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上一主题:时空观的历史发展 下一主题:“板斧”比较敏感的两个论题:
给大家出个问题....
[楼主] 作者:relativabc  发表时间:2003/07/30 14:30
点击:272次

假设世界只有两个物体A和B,它们不在一起。它们(A和B)如何来确定彼此的间距和相对运动?

一种尝试:找个坐标系,确定AB在这个坐标系中的坐标,这样不就知道它们之间的间距和相对速度了吗?
反问:A或B如何来找这个坐标系?
再尝试:A可以以自身为坐标原点,建立坐标系。
再反问:那么A如何来确定B在这个坐标里的坐标呢?
再尝试:......(下面如何进行,大家来尝试。或者另外想个办法)


 

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上一主题:时空观的历史发展 下一主题:“板斧”比较敏感的两个论题:
 [2楼]  作者:guojia_new  发表时间: 2003/07/30 15:30 

我来试试看。

世界上如果只有两个物体,那么必须排除第三者的观察者对这两个物体的任何影响。所以可以假定观察者就是两个物体中的一个,比如说a和b俩物体,a可以是观察者,b也可以是观察者,取其一,假定是a。

假定a、b相对静止。
a必须建立坐标系来确定b相对于a的位置。由于没有其他任何的参照物,所以a只好以自己作为坐标原点,以自己的最大长度作为1单位的空间尺度,以a->b的方向作为空间正方向。可是问题是a没有“尺子”,怎么去度量a、b之间的距离呢?要不相反,a以a-b的空间距离作为1单位的空间尺度,那么它如何确定自身的长度呢?当然若a、b是两个点的话,就不需要考虑自身长度了,而且由于没有其他物体,也没有必要建立什么坐标了。

问题是:a、b相对静止,也就是说a、b相对距离不变,是如何被确定下来的呢?作为观测者之一的a,如何确定b相对于自己静止?

这里有一个问题:a能够观测到b,就是说a、b之间必然有某种联系,否则无法相互观察到对方的存在。我假定a、b之间有一个质量相对于两者来说可以忽略不计的小物体c,c不断来回于a、b之间。

再假定a、b都有各自的周期性运动,这个用于建立两者的时间观。a自身有一个周期性运动,然而周期时间可能在用b的标准来看的时候,或许是杂乱无章的,可无论如何,a肯定认为自己的这个周期时间是一个常数,并以此作为1个时间单位。同样b也有自己的时间单位。这样,a就能够通过纪录c来回于a、b的时间间隔变化,来确认两者之间是否相对静止。

可是b若拥有一套不同于a的周期运动,而且其周期时间完全相对于a的周期时间是非线性的话,那么此时b肯定认为c来回于a、b之间的时间间隔变化,不是等间隔的,b会得出a、b相互之间存在某种不是相对静止的运动方式。

所以要确认a、b两者都认为相互之间相对静止,就必须假定两者的周期运动的周期,是线性关系的。这里不妨引入第四个物体d,其质量也相对于a、b可以忽略不计。d也有自己的时间单位,上述所说的a、b周期呈线性关系,是d的结论。d也可以作为局外人来观察a、b的行为,也就是我们。

从这里可以看出,若a、b的时间单位是线性关系的话,那么两者对他们之间的相互运动状态可以作出相同的结论,否则,若a、b的时间单位非线性关系,那么在a认为两者相互惯性运动的时候,b就认为两者相互作非惯性运动。所以,惯性运动与否,与时间概念息息相关。不知道大家的看法如何。

[楼主]  [3楼]  作者:relativabc  发表时间: 2003/07/30 16:56 

我来谈个观点,并引出问题。

先简化一下问题--设a与b之间没有引力。

a以自身的某个周期运动作为a自己的时间度量标准;b也以自身的某个周期运动作为b自己的时间度量标准。因为大家都找不到可以依托的参照系,正如guojianew所说的。

但a和b都认为在a上或者在b上发生的基本物理定律都是一样的(这是“相对性原理”规定的,a和b都认同相对性原理),那么它们可以按照基本物理定律来构筑钟和尺。如果a和b在一起的话,那么他们看彼此的钟和尺都是一样的。

现在他们是分开的,那么他们看彼此的钟和尺会怎样呢?这时两个钟和尺之间的关系是线形的吗?还是非线形的?

问:“ ‘他们看彼此的钟’,他们如何能看到彼此的钟和尺?”

[楼主]  [4楼]  作者:relativabc  发表时间: 2003/07/30 17:00 

我谈一个观点,并再引出问题。

先简化一下问题--设a与b之间没有引力。

a以自身的某个周期运动作为a自己的时间度量标准;b也以自身的某个周期运动作为b自己的时间度量标准。因为大家都找不到可以依托的参照系,正如guojianew所说的。

但a和b都认为在a上或者在b上发生的基本物理定律都是一样的(这是“相对性原理”规定的,a和b都认同相对性原理),那么它们可以按照基本物理定律来构筑钟和尺。如果a和b在一起的话,那么他们看彼此的钟和尺都是一样的(这句话应该没有问题吧)。

现在他们是分开的,那么他们看彼此的钟和尺会怎样呢?这时两个钟和尺之间的关系是线形的吗?还是非线形的?

问:“ ‘他们看彼此的钟’,他们如何能看到彼此的钟和尺?”

 [5楼]  作者:刘久明  发表时间: 2003/07/30 17:35 

我本无意参与到这种毫无意义的争执中来。

我可以给大家提个醒目:人们之所以能够处理只有两个物体的世界关系的原因是,在有更多物体的世界中得到了可以处理两个物体的关系经验。如:物体自身的长度,坐标系的建立和时间的度量,相对速度的测量方法等,如果把这些在多物体世界里得到的经验也去到的话两个物体的世界中,什么物理问题也解不出来,特别是在只有两个物体的情况下,这两个物体只能是撞到一起,因为除了两物体间的引力外再无任何其他别的东西存在了。

真正有点难度的不是“只有两个物体的世界”,应该是“在多物体世界中仅考虑两物体间的关系”

[楼主]  [6楼]  作者:relativabc  发表时间: 2003/07/30 17:49 

那我给你一个多体的问题。
假设世界中有N个物体,其中一个物体A,另一个物体B。考虑简单的情况,N个物体之间没有引力(如果能考虑有引力存在的情况当然更好)。 问A和B如何确定他们之间的间距和相对速度?
 [7楼]  作者:guojia_new  发表时间: 2003/07/30 21:13 

刘久明:这可不一定。

虽然我们的知识都来自于现实的多物体世界,可是我们当然能够用这些知识去分析两物体世界的情况,只不过每一个概念都需要严谨地定义而已。

只有两个物体必定是撞在一起的?我看不一定。考虑一对相互环绕运动的两个物体,就是因为两者间的引力,使得这两个物体可以进行相互绕圈子。然而情况并不那么简单。说它们俩相互环绕旋转,是站在“绝对空间”的角度来看的。当我们把观测点放到这两个物体上的时候,就可能发现根本没有什么旋转运动,这取决于旋转周期与各个物体的自转周期。比如我们看头上的月亮,如果月亮的自转和公转具有相同的周期,并且都等于地球的自转周期,所以我们永远发现月亮的一面朝着我们,而且我们发现这个月亮根本没有像对于我们运动。这时候所谓的引力定律就必须进行修改了,因为引力作用并没有让两个物体的间距缩小。或许你会说正是这点证明了两个物体肯定在相互旋转,可是必须注意的是:我们也可以说根本没有什么引力存在,两物体本来就是这么相对静止的。其实这两种说法都可以成立,这两种认识是等效的,这也就是广义相对论的观点:引力与非惯性系是等效的;相互旋转的非惯性运动,产生了“引力”这个作用力的概念。

 [8楼]  作者:guojia_new  发表时间: 2003/07/30 21:19 
 [9楼]  作者:guojia_new  发表时间: 2003/07/30 21:25 

多体世界完全可以简化为双体世界。

N个物体,把第1到第M个物体作为A物体集团(总体质量+质心),剩下的第M+1到第N个物体作为B物体集团(总体质量+质心),那么就可以把A物体集团按照总体质量和质心简化为A'物体,同样可以把B集团简化为B'物体了。正是由于物体的无限可分性,所以上述观点必定成立。

 [10楼]  作者:刘久明  发表时间: 2003/07/30 22:10 

guojia先生。

guojia先生啊,这一贴我原本也要不回的,但出于礼貌,简单说一点点,供你参考。

你在提到“相互环绕运动的两个物体”时已经注意到了,按照一般规则这两个物体间的相互环绕的物体是无法证实的。用我个人的观点看,如果两个物体相互环绕,则必然存在物体的初始运动惯性,而这个惯性只能是受两个物体之外的力而产生的,所以他们不可能属于远离一切物体的纯粹的“两个物体”。

你与别人不同,对于知识层次不够的,思考问题考虑不周全的,我还可以尽点义务,对于你来说不可以犯这种简单的错误,恕以后这种类型的贴子不予回复。

[楼主]  [11楼]  作者:relativabc  发表时间: 2003/07/30 22:50 

刘久明,我的多体问题你能回答吗?

假设世界中有N个物体,其中一个物体称为A,另一个物体称为B。考虑简单的情况,N个物体之间没有引力(如果能考虑有引力存在的情况当然更好)。 问A和B如何确定他们之间的间距和相对速度?  

不管这两个物体A和B是如何相互旋转起来的,现在它们已经相互旋转了。那么现在A和B如何来确定他们之间的间距和相对速度呢?

对于这些问题,你能回答吗?如果能,那给出问题的解答,好吗?如果不能,我也理解,不勉强。

 [12楼]  作者:刘久明  发表时间: 2003/07/30 23:17 

此题不予回答。

在没有其他物体参照的情况下(还要撇开所有与其他物体存在的相关经验),两独立物体间不能测量距离和速度。

若不抛弃在有其他物体存在的相关经验,可以通过建立相向的坐标系来解决此类问题,此时两物体间的速度为相对值数值和符号完全相同。

 [13楼]  作者:逆子  发表时间: 2003/07/30 23:38 

relativivabc今年上高中了?

看来还没有上到高中,如果你学过牛顿力学的话,有关运动力学的的理想模型研究中可没有”世界“概念的应用。既是初中生也该理解“世界”与“宇宙”之区别。

这不仅是用词不当的错误,而是你没有系统学习过牛顿力学所致。



※※※※※※
逆子
[楼主]  [14楼]  作者:relativabc  发表时间: 2003/07/30 23:40 

就按你要求的先做.....

"若不抛弃在有其他物体存在的相关经验,可以通过建立相向的坐标系来解决此类问题,......."

这个相互的坐标系如何建立?A如何来确定B在A确立的坐标系中的坐标?反之亦然。

[楼主]  [15楼]  作者:relativabc  发表时间: 2003/07/30 23:54 

汉语词典的解释能算权威吗?

世界:1.自然界和人类社会的一切事物的总和;2. 佛教用语,指宇宙;3......(以下略,大家手头词典总是有的)

[楼主]  [16楼]  作者:relativabc  发表时间: 2003/07/31 00:16 

再看一个解释

宇宙:1.包括地球及其他一切天天的无限空间;2.一切物质及其存在形式的总体。(宇指无隙空间,宙指无限时间)。哲学上也叫世界。(这也来自词典-说句废话)

取“世界”,不称“宇宙”,是因为AB两物可以是能有自主行为的观察者(观测者,.....)。

另外:哲学是什么?哲学就是对事物最一般的概括和总结。我们现在不是在讨论自然哲学吗?

[楼主]  [17楼]  作者:relativabc  发表时间: 2003/07/31 01:02 

另外.....

逆子,你能回答这些简单的问题吗?先回答一个吧,就是那个两体问题。

哦,差一点忘了,主要的问题没有回答你,现在回答:“relativabc今年没上高中。”( 说笑话呢 :) )

 [18楼]  作者:刘久明  发表时间: 2003/07/31 08:29 

先学好基本知识在来论坛讨论,这里不是中小学。
分别以a和b为原点a的坐标轴向指向b,b的坐标轴向指向a,以后的习题你自己做,我没有进行科普的义务。
 [19楼]  作者:guojia_new  发表时间: 2003/07/31 08:57 

哈哈,刘久明,你回不回帖我无所谓,反正我也并不是只写给你看的。

你没有看到相互旋转与相互静止等效现象所具有的特殊含义。旋转与静止,完全取决于描述者所选择的参照物。在这里由于没有任何其他物体,所以无法定义惯性参照系,一切任意假定的参照系都可以是惯性系,都可以不是惯性系。比如你说这两个物体必定是相互旋转的,因为你选择了一个相对于俩物体旋转的参照系作为参考系;我说这两个物体是相互静止的,因为我选择了相对于这俩物体静止的参照系作为我的参考系。这个假定现象的根本在于:是否选择任意的参考系作为静止参考系都是被允许的?也就是说,是否选择任意参考系,物理规律保持相同的形式?广义相对论认为是允许的。

看看吧,你连广义相对论都没有了解(更不用说理解了),居然倚老卖老,还居然反相对论,我为你汗颜。拜托各位,不懂相对论的,不要装懂,要出笑话的。经过几年来的观察,我发现,虽然我也不怎么精通,不过对于相对论基本原理的理解,不下于这里任何一位反相对论者。

 [20楼]  作者:guojia_new  发表时间: 2003/07/31 10:24 

刘久明,不要逃避问题。

你说“分别以a和b为原点a的坐标周指向b,b的坐标轴指向a”,你以为这个我们都不明白??问题的关键是:坐标系统的单位如何确定?有什么方法来证明a的坐标单位与b的坐标单位是相同的,或者是线性关系的?为什么要远离一切物体,就是为了没有第三个参照物可以作为a和b共同的尺度和时间单位标准。刘久明,科普教育根本不需要你来普及,我们的中学老师早就做了相同的工作了,这里轮不到你。

 [21楼]  作者:guojia_new  发表时间: 2003/07/31 10:30 

你管别人上高中了没有?

就算一个从来没上过学的人,提出了这个问题,如果你回答不出来,说明你不但学是白上了,思想和知识更是不如这个文盲。

世界是什么?abc用词典解释说给你听过了。如果你套用“地球系统”作为“世界”的解释的话,说明你根本没有记住什么相对论的内容,还在这里反相对论?我看你是在玩弄文字游戏吧。有时间玩弄无聊的文字游戏,还不如一起来试试看想一下这个小问题的解决方法吧。

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