论狭义相对论的佯谬-李玲资料.docVIP

论狭义相对论的佯谬 摘要： 本文分析和解释佯谬的本质和意义，且用狭义相对论及其时空观，在分析“双生子佯谬”、 “洛仑兹长度收缩佯谬”、 “横竿佯谬”的基础上，具体分析和解释“火车过隧道佯谬” ，说明佯谬的出现和解决推动着科学向更高层次发展。 关键词：佯谬；狭义相对论；时空观 英文摘要 This article analyzes with the explanation paradox essence and the significance, and with restricted theory of relativity and space and time view, in analysis “twins paradox”, “Lorentz length contraction paradox”, “high-jump bar paradox” in the foundation, the concrete study and explained that “the train tunnel paradox”, had explained the paradox the appearance and the solution are impelling the science to the top level development. 英文关键词：Paradox; Restricted theory of relativity; Space and time view 《》《》《》《》《》 【10】鹿士君，洛仑兹长度收缩佯谬，工科物理， 【11】韩锋、刘腾章著，相对论中的佯谬，新疆大学学报（自然科学版），1997年01期 【12】项仕标、张天浩、薛运才、吴朝晖，孪生子佯谬的讨论与计算，陕西师范大学学报（自然科学版），2003年02期 【13】韩锋、刘腾章，相对论中的佯谬，新疆师范大学学报（自然科学版），1997年3月 ，第1期，第16卷 【14】1905年9月，德国《物理年鉴》杂志刊登了一篇《关于运动物体的电动力学》的论文，它宣告了狭义相对论假说的问世。这篇论文，建立了全新的时空观念，并向明显简单的同时性观念提出了挑战。我们知道狭义相对论可以得出运动的物体存在时间膨胀效应。在1911年4月波隆哲学大会上，法国学家P．朗之万用双生子实验对狭义相对论的时间膨胀效应提出了质疑想中关于延缓的一个似是而非的疑难。按照狭义相对论，运动的走得较慢是时间的性，一切与时间有关的过程都因运动而变慢，变慢的效应是相对的。双生子佯谬说明狭义相对论在逻辑自恰性上还存在不完善的地方。以时间膨胀效应为线索对狭义相对论做进一步的探讨，分析双生子佯谬产生的原因设想一次假想的宇宙航行）10 × 1 - (0 . 8c / c)2= 6 y(假设看是不需要花时间的) . 之后哥哥马上返回 ,返回的速率依然是0．8c,则对称地 ,哥哥的表指示回程时间又用了6,同时弟弟的表又走了 10 .当哥哥回到地球上的时候 ,哥哥 12岁了 ,而弟弟已经 20岁了 ,所以弟弟的结论是哥哥比他年轻 8岁. 反过来 ,我们换一个角度 ,从哥哥的角度看 ,弟弟坐在地球上以相同的速率 0 . 8c向相反方向飞走 ,设经过 t′ 时间星球到达哥哥所在的位置.由运动的长度缩短 ,哥哥看地球 — 星球间的距离是 8 × 1 - (0 . 8c / c)2= 4 . 8 l·y,所以 t′= 4 . 8 l·y/0 . 8c = 6y,哥哥的表指向 6y,而此时哥哥看弟弟的时钟 ,同样由运动的钟时间延缓 ,弟弟的表指示 6 × 1 - (0 . 8c / c)2= 3 . 6y .而后弟弟坐在地球上开始返回,返程时间哥哥的表同样又走了 6y,弟弟的表走了 3 . 6y . 当弟弟回到哥哥身边的时候 ,哥哥的时钟累计 12y,而弟弟的时钟累计 7 . 2y,所以哥哥的结论是弟弟比他年轻4 . 8岁.两个人看同样一段旅行过程 ,相遇的时刻却得出两套截然不同的结果 ,哪个是正确的呢 ? 在整个过程中 , 弟弟一直在地球上 , 哥哥经历了三个阶段: 与飞船一起离开地球 , 匀速飞往天体; 接近天体时 , 与飞船一起减速至静止、由静止反向加速至飞来时的速率; 匀速飞回地球。因此弟弟的结论是正确的 ,因为弟弟始终站在了一个惯性参考系上 (我们把它叫惯性系 K). 弟弟的表给出的 20y记录的是弟弟的年龄 ,哥哥在这一段旅程中换了两个惯性系 (我们把飞离地球的参考系叫惯性系 K′ ,把飞回地球的参考系叫惯性系 K″ ) ,哥哥转换参考系的时间忽略掉,那么从弟弟的参考系上看到哥哥在 K′ 、 K″ 惯性系上的时钟记录的时间累计当然是哥哥的年龄,这是合理的. 哥哥的结论错在不知不觉中转换了惯性系并