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上一主题:无层, 原子钟的记时规律与运动速... 下一主题:我真希望这是主流物理学家们的看法
固有速度=固有长度/固有时间 ?
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2003/09/17 16:38
点击:881次

读帖时,帖子不存在
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上一主题:无层, 原子钟的记时规律与运动速... 下一主题:我真希望这是主流物理学家们的看法
 [2楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/17 16:59 

回复:尺缩钟慢的误导—不可比

反相者或初学者最困惑的问题也许就是:
相互做匀速运动的两个钟你说我变慢了,我说你变慢了;
相互做匀速运动的两根尺你说我变短了,我说你变短了;
而相对论却说两者都对!
自然让习惯了牛顿时空并已经深入直觉的大家莫明其妙。


其实,相对论虽然是经过充分检验的比较好的理论,但却非要惊世骇俗,作出什么“尺缩钟慢”的推论,确实有误导的嫌疑;但对于扩大相对论的公众影响力,确有莫大的宣传效果。


严格地说,相对运动的两个钟如果不在同一地点,其读数差,也就是经历的时间长短,是不可比的。而两个钟在同一地点最多只有一瞬间,因此两个钟总是不在同地点。


设有相对运动的A,B钟,在相遇的瞬间同时启动,从零开始计时。等到相隔一定距离后,问A,B钟的读数谁大,也就等价于问哪个钟快。


然而,比较两个钟的读数大小,必须是“同时”读出的数,否则比较是没有意义的。可是由于不同地点没有绝对的同时(同一地点的“同时”是绝对同时,因此可以说两个钟是“同时”启动的),两个随钟运动的观察者永远不能就“同时读数”相互认可,所以这种情形下比较两个钟快慢的问题是一个不恰当的问题。


因此对于比较钟的快慢的提问,最好的回答是“不可比”,而不是如不附加详细说明就有误导性的“都相对变慢”的回答。如果一定要“比”,我们必须非常清楚地附加说明“比”的操作过程。比如,A钟的随动观察者可以在其参考系中遍置自认为“同步好”的钟,让B钟与这些钟“就地”比较读数。虽然B钟的随动观察者不同意这些钟是“同步”的,但A钟的随动观察者可以不加理睬,这样他就可以对B的运动进行自洽的描述。


如果A钟的随动观察者不耐烦B钟的随动观察者的抱怨,他可以说,“好了好了,我将您报告的读数叫做‘固有时间’,而将我这些钟的读数叫做‘观测时间’,好不?”


至于尺缩,也是因为必须在不同地点“同时”记录动尺的两个端点位置。A钟随动观察者曰:“反正对我而言,遍步空间的钟都是‘同步’好了的。动尺的随动观察者,你总是唱反调,说我不是同时测你那尺的两个端点位置。好吧,我将你报告的尺长叫做‘固有长度’,将我测得的长度叫做‘观测长度’,行了吧?”


用“固有时间”和“观测时间”术语来回答前面的钟速比较问题,应当是:“我的观测时间相对于你的固有时间变快了(膨胀了)”,或者“你的固有时间相对于我的观测时间变慢了”。同理,“我的观测长度相对于你的固有长度收缩了”。这样将两个“时间”或“长度”加上前缀,就可以部分避免误导或歧义。


反相者会问,为什么没有“绝对同时”?这就涉及到不同地点的钟的“同时”或“同步”的操作性定义问题。


我们让两个异地的钟同步,必须在两个钟之间传递信息才行。而信息的传递速度是有限的(设这个速度上限是L),则速度的合成就不能是线性的,即u(+)v<>u+v,否则就会有0.8L(+)0.8L=0.8L+0.8L=1.6L,与信息传递的速度存在上限(L)相矛盾。带括号的加是“速度合成加”(其实是速度合成函数的算符形式的表达),不带括号的加才是代数加(我发现这里的讨论者大多没有这种避免歧义的意识,经常写c+v=c或c-v=c的式子)。


只要速度合成不是线性的,就不会有所有观察者都同意的“同时”。证明如下:
A————O————B为静止系,O为A,B的中点。从O点向A,B同时发出速度均为v的粒子a,b,则静止系的观察者认为粒子a,b同时到达A,B点。而对于以速度v自A向B匀速运动的观察者而言,b粒子静止不动,B点以速度v撞上b粒子。而A点以速度v向左运动,a粒子以v(+)v<>2v的速度在追赶A点,在运动的观察者看来,a粒子相对于A点的几何速度为[v(+)v]-v<>2v-v=v,也就是说,在运动观察者看来,B点撞上b的速度与a追赶A的速度不同,但它们追赶的距离是相同的,因此a粒子赶上A点与b粒子撞上B点不是同时的。


顺便提一下“动力学速度”和“几何速度”,沈建其先生在许多帖子中针对几何超光速或其它一些速度合成的错误,一再提到这两个速度的区别。不过我还是想再说一下,速度的严格表达应当是Vabc,意义是在c看来a相对于b的速度。如果b和c不同,则我称之为“双参照速度”,有两个参照物b和c,也就是“几何速度”(几何速度是可以线性合成的,但只可以合成两个速度),不过我认为“双参照速度”更加直白;如果b和c相同,则称之为“单参照速度”,也就是“动力学速度”,记为Vabb,简记为Vab。


如果速度存在上限(L),那么所有惯性系内观测到的上限(L)都应当是相同的,否则就可以根据观测到的不同L知道惯性系的“绝对运动”,这与参照系平权原理相背,这是牛顿也不能认同的。
推论一:L(+)v=L


因此,证实或证伪狭义相对论的核心问题就是“信息传递的速度究竟有无上限?”
到目前为止,确实还没有发现物质和信息的速度超过某一上限,但有几种相互作用的速度达到了这个上限:光,胶子,引力,或许还有中微子。因为光是最常见的,所以将就用光速c来作为L的代言人啦:)
高速粒子衰变,如pai介子衰变放出miu介子,miu介子衰变放出电子,都没有发现次生粒子超过L。而这些粒子在静止时衰变都可放出接近L的次生粒子的。
推论二:u(+)v<u+v


要是哪一天发现了超光速,哦,对不起,我们只好取消光速作为极限速度L代言人的地位啦,可是我们的方程并不需要改变。
如果哪一天发现速度上限不存在,哦,爱因斯坦,对不起啦!但是那些该死的介子怎么办哪?

[楼主]  [3楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/09/17 17:46 

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 [4楼]  作者:王建华850  发表时间: 2003/09/17 19:25 

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 [5楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/18 09:59 

回复:不存在什么固有速度!

固有时间和固有长度都是被观测者自己量自己的时间和长度得出的结论。

当被观测者(B)认为自己”固有长度“的一根尺完全通过观测者(A)的一个标记物时用去了”固有时间“,这两者的比值正是被观测者认为的观测者的相对与自己的速度(VAB),而这个速度与观测者的看法相同,也就是观测者认为的被观测者的速度(VBA)。

VAB=VBA,这差不多应是一个公理否则参照系就不能平权了。

 [6楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/18 10:04 

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 [7楼]  作者:王建华850  发表时间: 2003/09/18 10:26 

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 [8楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/18 10:41 

回复:相对论标准观点的反驳

就以您的飞机上走动的乘客为研究对象吧。

但需要先提一下几何速度(双参照速度)与动力学速度(单参照速度),请看我的”尺缩钟慢的误导“一帖。

飞机系测乘客的速度的方法是:机舱首尾各有一个按飞机系的观点”同步“好的钟,乘客从机舱尾的钟的t1时刻出发,走到机舱首时,机舱首的钟时刻为t2,因此飞机系用机舱的长度除以(t2-t1),得到乘客相对于飞机的速度。这个速度是“飞机看来乘客相对于飞机的速度“,也就是单参照速度或动力学速度。

而地面观察者根据自己的同时性序列(假想为遍布地面系的”同步“钟)看来,飞机上的钟是没有同步好的,根据地面的同时序列来测量的机舱长度与飞机系所测得的长度也不一样。

地面系测飞机的速度用的是地面系的“同时序列”,地面系直接测飞机上乘客相对于地面的速度也用的是地面系的同时序列。因为用的是相同的同时序列,所以地面系看来,乘客相对于飞机的速度(双参照速度,几何速度)是可以直接由两个速度——乘客相对与地面的速度和飞机相对与地面的速度——代数相减得到的。

由于地面系和飞机系使用了不同的“同时序列“,地面系看来乘客相对于飞机的速度(双参照速度,几何速度)与飞机系看来乘客相对于飞机的速度(单参照速度,动力学速度)不同才是合理的,相同才是奇怪的。

我不喜欢用数学公式,因为那会淹没相对论的本质。当然如果出于应用目需要定量则另当别论。

真正理解相对论最好不要在数学公式上打转,而是真正去领会同时的相对性的深刻意义,对自己充满绝对同时观的潜意识进行洗脑。这也是“尺缩钟慢的误导”一文的本意。

 [9楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/18 10:57 

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 [10楼]  作者:王建华850  发表时间: 2003/09/18 11:31 

我用数学已经证明了。

我用数学已经证明了,相对论的时慢说法与运动的相对性原理相矛盾。我不与您再费口舌了。

另外相对论的同时性相对性说法是一个先验的假设条件,相对论先做了假设,然后用这个假设去证明相关的问题。这是逻循环证。

 [11楼]  作者:王建华850  发表时间: 2003/09/18 11:37 

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 [12楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/18 12:06 

回复:这不叫循环论证——这叫公理化方法

相对论并没有预先假定同时的相对性。同时的相对性是导出结论。导出这个结论的前提就是光速不变原理和速度叠加原理。

把两个原理当作先验正确的,然后逻辑地建立相对论,这叫公理化方法,不叫循环论证。因此不可能在相对论中找出内在的逻辑矛盾。

推翻相对论,必须推翻其公理。而公理的推翻方法只有一个,那就是用实验证明它不符合客观实在。物理理论和数学理论不一样,只要它不符合客观实在它就错了。而数学理论只需要自洽就行了,所以罗氏几何才能与欧氏几何并存。

我们反过来看,绝对同时的存在需要什么逻辑前提。

首先必须公理地认可”同地的同时“是绝对同时。接下来我们应确定两个异地钟的同时。这时我们需要在两个钟之间传递信息,才能让两个钟”同时“(同步)。绝对同时必须假定二者之一:(一)信息以无穷大速度传播;(二)速度能够线性叠加。

第一条没有任何事实依据。第二条已经被高速运动的粒子衰变所否定。

以上结论的逻辑论证过程请看本人的其它几个帖子。

(1)尺缩钟慢的误导

其它的都在本论坛上早些时候发表的,您自己找吧。

 [13楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/18 12:08 

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 [14楼]  作者:王建华850  发表时间: 2003/09/18 12:14 

读帖时,帖子不存在
 [15楼]  作者:王建华850  发表时间: 2003/09/18 12:21 

我反驳教材上观点,您要是懂相对论而又想为相对论打抱不平,那您就必然要指出我的错误,否则您就能用您的观点来反驳了。
 [16楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/18 14:03 

读帖时,帖子不存在
 [17楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/18 15:06 

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 [18楼]  作者:王建华850  发表时间: 2003/09/18 17:29 

同时性问题的证伪涉及面太多,水到渠成后,您就不需要我证伪了。。

 

 [19楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2003/09/19 10:47 

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