中微子传奇，上篇：（C14）有关GPS的更多争议（1）

本节导读：

l  GPS中的时钟效应主要有哪些？其理论根据又各是什么？

l  钟慢效应产生的真正原因是匀速直线运动还是加速度运动？

l  什么是表观效应？

l  运动总是使时钟变慢呢，还是有时它还会使时钟变快？

l  时钟效应与时间效应是一回事吗？

l  GPS定位与导航原理所依赖的是经典时空还是相对论时空？

l  广义相对论的等效原理有何问题？

l  引力场中影响星钟快慢的因素究竟是引力势还是引力自身？

l  埃什拜的星钟相对论效应实验结果可信吗？

从1993年至2006年，美国物理学家埃什拜（Neil Ashby）先后发表多篇文章，声称GPS的成功运作证实了相对论所要求的时间效应，这包括狭义相对论中的时间膨胀效应（time dilation）与广义相对论中的引力频移效应（gravitational frequency shift）；前者意味着卫星上的时钟（以下简称星钟）由于围绕着地球运动的缘故要比地面上的同类时钟（以下简称地钟）走得慢（注C14a：根据狭义相对论的所谓时间膨胀效应，以速度v运动的时钟比静止的同类时钟每隔一秒要慢1-√（1- v²/c²）≈（1/2）（v²/c²）秒，其中c为光速常数，于是星钟比地钟每隔一秒要慢[（1/2）（v₂²/c²）-（1/2）（v₁²/c²）]，其中v₂、v₁分别为星钟围绕地球的轨道运动速度与地钟随地球自转的线速度），而后者则意味着卫星与地面的引力势之差会让星钟比地钟走得快（注C14b：根据广义相对论的所谓等效原理，位于较高引力势V₂处的时钟要比位于较低引力势V₁处的时钟每隔一秒要快（V₂-V₁）/c²秒，这一现象称为引力频移，于是星钟比地钟每隔一秒要快[（G M_E）/R-（G M_E）/（R+h）]/c²秒，其中G为万有引力常数，M_E为地球的质量，R为地球半径，h为卫星的高度，c为光速常数），于是星钟与地钟最终的快慢比较便取决于以上速度效应与引力势效应二者的综合。但他的观点受到GPS专家哈奇（Ron Hatch）的批评与反驳，有兴趣的网友可以查阅网上的相关资料，但acarefreeman在这里想重点介绍一下他自己针对埃什拜文章中的有关内容所做的思考、审视以及分析。

待续。

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