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时空的测量

已有 5175 次阅读 2010-7-27 18:02 |个人分类:时空|系统分类:论文交流| 相对论, 测量, 光速不变

前一段时间我在“两个物理公式与哲学”日志(http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=340388)中，对于相对论有如下的评述：

“ 相对论提出的目的在于新的时空观和质能观，…

我们不能将时间的定义与采用什么样的方法来测量可能会导致系统性的（或方法性的）偏差相混淆，因为时间是概念性的，而光速本身是一种现象中特定物理量的特性，是在时间和空间概念确定的条件下，对电磁波传播行为的描述。因此我个人认为，光速不可能用于时间的定义…”

对于上述观点没有给出进一步的解释，目的是希望我们的理论物理学家能够解决其中的问题。

思想实验是理论物理经常用来论证观点的重要手段，下面我们来思考以下关于时空测量的思想实验。图1为t=0时刻，静止参照系中A1和A2两点观察运动刚性杆的情况，XOY为静止参照系，A1和A2为两个不同的测量点位于X轴上，相对于Y轴对称，间距为L，X’O’Y’为运动参照系，相对于静止参照沿X轴以速度V运动，B1和B2为刚性杆的两个端点，杆的静止长度为L。

现在我们假定爱因斯坦光速不变原理成立，刚性杆B1B2的长度由B1点和B2点的同步闪光来测量（事先同步、同时校准），在静止参照系中A1和A2测量用的时钟事先完成同步和同时校准，分别跟踪测量来自运动的B1和B2的闪光（如图示2所示），记录不同闪光的时刻。很显然，杆B1B2的长度是可以通过A1和A2的时间差来确定。