3.4  洛仑兹变换目的

 

洛仑兹变换的目的是计算相对论效应。

 

1. 相对论效应

 

相对论观测效应是观测效应的一种,是由惯性系的相对运动速度引起的。

前面推导出的xt代表相对论效应。表面上它们用S系中的符号,实际是S系中的数值。

由于观测者只能存在于S系中,所以相对论效应也只能在S系中表现出。这就是,S系中不存在相对论效应的原因。于是得到重要结论:

从(x′,t′   求(x,t

是没有根据的。

 

2. 计算相对论效应

 

洛仑兹变换的目的是求x′t′,这也是电磁相对论的目的。

我们已经推导出洛仑兹变换公式如下:

 


上面两个公式的意义是:

已知(x,t     x′,t′

这符合洛仑兹变换的目的。

从(x′,t′)求(x,t)是错误的。下面就这个问题进行详尽的说明。

为了说明问题,假定S′系中有一位观测者,在他看来S系的运动方向是沿X′轴的反方向运动(图6),也就是沿 –v 的方向运动。

根据这一方向求出

     A

     B
 

 

公式(A)、(B)的意义是

已知      

从已经观测到的相对论效的数值,求本征长度和本征时间。这样的计算方法是无法完成的,理由如下:

1)本征值(x,t)必须是已知数

必须事先知道(x,t),才能进行观测。观测到的结果与(x,t)进行比较,得出相对论效应的具体数值(x′,t′)。

2)(x′,t′)是未知数

如果事先不知道物理量的本征值(x,t),那么即使观测到相对论效应,也不知到是不是相对论效应,更不可能知道(x′,t′)的数值。可见,从(x′,t′)求(x,t)是不切实际的。

3)单值性

公式(14)中xx′之间的关系是

由于上式中x的数值是已知的,所以x′x之间是单值关系,这是正确的方法。

对于公式(A),有

其中x′的数值是未知数,是可变的。因此,x不具有唯一的确定值,也就是xv不是单值关系。显然公式(A)没有任何物理意义。

另一方面,如果不事先知道本征值,即使猜想到观测的结果中有相对论效应,也确定不了x′的数值。

例如,我们观测到遥远天体的光谱线,但不知该光谱线在实验室中的位置是多少,那么我们将无法确定观测到的光谱线是红移还是蓝移,更无法确定光谱线的移动量是多少,即相对论效应是多大。

以上任何一条理由,都说明公式(A)、(B)是错误的,其原因是思想方法出现了错误。

从洛仑兹变换的目的来讲,公式(14)、(15)、(16)、(17)是唯一的,不可逆的。

知道了相对论效应和洛仑兹变换的目的,我们得到了两个重要的概念:

. S′系中不应当存在x′t′

ⅱ. 不存在S系对S系的观测,只能是S系对S′系的单向观测。

电磁相对论不是坐标系之间的互相观测;不是两个坐标系观测同一电磁事件;不是两个坐标系的坐标,无条件的互相换来换去。不是你看我,我看你。