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伽利略比萨斜塔故事新编
[楼主] 作者:黄新卫  发表时间:2009/10/18 17:04
点击:1735次

 

    重的物体比轻的物体下落更快吗?伽利略对此产生疑问,并提出质疑:"把重的物体和轻的物体绑在一起,下落速度是变慢还是变快?"
    聪明的亚里斯多德的信徒告诉他:"变快,因为绑在一起后物体更重了,所以更快。"
    伽利略问到:"难道轻的物体不拖重的物体的后腿吗?你为什么不考虑这个因素?"
    聪明的亚里斯多德的信徒告诉他:"亚里斯多德的理论没有任何问题,你理解不了它,那是因为你没有学好。"

    伽利略说服不了他们,于是决定用实验来说话。他当着众人的面,在比萨斜塔上,把一个1磅的铁球和一个10磅的铁球同时抛下去,结果两个铁球同时落地。
    伽利略满以为这样可以说服亚里斯多德的聪明信徒了,不料却找来轩然大波。
    亚里斯多德的聪明信徒A说:"伽利略为了出名,搞学术造假,那两个铁球实际上一样重。"
    亚里斯多德的聪明信徒B说:"没错,伽利略肯定做了手脚,那两个铁球可能是绑在一块儿的。"

    伽利略不得不请他们亲自检查,两个铁球既不一样重,也没有绑在一块儿。
    于是,聪明的亚里斯多德的信徒从理论上分析了该实验结果的原因,论证了该实验完全不违背亚里斯多德的理论,而是对亚里斯多德的理论的再一次有力证明。
    亚里斯多德的聪明信徒A说:"一个铁球1磅,另一个铁球10磅,那是从伽利略的斜塔角度看的。而从地面观测者角度看,两个铁球一样重,所以两个铁球同时落地。"
    亚里斯多德的聪明信徒B说:"没错,伽利略既然要我们观看他的实验,那就必须按照我们的角度分析。在我们看来,两个铁球一样重,所以同时落地,着完全符合亚里斯多德的理论。"
    伽利略忍不住说:"这两个铁球绝对不是一样重,不信的话你们上斜塔自己称重。"
    亚里斯多德的聪明信徒A说:"显然你不懂亚里斯多德的理论。你既然要检验亚里斯多德的理论,那就必须按照亚里斯多德的理论分析问题。按照亚里斯多德的理论,两个物体下落速度一样,那么这两个物体肯定一样重。"
    亚里斯多德的聪明信徒B说:"没错,伽利略根本不懂亚里斯多德的理论。按照亚里斯多德的理论分析,两个铁球同时落地,显然一样重嘛!"
    亚里斯多德的聪明信徒一致认为,伽利略这个民科根本不懂亚里斯多德的理论,继续在比萨大学教书是误人子弟,于是比萨大学开除了伽利略。

    大家觉得亚里斯多德的信徒聪明吗?不要说他们不聪明,现在的相对论盲目支持者和他们一样聪明!
    我曾经提出一个环球光纤问题,正反发射的两束光线能不能同时回到起点?真正懂物理的PRA主编、俄罗斯审稿专家、相对论吧的南澳洲教授都避而不答,因为他们知道无论怎么回答都是否定光速不变原理的。而其他绝大多数人却认为,两光束不能同时回到起点。
    认为两光束不能同时回到起点,是从不随星球转动的惯性系A的分析结果。
    那么,为什么完全无视从星球表面系B的分析结果?星球表面系正反光程相等,正反光速相等,两光束环球一周时间显然相等。
    可是聪明的相对论盲目支持者认为,从星球表面系分析,两光束环球一周时间不相等,理由如下:
    1.星球表面系正反光程不相等。
    这是北大物理争鸣论坛某学生的分析,他说从不随星球转动的惯性系A看,正反光程不相等,经洛伦兹变换到星球表面系B,所以正反光程也不相等。
    那么为什么不把星球表面系B相等的光程经洛伦兹变换到不随星球转动的惯性系A呢?我想该生要说,你既然要我分析,就得按照我的思路。这和亚里斯多德的聪明信徒B一样聪明!
    他就不想想,按照他的逻辑,教科书上的运动火车中点同时向火车首尾发射光线,地面系看正反两束光的光程不相等,所以火车系看正反两束光的光程也不相等,火车系看火车首尾将不同时接收到光信号。他的分析将推翻教科书同时相对性的分析。
    火车系的人能答应吗?对于火车系来说,正反光程就是火车长度的一半,火车系凭什么要接受这位武汉高材生的变换结果?
    可是这位高材生给出了这个破绽百出的解答后,感觉良好,自认为问题已经解决,并发出感慨:民科不可救药!

    2.光环球一周时间需要先对钟,并让一个钟在起点不动,另一个钟随光线环球运动,光线环球一周后再比对两钟时间,才是光环球运动时间。经过这种分析,得出正反两光束环球一周时间不相等。
    这种解释更是聪明。先不说光线环球运一周回到起点需不需要两个时钟计时,就算需要两个时钟,但是钟能以光速运动吗?
    虽然正反两束光通过1米的时间相等,但是通过10000米时间就不相等了,环球一周时间也不相等了!1=1,但是1×10000≠1×10000,这是众多高材生的解释。
    荒唐吗?一点也不荒唐!懂了相对论,结果就是这样!这就是中国众多物理高材生的解答,包括清华、北大高材生。
    为什么恢复高考后,中国能在国际奥林匹克物理竞赛屡获大奖,却出不了一个在国际上能叫得响的人物?
    看看网上高材生们对这个简单问题的解答,就不难理解了。

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 [2楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2009/10/19 14:23 

在星球表面系B上,因为转动导致空间各向异性,也就是各向同性破坏。因此在“光速不变原理”之上要添加一个描述各向异性的量,光速变为c+a, c-a. 注意:千万要注意,这里的c+a, c-a不同于Galileo变换中的c+v, c-v。有人老是喜欢把c+a, c-a与c+v, c-v混为一谈。其实两者有本质区别。Galileo变换的c+v, c-v,其实没有破坏空间各向同性。

一句话,可能a的大小与v接近,但两者本质是不同的。因有空间各向异性,光速变为c+a, c-a,其实是承认了“光速不变原理”,然后在这之上添加一个描述各向异性的量。

王的光纤问题不是什么难以回答的问题。
 [3楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2009/10/19 14:26 

“教科书上的运动火车中点同时向火车首尾发射光线,地面系看正反两束光的光程不相等,所以火车系看正反两束光的光程也不相等”,这种现象属于空间各向同性不破坏情形,与转动情形不具有可比性。王拿此例子做比较,只能给自己带来误导。
 [4楼]  作者:周宪  发表时间: 2009/10/19 16:19 

对【3楼】说:

火车上的光属于地球光,当然对地球为c,对运动的火车是c+v,c-v。

爱因斯坦在“浅说”中的观点是对的。

 [5楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/10/19 18:26 

对【2楼】说:

    不愧为物理学博士:聪明!帮你省去“c”就是“千万要注意,这里的+a, -a不同于Galileo变换中的+v, -v”,通常表达的加速度“a”怎么能等同于速度“v”呢?看来我们这些人的水平都太低了,该从头再来。

.

    楼主说,“认为两光束不能同时回到起点,是从不随星球转动的惯性系A的分析结果。”“那么,为什么完全无视从星球表面系B的分析结果?星球表面系正反光程相等,正反光速相等,两光束环球一周时间显然相等”,注意,他这里指明的是“星球转动”而不是“静止”星球。如果楼主是一个“光的粒子发射论”者,我认为他的智商只与那个“北大物理争鸣论坛某学生”相当;现在他是一名自冠的“以太论”者,那么他的智商就至少得增加一倍----不折不扣的250!


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相对论误导科学走邪路,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。
 [6楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2009/10/19 19:45 

"星球表面系正反光程相等,正反光速相等"这是不对的。这是症结所在。
黄新卫的星球是不是转动的?如果是转动的,则在星球表面系B上,因为转动导致空间各向异性,也就是各向同性破坏。因此在“光速不变原理”之上要添加一个描述各向异性的量,光速变为c+a, c-a.何来星球表面系正反光程相等,正反光速相等?
 [7楼]  作者:狐说扒道  发表时间: 2009/10/19 20:36 

我不敢说自己是高才生,但对于环球光纤的问题,我也不会觉得太困难。
从经典力学看,星球在旋转,当光回到“起点”时,这个“起点”的位置并非原来的位置,所以两束光肯定不是同时回到这个“起点”;

从狭义相对论看,以光出发时起点或光纤上任意一点在某时刻的状态为参照建立一个平面直角坐标系作为惯性参照系,再从这个惯性参照系中看,虽然光在任意位置各向同速,但这个星球是在作滚动运动,星球滚动的结果导致了两束光的光程不一样,所以不会同时回到星球上那个“起点”——即使一开始就以那个起点的状态为参照,但星球滚动后,星球上的那个点在参照系中也运动了;

从广义相对论看,因为广义相对论是以惯性质量等效引力质量、加速的力等效引力场为基础,让狭义相对论在任何参照系中都成立的理论,所以从大的方面讲,狭义相对论认为不同时回到起点,广义相对论中也就不会同时回到起点,从小的方面讲,因为星球在旋转,所以物体朝星球旋转方向运动和背向星球旋转方向运动,其离心力是不一样的,所以在广义相对论中等效的引力场是不一样的,引力场不一样,势必等效的收缩程度不一样,收缩程度不一样也就是前后的光程不一样,所以两束光也不会同时回到起点。

也就是说,分析这个是否同时,分别以经典力学、狭义相对论、广义相对论进行分析,首先都是不同时,相互没有矛盾,但如果进行具体计算,因为经典力学只是相对论在低速下的特例和近似,所以会有极其微小的区别,狭义相对论没有考虑引力场的影响,只考虑了在惯性系中的运动,所以也不是绝对精确的计算,与广义相对论的计算结果也会有极其微小的区别。

 [8楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/10/19 21:21 

对【6楼】说:

    你的聪明就表现在这里,死不承认转动的星球表面上光速各向异性,而非要引入一个“加速度”a来代表速度v不可,所以才导出了荒唐的“转动导致空间各向异性”或“各向同性破坏”,殊不知这同样是对荒唐的“相对性原理”的直接否定!你还要如此顽固不化,那就请用你的“a”来证明迈-盖实验结果试试看?

    提醒一句﹕迈-盖实验的光束是在地面上的同一平面内形成回路的,而不是“沿地面”传播,我的论文第一次推导错误就是出在这里的。


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 [9楼]  作者:高松山  发表时间: 2009/10/19 21:30 

不存在所谓的“光纤悖论”

把光纤捋直了,星球的自传也变成直线运动——即把黄新卫的图像展开分析一下。
因为根据广义相对论,弯曲空间等于惯性直线空间。

这样黄新卫的图像也可这样描述;一列行驶的列车内,在列车中间有一盏灯,中间点有一个观察者,列车头尾分别坐着两个观察者,且列车头尾放着两个反射镜。光从列车中间发出两束光线分别射向列车头尾,光线分别为A1、A2。光线A1经过列车头部的反射镜折回到列车的尾部,尾部的反射镜将光线A1折回到中间点——光线A1循环一周;光线A2经过列车尾部的反射镜折回到列车的头部,头部的反射镜将光线A2折回到中间点——光线A2循环一周。问:在列车上中间的观察者与在地面的观察者,观察到的光信号返回到列车中间点的时间有何不同。注:列车的运动速度等于星球自转线速度。
①在列车上中间的观察者将看到两束光信号同时到达。
②在地面上的观察者他看到的情况是:光信号到达列车头部的时间较慢,而返回中间点时间又较快,从中间点到车尾时间较快,再从车尾到中间点时间又较慢。经历的顺序为:时间较慢——→时间较快——→时间较快——→时间较慢。光信号到达列车尾部的时间较快,而返回中间点时间又较慢,从中间点到车头时间较慢,再从车头到中间点时间又较快。经历的顺序为:时间较快——→时间较慢——→时间较慢——→时间较快。时间较快与时间较慢效应相互抵消。
这样两束光信号循环一周后,在地面上的观察者看到的光信号同时到达。
下面按照广义相对论; 惯性直线空间等于弯曲空间,将此图还原——这样所谓的光纤“悖论”问题得到合理的解释:
1)两束光线环绕光纤一周后,应该同时回到O点。
2)从不随星球自转的惯性系看,两束光线环绕光纤一周后,应该同时回到O点。

 [10楼]  作者:狐说扒道  发表时间: 2009/10/19 21:44 

对【9楼】说:
服了你了,一个好好的转动,竟给你变成了平动。请问倘若是4个光纤圈,其中两个随星球自转,光线一前一后两束,另两个只随星球公转并不自转,也是光线一前一后,这样,当光线回到起点时,四个光纤圈的起点分别处于两个位置,这四束光线是否都同时回到它们各自的起点。首先可以肯定,两个只公转不自转的是两个平动,不管哪个理论肯定都能同时回到起点;另两个呢?
[楼主]  [11楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2009/10/20 08:36 

对【2楼】说:

在星球表面系B上,因为转动导致空间各向异性,也就是各向同性破坏。

---------------------------------------------------------------------------

各向同性破坏?为什么迈——莫实验检测不到?

这个问题就这么解决了,那也太容易了。

[楼主]  [12楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2009/10/20 08:40 

试图解决这个问题,就不是聪明人。
绝大多数人总是想论证星球表面系两光束也不能同时回到起点,而完全不顾星球表面系观测者自己的结果。
就像上面亚里斯多德的聪明信徒看到两铁球同时落地,于是论证两铁球一样重,而完全不顾伽利略的称量结果。
 [13楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2009/10/20 13:26 

对【11楼】说:

回复黄的“

各向同性破坏?为什么迈——莫实验检测不到?

这个问题就这么解决了,那也太容易了。

----------

迈——莫实验涉及到的是平动,不是转动。当然,这个平动也可以属于转动,只不过是曲率半径太大的转动(或者说,迈—莫实验装置比起参考系运动的曲率半径来太小了),因此算是平动.

 [14楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2009/10/20 13:39 

对【12楼】说:

回复黄的“ 

绝大多数人总是想论证星球表面系两光束也不能同时回到起点,而完全不顾星球表面系观测者自己的结果。 ”

---------

“绝大多数人”?依据何在?至少就我所知,关于Sagnac效应和光阡陀螺问题,研究者都是从星球表面系观测者自己的结果出发的。所以“绝大多数人”,完全是黄的自己看法,不客观。

其次,研究者即使不从“星球表面系观测者自己的结果”出发,从其他第三者参考系观测结果出发为何不可?为什么不允许从其他第三者参考系观测结果经过坐标变换,变到星球表面系?为什么不可?说到底,黄新卫还是不信任Lorentz变换或广义坐标变换. 可Lorentz变换或广义坐标变换,都是数学家研究的东西(Lorentz群,广义线性群),其研究水平连物理学家都自叹不如。要是存在什么自我矛盾的东西,数学家会看不出来?说到底,黄新卫盲目批判了。黄新卫无非是想找佯谬。找佯谬,过时了,是落伍的时髦。黄新卫把大量的时间精力白白浪费了。

 

 [15楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2009/10/20 14:57 

黄新卫先生:
听我一句良言,不要再研究这个东西了,没有出路的,不是说你的判断错误,而是这个判断正确与否对辩论毫无疑义。我相信巨大星球表面的光纤会如你所说同时回到起点,这是以太被拖曳的结果,小行星就没有这个效应。但是第一,你不能实验给大家看,第二,相对论有他们的解释,而且与已有的实验吻合。

※※※※※※
空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。
 [16楼]  作者:狐说扒道  发表时间: 2009/10/20 16:10 

对【15楼】说:
请问地球上的以太是否被拖曳?迈克尔逊-莫雷实验的结果固然可以用以太被拖曳解释,但在洛伦兹解释之前,以太被拖曳的理论已经被“光行差”现象所否定,你可以查阅有关光行差的资料看看。
 [17楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2009/10/20 16:29 

对【15楼】说:

【请问地球上的以太是否被拖曳?】

有没有拖曳可以由光纤陀螺与M-M实验得到。

===========================================================
【以太被拖曳的理论已经被“光行差”现象所否定,你可以查阅有关光行差的资料看看。】

以太不但被“光行差”现象所否定,还有一大堆“自相矛盾”的属性。这个世界冤案不总是发生在法院,要了解真相,首先要抛弃所谓“定论”的束缚,我比较幸运,因为无知,因而没有束缚,最后才得以接近真理。

“光行差”与以太并没有矛盾,在这里有1年经历的都知道为什么。

※※※※※※
空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。

 [18楼]  作者:周宪  发表时间: 2009/10/20 16:47 

王飞SB:
洛伦兹的机械以太是不能解释光行差,可是与各重力系随动的以太是可以解释光行差的。
 [19楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2009/10/20 17:23 

看来我【17楼】说的:“在这里有1年经历的都知道为什么”不对,对于SB,时间教育都不起作用,【18楼】就是一个典型。

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空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。
 [20楼]  作者:狐说扒道  发表时间: 2009/10/20 19:22 

对【17楼】说:

可惜我初来乍到,也没有时间去翻阅一年来的全部帖子,能否直接解释一下或推荐几个帖子地址?

 

我也顺便简单介绍一下光行差与以太拖曳的关系吧。

“光行差”是因为地球的运动导致的观察到的恒星位置与实际位置的差。先打个比方,无风的时候下雨,雨点垂直下落,如果你在地面上不动,你看到的雨点就是垂直下落的,但如果你是在行进中的汽车上,因为雨点下落过程中,车子在前进,所以同一雨点在较低位置的时候,你看起来就会比较高位置更偏向车后,你就会感觉雨点是来自前上方而不是正上方。如果地表附近的以太不被拖曳,那么,我们看到的星光就象是下落速度每秒30万公里的“雨点”,同样会感觉光源比实际位置更偏向运动方向,只是这个角度非常微小而已。光行差造成的这种位置差适合不平行运动方向的光,而且与运动方向越接近垂直,光行差现象越明显,与运动方向平行的光就不会有光行差现象,如此一来,地面上的观测点在地球公转自转位置不同,运动方向也不同,不同位置看到的两颗恒星的夹角就不同。倘若光的介质以太被拖曳,那么,光的传播路径就会因为以太的拖曳发生改变,虽然也可能造成地球处于不同位置看到的两颗恒星的夹角不同的现象,但夹角的变化肯定与以太不被拖曳的理论计算的结果不一样。通过两种理论下夹角变化的结果与实际观测结果对比,就能判断以太是否被拖曳,在洛伦兹解释迈克尔逊-莫雷实验之前,天文观测的结果就已经否认了以太被拖曳的观点,所以以太被拖曳的理论至今只是部分没有了解这段历史的人还在使用,上不了正本的,也因此所有以“以太拖曳导致地表附近光各向同速”为前提反相对论的根本得不到权威的关注。

 [21楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2009/10/20 20:12 

【倘若光的介质以太被拖曳,那么,光的传播路径就会因为以太的拖曳发生改变,】

我一下找不到原来的贴,大意是根据惠更斯波动理论,波媒体的运动不改变波的方向,因此地球不论是否拖曳以太,对光行差的测量是没有影响的。你可以在西陆找董银立的贴查看。

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空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。
 [22楼]  作者:狐说扒道  发表时间: 2009/10/20 20:45 

对【21楼】说:

这也只是假说。斐索实验就有两种解释,一种是狭义相对论,另一种是介质拖曳以太,拖曳量与介质的折射率有关,光的运动同时跟随以太被拖曳。还有人做过流动的液体拖曳垂直液体运动方向的光的实验,确实测量到了光被拖曳的效果(该效果也可以用狭义相对论很好地解释),那么这样的实验就能明确证明以太被拖曳后会改变光的方向。

 [23楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/10/20 20:58 

对【22楼】说:
    “有人做过流动的液体拖曳垂直液体运动方向的光的实验,确实测量到了拖曳效果”吗?张元仲的《实验基础》一书中介绍了几个这样的运动玻璃实验,我的结论是“拖曳”不会改变“静止系”中的光速方向,目前我的一位好友正在做这个实验,按照我的理论体系是不存在任何“横向拖曳”的!

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 [24楼]  作者:llgzcts  发表时间: 2009/10/20 22:12 

请以太论者注意:
相对于均匀以太静止的参考系才是惯性系。
见《对以太、惯性和暗物质的新认识》一文。
 [25楼]  作者:狐说扒道  发表时间: 2009/10/20 22:23 

对【23楼】说:

在介质内部,光会相对外部静止的参照系有微小的角度变化,但出了运动的介质后,光的传播方向恢复原方向,仅位置产生微小的偏离,介质内的角度变化可用相对论的速度叠加公式进行计算(不过这个速度叠加是垂直向的矢量叠加,教材上那个同向速度叠加公式要作相应的处理才能计算),穿过介质后的位置偏离值可根据偏离角和介质厚度计算。一般来说,这个值是非常微小的,只有测量精度达到这个计算值以上才能测得变化,所以请告诫你的朋友,如果测量精度不够高,就别轻易下定性的结论,特别注意的是如果介质的厚度太小,可能会因为介质面的微小不平整引起的偏移远大于介质厚度的影响而无法测得介质厚度的影响。这样的实验,一般使用较宽的玻璃水槽,光源采用激光,让光多次反射通过水槽,最后使用凹面镜或凸面镜反射以使微小的位置偏移转换为微小的角度偏移,最后投射到较远位置的屏上,比较水静止和水流动时光点的位置,比较容易观测到有没有变化。

 [26楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/10/21 00:20 

对【25楼】说:
    凭直觉是“位置产生微小的偏离”,但我与朋友根据引力场是否拖曳的讨论结果,认定是不会产生横向拖曳的。我不知道他的实验如何设计,他说反正是好玩的,我也没打算在论文中进行严格论证(要计算运动物体运动方向对以太物质密度空间分布方向改变对光速的影响)。

    以太不会跟着天体跑,只是引力场改变了以太的空间密度分布而决定了光波传播方式而已。

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 [27楼]  作者:狐说扒道  发表时间: 2009/10/21 00:58 

“位置产生微小的偏离”这是可以根据物理届公认的狭义相对论计算的,要否定这个结果,只有两个方法,一是推翻相对论并得到物理届的认可(这好像至少现在不可能实现),二是设计一个实验,根据狭义相对论计算偏离值,先从理论上证明设备误差远小于这个偏离值,且理论上的偏离值在实验中是可以明显观测到的,然后进行实验,倘若实验结果未能与理论计算相符,则必须查找原因,同时公开整个实验的原理和设备的相关资料以便他人进行验证,只有多方验证确实与理论不符,该实验与理论不符的事实才能被公认。倘若只是自己关起门来做实验,根本不进行理论计算,也不管实验的精度如何,然后就以“眼见为实”下结论,那是说明不了任何问题的。比如这个运动介质拖曳光的实验,如果设备简陋,介质厚度太小速度又慢,理论上产生的偏移可能在纳米级甚至更小,你根本不进行计算就“眼见为实”下结论“没有偏移”、“相对论错了”,那是对自己太不负责了。
[楼主]  [28楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2009/10/22 09:09 

哥白尼指出地心学说的错误,只有布鲁诺、伽利略等少数人能认识到他是对的。
伽利略指出亚理斯多德的错误,绝大多数人还是认识不到伽利略斯对的。
一个简单的环球光纤问题,竟然有这么多人不能从中看出光速不变原理的错误,这说明了什么?
真正懂物理的人,如PRA主编、俄罗斯审稿专家、南澳洲教授,都知道无法回答。
而试图用相对论回答的人,都是要求星球系表面的人像自己一样捂住自己的耳朵!还自认为很聪明。

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