尺缩效应的验证与光速不变的冲突

对于光速不变原理错误性的论证

温海龙

（河北省保定市农业科学研究所，河北保定071000）

摘要：关于光速不变原理，有很多支持他的实验，但是依然有很多人对此表示怀疑，也有很多人坚信他是错误的。而本文中也通过一个具体的分析，找出他自身在逻辑上就存在的一个问题，为光速不变原理的错误性也找出一个论证。

关键词：光速不变原理钟慢效应尺缩效应

对于光速不变原理，我也有自己的看法，我的看法是光速不变，不是在所有情况下都成立的。下面，通过具体的实验来说明这一点。

如下图所示，一列火车以速度V沿铁轨BG方向行驶，在火车顶有一点C，C与A在同一水平位置，A位于B点正上方。C处有一电灯泡，在火车过B点时（这里指C与A重合时），电灯正巧被打开，在火车底部靠前方有一点F，当火车行驶一段距离后，从电灯C处发出的一条光线正好到达F，也可以说正好到达与F接触的在铁轨BG上的E点（因为可能存在尺缩效应，所以取了火车上一点F和铁轨BG上一点E，当然，即使BE等于BF也不影响结果）。还有一条光线，是在C处电灯发出的相对火车竖直方向的光线，到达火车下方的D点。现在具体分析下这两条光线。

先来看相对火车竖直方向的光线，相对于火车是CD，相对于火车外是AD，火车是以速度V匀速运动，根据相对论的钟慢效应，火车内的时间与火车外之比就是CD比AD。

再来看火车内CF方向的光线，相对于火车外就是AE，如果光速不变，在火车内，从C 到F所用的时间应该是CF/C，在火车外，光线就是从A到E，时间就是AE/C，所用时间之比就是CF/AE！从C到F，和从A到E，这是相对于两个参考系都实实在在的光线，如果光速确实不变的话，他们所用的时间之比就是距离之比，也就是钟慢效应的时间比是CF/AE。

根据爱因斯坦的钟慢效应，通过相对运动的物体的速度，就可以计算出他们的时间对应，也就是时间比是一样的，也就是说，如果这样说正确的话，那么，上面两条光线算出的钟慢

效应结果应该是一样的，也就是要求CD/AD=CF/AE 。

在火车参考系内，光线从C同时到达CF和CD，所以可以认为CF=CD，代入CD/AD=CF/AE，可以得出AD=AE，现在我们就来分析下，这个E点，需要在什么位置上，才能满足这个条件。

现在，我们让BE与CD相交于点O，并且假设OF=nOE，这时候分析下3个直角三角形的情况。

在直角三角形中ACD中，AD/CD=C/V,也就是钟慢效应的时间比，同时AC2+CD2=AD2 在直角三角形ABE中，AB2+BE2=AE2

在直角三角形COF中，CO2+OF2=CF2

同时，还知道AD=AE,CD=CF，便可以求出n2=1+2BO/OE我的计算方法是在直角三角形ABE中，AB2+BE2=AE2=AD2= AB2+ (BO+OE)2

在直角三角形COF中，CO2+OF2=CF2 =CD2=AB2+n2OE2

所以AD2 -CD2 = AB2+ (BO+OE)2-( AB2+n2OE2),同时AD2 -CD2=AC2=BO2

所以n2=1+2BO/OE，推到这里，也就足够了，至少可以推出相对论的尺缩效应是错误的。我们看到，n是一个与BO，OE相关的量，现在，还是上图，火车的速度不变，我们把C 点的位置上移，这个时候依然有一束光线可以射向F，同时对应着BO的距离也变大，依旧可以画出这个图，依旧满足这个结果n2=1+2BO/OE，但是根据相对论，火车速度不变，对应的尺缩效应比也不会改变，也就是OF/OE不变，n不变n2也就不变，同时火车上OF是固定的，那么OE也就不变，但是在n2=1+2BO/OE中，BO的距离变大，也就同时要求n2 和OE也要跟着变化，也就是说E点是随着BO的距离移动的，他既不与相对论的尺缩效应相对应，也不与F点重合，这用光速不变原理根本就无法解释。

关于光速不变原理，我以前写过一篇文章《关于光速不变原理的数学推论和尝试》，我的看法在文章里面有具体介绍，我的看法是空间中两个物体的联系与距离成反比，空间中每一个不同的点都是一个相对独立的时空，都有一个属于自己的时间体系，他们之间通过光速产生联系。为了形象说明这一点，我举个例子来说明。

在我们的空间中，有相距非常遥远的两个点A和B（我认为分别位于两个平行空间的两点，完全等价于处于一个光速联系的空间中相距无限远的两点），有一对双生子甲和乙，在他们都11岁的时候，把甲带到A，把乙带到B，当甲12岁时，我们可以通过某种对应（可以是虫洞，可以是超光速，也可以是其他具体的方法）让甲去B点见乙，此时乙可以是11岁，这时候的解释是在乙到达B时，乙的时间暂停了，时间停在了那一刻，此时也可以通过某种对应，让他们见面时，乙20岁了，这时候的解释可以是乙的时间加快了，比甲还要快。这个实验反过来做，让乙去A点见甲，也是一样的结果。因为A和B两点是空间中不同的两点，完全等价的两个点，他们分别拥有着自己的时间体系，在他们不产生联系时，对方的时间流逝跟自己没有任何关系，我们也就没有理由让他们的时间必须始终保持一致了。他们的时间完全按照他们自己的法则前进着，并且通过光速产生着联系。所以，我认为，这才是相对论中的钟慢效应，超光速时间倒流的实质，而实质上，超光速也不会破坏事物的因果律，如果真的存在超光速的话。

参考文献

（1）温海龙.关于光速不变原理的数学推论和尝试.科技风, 2014，（10）.