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Don Koks,2019年。


攻击相对论:赫伯特·丁格尔的论点是什么?

赫伯特·丁格尔(1890-1978)可能是相对论最著名的反对者。从20世纪50年代到20世纪70年代,他试图让相对论专家参与一个论点,他坚持认为,这个论点表明相对论是错误的。这一论点是基于对狭义相对论的误解,有人指出许多物理学家一再向他透露。但丁格尔根本不接受他们的说法。即使在今天互联网上有许多支持丁格尔的人写的网页,他们经常用几个等式重复他的话这也许是为了给人留下深刻印象,但却隐藏了丁格尔论点的简单谬误。什么是他的论点,为什么是错的?

尽管丁格尔在决定挑战这个主题之前几十年实际上写了一本关于相对论的书,但他从来没有理解相对论的两个最重要的概念。首先,他不明白事件是:他想这个词与它的日常含义相对应,比如参加音乐会的行为。但这不是他的真正的撤销。他最不理解的是最重要的相对论概念,这是在相对论101课:相对论消除了所有观察者都认同的日常观念同时性。也就是说,相对论说每个惯性帧(本FAQ中的所有帧都是惯性的)都有自己的其他帧不共享的同时性标准。换句话说,一帧结束的事件是与某些事件同时发生A类一般来说,will与另一个框架所说的事件不同同时发生A类。这些不同的标准在逻辑上没有问题同时性。它们之间的差异甚至解决了孪生子悖论,并且通过引申(使用爱因斯坦的等效性原理),它为时间在不同高度以不同速率运行的想法铺平了道路。这是内置的广义相对论:必须考虑到GPS卫星上的时间运行速度与地球表面上的时间不同这一事实在GPS系统中,以及,非常成功。

他们对事件的同时性缺乏一致性,使得相对运动中的两帧可以得出另一帧的结论正在慢慢老化。丁格尔认为,相对运动中的两个时钟不能相互表示,这一点很明显缓慢滴答(即老化);这就是为什么他坚持认为相对论是不正确的。的确,如果两者都是时钟同意同时性,那么当然他们每个人得出的结论都是矛盾的另一个正在缓慢地滴答作响。在这种情况下,丁格尔是有道理的。但时钟就是这样同意同时性。尽管许多物理学家一再试图启发丁格尔,但他始终不明白同时性在相对论中起作用。

例如,考虑两个相对运动的观测者,Alice和Bob,各自携带一个时钟。当他们是在彼此相邻的瞬间,将每个时钟设置为显示零。他们当然会同意,当一个时钟显示为零,另一个时钟也显示为零。现在让观察者分开。将它们的相对速度设置为相对论说,每个人都观察到对方衰老的速度慢了2倍。所以,当爱丽丝的时钟显示10时(秒),爱丽丝说:“在我的时钟显示10的时候,鲍勃的时钟显示5秒看见因为光线从鲍勃的钟传到我的眼睛需要一些时间;但这并不重要。 我知道现在他的时钟显示5英寸观察看到.]鲍勃当时说了什么?他对同时性有不同的标准,他说“当我的时钟显示5时,爱丽丝的时钟显示2.5。我没有看见数字2.5,因为它光线从爱丽丝的时钟传到我的眼睛需要一些时间;但这并不重要。我现在知道了,她时钟显示2.5英寸。每个观察者都可以说另一个正在慢慢老化,因为他们的同步标准是不同的。这很奇怪吗?这当然不是我们在日常生活中习惯的事情世界发展缓慢,所以我们不应该自欺欺人地认为这是显而易见的。但这并没有什么不合逻辑的。

因为丁格尔根本不知道同时性是由观察者决定的,所以他没有对同时性进行分析论据。因此,在上面的例子中,他会含蓄地假设Alice和Bob共享一个标准同时性。然后他会说:“如果爱丽丝的时钟显示10,而她说鲍勃的时钟显示5,那么鲍勃必须得出结论,当他的时钟显示5时,爱丽丝的时钟显示10。所以爱丽丝说鲍伯衰老缓慢,但鲍伯说爱丽丝正在衰老迅速地这证明了相对论是错误的。“丁格尔从未意识到或接受这一点相对论说,同时性依赖于观察者,很明显,他的追随者也同样没有意识到这一点。然而,这一概念很容易从所有相对论101课程中所教的相对论假设中得出。

所有反对相对论的论点都归结为这样一个事实,那就是那些提出这些论点的人并没有理解相对论意味着两个框架在同时性上必须不一致。试试看:下次你想解决的时候任何一个相对论的著名悖论,都要把你的注意力从长度收缩和时间膨胀上移开,因为尽管它们是必要时,它们总是次要于分析。只需认识到不同的同步标准相对移动的参与者,你将很好地解决这个悖论。