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相对论的第三个奇怪定律:绕圈定律
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2002/08/12 00:19
点击:473次

这个定律表述为: 如果你有了已知量x'和公式x=f(x'), 那么要求出△x来,必须先求出△x'=f(△x), 然后才能求出△x与△x'的关系, (当然根据情况需要,也可以违反这个定律,比如对于△t) 解释如下: 先列出洛伦兹变换: x=γ(x'+vt') y=y' z=z' t=γ(t'+vx'/c^2) γ=1/sqr(1-vv/cc) 假设动系K'中有一把尺子, 在同一时刻t2'=t1'=t',测得尺子的长度为:x2'-x1'=L', 求:地面静系K测量这把动尺的长度L=x2-x1=? 解:已知量是: (x2'-x1')=L', (t2'-t1')=0, 待求量是: x2-x1=L=? 既然已经给出了洛伦兹转换公式: x=γ(x'+vt'), 那么把已知量(x2'-x1')和(t2'-t1')直接代入不就行了吗: L=x2-x1=γ(x2'+vt2')-γ(x1'+vt1')= γ(x2'-x1')+γv(t2'-t1') 由于:(t2'-t1')=0, 所以得到: L=x2-x1= γ(x2'-x1')=γL' 即:L=γL'= L'/sqr(1-vv/cc) 这是尺缩还是尺胀呢?很清楚吧?这是“尺胀公式”, 为什么一定要绕一个圈(绕圈定律?), 先求出:x'=γ(x-vt), 然后由: L'=x2'-x1'=γ(x2-x1)-γv(t2-t1)= γ(x2-x1)=γL, 才能求出:L=L'/γ=L'*sqr(1-vv/cc), 于是才得到书中给出的“尺缩公式”呢? 我的前一种做法: 直接由已知量x2'-x1'求出未知量x2-x1,有什么问题吗? 怎么得到的结果截然不同呢? --------------------------------- 而对于“时胀公式”怎么又可以直接求解,不必绕圈了呢? 假设动系K'中有一个灯, 在同一地点x2'=x1'=x',不同时刻:t2'和t1'闪亮两次, 求:地面静系K测量这两个闪光的时间间隔:t2-t1=? 解: 已知量是:x2'-x1'=0,t2'-t1'=△t', 待求量是:△t=t2-t1=? 由:t=γ(t'+vx'/c^2), 直接得到:△t=t2-t1=γ(t2'+vx2'/c^2)-γ(t1'+vx1'/c^2) =γ(t2'-t1') + γv(x2'-x1')= γ(t2'-t1')=γ△t' 即:△t=γ△t', 这就是书中给出的“时胀公式”, 这次相对论又允许直接由已知量:x2'-x1'=0,t2'-t1'=△t', 求解未知量:△t=t2-t1=? 如果仿照前例的转圈法,就会得到一个“时缩公式”: △t=△t'*sqr(1-vv/cc), 谁知道这些问题是怎么回事呢? 谁知道什么时候该转圈,什么时候不该转呢? 这样转下来,你会不晕吗? 这是否能用拓扑理论或概括性分析来解释呢? ===================================================== 注意: 洛伦兹正变换与逆变换只是差一个符号: x=γ(x'+vt') y=y' z=z' t=γ(t'+vx'/c^2) ----------------- x'=γ(x-vt) y'=y z'=z t'=γ(t-vx/c^2) 见:《大学物理》天津大学出版社 --------------------------------- 如果你认为应该由x'=γ(x-vt)解出: x=(x'/γ)+ vt 可其中的t怎么办?以前确实是用的此方法, 比如静系中的“尺子首尾两次记时法”, 可以测得两个不同的t2和t1, 可是:L=x2-x1= (x2'-x1')/γ + v(t2-t1)/γ, 由于其中的t2-t1≠0,所以得不到“尺缩公式”, 现在的教科书修改了,所以现在只差一个符号了, 可是一样存在很严重的问题? 而且如果同样由t'=γ(t-vx/c^2)解出: t=(t'/γ)+ vx/cc, 可是如何确定x呢? 就算你能想方设法测得对应动系L'中两次闪光的x2和x1, 也必然有:x2≠x1,还是消不掉坐标项(x2-x1)v/cc, 就算你本事大到能证明:x2-x1=0, 可还是会得出自相矛盾的“时缩公式”: △t=△t'*sqr(1-vv/cc)
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 [2楼]  作者:tongzr  发表时间: 2002/08/12 18:06 

您的这个研究是正确的.附惯性系间的时空校对和相对论数学
惯性系间的时空校对和相对论数学 谈惯性系间的时,空校对---“基点法”和“光校法” 相对论洛仑兹变换推导中使用的第一个“基本时空点设定法”简称“基点法”,其原理正是本质上的伽利略时空原理。 相对论以相对运动的两个惯性系K和K’系对同一光信号进行描述。设定光的发生点为两坐标系的原点。即是说是一个重合的同时点。按相对论所有版本的推导,这时有x=0;x’=0;t=0;t’=0. 基点法的关键是按经典物理的原理,任何惯性系可以确定发光点在本系内的发光时间和坐标位置.. 如果上述“基点法”设定成立,以下设定必然同样成立: 1. 在K系的所有单位点(实际上仅需少量代表点)设置相互校正的时钟和激光发生器。 2. 在K系t=0时,令所有发生器发出光脉冲。K’系按相对论的上述“基点法”在本系内确定所有单位标点的位置。 也许我应该详细说明同一坐标内校对时钟的方法: (1)精密测量基准时钟和需要调校时钟间的距离; (2)从基准时钟发出一激光脉冲. (3)按光传播两钟间距离所许时间作为时差,确定需要调校时钟接收时的时间值. 我们也可以按”光校法”来校对不同惯性系中的时钟的走时同步.. 取两个或若干相同的时钟(千万不要想当然认为它们会在不同的运动系内能走时速率同步!).分别放置在不同的惯性系内.任选一惯性系内的时钟,按其单位时间让激光发生器发出光脉冲,我们按相对论的“基点法”调校其它系内钟的走时速率.这样,我们才能说,所有的时钟是经过严格校对过的. 上述方法(简称光校法)是解决在不同惯性系”尺”的端点对应重合的问题.,这保证了在两个惯性系内,对同一事物描述具有完全相同的时间和相应的坐标值,且满足同时,对应重合. 或者说,两个系的所有对应坐标点都是经过零点同时,重合设置的,时钟的走时速率等也是经过严格校对过的.。,在一个惯性系内的任一事件点都可以用上述“基点法”,”光校法”在其它系内同时找到它的对应重合点,且具有相同的时间和对应的坐标数值形式. 惯性系间的时空变换只能是伽利略的时空变换. 这样,相对论洛仑兹变换以下的数学错误 就显而易见了. (一) 爱因斯坦说“由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆长度,必须恰好等于由K’判断的相对于K保静止的单位量杆长度”。(这慨念是出现在他的洛仑兹变换的推导之中)。 如果K判断的相对于K’保持静止的单位量杆长度为X’; 则有X’=aX; 如果K’判断的相对于K保静止的单位量杆长度X; 则有X=aX’; 爱因斯坦说这两者要相等,有X’(=aX) = X=(aX’). 这是说根本就没有什么相对论的“尺缩”。对于n个单位量杆的物体当然有x=nX ;x’=nX’ 显然有x=x’. 然而竟然可一由此给出”时间流逝变慢”;时空扭曲;蛋丸宇宙; 时、空有起始点、停滞区域...;质、能... 等等. (二) 查核相对论对洛仑兹变换推演过程,相对运动两坐标系对光的描述等式中 x'=ax-bct and ct'=act-bx ............... (5) ...... 对于K'的原点我们永远有x'=0, 因此按照(5)的第一个方程 x=bct/a ........ 不难看出,对于K'的原点我们永远有x'=0, 按上面相对论的铺垫关系式,必须同时有t'=0; ,当然,同时还必须有:x=0; t=0. 即是说 v=bc/a 是一种显然的慨念偷换,或零除错误。本来没有确定数值限定的任意数值的代数符拉姆塔和缪就与洛仑兹的发现撮合在一起。 这个错误存在于相对论洛仑兹变换推演的所有方法之中。 有人说,0/0型,在高级的数学研究领域中有深刻的数学、物理意义,可这0/0 不是那0/0。 在其它的推导版,这错误出现的形式可以不同,但本质类同。 相对论是因为前提的不真,导致结论的荒谬,所谓“谬以毫厘,失之千里”。物理数学家们还在数学问题上出现以上的情况实在是始所难料。更有甚者是相对论物理实验论证中的涉嫌伪例的情况.相对论是涉及一个时空普遍真理的论证,它容不得上述情况的存在,更容不得那怕一个确定的反例. 值得任何严肃的物理学者对上述问题重新审核,认真思考和研究. 在我们对暗物质的WG理论讨论研究后,相对论可以认为是空间引力微子WG存在情况下的洛仑兹效应. 参阅网页:http://wgrrt.onchina.net
 [3楼]  作者:刘久明  发表时间: 2002/08/12 22:38 

注意系数γ的含义和关系。
长时间我一直不想说话,可我又看到你引用了只差一个符号的洛伦兹变换: x=γ(x'+vt') ① y=y' z=z' t=γ(t'+vx'/c^2) ----------------- x'=γ(x-vt)   ② y'=y z'=z t'=γ(t-vx/c^2) 你没有发现①式与②式简化的结果是: x=γx' ① x'=γx   ② 吗? 值得注意的是,不管洛伦兹为何引入这个系数,其变换的结果都应该是: x=γx' ① x'=x/γ   ② 这一点中学生都明白是怎么会事,我们为何都被洛伦兹施了障眼法?
 [4楼]  作者:刘久明  发表时间: 2002/08/12 22:43 

n有意义吗?
童先生: 在下述公式中有n=1 时才成立,其它情况下永远都无意义: x=nX ;x’=nX’ 也就是说:n在公式中无实际意义。 对吗?
[楼主]  [5楼]  作者:yanghx  发表时间: 2002/08/13 01:08 

一点看法
我对你的说法这样理解的: 按相对论的理论, 在动系K'中只有一点---原点O'是满足加利略变换的, 它与静系K的原点O之间保持加利略变换的关系: x=vt' t=t', 可是k'系中的其它各点都不满足以上关系, 按相对论,它们满足洛伦兹变换的关系: x=r(x'+vt') t=r(t'+vx'/cc) 那么是否有办法先使得K'系中的各“单位米点”(比如1米、2米、...) 变成与原点O'相同的“加利略点”呢? 办法之一就是“多观察者”或叫“多原点法”, 假设在两系K和K'中的每个“单位米点”处都各设置一个观察者, 这样这些点之间就都成了“加利略点”, 那么以后在“总原点”作出判断时,只要咨询各“单位原点”就行了, 比如: 在K'的O'与K的O点重合时,各“单位点”也互相重合: 1米--1'米,2米--2'米,..., 由于K'系中的实际长度并没有发生变化, 所以在原点重合的那一瞬间,这些“单位点”之间也是互相重合的, 虽然从各自的原点看,这些“单位点”都是不重合的, 可是从对应的“单位点”看, 它与另一个系的对应“单位点”是完全重合的, 所以只要认为这些“单位点”也是有观察权的,那么问题就解决了, 例如: 静止的K系要想确定原点重合后t=2秒时,动系K'中10'米在K系中的位置x, 只要询问本系内的“10米观测点”,他观测到的10'米的位置是: x10=vt=2v, 那么“总原点”O就可以作出判断了: x= x10+10 = vt+10 = 2v+10, 假设v=30m/s,那么: x=2*30+10=70m, 对比按相对论的计算: x=r(x'+vt')=r(10+2v)=70r=70sqr(1-vv/cc)≈69.93m, 这种测量动系中的10米尺长的方法可以称为“多原点加利略叠加法”? 或简称“加利略叠加法”? 这样,测量的精度就取决于“观测点”的密度, 它利用就是:两系的“对应观测点”之间都符合加利略变换, 这是受原来两系中只有两原点O和O'之间符合加利略变换的启发而得来的, 这种“多原点坐标系”(即多观察者坐标系)是否合理我不知道, 但的确是可行的? 比如上面的整数尺长的测量就是绝对准确的, 而相对论的计算显然是有误差的?速度v越大,则误差越大, 这里关键是要注意: 各“对应观察点”在O和O'重合的一瞬间也是相互重合的, 而且各对“观察点”之间是满足加利略关系的, 不知我理解的是否正确?至少也是解释方法之一吧? 匆忙之中,难免有不到之处,还请指正,
[楼主]  [6楼]  作者:yanghx  发表时间: 2002/08/13 14:45 

需要注意:数学公式的物理意义?
先来设想一种不会出现问题的理想情况: 那就是正、逆变换符合你说的一般数学逻辑要求: x=x'/γ, x'=xγ, 然后由于运动的相对性, 就没有必要把坐标系分为:动系和静系了, 关键是要看事件发生在哪个坐标系内, 所以可以把坐标系分为: 内系K':事件在该系内发生(也可称“事件系”), 外系K:事件在该系外发生(也可称“旁观系”, 对应的,测量也就自然分成两种, 内测X'T':内系对自己内部事件的测量, 外测XT:外系对另一个外部事件的测量, 由于“内测”是本系内的静止测量, 所以容易实现,因而一般作为已知量, 可是“内系”还希望能根据自己的内测结果X'T', 推得“外系”对事件的看法---“外测”结果XT, 于是可以使用常说的标准“尺缩公式”: x=x'/γ, 而“外系”也可以根据“外测”结果XT推得“内测”结果X'T': x'=xγ, 这个“尺胀”是不矛盾的,因为本来x'就大于x, 这样不就没有问题了吗? 可是怎样才能得到这个关键的[x=x'/γ]呢? 从而摆脱正、逆变换只差一个符号代来的困扰呢? 这就只有使用“绕圈法”了, 只要你没有看出“绕圈法”的问题, 一旦得到了关键的[x=x'/γ], 加上“内系”和“外系”的假设,一切问题就迎刃而解了, 现在就是要明确的指出: 得到这个关键的[x=x'/γ]所用的方法---“绕圈法”有问题, 而且在得到[x=x'/γ]时要“绕圈”, 而在得到[t=t'γ]时又可以不“绕圈”, 完全无视了数学的逻辑严密性, 所以称其为“障眼法”或“障思法”也不为过? -------------------------------------------------- 书归正转, 估计关键的问题是需要注意:数学公式的物理意义, 其实如下正、逆变换是没有数学逻辑问题的, x=γ(x'+vt'), t=γ(t'+vx'/cc) x'=γ(x-vt) t'=γ(t-vx/cc) 粗看上去,x'要加上一个数vt'再膨胀才等于x, 而x即使减去一个数vt再膨胀照样可以等于x', 所以明显有x大于x',虽然是“尺胀”,但并没有逻辑问题, 那么问题出在哪里呢? 估计关键是: 物理自身的一些规律所决定的, 对于测量,你可以在本系内的同一时刻t'测量一段长度x2'-x1', 从而消去时间项vt', 可是这个公式的推导并不是由一个“瞬间测量问题”而来的, 而是由解决一个“连续运动问题”而来的, 而对于一个连续的运动问题, 是不可能在零时间t2'-t1'=0内走完一段长度x2'-x1'的, 除非这个运动物体的速度是无穷大,这显然与相对论是矛盾的, 所以如果:t2'-t1'=0, 那么就必然有:x2'-x1'=0, 大概这就是还必须寻找一个[x=x'/γ]的原因所在了, 由于一时求计心切,才使出了违规的“绕圈法”? 这样看来,必须把“尺子问题”改成一个“跑步问题”了? 这以后也可以探讨一下, --------------------------------------------------- 另外,前面说了“内测”比较容易, 而“外测”就不那么容易了, 可是正是对“外测”方法的分析,才能进一步揭开谜底, 这个问题也留待以后再分析了,
 [7楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2002/08/13 21:18 

回复:沈建其简短评论
类似您的问题,每个初学相对论的人都会碰到。但是,仔细一考虑,就会发现自己的错误。您以为这个问题有问题,实际上是您自己对动系,静系的概念关系没有搞清楚。有大学一年级的学生也问过我与您一样的问题,经我耐心讲解,也终于通了。请您自己好好思考。这里不存在什么问题。 这个问题是初学者问题,学相对论的人都会碰到,但只要仔细思考,就可以自己解决。学相对论,这个问题必须跨过去。
[楼主]  [8楼]  作者:yanghx  发表时间: 2002/08/13 22:50 

你太肯定了,那我也说的稍微肯定一点吧?
有关动系和静系的问题请看: 《需要注意:数学公式的物理意义?》 帖号:19954, 我已经用“内系”(事件系)和“外系”(旁观系)解释的很清楚了? 由于“绕圈法”违反了一般的基本思维逻辑, 所以估计很多一般人都会发现其中的问题, 希望你也能尽快的恢复正常的逻辑思维? physicist在数理逻辑方面似乎有些特长, 思路比较清楚,希望在此“绕圈法”问题上也能不吝赐教?
 [9楼]  作者:physicist  发表时间: 2002/08/13 23:20 

这个问题很久以前就跟你解释过了
是在网易社区。时隔这么久,你居然还在“绕圈”,我就没办法了。
[楼主]  [10楼]  作者:yanghx  发表时间: 2002/08/14 00:07 

可别用这种假大空的话来唬人哈?
我还以为你能认真分析一下呢,这样敷衍呀? 每个人的思路都会有局限, 所以总希望能多听一些理智的分析, 比如你上次“信息相遇”的分析吧, 不过也随你方便吧,等你有时间了再说吧,
 [11楼]  作者:tongzr  发表时间: 2002/08/14 15:41 

正时相对论的"基点法"保证了惯性系间的变换只能是伽利略变换
您当然明白,正时相对论的"基点法"保证了惯性系间的变换只能是伽利略变换. 谢谢您的回复.
[楼主]  [12楼]  作者:yanghx  发表时间: 2002/08/14 16:38 

记得洛伦兹变换的推导中是少不了:x=vt?
记得洛伦兹变换的推导中是少不了以下已知条件的: 动系K'的原点O'在静系K中的坐标是:x=vt, 这就意味着:不管两系的时间是否相等, K系总可以用x=vt得到O'的位置坐标, 所以多原点(多观察点)的意义就在于此? 不管是否存在t=t',

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