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建其:你对牛顿力学的理解可不怎么样。
[楼主] 作者:ccxdl  发表时间:2003/08/28 23:13
点击:249次

 

沈建其:

你说:“爱因斯坦什么时候用x′xvt讨论光速问题?我不明白他什么时候用过,除非他是在用x′xvt来研究Maxwell电磁现象,证明麦克思韦方程对于x′xvt不协变,从而证明x′xvt不能描述光。这就是爱因斯坦在他的早期论文《论动体之电动力学》中的部分内容。正如爱因斯坦在找牛顿力学的麻烦所以用x′xvt来凸现其中的矛盾一样,您现在是在找相对论的麻烦,那么应该用x′k(xvt),而不是用x′xvt。所以,我对您的这一举动一直不明白,我越加糊涂了。”

很抱歉,你是不是看不懂我发给你的贴子意思?我让你见识爱因斯坦的杰作一帖,正是从他发表的论文《论动体之电动力学》中摘抄下来的原文。那只是说明爱因斯坦的分析方式不符合相对论所要达到的目的。我并没有在该部分内容中找相对论的麻烦。

你说“能否用Lorentz变换来论证光速不变,这又是一个不是问题的问题。”

可事实上,正是根据它从“静止系里光速恒定”过度到了“在任何惯性系里光速恒定”,并把这当成了基本的自然定律。这种思路就如同假设3等于2,人们就可以证明任何数等于别的任何数一样,它在数学运算规则上成立,但却是使整个数学系统崩溃掉了。

你说“证明哪是自然界中的第一定律可以最后去做,最后去把关。要首先回答什么是自然界的第一定律,这是做不到的。”

首先,你误解了我所表达的意思,我是指“要求物理定律对任何参照系都一样成立”的这种个人愿望,并不是物理学必须遵守的自然定律。而不是你所认为的“如果把X'=X+VT当作第一定律,我们有这个自信吗?为什么X'=K(X+VT)就不能做第一定律呢?”

其次,“证明哪是自然界中的第一定律可以最后去做”,也就意味着“要求物理定律对任何参照系都一样成立”的相对性原理本身并不是检验一个理论是否正确的先决条件,但事实上相对论正是将此作为检验一个理论是否正确的先决条件。

应该指出,物理学的建立带有理想化处理的特点,为什么1牛顿加1牛顿等于2牛顿?也许实际上是以非线性的叠加关系进行变化呢!这并不足为奇。如果数学上对长度、速度、时间的叠加可以按照非线性方式来处理,即不使用V=Vo+(dV/dt)Δt 这样的微分计算公式,另外去发明一套可以处理非线性速度叠加关系的数学系统,要那样干也当然允许。

问题就在于,实际上使用的是不能处理非线性速度叠加关系的数学系统,却要硬说是使用了非线性速度叠加关系的数学系统。牛顿力学并不是相对论的近似处理,它完全是建立在笛卡尔数学体系上的公理系统。相对论应该按照自己思维体系去作实验验证工作,如果实际上做不了符合相对论要求的实验,那只能说明它不具有可检验性质。

 关于能量守恒定律、物质不灭原理,它们是与参照系无关的自然规律。所谓的无关,并非是说可以任意指定参照系。而是在指定的参照系中计算出的能量如果与实际不符合,这个参照系就不适合用于进行这方面的计算。你说计算本来就是在牛顿力学中计算的,我以为你要使用相对论来进行计算。既然是在牛顿力学中进行,就不存在抽掉牛顿力学的事情。

但你说“质心系计算是错误的,...实际上都隐含着先由小鸟为参考系计算出结果”,再将它们等效变换到质心系进行表达的魔术手法?” 完全错误的理解了牛顿力学。质心系不是导出概念,它是根据质心定义,由多个物体共同确定的参照系。你应该先去研究清楚我给你看过的系统运动力学,免得又说我用修正后的牛顿力学回答你的疑问。关于这方面的内容,等你研究后再说。

你说“在K系列坐标系中,任意两个坐标系之间的联系都可以用一个实际存在的质点将它们连接起来,这一点我不明白。我想:既然相对静止,何必再用质点来联系?这个质点允许是一个(运动的)粒子吗?”

说两个坐标系相对静止,这属于判断结果,怎样判断呢?就要通过对至少一个质点的呈现位置进行测量来获得证据,这个质点的运动状态可以任何选择,当然会选择最简单的运动状态了。用质点来连接两个坐标系,就是要给人为假设的关系提供实验上的证据。

 

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 [2楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2003/08/29 11:53 

可事实上,正是根据它从“静止系里光速恒定”过度到了“在任何惯性系里光速恒定”,并把这当成了基本的自然定律。这种思路就如同假设3等于2,人们就可以证明任何数等于别的任何数一样,它在数学运算规则上成立,但却是使整个数学系统崩溃掉了。


【【【【【不是这么比喻的。因为在““静止系里光速恒定””这句话的同时,还做了一个假设“不存在绝对静止系。谁也不是静止系,可是誰又都是静止系”(当然,这是用我的话表述的)这一假设。您说这样做会使得“物理系统崩溃掉”,我觉得不见得。唯一的只造出一个假设,那么的确会导致系统崩溃,但是如果在造出一个假设的同时,再对传统的一些概念做修正,照样可以相容而不崩溃。在相对论中,就是造出了光速不变假设,还修改了传统时空概念。在非欧几何中也是如此。在数学中也是如此,如令10等于2,同时再修改一些运算规则,这就是二进制。您要假设3等于2也行,只要修改一些运算规则,那么这就是一种新的进制。您上面的比喻不免太仓促了,相对论中的假设并没有您说的这么仓促。】】】】】

 

你说“证明哪是自然界中的第一定律可以最后去做,最后去把关。要首先回答什么是自然界的第一定律,这是做不到的。”


 

首先,你误解了我所表达的意思,我是指“要求物理定律对任何参照系都一样成立”的这种个人愿望,并不是物理学必须遵守的自然定律。而不是你所认为的“如果把X'=X+VT当作第一定律,我们有这个自信吗?为什么X'=K(X+VT)就不能做第一定律呢?”


 

其次,“证明哪是自然界中的第一定律可以最后去做”,也就意味着“要求物理定律对任何参照系都一样成立”的相对性原理本身并不是检验一个理论是否正确的先决条件,但事实上相对论正是将此作为检验一个理论是否正确的先决条件。

【【【【其实以上内容我们彼此都在离题了。允许有观念之别,所以不想再讨论,还是看具体问题要紧。不过,我也再稍稍发表一下自己的观点:相对性原理(先不去管它是Galileo相对性原理还是相对论相对性。虽然它们略有区别,精神是一致的)是第一性定律这在数学上还是在物理上都是可以公认的。相对性原理再数学上就是表现为坐标变换的线性性。您不是也这样做吗?您说时空是均匀的,所以是线性变换。相对性原理,时空均匀,线性变换,都体现对称性,都用群论语言表述。相信自然界规律都满足一定的对称性,所以通过以上性质(相对性原理,规范原理)作为第一性原理当作理论的出发点,这是近代物理的一贯做法。我以上话主要还是针对HUDEMIN而言的,他用X'=X+VT(而不是X'=k(X+VT))当作是体现了相对性原理的表达式,作为第一性原理,我说他是不彻底的,显得数学上不够大方,堵住了其他的可能性。我先用X'=k(X+VT)作为出发点,宁愿最后发现k=1,这样绕一个圈子也不愿意像HUDEMIN那样从一开始就认定X'=X+VT。HUDEMIN正是用用X'=X+VT作为第一性原理,来反讽所有其他不同于Galileo变换的变换的。这就是他的《揭开...》一文的主要路子;而我说他不够大方。我是从X'=k(aX+bVT)这一更为宽松广义的变换来看待所有变换的,认为Galileo变换,Lorentz变换,还有您的更为玄妙的变换等无穷多个都是兄弟变换,各自为政,各自自洽,尽管有些变换在最后发现是没有物理意义的。】】】】


 

应该指出,物理学的建立带有理想化处理的特点,为什么1牛顿加1牛顿等于2牛顿?也许实际上是以非线性的叠加关系进行变化呢!这并不足为奇。如果数学上对长度、速度、时间的叠加可以按照非线性方式来处理,即不使用V=Vo+(dV/dt)Δt 这样的微分计算公式,另外去发明一套可以处理非线性速度叠加关系的数学系统,要那样干也当然允许。


 

问题就在于,实际上使用的是不能处理非线性速度叠加关系的数学系统,却要硬说是使用了非线性速度叠加关系的数学系统。牛顿力学并不是相对论的近似处理,它完全是建立在笛卡尔数学体系上的公理系统。相对论应该按照自己思维体系去作实验验证工作,如果实际上做不了符合相对论要求的实验,那只能说明它不具有可检验性质。


 

 关于能量守恒定律、物质不灭原理,它们是与参照系无关的自然规律。所谓的无关,并非是说可以任意指定参照系。而是在指定的参照系中计算出的能量如果与实际不符合,这个参照系就不适合用于进行这方面的计算。你说计算本来就是在牛顿力学中计算的,我以为你要使用相对论来进行计算。既然是在牛顿力学中进行,就不存在抽掉牛顿力学的事情。

【【【【“在指定的参照系中计算出的能量如果与实际不符合,这个参照系就不适合用于进行这方面的计算”,您放心,这样的事情从来都不会出现。假如一个理论满足两个条件:第一:这个理论在某一个参考系中计算得到的能量问题与实验符合;第二:这个理论又满足相对性原理(先不去管它是Galileo相对性原理还是相对论相对性。虽然它们略有区别,精神是一致的)。那么,您放心,您以上所说的事情(在指定的参照系中计算出的能量如果与实际不符合)从来都不会出现。相对论与牛顿力学就是范例。

用哪种理论(相对论还是牛顿力学)算,无关紧要,紧要的是,理论必须满足相对性原理。只要一个理论满足相对性原理(相当于时空均匀,线性变换),根据Noether定理,那么这个理论就具有很多守恒定律,这些守恒定律只要在一个参考系中成立,那么在任意参考系中也都成立。所以,您不用担心,”我们只能在质心系中算,不能在其他参考系中算“,这种事不会出现。马国梁变换,我觉得不满足相对性原理原理,变换不成群,从而丧失了一些对称性,甚至能量守恒破坏,在某些参考系中能量守恒,在另一些参考系中能量不守恒。所以,才会出现您的担心。】】】】】


 

但你说“质心系计算是错误的,...实际上都隐含着先由小鸟为参考系计算出结果”,再将它们等效变换到质心系进行表达的魔术手法?” 完全错误的理解了牛顿力学。质心系不是导出概念,它是根据质心定义,由多个物体共同确定的参照系。你应该先去研究清楚我给你看过的系统运动力学,免得又说我用修正后的牛顿力学回答你的疑问。关于这方面的内容,等你研究后再说。

【【【【【质心系统怎么会不是一个导出概念呢?您说”它是根据质心定义“,完全是空穴来风,您的回答与我的问题不在同一范畴。”它是根据质心定义“,那么这个定义是怎么来的?凭空获得的?那是在研究多体(两体)问题过程中得到的,发现它是一个方便的有用的概念,于是再做为一个定义接收下来的。】】】】

 

【【【以上全部内容还不涉及实际问题,还只是以观念问题为主。我到现在还是问昨天的老问题:您的真实意图是什么?为什么能量守恒在某些参考系中会不成立?】】】】


 

你说“在K系列坐标系中,任意两个坐标系之间的联系都可以用一个实际存在的质点将它们连接起来,这一点我不明白。我想:既然相对静止,何必再用质点来联系?这个质点允许是一个(运动的)粒子吗?”


 

说两个坐标系相对静止,这属于判断结果,怎样判断呢?就要通过对至少一个质点的呈现位置进行测量来获得证据,这个质点的运动状态可以任何选择,当然会选择最简单的运动状态了。用质点来连接两个坐标系,就是要给人为假设的关系提供实验上的证据。


 

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