對雙生子佯謬及超距作用的一種可能性解釋

對雙生子佯謬及超距作用的一種可能性解釋作者：秦盛成都鈞盛私募基金管理有限公司郵箱：qinsheng@摘要：本文主要是基于一種更嚴(yán)格的雙生子佯謬的假設(shè)前提和慣性系假設(shè)，在完全對稱的前提下討論時(shí)間和空間性質(zhì)，并且得出了一種新穎的結(jié)論：不同參考系同時(shí)性是可能實(shí)現(xiàn)的、空間具有相對獨(dú)立性。并以此為基礎(chǔ)，對雙生子佯謬、宇宙暴脹、量子糾纏的超距作用、粒子的微觀空間運(yùn)動、測量問題等現(xiàn)象從一個(gè)新的角度進(jìn)行了嘗試性的解釋。這種解釋是探索性的和全新的。同時(shí)，作者還提出了一種對空間相對獨(dú)立性的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)方式。關(guān)鍵詞：同時(shí)性的絕對性；空間的相對獨(dú)立性；狹義相對論；宇宙暴脹；超距作用；測量問題

ApossibleexplanationfortheparadoxoftwinsandoverdistanceactionShengQinChengduJunshengPrivateEquityFundManagementCo.,Ltd，ChengDu610000E-Mail：qinsheng@Abstract:Thispapermainlydiscussesthepropertiesoftimeandspaceonthepremiseofcompletesymmetrybasedonamorestrictassumptionoftwinparadoxandinertialsystem,andcomestoanovelconclusion:thesimultaneityofdifferentreferencesystemsispossibleandspaceisrelativelyindependent.Onthisbasis,wetrytoexplainthetwinparadox,cosmicinflation,theoverdistanceeffectofquantumentanglement,themicrospatialmotionofparticles,measurementproblemsandotherphenomenafromanewangle.Thisexplanationisexploratoryandnew.Atthesametime,theauthoralsoputsforwardanexperimentaltestmethodfortherelativeindependenceofspace.Keywords:Theabsolutenessofsimultaneity;Therelativeindependenceofspace;Specialrelativity;Cosmicinflation;Overdistanceaction;Measurementproblems.1.引言愛因斯坦曾經(jīng)講過，解決時(shí)鐘佯謬的問題超出了狹義相對論的范圍[1]。雖然宇宙線中的粒子衰變能一定程度上的證明時(shí)鐘變慢效應(yīng)[2][3]，但是雙生子佯謬依舊困擾著很多物理學(xué)家。例如“孟廣達(dá)”等人認(rèn)為，在狹義相對論范疇內(nèi)解決雙生子佯謬是不可能的[4]。而“錢尚武”在分析此問題時(shí)曾經(jīng)提到一種方法，那就是利用不同參照系的時(shí)間變換進(jìn)行解釋[5]，其前提條件依舊是運(yùn)動過程的不對稱性。例如穆勒最早于1972年解決該問題一樣，其前提條件依舊基于非對稱的參考系[6]。而本文希望把雙生子悖論的前提條件設(shè)置得更嚴(yán)格，建立在完全對稱的基礎(chǔ)上進(jìn)行討論，以此為基礎(chǔ)我們將推論出與以往不同的結(jié)論，那就是在不同的參考系中同時(shí)性是可以成立的。另外，我們還推論出了另一個(gè)有趣的結(jié)論，那就是空間似乎是相對獨(dú)立的。雖然過去我們有很多的實(shí)驗(yàn)來證實(shí)慣性系空間的統(tǒng)一性,即光速在慣性系中的不變性[7][8]，但是作者在本文中提出的這種方式是獨(dú)特的，是基于不同慣性系之間的一種檢測方式。作者發(fā)現(xiàn)用這兩個(gè)結(jié)論可以很好的解釋很多現(xiàn)象，例如：雙生子佯謬、量子糾纏的超距作用、宇宙暴脹等現(xiàn)象。作者認(rèn)為這種嘗試性的解釋是可能的。2．對狹義相對論中同時(shí)性及空間的一種嘗試性解釋2.1 對愛因斯坦狹義相對論中的“同時(shí)性”進(jìn)行一種新的嘗試性闡釋圖1愛因斯坦火車實(shí)驗(yàn)如上圖1所示，這是經(jīng)典的愛因斯坦思想實(shí)驗(yàn)中對同時(shí)性概念的描述?；疖囈运俣认騒軸方向運(yùn)動，從站臺兩端分別同時(shí)發(fā)出一束光。在站臺上中點(diǎn)的觀察者看來這兩束光是同時(shí)到達(dá)的；然而在火車上的人看來，運(yùn)動前方的光將比后方的光先到達(dá)。因此，愛因斯坦認(rèn)為同時(shí)性是相對的[9]。然而，本文要指出的是：如果火車相對地面的運(yùn)動速度是已知的，那么火車上的人對于這種站臺上的發(fā)光先后到達(dá)的“現(xiàn)象”實(shí)際上是可以計(jì)算并修正的，火車上的人可以通過計(jì)算來消除前后兩束光到達(dá)的時(shí)間差異，進(jìn)而修正所謂的“同時(shí)性”困惑。經(jīng)過修正后，會使得火車上的人同樣認(rèn)識到兩束光發(fā)光的時(shí)間也是相同的。如果火車上的人看到運(yùn)動前方光速到達(dá)的時(shí)間為，到達(dá)時(shí)相距前方站臺發(fā)光點(diǎn)距離為；后方的光速到達(dá)的時(shí)間為，到達(dá)時(shí)距離后方站臺發(fā)光點(diǎn)距離為，火車與地面相對運(yùn)動速度為v。那么，經(jīng)過計(jì)算前方站臺發(fā)光的時(shí)刻為：，其中；后方站臺發(fā)光的時(shí)刻為：，其中；經(jīng)過修正后，實(shí)際上火車上的人看起來，站臺兩端發(fā)光這事件也是同時(shí)發(fā)生的，即。2.2對狹義相對論中空間的認(rèn)識進(jìn)行一種新的嘗試性解釋圖2不同參考系看到的光速軌跡如上圖2所示，一個(gè)物體以速度v相對地面沿X軸方向勻速運(yùn)動，運(yùn)動物體內(nèi)部有一束光從A點(diǎn)發(fā)射到B點(diǎn)。假設(shè)運(yùn)動物體觀察系為系，地面坐標(biāo)觀察系為系。在系的觀察者看來，這束光是從A到B直線運(yùn)動的，運(yùn)動距離為AB之間的直線距離，速度為光速c；但是在系看來，這束光其實(shí)是斜線運(yùn)動的（圖2右方）。根據(jù)光速不變原理，系觀察者就要求系時(shí)間變慢，否則就會產(chǎn)生超光速困境。本文要對此修正的是：實(shí)際上系和系空間是相對獨(dú)立的。對于系觀察者，除非進(jìn)入到運(yùn)動物體系的慣性系中，否則這束光對系而言是“看不見”的。系的觀察者要看見系上的一束光的傳播過程，其前提條件是系觀察者首先要對這束光進(jìn)行觀察，而觀察的前提是：要么這束光與處于S系觀察者慣性系的物質(zhì)發(fā)生了作用；要么系觀察者進(jìn)入系進(jìn)行觀察。因此，所謂的“光速不變”，前提條件是在某個(gè)慣性系對光速進(jìn)行測量得到的。任何對光速的測量，都至少需要該慣性系中的兩點(diǎn)作為參考。因此，在不進(jìn)行測量的前提下說：“同樣的時(shí)間內(nèi)，在系看來這束光傳播的距離比系要長”，這是不允許的。2.3 狹義相對論對雙生子佯謬的解釋我們知道目前對于雙生子佯謬的理論解釋方式，主要集中在兩個(gè)參考系之間的非對稱性，很多文章中會解釋為“火箭加速”的過程導(dǎo)致了這種時(shí)間上的差異[10]。然而我們可以對雙生子佯謬的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)以更好的說明“加速過程”不是造成時(shí)間變慢的原因：假設(shè)A和B是完全一樣的剛體，上面放置著兩個(gè)構(gòu)造完全相同的時(shí)鐘且時(shí)鐘指針初始位置一致。雙方以同樣的受力獲得加速后（可以通過連接A和B的彈簧來加速），A和B相對運(yùn)動速度為v。雙方約定好在時(shí)鐘的某個(gè)“時(shí)刻t”以某種設(shè)定好的相同的程序減速并返回，最終經(jīng)過同樣的方式減速達(dá)到相對靜止?fàn)顟B(tài)。在這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中：物體A和B的所有運(yùn)動過程都是完全對稱的。根據(jù)狹義相對論：當(dāng)A和B回歸到最終相對靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，A會看到B上的時(shí)鐘變慢了；B同樣會看到A上的時(shí)鐘變慢了。如果相對于A和B，有一個(gè)地面觀察者是第三觀察者，會發(fā)現(xiàn)A和B的整個(gè)運(yùn)動過程是完全對稱的，包括時(shí)鐘指針的位置。整個(gè)過程我們不可能發(fā)現(xiàn)A或者B相對于對方在運(yùn)動過程中有任何獨(dú)特的優(yōu)勢，因此我們難以解釋狹義相對論中“時(shí)鐘變慢”的困境。因此，雙生子佯謬的困境，是實(shí)實(shí)在在存在的，不能通過加速過程的差異得以消除。3．定義慣性系中的時(shí)間、空間及同時(shí)性3.1論慣性系我們假定任何慣性系物理定律是相同的，實(shí)際上就相當(dāng)于假定任何慣性系中的全同物質(zhì)之間相互作用的物理規(guī)律都是相同的。例如，我們假定電子、質(zhì)子、中子是全同粒子，以此構(gòu)成的原子核、原子核與核外電子的作用、質(zhì)量、能量之間的物理關(guān)系在任何慣性系中都是一致的。在任何慣性系中，我們都可以用某個(gè)固定能量的光子作為基礎(chǔ)來定義統(tǒng)一的能量、質(zhì)量、長度、時(shí)間等物理單位標(biāo)準(zhǔn)。例如，我們可以用某個(gè)已知的氫原子能級對應(yīng)頻率為的光子，來統(tǒng)一的定義任何慣性系中的1秒鐘時(shí)間為該能級的光子震蕩次對應(yīng)的時(shí)間；同時(shí),可以以該光子的波長來定義長度單位；以該光子的能量來定義質(zhì)量單位等等。我們首先認(rèn)為，在所有慣性系中，由這樣統(tǒng)一定義的時(shí)間、空間、長度、能量等物理單位都是一致的，由這樣統(tǒng)一定義的單位所衍生出來的物理定律都一致。而對于非慣性系，如果我們能計(jì)算出其中的非慣性因素（例如引力場、電磁場、加速度等）對這些基礎(chǔ)全同粒子的質(zhì)量、能量、長度的影響，那么我們也同樣可以一致的定義非慣性系中的時(shí)間、長度、質(zhì)量等基礎(chǔ)物理量。而隱藏在：“所有慣性系物理定律都相同”這條假設(shè)的背后，我們將發(fā)現(xiàn)需要有一個(gè)更深刻的前提條件：空間的相對獨(dú)立性。也就是慣性系的空間必須是相對獨(dú)立的，如果慣性系的空間不具備獨(dú)立性而受到與其他慣性系相對運(yùn)動狀態(tài)的影響（例如相對運(yùn)動速度、相對距離等），那么這些變量無疑將會直接作用到該慣性系所在的所有物質(zhì)的相互關(guān)系。除非這種作用對于慣性系中的所有物質(zhì)之間的物理關(guān)系，是完全等比例的且線性的，否則我們將很難得到“所有慣性系物理定律一致”這樣的性質(zhì)。3.2定義時(shí)間和長度根據(jù)前面的規(guī)定，我們就可以統(tǒng)一定義不同慣性系中的時(shí)間和長度：（1）以某種全同光子的頻率和波長，統(tǒng)一定義不同慣性系中的時(shí)間和長度。（2）那么，我們可以推論兩根構(gòu)造完全相同的剛性尺子，在兩個(gè)不同慣性系中對應(yīng)的長度應(yīng)該是一致的（以上述定義的長度分別在不同的慣性系中進(jìn)行測量得到的結(jié)果應(yīng)該相同），否則就需要不同的物理定律去解釋其差異，這將違背我們對慣性系的假定。（3）在任何非慣性系（加速場或者引力場），在充分考慮了加速或者引力的影響后，我們以此為基礎(chǔ)定義的時(shí)間和長度，所測得的相同的質(zhì)量、長度、時(shí)間等物理量應(yīng)該也是一樣的。定義：同時(shí)性。兩個(gè)事件同時(shí)發(fā)生，指的是在兩個(gè)參考系系和系中，分別在某個(gè)時(shí)刻和向它們的中點(diǎn)發(fā)出一束光（或者按照某種相同方式定義的某個(gè)速度為的物體），在充分考慮了空間的對稱性或非對稱性的影響之后，它們是同時(shí)到達(dá)中點(diǎn)的。則我們稱系中的時(shí)刻和系中的時(shí)刻是同時(shí)發(fā)生的。4同時(shí)性的絕對性和空間的相對獨(dú)立性的證明4.1對于保持相對靜止的兩個(gè)參考系我們假設(shè)有兩個(gè)相對靜止的參考系系和系（例如兩個(gè)相對靜止的慣性系、引力場中兩個(gè)相對靜止的物體）圖3靜系中來回反射的光束從系中A點(diǎn)向系中B點(diǎn)發(fā)射一束光并來回反射。（注意，我們在此并不需要假設(shè)來回光速c一致，也不需要假設(shè)在系和系看來光速都一致，只需要保證來回反射的光子回到初始狀態(tài)時(shí)頻率一致即可，因?yàn)槁窂绞侵貜?fù)的）假設(shè)每次光子被反射的“時(shí)刻”對應(yīng)的系或系“當(dāng)?shù)亍睍r(shí)間分別為：、、、、、、、、、，如圖3所示。我們假設(shè)：，是系和系之間的時(shí)間變換函數(shù)。結(jié)論1：我們首先證明是線性的。證明：假設(shè)在系看來，從A到B光速傳播需要時(shí)間，來從B回到A需要時(shí)間。相應(yīng)的在系看來從A到B和從B到A需要的時(shí)間分別為和，則有如下關(guān)系：由于在系看來，，因此，等式左邊是線性的，等式右邊的變量關(guān)系也是線性的，兩個(gè)坐標(biāo)系的時(shí)間間隔和是線性關(guān)系，因此是線性的。證畢。因此，我們可以進(jìn)一步假設(shè)系和系之間的時(shí)間函數(shù)的線性關(guān)系為，，實(shí)際上如果是一個(gè)真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)，我們馬上可以通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出系數(shù)b和k。結(jié)論2：證明k=1。證明：首先，根據(jù)慣性系的假設(shè)，在任何參考系中質(zhì)能方程和普朗克公式：（為光子頻率）均成立，并且可驗(yàn)證全同物質(zhì)具有相同的質(zhì)量（例如電子、質(zhì)子、中子等）。我們假定已經(jīng)按照前面所述的方式統(tǒng)一定義了系和系的時(shí)間，由于，那么，根據(jù)我們前面對時(shí)間的定義，如果k<1，按照同時(shí)性的定義，則意味著S系過去了1秒，而中并未過去1秒。也意味著相同能量的光子在S系中的“1秒鐘”時(shí)間內(nèi)震動了次，但是同時(shí)在系中只震動了次。然而在上述的思想實(shí)驗(yàn)中，光子在系和系看來，傳播過程對應(yīng)的時(shí)間分別為和、和，所對應(yīng)的光子傳播路程和是完全一樣的。那么也就意味著光子無論在S系還是系看來，光子在這段距離和的傳播過程中震動的次數(shù)n都是相同的。那么也就意味著無論從系還是看來，和、和都對應(yīng)著能量相同的光子震動了相同次數(shù)n，因此根據(jù)我們前面對于時(shí)間的定義，將得到如下結(jié)論：，。因此，k=1。證畢。（備注：對于光子是否處于引力場或加速場，是否產(chǎn)生引力紅移等效應(yīng)并不影響以上結(jié)論。因?yàn)闊o論光子是否有引力紅移，其傳播過程中所震蕩次數(shù)都不會改變）結(jié)論3：在任何相對靜止的參考系中，我們只需要適當(dāng)調(diào)整兩個(gè)構(gòu)造相同的時(shí)鐘的指針位置，就能得到一系列在各處指針走勢完全相同的同時(shí)性時(shí)鐘。這既適合于慣性系，也適合于處于引力空間的兩個(gè)相對靜止的參考系，同時(shí)適合于處于相對靜止?fàn)顟B(tài)的的加速系。4.2對于處于相對運(yùn)動狀態(tài)的兩個(gè)參考系的證明4.2.1完全對稱性情況兩個(gè)構(gòu)造完全相同的剛體A和B，獲得相同的加速度過程后（例如用一根彈簧連接A和B兩端獲得加速），A和B的相對運(yùn)動速度變?yōu)関，運(yùn)動方向?yàn)閄軸方向（A和B的X軸方向相同）。根據(jù)對稱性，我們不應(yīng)該認(rèn)為A和B任何一方具有相對優(yōu)勢，例如認(rèn)為A的時(shí)間相比B的時(shí)間更快，或者A的長度相對B在運(yùn)動方向上收縮等。根據(jù)我們在靜系中的結(jié)論，我們顯然可以在A和B上都沿著其運(yùn)動方向放置一系列等距離且走勢一致的時(shí)鐘，在A系看來A系上的時(shí)鐘走勢是完全同步且嚴(yán)格同時(shí)的；B系看來B系上放置的時(shí)鐘也是完全同步且嚴(yán)格同時(shí)的。如下圖4所示（假設(shè)加速后A向左運(yùn)動，B向右運(yùn)動）：圖4對稱加速的剛體及時(shí)鐘假設(shè)這些時(shí)鐘在各自坐標(biāo)系的坐標(biāo)位置分別為：其間隔在各自參考系中都相等，且在靜止?fàn)顟B(tài)下比較A系和B系這些時(shí)鐘的間隔都相等，即：且：我們假設(shè)A和B加速后，在時(shí)刻A系和B系坐標(biāo)原點(diǎn)重合，且和正好處于A系和B系x=0的位置，此時(shí)A和B上的所有時(shí)鐘指針位置都是時(shí)刻。假設(shè)在A系看來經(jīng)過后正好與坐標(biāo)重合（此時(shí)與重合……與重合），時(shí)間內(nèi)A相對B運(yùn)行的距離為。由于“重合”是一個(gè)事實(shí)，無論是A系看來還是B系看來，該事件都只會在某個(gè)時(shí)刻發(fā)生一次。那么我們顯然就可以得出結(jié)論：在A系的某個(gè)時(shí)刻，(n=0,1,2,3,……)，將分別與依次相互重合（需要順移相應(yīng)位置順序）。我們假設(shè)A系和B系之間的時(shí)間函數(shù)和長度函數(shù)為:那么根據(jù)對稱性就有：因此,在每次A系和B系時(shí)鐘重合時(shí)刻比對A系和B系上的時(shí)鐘，那么一定能看到兩個(gè)坐標(biāo)系上面的時(shí)鐘指針位置是一樣的。同時(shí)，如果某兩個(gè)時(shí)鐘對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)在某個(gè)時(shí)刻不重合，就會產(chǎn)生相對運(yùn)動速度不等于v的情形。例如，如果在時(shí)刻和重合，而時(shí)刻和不重合，那么當(dāng)經(jīng)過時(shí)間后，根據(jù)勻速運(yùn)動的假設(shè)在的時(shí)刻我們將看到與重合。但是因?yàn)闀r(shí)刻和不重合，那么此時(shí)計(jì)算在時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動速度將得到不是v。因此我們得到如下重要結(jié)論：結(jié)論4：A和B在運(yùn)動方向上的相對長度實(shí)際上是無變化的。結(jié)論5：由于慣性系A(chǔ)和B的長度對應(yīng)的是某個(gè)頻率的光子震動的次數(shù)和傳播的距離，因此又可以推論兩個(gè)參考系A(chǔ)和B的時(shí)鐘走勢是完全同步且嚴(yán)格同時(shí)的。4.2.2對于兩個(gè)非對稱的，相對運(yùn)動速度為v的物體C和D我們可以構(gòu)建兩個(gè)全同的剛體A和B，它們一開始相對靜止，且分別相對于C和D的速度大小都相同，方向相反（例如相對C的速度為v/2，而相對D的速度為-v/2）。如下圖5所示：圖5非對稱相對運(yùn)動的物體然后令A(yù)和B分別向兩個(gè)方向做對稱的加速運(yùn)動，加速后使得A相對于C保持靜止，B相對于D保持靜止。此時(shí)由于A和C相對靜止，根據(jù)之前我們在靜系中的結(jié)論，它們之間的時(shí)鐘指針走勢經(jīng)過調(diào)整后將會是完全同步且嚴(yán)格同時(shí)的。同樣的對于B和D也是如此。根據(jù)上面動系中的思想實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：A和B之間無論是長度還是時(shí)間，都是對稱且相等的。那么也就意味著C和D之間的時(shí)鐘也是完全同步的。假如C和D是剛體，且處于慣性系中，其運(yùn)動方向上長度也會完全相等。結(jié)論6：無論是靜系還是動系，在慣性系中的同時(shí)性是嚴(yán)格成立的，不存在相對論時(shí)間變慢的效應(yīng)；長度也是絕對相等的，不存在運(yùn)動方向的長度收縮的問題。即使在非慣性系中，當(dāng)我們充分考慮了非慣性因素的影響后，這些結(jié)論依舊成立。5空間的相對獨(dú)立性解釋及實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)我們還是以兩個(gè)全同的剛體A和B的思想實(shí)驗(yàn)為例，A和B相對運(yùn)動速度為v。我們在前面已經(jīng)證明了其長度和時(shí)間的相等性質(zhì)。那么我們假設(shè)時(shí)刻和正好處于相同位置（X軸坐標(biāo)重合），在時(shí)刻分別從A和B的和坐標(biāo)位置同時(shí)向前方發(fā)射一束光，分別經(jīng)過后（兩個(gè)坐標(biāo)系的時(shí)間一致），A系的光束到達(dá)，B系的光束到達(dá)，如下圖6所示：圖6空間相對獨(dú)立性的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)時(shí)刻，和相距的距離為，也就是說實(shí)際上出現(xiàn)了我們所謂的“超光速”現(xiàn)象，假如我們在處放置一個(gè)鏡子把B系的光束反射到A參考系中緊鄰的一點(diǎn)（忽略兩個(gè)參考系之間的距離），那么我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)A系的光到達(dá)時(shí)，B系的光經(jīng)過鏡子反射后將同時(shí)達(dá)到處，兩束光是在時(shí)刻同時(shí)到達(dá)的。其原因并不是因?yàn)檎娴陌l(fā)生了“超光速”現(xiàn)象，而是由于A和B的空間的相對獨(dú)立性引起的。以上的思想實(shí)驗(yàn)室可以通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)的，我們的確可以通過這種空間的相對獨(dú)立性，把同一束光先發(fā)射到B參考系，然后通過B參考系的鏡子向前反射，最后到達(dá)某個(gè)點(diǎn)后再次通過鏡子反射回A參考系。只要A和B相對運(yùn)動速度足夠大，我們就能獲得一個(gè)非常顯著的“超光速”效應(yīng)。（備注：截止目前，作者還沒查到有科學(xué)家做過類似的實(shí)驗(yàn)。我們以往的對光速進(jìn)行測量的實(shí)驗(yàn)，都是基于同一個(gè)慣性系進(jìn)行的）6.同時(shí)性的絕對性和空間相對獨(dú)立性的應(yīng)用：對量子糾纏、超巨作用、宇宙爆脹、牛頓水桶實(shí)驗(yàn)和馬赫原理、測量問題的解釋6.1量子糾纏態(tài)問題及超距作用正是由于空間具備相對的獨(dú)立性，那么就會允許兩個(gè)量子之間處于一種獨(dú)立的糾纏態(tài)狀態(tài)。測量，意味著對這種糾纏態(tài)獨(dú)立空間的破壞，也意味著測量后糾纏粒子所在空間和測量所在的觀察空間的統(tǒng)一。在測量以前，我們可以認(rèn)為糾纏粒子處于一個(gè)相對獨(dú)立的空間。如果空間不具備相對的獨(dú)立性，我們是不可能在不影響被測量糾纏粒子的前提下，把兩個(gè)相互糾纏態(tài)的粒子分開的。而對于糾纏態(tài)粒子的超距作用，實(shí)際上在我們嚴(yán)格證明了“同時(shí)性的絕對性”后，就會自然得到解釋?！巴瑫r(shí)性的絕對性”保證了兩個(gè)粒子之間的能量、動量、角動量的瞬時(shí)守恒問題。反過來，如果沒有“絕對的同時(shí)性”作為保證，空間的相對獨(dú)立性也就得不到保證。因?yàn)榭臻g的相對獨(dú)立性所造成的物質(zhì)之間的能量、動量等守恒問題，必須通過絕對的同時(shí)性才能夠得以保證。6.2原子中的粒子運(yùn)行軌道問題我們目前以不確定性原理來回答粒子在微觀層面的問題，其假設(shè)的前提是：我們一直認(rèn)為微觀粒子的時(shí)空與我們觀測者的時(shí)空是統(tǒng)一的，只有在統(tǒng)一的時(shí)空中，我們才能統(tǒng)一的規(guī)定粒子的位置、速度等信息。然而如果粒子在微觀領(lǐng)域其空間具有相對的獨(dú)立性，那么我們在觀測前將會無法預(yù)言其在獨(dú)立空間中的狀態(tài)，包括速度、位置等信息。在觀測以前我們不能去定義另一個(gè)獨(dú)立空間中的粒子的位置、速度等信息，除非我們對它進(jìn)行測量。6.3宇宙膨脹的一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)我們假設(shè)有物體，物體沿著X軸方向運(yùn)動，每個(gè)物體上都有一個(gè)透鏡。其中相對的速度為v，相對的速度為v，相對的速度為v，以此類推，后面的物體相對前面物體的速度都為v，如下圖7所示：圖7宇宙暴脹思想實(shí)驗(yàn)（備注：圖中標(biāo)注的速度v，指的是相對前一個(gè)物體的相對運(yùn)動速度，而不是相對觀察者）我們假設(shè)nv>c，其中c為光速。那么我們將得到如下結(jié)論：和之間的空間膨脹速度將會超過光速。如果有一束光從出發(fā)分別穿過、……上面的一個(gè)個(gè)透鏡直到，上有一個(gè)反射鏡，然后再把光束原路反射回來。為了簡便計(jì)算，我們假設(shè)一共只有這四個(gè)物體，它們相對于前一個(gè)物體運(yùn)動速度為c/2，即相對于以c/2運(yùn)動，相對于以c/2運(yùn)動，相對于以c/2運(yùn)動，其中c為光速。我們假設(shè)時(shí)刻有一束光從出發(fā)向發(fā)射，時(shí)刻和、和、與的距離都是。這束光從到傳播需要的時(shí)間為；光子到達(dá)的時(shí)刻為。時(shí)刻、之間的距離為，光束在時(shí)刻從出發(fā)到所需要時(shí)間為；因此光束到達(dá)時(shí)的時(shí)刻為，此時(shí)和的距離為；光束在時(shí)刻從出發(fā)到需要的時(shí)間為，光束到達(dá)是的時(shí)刻為。當(dāng)光束到達(dá)時(shí)，時(shí)刻和的距離我們假設(shè)為，和的距離為，和的距離為，則有：此時(shí)到的實(shí)際距離為：，相比時(shí)刻到的距離，增加了；而光速從到所用的時(shí)間僅僅過去了，因此和之間的空間膨脹速度為：很顯然和之間的空間膨脹的速度超越了光速c。同時(shí)，光子依舊可以原路返回，分別經(jīng)過，最后回到，光子并不會因?yàn)楹椭g的空間的超光速膨脹而無法到達(dá)，因?yàn)榭臻g是相對獨(dú)立的。推論：宇宙的這種超光速膨脹并不意味著兩端的光子將永遠(yuǎn)無法到達(dá)對方，而是會經(jīng)過一個(gè)個(gè)相對獨(dú)立的空間到達(dá)對方。然而根據(jù)狹義相對論的速度變換公式，我們知道和的相對速度不會超過光速，因此它們之間的距離增加速度不會超過光速。之所以會這樣，是因?yàn)楠M義相對論中沒有對空間的相對獨(dú)立性進(jìn)行區(qū)分，把兩個(gè)相對獨(dú)立的空間混同成一個(gè)公共的空間。6.4對牛頓水桶實(shí)驗(yàn)和馬赫原理的解釋我們知道牛頓以水桶實(shí)驗(yàn)來理解絕對空間；而馬赫以水桶中的水是相對整個(gè)宇宙運(yùn)動來解釋相對性原理[11]。那么，我們下面考慮如下思想實(shí)驗(yàn)：物體A、B和C、D靜止質(zhì)量分別為2m，一開始A、B、C、D與S系保持靜止?fàn)顟B(tài)。然后通過消耗自身質(zhì)量轉(zhuǎn)化為相對運(yùn)動速度，相對S的速度大小分別為v(沿著S系的X軸方向運(yùn)動)，A、B和C、D分別消耗掉自身質(zhì)量為m對應(yīng)的能量。如下圖7所示：圖8對馬赫原理的解釋此時(shí)，根據(jù)動量守恒和能量守恒，在S系看來A、B、C、D的動質(zhì)量相等且都等于：其中：，因此在S系看來A、B和C、D加速前后能量和動量都是守恒的。根據(jù)狹義相對論速度變換公式[9]，在A看來B和D的速度和為：而此時(shí)從A系的角度看，B和D的動質(zhì)量和為：那么從A系的角度看到的A和B的總質(zhì)量（對應(yīng)總能量）為：也就是說，如果按照相對論變換公式計(jì)算，加速后在A看來，A和B的總質(zhì)量和總能量增加了。然而根據(jù)能量守恒定律，這是不可能的。而如果A和D相撞，相撞后其靜止質(zhì)量將會是4m，而不會是。出現(xiàn)這種原因的解釋：實(shí)際上物體A和B的加速過程是有意義的，我們談?wù)揂和B的相對運(yùn)動速度并不完全是僅僅和相對運(yùn)動的物體A和B相關(guān)，而是同加速的過程及其加速的相對空間S系相關(guān)。而所謂的加速相對的空間，實(shí)際上就是由加速物體A和B及S系所構(gòu)成的一個(gè)“相對獨(dú)立”空間，這是加速前的慣性系空間。因此，正如馬赫原理指出的，水桶里的水運(yùn)動的相對的“空間”，是由我們宇宙物質(zhì)所構(gòu)成的總空間決定的，能量動量的守恒由“絕對的同時(shí)性”來保證。結(jié)論7：空間是由物質(zhì)所決定和定義的，我們宇宙的能量守恒和動量守恒由“