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上一主题:简单一招 强大中国 下一主题:物有引斥力原理揭示下的物质本源...
伽利略变换与洛仑兹变换在同一时空图中的表示
[楼主] 作者:jiuguang  发表时间:2014/07/18 10:28
点击:969次

我发新帖被小编删了,莫名其妙。只好重写

伽利略变换与洛仑兹变换有很大的差异,一般认为二者是相互矛盾的,一个正确则另一个必然错误。
本人想到一种方法,可以将两种变换产生的参考系S'系,表示在同一个时空图中。并同时保持了两个S'系的各自的特性。伽利略变换得到的S'系,不同方向有不同的光速,没有钟慢尺缩。而洛仑兹变换得到的S'系,则光速各向同性,并且有钟慢尺缩。
这里的时空图只是示意图,虽然可以保留各自特性,但并非给出了精确的结果,只是近似结果。
尽管如此,我们仍然可以通过这个时空图看出相对论的钟慢尺缩是如何形成的,已经两种变换的主要差异。

本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-346427.html[复制地址]
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 [2楼]  作者:tyger01  发表时间: 2014/07/18 18:14 

这个论坛好像有点怪,发了的回复已经看到过了,甚至也有人回复过,可是等下次再来看的时候发现又没有了。不知道什么原因。

还有的时候提交不成功,再次提交后发现里面一下出来几个重复的回复。

本想来看看你的图的,可是没看到。

[楼主]  [3楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2014/07/19 01:00 

上面是第二次发的贴,过了很长时间才看到。还在考虑又被小编莫名其妙的删了,该怎么办?

还要补充一点,钟慢尺缩很多人根据自己的理解,给出了错误的解释。我这里说的有钟慢尺缩的洛仑兹变换的结果,并不包含那些根据错误解释所希望看到的内容。
爱因斯坦文集中,有爱因斯坦本人对作出的解释。
尺缩是参考系中的多个时钟,同时 测量运动物体的结果。
钟慢也是参考系中的多个时钟,测量一个运动时钟的结果。
时空图中洛仑兹变换的S'系与伽利略变换的S'系比较。可以看到爱因斯坦所说的,也就是狭义相对论中的钟慢尺缩。
 [4楼]  作者:王普霖  发表时间: 2014/07/19 07:17 
[楼主]  [5楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2014/07/19 17:55 

今天发了两次帖子,都被审查了,不知道以后还会不会出来。
主要是想发一张图,就是我的相册中的图4 。这是按洛仑兹变换逆变换公式画出来的时空图。我的两种变换的S'系的时空图(也在我的相册中了)就是再此图的基础上,再加些变换得到的。实际上有着完全相同的图形,只是改变了其中的含义,还需要更多的说明。
[楼主]  [6楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2014/07/19 18:00 

图已经在我的相册中了,不知贴图的时候,是不是还会遇到很多困难,想先睹为快的朋友可以去看看。只是还欠缺很多解释,回来慢慢补上。
 [7楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/07/20 17:16 

老刘,你的图还是太粗糙了,而且只是一个示意图,你的“1、2、3”只是想表达一种意思,而不是具体的数值,这不仅容易误解,而且一般人猜不出你想表达的意思。
[楼主]  [8楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2014/07/20 17:28 

昨天两次发有图的帖子,结果至今看不到。感兴趣的诸位可先到我的空间看图,我在此慢慢解释。

以根据洛仑兹变换的逆变换公式画的时空图为基础。图中以直角坐标系显示,通过洛仑兹变换得到的S'系。同时以斜坐标系的形式显示S系。
从S系到S'系的伽利略变换,最主要的与洛仑兹变换的不同是T'=t (大写字母表示伽利略变换),我们首先应该理解为,伽利略变换的S'系,与S系有相同的“同时”。
因此,T'=0 与 t=0 应该是同一条线(即图4中的X轴)。需要说明的是,T'=0 和 t=0 分别表示S'系和S中的线,它们将分别随时间变换,沿T'轴(X'=0,与t'轴同线)和t轴移动,应该注意其中的不同。
 [9楼]  作者:叶建敏温州  发表时间: 2014/07/20 23:32 

2个时空的变换式, 不能在一个时空中成立的,
[楼主]  [10楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2014/07/21 04:40 

[7楼] 作者:sxgdyl

虽然是示意图,但也是按画时空图的规则画出的。在网上可以看到国外网站上画的时空图,也都是示意图。
之所以称为示意图,是因为通常不标出出单位长度。在这里也没有做多少计算,只要画出平行垂直线,和45度线就可以了。只是我没有用制图软件,这些平行线等画的也不标准。不过明白人一看还是可以知道的。
至于图中的1,2,3;a,b,c, 我准备以后解释的。只是我发帖子,通过要被审查,或者说出现错误。而且帖子有可能还会出来。如 8楼 的帖子,是吗显示的时间是下午5点20分,但实际上帖子上午已经发了。只是当时显示有错误,结果还是出来了。如果当时重新发贴,就可能出现很多一样的帖子。如果不再发,则有可能帖子后来还是出来了。如 8楼 。也有可能和昨天发的两个带图的帖子一样,不会出来了。
问题是,帖子是否能贴出来,不在本人的掌控之下,还请诸位多包涵。
 [11楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/07/21 10:10 

[楼主] [10楼] 作者:jiuguang

正是因为你画的是示意图,所以,无法分析到精细的内容,也得不到相关的结论。

时空图的画法无需用专业的软件,word中的画图就足够用以表达问题了。画图的时候,一定要表达出相互间的数理关系。

比方说,S、S'的相对速度为0.6c,S系时空图用x-t表示(相对论与牛顿力学的x-t图一致),S'系的相对论时空图用x'-t'表示,S'系的牛顿力学时空图用X'-T'表示。如果S'系的相对论时空图x'-t'用正交表示,则根据洛仑兹变换可求出S系x轴、t轴以x'-t'为基准的坐标方程,根据这个方程就可以准确地画出x-t的两个坐标轴,也可以准确确定x-t的一组时空坐标值以x'-t'为基准对应的时空坐标值和准确的位置。而画出x-t两个坐标轴之后,又可以根据伽利略变化求得S'系X'轴、T'轴以x-t为基准的坐标方程,根据这个坐标方程就可以准确画出X'-T'的两个坐标轴,也可以准确确定X'-T'的一组时空坐标值以x-t为基准对应的时空坐标值和准确的位置。于是,x'-t'、x-t、X'-T'就可以准确的画在同一张图中,且每个坐标点都会对应三组时空坐标值,坐标值之间严格满足洛仑兹变换或伽利略变换。由此,你就可以做出精细的分析,得出你原来分析不到的结论。
 [12楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/07/21 10:33 

接11楼再补充一点

也就是说,你所画的合并图必须满足这样的要求:给出图中的某一特定点,你可以根据所画的合并图“读出”该点对应x-t、x'-t'、X'-T'的三组坐标值,且这三组坐标值之间要满足洛仑兹变换或伽利略变换。如果你达不到这一点,那么,你所画的合并时空图就是失败的,最多只是形似或示意,有些结论你是分析不出来的,甚至会因此得出错误的分析结论。
 [13楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/07/21 10:43 
 [14楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/07/21 10:45 

[9楼] 作者:叶建敏温州

2个时空的变换式, 不能在一个时空中成立的,
=======
洛仑兹变换与伽利略变换并不矛盾,也都能成立,可以非常融洽地画在一起。很多年之前我就画过。
[楼主]  [15楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2014/07/21 11:22 

老宋这样说是对的,但是未必行得通。是否可以精确呈现伽利略变换的全部特性,还是未知的。至少老宋似乎已经放弃了对其原来想法的坚持。
我画的图,对伽利略变换只是近似,可是它已经近似保留了伽利略变换的所有特性。
我见过的时空图都是示意图。c=1,无需解释。v等于几分之一,可以从图中看出大概,也无需说明。至于具体点的精确计算,一般的画时空图时,都没有做。更多的情况下,只是画对称线和平行线。看图就可以知道其含义。
老宋说的有一定道理,对某些点,或许可以做的,但恐怕难以让所有点都能符合两种变换给出的各种规律。也就是说恐怕不可能成功。假设如此,则我画的图仍然是最好的。这就是成功,而不是老宋说的失败。

我画的图,在S系中的时空图(最常见的洛仑兹变换时空图)中也可以呈现出来,各点都有其对应位置。同时放到S系和S'系中,更能看出其是否符合规律。
 [16楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/07/21 11:53 

[楼主] [15楼] 作者:jiuguang

老刘,“至少老宋似乎已经放弃了对其原来想法的坚持”是指什么?我没有放弃什么。

我之所以敢保证所得出的结论,就是因为我所做的比你要精细的多,而且是完全可以做到“让所有点都能符合两种变换给出的各种规律”。

我举个例子,比如你已经画出了x'-t',则对于x-t的两组时空坐标(1,0)、(1,0),你可以根据洛仑兹变换得出对应x'、t' 的两组值,用这两组值在x'-t'中找到对应的两点,则每个点就有了两组坐标值,且用这种方法你可以画出x-t的两个轴和确定两轴计量单位的表示。同样,对于X'-T'的两组时空坐标(1,0)、(0,1),根据伽利略变换可以得到对应x、t的两组值,再根据这两组值利用洛仑兹变换又可得到对应x'、t'的两组值,用这两组值在x'-t'中找到对应的点,则每个点就有了三组坐标值,且用这种方法你可以画出X'-T'的两个轴和确定两轴计量单位的表示。于是,x'-t'、x-t、X'-T'计量单位的数理关系就会得到非常清晰的表达。

你可以试一下。
[楼主]  [17楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2014/07/23 07:22 

我在前面发的帖子还没有出现。
“完全可以做到“让所有点都能符合两种变换给出的各种规律”。 ”
这需要更多的分析,不过对结果我持怀疑态度
 [18楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/07/23 19:25 

我画过一些标有精确数据的时空图,可以发到论坛中,也可以发给你,但还是希望你能亲自做一下,分析清楚之后再做结论。
[楼主]  [19楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2014/07/24 00:57 

请发过来,让我看看吧。
 [20楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/07/24 05:54 

有两个惯性系SS’S’相对S沿X轴正方向以0.6c的速度运动,设S系相对论与牛顿力学的计量完全相同,于是可以得到三套不同的时空图。其中,S系时空图用x-t表示,由于相对论与牛顿力学在S系的计量相同,因此x-t图既是相对论的时空图,也是牛顿力学的时空图;S’系牛顿力学的时空图用X’-T’表示;S’系相对论的时空图用x’-t’表示。

 

时空图x-tX’-T’x’-t’可以各自独立画图,也可以画在同一张图中。当各自独立画图时,各图之间的关系可以是松散的,也可以要求满足某种约定的约束。只有当x-tX’-T’x’-t’之间满足特定的约束关系,才能融合在同一张图中。

 

要将x-tX’-T’x’-t’融合或合并在同一张图中,通常情况下,我们会把三个时空图中的一个约定为正交坐标,并把光速约定为1单位,先画出具有正交坐标的那个图,再根据洛伦兹变换、伽利略变换将其他两个时空图融合进来。其中,洛伦兹变换与伽利略变换就是对x-tX’-T’x’-t’之间相互关系的约束。据此画图约定,我们就可以得到以下三套合并的时空图。

 一、第一套合并时空图

约定x-t图的两个坐标轴正交,则在该约定及伽利略变换、洛伦兹变换的约束下有如下配套的时空图:

 

二、第二套合并时空图

约定x’-t’图的两个坐标轴正交,则在该约定及伽利略变换、洛伦兹变换的约束下有如下配套的时空图:

 

 

三、第三套合并时空图

约定X’-T’图的两个坐标轴正交,则在该约定及伽利略变换、洛伦兹变换的约束下有如下配套的时空图:

 

 

在以上三套合并时空图中,每一个指定点都有三组时空坐标值,用三种不同的颜色表示。其中,x-t坐标下的时空坐标值用黑色字体表示,X’-T’坐标下的时空坐标值用红色字体表示,x’-t’坐标下的时空坐标值用绿色字体表示。黑色坐标值与红色坐标值之间满足伽利略变换,黑色坐标值与绿色坐标值之间满足洛伦兹变换,而红色坐标值与绿色坐标值之间的数量关系反映的是S’系牛顿力学与相对论之间的计量关系。

 

例如,在“*标注五”中,A代表x-t的一个时空点,其在x-t中的坐标值为(1,1)B代表X’-T’的一个时空点,其时空坐标值为(2/5,1)C代表x’-t’的一个时空点,其时空坐标值为(1/2,1/2)ABC三个时空点是重合的,其对应的每一组坐标值都能在相应坐标轴中准确定位。而尤其需要关注的是,BC对应S’系的同一点,比较BC的坐标值可知,对于S’系的同一点,牛顿力学与相对论的计量结果是不同的。

 

而通过图中其它的4个标注,我们可以分析出S’系牛顿力学与相对论在计量单位上的差异(比较四个标注中的红色坐标值与绿色坐标值)。

 

标注一说明,同是S’系原点处的时钟,当牛顿力学原点时钟为1单位时,相对论原点时钟为4/5单位;标注二说明,同是S’系原点处的时钟,当相对论原点时钟为1单位时,牛顿力学原点时钟为5/4单位。这说明,在S’系牛顿力学与相对论的时间计量单位是不同的。

 

标注三说明,同是S’X方向同一点的坐标,当相对论的坐标值为1单位时,牛顿力学的坐标值为4/5单位;标注四说明,同是S’X方向同一点的坐标,当牛顿力学的坐标值为1单位时,相对论的坐标值为5/4单位;这说明,在S’系牛顿力学与相对论在X方向的长度计量单位是不同的。

 

另外,虽然这三套合并时空图的表现形式不同,但所表现的内容却是等价的,差别仅仅是所约定的正交坐标不同,从而造成画出的图形不同而已。

 

 [21楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/07/24 13:06 

接20楼:

能合就能拆,这三套合并时空图中的任意一套都可以拆分。既可以拆成三个独立的时空图,也可以拆成两个时空图的组合。以第二套合并时空图为例。

 

第二套合并时空图可以简单地拆分成如下三个相对独立的时空图:

 

 

由于以上三张图是同一合并时空图拆分出来的,因此,拆分出来的三个时空图之间保持了相互间的约束关系,只需通过简单地平移又可以合并在一起成为一个相容的合并时空图。

  

基于第二套合并时空图,通过一定的拆分,还可以获得两两组合的时空图,这样的时空图也有三种组合形式,如下图所示:

 

 

以上拆出的三个组合中,第一个x’-t’x-t组合图就是我们常说的相对论的时空图;第二个X’-T’x-t组合是牛顿力学中的时空图,只不过X’-T’x-t都不是正交坐标,看起来有些别扭,但仍然是符合伽利略变换关系的时空图;第三个x’-t’X’-T’组合反映的是S’系牛顿力学与相对论之间的变换关系,是非常值得研究和思考的一张图。

 

其它两套合并时空图也可以进行相似的拆分,这里不再多说。

 [22楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/07/24 13:11 

对20楼的图补充一点说明:

1、同一条直线上(含实线和虚线)如果有不同颜色的两段,则代表这两种不同颜色的直线是重合的。比如图中x轴用黑线表示、X'轴用红线表示,两轴是重合的,图中用一段红线加一段黑线表示两轴是重合的。
2、时空图中的每一点都可以由相应的坐标轴确定其坐标值。比如“标注五”中的A、B、C是图中的同一时空点,可以由x、t轴确定该时空点在S系中的坐标值(见黑色虚线与x、t的交点),可以由X'、T'轴确定该时空点在S'系中的牛顿力学坐标值(见红色虚线与X'、T'的交点),可以由x'、t'轴确定该时空点在S'系中的相对论坐标值(见绿色虚线与x'、t'的交点)。其它时空点的三组坐标值都可以如此确定。

因此,合并时空图能够非常融洽地将绝对时空与相对时空融合在一起,类似“绝对时空与相对时空水火不容”的认识实在是人类认识上的一大错误。

[楼主]  [23楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2014/07/24 22:47 

经过分析可以看到,在两种变换之下,可以为时空图中的每个点给出三组坐标。时空变化只是这些点在时空图中的位置,而不会改变这三组坐标值,因此各种验证的结果是不变的。从图中可以看出,在S'系中伽利略变换得出的单位时间和空间长度都与洛仑兹变换的单位时间和空间长度都不完全相同。我的分析也得出了同样的结论。这一点老宋是对的。
不过仅限于二维时空时,这样说是对的。当扩大到三维或四维时空时,又有增加一个约束条件,三个空间方向的单位长度必须都一样。这样通过两种变换得出的S'系,必然有一个(或者两个)是近似的。
以相对论的观点,就是爱因斯坦所说的一阶近似。而实际上以地球相当于太阳的运动速度30kg/s 为例,如此大的速度,是可以称为参考系的人造物体难以达到的速度,也只有光速的万分之一。二阶效应就只有亿分之一的量级了。忽略二阶效应保留一阶近似就是很自然的了。
但是,t'=0与t=0之间的差别,也就是t'=0与T'=0之间的差别,并非二阶效应。略去二阶小量,即取(1-VV/cc)^1/2 约等于 1,则洛仑兹变换的一个式子变成 t'= t - Vx/cc 。后面一项V/c是一阶小量,而x/c则未必是小量,特别是当我们改变一下光速的单位之后,例如,可以取 c = 0.3 m/ns .
因此,可以在S'系中,可以有x'-t'和X'-T'两套近似的系统,主要差别是具有不同的“同时”。两套系统中的光速分别是常数c ,和近似的 c+V, c-V 。
 [24楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/07/25 13:18 

你这里需要转变一些基本的理念:

1、这不是近似,而是严格地数理关系。将牛顿力学理解为相对论低速下的近似,是一种大错特错的认识理念。

2、“三个空间方向的单位长度必须都一样”,这又是一个非常狭隘的错误理念。所谓“三个空间方向的单位长度必须都一样”是人类的一种规定,而不是大自然的要求,不能以人类“意愿中的必须”来判定对错。三个方向的单位长度的约定满足某种“一致性”不是错,三个方向的单位长度约定不满足某种“一致性”不会违背大自然,同样不是错误。更何况这其中还有一个非常微妙的东西,那就是什么叫“一致性”或“一样”,一般人很到意识到这个问题,想清楚就更不易了。

三个方向的计量单位“一样”还是“不一样”,与你选择的基准和判定准则有关。比方说,站在牛顿力学的角度,如果你认为牛顿力学三个方向的计量单位“一样”,则以此为基准,相对论三个方向的计量单位就“不一样”;反过来,站在相对论的角度,如果你认为相对论三个方向的计量单位“一样”,则以此为基准,牛顿力学三个方向的计量单位就“不一样”。这个“一样”与那个“一样”内涵不同,但从客观的角度上讲谁也不比谁更优越,或者不存在谁比谁更正确的问题,不存在那个是“必须”的。

这些理念的突破都非常难,尤其类似“一样”或“不一样”的问题,在绝大多数人的理念里,这些概念都被偏执地“固化”或“绝对化”。如果我说类似“一样”、“不一样”、“变”、“不变”等等都是相互比较的结果,与参与比较的两个对象和比较规则都有关,是相对的概念、不是绝对的概念,很多人都认为自己非常明白这个道理,然而到了一些具体的运用就糊涂了、想不清楚了。

老刘,我无法预测你是否能过得了这些理念关,希望你能。
 [25楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/07/25 14:30 

老刘,为帮助理解“一样”还是“不一样”,我说两个例子:

例一,有一把红尺和一把绿尺,已知两把尺子的一端始终重合,只有当两根尺子转到某一特定的位置时两把尺子才完全重合,而其它位置都不重合。请思考,如果要选择这两把尺子中的一把作为不同方向的标准尺(注意,这意味着事先没有标准尺,你不能偷偷地把你手中的尺子或某个事物做参照),你认为选择哪一把才符合你说的“三个方向的计量单位一样”?

例二,结合牛顿力学和相对论来说,有三把相对论的米尺a、ax、ay,三把牛顿力学的米尺b、bx、by。已知,在某一方向(此方向称为Y)a、ay、b、by放在一起且完全重合,ax、bx放在一起与Y方向垂直(把ax、bx所在方向称为X方向),ax、bx只有一端重合,另一端不能重合,把a、b两尺从Y方向旋转到X方向,结果发现,a与ax完全重合,b与bx完全重合。现在,爱因斯坦选择ax、ay作为两个方向的标准米尺,牛顿选择bx、by作为两个方向的标准米尺(同样注意,不能偷偷引入其它的标准或参照)。请思考,是爱因斯坦选择的标准米尺在两个方向的计量单位一样,还是牛顿选择的标准米尺在两个方向的计量单位一样?

再次提醒注意,思考这些问题时,不要偷偷地引入另外的基准,包括你手中的尺、眼前的屏幕或你头脑想象的具有某种特性的参照。
[楼主]  [26楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2014/07/26 10:18 

老宋,我明白你的意思。你这样想是没有错的,问题是你的想法是否符合自然规律?
如上面的图所示的精确的解释,假如我们任意取一个标准长度单位,在与X',x'方向垂直的时候,我们可以规定,具有这个长度沿X'和x'垂直方向的标准尺,就是S'系的标准尺。但当标准尺转动X',x'方向时,则标准尺只可能与X'或x'的单位长度相等,原因就是二者的单位长度不相等。那就只能说另外一个单位长度与标准尺不相等的是一阶近似。
当然如果你能找出分别符合两种变换规律的两种尺,那就证明你是正确的了。否则,不论你分析的多么精确,说的多么符合逻辑,结果与自然规律不符,那就都是枉然。
实际上,以地心系作为S'系,在垂直X'方向取些一样长的不同材质标准尺,随地球转动90度,这些尺会变的不一样长吗?(假设没有温度等的影响)。其实这样的转动每天都在进行,没有人发现这样的变化,除非你能发现这样的变化,否则说的再好也是没用的。
 [27楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/07/27 10:32 

老刘,有些理念还需突破或厘清:

第一点,你需要仔细思考清楚什么叫“结果与自然规律不符”。对于A与B,如果由A得到B,则说“非B”与A不符,如果由A得不到B,则不存在“非B”与A不符。约定计量单位、计量方法的目的在于反映自然规律,所得到的计量结果不能完全取决于自然规律,仅仅由“自然规律”不能得出计量单位、计量方法、计量结果必须如何或必须等于多少,因此,无论如何约定计量单位都不存在“计量单位与自然规律不符”,也不存在“结果与自然不符”的问题。例如,计量同一物体的长度,约定不同的计量单位,你会得到不同的数字计量结果,但是,约定不同的计量单位不会改变被计量的对象,不存在由于计量单位的改变而违背被计量对象的问题。这里千万要注意,不要把计量结果混淆为计量对象,不要把对自然规律的描述混淆为自然规律。

第二点,我一直提醒你注意不要偷偷地改变基准,可你还是犯了这样的错误。基准本身是参照,基准相对基准自身是没有变化或改变问题的,当你说基准改变了的时候,则一定是引入了另外的基准或引入了另外的参照,你没有把你声称的基准看作是基准。对于X、Y方向的计量基准或计量单位,完全可以各自独立约定(用起来是否方便则是另外的问题),这能够做得到,也不存在改变或违背自然规律的问题。当你说“X、Y方向的计量单位不同”的时候,请仔细想一想,你这是不是“各自独立约定X、Y方向计量单位”?不是,实质上,你引入了另外一种计量单位的约定:在一定的背景下(包括空间环境、所使用的材料等等),你先约定了Y方向某物体作为基本的计量单位,然后约定该物体旋转到X方向时,该物体就是X方向的计量单位。即,你并没有把原来X方向约定的计量单位作为真正的基准,当旋转过来的物体与原来X方向约定的基准不能重合时,你是把旋转过来的物体当做基准,从而得出原来X方向的基准变了,而不是反过来以原来X方向约定的计量单位为基准得出旋转过来的物体长度变了。

关于计量基准有很多琐碎的、容易让人走入迷茫的东西,也是人们能够最终理解时空问题的一个关键问题之一。论坛里曾经看到董加耕网友思考过这个问题,虽然还不够彻底,但已经相当不错了,希望有更多的人能够意识到这些琐碎问题的重要性,更希望你能尽早突破理念、思考清楚相关的问题。
 [28楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/07/27 11:46 


例二,结合牛顿力学和相对论来说,有三把相对论的米尺a、ax、ay,三把牛顿力学的米尺b、bx、by。已知,在某一方向(此方向称为Y)a、ay、b、by放在一起且完全重合,ax、bx放在一起与Y方向垂直(把ax、bx所在方向称为X方向),ax、bx只有一端重合,另一端不能重合,把a、b两尺从Y方向旋转到X方向,结果发现,a与ax完全重合,b与bx完全重合。
=======
老刘,不知你是否认真思考过我前面所说的例子,以前面例二来说。

以此例为基础,如果要进行计量单位的约定,则至少有四种形式不同的约定:

第一种计量约定:Y方向的计量单位约定为ay,X方向的计量单位约定为ax。
第二种计量约定:当a与Y方向一致时作为Y方向的计量单位,当a与X方向一致时作为X方向的计量单位。
第三种计量约定:Y方向的计量单位约定为by,X方向的计量单位约定为bx。
第四种计量约定:当b与Y方向一致时作为Y方向的计量单位,当b与X方向一致时作为X方向的计量单位。

在第一种计量约定下,有如下结论:
1、a在Y、X两个方向的长度保持不变。
2、by在Y方向的长度与bx在X方向的长度不相等。切记,不能因此反过来说,Y方向与X方向的计量单位不同。
3、b在Y、X两个方向的长度是变化的。切记,不能因此反过来说,Y方向与X方向的计量单位不同。

在第二种计量约定下,有如下结论:
1、ay在Y方向的长度与ax在X方向的长度相等。
2、by在Y方向的长度与bx在X方向的长度不相等。切记,不能因此反过来说,a在两个不同方向的长度发生变化或a在两个方向的计量单位不同。
3、b在Y、X两个方向的长度是变化的。切记,不能因此反过来说,a在两个不同方向的长度发生变化或a在两个方向的计量单位不同。

在第三种计量约定下,有如下结论:
1、b在Y、X两个方向的长度保持不变。
2、ay在Y方向的长度与ax在X方向的长度不相等。切记,不能因此反过来说,Y方向与X方向的计量单位不同。
3、a在Y、X两个方向的长度是变化的。切记,不能因此反过来说,Y方向与X方向的计量单位不同。

在第四种计量约定下,有如下结论:
1、by在Y方向的长度与bx在X方向的长度相等。
2、ay在Y方向的长度与ax在X方向的长度不相等。切记,不能因此反过来说,b在两个不同方向的长度发生变化或b在两个方向的计量单位不同。
3、a在Y、X两个方向的长度是变化的。切记,不能因此反过来说,b在两个不同方向的长度发生变化或b在两个方向的计量单位不同。

在上述四种计量约定下,第一种与第二种计量约定的计量结果是一致的,第三种与第四种计量约定的计量结果是一致的。因此,即使相对论中找不到一个旋转到不同方向保持长度不变的实体,相对论的计量约定仍然是成立的、可实现的;即使牛顿力学中找不到一个旋转到不同方向保持长度不变的实体,牛顿力学的计量约定同样是成立的、可实现的。
[楼主]  [29楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2014/07/27 12:58 

老宋,可以说的简单点
Y方向两个长度一样的标准尺、或其他其他计量基准也行,按你的习惯,这样长度完全相同就行。
但都转到X方向后,他们又变得一个长,另一个短了,在清除其他可能由于误差可能造成这种现象的因素后,这一现象仍然存在。这其实也是你在帖子中说过的意思。
问题在这个地方,请举出一个实际存在的例子,证明你的这种想法正确。而实际上,这种转动是每天都在进行着的。如果这是客观存在着的事实,则根本不可能有人反对,包括最顽固的相对论者。但如果相反,根本不存在这样的事实,不只是现在还有未来,哪你是否承认自己应该放弃上面的观点呢?
以科学精神,如果是客观事实,我当然承认。如果还未被证明与客观事实相符,那也没必要急着完全相信。
而我的观点是,在一阶近似之下,S'仍然可以有两个不同的时空坐标系,主要差别就是有不同的“同时”。
不论你的观点正确与否,我的观点都是没错的。
你考虑的更为精确,这是好的。但结论是否能得到客观事实的支持,则是疑问。不必过早的下结论,认为一定正确。顶多是在你的理论上有这种可能性,是否与客观事实相符,则尚待验证。
 [30楼]  作者:sxgdyl  发表时间: 2014/07/27 13:43 

老刘,你还是没有理解所说的例子,无论现实中是否有我所说的例子,都不会否定相对论的约定或牛顿力学的约定,请仔细看28楼,尤其是最后一段话。

你可能固执地认为,如果自然中没有你说的例子,就是违背自然。首先这是理论分析,其次,对于某一方向两个相互重合的物体,我们不能保证自然中任何材质的物体、在任一背景下、两个物体在任何方向都能始终重合,再次,即使自然中不存在这样的例子,人为总是可以强行构造出这种情形。只要是可以实现的,都不是对自然的违背。

而最重要的是,所说例子重点在于说明“变”与“不变”是一个相对的概念,而你的头脑中应该缺乏这种“相对”的认识,对基准问题的认识还有相当的差距。

还有不要把计量约定与计量误差混淆。计量约定不存在误差的问题,而计量误差则是指,在确定的计量约定和计量规则下,测量的结果与实际应该计量结果有一个偏差。

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