长度是由光速与时间两个因素决定的,即使真空中的光速不变,但只要时间的单位秒长发生变化,则长度单位
“米”的实际长度也是不确定的,显然现在的“米”定义并不科学。
标准应是统一的,没有统一的标准就无法进行测量比较。标准也应是固定不变的,具有绝对的性质,不管
在什么条件什么参考系中,单位标准长度都是一样的。1 米就是 1 米,不是指表面上的数字,而是数字背后所
表示的真实的空间长度。如果单位长度标准不一样,长度的比较将变得毫无意义。选择理想的自然对象来表示
单位长度标准有两个困难,一是要求对象很精细,单体长度很小。只有单体长度小,量度的精度才会高;二是
要求对象稳定性高,环境因子对其长度的影响少而小,并且影响具有规律性,且规律性被人类所掌握。前一个
要求好办,某些光波的波长基本符合要求。后一个要求难办,因为没有一个物体可以不受环境的影响,其属性
不可能完全保持不变。一些光波能符合第一个要求,但不一定符合第二个要求,波速变不变?波长变不变?怎
样变?对这些问题我们目前尚不甚明了。
单位标准的确定并不困难,困难在于如何在应用中准确地再现和表达这个标准。必须清楚,无论在什么条
件下,什么参考系中,单位标准长度所代表的长度是固定不变的,若标准变了,一切将变得毫无意义,至少意
义和价值将大打折扣。尽管我们选定的长度标准在不同条件下,不同参考系中自身发生了改变,但在我们大脑
意识中的长度标准应是制定标准时的那个长度。当标准在实际中已经发生变化时,我们就应实事求是地承认这
种变化,并灵活地根据长度变化规律把实际发生了偏差的标准修正过来,以保持标准的统一性。若机械地僵化
地形而上学地理解标准的绝对性,无视甚至曲解标准在不同环境中的变化,结果只能是使表面看来未变的“标
准”更加偏离原来真实的标准。举例来说,用米原器来测量物体的长度,我们知道,在00C 时,米原器两刻线
间的距离是标准的 1 米,假如用它在300 C 的环境中测量物体的长度,由于热胀冷缩,米原器两刻线间的距离
1
不是标准的 米了,而是 米多了,“标准”也变得不标准了。要变回到原来的标准,有两种方法:一种方法是
1
使米原器处于00 C 的环境下进行测量,这种方法在很多情况下是不可行的;另一种方法是进行折算。假如制作
, 那 么 米 原 器 在 300 C 时 两 刻 度 线 间 的 距 离 就 变 成 了 :
−5
米 原 器 的 铂 铱 合 金 的 热 胀 系 数 为
10
1.00000 +30 10−5 =1.00030
(米)。若米原器在300 C 时测得某物体的长度为10.00000米,则该物体实际长
10.00000(1.00000 +3010−5 ) =10.00300
度为:
(米)。
用光波波长作长度基准,或用一段时间内光波行进的距离作长度基准,道理与上面一样,只要是波长或光
速发生了改变,就要对测量的长度进行相应的修正。空间长度是不变的,不存在空间膨胀或收缩的问题,变的
往往是在不同环境中进行量度的长度标准。相对论所谓的“尺缩”,实质上就是混淆了谁变谁不变的问题。
笔者后来发现,现行“米”的定义虽然别扭,看起来不是很合理,但实际操作上却又是对的,原因是光速
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