洛仑兹之收缩的否定证明-挑战相对论-西陆网

[楼主] [122楼] 作者:jiuguang 发表时间: 2014/11/22 22:14

[121楼] 作者:sxgdyl

老宋认为，洛仑兹的收缩是假设不同方向有不同的度规。但实际上根本不是这样。《相对论原理》一书中有洛仑兹的论文。我大略的看了一下，洛仑兹首先提出了收缩假设，用这一收缩假设可以对与M-M实验作出合理的解释。不过洛仑兹认为，这种收缩是在物体穿过以太时，受到力的作用而收缩的。接着和重点分析了他所认为在这里发挥作用的分子力。
洛仑兹另外分析了运动参考系中的麦克斯韦方程，之所以称为洛仑兹变换应该就是由于这一分析而来的吧.
既然是在力的作用下收缩，则与弹簧在压力下收缩是一样的，与不受力相比，受力时就收缩了。不存在不同方向有不同的度规的问题。
不过受到老宋的误导，原以为洛仑兹的收缩也是一种时空变换，只不过用的仍然是和牛顿力学一样的同时。这就是提出主楼实验的原因。实验证明，在使用还牛顿力学一样的同时的情况下，与静止的圆相比较，旋转的圆的尺并没有收缩。虽然相对于S'的尺是收缩了，但相对于不转的收缩，尺是没有收缩的。
旋转圆盘也是穿过以太而运动的，按洛仑兹的假设也是要收缩的。只是圆盘作为刚体，限制了局部的收缩。不过这并没有妨碍爱因斯坦就旋转圆盘问题作出解释。不过通过主楼的实验，也可以证明爱因斯坦的假设是成问题的。

[130楼] 作者:sxgdyl 发表时间: 2014/12/06 09:46

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老刘，包括你在内，论坛中大多数网友分析问题思考问题都是“漂浮的”、“没有根基的”。

你前面对洛伦兹收缩设想的解释与我的解说是两种深度的解释，且不存在你说的冲突。你所做的仅仅是对结果的一种解释，却没有深度思考结果是怎样来的、与哪些因素有关、如何验证所给结果。

举例来说，有一个1米长的物体由Y方向转到X方向。甲给出的结论是：物体在X方向的长度小于1米，物体发生了收缩；乙给出的结论是：物体在X方向的长度仍然等于1米，物体没有发生收缩。以你思考问题的层次，你可以用分子间距缩小解释前者，也可以用分子间距不变解释后者。但是，却不能判定甲乙两人谁说的是正确的。

要判定甲乙谁对谁错，你所思考的层次是远远不够的。你必须完全清楚甲乙两人的结果是如何来的，这包括用什么样的计量工具来计量、计量规则是什么。当你完全清楚这些之后，你才可以亲自去操作，重复两人的测量过程，然后才能判定出两人的结论是对是错，而不是仅仅站在你目前的层次上给出一个解释就万事大吉。

我前面一致提醒你，要想完全理解洛伦兹收缩设想是怎么回事，你还必须深入思考数理逻辑上如何操作。你需要明确：在Y方向，你用什么样的尺子来计量物体的长度，计量规则是什么（通常，静止物体长度的计量规则约定为：被计量对象的两端与计量工具的两个刻度点两两重合，计量工具的刻度差就定义为该物体两个端点间的长度）；在X方向，你用什么样的尺子来计量物体的长度，计量规则是什么。

抛开计量规则不说，你必须思考清楚你所用的计量工具。如果你所用的计量工具与被计量对象有完全相同的性质，则你的计量对象与你所用的计量工具在长度属性上是同步的，当在Y方向计量工具的两个刻度点与物体两端重合，则转到X方向计量工具的两个刻度点仍然能够与物体两端重合，你不可能测量出物体在两个方向上的长度不一致。

所以，如果有人给出物体在Y、X方向的长度不同，你要思考的是：他用什么样的计量工具能够测量出这样的结果，数理逻辑是什么，而不是仅仅用分子间距是否变化来解释他告诉你的结果（这种只对结果的解释，是非常肤浅的，离真正理解洛伦兹收缩设想相差十万八千里）。

[131楼] 作者:sxgdyl 发表时间: 2014/12/06 17:14

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[楼主] [132楼] 作者:jiuguang 发表时间: 2014/12/06 22:10

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[130楼] 作者:sxgdyl

洛仑兹说说的收缩，当然要根据洛仑兹的论述来理解。而所谓的收缩，也仅仅是用来解释M-M实验。这种缩短是用任何计量工具都测不出来的。以很高速度做相对运动的物体除外。
老宋认为根据他的理解，可以有办法测量出这种缩短。但无论根据洛仑兹最早的收缩假设，还是后来的洛仑兹变换，都不支持老宋的理解。
或许老宋以为，两种假象的理论都对的话，就有办法证明其想法是正确的了。可问题是这是不可能的。张元仲在《狭义相对论实验基础》一书中，介绍了各种验证相对论效应的实验，但唯独没有验证尺缩的实验。虽然尺缩是人们最熟悉的相对论效应之一，但却是至今没有办法用实验验证的少数狭义相对论效应之一。虽然老宋试图理解出一种方法来，但显然得不到实验验证的支持。

[133楼] 作者:sxgdyl 发表时间: 2014/12/11 19:31

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[楼主] [132楼] 作者:jiuguang

老刘，如果你不能且不打算追究基本的数理逻辑，则以你目前的认识深度就不要轻易评论了。

很多人喜欢摸高、却不喜欢挖潜，在时空问题上，摸高是解决不了问题的。现代物理学在根基上还缺乏坚实的理论基础，停留在前人的认识上，或以前人的认识为平台向上思考问题是解决不了目前问题的。如果你想真的读懂相对论、理解洛伦兹收缩设想，那就必须以前人的认识为基础向深处挖掘，把基本的数理逻辑搞清楚了，时空问题也就清楚了。

可惜，以我这么多年的观察，整个论坛中很少有人做这件事，即使是功底深厚的沈建其也多属于以相对论为平台向上思考问题的，而不是向下思考问题、向外思考问题。就这样的形态来说，再过多少年，这个论坛的争论也是白搭。

具体到洛伦兹收缩设想，仅仅停留在书本上的那点解说，是远远不能完全理解当年的洛伦兹收缩设想是何意，我的叙述是数理逻辑上的深度挖潜，不仅与洛伦兹当年的设想没有冲突，而且是深度解析。可惜你不喜欢深度追问，更喜欢站在高处评论，以至于我们都很难一问一答地分析问题。

比方我前面问：你用什么样的计量工具能计量和判定出“洛伦兹收缩设想”是否成立，你不回答也不追究。这种基本的数理逻辑你都不想搞清楚，你半空中的论证和议论还能可靠吗（在这个论坛中，我只能努力保证我给出的结论基本上都是正确的、有根基的，也只能期望有人能逐步理解，至于期望能否实现，我就很难左右了）。

[134楼] 作者:sxgdyl 发表时间: 2014/12/11 20:45

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老刘，下面我举例并模拟一段一问一答地深度对话

有一个1米长的物体由Y方向转到X方向。甲给出的结论是：物体在X方向的长度小于1米，物体发生了收缩；乙给出的结论是：物体在X方向的长度仍然等于1米，物体没有发生收缩。

基于以上例子，甲乙之间有如下一段对话。

甲问（乙）：你用什么样的尺子计量并判定出物体没有发生收缩？
乙答：我用的是刚性尺。

乙问（甲）：你用什么样的尺子计量并判定出物体发生收缩？
甲答：我用的也是刚性尺。

甲问（乙）：你如何证明你测量用的是刚性尺？
乙答：因为我所用的尺子不受任何外力的影响。

乙问（甲）：你如何证明你测量用的是刚性尺？
甲答：因为我所用的尺子也不受任何外力的影响。

甲问（乙）：你如何证明你测量用的尺不受任何外力影响？
乙答：刚性尺是理想化的，自然不受任何外力的影响。

乙问（甲）：你又如何证明你测量用的尺不受任何外力影响？
甲答：刚性尺是理想化的，自然不受任何外力的影响。

甲问（乙）：我能通过实验来证否你说的吗？
乙答：如果一把尺子受力后，与我想象的不一样，那就不是我说的刚性尺。
甲说：如此说来，我就无法通过实验来证否你说的刚性尺？
乙答：理论上，是这样的。

乙问（甲）：我能通过实验来证否你说的吗？
甲答：如果一把尺子受力后，与我想象的不一样，那就不是我说的刚性尺。
乙说：如此说来，我也无法通过实验来证否你说的刚性尺？
甲答：逻辑上，是这样的。

甲说：所以你不能证明我使用的不是刚性尺，你不能否定我的结论。
乙说：你也不能证明我使用的不是刚性尺，同样不能否定我的结论

……无语。

以上对话，一开始，甲乙两人对自己的结论都信誓旦旦，也都会认为对方的结论一定是错误的，可是追究下去，他们所说的“刚性尺”是一个没有明确内涵的概念，即使各自心目中的刚性尺是唯一的，但不同人所想象的刚性尺却可以不同，他们的结论都是建立在一个模糊的、多义的、不确定的、不可判定的前提概念上。

老刘，也许你的想法与甲乙的对话有区别，但是，如果你对你的结论能够进行类似的追究，你或许就能发现，你的很多结论其实是建立在不确定的基础之上，把这个基础夯实了，你的结论和你的认识才会有根基，时空争论就能得以解决。

[楼主] [135楼] 作者:jiuguang 发表时间: 2014/12/12 16:35

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老宋应该是进行过深刻的思考的，但仅凭时刻思考是不够的。物理学是实验科学，即使纯理论也是要与实验结果相一致的。
所谓用刚性尺测量，一个测到的结果是缩短了，而另外一个测到的结果是没缩短。如果真有这样的情况出现，那就好办了。可惜这仅仅是老宋时刻思考的结果，而不可能得到任何事实的支持。
只有实体收缩，与实体与空间同时收缩当然是矛盾的。
收缩假设仅仅是为了解释M-M实验而提出的。没有任何实验，可以证明有这种收缩，更不要说刚性尺了。当然M-M实验对很多人来说，就是尺缩实验证明。不过我持怀疑态度。0结果可以用尺缩解释，但没有其他证据证明真的有尺缩存在（相对运动及不同的“同时”产生的尺缩除外）。我想这种解释并没有揭示0结果的真实原因，虽然我无法确定其真实原因是什么。
所谓收缩，是可以这样理解的。因为所有的东西都收缩了，因此我们不可能测到收缩，当然也无法证明其不收缩。
老宋是否可以提出相反的证据？否则，深入思考的结果，只是距事实及问题的本质更远了。

[137楼] 作者:sxgdyl 发表时间: 2014/12/12 21:00

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[楼主] [135楼] 作者:jiuguang

“因为所有的东西都收缩了，因此我们不可能测到收缩，当然也无法证明其不收缩。”这段话你说对了，由此可以推断，洛伦兹收缩设想一定不是地球系自身尺子计量下的结论，而是另外有一把非地球系（实际使用的）尺子，在非地球系（实际使用的）尺子的计量下才会有地球系尺子收缩的结论。

结合甲乙之间的辩论，甲相当于用地球系的尺子来计量地球系尺子自身，甲永远得不到地球系的尺子收缩，而乙则采用了与地球系不同的一把尺子，在这把不同于地球系的尺子计量下才会有地球系尺子收缩结论。

那么，洛伦兹收缩设想隐含的那把不同于地球系（实际使用的）尺子是什么呢？

在牛顿力学下，我们通常认为：对于地球系上的一把尺子，不论它如何旋转，地球系测量该尺子的长度是不变的，太阳系测量该尺子的长度也是不变的。然而按照这一传统认识，M-M实验的零结果是无法解释的。而洛伦兹收缩设想实质上就是对这一传统认识的改变：对于地球系上的一把尺子，不论它如何旋转，地球系测量该尺子的长度还是不变的（相当于地球系实际使用的尺子测量自身），而太阳系测量该尺子的长度则是变的（这与相对论的认识是一致的）。这一改变就解释了M-M实验的零结果。

即，洛伦兹收缩设想相当于说：从太阳系来测量，地球系实际使用的的尺子在不同的方向有不同的长度。于是，洛伦兹收缩设想隐含的那把尺子可以是太阳系的尺子，也可以是与地球系相对静止、在太阳系看来长度不因旋转而改变的尺子（非地球系实际使用的尺子）。结合甲乙之间的争论，甲相当于把地球系实际使用的尺定义为“刚性尺”，乙相当于把前面所称的非地球系实际使用的尺定义为“刚性尺”，相对各自使用的尺子，甲、乙给出的结论都是对的。

老刘，希望你把这样的数理逻辑关系完全理解清楚之后，再回过头来看看你我的发言。

[楼主] [138楼] 作者:jiuguang 发表时间: 2014/12/17 23:02

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[137楼] 作者:sxgdyl
前几天已回复了，通常过一段时间就会出来。可是今天打开看，仍然没有出现，只好重写，写的内容也会有很大差别。上次写的什么，不能完全记住了。

“于是，洛伦兹收缩设想隐含的那把尺子可以是太阳系的尺子，也可以是与地球系相对静止、在太阳系看来长度不因旋转而改变的尺子（非地球系实际使用的尺子）。”

请老宋解释一下，为什么也可以是“与地球系相对静止、在太阳系看来长度不因旋转而改变的尺子”？
除非是纯假设，否则是没有实际意义的。

须知，太阳系的尺，是相对太阳系静止的尺。

[139楼] 作者:sxgdyl 发表时间: 2014/12/18 21:18

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[楼主] [138楼] 作者:jiuguang

在洛伦兹收缩假设中，“与地球系相对静止、在太阳系看来长度不因旋转而改变的尺子”不是真实存在的，但可以帮助你形象地分析问题理解问题，不妨碍我们确定其应有的运行轨迹，根据其运行轨迹就可以确定与太阳系之间满足伽利略变换的地球系尺子的计量单位。

即根据太阳系已有的计量约定，加上伽利略变换，我们已经可以确定地球系XYZ方向的计量单位米（与太阳系之间满足伽利略变换的基准米，以下简称地球系【某方向】的伽利略基准米），用这样的基准米就可以确定地球系实际使用的米尺是否存在收缩的问题。如果一把地球系实际使用的尺子在Y方向与地球系Y方向的伽利略基准米重合，转到X方向仍然与地球系X方向的伽利略基准米重合，则地球实际使用的尺子就等效于地球系的伽利略基准米，无论在太阳系来测量还是在地球系来测量，这把尺子在两个不同方向的长度保持不变，洛伦兹收缩设想就不存在了；如果一把地球系实际使用的尺子在Y方向与地球系Y方向的伽利略基准米重合，转到X方向比地球系X方向的伽利略基准米短，则地球实际使用的尺子就不是地球系的伽利略基准米，无论在太阳系来测量还是在地球系来测量，这把尺子在两个不同方向的长度都是不同的，洛伦兹收缩设想就存在了。

简单地说：我们可以基于太阳系确定地球系的伽利略基准米，然后再用地球系的伽利略基准米来判定地球系实际使用的尺子是否存在洛伦兹所说的收缩。虽然这种直接的操作和判定需要人类有足够的能力，但并不妨碍理论上的清晰、数理逻辑上的正确。

洛伦兹收缩设想不是上述方法下的直接测量和判定，而是通过MM实验结果间接推论出来的。以太阳系的光速各向同性以及与之配套的计量约定为基础，假如MM实验的两个仪器臂在太阳系中的测量结果保持不变（根据伽利略变换，用地球系的伽利略基准米来测量也应该不变），则实验结果不应该等于0，而真实的实验结果等于0，由此反推出：MM实验的两个仪器臂在太阳系中的测量结果是变化的（根据伽利略变换，用地球系的伽利略基准米来测量也是变化的），X方向的计量结果应该比Y方向小，具有1/r的关系。

因此，按照洛伦兹的收缩设想，地球实际使用的米尺不是地球系的伽利略基准米，这个实际使用的米尺与太阳系的计量约定之间不满足伽利略变换。那么，这个实际使用的米尺与相对论有什么关系呢？这里告诉你，这个实际使用的米尺与太阳系的计量约定之间满足洛伦兹变换，这个实际使用的米尺是相对论在地球系上的基准米。

即，以太阳系光速各向同性为前提，如果洛伦兹收缩设想是成立的，则地球系实际使用的尺子与太阳系的尺子之间不符合伽利略变换，地球系实际使用的尺子与太阳系的尺子之间满足洛伦兹变换。于是就出现我早就给出的结论：在X方向，牛顿力学与相对论的长度计量单位是不同的，如果牛顿力学和相对论在太阳系的计量完全相同，则在地球系上（把地球系与太阳系看做近似的惯性系），在地球系相对太阳系的速度方向上（即我们所说的地球系X方向上），相对论的计量单位（按照洛伦兹收缩设想，相对论的计量单位也就是地球系实际使用的米尺）是地球系伽利略基准米的1/r（地球系伽利略基准米是由太阳系基准米按照伽利略变换确定的）。

老刘，说了这么多，也不知道你能否理解。

[142楼] 作者:sxgdyl 发表时间: 2014/12/20 07:32

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[140楼] 作者:wxlxa

甲乙两人正在谈论小王，甲说小王高高的、瘦瘦的，乙说小王矮矮的、胖胖的，甲说乙在说瞎话，乙说甲在说瞎话，两个人就谁在说瞎话争论了半天，互不相让，结果不欢而算。

甲乙两人的争论焦点是谁在说瞎话，以这种思维层次来争论，必定是谁都不服谁，都说对方错，不可能解决争端。这种争端的解决需要向深层次要答案，而不能停留在“谁在说瞎话”这一层面，深挖“小王是谁”才是解决问题的关键，把这个层次的问题说清楚，争端就解决了。因为，甲乙口中的小王是两个不同的人。

所以，如果你想在时空问题上做点什么，就不要停留在谁对谁错的层面思考问题，你需要从更深的层次分析问题。比如，伽利略变换和洛伦兹变换是什么、怎么来的、需要有什么样的前提作支撑，两者所依赖的前提是不是明确的、一致的，其数理逻辑是什么，是必然的、还是人为的，等等。

而你要做到这一层面，绝不是几日甚至几年之功，尤其是理念的转变是相当困难的。

我看过你的帖子，也看过很多人的帖子，但我很少在这样的帖子中发言。比如，你曾提过与“同时事件”或“同步时钟”有关的问题，如果只是停留在两个事件是不是同时事件、两个时钟是不是同步这样的层面来争论问题，那就与前面的甲乙一样，只剩下打嘴仗了。否则，你必须清晰地、明确地、无歧义地知道或定义自己口中的的“同时事件”、“同步时钟”是什么，也必须清晰地、明确地、无歧义地搞清楚其他人口中若干“同时事件”、“同步时钟”是什么、有没有区别，以及与自己口中的是否一致，等等？

最后，就你提出的问题简单说几句。时空变换乃是人为规划的，可以有无数的时空变换关系成立，伽利略变换、洛伦兹变换都可以在一定的人为规划下成立，是无数可成立时空变换中的特例，没有任何人能推理出其中一个必然成立；而牛顿力学和相对论中的“同时事件”或“同步时钟”就如同甲乙口中的“小王”，其内涵和外延不是完全相同的，仅仅是相对论中，站在不同坐标系立场所说的“同时事件”或“同步时钟”仍就如同甲乙口中的“小王”，其内涵和外延是不一样的。当你能在这一层次甚至更深的层次上思考问题、并大有进展，我们之间就可以进行有效的探讨，你说的问题自己就能解释了(就如同，只要甲乙把“小王是谁”说清楚了，争端就消失了)。

[楼主] [147楼] 作者:jiuguang 发表时间: 2014/12/22 00:29

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[139楼] 作者:sxgdyl
我写了两次回复都未显示出来。
我理解老宋的想法。老宋假设有两种尺分别符合伽利略变换和洛仑兹变换，则可以看到在相对于地球静止的时候，两种尺的不同反映在X方向。老宋试图用不同的“度量”来使两种尺都能合乎逻辑。
但问题是，日心系的尺是相对于日心系静止的尺。相对于地心系静止的尺只有一种，而不可能有分别符合两种变换的尺。
洛仑兹变换中，相对运动的参考系，使用了不同的“同时”，这是最主要的一点，老宋却有意忽略之，总强调是“度量”问题。
而在相对论中，相对于地球静止的参考系，实际上是另外一个有着与日心系不同的“同时”的参考系，在这个参考系中V=0，两种理论都没有问题，也没有“度量”的不同，这样相对运动的物体才会出现问题。

[148楼] 作者:sxgdyl 发表时间: 2014/12/28 18:17

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[楼主] [147楼] 作者:jiuguang

洛伦兹的长度收缩设想是“单向的”，即在地球系与太阳系的“同时”完全一致的前提下，如果地球系的尺子存在洛伦兹所说的收缩，则用太阳系的米尺测量地球系实际实际使用的米尺（X方向的测量，或洛伦兹所说的以太运动方向的测量，下同），得到的结果是1/r米；反过来，用地球系实际使用的米尺来测量太阳系的米尺，得到的结果是r米，此种情形下无论是太阳系还是地球系得到的都是“地球系的尺短，太阳系的尺长”，不存在相对收缩的问题。在前一基础上，如果再按照光速不变的要求改变地球系的对钟，则用地球系实际使用的尺子测量太阳系米尺，得到的结果就会由原来的r米变成1/r米，而地球系的对钟改变不影响太阳系的测量结果，太阳系测量地球系实际使用米尺的长度仍然是1/r米，于是就出现我们常说的相对尺缩。

即洛伦兹所说的收缩设想仅仅是地球系实际使用的计量单位与根据太阳系、伽利略变换推出的地球系米尺不同，而相对论的“相对收缩”是在前一基础上，加上“同时”的改变才会有的结论。

因此，如果仅仅探讨洛伦兹收缩设想，则与“同时”的改变还不沾边。

老刘，在这些问题上，你认为你的数理逻辑是清晰的吗，能想清楚每一个细节吗？如果不是，请细看我发的所有帖子，我所给出的结论都有清晰的数理逻辑作后盾，相对而言思考问题的深度要多出很多层，正确率是非常高的。