做沒有什麼難度。

為什麼就不能去試試呢?至於為什會這樣,原因需要認真去**。留給後人去做好了。

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