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从各系看,两个小球与A、B的距离是否相等:La=Lb?
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2003/09/25 16:04
点击:346次

我觉得这样问是否恰当:
题设与陈先生的相同,
只是假设两个小球与A、B两端点的距离分别为:La和Lb,
问在动系看来,是否也永远有:La=Lb?
如果回答是,那么动系也应该得出:小球同时到达A、B端点,
如果回答不是,为什么?

从静系看,两小球的连线是永远平行于杠杆的,
从动系看,两小球的连线如果不平行于杠杆了,为什么?
La和Lb出现了不同的“尺缩”效应?不会吧?
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 [2楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2003/09/25 16:38 

回复:您的问题我在给出我的数学推导时早已考虑过。

我觉得这样问是否恰当:
题设与陈先生的相同,
只是假设两个小球与A、B两端点的距离分别为:La和Lb,
问在动系看来,是否也永远有:La=Lb?

【【【类似的问题我在给出我的数学推导时早已考虑过。不过从您的设问看,您好像提出的装置与陈先生严重不同。】】】
如果回答是,那么动系也应该得出:小球同时到达A、B端点,
如果回答不是,为什么?

从静系看,两小球的连线是永远平行于杠杆的,
从动系看,两小球的连线如果不平行于杠杆了,为什么?
La和Lb出现了不同的“尺缩”效应?不会吧?

点击此处去除该广告>
[楼主]  [3楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/09/25 18:12 

不同吗?没有吧?

没有什么地方不同吧?
La=xA
Lb=x'B
这样“同时”的问题转化成了“等长”的问题?
等于是“时慢公式”与“尺缩公式”自相矛盾了?

另外沈先生是否考虑过:
如果假设静系认为两个小球是在10:00同时到达A、B的,
很显然这个10:00是指的静系内的时钟时间,

那么动系可能认为一个小球是10:00到达A点的,
另一个小球是10:30到达B点的,
那么这里的10:00和10:30是指的动系内自己的时钟时间呢?
还是指的动系观测静系内的时钟得到的时间呢?


 [4楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/26 09:02 

回复:看来需要进行方法论教育

静系看La=Lb,是静系认为“同时”测量的,而动系根本就不认为静系的这两个测量是”同时“的,动系按自己的“同时”来测量,当然有La<>Lb。

重发旧帖,以让大家明白现代物理学中极其重要的”可观测性“问题。

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!
自然让绝对同时观已深入潜意识的人们莫明其妙。

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;但对于唤起公众的好奇心,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点,其读数差,也就是经历的时间长短,是不可比的。而在同一点最多只有一瞬间,因此两个钟总是不在同点。

设有相对运动的A,B钟,在相遇的瞬间“同时”(“同地同时”是“绝对同时”)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”读数,否则比较是没有意义的,不能得出谁快谁慢的有意义结论。可是由于不同地点没有绝对的同时(“同地同时”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”(即“异地同时”)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”,而不是那种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(“异地同时”),让B钟与这些钟“就地”比较读数(“同地同时”读数并比较)。B钟的随动观察者当然不同意A的这些钟是“同步”的,但A钟的随动观察者可以不加理睬,这样他就可以用自己的“同时性钟系”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’,而将我自己这些钟的读数叫做‘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,总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(用我的同步钟系中的两个钟测得,涉及了异地同时)相对于你的固有时间(你的同一个钟测得的时间)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”加上定语,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”也就是“异地同时”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“异地同时”。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,这是牛顿或伽利略也不能认同的。
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,但有好几种相互作用或粒子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,所以爱因斯坦就用光速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]  [5楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/09/26 13:39 

可是如果“第三者”观测速度相等呢?得到Va=Vb呢?

不过动系如果作为“第三者”呢?
他会认为小球相对天平的速度不相等吗?
他也不用同时测量两个小球的位置,
只要分别测量两个小球的速度(匀速运动)不就可以做出判断了吗?
判断的结果不是同时到达A、B两点吗?

再明显一点说,
由于运动的相对性,把天平小球系统放在动系中呢?
那么静系不就成了“第三者”了吗?
如同地面观测飞机上人的速度?

 [6楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/26 13:59 

回复:混淆了几何速度与动力学速度

不过动系如果作为“第三者”呢?
他会认为小球相对天平的速度不相等吗?

[[这就是C看来A相对于B的速度VABC,这是双参照速度或几何速度,不是动力学速度,后面的内容一再出现这个混淆。你再仔细读一下我或建其的帖子吧]]

他也不用同时测量两个小球的位置,
只要分别测量两个小球的速度(匀速运动)不就可以做出判断了吗?
判断的结果不是同时到达A、B两点吗?

再明显一点说,
由于运动的相对性,把天平小球系统放在动系中呢?
那么静系不就成了“第三者”了吗?
如同地面观测飞机上人的速度?

[楼主]  [7楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/09/26 14:34 

回避问题吧?

我不大明白,狭义相对论怎么会与“动力学”相关呢?
你们说的大概是“运动学速度”吧?
那么运动学速度不是用几何矢量方法计算的吗?
或者是由于光速与其它速度不具有矢量运算性质?
所以要用“动力学速度”来区分这一点?

你的看法有点回避问题的意思了吧?
第三者即可以用经典的方法来作出判断,
也可以用相对论的“同时相对性”来做出判断,
但是两个判断的结果产生了矛盾,如何取舍呢?

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