Kelly博士的论文我已经翻译成中文版了
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jinhucn 楼主
A.G.Kelly博士2000年发表的,质疑飞机环球运输铯原子钟实验的论文“Hafele & Keating Tests; Did They Prove Anything?”,我已经全文翻译成中文版了。目前正在校对和做小的修订,敬请期待。
2022年03月04日 07点03分 1
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jinhucn 楼主
一楼预留给自己
2022年03月04日 07点03分 2
2022年03月10日 02点03分
引用了,谢谢![大拇指][大拇指][大拇指]
2024年09月02日 11点09分
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jinhucn 楼主
英文版下载 http://www.lishui.com/bell/kelly_en.pdf
这篇论文是从网上下载的,我只做了简单的排版,修改了个别单词拼写错误。
2022年03月04日 07点03分 3
[大拇指][大拇指][大拇指] 引用了,谢谢!
2024年09月02日 10点09分
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jinhucn 楼主
一放链接百度就吞楼,真无奈[狂汗]
2022年03月04日 07点03分 4
level 8
jinhucn 楼主
Kelly博士的论文英文版是从网上下载的,我只做了简单的排版,修改了个别单词拼写错误。
2022年03月04日 08点03分 5
注意:此论文英文版来源于 http://www.cartesio-episteme.net/H&KPaper.htm,可能与发表在Physics Essays上的论文略有出入。
2022年03月09日 02点03分
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jinhucn 楼主
发不了链接就发图片吧。
毕竟原作是一篇论文,因此尊重原文的表达意思为第一要素。在不改变原作意思的情况下,对一些语句做了调整,比如修改语序、拆分长句等方式,尽量让中文读者容易理解作者表达的意思。
本人水平有限,可能自己理解的也不对,欢迎指出翻译中的错误。
2022年03月07日 02点03分 7
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jinhucn 楼主
简单总结一下kelly博士的观点:
1、便携式铯钟的精度需要提高2个数量级,才能满足实验的要求。
根据理论计算:向东飞行65.4小时减少40ns,向西飞行80.3小时增加275ns。平均下来每小时的变化分别是-0.6ns和
+3
.4ns。按测量误差为真值20%的最低要求计算,时钟精度需要达到0.12ns/h和0.68ns/h。而同时期的参考文献显示便携式时钟的偏移率和随机误差不小于2.5ns/h,实验中4个时钟的平均变化为3.07ns/h,因此精度远远不够。
2、实验中铯钟的稳定性太差,不能保持稳定的偏移率。
Hafele的原始报告测量了各个时钟实验前后的偏移率,其中3个时钟发生了巨大的变化。只有447号时钟较为稳定,如果以这个时钟算结果,向东和向西飞行没有区别。
3、最不稳定的120号时钟对实验结果的贡献最大。
时钟120在向东测试中贡献了所有的时间变化,在向西测试中贡献了83%。剔除这个时钟,在向东和向西测试中,结果将分别在5ns和28ns以内。
4、数据修正太过随意,实验结果面目全非。
H&K用第一种方法修正数据,拟合理论失败后,换了另一种方法修正数据。修改点多达14处,数值超过预测结果高达5.5倍。时钟408(向东)从+166ns“校正”到-55ns;时钟361(向西)从-44ns“校正”到+284ns;时钟447(向西)从+26ns“校正”为+266ns(相差10倍)。这种修改是不可思议的。
5、出现理论与实际完全相反的数据
向东航行时,理论预测减少40ns,时钟408实际增加了166ns;向西航行时,理论预测增加275ns,时钟361实际减少了44ns。
6、Hafele在原始报告中承认获得的数据无法使用
“大多数人(包括我自己)都不愿意同意,这些时钟中的任何一个所获得的时间可以说明任何事情”。
“理论和测量之间的差异令人不安”等等。
7、H&K的论文只提供修正后的数据,隐藏了原始数据
H&K的论文对读者隐藏了原始数据及修正过程。误导读者:实验是成功的,数据已被可靠地分组,误差在很小的范围内,结果与理论一致。
8、H&K的论文中的说法与事实不符
“在向西航行期间,没有发现时钟408和447的频率发生显著变化”。事实上,时钟447(向西)从+26ns修改为+266ns,作出了10倍的修改。
“有趣的是,向东航行的数值与理论非常一致,尽管预计它们无法检测到任何明确的影响”。事实上,向东航行时,结果范围从+166ns到-196ns,相差巨大。
2022年03月08日 03点03分 8
level 8
jinhucn 楼主
另外我还拿到了Hafele 1971的原始报告,有兴趣的可以自行下载。
2022年03月14日 09点03分 9
感谢Steve Deines博士提供的文件!
2022年03月14日 09点03分
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jinhucn 楼主
什么是好的论文?一篇好的论文应该是证据充分、逻辑严密、条理清楚的,让人读了觉得赏心悦目,拍案惊奇。Kelly博士的这篇论文我认为就属于好的论文。唯一的缺点就是结构有点松散,没有突出重点。所以我总结了上面的8个观点,让大家能一目了然的了解论文的重点。
2022年09月06日 09点09分 12
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jinhucn 楼主
Kelly博士这篇论文中提到了一个叫Essen的人先于他对H&K的论文提出了质疑。
Earlier attempts to deduce the changes in drift rates from the graphs in the 1972 H & K paper were made bythis author, and later found to have been done by Essen in 1977. Both concluded that the alterationsin drift-rates of the clocks made the results useless. These attempts could reasonably have been discounted,on the basis that the original raw test data was not available to these authors. That excuse in now no longervalid.
最近看了一些资料才知道,这位Essen就是原子钟的发明人----英国物理学家路易斯·埃森(Louis Essen)
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路易斯·埃森是一位英国物理学家,他最著名的成就是精确测量时间和测定光速。 他是爱因斯坦相对论的批评者,尤其是在相对论涉及时间膨胀方面的理论。
埃森在伦敦大学获得博士学位和理学博士学位,之后开始对使用原子光谱频率改进时间测量的可能性产生兴趣。他了解到使用铯作为原子参考来测量时间的可行性已经被国家统计局证明了。1955 年,他与 Jack Parry 合作,通过将铯原子标准与传统石英晶体振荡器相结合,开发了第一个实用的原子钟,以允许校准现有的计时。
1971年他发表了《关于狭义相对论的批判性分析》,来质疑狭义相对论,这显然不被他的雇主所赞赏。埃森在1978年说:“没有人试着否定我的观点,但我被警告说,如果我坚持下去,这将会毁掉我的事业。”他在1972年退休,1997年去世。
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2022年12月22日 07点12分 13
Essen作为原子钟的发明人,显然对铯原子钟的误差精度和运行原理有更深刻的认识。
2022年12月23日 01点12分
很遗憾,我没有找到参考文献中Essen的这篇论文。但是Essen为人类做出的贡献是不可磨灭的。
2022年12月24日 03点12分
经过多年坚持不懈的努力,终于找到了参考文献中Essen这篇论文。论文的名称是“ATOMIC CLOCKS COMING AND GOlNG”,1977年发表在Creation Research Society Quarterly Vol. 14上。论文链接:http://www.creationresearch.org/crsq-1977-volume-14-number-1_atomic-clocks
2025年06月17日 07点06分
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jinhucn 楼主
关于“GPS上的时钟需要用相对论效应来修正”这个广为流传的说法,我国的航天系统专家郭衍莹在2020年09月11日的《科普时报》上做过一期科普:
所长童凯院士曾向我们介绍,他曾组团去美国考察GPS。美方GPS专家告知,GPS官方文件从未说过系统调试中需作“相对论修正”,也从未说过不需要作“相对论效应”修正。
......
综上所述,GPS等卫星导航定位系统无论是作定位还是校时,都无需专门进行“相对论校正”。因此如果希望通过卫星导航定位系统来证实相对论的正确,或者来否定相对论,都是不现实的。
网上对GPS是否需要相对论效应修正也是众说纷纭。有的从测距和校时原理上证明GPS不需要相对论修正,也有的搬出北斗相关书籍证明GPS需要相对论修正。
我个人赞同郭衍莹研究员的观点:此项证据存疑,既不适合用来证实相对论,也不适合证伪相对论。
2023年06月23日 02点06分 17
郭衍莹是航天科工203所研究室主任。203所是我国唯一从高稳晶振开始,到铷钟,铯钟,氢钟,乃至PCT芯片钟,离子钟,都研发出和量产出世界一流水平的产品。是“国内唯一一所同时具备铷钟、铯钟、氢钟三种原子钟研制能力的单位”,先后曾为北斗工程提供四十余台各种类型的星载原子钟。
2023年06月23日 05点06分
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jinhucn 楼主
网上还有一种说法,声称μ子衰减实验验证了相对论。我没找到原始论文,根据网上的介绍是这样的:
μ子是宇宙射线与高空大气层的原子核碰撞产生的。μ子的寿命非常短,只有2.2微秒,只能走600米左右。物理学家D.H.Frisch和J.H.Smith于1963年在华盛顿山实验室和哈佛大学实验室进行了联合实验,重做了宇宙线μ介子寿命的测量。他们在新罕布什尔州的华盛顿山山顶(海拔1910米)检测到μ介子每小时平均有563±10个。同时在山下海平面处的实验室里,测出来有408±9个μ子。根据粒子衰减公式,不可能有这么多μ子到达山下,只能用相对论中速度导致时间变慢来解释。
对这个实验我就很无语了,粒子衰减公式是没错。问题是,你凭什么认为山下测到的408个μ子就是山顶那563μ子衰减剩下的?有没有可能那563个μ子早就衰减没了,这408个μ子是宇宙射线与山下的空气碰撞重新生成的呢?请拿出证据证明宇宙射线不可能与山下的大气碰撞产生μ子。
2023年07月30日 03点07分 18
山脚下能测到大量μ子,可以用宇宙射线与山下的大气发生了碰撞来解释,也可以用相对论的时间变慢来解释。但在物理上,越简单的解释越有可能是正确的。因此我们应该选择第一种解释。假如山下测到的μ子比山顶测到还要多,按相对论的解释是不是意味着时间倒流了?显然这就是归因错误。
2023年12月25日 05点12分
宇宙射线与大气碰撞是一种概率事件,有可能在10km的高度发生碰撞,也有可能在1km的高度碰撞。如果不能严格保证宇宙射线在确定的同一个高度与大气碰撞产生μ子,那这个衰减计算模型就毫无意义。
2023年07月30日 07点07分
另外这个实验,山顶实验室是在新罕布什尔州的华盛顿山,山下实验室是在马萨诸塞州的哈佛大学。这样做实验有点刻舟求剑的感觉,两边的地理气象环境都不同,至少要考虑光照、云层等因素吧。
2024年02月01日 06点02分
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jinhucn 楼主
有位吧友提供了gps官网的文件 https://www.gps.gov/cgsic/meetings/2012/weiss2.pdf ,试图证明gps上用了相对论修正,但是我点进去看到的却是“Relativity Terms in GPS Not Yet in Use”。文中提到根据理论计算,地球引力场产生的最大误差为2mm,这显然与“每天累积11.4km”的说法相差巨大。再结合GPS测距原理,我认为“GPS需要相对论效应修正”的说法并不可靠。
2024年02月01日 04点02分 21
注:上图中4x10¹⁵有误,应该为4x10⁻¹⁵
2024年02月01日 05点02分
最近注意到这份报告的作者是Marc Weiss和Neil Ashby。Neil Ashby这个名字看着有点眼熟。搜了下果然就是那个首次提出“GPS需要相对论修正”的Neil Ashby。不过似乎效果不太理想,2012年了还在论坛会议上游说CGSIC采用他的理论。
2024年05月06日 06点05分
Ashby,Neil.Relativistic effects in the global positioning system[J].Systems Engineering and Electronics, Journal of, 1995.
2024年05月06日 06点05分
Neil Ashby; Relativity and the Global Positioning System. Physics Today 1 May 2002; 55 (5): 41–47
2024年05月06日 06点05分
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jinhucn 楼主
GNSS系统实时卫星轨道和钟差是由主控站先利用最近的观测数据解算出当前时刻的卫星轨道和钟差,然后预报出未来一段时间的轨道和钟差参数,经由上行注入站注入卫星,再经由卫星下行信号广播给用户。
GPS时间同步:GPS的参考时间用的GPST,主控站对每颗卫星每天至少进行一次加注来保证卫星钟与系统时间的同步精度。GPS主钟与UTC(USNO)的时间偏差规定不超过1us,大于该指标就要对主钟进行调整。目前GPS时间系统的频率稳定度优于1.74* 10−14 /d,与UTC(USNO)的时间偏差小于28ns。
GLONASS时间同步:GLONASS用的GLONASS时,每天2次向卫星上行注入,与俄罗斯国家参考时UTC(SU)存在3h的固定偏差额和小于1ms的附加改正数 τc ,这个准确度在1us以内。目前GLONASS卫星的时间同步精度约为20ns(1 σ )。
GALILEO时间同步:GALILEO的参考时间用的GST,每10min对星载钟更新一次校准程序,它与TAI偏差小于30ns。
BDS时间同步:BDS的参考时间用的BDT,每小时计算一次钟差,它的时间同步精度优于10ns。
2025年05月30日 07点05分 25
关于GNSS授时与卫星钟差,这里有一些科普知识https://zhuanlan.zhihu.com/p/647304810
2025年05月30日 07点05分
原子钟产生误差的原因有很多:温度变化、电磁干扰、电源波动、器件老化等等都会使原子钟产生误差。事实上导航卫星采用的是定时与地面站同步的方法来保持精确的时间。
2025年05月30日 07点05分
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jinhucn 楼主
网上还有一种说法:GPS卫星发射前需要根据相对论把频率从10.23 MHz调到10.22999999543MHz。这个说法来自Neil Ashby 2003年的论文“Relativity in the Global Positioning System”第16页
然而他们忽略了后面的文字,这篇论文的第17页写着:不将这种偏移应用于铷原子钟已成为惯例,因为这些原子钟在发射期间会出现不可预测的频率跳变。作为替代,在这些时钟被放置在轨道上之后,它们的频率被测量,所需的实际频率校正被纳入伴随导航信息的时钟校正多项式中。
参考文献:Ashby,Neil.Relativity in the Global Positioning System[J].Living Reviews in Relativity, 2003, 6(1):1.DOI:10.12942/lrr-2003-1.
2025年06月16日 05点06分 26
事实上预先调整原子钟的频率是没有意义的。因为原子钟的频率并不是一成不变的,在整个卫星运行过程中,会受各种环境因素的影响发生不可预料的变化。只有定时进行时间同步,用算法去调整才能保证时间的准确。
2025年06月17日 00点06分
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