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从相对论到可定论（第3讲，时间空间转换-1）


从相对论到可定论（第3讲，时间空间转换-1）


1.转换关系推导
我们应将两惯性系之间速度的不同看作是外力作用的结果 ， 外力使惯性系产生加速度从而使两者的速度不同 。 两惯性系的速度不一致说明惯性系曾受到过外力的作用 ， 是因为其中的一个或两个被加速或减速所致 。 外力的作用还会引起惯性系的空间密度和时间节律变化 。 时间是一种空间现象 ， 时间的变化是测时工具空间密度变化的结果 。
在目前还没能发现决定原子振荡周期因素的情况下 ， 通过因果联结 ， 可以认为原子钟的时间节律的变化与相对运动速度的变化有关 。 因速度变化引起空间内所有实物空间密度发生变化 ， 从而使原子钟振荡周期发生改变 。 原子钟在旅行时空间尺寸发生了收缩 ， 这样它的振荡周期就会变长 ， 当旅行结束后返回到起点 ， 速度回到初始状态 ， 一切空间长度又回到起始状态 ， 但旅行给我们留下了原子因振荡周期变化而导致的时间变慢的可观测结果 。
根据时间变慢、空间收缩和速度公式我们就可对惯性参照系间因速度改变引起的空间和时间变化关系做出推导 。 我们还是在洛伦兹变换的两个惯性系的基础上进行研究 ， 因为人类目前所能制造的飞行器所能达到的相对速度有限 ， 与光速相差甚远 ， 在这样的速度条件下所测得的光速不变也是相对而言的 ， 也就是说空间密度和时间节律因速度的改变 ， 不一定是绝对的同比例的变化关系 。 设S系与S’系的空间密度和时间节律之相对变化关系比分别为α和β ， 即：
β=L/L’（9）
空间密度因子β不同于洛伦兹因子 ， 计算时它只可改变惯性系内物体的空间密度 ， 比如对于不属于惯性系的被观察对象的光子 ， 仍认为其在做惯性运动 ， 其在一定时间内所走行的距离在各个惯性系空间中具有绝对恒定性 。
α=T/T'（10）
在其它速度条件下如果α和β不一致 ， 那么在这样的高速运动物体上测得的光速也应该不等于C ， 而应乘以一个系数n ， n为：
n = α/β（11）
为了得到两个惯性系间的空间密度的对比关系 ， 一是可以根据物理定律 ， 在非惯性系中根据观察的力的作用结果计算得到空间变化关系 。 但因人们所能制造的飞行器飞行速度有限 ， 所以难以得到大量的显著的观察结果供人们研究；另一方法是在两惯性系中对同一惯性运动对象进行观测 ， 根据观测的结果推算两惯性系间的空间密度对比关系 。 在对低速运动的物体观测中 ， 观测的结果与观测者所处的惯性系没有关系 ， 所以只能认为他们的空间密度相等 。 而在对高速运动的光子测量时 ， 不同的惯性系对同一光子运动的测量却得到速度一致的结果 ， 两者之间又存在相对速度 ， 而速度又等于距离除时间 ， 这说明这两个变量在两惯系中并不一致 ， 但是人们却又能测量计算后得到相同的光速 。 因此可以据此对两者空间密度对比关系进行推导 。
我们假设有一光子出现又消失 ， 在S系和S’系中同时对这一事件进行测量 。 在S系中测量光在△t时间内走行的距离就是△S=C△t；在S’系中 ， 这一光子在对应的△t'时间内所走行的距离 ， 通过测量工具尺子测得的值是△SA’ 。
△SA’= C×n×△t'
【从相对论到可定论（第3讲，时间空间转换-1）】在S’空间内由于空间密度已变化 ， 测量工具的尺子也相应变化了β-1倍 ， 所以在S’空间内 ， 对△SA’测量所得到的数值对于惯性运动的光子所走行的距离△SA相当于已变化了β倍 。 因此将△SA’换算到S系中的距离为：
△SA = C×n×△t'/β
因△t' = △t/α ， n = α/β可得出
△SA = C×α/β×△t/（α×β）
= C×△t/β2
设定的S’系相对于S系以v速相对运动 ， 即S’系相当于是S系中的一个运动物体 ， 所以S’系在相应的△t时间内在S系中的走行距离△SB为：
△SB = v×△t
又设定光走行的方向与S’系相对运动的v速度方向相同 。 在S’系内 ， 测量所得的光子在△t'时间内相对于S系所走的距离 ， 就是在△t' 时间内光相对于S’所走的距离再加上S’系相对于S系所走的距离 ， 即：
△S = △SA＋△SB
C×△t = C×△t/β2＋v△t
β = 1/（1－v/C）1/2（12）
该公式要求v<C ， 之所以有这个要求 ， 不是因为光速不可超越 ， 而是因为只有在v<C的条件下 ， 在S’中才可测得追上来的光子 。 如果将来有条件实现v>C ， 就只有通过其它的办法得出转空间密度因子 。

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