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爱因斯坦是怎样表述光速不变原理的?
[楼主] 作者:周宪  发表时间:2009/11/09 20:53
点击:1488次

黄新卫先生在联谊会网站的文章中说:

"光速不变原理是指同一束光在不同惯性系有相同的量值。打个通俗的比方,就是光相对你的速率是30万公里/秒,当你以10万公里/秒的速率追逐光运动,你发现光速不是20万公里/秒,而仍然是30万公里/秒。

    这是狭义相对论自诞生至今遭到众多非议的一个重要原因,也是爱因斯坦被认为是天才的一个重要原因——他敢想人所不敢想。"

但是我认为,这个观点是维相者的观点,而不是爱因斯坦的观点。爱因斯坦在“浅说”的“同时性的相对性”一节中明显反对这种说法。

我们必须做好两个区别:

1.把相对论与洛伦兹变换区别开来

2.把现代教科书上的相对论的观点与爱因斯坦的观点区别开来

一切观点都应该有出处,不能让维相者打着爱因斯坦的旗号干坏事。

 

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 [2楼]  作者:yuajin  发表时间: 2009/11/10 14:56 

回楼主,你好。
光速不变原理在《物理学的进化》中是这样表述的:“在所有的相互作匀速直线运动的坐标系中,光在真空中的速度都是相同的”(P.129/79年6月版)。所以说黄先生讲“光速不变原理是指同一束光在不同惯性系有相同的量值”应该说也是正确的。

而你说爱因斯坦的“浅说”中明显反对的说法,你没写出来。请你说说看,他到底又是怎么说的呢?

一般情况下,光速不变原理表述为:在真空中,光速对所有惯性系都是一恒定值c,而与光源和观察者的运动无关!
不知道楼主认为我写的对不对。



※※※※※※
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 [3楼]  作者:yuajin  发表时间: 2009/11/10 15:34 

关于洛伦兹变换回楼主:你好。
楼主说:我们必须做好两个区别:

1.把相对论与洛伦兹变换区别开来
-------
为什么要区别开来呢?我想楼主对洛伦兹变换可能有误解吧?
总的来说,历史上洛伦兹变换有两个:1.荷兰物理学家洛伦兹的变换,世称“洛伦兹变换”,大约问世于1895年左右。2.爱因斯坦在光速不变原理和相对性原理两个假设下推导出的变换,可称为相对论变换或爱因斯坦变换。但因与洛伦兹变换有相同的数学形式,且当时洛伦兹早已是世界著名的物理学家,而爱因斯坦才由“民科”变“官科”,由默默无闻的专利局小职员开始“变换”成世界物理学界新的巨星,洛伦兹变换还比爱因斯坦变换在时间上也早十多年。因此后人继续称相对论变换为洛伦兹变换了。

注意须要说明的是,这两个变换仅仅是数学形式上相同,但在本质上是绝对不同的。洛伦兹的变换基础是牛顿绝对空间论下变换(参阅洛伦兹的《电子论》,洛伦兹变换出自该论文)。爱因斯坦的当然就不要说大家也知道的了;洛伦兹的时间变换是虚拟的“地方时”,而爱因斯坦的时间变换是真实的、客观的。区别还有很多呢。

不知道楼主要区别开来是不是以上的意思?
===========


2.把现代教科书上的相对论的观点与爱因斯坦的观点区别开来

一切观点都应该有出处,不能让维相者打着爱因斯坦的旗号干坏

事。
----------
这条应该是可以接受的。只不过个人愚见,坏事应该是“坏事”

,供参考。


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这个世界,说不清楚
 [4楼]  作者:yuajin  发表时间: 2009/11/10 16:20 

关于黄新卫的比方回楼主:你好。"光速不变原理是指同一束光在不同惯性系有相同的量值。”+

“打个通俗的比方,就是光相对你的速率是30万公里/秒,当你以10万公里/秒的速率追逐光运动,你发现光速不是20万公里/秒,而仍然是30万公里/秒。”
---------------
这个比方看似符合相对论光速不变原理,其实并不完整,容易让人误解。比如说原话“光相对你的速率是30万公里/秒”,结合后语,这句话中其实还得有另一个主体“我”,然后才能有后话“当你以10万公里/秒的速率追逐光运动”;但是再后一句“你发现光速不是20万公里/秒,而仍然是30万公里/秒”这个结论,则即正确又不正确。

写的累了,就留个伏笔在这里,呵呵,请大家看看,讨论讨论吧。因为“这是狭义相对论自诞生至今遭 到众多非议的一个重要原因”,也是爱因斯坦被认为是天才的一个重要原因。
当然另外速率和速度并不是一回事,不是本贴的主要论点。上面仍用了黄新卫原话。


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 [5楼]  作者:yuajin  发表时间: 2009/11/14 15:46 

续4楼答案:

我先说个事情,据相对论的两个原理知道:光在所在惯性系中的速度都是30万km/s,与观察者和光源的运动速度无关;所有惯性系中物理规律都相同。
如果我们在这所有的惯性系中,只取两个出来,分别命名为A和B,且A和B的相对速度为V,请问黄新卫,在A和B看来,光速都是30万km/s,有没有错?
没有错吧!
现在好了,通俗的说法来了,当V为0km/s时,光速当然对A和B是30万km/s,本质上A和B就在一个坐标系里,这是V=0时的一个特例;好,继续设定V为10km/s和10万km/s时,光速对A和B来说自然也还是30万km/s。没有错吧!总不会你说当V速度增大=10万km/s时,光速不变原理就失效了吧?

现在看黄新卫的描述:“光速不变原理是指同一束光在不同惯性系有相同的量值。打个通俗的比方,就是光相对你的速率是30万公里/秒,当你以10万公里/秒的速率追逐光运动,你发现光速不是20万公里/秒,而仍然是30万公里/秒。”

 

在这句话中:当你以10万公里/秒的速率追逐光运动时,请问“你”是相对谁(或相对什么参照物)才有的10万公里/秒的速率?相对性原理说任何实验都不为绝对静止存在提供依据,“你”就不可能是相对“绝对静止”有的10万公里/秒的速率!那么到底相对“谁”有的这个速度呢?
其实“你”想说:我相对的就是“原来‘我’所在的那个坐标系”,可那个坐标系相对“你”现在也有10万公里/秒的速率!因为“你”只要是在任何一个惯性系中,“你”和其它的惯性系都是相对的运动。不存在现在是“你”在动并且运动速度是“10万公里/秒的速率”的情况。
也就是说无论在什么时候,“你”都只能是A和B中的一个,特殊情况当V=0时,A和B就是一个“你”。"你"也就不可能发现光速是20万公里/秒,而不是30万公里/秒。

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这个世界,说不清楚

 [6楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2009/11/16 09:14 

《物理学的进化》:“在所有的相互作匀速直线运动的坐标系中,光在真空中的速度都是相同的”(P.129/79年6月版)。
我说的“光速不变原理是指同一束光在不同惯性系有相同的量值”,这也不是我说的,而是高等学校教材《普通物理学》的原话。
很多人错误理解光速不变原理,把光速各向同性、光源运动不影响光速、频率不影响光速作为光速不变原理的实验证据,这些人包括绝大多数物理工作者。
 [7楼]  作者:yuajin  发表时间: 2009/11/16 14:57 

我已就黄先生你打的比方做出评论,说的是你的比方有没有问题?当你以某速度追光时,“你”看到的等等这个说法符合相对论吗?

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这个世界,说不清楚
 [8楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2009/11/17 14:03 

我打的比方难道不是教科书原意吗?
 [9楼]  作者:yuajin  发表时间: 2009/11/17 16:19 

黄先生,你这样讲,我没得说了。你说是书上的又没有注明出处,你反问我我就没得话说了。
袁晋

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这个世界,说不清楚
 [10楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2009/11/18 08:54 

袁先生,以下内容来自程守洙、江之永编写的高等学校教材《普通物理学》(1982年修订本)111页,是我上学时候的教科书。
光速不变原理:在所有惯性系中,自由空间(真空)中的光速具有相同的量值C。也就是说,不管光源和观察者之间的相对速度如何,在任一惯性系中的观察者所观测的真空中光速都是相等的。

该教材紧接着据此推导出洛伦兹变换,推导依据就是同一束光在两个相对运动的惯性系的量值都是C。
 [11楼]  作者:yuajin  发表时间: 2009/11/18 10:52 

10楼,你上述的引用没有错,表达的正是正确的相对论的光速不变原理。

 

我评论的主题是4楼中你打的比方:

你根据上述表达正确的光速不变原理引申出一个比方说:

"打个通俗的比方,就是光相对你的速率是30万公里/秒,当你以10万公里/秒的速率追逐光运动,你发现光速不是20万公里/秒,而仍然是30万公里/秒。"

 

我反复强调的是这个比方有没有问题!
我的答案后来已经写在5楼了,供参考吧。

 

在这里我再强调一下,当你以10万公里/秒的速度追逐光运动时,你"能不能"发现光速不是20万公里/秒,而仍然是C的问题!???

 

正确的表达方法之一如下:"打个通俗的比方,就是光相对你的速率是30万公里/秒,当你以10万公里/秒的速率追逐光运动时,我认为应该发现光速不是C,应该是20万公里/秒,但根据相对论的光速不变原理,因为你只是一个相对我以10万公里/秒运动的惯性系,所以你的光速仍然是30万公里/秒。" (黑字还是你原来的样式)

 

所以你后面说:“这是狭义相对论自诞生至今遭到众多非议的一个重要原因,也是爱因斯坦被认为是天才的一个重要原因--他敢想人所不敢想”。这个遭到众多非议的原因,是对相对论的光速不变原理理解的似是而非造成的,和前面表达正确的光速不变原理没有关系。或者说并不能对前面表达正确的光速不变原理的解释构成一个正确的通俗的例子。

当然,最好是你这个比方也来源于某书籍。 

袁晋



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这个世界,说不清楚
 [12楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2009/11/19 09:20 

我打的比方有什么问题?光相对你的速率是30万公里/秒,当你以10万公里/秒的速率追逐光运动,这就是两个不同惯性系对同一束光的检验,按照教科书的说法,应该检测到相同的量值30万公里/秒。

这有什么难以理解的吗?
 [13楼]  作者:姜小茜  发表时间: 2009/11/24 21:15 

我不是研究物理的,很外行。
有点不明白,为什么光速可以不变呢?而且相对任何参考系都不变呢?相对它自己呢?

 [14楼]  作者:tldc_3dy  发表时间: 2009/12/17 22:31 

光速不变原理是试验得到的啊? 不是爱因斯坦想的,光速不变这是事实啊~~~这是个伟大的发现,

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