用实验突破相对论( 二 )
=1/（1－1×97.2/299792458）
β≈1.00000016214925
本次为实验设计了两套不同的装置 ， 均可用来测量验证超光速是否可能和空间密度因子推导结果是否正确：
1.一体方案
制造一个长宽高为1×1×0.2m密闭的分为二层（二层高均为0.1m）的长方体钢箱 。 在一层钢箱的宽度方向装上两面相互平行且与长度方向垂直的反光镜 ， 两镜之间的反射距离均为1m（误差范围为0.01mm） ， 在一个镜子两端分别装上引入和引出光线的装置 。 在钢箱的另一层的长度方向上也同样装上这样的一套装置 。
钢箱每层的两面反射镜之间的距离按1m计算 ， 则在高铁按97.2m/s速度运行测量期间 ， 根据空间密度因子计算公式 ， 理论上两个方向反光镜之间的空间距离之差值约为1.621E-4mm 。 而光的走行距离测量偏差最大值约为15mm ， 为了达到测量精度要求 ， 只有使光在两反射镜之间多次反射 ， 通过增加测量期间光所走行的距离 ， 测量两仪器中两反射镜之间距离的变化量 。 如果将入射光线与法线的夹角调为0.5秒 ， 则光在两平行的反射镜间的走行距离可放大412529.61倍 。 从理论上讲 ， 两个仪器的光走行距离之差就可从1.621E-4mm放大到66.87mm ， 铷原子钟的最大15mm测量距离误差就可基本满足测量要求 。 如果在时速800km/h的飞机上实验 ， 则两个方向的光走行距离之差从理论上讲可从3.71E-4mm放大到153.0mm；如果在时速120km/h的汽车上实验 ， 则两个方向的光走行距离之差从理论上讲可从5.559E-5mm放大到22.9mm ， 原子钟15mm的测量误差使人难以看出两者的距离差别 。
2.分体方案
制造二个长宽高均为1×0.3×0.2m密闭的长方体钢箱 。 在每个钢箱的宽度方向装上两面相互平行且与长度方向垂直的大反射镜 ， 两镜之间的反射距离为1m（误差范围为0.01mm） 。 在每个钢箱两反射镜之间放置二个可小角度转动的、与大两反射镜呈450夹角的、相互平行的两个小反射镜 ， 一个小反射镜（A）将激光发射器发射过来的激光反射到一个大反射镜上 ， 另一个小反射镜（B）则将另一大反射镜反射过来的激光反射到接收光线的感应器上 。
同样在350km/h时速运行的高铁上做实验 ， 两大反射镜间距离亦按1m计 ， 同样需要通过多次反射增加光走行的距离 。 如果将光的走行距离通过反射增加到6E5m ， 则两测量仪器的反射镜间光的走行距离之差值就可放大到约1m ， 约是测量距离最大偏差值15mm的66倍 。 这个距离差值应控制在两倍反射镜间距以内 ， 以避免一个仪器内的光因反射次数减少而提前到达 ， 以至被少计时 。
当小反射镜（A）离开两大反射镜间光反射路径时开始计时 ， 至小反射镜（B）到达两大反射镜间光反射径路时（两小反射镜的机械控制部分可采用联动装置 ， 以减少测量误差）的时间间隔为：
△T=6E5/299792458
=2.00138E-3s
3.两设计方案的优缺点分析
一体方案不需要机械操作控制计时 ， 实验精度较高 。 但对反射镜的平整度和箱体尺寸有较高的精度要求 ， 对光线的入射角控制精度要求也很高 ， 调试难度大 ， 对载体的稳定性要求亦很高 。
分体设计方案对反射镜的平整度和箱体尺寸的精度要求较低 ， 光线控制较易 ， 对载体稳定性要求不是很高 。 但实验需要机械控制小反射镜的转动 ， 误差不易控制 ， 难以实现较高的实验精度 。
四、实验结果数据预分析
物体在一个惯性运动方向上的空间密度是一致的 ， 在空间三个维度方向 ， 如果各自速度经过了不一样的变化 ， 那么它们的空间密度就不一致 。 因为时间是空间三个维度整体的一个统一维度 ， 时间是空间三个维度变化的总结果 ， 所以它在空间三个方向上的任一点都是同一的 。 在这两个实验中 ， 运动的高铁是一个惯性系 ， 可将高铁上的时间视为统一的 。
【用实验突破相对论】为便于研究 ， 我们可将与加速方向平行的仪器视作洛伦兹变换中的惯性系S’ ， 在不考虑S’系相对运动后 ， 即可将原为一个方向的光的运动视为光在一个较短区段内的往复运动 。 另一与加速方向垂直的仪器原是与S’系一样的在高铁内的惯性系 ， 因为垂直方向速度没有改变 ， 所以它与S’系的空间密度不一致 ， 因此我们可将之视为洛伦兹变换的惯性系S 。 因为与加速垂直的方向速度不变 ， 所以可以将该方向视为与x轴同一方向 。 在实验中两个仪器记录的有光从发射到被感应之间的时间间隔△t1’（垂直于加速方向）和△t2’（平行于加速方向） ， 以及相应的高铁运动速度v 。
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