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《相對論淺說》

第6章  空間的收縮

一、測量“運動中物體”的長度

時間與場所（空間）不可分，

因之時間概念的改變，

也帶來空間概念的改變。

當測量靜止物體的長度時，

我們用尺子與物體接觸，

並讀出其兩端位置的刻度，

物體的長度就是兩個刻度之差。

但是，運動物體的長度，又怎樣測定呢？

這裡要注意：必須在同一時刻，

來量物體兩端的位置。

現在，讓我們來看看

那條名垂學史的“名星魚”吧，

設想，

要測量這條正在游動的魚的長度，

需要將尺子靠近魚身，

然後同時快速讀一下

魚的頭部與尾部位置的刻度。

如果這樣做不到的話，

我們是否能先讀取頭部位置的刻度，

半秒鐘後，

再讀尾部位置的刻度呢？

如果這樣做，情況會怎樣?

假定這條備受關注的魚，

以每秒6厘米的速度游着，

那麼，從讀取它頭部位置，

到讀取它尾部位置的這個時段內，

這條魚已經向前游去3厘米了，

所以用這種方法量出來的長度

就會比實際的魚身長度，短了3厘米。

（變短的魚）

二、高速運動的物體長度，

        是無法用尺子直接測量的

高速運動物體的長度，

是無法用尺子直接測量的。

在這種情況下，

有一種方法是按一下照相機的快門，

把物體的照片拍攝下來，

然後通過照片來測定。

另一種方法是利用雷達，

也可以測量高速運動物體的長度。

但不管用什麼方法，

都要求在同一時刻

測量物體兩端的位置。

現在有一艘宇宙飛船，

它相對於地球

以接近光速的速度在飛行，

在地面上的人使用雷達

同時測定飛船頭部和尾部的位置。

實際上，地上的人測到的飛船的長度是

靜止時飛船長度的 

   倍。

有關用公式計算長度縮短的推導，

參見後面的補充說明

（即“用公式來表示長度的縮短”一節）。

若不想深學的人，

對公式的推導，略微留意一下即可。

這裡，

只需要知道長度縮短的數學式子是

用一個根號式子表示的 。

這個式子，叫“長度縮短率”。

就是說，地上的人，

測到的‘高速運動’的飛船長度，

是‘靜止時’飛船長度的

倍。

這個“長度縮短率”

與“時間減慢率”‘長’的模樣一樣。

它們是“洛倫茲因子” 的分母部分。

或者可以說，

‘長度的縮短’與‘時間的減慢’，

只是一件事的兩個方面。

謝謝閱讀。