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相对论第二个奇怪新定律:横向定律
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2002/08/09 17:16
点击:385次

这个“横向定律”表述为: 当观察者与被观察点的连线垂直于动系的运动方向时, 相对论的“时慢公式”才成立, 其它成角度或共线的情况,时间间隔△t转换由多谱勒公式确定, 比如一列火车鸣镝向你快速运动而来, 你当然会说:鸣镝声会变得尖细刺耳, 可是“过时的”相对论学者则认为: 声波两个相临的波峰相当于: 出现在“动系”中同一地点、不同时刻t1'和t2'的两个相同事件, 这两个事件的时间间隔△t'=t2'-t1', 所以△t'等于鸣镝声的周期T', 而你听到的是△t=T,按照相对论的“时慢公式”: △t=△t'/sqr(1-vv/cc) 所以只会有: △T=△T'/sqr(1-vv/cc) 所以你只会听到鸣镝声会变得低沉, 这是你们这些只懂常识的人很难理解的, 再比如火车上发出的一列同周期的“闪光序列”, 或者一束“光脉冲波”,在你看来, 都只会出现“红移”,决不会出现“紫移”的, 再比如一个模拟晶体原子振动的“一维小球弹簧振子”, 不管小球振子产生的“声子”是“声形态”还是“光形态”, 如果它向你运动而来, 你只能得到频率“红移”,决不会出现频率“紫移”, 这都是一般常人难以理解的, 你又一次想摸后脑了吧?其实你的后脑没什么问题,
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 [2楼]  作者:王天信2000  发表时间: 2002/08/09 17:37 

不是
这个就是相对论的特性。 不知道你是否熟悉R3P1的几何空间——其实就是冥可夫斯基空间。只要熟悉R3P1空间的数学性质,然后结合一点点物理知识,你会发现,其实就是在玩双曲3D面(定义可以看一般拓扑学,苏联数学家XXX斯基写的)和直线的交点而已。 一般大学教程中教到拓扑以后对这些RnPm空间的拓扑性质、几何性质都是会学的,学了以后再来看今天的问题你会认为很幼稚的。
[楼主]  [3楼]  作者:yanghx  发表时间: 2002/08/09 19:12 

天信、地信、你信、我信吧? 可别自欺欺人? 那你们至少先得把大学以下的教科书都修改了? 按你的说法,学相对论之前必须具备哪些知识? 没有学过拓扑的人就根本无法理解相对论吗? 就会幼稚的把相对论“时慢公式”与多谱勒公式搞混淆? 真的吗?可别拿我们当傻子玩哈,
 [4楼]  作者:王天信2000  发表时间: 2002/08/09 19:56 

又错了。
拓扑是一种数学方法,用拓扑可以更方便地学习相对论。 就好象我们做乘方运算,你用加法算可以,直接用乘方也可以,仅仅是难易程度差异,其答案是一样地。 同样地,用拓扑理解相对论可以,你用一般的初等几何学也可以,仅仅是难易问题而已。 因而你说的“没有拓扑就不能理解相对论”是错误的,仅仅是比较困难而已。 举一个实际的例子。在英国的彭罗斯进入物理领域以前,大家都在为恒星踏缩是否可能不产生奇点在争论。当彭罗斯进入物理领域以后,用拓扑几何代替了原来大家用的高等几何,创立了整体法,这个时候奇点问题很容易地就被解决了。而没有拓扑学的苏联,在中间错误一次以后的第二年才用原本的高等几何学下的相对论得到了彭罗斯的结果,晚了一年,而且也名誉扫地。
 [5楼]  作者:qsmdllh  发表时间: 2002/08/09 21:59 

错!!!
你指的△t'不是在动系中的波的周期, 只不过是你耳朵接收到两个声波波峰的时间差, 或是眼接受到两个光波波峰的时间差.
 [6楼]  作者:qsmdllh  发表时间: 2002/08/09 22:06 

少卖弄!
拓扑学和相对论没有多大关系!相对论需要的是拓扑空间中的张量分析。 如果你真的懂拓扑学,可以单独切磋一下。
 [7楼]  作者:★倾听★  发表时间: 2002/08/10 01:15 

错了,拓扑学与奇点的关系您没有搞懂。
  彭罗斯借助于拓扑学从理论上证明了:如果广义相对论是正确的,黑洞必然有奇点存在。是证明了奇点的存在,而不是解决了奇点给人们带来的疑惑。奇点只要存在,物理定律就必须失效,无法用任何物理知识解决奇点给人们带来的疑惑。他证明了奇点必然存在,也就是粉碎了人们最后的一点希望:也许不存在奇点,物理学仍然可以做为无往不胜的探索宇宙的工具。奇点,尤其是创生宇宙的奇点是否定相对论的,用拓扑学是能更方便发现相对论是错误理论,而不是您说的用拓扑学能更好的接受相对论。   解决奇点问题的是量子力学,因为量子效应,宇宙中不必有,也不会有一个奇点。量子效应才是帮助相对论免受时间原点责难的朋友,而不是您说的拓扑学。
[楼主]  [8楼]  作者:yanghx  发表时间: 2002/08/10 01:27 

你是否认为从“光速不变原理”到闵可夫斯基空间, 从闵可夫斯基方程(闪光运动方程s=0)到线性变换, (包括张量度规分析) 最后推出的“洛伦兹变换公式”和“时慢公式”, 这点过程很神秘吗? 或者你认为这种推导过程还不够完备? 那你要修改的东西可也不少? 或者你能给出一个奇特的推导方法?
 [9楼]  作者:qsmdllh  发表时间: 2002/08/10 09:17 

什么意思?
又是闵可夫斯基方程,又是张量“度规”分析,又是线性变换。有的根本就没这种说法。有堆砌数学名词之嫌。 清说具体一点。
[楼主]  [10楼]  作者:yanghx  发表时间: 2002/08/10 15:31 

这些以前在这里都争论过, 如果有必要再整理一下也行(书上写的也很清楚), 不过physicist在这方面有特长? 这样一个老套的推理证明比它证明“信息同时到达”要简单的多,
[楼主]  [11楼]  作者:yanghx  发表时间: 2002/08/10 15:43 

后人看前人嘛,看把你乐的
你还别笑,我在网易提出此看法时, 有的网友就说:光脉冲序列不是波, 而且肯定的认为:光脉冲波根本不存在, 为此可是争论了好一阵呢, 回想起来也是,发明相对论时还没有“激光脉冲波”, 只有同周期的“闪光序列”, 不过就“波峰出现”这个事件而言,也应该有所领悟呀? 不过后人看前人,也会有旁观者清的事,讨论着看吧,
 [12楼]  作者:王天信2000  发表时间: 2002/08/11 16:03 

如果你知道黑洞的历史,我们切磋一下。
拓扑学研究的是物体的内在属性,的确和相对论没有直接关系,但是一切熟悉黑洞研究历史的人都知道一个常识:彭罗斯为相对论带来的拓扑,并且利用拓扑和相对论结合得到整体法,来解决了奇点问题。这个是历史,不用争论。 此外,知道一点霍金和彭罗斯合作历史的人也知道,他们如何使用拓扑证明了如果宇宙起源于一个原始奇点,那么必定终结在一个踏缩奇点。 最后,一切知道一点虫洞发展的人也可以知道,物理学家索恩曾经由于没有使用拓扑而在虫洞问题上被他人(抱歉名字忘了)超越,而且就是输在了拓扑和相对论结合的整体法上。 在现代,如果你要得到一个相对论的成果,你必定会学习整体法,自己去看看一些书籍或者教材就可以知道了。
 [13楼]  作者:王天信2000  发表时间: 2002/08/11 16:11 

一点都不神秘
这些东西一点都不神秘,可以说是基础中的基础。如果你到过北大物理系的论坛的话,你甚至可以知道,他们就想是儿童玩的玩具一样简单。 问题不是在他们是否简单上,是他们的物理意义到底是什么上。在一个R3P1的空间,他们的图象就是一个双曲3D面和一条表示允速直线运动的直线之间关系;而在其他的参照系中,他们也可以不一样。就好象只给你一个F=a1*a2*b/c^2,这个函数是一个十分简单的函数,一点都不神秘,但是你能告诉我它表示的是什么吗?它可以是库仑定律,也可以是牛顿定律。问题就在这里,爱因斯坦得到了相对论,但是我们不能说它对相对论的解释就一定是正确的。挑战相对论的关键也就在这里。如果你硬要说相对论怎么怎么样,那么我们没办法说服你,因而它没有确定的解释。举一个例子,就是爱因斯坦曾经对广义相对论场方程的错误修改;再来一个例子,就是欧拉发现的一个方程,原本被认为和物理没有一点关系而没有得到引用,但是到了1958年,成为了弦理论的核心方程。 上述东西你能说他们神秘吗?一点都不什么,问题是你如何理解它。你一定要用法加法做乘方问题,我不阻止你,但是代价是什么你比我清楚。
 [14楼]  作者:王天信2000  发表时间: 2002/08/11 16:13 

完全不需要这些东西
你不知道吗?在一个R3P1的复空间中推导狭义相对论的变换就像做二元一次方程一样容易。只要知道两个物理概念,那么LORENTZ变换就是必然的。 当然,冥可夫斯基空间就是R3P1的。
 [15楼]  作者:王天信2000  发表时间: 2002/08/11 16:20 

你不懂黑洞历史——必然结果
一切熟悉黑洞历史的人都可以告诉你当时的历史背景:美国、欧洲和苏联的物理学家都在证明是否一切初始条件(也就是非奥本海默理想模式)的恒星在踏缩的是否都可以产生黑洞(如果你认为黑洞被理论完全证明是几年的事情,那么我劝你再去学学历史)的问题。当时苏联的泽尔多维奇、别林斯基等3个人利用当时的严格数学法“证明”了一些完全不规则恒星在充满物质流动的情况下不产生黑洞。 同年,彭罗斯进入了物理界,带来了拓扑和时空图、钻石图(不知道的人就不要研究相对论了)等。其中就用拓扑的方法证明了这个疑问。当时彭罗斯得证明没有被欧洲和美国同行赞同,但是随着拓扑学的慢慢渗透如物理,大家都同意了彭罗斯的证明。 如果还想知道更具体问题,看看《黑洞和时间弯曲》,不让你干脆隐退得了。
 [16楼]  作者:王天信2000  发表时间: 2002/08/11 16:23 

我开学了,不能一直到这里来和你们争论,还有疑问EMAIL我:
wangtianxin2000@msn.com wangtianxin2000@hotmail.com wangtianxin2000@sohu.com 自己挑一个。 个人论坛:http://groups.msn.com/d9pf2tkoeu4bchf351h9frc5c2/ 相对论问题随时欢迎。 量子论问题随时等待。 超弦问题我更加恭候。
[楼主]  [17楼]  作者:yanghx  发表时间: 2002/08/11 21:17 

不太明白你的意思
那么你的意思是什么呢? 1、除了现有的大学教科书上对相对论的解释以外, 相对论要想不与多谱勒效应相矛盾的话, 还要补充你所说的知识? 2、完全不需要任何补充你说的知识, 只靠现在“并不神秘”的相对论推导就够了? 就能够解释时慢公式与多谱勒公式的矛盾了? 3、或者你认为教科书中的相对论应该按你所说的理论重新编写? 才不至于出现“时慢-多谱勒”矛盾?
[楼主]  [18楼]  作者:yanghx  发表时间: 2002/08/11 21:25 

你以为“复空间”与“实空间”有什么区别吗? 你认为“复空间”中还有“虚数”的含义吗?
[楼主]  [19楼]  作者:yanghx  发表时间: 2002/08/12 11:44 

要是对“黑洞”有兴趣,可以绕个螺线管, 或者研究一下托克马克装置?
 [20楼]  作者:王天信2000  发表时间: 2002/08/12 12:00 

你说的根本不是黑洞
 [21楼]  作者:王天信2000  发表时间: 2002/08/12 12:04 

我的意思是:我们只要知道了一点拓扑和相对论有关的知识以后,相对论的结果在这种拓扑的眼光中就是十分简单的东西了。至于相对论的LORNTZ时间变换和多普勒效应友什么违背的,我看不出来。两者的产生本质就不一样,怎么比较。
 [22楼]  作者:王天信2000  发表时间: 2002/08/12 12:25 

基本数学:实空间和复空间,以及相应的物理形式
在这里的人应该都知道什么是复数,什么是空间的维,也应该听说过四元数,听说过拓扑。 首先从数和空间的维这两个概念入手来告诉你实空间和复空间的区别。 我们要在一个空间中描述一个点的位置,那么我们需要的最少的参数的数目,就是这个空间的维度——见苏联的《一般拓扑学》,而我曾经说的四维空间和时空,其实就是维度为4的空间,但是它们的拓扑虽然一样,它们依然存在这许多差异。 首先来看一个标准复空间:RPn。它表示,要描述一个空间中的点的位置,需要n个复数。由于是复数,我们都知道,描述一个复数,需要知道这个数的实部和虚部。也就是说,细化一下,要描述一个RPn的空间我们需要2n个数,其中n个是实数,n个是虚数。就是因为这样,RPn和R2n虽然是同胚的,但是描述它们的几何是不一样的。顺便说一下,四元数和RP2以及R4,还有就是我以前说的R3P1——一个不标准的复空间——都是同胚的,但是有一点数学知识的人就知道,它们四个是各不相同的。这个就显示了拓扑和几何的差异:拓扑描述几何体内在属性,而几何描述几何体外在表现。 现在回到我们那个R3P1的复空间和实空间的问题上。所谓的实空间,即使说描述一个空间的所有参数都是实数的空间,而R3P1的空间就是说需要三个实数和一个虚数来描述一个空间中的点的位置。在这个前提下,结合一点点广义相对论的知识,我们就知道了R3P1空间中两点之间的距离的定义——也就是度量——和我们一般的空间没有任何区别,你用拓扑也没办法分别,但是由于空间维度的极性——也就是需要的数是什么数——不一样,因而我们的几何就不一样了。这个是一个基本的数学知识,就好象高中学习的复平面和初中的直角坐标系,它们的拓扑是一样的,度量是一样的,但是由于极性不一样,它们需要的几何是不一样的。 现在再来看那个狭义相对论的问题。原本,度量一样的点在一个实空间中描述的是一个4D的球,但是由于我们现在其中一个维度的极性是不一样的,因而我们现在得到的就是一个3D的双曲面。这个就是狭义相对论LORENTZ变换在R3P1下研究的数学基础,但是不是全部。然后我们需要做的就是做一个描述速度的直线——也就是在这个空间中的一条代表物体运动的世界线,然后和那个变成双曲面的球做一个交点,然后得到这个交点的坐标和速度——直线的夹角——之间的函数关系,好了,完成。

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