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【科学小说】相对论新解——与爱因斯坦的直接对话
内容摘要：相背运动会使时钟变慢，并不是运动物体上的时钟真的变慢了，而是地球上的人看到运动物体上的时钟变慢了，运动物体上的人也看到地球上的时钟变慢了，这只是一种感觉，其实地球上的时钟和运动物体上的时钟都以相同的方式运行，不会快，也不会慢，当两物体相向运动时，我们会觉得对方的时钟不仅不会变慢，反而会变快。
运动会使物体的长度缩短，这也是两物体相背运动时的一种视觉效应，如果两物体相向运动，物体的长度又会变长。
关键词：相对论、光速不变、时钟变慢、运动尺缩短、时钟变快、运动尺增长。
现在关于爱因斯坦相对论的辩论越来越激烈，站出来敢于反对的勇士们越来越多，还有多少敢怒不敢言的人们正在观望，反对的证据越来越充分，反对的浪潮越来越高，并建起了挑战相对论网。（参考文献1）。赞成者们以雄厚的实力，强大的阵营，复杂的数学公式捍卫着相对论，他们坚信相对论准确无误，似乎有誓死保卫相对论的决心。虽然反对者现在还处于弱势，但赞成者似乎有招架不住的势头。例如西南交大研究生胡清桂质疑爱因斯坦的相对论（与四位教授）唇枪舌剑近两小时无结论
“我按照相对论的理论推出矛盾方程，相对论的方法得出矛盾的结果，这足以证明相对论有错。”胡清桂在图板上飞快地写下一组公式和符号，向专家们阐述自己的理解。
“你的立论有问题，导入的公式存在错误。”没等胡清桂演算完毕，赵常德就在图板上写下另一串公式。
两个人开始针锋相对，试图用自己的理论说服对方。论战进行了近两个小时也没有得出最后的结论。其他3名专家认为，胡清桂的论文有些地方存在缺陷，由于探讨的问题较为复杂，还必须再做进一步的分析。但站在数学公式的角度，胡清桂没有犯错。（参考文献2）。
既然有那么多人反对，那就有他们反对的道理，我也对相对论十分好奇，十多年前就进行过认真思考，关于相对论我也有我自己的看法，现在在这反对声与日俱增的形势下，我又不由地想重新考虑考虑，打开网络，查找有关相对论的信息，看到了这样一篇论文，是王达水著的《论相对论谬误的根源》，文章中有这样一段话：“当我们从新全面并深刻地审视相对论依据的洛伦兹坐标变换之理论前提，终于发现洛伦兹坐标变换的论证过程存在显然的“不严密、不完备、偷换概念、偷换要素、随意扩大限制条件”等手段。”（参考文献3），我把整个论文看了之后，觉得有理有据，的确如此，与我正好产生共鸣，让我不得不再次怀疑相对论的正确性。爱因斯坦是怎么想的，他老人家真的错了吗？
这时我想起在哪本书上好像说过，爱因斯坦经常想象着乘坐在光速飞行器上考虑问题，想到这里，我也想学学爱因斯坦的样子，乘坐光速飞行器试试。我想象这自己坐在了一个高速飞行器上，飞离了地球，飞行器的速度变得越来越快，越来越快，星星从我身边流过，像是欢迎我的彩带，好看极了。我正在兴奋之中，突然，眼前变得一片漆黑，星星都消失了，我非常纳闷，天上那么多星星都哪里去了，正这么想着，前面又逐渐变得亮了起来，这时我看到光亮处有个老头，头上长着蓬松的白头发，似曾相识，但又一时想不起他是谁，他看着我笑了一下，他那脸上深深的皱纹唤起了我的记忆，“爱因斯坦，爱因斯坦，这不就是爱因斯坦吗。”我心里在呼喊着，这下我想起来了，他就是我最崇拜的科学家爱因斯坦，和画中的爱因斯坦一模一样。我赶忙过去，大声地叫到：
“老爱，老爱。”
爱因斯坦不高兴地冲着我说：“I don’t know Chinese. Please speak English.”（我不懂汉语，请讲英语）。
我不好意思地说：“I, I, I can speak a little English.”（我，我，我只会说一点英语）。
爱因斯坦然后笑着说：“那我们就用汉语说吧”。
“您不是说您不懂汉语吗？怎么又会讲汉语了。”我问道。
“逗你玩，我在离开人世之后又学习了不少国家的语言，语言不通我怎么向别人讲述我的理论呢”。
“那太好了，我正好有些问题想向您请教”。我赶忙说道，“现在关于您的相对论人们争的难解难分，反对您的人越来越多，搞得大家不知道您的相对论到底是对还是错，有个叫王达水的人，他写了一篇文章叫《论相对论谬误的根源》，他竟敢说您的相对论完全错了，您看过他的论文吗？”
“看过。”爱因斯坦回答道。
“那您可不可告诉我王达水错在哪里了？”
“王达水没有错，他的评论是对的。”
“那，那，那您错了？”我很不好意思地用很低、很慢的声音问道。
“我的观点其实基本是对的。”
听到这里，我很是纳闷，爱因斯坦说他自己的理论基本是对的，他又说反对他的理论的人也没有错。这不是相互矛盾的吗？
我接着问，“那您能不能给我讲一讲您的相对论，听说您的相对论很难理解，我的水平不高，不知我有没有那个能力接受。”
爱因斯坦说道：“我今天就是为这事来等你的，我在升天之后听说人们还在反对我的相对论，我也没有闲着，对我的观点重新进行了认真思考，现在想出了一种新的解释方法，简单明了，一般人都可以接受。”
“既然如此，您就给我讲讲您的相对论吧，让我试着听听，如果我听懂了，我再告诉其他人，让更多的人理解您的观点。”他点头同意了我的请求，并因我愿意宣传他的观点对我表示感谢。
我说：“那您先给我讲一讲光速不变原理，即光在所有惯性系中速度相同（参考文献4）这一观点吧”。
“这不很简单吗，由于光的传播不需要借助任何物质，所以在任何一个惯性系中，不论这个惯性系以多快的速度运动，它都可以看成是一个相对静止的惯性系。比方说，我们可以把地球看成是一个静止的惯性系，那么，在地球上发出的光信号，不论向那个方向，光信号的速度都是C。再比方说，我们可以把某一远离地球的高速飞行器看成是一个相对静止的惯性系，那么，在高速飞行器上发出的光信号，不论向那个方向，光信号的速度也都是C。这就是光速不变原理。问题是，在那个惯性系发出的光信号，我们就必须站在那个惯性系来观测，现在人们错就错在，站在这个惯性系去观测另一惯性系发出的光信号，还要硬说是光的传播速度为C，你说能不错吗？光速与发光体和观测者的运动无关，一定要使观测者和发光体处在同一惯性系中，否则就大错特错了”。
“这么说我就可以接受了，就是说，只要观测者和发光体处在同一惯性系中，不论这个惯性系的运动速度有多大，我们都会发现光速永远也是c。如果观测者和发光体处在不同的惯性系，光速就不再是c了，比方说，一辆火车以速度v在运动，在火车上有一盏灯亮了一下，对火车上的人来说，光信号向各个方向传播的速度都是c，对地面上的人来说，在火车前方观测，发现光速是c+v，在火车后方观测，发现光速是c－v，对吗？”
“对，就是这样。”爱因斯坦立即回答到。
我接着又说，“这个我懂了，那您再给我讲一讲您那运动时钟走慢（参考文献5）吧。人们根据您的理论得出， 一对孪生子，一个留在地球上，一个乘宇宙飞船以接近光速的速度在空间飞行。当他们再见面时，一个已经白发苍苍，而另一个则依然一头青丝。（参考文献6）
“哈，哈，哈。”爱因斯坦大声地笑道，“这怎么可能，运动会使时间变慢，速度越快，时间越慢，这只是人们的感觉，并不是时间真实的会变慢，两个人的衰老速度是相同的。你听过我以前讲的另一个关于相对论的故事吗？”
“哪个故事，给我讲讲”。
“比方这么说——你同你最亲的人坐在火炉边，一个钟头过去了，你觉得好像只过了5分钟！反过来，你一个人孤孤单单地坐在热气逼人的火炉边，只过了5分钟，但你却像坐了一个小时。——唔，这就是相对论！（参考文献7）。从我以前讲的这个有关相对论的故事说明，真实的时间是不会变化的，时间变快和变慢只是人们的感觉。”
“运动会使时钟变慢的这种感觉我还是不能理解。”我迫不及待地说。
爱因斯坦拿出纸和笔，开始边写、边画、边讲。
“因为对地球上的人来说，地球上的信息是以光速向外传播的，如果飞行者远离地球的速度等于光速，地球上的信息和飞行者是以相同的速度远离地球，所以飞行者接收到的地球上的信息始终是他出发时那一瞬间的信息，信息不会更新变化，因为地球上发出的信息与飞行者的相对速度为零，所以他看到地球上时钟停止了。当飞行者的速度超过光速时，飞行者就会追上过去地球发出的信息，所以对飞行者来说地球上的时间就发生了倒流。即当飞行者的速度小于光速时，他就会看到地球上的时钟变慢，飞行速度越快，时钟走得越慢。【注：t`＝t×(1－v/c)， t`为观测到的时间，t为真实时间，c为光速，v为物体运动速度。远离时v取正值，靠近时v取负值】。
如果你觉得不好理解，那我们可以看看图1，我们假设有一个飞行者，他以光速的一半速度远离地球飞行了一年，这时他就到达了B的位置，而从地球上与他出发时同时发出的光信息已到达了C的位置，这时飞行者只接收到了从地球发出的在BC之间传播的信息，在AB之间传播的信息还正在路上传播着，未到达飞行者眼中，所以飞行者在这一年中只接收到了半年的信息。【注：t`＝t×(1－v/c)＝1×(1－0.5c/c)＝0.5年】。
如果飞行者是以光速远离地球，一年后也到达了C点，他在这一年中一直看到的是他离开地球时那一瞬间的信息，这时他看到的地球和他离开时完全一样，没有任何变化，因为地球上与他出发时同时发出的那一瞬间信息和他是同步飞行，这一年的信息都在AC之间传播着，所以他感觉到地球上的时间停止了。【注：t`＝t×(1－v/c)＝1×(1－c/c)＝0年】。飞行者要获得这一年的信息，他必须在C点呆上一年，并且他所获得的信息永远也滞后一年，因为我们地球上的信息一年后才能到达C点。
如果飞行者以2倍的光速远离地球，飞行一年后到达D点，停下来会发现，他看到的地球上的信息是他出发时一年前的信息，他会看到他自己是如何准备飞行的，直至看到他是如何飞离地球的。因为我们地球上的信息两年后才到达了D点，所以对飞行者来说地球上的时间的确是倒流了。【注：t`＝t×(1－v/c)＝1×(1－2c/c)＝－1年】。其实对飞行者和我们地球上的人来说时间总是像以前一样在流动，不会快，也不会慢。
飞行者看到地球上的情况上面已经说了，那地球上的人看到飞行者又是怎么种情况？运动是相对的，那么地球上的人看到飞行者的情况也是一样的，当飞行者的速度小于光速时，地球上的人看到飞行者的时钟也变慢了，当飞行者的速度等于光速时，地球上的人看到飞行者的时钟也停止了，当飞行者的速度超过光速时，地球上的人就接收不到飞行者的信息了，因为他向地球发出的信息以光速远离他向地球传播，可他本身的速度又是以超光速飞离地球，所以他向地球发出的信息其实是在远离地球，永远也不会到达地球，地球上的人要得到飞行者的信息，除非地球改变运动方向，向飞行者追去。”
爱因斯坦讲到这里，停了下来，问我听懂了没有，我正听得入迷，赶忙说“懂了，懂了，太好了，飞行者的时间变慢是我们看到飞行者的时间变慢，并不是他自己的时间真的变慢了，其实他的时间和我们的时间走得一样快，飞行者的真实时间不仅没有变慢，而且他还感觉到我们的时间变慢了。对吗？”
“对，你说得对，时间变慢只是感觉，是双方都看到对方的时间变慢了，自身的时间不会变化。”
我停了一会接着又说：“我们现在进行的就是超光速飞行，那让我看看地球过去的情况吧。”我调过头向后面看去，一片漆黑，什么也看不见，爱因斯坦笑着说：
“我们现在用眼睛是看不到地球的，一是我们离地球太远，信号太弱，二是我们现在正在进行超光速飞行，地球上发出的光信号早已变成了不可见光线，现在要看地球上的情况必须通过这台万能信号转换器才行”。
爱因斯坦说着，打开了万能信号转换器，在墙壁上的显示器上地球出现了，在爱因斯坦的调试下，地球由小变大，画面又逐渐由高空降到地面，接着出现的是一个村子，村前有条河流，我一下就认出来了，那就是我们村的旧貌，我非常激动，真的像是回到了过去，屏幕上接着出现了我们家的大门，不一会，我看见了我那去世多年的父母从大门出来，可奇怪的是他们倒着走路，我赶忙问爱因斯坦，我父母为什么倒着走路。
“由于我们进行的是超光速飞行，我们在追逐着地球过去的时间，所以我们看到地球上的时间正在倒流”。
“那能不能让我父母正着走？”
“可以。”爱因斯坦按了一下按钮，飞行器开始减速，我父母倒退的动作开始逐渐变慢，直到停止不动，又变得向前行走，走的动作越来越快，当我父母行走的动作变得和我们平时的动作一样时，爱因斯坦按了一下停止键。
“我们现在的飞行速度是多大？”我问爱因斯坦。
“我们现在与地球是相对静止的，所以我们看到地球上的时钟和我们的时钟运行速度相同，我们看到地球上人的运动速度就和我们一样。”
“我父母既不倒退，也不前进的那一瞬间，我们的飞行速度是多少？”
“那一瞬间我们是以光速在远离地球。所以我们看到地球的时间是停止了。”
“那是不是只要我们超光速远离地球飞行，我就一直能看到我父母在世时的情况？”。
“从理论上讲是可以的，可是由于信号会变得越来越弱，这台万能信号转换器的放大功能是有限的，现在还不行，也许永远也无法实现，理论上能讲得通的东西，在实际中往往实现不了”。
“这样我就理解了，运动会使时钟变慢，是相互的，地球上的人和飞行者都看到对方的时钟变慢了，并不是只有地球上的人看见飞行者的时钟变慢了。并且这种时钟变慢只是一种感觉，其实双方的时间都没有改变，对吗？”
“对，就是这样，时光真的会倒流那就乱套了，我们只能看到过去，我们不可能回到过去。”
我接着又问爱因斯坦，“那运动方向上物体的长度缩短（参考文献8）又是怎么回事？”
爱因斯坦又接着讲到。 “再如图2，
有一物体AB远离地球，B点发出的光信号向地球传播，当传播到A1的下方时， A点正好移到了A1点，即B点刚才发出的信息这时和A移动到A1点时发出的信息一同向地球传播，也就是说当我们的眼睛收到B点发出的信息时同时收到的是A移动到A1点发出的信息，并不是A点发出的信息，A点发出的信息提前早已收到了，因此我们看到的AB的长度就只有A1B那么长，运动尺就缩短了。速度越快，运动尺缩短的程度越大，因为速度越快，A向B靠近的越快，（AA1之间的距离越大），当物体的速度（V）接近于光速(C)时，看到的物体的长度就接近于一个点，因为，A点以接近光的速度向B运动，而B点发出的信号以(C－V)接近于零的速度向我们传播，自然我们会把物体AB看成一个点。可你还要知道，要看到这个点也很难很难，因为物体AB以接近光的速度远离我们，它向我们发射的光信号以接近零的速度(C－V)向我们靠近，要看到这个点也不知要等到那年那月。”你听懂了吗？【注：L`＝L×(1－v/c)，L`是观测到的长度，L是物体的实际长度， c是光速，v是物体运动速度。远离时v取正值，靠近时v取负值。】
“懂了，我们把物体AB的长度看成A1B那么长，是因为当我们收到B点发出的信息的同时收到的是A移动到A1处发出的信息，也就是说我们同时收到的是A1B之间的信息。对吗？”
“对，就是这样，所以看起来物体变短了，其实它还是原来那么长。我们也可以具体地分析一下你就会更加明白。
如果AB飞离地球的速度为光速的一半，那么A点远离我们的速度（0.5c）和B点发出的光线向我们传播的速度（c－0.5c）就相等，都是0.5c，即A移动到AB的中间时，B点发出的光线正好也传播到了AB的中间，所以我们看到AB的长度就只有它长度的一半。【注：L`＝L×(1－v/c)＝L×(1－0.5c/c)＝0.5L】。
如果AB以光速飞离地球，那么A点远离我们的速度为c，B点发出的光线向我们传播的速度为零（c－c＝0），即A移动到B点后，A点和B点发出的光线才同时向我们传播，并且传播速度为零。也就是说，如果我们能看到AB的长度，它的长度就是零【注：L`＝L×(1－v/c)＝L×(1－c/c)＝0】。其实我们永远也看不到这个物体，因为AB物体上发出的光信号永远也传不到我们眼中。超光速飞行我们就更看不到了。如果是接近光速飞行，我们看到AB的长度就接近于零，但是我们要等很长很长时间才能看到它，因为光信号向我们传播的速度接近于零。这么解释你该明白了吧。”
“明白了，明白了，您讲的我明白了。”我接着又说：“可运动有两种情况，一种是相互远离，另一种是相互靠近，您只说了相互远离的情况，可您没有说相互靠近的情况，按照您的解释，如果是相互靠近，那就不是时间加快，运动尺增长了吗？”（注：这样的观点也有人提出了，爱因斯坦的狭义相对论，由于受洛伦兹变换的约束，只有尺缩和钟慢的结果。实际上相对论效应是存在相反的结果的，尺子可以伸长，时钟可以变快。（→ 参考文献9）
我说完后，爱因斯坦恍然大悟，说道：“噢，对呀，对呀，要不是你提醒，我道把这个忘了，我乘坐光速飞行器远离地球后忘了返回，所以把相反的情况没有看到，怪不得人们把我的观点给歪曲了，原来怨我没有讲完整。谢谢，谢谢，谢谢你的提醒。”
我对爱因斯坦说：“这样吧，现在我把另一种情况给您讲一讲，您看我讲得对不对。”
爱因斯坦说：“好啊，你讲我听，看你是否真的理解了我的相对论。”
然后我就开始对爱因斯坦说：“相对论，相对论，要相对而论，远离时时钟变慢，运动尺缩短，靠近时就应时钟变快，运动尺增长。
如图1所示，当飞行者在2光年的位置上以光速向地球靠近，在他到达1光年的位置时，他用了一年的时间接收到了地球上两年的信息，因为他停在两光年的位置上不动，一年可获得一年的信息，他在返回时又多接收到了在路上传播的一年的信息。【注：t`=t×(1－v/c)=1×(1＋c/c)=2年（靠近时v取负值）】。如果他以两倍的光速返回地球，在他出发时路上本身就有地球已经发出的两年的信息，再加上他要用一年的时间到达地球，所以飞行者在一年内可获得地球发出的三年的信息。【注：t`=t×(1－v/c)=1×(1＋2c/c)=3年（靠近时v取负值）】。即相向运动会使时钟变快，速度越快，时钟越快。
再看看图2，物体A1B1靠近地球时，当B1发出的光线追上另一端A1时，A1已经到A点了，所以B1点的光线与A点的光线同时进入地球人的眼中，即地球上的人看到物体的长度是AB1那么长，也就是说，当物体向我们靠近时运动尺会增加，速度越快，增加的幅度越大。
假设A1B1向我们靠近的速度为0.5c，那么B1点发出的光线向我们传播的速度就为1.5c，如果B1点发出的光线在1秒后追上了A1，到达了A点，那么AA1的长度就等于1×0.5c米，AB1的长度就是1×1.5c米，A1B1的长度就等于AB1－AA1＝1×1.5c米－1×0.5c米＝1c米，如果把A1B1的长度1c米看成L，AB1的长度1.5c米就是1.5L。【注：L`＝L×(1－v/c)＝L×(1＋0.5c/c)＝1.5L（靠近时v取负值）】。
假设A1B1向我们靠近的速度为c，那么B1点发出的光线向我们传播的速度就为2c，如果B1点发出的光线在1秒后追上了A1到达了A点，那么AA1的长度就等于1×c米，AB1的长度就是1×2c米，A1B1的长度就等于AB1－AA1＝1×2c米－1×c米＝1c米，如果把A1B1的长度1c米看成L，AB1的长度2c米就是2L。【注：L`＝L×(1－v/c)＝L×(1＋c/c)＝2L（靠近时v取负值）】。因此物体在靠近时，运动尺会变长，速度越快，物体看上去越长。我说得对吗？”
我说到这里，爱因斯坦拍拍我的肩膀说：“你解释的不错，看来你把我的相对论才真正理解了，并且后一部分是你说的，我看爱因斯坦相对论以后就应改叫爱杨相对论了，以后就看你推广我们的相对论了，要不然很快人们就会把我的观点给彻底否定了，谢谢，谢谢你小杨。”
“我尽力而为，可您的其它一些观点我还是有不理解的，是不是您的所有观点都是绝对正确的？”
“那怎么可能，我爱因斯坦也是人，不是神，怎么会没有错误，我的能力也是有限的，如果我什么问题都能解决，为什么我花了后半生的经历还没有把四大作用力统一，人类在发展，科学在进步，怎么能停留在我们那个时代。还需要你们继续努力才对。”
“您今天讲的我听懂了，以前您为什么要用络伦兹变换？”
爱因斯坦忧郁了一会，好像猛然记起了什么，说：“噢，对不起，我今天还有一件重要的事要办，时间来不及了，我们以后再探讨吧，再见。”说完，他向远方飘去，我想加快飞行速度去追他，可总是追不上，忙喊“老爱，老爱……”
这时我突然醒了，原来这是一场梦，我并没有坐在高速飞行器上，而是坐在电脑前的椅子上，显示器上那屏幕保护程序的美丽线条正在展现着光线的美妙，我动了一下鼠标，王达水的文章又出现在了屏幕上。返回目录内容更多：→ http://sea3000.net/yangfawu/
The new explanation of relativity
- - Direct conversation with Einstein
Yang Fa-wu
Address: Shanxi Province, Mizhi county, Economy development bureau
E-mail: → yangfawu185@126.com
Website: → http://sea3000.net/yangfawu/
Content abstract: The contrary motion causes the clock to slow down. It is not that the clock on the mobile really slows down. But the people on the earth had seen that the clock on the mobile had slowed down. The person on the mobile also had seen the clock on the earth had slowed down. It is only one kind of feeling. Actually the clock on the earth and the clock on the mobile all move in the same way. It can’t be quick and can’t be slow either. When two objects close to each other, we can see that the opposite clock doesn’t move slowly but moves quickly.
Motion can cause the length of object reduces. It is also one kind of visual effect when two objects move contrary. If two objects close to each other, the length of object can become longer.
Key word: theory of relativity, the speed of light invariable, the clock slows down, the movement ruler reduction, the clock changes quick, the movement ruler growth.
参考文献：
1、 挑战相对论→ http://www.xdlbj.com/
2、 记者赵倩http://news.beelink.com.cn/20060620/2098514.shtml
3、 王达水→ http://column.bokee.com/181484.html
4、 http://www.mmskin.com/bbs/ShowPost.asp?ThreadID=304
5、 徐永煊 http://netschool.nuc.edu.cn/KJJD/PHYSICS/JIAOXUE/dzja/8/new_pa25.htm
6、 《大自然探索》杂志2006年第10期 http://www.donature.com/jingcaipianzhang/2006-10/guguai-ayst.html#SlideFrame_1
7、 http://www.xici.net/b346440/d19640438.htm
8、 http://netschool.nuc.edu.cn/KJJD/PHYSICS/JIAOXUE/dzja/8/new_pa25.htm
9、 杨金诚http://sea3000.net/yangjincheng/11.php
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杨发武 （yangfawu185@126.com） 上传2008.03.14
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