对【452楼】说:
说实在的,对你这个“对中日两地授时”我都懒得评价,看不出一点科学性、合理性、经济性、可行性,更别说与实际运行的GPS对钟的符合性了。 【【沈回复:黄德民先生,我讲的例子是一个理论上的模型(玩具模型),它不一定展现实际过程,但可以蕴含物理本质(凡是对钟,必然含回路这一实质。否则谈不上对钟)。至于具体的“对中日两地授时”过程,连你自己都说不上来,你谈何批评我的玩具模型没有“科学性、合理性、经济性、可行性”??哪个跟哪个?我又没有说我的玩具模型一定是实际操作的过程。】】 只着重问两个问题: 1、你说:“假设西安发射光波时刻是t1,接受到光波的时刻是t2, 回路几何形状数据信息已知,利用光速公式C+220000*cosα+30000*cosβ+300*cosγ,就可以得到东京接受光波的时刻t”,请问t和t2有什么关系? 既然“利用光速公式C+220000*cosα+30000*cosβ+300*cosγ,就可以得到得到东京接受光波的时刻t”,那么要t2干什么?或者说,要绕圆周一圈多此一举干什么? 【【【沈回复:如果你知道cosα、cosβ的数值(在路径各点上的数值),那么利用光速公式C+220000*cosα+30000*cosβ+300*cosγ,就可以得到得到东京接受光波的时刻t,不再有必要用到t2。这也算一种不需要对钟的赋时。但是,没有人知道cosα、cosβ的数值,所以我需要有回路,需要t2。这是需要对钟的赋时。当然,不同的赋时方法,单向光速数值大为不同。赋时,可以是对钟赋时,也可以是不对钟赋时。由于后者还是出现了未知数(cosα、cosβ的数值),所以不现实,故而还是需要回路,把cosα,cosβ的综合效果去掉才可以。】】 3、 你说“利用光速公式C+220000*cosα+30000*cosβ+300*cosγ,就可以得到得到东京接受光波的时刻t”,请你具体展开说一下。当然如果你觉得展开太复杂,你也可以简单一点,从西安直接发信号到东京(不经过卫星)且认为两者在同一纬度,请你展开说一说,220000、30000、300如何影响t,t是多少? 【【【沈回复:我讲一下计算思路。设西安-东京距离为L. dL 为路径线元微分。dt=dL/(C+220000*cosα+30000*cosβ+300*cosγ)就是时间微分(光波传播过dL距离所需要的时间)。由于dt的分母含220000*cosα+30000*cosβ+300*cosγ,难以处理,但因为220000*cosα+30000*cosβ+300*cosγ远远小于C,则dt=dL/(C+220000*cosα+30000*cosβ+300*cosγ)可以写为近似形式(其实是泰勒展开,把分母上的小量写到分子上去):dt=[1-(220000*cosα+30000*cosβ+300*cosγ)/C]*(dL/C)。在西安-东京路程上,dt的积分就是t-t1, 所以 t-t1=∫[1-(220000*cosα+30000*cosβ+300*cosγ)/C]*(dL/C) (1) 在东京-西安路程上,dt的积分就是t2-t, 所以 t2-t=∫[1-(220000*cosα+30000*cosβ+300*cosγ)/C]*(dL/C) (2) 将(1)与(2)相加,就得环路积分: t2-t1=∮ [1-(220000*cosα+30000*cosβ+300*cosγ)/C]*(dL/C). (3) 注意:在这个环路积分中,220000和30000是两个固定矢量,指向太阳系和银河系中心,所以其投影余弦cosα、cosβ在地球上的环路上的数值取值在-1和+1之间变化,其环路积分基本为零, ∮ cosα*(dL/C)=0, ∮ cosβ*(dL/C)=0。 说明:我这里说“基本为零”,乃是指其比起∮ cosγ*(dL/C)来,完全可以忽略不计。由于地球毕竟不是一个质点,固定矢量在地球纬线上投影一周,虽然效果很小,但不严格是零(还有极度微小的剩余值)。于是,(3)化简为 t2-t1=∮ [1-(300*cosγ)/C]*(dL/C)。 (4) 注意:cosγ恒为1,这是因为cosγ是地球自转线速度(引力磁势)在光纤环路上的投影,两者在纬线上一直平行。所以, t2-t1=∮ [1-300/C]*(dL/C)。 它又可以化为近似形式(其实是泰勒展开,把分子上的小量写到分母上去): t2-t1=∮ dL/(C+300). 它看上去在效果上,光速值为C+300,220000和30000这两个固定矢量(引力磁势)没有在环路积分所得时间t2-t1上体现出来。所以,我们认为,尽管在环路上,真实的光速是C+220000*cosα+30000*cosβ+300*cosγ且逐点可变,但在回路时间t2-t1上看起来等效的光速(平均的光速)其实是C+300。这就是中日测量单向光速的数值是C+300的原因(我只是从玩具模型角度解释。实际真实实验过程暂时不议论)。至于东京时间t是多少,那么就按照C+300来授时: t-t1=∫dL/(C+300), (5) 或按照T2-t=∫dL/(C+300) (6) 来授时。 以上(5)(6)所得t是相等的(由环路积分t2-t1=∮ [1-300/C]*(dL/C)保证)。从这个过程可以看到,这里的t显然不同于前面式子(1)中的t, t-t1=∫[1-(220000*cosα+30000*cosβ+300*cosγ)/C]*(dL/C) (1) (1)(1)中的t看起来是“真实”的t,因为它的光速C+220000*cosα+30000*cosβ+300*cosγ更真实(广义相对论所认为的真实的光速)。(5)中的t,是强制赋予的,C+300是全程平均光速。但我们采用的时间恰恰是(5)中的t(强制赋予的t),由此t求得的中日单向光速的数值是C+300(平均光速),不再是广义相对论所认为的真实的光速C+220000*cosα+30000*cosβ+300*cosγ。 虽然我们采用的时间是(5)中强制赋予的t,但可喜的是,这不会影响对真实物理过程的分析。“强制赋予的t”和“把平均光速300当作单向瞬时光速”都是一种修正后的效果,是被任意打扮的“新娘”,约定了这两者,之后在此框架下讨论物理问题,不会出现任何问题,原因在于t和单向光速都是不可测的。只要采取适当的约定(即这种约定包含了真实的物理,如上面环路积分t2-t1=∮ dL/(C+300)已包含了真实的物理),那么就行了。这是选定“对钟规范”的产物。所谓“规范”,就是对任意性的约束(如在物理学中,四种基本相互作用力场都是规范场)。 黄德民先生三天前要我回答452楼。我因为最近一直很忙,没有时间上网,今日特地详细回复。沈建其 2011-7-20】】】 |