长度效应与时间效应的物理本质及影响分析

在狭义相对论中，长度效应与时间效应可谓并列的两种物理现象。在相对时空观中，时间与空间同时会受到相对速度的影响。

具体地说，当一个物体的运动速度很快时，其所在的空间维度会在它速度的方向上发生收缩。所以，当我们对这个物体进行长度上的测量时，由于发生了空间维度上的收缩，我们测量到的长度比其静止时要短。

在相对时空观下，这个解释与实验结果吻合，而经典物理学与修正后的绝对时空观同样能对此加以解释。

这个解释也就是我们曾提到过的“量杆收缩”假说。洛伦兹曾经证明，如果宏观物体是由带电荷的粒子由电磁力结合在一起，那么这个物体的空间形态会受到其速度的影响——物体的运动速度越快，它在空间中的长度会缩短。而现在我们已经知道，物体的确是由带电荷的微小粒子构成。

如果读者有兴趣动手计算，可以将前面光子钟实验中的光子钟横放，原本光子钟内光子的振动方向与飞船速度方向垂直，现在我们把它改为与飞船速度方向平行，经过简单的计算就会发现，运动中的光子钟在空间中的长度的确会缩短。

如果粒子的结构、由粒子与粒子形成的电磁结构都可以等效于这样的光子钟，那粒子、光子钟、飞船在速度方向上的长度都会随着速度增加而缩短。也所以，如果粒子—内部光子振动模型真实，那长度效应的本质不应理解为速度与空间维度的作用，而要视为只是电磁结构在运动时的必然变化。

如果可以用上述方式对时间效应与长度效应做出解释，同样很容易发现：

无论惯性系相对空间具有怎样的运动速度，惯性系中的观测者根据其在惯性系内收集到的物理数据对光速进行测算时，都只能得到光速恒定为c这个结论^[5]。

至此，相对论的前提条件光速不变原理就不再是一个只能由实验证实的前提假设，而变成一种可以由以太假说与粒子—内部光子振动模型所支撑，可从理论上推导出的物理结论，而粒子的内部结构才是前因。

让我们回到1900年牛津大学的图书馆，所有人正在围绕第二个问题进行思考：

粒子应该有怎样的结构，才会发生第二个光子钟实验中的现象？(www.xing528.com)

可以想象，一旦有人能根据光子钟模型提出粒子—内部光子振动模型这个粒子的假设模型，他们就可能解答出这个难题。而且，这个解释并没有脱离当时人们所熟悉的牛顿物理和以太假说，只不过需要对牛顿定义的时间概念进行认知上的更新。如果有人这样做了，历史就可能出现这样的转变：

人们发现粒子—内部光子振动模型可以很好地解释莫雷实验的结果，以及在麦克斯韦方程组中发现的问题。

在这个粒子结构模型的帮助下，人们甚至可以明确速度的确会对时间与长度的测量带来影响，进而从物理机制上对时间效应与长度效应的物理本质做出描述。

同时，人们也将知道，无论惯性系的速度如何，在惯性系内部的观测者如果对光速进行测量，得到的测量结果必然恒定。

而在明确时间并不真正与物质对应以后，爱因斯坦的狭义相对论和相对时间观或许就不会被提出，或者仅仅以哲学观点的身份被提出。当然，牛顿的绝对时空观会得到修正。

也因此，赫兹会以“第一个检测出以太海波动的人”的身份载入史册，而不仅仅是作为电磁波验证者被历史铭刻。

继而整个物理学界会想方设法对粒子—内部光子振动模型的真实性做出证明，并继续寻找以太的其他物理特性。

当然，历史不能修改，我们也无法真的穿越回1900年，而在1900年的任何人也都无从对这个想象出来的粒子模型进行实验上的证明，哪怕这个粒子模型的假说可以帮助人们发现并解释时间效应与长度效应。

因为站在1900年的时点上，物理学还要经过110年的发展才能看到粒子—光子模型被证明的契机。

这个契机便是质子，这是一种在1918年才被发现的粒子，而对它进行足够精确的测量还要更久的时间。