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回复J Q SHEN:
牛顿方程说:绝对参考系不存在。与此同时,牛顿力学又说:相对性假设是不能为实验检验的,它不是经验的总结,而是科学的假说。如果我们从能量角度去探索,这个问题就很清楚了。请看: 当我们考虑物理学中今天在某种意义上可以认为是可靠的那部分科学知识的时候,我们可以看到在整个物理理论中惯穿着一个神秘的物理量和一条永恒的定律,它们就是能量和能量守恒!能量守恒和转化定律是判断物理学的发展和理论是否可以作为客观科学真理的主要标准。 能量守恒定律让我们有这个常识性的认识:一个质点会因运动而具有动能EA,且借助外力做功,质点与施力体之间存在能量传递。想要进一步给予EA以明确定义,我们还要明确回答“自然界是否存在绝对参考系”这个问题。其次,就运动力学角度来说,运动质点与其在参考系上静止时比仅是多了一份能量EA,如果存在力学绝对参考系,势必要认为这份能量为绝对参考系存在留下了判据,除此之外再也没有其他可能。如果用能量的形式重新表述牛顿定律(如拉格朗日方程组、哈密顿方程组等)就不难理解这一点,此外,南京大学物理系黄秀清教授曾进一步证明了牛顿三大定律和动量守恒定律的本质是能量守恒与转化定律。因此,我们有这样一个认识:在能量守恒定律基础上 ,“这份能量EA没有为绝对参考系存在留下判据”本身是力学相对性原理的另一平行表述。 既然运动质点比原理静止时多了一份能量EA,那么这份能量是否对于质点上发生的物理事件有着影响呢?更确切说,这份能量是否会在质点上产生“时空效应”(指固定于质点上的尺子、时钟和物体质量的变化行为,下同)?关于这点,我们要用到实验总结出的另外一个原理。 首先我们看到,牛顿绝对时空约定给予否定回答,这样,牛顿力学关于动能EA的定义在认识论上存在如下两个问题:一是,要测量质点动能EA大小,就要先假设相对性原理,要用实验来验证相对性原理的正确性,又要先测量质点动能EA大小,很明显是兜圈子,在认识论上是不完善的;二是在相互作用中,我们能测定的是一对作用力与反作用力做功之和,至于如何定义来受力体(或施力体)的动能增量EA,纯粹是假设的东西,更确切说,用什么假设更简便的问题,纵使我们随意指定某一星系为“绝对参考系”,而能量定义为该系空间坐标的函数(能量的微分等于外力与质点相对于该星系的元位移之积,因而动能具有伽利略变换不变换性),也不会破坏牛顿定律在所有惯性系中的正确性。 比如,在最简单的二体(受力体和施力体)组成的孤立系统问题中,由于能量守恒,当施力体失去能量的同时受力体必然得到等量的能量。与我们生活经验更为接近图景应是:受力体或施力体所得到能量可以用物质多少来度量,与热能的多少相当,它的大小和传递方向是客观的,犹如水流的大小和方向一样,具有伽利略变换不变的特征。要得到这图景就要绝对参考系。否定绝对参考系将出现了如下的图景:受力体和施力体所得到能量的大小和传递方向不是客观的,它随着参考系不同而不同。这就是所谓的“相对性”。它还包含下面两层意思:一个是每个观察者都只承认自己的结论正确,其他观察者的结论不正确;另一个是所有观察者都对。至于想要判断那个观察者才是正确的,我们没有经验上的方法,也没有理论上的方法。根据物理学的概念判断原则,恰恰说明受力体和施力体之间根本不存在能量的传递,显然这不应是事件本身真实的写照! 上面这个例子告诉了我们,牛顿方程说“绝对参考系不存在”,那是因为牛顿理论本是个兜圈子的,在认识论上不完善的理论。造成兜圈子的原因是牛顿绝对时空约定,只有打破绝对时空观才有可能找到绝对参考系。 如果存在绝对参考系,很大程度上该系不仅在力学上,而且在光学、电磁学上都有着特别优越的地位。已有的实验仅仅验证了回路光速不变,把上升为原理引入,并找到一个与爱因斯坦对钟或牛顿那种瞬时信号对钟等效新对钟方法,则可以证明:无论相对性原理是否正确,回路光速不变原理都决定着EA会在质点上产生“时空效应”,而且“时空效应”因子与动能EA存在对应的函数关系。这样一来,我们可以通过观测质点的“时空效应”来测定EA的大小及场梯度方向,以便检验力学相对性原理的正确性。 就伽利略的大船实验事例来说,回路光速不变原理决定了船舱内飞行蜜蜂的身长、质量、生物时钟会发生微小的变化(二级量);第二公设进一步认为这些变化的量与蜜蜂的动能EA存在一一对应的函数关系,而且EA是一个与绝对参考系空间坐标有关的函数,因此船舱观察者可以通过观察飞行蜜蜂这些微小的变化来确定动能EA的大小,以便求出大船的绝对运动。 关于EA是绝对参考系空间坐标的函数(绝对参考系原理),还是参考系空间坐标的函数,仍是实验回答的问题。很可惜,已有的实验无法给予分辩。 比如,若认为EA是绝对参考系空间坐标的函数,则实验室中作匀速圆周运动的时钟的时率将要出现周期性的变化。很可惜,目前人类只能借助光谱(横向红移)来观测,在此实验中,我们还要考虑回路光速不变原理中的单向光速可变所引发的“不垂直”的一级多普勒效应,这种效应恰好掩蔽了此周期性的变化,使得理论计算值在实验精度内与相对论相一致,只有尔后更精确的实验(1/C3量级)才有意义. |
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在地球上,地球就是特优的。
在太阳上,太阳就是特优的。 在浙江大学,您相对于我们是特优的。 但是在上海,您连户口也没有,很难说特优吧? 在博士考试上,相对于我们,您是特优的,但并不意味着关于相对论的见解您是特优的。 在全宇宙的各个地方,存在相对的局部的特优参照系,但是并没有一个绝对的普适的特优参照系。 宇宙存在着绝对静止点,这也是从洛伦兹变换推导出的质速关系所必然推导出来的结果。 |
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同意沈先生的下面观点:
<<通常大家(包括教材)都这么认为,牛顿力学需要一个绝对空间(绝对静止的观察者所在的坐标系或特优坐标系)。 其实,我认为这是一个误会。牛顿力学体系其实并不需要"绝对空间"或"特优坐标系"这么一类概念,因为Galileo变换的数学排斥这类"绝对空间"或"特优坐标系"。Galileo变换本身满足群的运算规则,因此,它不需要"特优坐标系"。"特优坐标系"是一个强加给牛顿力学的概念。>> 但反对用荒唐的相对论Lorentz变换说事。 |
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To 吴沂光,
能量守恒定律与时间平移对称性有关,只是无穷多个对称性与无穷多条守恒定律之一,本身不能作为非常基本的物理定律来看待,因为还有无穷多条守恒定律存在呢。 但能量守恒定律对于生产生活很重要。不过没有达到你所说的那个地位。 |
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吴沂光先生的有些观点比荒唐的洛变好不了多少。你不过和沈先生一样是个相对论修补派。
这个论坛对洛变批驳了那么多,你先辩驳清楚相对论洛变之时空一定正确,才有资格说洛变可用。 “放弃欧氏几何学”?欧氏几何学有什么错?几何学不过是一种描述客观实在的工具而已,客观实在不因人们描述不描述或放弃不放弃此工具而改变!仅凭你的思维而放弃一种可用工具?岂有此理? |
| 非欧几何涵盖了欧氏几何,同样,实数四则运算涵盖了整数四则运算,放弃整数四则运算,并不是说整数四则运算有错,而是在某种情况下,整数四则运算不能满足我们的要求,而要改用更为广泛的实数四则运算. |
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