同时,是日常生活中经常用到的词汇,但物理中的“同时”概念,与日常用的同时相去甚远,很多人却不知其中的不同,在此特别指出以正视听,请不要再有人拿日常生活中的同时概念在这里讨论了。 现代物理是以数学为基础的。而数学是及其严谨的。 例如,点也是常用词汇,例如一种笔画,而数学中的点则是无大小的,或者为了更准确的理解,应该说是零大小的。但有人则以几何书中的图错了吗?来否定点的无大小的概念。而我们只需要放大N倍,几何图当然是可以放大的,就可以将有大小的点放大到任意大小,远超出人们可接受的点的大小,这样就可以使坚持点有大小的人放弃他们的坚持。只有无大小的点,不论放大多少倍,仍然是无大小的点。 一个同时问题的例子。假如,钟表店中有两只走着的钟表,如果分秒不差,而且秒针同时跳动,那么我们会说这两只表非常准,他们指示的应该就是是同时。不过这里的同时也只是日常生活中的同时,与物理中的同时概念相去甚远。物理中的同时,也是要用数学概念的。 时间是一维的,因此可以用线表示,当然也包括点。而同时是指,两个相对静止的空间点(为了便于理解,用两个时钟表示),两个空间点的对应的时间,分别是一条直线,也就是可以用两条平行线表示这两个空间点的时间。而两个空间点的同时,是两条表示时间的平行线上的两个时间点的同时,是一个时间点对一个时间点的同时。时间点也是没有大小的。虽然理论上如此,但物理学又是实验科学,在实验中仍然有精度和误差的限制。涉及实验的同时,只能在精度和误差许 可的范围内进行,这又与理论上无大小的点相差太远了,但有些问题仍然是可以通过实验,在精度和误差允许的范围内给出清楚说明的。 t'=γ(t-vx/c2) 是洛仑兹变换中的公式之一。这里涉及两个相对运动的参考系。假设X轴上有两个空间点A,B,A为原点,设在某时间点,A点的t与t'均为0,则根据洛仑兹变换上面的公式,B点的t=0与t'=0则可能是两个时间点,它们之间可以有一个时间差。上面的公式取t'=0,得 t=vx/cc= x/c* v/c 其中的x/c是光通过A,B间距离的时间。因此,在B点,t=0与t'=0的时间差小于或远小于光通过AB两点所需的时间,取决于V的大小。 回到钟表店的例子,改变单位可以得光速为0.3m/ns,光通过两个钟表所需时间可用ns记数,而t=0与t'=0之间的时间差则远小于ns 。而只精确到秒的精度,根本无法分辨t=0与t'=0之间的时间差,更不用说讨论两个钟表之间是哪种同时了。 |