关于对相对论尺缩效应具体测量的试验探索

摘要：自相对论诞生以来，人们通过实验和具体的事实，真实的感受到了时间的不一致现象，但是对于尺缩效应，好像目前还一直还停留在理论方面，在这里，将通过一个具体实验，来尝试实现一次对尺缩效应真实的测量和探索。

关键词：光速不变  钟慢效应  尺缩效应

我的试验原理是，如下图所示，用光线直接标记地面参考系中，运动着的火车上的两个端点O和E，其中OE便是地面参考系中的的火车长度，OF是火车原来的长度，也就是火车参考系中火车的长度，问题的关键便是，如何确定地面参考系中火车两点OF的同时。

    如上图所示，只需要标记下光线在铁轨上留下的两处痕迹，即线段MD和点E，即可，通过这两个痕迹，就可以完成这次对火车尺缩效应后的直接测量。

具体的原型试验，试验基础和原理是：一列火车最左端O点的正上方有一电灯泡，并且被固定在火车上。这列火车在水平铁轨BG上自左向右匀速运动，在火车刚要离开经过点B时（O与B重合，C与A重合），火车上C处电灯正好被打开，然后标记他的两条光线CD和CF，F点是火车最右端一点，CD是火车上那条相对火车竖直方向的光线，从C点发出的光线穿过火车上的左端点O点照射到火车正下方D点（为了只研究这两条光线，可以将火车上O与F两点弄成透明，只有这两条光线可以穿透火车）。

这两条光线，其中CD方向的光线穿透火车，标记在铁轨上为MD的痕迹，CF方向的光线穿透火车，标记在了铁轨上紧挨火车右端点F点的E点。当然，这里的EF两点其实可以看作一个点，只是这里为了方便分析，所以火车参考系和地面参考系中各选取了一点。我的结论是火车长度是OF，通过相对论产生的尺缩效应在地面参考系看到的火车长度是OE，就是说标记的OE之间的距离就是尺缩效应后的具体大小，我们需要做的试验就是标记这两个点。

理论依据是，当火车上CF的光线正好照到铁轨表面的E点时，我们外界此刻立即标记CO方向的光线所到达的D点，这里说是立即标记，实际上是根据AD等于AE计算出来的D点，因为光速不变，对地面参考系来说，从A点发出的两条光线AD和AE在同一时刻到达所走过的距离也必定相等，即AD等于AE，AD等于AE也就意味着地面参考系DE两点的相对同时，D点的正上方此刻正好对应火车最左端的点O（CD上的每一点每时每刻都对应着火车最左端点C和O，因为我们始终认为这条光线为相对火车的竖直方向，不管是火车参考系还是地面参考系），所以此刻对外界参考系来说，D点正上方的这个O点和刚刚被标记的E点，便是火车上O点和F点相对地面参考系的相对同时，这个尺缩效应也就具体被标记出来了，标记好OE两点，这个OE长度也就可以直接测量了。

为了方便试验记录和分析，选取与E点同时那一时刻的D点，我们可以把铁轨设计成光线感应器，只要有光线经过，那一点就被标记，那么铁轨上第一个被标记的就是AD与BG的交点，也就是图中的M点，也就是相对火车竖直方向的光线刚刚到达铁轨上那点，然后随着时间流逝，D点在铁轨上留下MD的痕迹，竖直方向光线在铁轨留下MD的痕迹，同时，那条倾斜方向光线也将到达铁轨，到达铁轨的第一个点留下的痕迹我们标记为E，同时反向延长DM，交AB高度的水平方向于A点（也就是说，灯开得时间，B点的位置不必要求具体在固定的某处，理论上在任何位置都可以通过具体分析推断出来），连接AE，这时截取AD=AE，然后作DO垂直铁轨BG交铁轨于O，这样O点E点都确定都被标记了，而且这两个点正好是地面参考系，同时标记的火车上首尾两点，而且上面的每一步都具有可行性。因为同时是根据光速不变原理计算出来的，即根据AD=AE，所以即使实验有延迟也没有关系，因为只需要有两条光线在铁轨感应器留下的痕迹MD和E点就可以了，所以我还是认为，这个尺缩如果真实存在，就可以通过试验，来实现具体的真实测量。

参考文献

（1）   温海龙.对于光速不变原理错误性的论证.科技风, 2015，（2）.

（2）   张小玲.相对论中尺缩效应用“眼”看.物理与工程,2006，（2）

注：本文出自期刊《科技尚品》2016年第9期，欢迎阅读