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沈先生请进批示
[楼主] 作者:abada  发表时间:2003/10/13 07:57
点击:256次

相对论洛伦兹变换有一个暗含的前提就是它描述两个相对运动惯性系的各自测量时间的“钟表”互换不可区分,就是必须用“同样的钟表、同样的时间单位”,否则洛伦兹变换不可能成立。(现在单位时间的定义,就是按铯原子的振荡频率来定义,因此,理论上的铯钟就是铯原子。)

什么是相同的钟表?操作上定义就是钟表A与钟表B互换后,钟表的性能与各自坐标固定的“标准钟”相对照,操作上不可区分A、B是否互换了。

既然相对论需要钟表互换不可区分,而铯原子作为钟表,是可以在理论上完全严格地满足“全同性”要求的。这正是由于量子力学的测不准原理,使测量的精度有个极限。人不能超越这个极限。于是在此极限内是严格不可区分的,是“全同的”---“全同性”的操作性概念由此而来。。。

(我认为广义相对论应当可以证明两惯性系操作上钟表互换不可区分性与互换的路径方式无关,钟表互换不可区分包括不能发现单位周期的变化和时刻读数的变化;两非惯性系操作上钟表互换不可区分性,指互换后可能仅不能发现单位周期的变化,时刻读数可能变化 )。

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再说实际。实际上当我们说石英钟等宏观钟表“互换不可区分”或“全同性”时,意指“他们在时间测量方面的误差与某一个标准种”不能区分,其他如外壳方面的差别在此(时间测量方面)并没有意义。

因此,说石英钟“在一定的误差范围内”互换不可区分,有“全同性”,是在实际意义上讲的。

总之,在理论上讲,以铯原子为“铯钟”的钟表,是可以严格作到不可区分的(由于测不准原理),在实际意义上讲,在一定误差范围内两个石英钟互换不可区分是可能的。 这个误差范围的(精度)要求,对同一参照系的钟表互换、不同参照系的钟表互换的鉴别,应当保持一致。

上面所说的这些,可为<相对论洛伦兹变换有一个暗含的前提就是它描述两个相对运动惯性系的各自测量时间的“钟表”有全同性(互换不可区分),就是必须用“同样的钟表、同样的时间单位”>提供依据。

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 [2楼]  作者:gguutt  发表时间: 2003/10/13 10:50 

回复:两个惯性系间互换钟表也得涉及加速过程,因此只能是广义相对论中钟表时率变化与路径无关
我相信您的结论在广义相对论中是成的,不知建其能否定量证明。
 [3楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2003/10/13 14:41 

回复:错了,广义相对论中时钟与路径是有关的
最简单的例子就是飞机载原子钟环绕地球的实验
 [4楼]  作者:gguutt  发表时间: 2003/10/13 15:51 

回复:您误会了时率的含义
我说的是两个相同的钟从同一点出发,经过不同路径又回到同一点或到达新的同一点静止后比较,时率——时钟走动的速率——不是读数——应当保持相同,即时率的路径无关性,而非读数的路径无关性。 您原文中“两非惯性系操作上钟表互换不可区分性,指互换后可能仅不能发现单位周期的变化,时刻读数可能变化”,意思就是这样啊!我只是指出互换必然包含加速过程,从而只剩下广义相对论中的时率变化与路径无关,而只与始末位置相关。
 [5楼]  作者:gguutt  发表时间: 2003/10/13 17:32 

回复:不用求证了,您说的是相对论的另外三条鲜为人知的公设之一
http://www.mathpages.com/rr/s1-06/1-06.htm>
 [6楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2003/10/13 17:39 

可以不用同样的时间空间标度。这就是共型变换(conformal transformation)。共型群比Lorentz群大,有15个生成元,包含着Lorentz

相对论洛伦兹变换有一个暗含的前提就是它描述两个相对运动惯性系的各自测量时间的“钟表”互换不可区分,就是必须用“同样的钟表、同样的时间单位”,否则洛伦兹变换不可能成立。(现在单位时间的定义,就是按铯原子的振荡频率来定义,因此,理论上的铯钟就是铯原子。)

【【【【可以不用同样的时间空间标度。这就是共型变换(conformal transformation)。共型群比Lorentz群大,有15个生成元,包含着Lorentz群(它只有6个生成元)。但是,实际物理实验并不支持共型变换,说明还没有必要把Lorentz群扩展为共性群。】】】

什么是相同的钟表?操作上定义就是钟表A与钟表B互换后,钟表的性能与各自坐标固定的“标准钟”相对照,操作上不可区分A、B是否互换了。

既然相对论需要钟表互换不可区分,而铯原子作为钟表,是可以在理论上完全严格地满足“全同性”要求的。这正是由于量子力学的测不准原理,使测量的精度有个极限。人不能超越这个极限。于是在此极限内是严格不可区分的,是“全同的”---“全同性”的操作性概念由此而来。。。

(我认为广义相对论应当可以证明两惯性系操作上钟表互换不可区分性与互换的路径方式无关,钟表互换不可区分包括不能发现单位周期的变化和时刻读数的变化;两非惯性系操作上钟表互换不可区分性,指互换后可能仅不能发现单位周期的变化,时刻读数可能变化 )。

---------------

再说实际。实际上当我们说石英钟等宏观钟表“互换不可区分”或“全同性”时,意指“他们在时间测量方面的误差与某一个标准种”不能区分,其他如外壳方面的差别在此(时间测量方面)并没有意义。

因此,说石英钟“在一定的误差范围内”互换不可区分,有“全同性”,是在实际意义上讲的。

总之,在理论上讲,以铯原子为“铯钟”的钟表,是可以严格作到不可区分的(由于测不准原理),在实际意义上讲,在一定误差范围内两个石英钟互换不可区分是可能的。 这个误差范围的(精度)要求,对同一参照系的钟表互换、不同参照系的钟表互换的鉴别,应当保持一致。

上面所说的这些,可为<相对论洛伦兹变换有一个暗含的前提就是它描述两个相对运动惯性系的各自测量时间的“钟表”有全同性(互换不可区分),就是必须用“同样的钟表、同样的时间单位”>提供依据。

[楼主]  [7楼]  作者:abada  发表时间: 2003/10/13 17:40 

大概翻一下意思吧
沈先生请进批示
[楼主]  [8楼]  作者:abada  发表时间: 2003/10/13 18:00 

看到了。用广义相对论计算可以看到相对论的自恰性
沈先生请进批示
 [9楼]  作者:gguutt  发表时间: 2003/10/13 18:56 

回复:大意如下
 

The conventional axiomatic approach to deriving the Lorentz transformations follows closely the form of Einstein's 1905 paper, in which the special theory of relativity is formally deduced from two empirically derived principles:

用传统的公理化方法得出洛仑兹变换的推导见于爱因斯坦1905年的论文,论文中提出了两条经验性原理,他从这两条原理演绎出了狭义相对论:

(1) The laws of physics take the same form with respect to any inertial system of coordinates.

物理定律在任何惯性系中有相同的形式

(2) The speed of light is c with respect to any inertial system of coordinates.

在任何惯性系中光速都是c

Although Einstein explicitly highlighted just two principles as the basis of special relativity in his 1905 paper, he later acknowledged (in an unpublished manuscript known as the Morgan document, written in 1921) three additional and important assumptions that had been tacitly invoked in that paper:

尽管爱因斯坦1905年论文只强调了两条原理作为他的狭义相对论的基础,但他后来承认(在经摩根整理的爱氏未发表的手稿中,1921年)1905年的论文实际上隐含了三条附加的重要公设:

(3) Homogeneity: The intrinsic properties of ideal rods and clocks do not depend on their positions in (empty) space, nor do they vary over time.

时空均匀性:理想量杆和钟的内在性质不依赖于其在真空中的位置,而且不随时间变化。

(4) Spatial Isotropy: The intrinsic properties of ideal rods and clocks do not depend on their orientations in (empty) space.

空间各向同性:理想量杆和钟的内在性质不依赖于其在真空中的方向。

(5) Memorylessness: The extrinsic properties of rods and clocks may be functions of their current states of motion, but not of their previous states of motion.

历史无关性:量杆和钟的外在表现仅仅是它们当前运动状态的函数,而与它们先前经历过的运动无关。

 [10楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2003/10/13 23:00 

是你糊涂了,你的加速过程与静止时的时率有什么关系?
沈先生请进批示
 [11楼]  作者:gguutt  发表时间: 2003/10/14 10:06 

回复:正是没有关系,才说路径无关呀!
这个路径也包括了换钟的路径。换钟路径中涉及加速过程,只会影响读数,而不会影响换钟后的时率。
 [12楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2003/10/14 17:50 

看看自己的帖子,既然无关,为什么要用广义相对论?
本来就与时率无关。
 [13楼]  作者:gguutt  发表时间: 2003/10/15 14:27 

回复:理解问题

路径无关在狭义相对论中是公设。如果要“证明”,由于路径涉及加速度,所以要用到广义相对论。

但这种证明好比沈建其证明“杠杆两端的冲量矩是同时到达中点”一样本质上证明的是狭义相对论符合“同地同时是绝对同时”的公理。

这里也一样,我相信广义相对论中可以做出路径无关的数学证明,但这也不过是证明广义相对论符合“钟的时率与过去经历无关”的理想钟公设而已。

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