按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
硌肥凳怯腥毕莸摹！�
只有考虑了时间膨胀效应，才能够解决这些实验。这就给了时间膨胀效应一个支持的证据。
看来，时间膨胀效应是实实在在的哟！
我们得到了肯定后件的结果，虽然我们还不可以说时间膨胀效应就是正确的，但至少也增强了我们对这个“百思不得其解”的效应的信心。
在经典物理学的时空观里面，时间间隔是绝对的，但是，站在新的时空观上，我们得到了时间是相对的，会“膨胀”的这种恰恰相反的结论。
为什么会这样呢？为什么我们会得到这样的结论？
我们回头来看一下。
由于牛顿力学和电磁学的不融洽，我们有必要进行调和。于是我们找到两条原理——狭义相对性原理和光速不变原理。之后我们从这两条原理出发，得到了洛伦兹变换式。我们惊奇地发现，在新的变换式中，时间和空间的关系式发生了微妙的变化。时间是相对的了，它可能会由于空间坐标的不同而不同，当我们运用数学去进行运算之后，我们竟然得到了时间膨胀的惊人结论！
而再来看看相关的实验，我们也很不情愿地见到，经典物理学有它不足的地方，它并非是万能的，而狭义相对论所预言的效应又确实是可信的！
而从时间膨胀的公式，还可以认识到，当速度很低时，也就是u很小时，膨胀的效果是很细微的，可以忽略不计，这时就回到了经典物理学，而在高速的情况下，就必须承认狭义相对论的正确性了。
又一次看到，牛顿力学不过是狭义相对论的一级近似。
学以致用。
以后，当你上学或者上班迟到的时候，别忘了拿出狭义相对论与班主任或者上司争论一番。不过，这也是开玩笑罢了，别当真，要是丢了饭碗的话，可没有人同情你哟！毕竟，这是低速世界！
好，接下来，我们将来看看其他的与旧的时空观相反的预言。
在经典物理学当中，不仅时间是绝对的，而且空间也是绝对的。
特别地，长度是绝对的。一个物体的长度在这一个惯性系看来是这么大，比方说２米；那么在其他所有的惯性系看来，“显而易见”地，也应该是２米。
我们之前未曾怀疑过这个结论。而且在我们看来，它也是符合我们的生活经验的，从来没有人见过这样的怪事：你测得是２米，而我只看到１。８米哟！之后争论不下。要真是这样的话，我们这个世界得多多少关于这个的官司呀！不过，我们从来没有遇到过。
但是，根据我们前面对待绝对时间的经验，我们觉得很有必要来怀疑一下这个“常识”。
洛伦兹变换式中，空间坐标的变换关系也发生了一些变化。说不定长度也会像时间那样，在高速的情况下，出现了与我们熟悉的低速世界大相径庭的结论呢！
要测量一个物体的长度，我们可以这样做。
在同一时间（注意，同时性虽然不是绝对的，但对于某一些参考系，它还是可以有意义的），在我们自己选定的坐标系中，分别读出物体头和尾的坐标，最后，两个坐标相减，就会得出了该物体的长度，想想，这可是我们当年几何课上测量线段长度的经典方法哟！
下面，我们就来看看两个不同惯性系之间，长度的关系究竟是怎样的。
还是让你和兔子来执行这个艰巨的任务吧，你们已经干了很多回了，工多手熟呀，继续努力哟！
你扛着你的坐标系静静站在那里。而兔子则依旧背着坐标系以u的速度“向前跳去” ，还在x’轴上放了一根直直的小木棍。
好了，现在，你们的任务是：分别同时读出小木棍两端点在你们坐标系中的读数，而你得加重一点，还要进行一些运算，希望你们不负众望。
很快，你们报告了数据。
你在t时刻测得两端的坐标分别为x1、x2，而兔子在t’时刻测得x1’、x2’。
好啦，接下来是你的任务啦，而兔子，你一边找萝卜去！不找着一个绿色的萝卜就不要回来了！
你得先算出你所测得的长度，之后，找出你的坐标和兔子坐标的关系，最后，用你得到的去表示兔子的。
好的，算就算呗。
我的长度应该是Ｌ＝x2－x1，而我的坐标和兔子坐标的关系嘛，可以偷一下懒，反正前面已经找到了范例，那就是洛伦兹变换式，直接拿过来便罢。
那就是
x１…ut
x１' = －－－－－－－
√（1… u2/ c2）
x２…ut
x２' = －－－－－－－
√（1… u2/ c2）
于是，兔子的长度是
Ｌ０＝x2’－ x1’
x２…ut x１…ut
= －－－－－－－ － －－－－－－－
√（1… u2/ c2） √（1… u2/ c2）
（x２…ut－x１＋ut）
＝－－－－－－－－－－
…
√（1… u2/ c2）
（x2－x1）
＝－－－－－－－－
√（1… u2/ c2）
Ｌ
＝－－－－－－－－
…
√（1… u2/ c2）
完了，好象我们再次遭遇了时间关系的尴尬！
老方法，静下心来，好好分析一下。
220楼
Ｌ０＝Ｌ/√（1… u2/ c2）
这意味着什么呢？
或者，我们换一种写法，把除的形式换成乘的形式——
L＝Ｌ０√（1… u2/ c2）
Ｌ代表你测得的小木棍的长度，而Ｌ０代表兔子测得的长度。而根号里面却是小于１的，所以你测得的长度将比兔子的小！
这也就是说，你测得的长度跟兔子的不一样，你看到的小木棍比兔子看到的短！
慢着，好象很乱。
小木棍是跟着兔子运动的，也就是说小木棍跟兔子相对静止。Ｌ０就是在相对静止参考系中看到小木棍的长度，而Ｌ则是在相对运动的参考系中看到小木棍的长度！
这是不是说，当我们看一条运动的小木棍时，它的长度将比看到它静止时的长度小！
真的是这样吗？
细细思考一下。
方程似乎真的是这个意思！
是的，就是这个意思！
物体的长度在不同的惯性系看来是不同的，在以u相对运动的坐标系看来，它们比静止时缩短了！而且是缩短到静止时的√（1… u2/ c2）倍！
我们再回头注意一下，我们只是讨论了x方向上的长度而已，别忘了y和z方向！
但是，根据洛伦兹变换式，y’=y，z’=z，它们具有简单的相等关系。不管是相对运动的坐标系，还是相对静止的，测得的坐标都是一样的，所以得到的长度也应该是相同的。比方说，再y方向上，兔子在t’时刻测得y方向的头尾坐标分别为y1’和y2’，那么它得到的y方向的长度为Δy’＝y2’－y1’；同样道理，你在t时刻得到了y1和y2，则Δy＝y2－y1；由于y1’＝ y1，y2’＝ y2，所以Δy’也是等于Δy的！z方向上亦是如此。
这也就是说，长度的差别只发生在沿相对运动的方向上，而与相对运动垂直的方向上则没有这种差别！
再来看一下，当那个u比较小的时候，根号里面还是相当接近于１的，这时那么一点点收缩根本就测不出来，于是又回到了经典物理学。倘若u很大，接近了光速c，那个缩短的效应就很明显了。正因如此，我们在平常生活中，从来没有遇到过什么运动的木棍会变短这么“荒诞”的事情，因为我们总是生活在一个低速的世界！当去到高速的环境里，我们就会发现将会是多么的不一样！
牛顿力学是相对论的一级近似！它是低速运动世界的近似规律！
我们又一次得到这样的结论！
现在，我们对我们的狭义相对论是越来越有信心了，它不仅可以得到牛顿力学的一些预言，而且还包含了牛顿力学，它可以指出牛顿的结果其实只是一种近似，它还能够预言高速时的一些结论！
包含旧的理论结果，并且拓展了新的疆域！
这是新理论的一大特征！
我们来做一个总结，L＝Ｌ０√（1… u2/ c2）这条方程究竟明显地告诉了我们什么。
物体的长度�