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滑冰悖论——一个狭义相对论的完美悖论!
自从狭义相对论诞生之日起,从来都不缺乏悖论:车站悖论,滑落悖论,潜水艇悖论,双生子悖论等等等等,设计这些这些悖论往往还都是物理学大师,虽然这些悖论也对相对论的理论建设造成了一些困扰,但最终没有形成对相对论的实质性挑战。究其原因,主要是因为这些悖论都有最一个基本特征,那就是相互运动的两个人参考系不是完全对称的:车站悖论中的火车和站台不是同一种事物,滑落悖论中的滑杆和地面坑洞不是同一种物理实体,潜水艇中的潜艇和海水不是相同的物质,双生子佯谬中的两兄弟虽然是对称的,但是由于其中的一方要加减速和掉头,参考系本身也不是完全对称的。
要充分展现相对论的逻辑矛盾,我们必须涉及一对儿完全相同的参考系,由于相对运动,这对参考系之间还必须发生某种因电磁力引发的物理作用,在这种作用下还要产生一种非此即彼的物理事实,于是,我设计了下面的悖论:滑冰悖论!
如下面的俯视图所示:AB和A’B’为两块材料、质地、形状、大小完全相同的薄冰。两块薄冰一左一右贴合在一起,(备注:图是俯视图,虽然从图上看两块薄冰是上下关系,但其实是左右关系,目的是为了忽略重力影响)薄冰的左右两面加上若干弹簧,这些弹簧所施加的压力的大小恰到好处,它们所造成的压强刚好不使两块薄冰被压碎。
![](http://tiebapic.baidu.com/forum/w%3D580/sign=f5424eb5e8345982c58ae59a3cf6310b/4d7ec83d70cf3bc7fda2172d9400baa1cf112acc.jpg?tbpicau=2024-07-06-05_ca3bfb091dcb72636c6638813ca81802)
看到这里,相信朋友们知道我要做什么了吧!没错,它们之间要相互运动起来,当AB从A’B’上方高速滑过时,两块薄冰的结局又会如何呢?
![](http://tiebapic.baidu.com/forum/w%3D580/sign=a01671a04ab30f24359aec0bf897d192/988c42166d224f4afb3ba9d24cf790529a22d1cd.jpg?tbpicau=2024-07-06-05_359f034e18c5b495dc4a4425bfe6ceb8)
显然,如果以A’B’为参考系,AB这块冰面在运动方向收缩了λ倍,它与AB的接触面也变小了λ倍,在弹簧压力不变的前提下,压强P也就增大了1/λ倍。因此,A’B’将会被AB施加给自己的巨大压强所压碎。注意:此时在A’B’为参考系看来,自己施加给AB的压强并没有增大,因为在尺缩作用下,A’B’下面的弹簧被甩在接触面以外了,所以A’B’施加给AB的力同步变小了,压强没有变化,因此冰块AB不会破碎。
![](http://tiebapic.baidu.com/forum/w%3D580/sign=6d8d3bdb6d34349b74066e8df9e81521/7c399358d109b3ded4223ea989bf6c81820a4ccd.jpg?tbpicau=2024-07-06-05_9f23375a4b986512cd5fdadc51aba2df)
然而,同一过程在AB参考系内看来却是这样的:AB自身的长度压力压强都没有变化,A’B’在运动方向上发生了尺缩效应,于是A’B’和自己的接触面变小,施加给自己的压强变大,因此,冰块AB将被压碎,A’B’将保持完整状态。
那么,在AB和A’B’的这次不期而遇之中,究竟哪块冰会破碎?
备注:我并不反对相对论,只是觉得好玩,拿出这个问题来和大家探讨一下,热烈欢迎各位专家朋友跟帖讨论!
自从狭义相对论诞生之日起,从来都不缺乏悖论:车站悖论,滑落悖论,潜水艇悖论,双生子悖论等等等等,设计这些这些悖论往往还都是物理学大师,虽然这些悖论也对相对论的理论建设造成了一些困扰,但最终没有形成对相对论的实质性挑战。究其原因,主要是因为这些悖论都有最一个基本特征,那就是相互运动的两个人参考系不是完全对称的:车站悖论中的火车和站台不是同一种事物,滑落悖论中的滑杆和地面坑洞不是同一种物理实体,潜水艇中的潜艇和海水不是相同的物质,双生子佯谬中的两兄弟虽然是对称的,但是由于其中的一方要加减速和掉头,参考系本身也不是完全对称的。
要充分展现相对论的逻辑矛盾,我们必须涉及一对儿完全相同的参考系,由于相对运动,这对参考系之间还必须发生某种因电磁力引发的物理作用,在这种作用下还要产生一种非此即彼的物理事实,于是,我设计了下面的悖论:滑冰悖论!
如下面的俯视图所示:AB和A’B’为两块材料、质地、形状、大小完全相同的薄冰。两块薄冰一左一右贴合在一起,(备注:图是俯视图,虽然从图上看两块薄冰是上下关系,但其实是左右关系,目的是为了忽略重力影响)薄冰的左右两面加上若干弹簧,这些弹簧所施加的压力的大小恰到好处,它们所造成的压强刚好不使两块薄冰被压碎。
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显然,如果以A’B’为参考系,AB这块冰面在运动方向收缩了λ倍,它与AB的接触面也变小了λ倍,在弹簧压力不变的前提下,压强P也就增大了1/λ倍。因此,A’B’将会被AB施加给自己的巨大压强所压碎。注意:此时在A’B’为参考系看来,自己施加给AB的压强并没有增大,因为在尺缩作用下,A’B’下面的弹簧被甩在接触面以外了,所以A’B’施加给AB的力同步变小了,压强没有变化,因此冰块AB不会破碎。
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然而,同一过程在AB参考系内看来却是这样的:AB自身的长度压力压强都没有变化,A’B’在运动方向上发生了尺缩效应,于是A’B’和自己的接触面变小,施加给自己的压强变大,因此,冰块AB将被压碎,A’B’将保持完整状态。
那么,在AB和A’B’的这次不期而遇之中,究竟哪块冰会破碎?
备注:我并不反对相对论,只是觉得好玩,拿出这个问题来和大家探讨一下,热烈欢迎各位专家朋友跟帖讨论!