关于狭义相对论两种不同的长度测量方式
2012-01-23文兴吾
物理通报 2012年10期
文兴吾
(四川省社会科学院科学学研究中心 四川 成都 610071)
1 “尺缩效应”导出的过程及其可能引起的误解
通常认为,运动的尺在其运动方向上缩短,即“尺缩效应”,是基于狭义相对论的基本原理和时空测量约定,从洛伦兹变换式作出的一个合理的推论.在当前一般的物理著述中,对“尺缩效应”的推导是按如下方式进行的.

(1)
(2)
上述推导可能引起误解或存在一些问题.

这就是说,要把“尺缩效应”
对应的是哪两个事件的时间差?其物理意义何在?在一般物理著述中,往往回避或忽视此问题,并得出运动物体“长度收缩”的结论.而对于运动物体“长度收缩”的真正涵义则不了了之或作错误的解释.
当然,也有学者指出:“所谓长度的相对性,实质上只不过是对同一客观情况的不同描述或反映而已.”[1]我们认为,上述学者所谓“不同描述或反映”指的是,一个(S系)是同时测量,另一个(S′系)是不同时测量;这里并不存在运动物体真正的“长度收缩”.但是,把“长度的相对性”对应于运动物体真正“长度收缩”的误解仍相当流行.
(2)如果“尺缩效应”是用洛伦兹变换合理地推导出来的,那么,将S′系和S系相应的时、空测量值代入“四维间隔”式中,必定产生一个与任何惯性系选择无关的不变量,因为洛伦兹变换正是满足“四维间隔”不变的变换[2].即存在一个判定法则:不同惯性系对于两个“可认证的事件”[3]进行时、空描述得到的时、空测量值,如果能够用洛伦兹变换来对应,那么,必定产生与……
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