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这是我在百度相对论吧关于"方舟子的自不量力"发的帖子
[楼主] 作者:xilu234  发表时间:2009/04/10 20:07
点击:884次

首先,我说方舟子是自不量力,这不是骂街和玩虚的。我的专业是物理学。如果我抄来一些生物学的皮毛知识,批评某位生物学家,说他不知道达尔文学说,那么我就是自不量力。这里我需要说明,我和李淼研究员素不相识,无意为他辩护。我今天第一次来到这个相对论吧,觉得这里高手很多, 岂敢把吧友当愚民,仅仅交流和学习而已。主要是,这个相对论吧把方舟子的一篇博文作为精品,好象是抬高了方舟子的相对论水平。GPS定位误差有很多种来源,其中相对论效应对卫星时钟的影响仅仅是较小的一项。GPS定位主要误差来自于电离层和大气层。

卫星轨道在不断变化,电离层也在不断变化,大气层的温度和气压都在不断变化,这些因素引入的误差在每一秒钟都是在变化的。我本人搞过电离层数据处理,有不同的方法处理误差。所以,GPS定位系统的数据每过几分钟就得进行一次校正。至于相对论效应的影响究竟有多大?长期的积累效应是否已经被抵消掉?只有那些掌握GPS定位系统核心软件的专家才有发言权。而核心软件是美国军方的机密。

方舟子介绍全球定位系统的知识是可以的。 GPS当然是个高科技的精密定位系统。方舟子在他的博文中提到,在同时考虑了狭义相对论和广义相对论后,GPS卫星时钟每天还要快上大约38微秒。问题在于,GPS定位系统的数据每过几分钟就得进行一次校正。所以,相对论效应在GPS定位系统中的影响,不是我们可以肯定回答的问题。方舟子把不能肯定回答的问题,作为肯定的答案,并批评说:“GPS的使用离不开相对论,一名研究相对论的理论物理研究员不知道这一点,令人觉得不可思议”。方舟子不是自不量力吗?
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 [2楼]  作者:222.185.48.*  发表时间: 2009/04/10 22:17 

方舟子有关相对论方面的评论,用他们自己的话说是民科的言论而已。不必太多介意就是。
 [3楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2009/04/11 11:35 

方舟子先生与张操先生各自有道理(因看待问题角度不同). 我从另外角度来看这个争论.
先不谈GPS定位误差的很多种来源(因为某些误差如电离层和大气层折射微波信号等虽然很大,但不属于Sagnac效应的本质), 我们来看因地球自转产生的Sagnac效应到底是什么本质上的效应.
Sagnac效应有很多种解释, 譬如用牛顿力学解释(基于Coriolis力), 狭义相对论解释(基于光速不变原理,但光速向前向后传播有各向异性, 如c+v, c-v), 广义相对论解释(基于等效引力磁场效应, Sagnac效应实际上是一种引力Aharonov-Bohm效应). 解释虽然五花八门,但实际上它们是无矛盾的,是统一的,只是看待同一个问题的角度不同(如果配上数学演绎,则更容易说明). 事实上, 以上三个解释可以统一于广义相对论解释.
牛顿力学中的Coriolis力,其实就是广义相对论中的等效引力磁场效应(之所以说是"等效引力磁场效应",乃是因Coriolis力所对应的引力磁场(其实就是地球自转角速度w)与引力常数G无关, 因此w不是真正的引力磁场,但因为在广义相对论的数学中,它可以统一于引力磁场项中,所以地球自转角速度w这个非惯性物理量,可以被称呼为"等效引力磁场"). "等效引力磁场"所对应的"等效引力磁矢势"为地球自转角速度w与空间矢量r的叉乘, 这个叉乘在数值上好比一个速度v. 正如迈克尔逊-莫莱实验的零结果是光速各向同性的产物, Sagnac效应的非零结果是光速各向异性的产物(因这个等效引力磁场所致, 光速向前向后传播速度破缺为c+v, c-v). 值得特别强调的是, 光速向前向后传播速度为c+v, c-v, 很容易被误解成惯性系中的基于Galileo变换得到的速度叠加公式c+v, c-v. 实际上, 两者是两回事. 这里的c+v, c-v, 是引力磁场效应, 是Coriolis力效应, 是非惯性系效应. 本质上光速仍旧不变,但因为空间有前后向的破缺(各向异性), 所以光传播速度有前后向之不同. 如果采用光速可变(基于Galileo变换), 那么相反方向速度为c-v, c+v, 再添上Coriolis力效应的修正, 光速变为了(c-v)+v, (c+v)-v, 光速反倒看起来"不变"了,也就没有了Sagnac效应. 所以, 在Sagnac效应中,光速"先天不变"是很基本的, 其次是等效引力磁场效应(Coriolis力效应). 由于牛顿力学中就有Coriolis力效应, 所以不使用广义相对论, 单用牛顿力学,也的确可以解释Sagnac效应. Sagnac效应可以不看作是广义相对论效应(且Sagnac效应与引力常数G无关, 那么更加有理由说它不是广义相对论效应. 正因为与引力常数G无关, 所以它才会比较大因而可测. 凡是与引力常数G有关的真正的广义相对论效应,总是很微弱的). 不过, 话又要说回来, 牛顿力学在Coriolis力等非惯性系问题方面, 显得有点"支离破碎". 应该说, 在牛顿运动三定律中, 不含非惯性系问题. 为了解释非惯性系问题, 需要引入虚拟力来解释(这样,虚拟力的来源,就是一个麻烦问题了), 这样才可以把Coriolis力囊括于牛顿力学体系, 但总感到有点不舒心. 只有广义相对论体系, 才真正把这个虚拟力来源问题解释清楚(无论是引力还是虚拟力(惯性力), 都是几何性质的, 是统一的).
结论: 尽管Sagnac效应可以不必完全使用相对论(尤其是广义相对论)来解释, 不必看作是一种纯相对论效应,但只有在相对论框架中,才可以得到一个统一的解释. 看待问题角度不同, 可以得到不同的理解.

2009-4-11
 [4楼]  作者:222.184.73.*  发表时间: 2009/04/11 18:14 

对【3楼】说:
我在向科学投稿,网上漏的和心里想的可能导致不良后果,晕啊!
 [5楼]  作者:121.76.79.*  发表时间: 2009/04/11 19:06 

jqs:
您的观点我基本上赞同。但是广义相对论再正确,即使没有其他干扰,能够根据广义相对论和洛伦兹变换的时缓彻底解决GPS的技术问题,无需再作校正,也不能认为狭义相对论的时空观、感觉的复合、佯谬、光速不变等等是正确的。唯心主义者总是用剽窃唯物主义的科研成果来粉饰唯心主义。
 [6楼]  作者:222.185.48.*  发表时间: 2009/04/11 21:13 

就“GPS和相对论的关系”的讨论中, 有位专业学者的说法是切中了要点,他说得好:
“而引力对时间施加了更大的广义相对论效应。大约2万千米的高空,GPS卫星经受到的引力拉力大约相当于地面上的四分之一。结果就是星载时钟每天快45微秒, GPS要计入共38微秒的偏差。Ashby解释说:“如果卫星上没有频率补偿,每天将会增大11千米的误差。”(这种效应实事上更为复杂,因为卫星沿着一个偏心轨道,有时离地球较近,有时又离得较远。) ”
但我们追溯广义相对论用牛顿引力的物理机理及数学关系为根基进行等效推导,用狭义相对论的运动系时空变换关系代入圆周运动线速度完成所谓的“等效变换”。我们不难证明,这个GPS问题中的“相对论应用”事实上是源于牛顿力学的运用。即使在牛顿力学的框架下,这个问题也有非常完美的机理性的解释:原子钟的原子在地球引力场的不同高度,原子的振动频率会改变。GPS必须考虑频率补偿在非相对论问题中可是名正言顺的。这个应用本质上是源于牛顿的学说和理论

我们从另外的角度来看相对论的时间流逝“动系变慢”的问题,对同一事件,在静系和动系中的数学表达:分别是t ,δt 和t',δt'。如果在动系的t',δt',时间流逝“动系变慢”的话,这些相对论的数学盲居然要求在静系中观测也来个时间流逝“变慢”,真是岂有此理。
 [7楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/04/13 22:38 

    “GPS定位系统的数据每过几分钟就得进行一次校正电离层数据处理”很不现实,GPS电离层数据是利用不同频率的电波信号速度差原理,分别用154×10.23 120×10.23MHz的两个频率同时向地面发布卫星广播信号来计算它们到达地面接收器的时间差的,有具体的计算公式。

.

    尽管大气层的密度特别是水汽(乌云)对电波传递速度影响很大,但由于它们只存在于地面几十公里的小空间范围之内,四颗不同卫星信号到达同一地点的延时影响基本上是相同的,所以在GPS精度要求下的实际应用过程中并不需要计算考虑,相关的专业资料说“通过来自于国家海洋与大气管理的国家气象局提供的数据修正”那是骗人的,事实上即使气象局能提供全球各地的即时气象资料,卫星或地面接收器根本就不可能完成这种计算操作。其实,所有关于相对论的修正项更是骗人的鬼话,在高精度的定位计算中,只有所谓的Sagnac效应才是必须考虑的,特别是对于运动物体的即时定位尤为重要。



※※※※※※
相对论误导科学走斜路,是非曲折待历史见证;引力场以太旧貌焕新颜,定海神柱将扭转乾坤。.................... 想当初时空迷思闯科海,荣辱以乐可生命当歌;看如今闲庭信步攀高峰,重构宇宙再平展时空。
 [8楼]  作者:逆子  发表时间: 2009/04/14 22:39 

方舟子是何许人也?可上知天文,下知地理。
原来也只不过是个什么医学类的把博士,在外国没什么发展,到国内来瞎扯。
要阿Q的看法他纯属假洋鬼子。

说他洋吧,他不洋,在国外没有什么发展。他根本没有理解和融入西方的文化.最终在国内发展,在国人看来他土不土,洋不洋的.他有时期连文化与科学、宗教与自然科学不分.按他的理念中国的方块字是象形文字太土了,不如英文的24字母科学,不知方舟子先生是否可以在这里炒作一下.

GPS定位系统中的时间问题根本无需相对论的修正,这纯粹是科普文章中的渲染。说白了,爱氏的东东在应用领域是没法用的,就如说远动会使钟变慢,如你是设计者你如何来确立相对论中所说的运动呢,速度是如何得来的呢?所以涉及到具体问题上他是没用的。

理论界有所共识是的,强引力、电场与磁场可以改变发光体所发出的谱线。这里就注意的是发光体,而不是传播中的光。也就是说强引力场、电场与磁场对发光体作用,会使发光体的谱线发生相应的变化,但这此场的场强再大也不会改变传播中的光线,这是与广义相对论不同点。在GPS系统中,按原理上来讲,地面的钟与卫星上的钟所受的引力大小不同,它们之间的时钟只是在理论上有差别,不存在实际中误差的修正。就如同一个下落的苹果能使地球的运动轨道改变一样。理论中是这样的,如有实际这样的操作者的话,最有可能的是方舟子了。


我好象看过方舟子的相关文章中认为原子弹是爱氏发明的.看科普的认为是质能关系导出核裂变能量,人们依据这一原理才造出原子弹,太可笑了!都有是科普野的祸。




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逆子

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