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谁若能对这四个逻辑问题给出自恰的回答,谁就将成为超越爱因斯坦、牛顿、麦克斯韦的物理学新巨人。
[楼主] 作者:平阳睡狮  发表时间:2008/08/12 12:33
点击:1881次

 

谁若能对这四个逻辑问题给出自恰的回答

谁就将成为超越爱因斯坦牛顿麦克斯韦的

物理学新巨人

狭义相对论的四个逻辑问题

洛仑兹变换原本是洛仑兹在研究麦克斯韦方程组在互做匀速直线运动的两个坐标系中如何使其数学表述形式保持相同过程中拼凑出来(而非推导出来)的一个时空协变群。后来,爱因斯坦不仅给出了洛仑兹变换的数学推导方法,并且赋予了其更多的物理学内涵,从而创立了狭义相对论。但是,长久以来,物理学界对狭义相对论一直存在着严重分歧和激烈争论,主要表现为牛顿绝对时空观与爱因斯坦相对时空观之间的深刻矛盾。本文提出了狭义相对论的四个逻辑问题,希望广大物理学研究者针对这些逻辑问题给出各自的回答,以期在逻辑层面上找到共识。

1.相对平移速度

在洛仑兹变换中,对于坐标系K和K'而言,c(真空中光速)和v(两坐标系之间相对平移速度)都属于保持不变的通用量值。已知c保持不变的逻辑基础是真空中光速不变原理,然而v保持不变的逻辑基础是什么呢?

2.坐标轴

设想K和K'的各坐标轴是用材质完全相同且长度完全相等的刚性直棒制成的。当K与K'沿着平行于x轴和x'轴的连线互做匀速运动时,已知y轴和y'轴、z'轴和z轴的长度仍完全相等,然而x'轴和x轴的长度不再相等吗?若不再相等,哪个轴的长度发生变化了呢?

3.长度测量

当K与K'互做匀速直线运动时,在K中静止的观察者如何测量在K'中静止的某物体的长度?

4.时间测量

当K与K'互做匀速直线运动时,在K中静止的观察者如何测量在K'中静止的某事件的时间?

这四个逻辑问题虽然乍看很简单,却极容易因回答得顾此失彼而掉入逻辑陷阱中。这四个逻辑问题不仅属于狭义相对论,而且属于理论物理学。谁若能对这四个逻辑问题给出自恰的回答,谁就将成为超越爱因斯坦、牛顿、麦克斯韦的物理学新巨人。大家试一试吧!

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 [2楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/08/12 13:21 

睡狮说梦话也这么夸张、这么逗哈?

其实无所谓在哪个系发生的事件,事件就发生在空间内,
只是从不同的坐标系去观察它罢了,比如对世界上发生的事件,我们从各自的角度看,都会有不同的看法,
(当然相对论中没有视角的问题)
一般只是考虑一些特殊情况,比如这个事件相对某系是静止的,相对另一个系就是运动的,
比如最简单的测量一个直杆的长度L,
现在已经搞到连测量一个静止杆的长度L都不会了,非要两端同时测量才行,呵呵,怪异得很,

再就只剩下,怎样测量运动杆长度的问题了,其实只要这个杆的实际长度(固有长度)不变,
精确测量“动杆长度”本身可能并不是什么难事?
如同逆子说的,各系自己测量自己的,不要管其他系的测量结果就是了,没那么复杂,
[楼主]  [3楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/08/12 14:01 

回yanghx:
我觉得你想得太简单,太唐突了。这些逻辑问题才是理论物理学的根本问题,但是几乎很少有人真正考虑过。只要你能对其中的任何一个问题给出逻辑自洽的回答,我就相信你在未来一定会成为一个非常了不起的学者。


“如同逆子说的,各系自己测量自己的,不要管其他系的测量结果就是了,没那么复杂, ”
自己测量自己的,利用什么方法呢?这才是需要真正回答的问题。
 [4楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/08/12 14:05 

静止杆长的测量就不用说了吧?

动杆L测量就用某处两次记录杆两端经过的时间t1和t2不行吗?
L=c(t2-t1)
[楼主]  [5楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/08/12 14:19 

杨:动杆L测量就用某处两次记录杆两端经过的时间t1和t2不行吗? L=c(t2-t1)

郭:这个回答恰恰暴露出我们在逻辑思维上存在着的漏洞!在利用光信号测量动杆的长度时,因为来自动杆的光信号对测量者已经发生了多普勒效应,所以对于同一个杆而言,和杆相对静止的测量者与和杆相对运动的测量者分别测量到的杆的长度肯定是不同的。但是我认为,当杆靠近观察者时,观察者测量到的长度小于杆的实际长度,当杆远离观察者时,观察者测量到的长度大于杆的实际长度,与狭义相对论的尺缩效应不同。
 [6楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/08/12 15:19 

唉,那是个笔误,应该是:L=v(t2-t1),
v是动杆的速度,

不过L=c(t2-t1)适用于测量光脉冲波的波长 --- 空间任意两个具有固定距离点P1和P2之间的距离,

这里没有光信号传输的问题,杆的一端A或B到达测量点X处时,就记录下了A或B到达X处的时间t1或t2,
这是相对论的规矩,信号在坐标系内都是“当地计时”,没有信号传播的问题,
否则“时慢公式”就与“多普勒公式”相矛盾了,这个以前不是讨论过的吗?
[楼主]  [7楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/08/12 21:40 

回yangxh:
毫无疑问,这种测量动体长度的方法既是朴素的,也是准确的。请注意,在利用这种方法测量动体长度的过程中,动体必须与观察者所在参照系的某种装置发生某种作用。这种作用实质上是观察者所在参照系内部的发生的“事件”,换句话说,当动体的前端经过当动体的前端经过观察者所在参照系的某位置时,给该位置的钟提供一个信号,当动体的后端经过观察者所在参照系的该位置时,又给该位置的钟提供一个信号,用这两个信号的时间差乘以该动体相对于观察者所在参照系的运动速度就等于该动体的真实长度。但是,这种测量动体长度的适用范围实在有限,与主贴所提出的“当K与K'互做匀速直线运动时,在K中静止的观察者如何测量在K'中静止的某物体的长度?”的要求并非一致。
 [8楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/08/12 23:06 

怎么会不一致呢?只要动系的速度也等于动杆的速度v就可以了嘛?
所谓“K'中静止的某物体的长度”就是那个被测的动杆长度了,
因为动杆与K'速度都是v,所以动杆就是相对K'静止的了?
[楼主]  [9楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/08/13 11:43 

当K与K’互做匀速直线运动时,在K中静止的观察者如何测量在K’中静止的某物体的长度?yanghx提出了一种朴素且实用的测量方法,可表述为:在K’中静止的某物体相对于在K中静止的观察者以v做匀速直线运动,当该物体前端经过观察者时,观察者记下时刻为t1,当该动体尾端经过观察者时,观察者记下时刻为t2,因此求出该物体的运动长度L=v(t2-t1)。在K中所测量到的该物体的运动长度L与在K’中所测量到的该物体的静止长度L’之间怎样进行量值比较,不知道yanghx是否考虑过?。对于这个逻辑问题,我在主贴中未曾提出。但是这样测量的结果无法使L与L’之间在量值上存在逻辑联系,彼此是完全孤立的。若认为L=L’,我们找不到任何逻辑依据,若认为L=L’*sqrt(1-v2/c2),我们又觉得存在逻辑悖论。
我所提出的这些逻辑问题都是我经过长期思考却感到难以厘清的逻辑问题。大家讨论一下,各抒己见,相互启发,或许可以找到某种新的解决这些逻辑问题的答案。
对于主贴第三个逻辑问题,我给出的回答是:若利用光信号测量某物体的长度,当该物体向着观察者运动时,L光=L光’*sqrt((c-v)/(c+v)),当该物体背着观察者运动时,L光=L光’*sqrt((c+v)/(c-v))。若利用声信号测量某物体的长度,当该物体向着观察者运动时,L声=L声’*sqrt((u-v)/(u+v)),当该物体背着观察者运动时,L声=L声’*sqrt((u+v)/(u-v))。
对于主贴第四个逻辑问题,我给出的回答是:若利用光信号测量某事件的时间,当该事件向着观察者运动时,T光=T光’*sqrt((c-v)/(c+v)),当该物体背着观察者运动时,T光=T光’*sqrt((c+v)/(c-v))。若利用声信号测量某事件的时间,当该事件向着观察者运动时,T声=T声’*sqrt((u-v)/(u+v)),当该物体背着观察者运动时,T声=T声’*sqrt((u+v)/(u-v))。这也是我在另一个主贴中提出“为什么我们看到的电闪持续时间比雷鸣持续时间短”的思想出发点。因为电闪雷鸣属于一种爆炸状态,光源和声源都会在瞬间向四面八方射出,发生了多普勒效应,所以电闪会由亮蓝渐变暗红,雷鸣会由高尖渐变低沉。也有很多朋友对这个自然现象给出了其它解释,都是值得学习的。
以上内容仅供有兴趣参与此话题讨论的yanghx等朋友们参考。
 [10楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2008/08/13 12:17 

“这也是我在另一个主贴中提出“为什么我们看到的电闪持续时间比雷鸣持续时间短”的思想出发点。因为电闪雷鸣属于一种爆炸状态,光源和声源都会在瞬间向四面八方射出,发生了多普勒效应,所以电闪会由亮蓝渐变暗红,雷鸣会由高尖渐变低沉。”

第一:没有多普勒效应。
第二:即便有多普勒效应,也不会产生如此长的时间效应,
第三:你根本不接受别人的正确意见,尽管你口头赞同。

“[20楼] 作者:jqsphy
主要原因在于: 闪电一般总是很长,如几公里地划破天际.因此被划破的天际不同位置的声波到达地面有滞后现象.
楼主] [21楼] 作者:平阳睡狮
沈博士的观点在理。 ”

沈博士已经给出正确答案,就是“闪电一般总是很长,几公里”,声音不能同时到达人耳,但光速快,虽然也不能同时,但几公里的光程,时间大大小于声音的所需要的。
[楼主]  [11楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/08/13 12:45 

对任何客观现象,都可以有多种解释。我非常赞赏【16楼】功夫熊猫ytq给出的解释,也在百度把150分送给了她。我也非常赞同jqsphy给出的独家解释,这是其他人未曾考虑到的。我没有说我用多普勒效应解释是正确的,也没有用多普勒效应正式给出解释。但我认为这种解释也是独家的。
 [12楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/08/13 13:43 

“若认为L=L’,我们找不到任何逻辑依据”,
逻辑依据就是“加利略变换”了?

由加利略变换可知,如果两坐标系的单位长度不同(比如尺与米---度量单位不同),
或者两坐标系的轴不平行,再或者投影方法不同(视角不同)、时钟不同步等等吧,
就需要用方程来进行两坐标系观察结果之间的相互转换,

可以说一个“光速不变”,使得整个物理基本概念都出现了严重混乱,
当然这并不只是爱氏一个人的问题,可能是整个历史时期给科学留下的烙印?
 [13楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/08/13 13:46 

“电闪会由亮蓝渐变暗红,雷鸣会由高尖渐变低沉”

这个事其实值得深入研究,可能与波的“衰减红移”有关,
只是这个事的研究探讨还没有找到好的途径,
 [14楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/08/13 14:12 

另外说明一下,测量动杆长度的方法很多,我说的只是其中比较简单的一种,很早就有了,
而且在一些早期的相对论书里还是作为证明“尺缩”的模型呢,
后来他们发现其中存在明显的问题,就改用其他模型了,
当然这显然就可能成了疑相者的好方法了?

 

当然事情也并非如此简单,
比如假设存在“光速各向异性”,那么如果用现在规定的测标准长度方法---激光波长法,
就可能出现测量静止杆的误差或不确定问题,不管是单程还是往返光程,只是误差的大小不同而已?

 [15楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2008/08/13 15:02 

对【13楼】说:

红移是指光谱整体频率下移。闪电是因为导电温升,后来又冷却,所以颜色相应改变,谱线并未发生整体下移(从光谱的暗线中很容易发现)。"衰减红移"还是假设,但肯定不在此列。

“雷鸣会由高尖渐变低沉”是大气共振的扩散,共振体变大,频率下降。

[楼主]  [16楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/08/13 16:09 
 [17楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2008/08/13 18:39 

再认识也要有根据哈,汽车相对你静止是绝对没有多普勒效应的。
[楼主]  [18楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/08/13 19:58 

回王飞cn:
我相信你早已注意到,关于声和光的多普勒效应,现在由两种理论给出解释。由多普勒早期提出的理论现在只适用于声多普勒效应,光多普勒效应则是狭义相对论的一个推论,而且关于多普勒效应,多普勒的理论与爱因斯坦的理论相比较,它显得不够完美,甚至隐含着特殊的或者优越的参照系。包括物理学家在内的人们之所以一直承认它,是因为大家迄今坚持认为声速相对于在介质中运动的观察者是可变的,存在u±V。事实却是,能直接测量到u±V的实验方法不仅从未有过,而且也无法设计。
 [19楼]  作者:qstt  发表时间: 2008/08/14 00:32 

我看了平阳睡狮的帖子内容,未仔细看同伴们的回复。
我觉得你这个题目有问题!
你那四个逻辑问题全是根据相对论推出的东西,相对论本身就错误,由它推出的东西怎么能自恰呢!不可能有自恰的回答!
能回答的只是如何批驳,从何角度批驳而已!
[楼主]  [20楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/08/14 06:00 

以下为百度相对论吧吧主fishwoodok给出的回答——

试试看:
1、在逻辑上没有任何理由要求v保持不变;
2、“当K与K'沿着平行于x轴和x'轴的连线互做匀速运动”,如何运动?
假如K'/K之间有相对运动,则相对于“静止”者运动的X(X')长度“收缩”了。但是在自己的坐标系中测量的长度(固有长度)没有变化。
3/4、无法直接测量。
如果从“相对运动”角度去理解,不存在“顾此失彼而掉入逻辑陷阱中”的问题。

作者: fishwoodok 2008-8-14 01:51   回复此发言
 [21楼]  作者:qstt  发表时间: 2008/08/14 10:52 

fishwoodok给出的回答,只不过是无自我思考而照本宣科出的东西,fishwoodok这类人本是可造之材,可惜陷入书本圈套而难自拔,加之学业身份完成,很难发挥创新才能!他的回答全是书本当然。
  1.“在逻辑上没有任何理由要求v保持不变”就是自否定!v是个符号,其数值当然可变;但变换中的v,一但取一确定值,在洛变换中变不变就是胡里胡涂了。
   设γ=1/√(1-vv/cc) ,γ>1
    X=γ(Χ’+vt’) = γΧ’+γvt’
    Χ’=γ(Χ-vt)=γΧ-γvt
请看γvt’和γvt,它们都被增大了,它们只能一起被增大,谁能说清仅是增大v还是t或t’?就算假设同时增大了v吧,那么对二系仍然是一个相同值!你说胡涂不胡涂!
  2.此回答更是自否定,可是自吹最懂逻辑推理的现所谓主流科学界,连最基础的逻辑知识都装做不懂!总打自己嘴巴!γvt’和γvt都被膨胀了,却又推出说对方被缩短了!
   同一长度,只能必须相等,即γvt’=γvt !!!却被他们说成:A系说,我量γvt就那么多,B量γvt’应缩短;B系说,我量γvt'就那么多,A量γvt应缩短.
这就是他们的白痴“逻辑”!
   3和4.无论哪种变换都无法直接测量,所以他们可以胡说八道!!!
[楼主]  [22楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/08/14 14:13 

对于1,应该是坐标系之间的对称性。

作者: sd439 2008-8-14 08:46   回复此发言


相对运动的对称性。

作者: teamark 2008-8-14 13:39   回复此发言
[楼主]  [23楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2008/08/14 23:34 

to sqtt:

我回答问题有误可以指正,但是我的人格不允许侵犯:

21楼就完全体现了那种无知无畏者经常辱骂他人的口径。

作者: fishwoodok 2008-8-14 23:18   回复此发言
 [24楼]  作者:qstt  发表时间: 2008/08/15 12:12 

fishwoodok 又在此发相对论吧的霸权主义风采了!
请问fishwoodok ,我21楼哪句话侵犯了你的人格?哪句话辱骂了你?你给我分析指出,我给你道歉!
我还没有象你那样,经常以为自己读了几本书,就什么都比别人懂,经常说别人无知---之类的语言倒成了你褒扬别人的人格了?
在任何网站论坛,请你fishwoodok 去查核,只要无人先无理辱骂别人,我何处骂过别人?
你就是这样信口开河地给人定“罪”?
 [25楼]  作者:qstt  发表时间: 2008/08/15 12:22 

平阳睡狮先生,
我搞错了吧?你就是fishwoodok?我也未骂或损你吧?我在21楼说了几次“胡里胡涂”是只洛仑兹变换!“胡说八道”是指经常贬低反相对论者的言论;怎么成了骂你平阳睡狮先生了?
 [26楼]  作者:wangyanqiang  发表时间: 2008/08/15 13:24 

我认为,真空光速不变原理属于假设,光速不变是有条件的。它只能在一定的范围内适用,当范围足够大时,光速不可能不变。
在旋转的星球、星系、星系团、总星系中,没有任何人能保证平移速度恒定不变,v 保持不变也只能是假设。
其他问题就不必回答了吧。
 [27楼]  作者:qstt  发表时间: 2008/08/15 13:34 

我忘记上面说了:[[同一长度,只能必须相等,即γvt’=γvt !!!却被他们说成:A系说,我量γvt就那么多,B量γvt’应缩短;B系说,我量γvt'就那么多,A量γvt应缩短.
这就是他们的白痴“逻辑”! ]]。

白痴“逻辑”!也说的是逻辑,而不是白痴的“逻辑”!那比他们直接恶毒骂人的话差远了。
 [28楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/08/15 13:47 

话粗理不糙?
 [29楼]  作者:julia132  发表时间: 2008/11/10 23:35 

楼主的四个问题,在我发的帖子中早有答案了。
平阳睡狮先生,你让我把文章发给你,由你帮我上网。可你说,我在百度发那种帖子就不能帮我了。我回信向你请教,而你回信却是空白。这个迷我没能解开,再次向你请教。谢谢!。
 [30楼]  作者:周宪  发表时间: 2008/11/10 23:42 

睡狮:您的问题很简单,但是回答出了我也不会变巨人,即使有你一个人认为我是巨人又有什么用?NBA会叫我去打篮球吗?

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