|
[209楼] 作者:jiuguang 同时是可以约定的，而且不是唯一的。单位制的约定没什么大的影响，本来就有公制还有英制等，顶多是影响某些系数。只是改变“同时”的约定，会有很多影响。但不可容易扩大其意义。 在一种实验的时候，起作用的是某一特定的 同时 ，是不受人为约定的影响的。 \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ 虽说“同时是可以约定的，而且不是唯一的”，但同时有很大的强制性。这种强制性来自我们操上的约定。 首先，我们要讲清本系中两地时钟用什么样方法校准。接下来，还要讲清两相对运动系之间的时空坐标用什么样的信号来联系、来定义。如果这两点都没有讲清楚，那么写不出相对性原理的数学形式，许多原本是可观察量成了不可观测量了。 上面两点，如用瞬时信号，得出的是绝对同时；用不变光信号，得出的是爱的中心型同时；用可变的光信号，得出的是偏心型的同时。 |
|
回复 [210楼] 作者:sxgdyl
关于计量、同时等等，我走了一个从无到有的思考过程。只有完全地走进去，才能得到正确的答案。约定不会改变客观事实，却会改变对客观事实的反映形式或表达。计量、同时的约定看似无关紧要，但是都会对整个理论体系产生巨大的影响，只有经过细致的研究才会得到这一认识。 对任何实验的分析，都脱离不了一定的约定和一定的分析方法。同一实验用不同的理论来分析，会得出不同的表达形式，原因就是人为约定的不同，而其中每一个具体“约定”的使用都是“特定的”，“特定的”都属于人为的。 ================================= 计量问题，原来只是不同单位制的问题。在牛顿时代，如果用t代表时间，用L代表长度，则用任何单位都可用相同的公式。如果改用不同单位制，仅需要改变系数的值就可以解决问题。所以说计量没有大问题。 同时 则是大问题，这是爱因斯坦时代才开始被注意到的问题。同时并非唯一，改变成另外一种 同时 将对一定条件下的时间及长度（钟、尺） 产生影响。这主要是 同时 的约定问题，并非计量的问题。或许宋先生并未参透其中奥妙。 |
|
[楼主] [212楼] 作者:jiuguang
关于计量单位、同时约定等等对物理学的影响，人们目前的认识还远远没有到位，在这方面，我拥有目前书本上找不到的很多东西。 有些东西不太好理解，也很难在网上交流。比如说，你认为计量单位的改变影响的仅仅是系数，实质上不仅如此；而同时约定的影响不仅仅是时间、长度、速度的计量，它还会影响太多的东西，包括能否获得表达式和获得什么样的表达式。 就双缝干涉实验来说，如果展开来谈还有很多东西，这些东西我都不知道怎样交流才能让对方较好的理解，更怕说多了会让对方的理解乱套了。 比如说，在S'系的Y方向进行这个实验，且不说牛顿力学下的公式很难推导，如果能推导出来，公式本身就有很多值得推敲的东西。我前面给出了一个通式，根据这个通式可以得到Y方向的公式。然而这个通式是相对论演化过来的，而且双缝的入射光在相对论下是同相的。如果改成双缝的入射光在牛顿力学下是同相的，则中央条纹会发生偏移（这里还有其他的问题）。 所以，莫要小看了计量问题，研究清楚了，你会发现你原来不知道或不能理解的的很多东西。 |
| 针对184楼牛顿力学下X方向双缝干涉公式推导过程，有没有人好奇，这么奇怪的推导方法是怎么来的？ |
|
[213楼] 作者:sxgdyl
比如说，你认为计量单位的改变影响的仅仅是系数，实质上不仅如此。 ==================== 老刘，考虑再三，还是说说这方面的问题。 前面200楼我出了一个题目，你没有回复，这个题目就与此有关，我怕引起你思维的混乱没有继续讲下去。但是，这个问题与很多东西有关，包括相对论和牛顿力学，包括M-M实验和洛伦兹当年对M-M实验的解释，还包括这里探讨的双缝干涉实验。如果感兴趣，我们可就此问题稍微深入探讨一下。 |
|
200楼
在一个平面坐标系下有一物体，当物体与Y轴重合时，Y轴标尺测量该物体的长度等于L单位，现在物体绕原点向X轴旋转。当物体旋转到与X轴夹角为a时，我们分别用X、Y标尺测量物体的长度，测量结果是：物体在Y轴的投影长度等于Lsina，物体在X轴上的投影长度等于rLcosa（r为一个常数），当物体旋转到与X轴重合，X标尺测量该物体的长度为rL。 我们发现物体在旋转过程中的长度计量结果是变化的，其中X轴方向的计量结果发生“收缩”或“延长”，请根据这一计量结果思考这样一个问题：是否存在一种计量设计使得该物体的长度计量结果保持不变？ ================================================ 不论是牛顿理论或相对论都不会有这样的测量结果。 相对论中运动物体的长度是由 同时 测量得到的。改变 同时 必然会对同时测量到的相对运动物体的长度产生影响。这并不是计量的问题，而是 同时 的问题。尺缩是相对运动的结果，相对静止状态下，不会有尺寸的变化，对X,Y方向也是如此。 或许老宋理解偏了？ |
|
[楼主] [216楼] 作者:jiuguang
计量结果有没有变化与我们如何计量有关，200楼的题目很简单，只需改变一下X方向的计量单位，将X方向的计量单位改为原来的r倍，就会使得该旋转物体的计量长度保持不变——这就是相对论与牛顿力学的一个区别之一。 |
|
回复 217楼] 作者:sxgdyl
相对论的 尺缩，仅限于相对运动的物体，而且是高速运动。而相对静止的物体的计量，并不允许有X,Y方向的差异。对高速运动的物体的长度的计量，并不是我们平常所说的计量。 这个问题通常会出现对相对论的误解。 |
|
[楼主] [218楼] 作者:jiuguang
我新发了一个帖子，大致说明了这一情况，涉及计量的问题远远不是我们想象的那样简单，也很容易让人乱脑子，若能把这个问题搞清楚，对相对论的理解就不在话下了。 一般说来，我们会很自然的约定：X方向1米长的尺子旋转到Y方向仍然是1米，然而这其中有很多的学问。比如说，有两把不同性质的尺子，在Y方向重合，旋转到X方向却不重合，此种情况下，尺子的选择就会影响到整个理论体系的建立。你可能说现实中没有这种尺子，即使现实中没有这样的尺子，理论上仍然可以有、也可以用（这个可能不太好理解）。 你可能从来没有想过X、Y方向计量单位的“差异”，这种“差异”在一个理论体系下可能看不到，而对比之后才会发现。总体来说，相对论的尺与牛顿力学的尺是不一样的（最多只有一个坐标系是一样的），当你认为牛顿力学在X、Y方向的尺没有“差异”，则相比而言，相对论在X、Y方向的尺就不一样；反过来，当你认为相对论在X、Y方向的尺没有“差异”，则以此为基准，牛顿力学在X、Y方向的尺就不一样。因此，“差异”是一个相对的概念，而通常情况下，我们只站在同一理论下思考问题，没有理论体系间的比较，于是总以为“X、Y方向的尺没有差异”是天经地义的。 |
|
回复 [219楼] 作者:sxgdyl
认为尺子真的缩短了的，应该是洛仑兹，而爱因斯坦以更完善的理论取代了前者。在相对论中，相对静止的物体并没有X,Y的不同。 当然，严格的说，竖直方向的尺是成问题的，因为在力的作用下会被压缩或拉伸。不过我们还是可以假设，压缩和拉伸可以刚好相互抵销。 爱因斯坦的尺缩，是源于同时性问题。相对运动物体，精确测量长度，只能同时测量物体两端，才能有要求的结果。而不同的 同时 规定，必然会影响到测量的结果。爱因斯坦的尺缩就是这样来的。 |
| 爱因斯坦是以光的传播时间为理由说不同时测量带来误差。其实用相同的尺量静止物体和追着运动物测量，结果是一样的。用一把400米长的卷尺在地面上量400米长的列车，计量结果正好400米。当列车高速运动起来，我在列车上也带了这把尺，计量结果依然是400米。列车不会比尺长，也不会比尺短。就算我在地面上测量运动的列车也没问题：我在列车车头到来时刻把卷尺的头部勾在车头上，列车把我的卷尺拉出，当车尾到来时，我看车尾和卷尺相齐刻度可知，车长还是400米。 |
|
[楼主] [220楼] 作者:jiuguang
与牛顿力学相比，相对论的“相对尺缩、相对钟慢”是“同时相对性”、计量单位共同影响的结果，而不是你认为的只有“同时相对性”。如果你把洛仑兹所说的收缩称为真实的尺缩，那么这个尺缩在相对论中仍然起作用，只是被所选择的计量单位所掩盖了。 这里不妨暂时相信我的结论，试探性地做一次细致的、投入性的研究。 |
| 我[222楼]所说的尺在工业设备上叫“飞尺”，专门测量运动着的物体长度。 |
|
我来开头。
假设MM实验仪器两臂中的一臂为A，一开始A与Y轴重合，长度为L，然后A的一端固定于原点O处，另一端绕原点旋转到某一点B。 要测量OB的长度，则需要有X、Y方向的标尺，设想洛仑兹已经确定了X、Y方向的计量单位，并认为这个计量单位符合牛顿力学的要求，且在这种计量下，称X方向的米尺为“牛顿力学X方向的米尺”，称Y方向的米尺为“牛顿力学Y方向米尺”，现在我们来测量OB的长度。 第一种情况，按照通常的设想，A旋转过程中的长度保持不变。在这种设想下，假设B的坐标为（x0,y0）则有：x0*x0+y0*y0=L*L。 第二种情况，为解释MM实验零结果，洛仑兹设想，A旋转到不同位置，其长度是变化的，且与第一种情况相比，Y方向的长度分量不变，X方向的长度分量按照1/r的比例收缩。在这种设想下，假设B的坐标为（x，y），则有：x*x+y*y<L*L，其中y=y0、x=x0/r，于是，当A旋转到与X轴重合时，用牛顿力学X方向米尺测量的长度是L/r。 第二种情况就是洛仑兹当年所说的“收缩”，是相对第一种设想比较的结果，不知老刘是否认可这一陈述。 |
|
回复 [226楼] 作者:sxgdyl
问题是不可能在X,Y方向规定不同的计量，更不用说，你甚至不可能说清楚哪个方向是X，那个方向是Y了。 |
|
回复 [225楼] 作者:王普霖
这其实也是一种相对静止测量。相对运动测量只是理论成立，但实际操作难度太大。因此见不到尺缩的实验验证。 |
|
[楼主] [227楼] 作者:jiuguang
不要在没有任何分析的情况下就堵住了去路，没有分析就说“不可能”，这种结论是不可靠的、也太草率了。从“你甚至不可能说清楚哪个方向是X，那个方向是Y”来看，你似乎需要重新温故一下洛伦兹当年对MM实验的解释。如果你不同意我对洛伦兹收缩设想的这种陈述，则请你写出你认可的陈述，我可以接着你的陈述来分析。 |
|
[229楼] 作者:sxgdyl
M-M实验的X方向是地球绕太阳运动方向，Y则是与X垂直的方向。 除了在示意图上你可以说出X方向来，现实中的X方向是否能说的出来？更不要说规定X与Y有不同的度量了。 |
|
[楼主] [230楼] 作者:jiuguang
在洛伦兹的设想中，X方向是代表“以太风”的方向，洛伦兹设想的收缩也是“以太风”方向的收缩，所以，在洛伦兹收缩设想中，X方向是有特殊意义的。 所以，不要还没有分析就先确定“自己认为的结论”，而且我相信你根本没有做过细致性的研究。为进一步的探讨，还是请你给出你认可的洛伦兹收缩陈述。 |
|
算了，由于整个论坛在相对论的问题上还不具备正确的思考方向，就不等你确认了，还是我来说吧。
在洛伦兹的设想中，X方向代表“以太风”的方向，Y方向的“以太风速”为零。假设X方向的“以太风速”等于v,洛伦兹设想在有“以太风”的方向上（即X方向），物体的长度按照一定的比例发生收缩，其收缩因子为1/r，其中，r等于1-vv/(cc)开放的倒数，MM实验零结果就有了理由。 按照洛伦兹的这一设想，如果物体在Y方向的长度等于1米，则旋转到与X方向重合，其长度就变成1/r，这就是洛伦兹收缩。 现在，请你在洛伦兹的收缩设想下回答这样一个问题。有一把尺子，当这把尺子与Y重合时是1米，请问：当这把尺子与X轴重合时的长度应该等于多少？是等于1米，还是等于1/r米？ |
|
回复 [232楼] 作者:sxgdyl
和我说的一样。 你不能说出此刻的X方向或以太风方向，及Y方向。就更不要说在两个方向规定不同的度量了、 |
|
[楼主] [233楼] 作者:jiuguang
老刘，你在回避什么？不回答问题，总是用同样的话来应付。 你是否不太清楚MM实验与洛伦兹的收缩设想，亦或是你不喜欢分析出出乎你意料的结论？ |
|
回复 [234楼] 作者:sxgdyl
我知道洛仑兹的解释，之所以人们放弃了这种解释，是因为它有更多的缺陷，这是很难弥补的。 否则人们不会轻易放弃。 |
|
[楼主] [235楼] 作者:jiuguang
“放弃洛仑兹的解释”那是假象，爱因斯坦的理论并没有放弃洛仑兹当年的收缩设想，而是进行了一番改头换面，使其“隐身”，本质仍然是一致的。 你在前面说“认为尺子真的缩短了的，应该是洛仑兹，而爱因斯坦以更完善的理论取代了前者”，这个认识是不是正确，只有认真细致的分析研究才能清楚。而你后面的回帖，似乎更注重说出你的认识结论，却拒绝对结论可靠性的研讨。 |
|
回复 [236楼] 作者:sxgdyl
我对洛仑兹没有深入研究，这没有错。仅从XY两个方向有不同的度量来说，这恐怕就是被放弃的原因之一 |
|
[楼主] [237楼] 作者:jiuguang
度量这个东西很难理解，“XY方向的度量不同”是一个相对的概念，就牛顿力学或相对论自身来说，没有谁会认为自己的XY方向具有不同的度量。 以洛伦兹设想的收缩来说，洛伦兹不会认为牛顿力学在XY方向有不同的度量，Y方向的米尺到了X方向不是1米，那是因为X方向发生了收缩，如果没有这个收缩，还是1米。相反，相对论会把这个在牛顿力学看来是“收缩”的米尺作为它的标准米尺，在相对论看来这个米尺在XY方向的度量是相同的，反倒说牛顿力学在XY方向的度量不同，会得出牛顿力学的米尺在X方向延伸。 即无论是收缩还是延伸，无论是相同还是不同都是相互比较的结果，是相对的结果，这个“相对”往往会让人陷入迷雾。 |
|
回复 [238楼] 作者:sxgdyl
不论牛顿理论还是相对论，XY方向的长度都用的是相同的度量。认为有不同度量的只有洛仑兹。 相对论只是认为在“同时”测量相对运动物体的长度时，才会出现长度收缩问题。出现收缩的因为，不是“度量”问题，而是收缩问题。 |
|
[楼主] [239楼] 作者:jiuguang
“相同”、“不变”都要有一定的判定准则。什么叫“XY方向的度量相同”，这是需要人为约定的，比如说，我们可以约定：若干条件下，Y方向的1米尺旋转到X方向，如果两者重合，则称XY方向“度量相同”或有“相同度量”；我们也可以约定：在某个特定坐标系和若干条件下，Y方向的1米尺旋转到X方向，如果两者能同时重合，则称XY方向“度量相同” 或有“相同度量”；甚至可以各自规定XY方向的度量，然后称：XY方向这样度量就是相同的度量，等等。注意，此约定下的“相同度量”，在另一约定下就可能是“非相同度量”，即XY方向的度量是否相同是与约定有关的，不是必然的、不变的。 牛顿力学和相对论如何约定“相同度量”，这个话题是很难研究清楚的。单从结果上分析，如果牛顿力学和相对论都认为，在各自的约定下，其XY方向的度量是相同的，则牛顿力学和相对论所约定的“相同度量”是不一样的。如果牛顿力学认为自己XY方向的度量为“相同度量”，则按照牛顿力学的判定准则，相对论XY方向的度量就是“非相同度量”； 如果相对论认为自己XY方向的度量为“相同度量”，则按照相对论的判定准则，牛顿力学XY方向的度量就是“非相同度量”。 另外，如果相对论与牛顿力学的差异仅仅是“同时”的约定，则相对论中的“光速不变”不会成立，也不会有相对论所说的那种“相对尺缩钟慢”。相对论的“光速不变”、“尺缩钟慢”既与“同时”概念有关，又与“度量”有关，缺一不可。而整体来说，就是计量问题。 |
