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绝对运动与绝对运动的描述的区别
[楼主] 作者:混天下第一  发表时间:2013/08/08 11:06
点击:901次

 

绝对运动与绝对运动的描述的区别

接上文《读物理学史之牛顿的绝对时空观和马赫的批判>>

通常我们认为绝对静止系是不存在的,我也是这么认为的,但我们认为绝对静止系是不存在的,所以绝对运动是不存在的。我不同意这种观点。这里我们把相对于绝对静止系的运动称之为绝对运动,绝对静止系不存在,所以绝对运动不存在。

什么是绝对运动?

有时我们会说‘绝对运动是不存在的,只有相对运动才有意义。',那么这句话怎么理解呢?

我们知道绝对静止的物体是不存在的,那么绝对静止的物体不存在说明什么?绝对静止的物体不存在说明所有的物体是运动的。  物体存在于空间,所有的物体都在空间运动,因此运动是绝对的。所谓运动是绝对的,也就是说物体是绝对运动的。

什么是相对运动?

物体的运动是绝对的,但我们对运动的描述是相对的。所有的物体都是运动,我们对运动的描述是通过另一物体作为参考系来描述的。这样物体的运动就变成物体与参考系的运动差。{运动差指的是物体间的运动状态差。例如两个匀速运动的物体,运动差就是速度差。通常运动差指的就是速度差。或许两个变速运动的加速度的差也是运动差。运动差的概念使用范围斟酌中。}两个物体的运动差就变成一个物体的运动状态。所以,物体的运动是绝对的,但我们对绝对运动的描述是相对的。

因为绝对静止是不存在的,所以运动是绝对的,所有的运动都是绝对运动;因为绝对静止是不存在的,所以绝对运动的描述是不存在的;因为绝对静止是不存在的,所以对绝对运动的描述是通过另一运动的物体来实现的,所以绝对运动的描述是相对的。这里要求区分‘绝对运动'与‘绝对运动的描述'这两个概念。

2013-8-8 9:46:59吴兴广

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 [2楼]  作者:lisanqing001  发表时间: 2013/08/08 16:57 

先把绝对空间的“绝对”给搞清楚了,再谈绝对运动,好吗?
[楼主]  [3楼]  作者:混天下第一  发表时间: 2013/08/08 22:47 

相对运动与牛顿运动定律{惯性系与非惯性系的划分}
我们对绝对运动{以后或简称运动}的描述是相对,或者说我们描述一个物体的运动是通过另外的物体作为标准的,物体的运动就是物体与参考系的相对运动。物体与参考系的相对运动,在参考系看来就是物体的运动。
我们把牛顿运动定律成立的参考系称为惯性系。牛顿运动定律不成立的参考系称为非惯性系。为什么只有近似惯性系?在非惯性系中为什么牛顿运动定律不成立?惯性系与非惯性系划分的标准是什么?我们对牛顿运动定律适用范围或是说对惯性系与非惯性系的划分有不妥的地方?
在《绝对运动与绝对运动的描述的区别》中我们说到绝对静止的物体不存在说明所有的物体是运动的;所有的物体都在运动说明运动是绝对的。物体的运动是绝对的,但我们对运动的描述是相对的。那么为什么对运动的描述是相对的?因为绝对静止不存在。绝对静止的物体不存在说明运动是绝对的外,还说明绝对运动是不能描述的。为什么?因为绝对运动只能是对于绝对静止说的,就算是绝对匀速直线运动系也不行。只有绝对静止的存在,才能把绝对运动描述出来。既然绝对静止不存在,那么我们对绝对运动的描述只能通过另一绝对运动的物体来描述,这样绝对运动就变成两个物体间的运动差。通常我们把两个物体的运动差当成一个物体的运动,这样描述出的绝对运动其实就是相对运动。所以说运动是绝对的,对运动的描述是相对的。
那么绝对运动符合什么规律呢?这点,牛顿早就给出了答案,即牛顿运动三定律。
1}绝对运动是相对于绝对静止说的,所有的物体都有惯性,一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。或简单说成静止的保持静止,运动保持运动。那么所有的物体没有受到外力的时候 ,都静止,绝对静止。受到外力的时候,力使物体运动起来,产生加速度。加速度与力的关系符合牛顿第二定律。外力消失时,物体由于惯性保持此时的速度或说速率匀速直线运动。物体受力的时候,必产生反作用力,即力是 物体间的相互作用。
2}由于所有的物体都受到外力,那么物体想保持静止状态可能就不存在,即绝对静止不存在,那么物体的运动只能提供给另一运动的物体描述,描述出的运动就不是物体的运动,而是运动差,是相对运动。虽然运动是绝对 ,但描述确是相对的,这样原本运动的物体也可能变成与参考系静止的,变成与参考系是匀速直线运动的。这时的静止或匀速直线运动也具有与参考系保持静止或匀速直线运动不变的性质。而这里的静止或匀速直线运动都是相对的,并不一定是牛顿第一定律中说的静止或匀速直线运动,因为我们不知道 参考系的运动状态。参考系本身可能就受力,变速运动。这里物体保持静止或匀速直线运动可能是因为物体与参考系具有相同的加速度。{如果力持续作用在物体上,那么加速度保持不变。如果力忽然消失,那么加速度也消失。所以说力具有保持加速度不变的性质。加速度不变就是物体运动状态的改变快慢不变,就是物体运动状态改变的程度不变。所以说力具有保持‘运动状态改变程度'不变的性质。见《等效原理的解释》}力具有保持‘运动状态改变程度'不变的性质,在此时就变成物体由于惯性而保持静止或匀速直线运动。或者可以说,受力的时候,物体的惯性依然存在,我们可以选择不同的参考系来观察。而我们却把本身可能就受力的参考系称之惯性系,也是通常说的近似惯性系。例如地面,相对于地面匀速直线运动的参考系,例如太阳。我们把相对于近似惯性系做变速运动的物体当成非惯性参考系。
为什么在非惯性系中牛顿运动定律不成立?为什么所有的参考系是平等的?为什么通过等效原理可以认为所有的参考系是平等的?
首先,看一个惯性系例如地面,和一个相对于惯性系匀速直线运动的惯性系例如匀速运动的火车,那么在地面参考系中牛顿运动定律成立,在匀速运动的火车上就成立吗?不是的。例如,,在地面参考系中静止的物体,在匀速运动的火车看来就是匀速直线运动的。那么,一个静止的物体这么会运动起来?其实这与惯性系中静止在非惯性系中,没受力就产生加速度是一样的道理。
在《广义相对性原理独特视角》说到(非惯性系)加速系中有两类运动现象:一类,与加速系相静止或匀速直线运动的物体运动现象 ;一类,与加速系未受力做匀速直线运动时相静止或匀速直线运动的物体的现象(即受到惯性力的物体的运动现象)。匀速直线运动的大船中也有两种现象:一种是相对性原理中描述的现象;一种是大船由静止向右匀速直线运动时,小球由静止向左做匀速直线运动。在《广义相对性原理的理论推导》我们又说在静止系与加速系中,一个牛顿运动定律成立,一个牛顿运动定律不成立,这里的成立与不成立也都是对同一物体运动状态的不同描述。在静止系中静止的物体在加速系中就变成不受力加速运动。这是对同一运动状态的不同描述。
其实用相对运动(相对运动即运动差)来解释就是相对运动是由参考系与物体两者的运动状态决定的。无论是参考系与还是物体受力,相对运动都会发生改变。无论是参考系还是物体都符合牛顿运动定律。见《惯性力与牛顿第三定律矛盾解决的切合点》。
等效原理中,一个不受引力作用的加速系统跟一个受引力作用的惯性系统等效是因为两个物体或说物体间的相对运动,是由参考系与物体两者的运动状态决定的。无论是物体受力产生加速度或参考系受力产生加速度两者是等效的。相对运动或说运动差的改变与力有关。力是物体运动状态发生改变的原因,两物体的运动差发生改变,必有力作用在其中一个物体上。
牛顿第一定律说的是物体的运动,一个物体的运动。不是参考系的运动,不包括参考系的运动。
牛顿第一定律中的静止或匀速直线运动状态说的是不受外力的状态,说的是绝对运动,不是相对运动。而我们通过参考系对物体运动的描述却是相对运动。因为参考系不是静止的,参考系可能受力,描述的运动不是物体一个物体的运动,是参考系与物体的相对运动,运动差。
而通常的惯性参考系中,所说的物体不受外力时保持静止或匀速直线运动状态却是与参考系的相对运动状态。保持的静止是与参考系的静止,保持的匀速直线运动是与参考系的匀速直线运动。与参考系的运动状态无关。例如地面是运动的,却可做惯性系;例如太阳是运动的,却可做惯性系描述太阳系里的行星公转,因为所谓的静止或匀速直线运动是参考系与物体的相对运动。物体与参考系是相对不受力的。通常的非惯性参考系,指所说的惯性系变速运动的物体。
物体具有惯性,惯性与物体受不受力无关,物体受力时,惯性依然存在。物体受力时候的惯性可以通过选择参考系来抵消,即在参考系看来,物体不受外力的时候具有保持静止或匀速直线运动状态的性质。
通常说的惯性系中,物体不受外力是相对于惯性系说的,物体的静止或匀速直线运动是相对于惯性系说的。就算物体变速运动也可以作为惯性系。我们认为自由落体系是惯性系就是如此 。自由落体系本身是变速运动,但其他物体与自由落体系具有一样的加速度,所以在自由落体系看来,其他物体不受外力的时候,物体保持静止或匀速直线运动。其实惯性系只有近似的,现在划分的惯性系与非惯性系都符合牛顿运动定律。惯性系与非惯性系描述的都是相对运动。通常先找到或确定惯性系,然后才能找到非惯性系。
参考文献:1《广义相对性原理独特视角》2《惯性与惯性状态》
2013-8-8 22:03:11
[楼主]  [4楼]  作者:混天下第一  发表时间: 2013/08/10 05:54 

绝对空间与相对空间
经典力学认为,空间的量度是绝对的,与参考系无关。
我们认为不是的。
我们是通过一个物体作为参考系来描述物体的运动的,描述物体在空间运动的。这样我们就得出这样的结论,我们是通过参考系描述空间的。
参考系描述空间的时候,参考系都是作为空间的静止的点来描述的,或者说参考系永远与参考系描述的空间是静止的。我们之所以认为有绝对静止系的时候,有绝对空间是因为,绝对静止系是绝对静止的,或是说绝对静止系是空间上静止的点,绝对静止系与空间是静止的。事实上无论参考系是否绝对静止,参考系描述的空间都是与参考系静止的。
因为绝对静止是不存在的,所以运动是绝对的,所有的运动都是绝对运动;因为绝对静止是不存在的,所以绝对运动的描述是不存在的;因为绝对静止是不存在的,所以对绝对运动的描述是通过另一运动的物体来实现的,所以绝对运动的描述是相对的。
什么是绝对空间?什么是相对空间?空间是存在的,物体存在于空间,在空间中运动。我们通常说的空间就是绝对空间。如何描述绝对空间?如果绝对静止的物体存在,那么绝对静止的物体描述的运动就是绝对运动,绝对静止的物体描述的空间就是绝对空间。绝对静止的物体不存在,所以我们无法描述绝对空间。在这里要区分绝对空间与绝对空间的描述两个概念。绝对空间是存在的,但无法描述出绝对空间。如同,绝对运动是存在的,但绝对运动无法描述。绝对运动只有通过另一运动的物体来描述,即相对描述。绝对运动是存在的,绝对运动的描述是相对的。绝对空间是存在的,但绝对静止在空间的物体是不存在的,所以无法描述绝对空间,只有通过在空间运动的物体描述绝对空间。这样描述的空间称之相对空间。
绝对静止的物体不存在,所以选择任一物体作为参考系,描述物体的运动都是物体与参考系的相对运动,不是物体自己的运动。物体自己的运动,只与自己本身有关,与其他物体无关;物体的相对运动,与物体的运动有关,与参考系的运动有关,是物体与参考系的运动差。选择任一物体作为参考系,描述的空间都是与参考系静止的空间。参考系与空间是相互静止的。可以说描述的空间是相对空间。
2013-8-9 21:23:03
参考文献:《读物理学史之牛顿的绝对时空观和马赫的批判》吴兴广
[楼主]  [5楼]  作者:混天下第一  发表时间: 2013/08/10 07:05 

驻波与运动差
我们对运动的描述是相对的,物体的运动是物体与参考系的相对运动,即物体与参考系的运动差。由于参考系都是运动的,我们把参考系描述的空间称之为相对空间。
两列振幅相同的相干波在同一直线上沿相反方向传播时互相叠加而成的波,称为驻波。波在介质中传播时其波形不断向前推进,故称行波;上述两列波叠加后波形并不向前推进,故称驻波。
在观察者看来,驻波是不在介质中推进的,只是在原地的振动。在观察者看来,观察者描述的空间是与观察者相互静止的,驻波在空间中并没有运动,只是在原地的反复振动。光的驻波也是如此。
如果观察者是运动的,那么观察者与驻波之间就产生运动差。在观察者看来,观察者描述的空间是与观察者相互静止的,观察者会把自己看成静止的,两者的运动差变成驻波的运动,驻波在观察者描述的空间中运动,在空间中位置发生变化。而在驻波看来或与驻波相互静止的观察者看来,驻波与驻波描述的空间是静止的,自己并没有在空间行进,在空间的位置没有发生改变,只在原地振动,而是观察者在空间运动。两者的运动差是由于观察者的运动造成的。
运动差描述的是两个物体的运动状态差,是物体间的相对运动。运动差或说相对运动,可能是由于物体间的任一个物体的运动造成的,也可能是由于两个物体的运动造成的,而我们都会把它归结为一个物体的运动。即,我们通常把两个物体的运动差看成是一个物体的运动状态,物体的速度。
两物体任一物体的运动对运动差的改变是等效的。例如A,B两物体,A物体速度改变5m/s,与B物体速度改变5m/s是等效的,无论谁发生改变,物体间运动差都会改变5m/s。在其中一个物体看来,都是另一个物体的速度发生改变。 就是说驻波【包括光驻波】与观察者之间,不论谁发生改变,运动差的改变是等效的,在观察者都是驻波在运动。
就是说驻波也可以描述成运动的。
2013-8-10 6:44:09
 [6楼]  作者:王皓明  发表时间: 2013/08/10 08:36 

绝对空间存不存在?质量跟参照系有没有关系?http://blog.sina.com.cn/s/blog_51c92b4d0100snuj.html
 [7楼]  作者:王皓明  发表时间: 2013/08/10 08:36 

绝对空间存不存在?
我认为;绝对空间是存在的,质点在绝对宇宙空间中是不是绝对的运动状态和绝对的静止状态也是存在的。只是能不能证明的问题。
我的证明如下;
理论基础
一;引力场变化的传播速度与变化的引力场的运动状态无关。
二;引力场变化的传播速度大于光的传播速度C。
三;引力场变化的传播形式是无物质和无质量的传播形式,光的传播传播形式是有物质和有质量的传播形式。
所以用引力场变化原理做的时钟有 ‘运动钟慢’效应,但是没有‘运动尺缩’效应。

大宇宙空间中的星际物体绝对漂移速度值的测定

设惯性系S,原点O和X,Y,Z坐标轴。在惯性系原点O处设置变化的引力场A,在X坐标轴上设B和C点,并在B和C点处各放置一台高精准度的原子钟。设;引力场变化的传播速度Vb1,则通过在B和C处各放置的高精准度的原子钟,可以测得引力场发生变化后引力场变化的传播速度Vb1达到X坐标轴上设置的B和C点处的时间Tb和Tc,因为我们知道OB和OC的长度是多少。所以引力场变化的传播速度Vb1=OC-OB/Tc-Tb。如此这样下去,我们在相同时间内测量各个方向上的引力场变化的传播速度Vb1,Vb2,Vb3...Vbx。并且找出来各个方向上的引力场变化的传播速度中的最大传播速度Vbd和最小传播速度Vbx,则引力场变化的传播速度Vy=Vbd+Vbx/2。这样可以看出;大宇宙空间中的星际物体绝对漂移速度值Vj=Vbd-Vy。运动方向指向惯性系S原点O。

即;大宇宙空间中的星际物体绝对漂移速度值Vj=Vbd(各个方向上的引力场变化的传播速度中的最大传播速度)-Vy(引力场变化的传播速度)。运动方向指向惯性系S原点O。
[楼主]  [8楼]  作者:混天下第一  发表时间: 2013/08/10 11:19 

相对运动与绝对运动的定义
关键字:相对运动,绝对运动,静止,空间 作者:吴兴广
一切运动都是相对于某种物体而言的。为什么把物体相对于另一物体的运动叫做相对运动?因为作为参考系的物体也是运动的,所有的物体都在运动。这样物体的运动就是物体与参考系的运动差,所以叫相对运动。为什么认为所有的物体都是运动的?因为绝对静止的物体不存在,所以所有的物体都在运动。
我们说‘所有的物体都在运动’是相对于谁说的?是相对于绝对静止说的,是相对于绝对空间说的。绝对静止描述的空间是绝对空间。
什么叫绝对运动?绝对运动指的是运动只是物体本身的运动。不是与其它物体的运动差。绝对运动是对于说的?绝对运动是对于绝对不动的物体说的,是对于绝对静止说的。绝对静止是不存在的,那么是不是说绝对运动是不存在的?不是的。绝对静止不存在,恰恰说明所有的物体都是运动的。所有的物体相对于绝对静止是运动的,即所有物体的运动都是绝对运动。绝对静止的不存在,说明我们无法把绝对运动描述出来。这里要区分‘绝对运动’与‘绝对运动的描述’这两个概念。见《绝对运动与绝对运动的描述的区别》。
由于绝对静止的不存在,我们只能用另一个运动的物体描述物体的运动。这样物体的运动的描述就变成相对运动了。所以绝对运动是存在的,但对绝对运动的描述是相对的。
2013-8-10 11:08:10
参考文献:1 《读物理学史之牛顿的绝对时空观和马赫的批判》2《绝对运动与绝对运动的描述的区别》3《绝对空间与相对空间》
 [9楼]  作者:马国梁  发表时间: 2013/08/10 16:54 

一切运动都是相对的,但物体彼此间的运动都不是对等的。大、小物体间的运动不是对等的,不同级物质系统之间的相对运动更不是对等的。因此这就有一个对“谁动、谁不动、谁动多少”的公正评价问题。
如果在绝对真空中只有一个物体,那么谈论它的运动是毫无意义的。因此我们所在的这个“总星系”,不管它是无限均匀的、还是周围被绝对真空隔离而独居的,若要谈论它的运动也将是毫无意义的。我们只能将它视为处于绝对静止状态。所有的运动都是它内部的相对运动。
“总星系”作为宇宙中最大的物质系统,它的真空场和所有的实物质都是统属一体、不可分离的,因此它们之间是没有相对运动的。所有的运动都是局部真空场的波动、物体彼此间的运动或相对真空场的运动。这就象池塘里的水和鱼一样。整个的鱼群和整体的水是没有相对运动的,所有的运动都只是局部水的波动和流动,鱼和鱼之间的相对运动,个体鱼相对水的运动。
物体彼此间的相对运动和它们相对真空场的运动在级别和效果上都是不同的。我们把其中物体相对真空场的运动叫做绝对运动。因此绝对运动只是一种特殊的相对运动。每个物体的运动都是既有相对性又有绝对性,只是相对的参照物不同。其中真空场参照物的级别为最高。
用绝对运动来反映物体的运动情况是非常公正的,因为它们有共同的参考标准。绝对运动切实反映了物体穿越真空场的情况;绝对运动还是许多运动效应产生的原因。如运动物体上的时空变化,单程光速的各向异性,还有运动物体的受力随速度变化等等。
两物体的绝对运动之差即是相对运动。相对运动的测量和使用在许多情况下都非常方便。由于宇宙中的物质系统是分层次的,在“总星系”之下从高到低又分成恒星系、恒星、行星、一般物体、分子、原子、核子等各级物质系统,其中每个物质系统的质心都有相对上一级物质系统质心的相对运动,所以对于下级物质系统的质心来说,其绝对运动要从上到下经过一级级相对运动的累加(矢量和)才能算出。物体越小,它的级别就越低,从上到下的运动链就越长,计算就越繁琐,它的绝对运动情况就越复杂。所以如果没必要,我们就不去研究物体的绝对运动情况。
当实物体在真空场中做绝对运动时,它所产生的高级场也以波动的形式随之运动。此时真空场将从物体内部自由穿过——因为实物体并不是密实的,各质点间的空隙很大。所以对真空场来说实物体是“透明”的,它对物体的阻碍作用完全可以忽略不计。
在运动物体上,利用具有各向异性的许多物理现象,我们一定能推测出它的绝对运动情况。
[楼主]  [10楼]  作者:混天下第一  发表时间: 2013/08/12 06:23 

相对概念运动差在电磁现象的应用
关键字:相对运动,电磁现象,电磁场,运动差,光速,电动力学
在力学中,相对运动就是两个物体间的运动差,无论哪个物体的运动对运动差的改变是等效的。那么在电磁现象上又如何?
在《论动体的电动力学》中说道这样的电磁现象:‘设想一个磁体同一个导体之间的电动力的相互作用。在这里,可观察到的现象只同导休和磁体的相对运动有关,可是按照通常的看法,这两个物体之中,究竟是这个在运动,还是那个在运动,却是截然不同的两回事。如果是磁体在运动,导体静止着,那么在磁体附近就会出现一个具有一定能量的电场,它在导体各部分所在的地方产生一股电流。但是如果磁体是静止的,而导体在运动,那么磁体附近就没有电场,可是在导体中却有一电动势,这种电动势本身虽然并不相当于能量,但是它——假定这里所考虑的两种情况中的相对运动是相等的——却会引起电流,这种电流的大小和路线都同前一情况中由电力所产生的一样。’看来,相对运动在电磁现象中产生的效果也是等效或是说一样的。即,无论磁场还是导体的运动只要磁场与导体的相对运动【就是运动差】一样,产生的电磁感应就一样。
‘如果是磁体在运动,导体静止着,那么在磁体附近就会出现一个具有一定能量的电场,它在导体各部分所在的地方产生一股电流。’中‘磁体附近’怎么理解?根据参考系是把自己作为空间静止的点描述空间的【即空间运动说,参考系描述的空间与参考系相互静止】,那么根据变化的磁场产生电场,在导体看来,磁场是运动的,磁场在与导体描述的空间运动,而导体是静止在空间的,所以磁场经过导体的时候,在导体的周围才会由于运动使单位空间的磁场发生变化,由于单位空间的磁场发生变化才产生变化的电场。电场既是在磁场的附近又在导体的附近。如果在磁场附近产生电场的地方放入另一导体与磁场一起运动,那么在相同的地方与磁场一起运动的导体是感受不到电场的,与磁场一起运动的导体来说,电场是不存在的。为什么?磁场与导体一起运动,但是这个运动对于导体来说并不在空间产生变化的磁场,所以不产生电场。此时对于导体来说的空间{或是导体描述的空间}是与导体相互静止的。
我们通过参考系描述物体的运动,描述物体在空间的运动,空间我们是通过参考系来描述的。不同的参考系描述的空间都是与参考系相互静止的。由于参考系运动的不同,参考系描述的空间可以是相互运动的。我们把参考系描述的空间称之为相对空间。通常我们说物体存在于空间中的空间可能指的是绝对空间,但我们对空间的描述是相对的。为什么,因为所有的参考系都是运动的,绝对静止是不存在的。如果绝对静止存在,那么绝对静止物体对空间的描述应该称之绝对空间。参考系对空间的描述也就是参考系描述的空间。在这里我们要区分空间与空间的描述这两个概念。
所有的物体都是运动的,所有的物体都在空间运动,空间是存在的,这里也可以把空间叫做绝对空间。
绝对空间是存在的,但我们对绝对空间的描述是相对的。物体在绝对空间运动,但,描述的时候却变成物体在相对空间的运动。相对空间就是相对于参考系说的空间,参考系描述的空间。
早在 16 岁(1895 年)时,爱因斯坦就开始思考这样一个问 题:"如果我以速度 c(真空中的光速)追随光线运动,我应当看到这样 一条光线就好象一个在空中振荡着而停滞不前的电磁场。可是无论是依 据经验,还是按照麦克斯韦方程,看来都不会有这样的事情。"后来爱因斯坦得出光速不变原理,即光在真空中的速度是不变的,与观察者的运动无关,与光源的运动无关。根据相对运动的理念即物体的运动是绝对的,但对运动的描述是相对的,我们描述物体的运动其实是物体间的运动差而不是单个物体的运动,那么光在真空中的速度就是光与真空的运动差。
本来光与真空的运动差与与观察者的运动无关,与光源的运动无关是无可厚非的,但在光速不变原理中,我们说的‘光在真空中的速度’与观察者的运动无关,与光源的运动无关,理解的时候却变成了光与观察者的运动差与观察者无关,光与光源的运动差与光源的运动无关。这是不对的。根据相对运动即运动差的理念,我们知道两个物体的运动决定两个物体的运动差,两个物体的运动差不是由一个物体的运动决定的。例如在真空中,光与观察者的运动差由光与观察者两者的运动决定。两个物体空间间隔或者空间的变化是由运动差决定的。这个运动差可能是由其中一个物体的运动决定;可能是由另一个物体的运动决定;也可能是由于两个物体的共同运动决定。前两种情形只有一个物体运动,两物体空间的变化只是由一个物体的运动造成的;后一种两个物体都运动,两物体空间的变化是由两个物体的运动造成的。这三种情形我们都说两物体的运动差造成两物体运动空间的变化。由此可见光与观察者的相对运动【即运动差。也是通常我们说的光速】也有以下情形:1,观察者不动,光与观察者的空间是由于光的运动造成的;2,观察者与光运动方向相同,光与观察者的空间是由于光与观察者的共同运动造成的。此时两者空间的改变比1中情形慢,我们说运动差小。3,观察者与光运动方向相反,光与观察者的空间也是由于光与观察者的共同运动造成的。此时两者空间的改变比1中情形快,我们说运动差大。 从麦克斯韦方程组,可以推论出光波是电磁波。根据麦克斯韦方程,我们得出光在真空中的传播速度是不变的.
用相对运动即运动差的理念分析可见麦克斯韦方程组所说的真空中光速不变是光与真空的运动差,是光波在真空的传播速度,不是光与运动的观察者的运动差,不是光相对于观察者的速度。所以光速不变,不是绝对不变。
经典速度合成定律与相对性原理的关系
所有的物体都是运动的,运动是绝对的,我们可以认为所有的物体都是绝对运动,但我们对绝对运动的描述是相对的。绝对运动是一个物体的运动,是物体自身的运动,不是与其它物体的运动差。相对运动说的是物体间的运动差,我们把运动差看成是一个物体的运动。运动是绝对的,但绝对运动可以描述成相互静止的。即物体间的运动差为零。
为什么相互静止的物体,通过不同的参考系描述的时候,结论是一样的?因为所有的参考系都是平等的。为什么所以的参考系都是平等的?因为虽然参考系的运动状态不同,但参考系描述的都是物体与参考系的相对运动即运动差。虽然参考系描述的是相对运动,但物体与参考系的运动差具有一个确定的值。如果知道参考系的绝对速度,那么物体与参考系的运动差加上参考系的绝对速度就是物体的绝对速度,因此我们说虽然参考系的运动状态是不同的,但对物体运动的描述是平等的。无论我们选择什么样的参考系,参考系与物体的运动差加上参考系的绝对运动就是物体的绝对运动。相互静止的两个物体,就是两个物体的运动差为零,两个物体的运动状态是一样的,因此不论我们怎么选择参考系两个物体的运动状态都是一样的。
所以我们得出结论,物体间的相对运动即运动差与参考系的选择无关,所有的参考系都是平等的。用速度v表示两个物体的运动差,例如物体A与B,那么在B看来,v就是物体A的运动,物体A的速度就是v. 物体A与B的运动差与参考系的选择无关,即在另一参考系看来,v不变。例如,最简单的运动方向相同,在一条直线上,在另一参考系看来物体A速度Va,物体B的速度Vb,Va—Vb是物体A与B的运动差,那么Va—Vb=v.这就是经典的速度合成定律。就是说经典的速度合成定律根据的是所有的参考系都是平等的,不同的参考系不改变物体间的运动差即相对运动,物体间的运动差与参考系的选择无关。
我们从相互静止的两个物体看到,无论我们怎么选择参考系,两个物体都是相互静止的,那么我们得出运动差与参考系的选择无关的结论,或说参考系是平等的。相互静止说的两个物体运动差为零的情况,那么运动差不为零的时候呢?如果参考系是平等的,那么两个物体的运动差是零的时候,与参考系的选择无关,那么运动差不为零的时候,也应如此。这样我们得出经典的速度合成定律。
因为参考系是平等的,所以相互静止的物体在不同的参考系看来都是相互静止的,所以相互运动的物体在不同的参考系看来都是相互运动的,所以相互运动的物体的运动差在不同的参考系看来是不变的。相互运动的物体的运动差在不同的参考系看来是不变的,用公式描述就是经典速度合成定律。为什么参考系是平等的?为什么运动差的描述与参考系无关?因为如果知道参考系的绝对速度,那么物体与参考系的运动差加上参考系的绝对速度就是物体的绝对速度。物体间运动差就是物体的绝对运动差,绝对运动具有唯一值,所以运动差是唯一的。
就是说经典速度合成定律是这样得到的,因为运动是绝对运动,所有的物体都在绝对空间做绝对运动,绝对不受力的物体不存在,所以绝对静止是不存在的,因此物体的绝对运动不能描述出来,即通过绝对静止系描述,绝对空间不能描述出来,因此只能通过另一运动的物体来描述。用另一运动的物体做参考系来描述,那么绝对运动的物体就变成物体与参考系的运动差,我们称之为相对运动。物体运动经过的空间本来是与绝对静止系相互静止的空间也变成与参考系相互静止的空间了。我们把与参考系相互静止的空间叫做相对空间。就是说运动是绝对的,但对绝对运动的描述是相对的。虽然运动的描述是相对的,但无论是运动的绝对描述还是相对描述,物体间的运动差都等于两个物体的绝对运动差值,具有唯一值,是不变的,即不随参考系的选择而改变。物体间的运动差不随参考系的选择而改变就是经典的速度合成定律。
当观察者与光运动方向相同,速度相同的时候,观察者与光相互静止。此时观察者与光之间并不随如爱因斯坦说的那样‘一条光线就好象一个在空中振荡着而停滞不前的电磁场’。光速指的是光波在空间的传播速度,是电磁场波形在空间的行进,而在空间变化的电磁场并没有在空间运动。变化的电磁场就相当于机械波在介质传播中介质的振动,介质虽然是振动的,但介质本身没有运动。电磁场起到相对于机械波中介质的作用。光本身就是由振荡不前的电磁场组成的,因此静止的观察者看到的就是振荡不前的电磁场,振荡不前的电磁场发生变化在周围空间产生变化的电磁场,这样变化的电磁场又会在自己空间的周围产生变化的电磁场,这样电磁场就会在空间传播开去,电磁场的这种传播就形成了电磁波。就是说静止的观察者看到,1振荡不前的电磁场;2振荡不前的电磁场引起空间周围电磁场的变化,即电磁场的传播—光速。观察者只有看到振荡不前的电磁场才能看到振荡不前的电磁场在周围空间产生变化的电磁场,才能看到光的传播。如果观察者看不到振荡不前的电磁场,也就看不到传播的电磁场,更不用说传播的速度了。所以说振荡不前的电磁场是静止的观察者看到的现象,不是与光同样速度运动的观察者看到的现象。那么与光同样速度运动的观察者看到的是什么现象呢?根据相对运动理念,我们得出光与观察者是相互静止的。虽然观察者是运动的,但在观察者看来,自己是静止在空间不动的,或说空间是与自己相互静止,光与观察者自己也是相互静止的,就像站在水波上与水波一起运动的观察者看到水波是不动的,如果观察者站在波峰上就一直在波峰上,一样,观察者也会一直站在光波的波峰上。那么在观察者看来电磁场震荡吗?不震荡。如果电磁场不震荡,那么不是就不会产生电磁波了吗?不是的。不同的参考系虽然能够对光速的描述不同,但参考系不能消灭电磁波。此时的电磁波在观察者看来就变成了电磁场强度不同但不变,强度大小成波形在空间排列开来的电磁场区域。在观察者开来,空间每一点的电磁场是不变的,但相互领近的电磁场强度是不同的,强度大小在空间成波形分布。就是说光具有多普勒效应,当观察者的速度与光速相同时,光的频率消失。变化的电磁场不在变化,但电磁场没有消失,变化的电磁场变成了不变的电磁场。这个用空间是与参考系相互静止的【即空间运动说】很好解释。因为,运动的观察者看到的不变的电磁场其实是在光源看来是不同空间的电磁场。运动的观察者所说的空间与光源所说的空间不同的,可以说两个空间是相互运动的,由于光的运动速度与观察者的速度相同,因此在光源所说的空间以光速运动的光在观察者空间是静止不动的。在观察者空间静止不动的点在光源空间看来是运动的,是以光速运动的。
当光波是一段波的时候,例如原子发的光,在观察者看来是不变的电磁场在空间组成波形。当光波是持续波的时候,虽然在观察者看来电磁场是不变的,成波形分布,但光源是以光速运动的,在光源附近不断有不变的电磁场的产生。
参考文献:1《论动体的电动力学》爱因斯坦;2《读物理学史之牛顿的绝对时空观和马赫的批判》吴兴广;3《绝对运动与绝对运动的描述的区别》吴兴广;4《空间运动说》吴兴广 5《相对运动与绝对运动的定义》吴兴广
2013年8月12日

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