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如图所示，一个杠杆，两端各悬挂一绳索，两绳索各有一个人，静质量相等。现在一个从上往下爬，一个从下往上爬，速率V相等。开始爬的瞬间，杠杆两端受力肯定不相等，用外力抵消不平衡力，使杠杆平衡，待两人匀速爬行后，再取消外力。 按照狭义相对论，运动的物体质量要增大。在地面系观测者看来，两人静质量相等，速率相等，所以动质量相等。而引力质量等于惯性质量，所以杠杆两端所受重力相等， 杠杆处于平衡状态。 现在有一个从下往上以速率V运动的惯性系 ，其中的观测者看来，左边的人是静止的，质量等于静质量，而右边的人是运动的，质量大于左边的人。所以，杠杆两端所受重力不相等，杠杆将失去平衡。 而从上往下以速率V运动的惯性系，其中的观测结果则相反。 问题来了：难道狭义相对论的质量——速度关系式错了？ 有人说这是重力场中的问题，超出了狭义相对论范围，涉及广义相对论。那好，有了重力场，在广义相对论里，质量——速度关系式就不成立了？广相否定狭相？
不知道什么原因，我不能复制粘贴，也不能贴图。 |
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无法贴图，以前可以的。图片请看
http://pic1.xilu.com/1/3118/6237719/3d6f01a758a18fa8b5d7ce55aea98bff.jpg 卢昌海博士的解答：不过你的问题本身并不差，狭义相对论中的平衡问题一向是很微妙的，典型的例子是直角杠杆的平衡佯谬、柔线佯谬等，你举出的问题也属此类，除了你选的特殊惯性系外，还可在任意惯性系里分析。我没有义务替你计算，不过提醒你注意此类佯谬的主要错误来源之一就是使用了牛顿第三定律。哪怕对于接触力，狭义相对论中牛顿第三定律也是并不成立的。你需要放弃这条定律再重新分析。 还有人答复，运动系重力常数g不等于地面系g,这是相对论允许的协变结果，虽然运动系看两人质量不相等，但是重力仍然相等。（其实沈建奇很多年前也是这样答复的） 我的答复：按照卢昌海的解释，牛顿第三定律可以在不同惯性系中不成立。但是，三个惯性系，哪个惯性系中牛顿第三定律成立，哪个不成立？为什么？那么岂不是存在优越惯性系了？那岂不是否定相对性原理了？那岂不是否定相对论了？ 或者在任何惯性系都不成立？ 那好，一位实验物理学家，乘坐热气球匀速升空，他在热气球上做了多个物理实验，发现结果不出意料：所有物理学定律完全没有问题。可是他下了热气球，你却要求他不能承认他在匀速上升过程的实验结果，要求他不能承认匀速上升过程牛顿第三定律成立。他问为什么，你说，按照相对论，你必须这样认为。 这不荒谬吗？定律是实验发现的规律，岂能被某个人为的理论否定？ 和卢昌海的解释类似，有人说相对论中重力定律不能成立，运动系中，两边质量不相等，但是重力相等。 这都是为了肯定相对论没有错，而肆意否定物理学定律。要知道，相对论的理论基础是物理学定律在所有参照系相同。 2001年我翻阅相对论的教科书，也说牛顿第三定律成立在相对论中不能成立。我当时就感觉这是胡说！难怪那么多物理学家反对相对论，说相对论自相矛盾，说相对论根本不顶用，抹杀了科学与伪科学的界限。 |
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哪怕对于接触力，狭义相对论中牛顿第三定律也是并不成立的？
我认为卢昌海在乱说。 如果牛三定律不成立，意味着物体可以通过内力作用自动加速，这明显不成立。 |
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对【2楼】说： 这小儿科的傻问，居然一直被黄新卫 耿耿于怀……似乎令人感叹，却又很正常，因为一个工科生怎么会理解一个极其普通的理科问题 这与“ 断桥” 问题 以及 孪生兄弟佯谬 如出一辙 黄新卫 因基本概念不清所致 作茧自缚 自讨烦恼 我曾经 问过 赵凯华 关于 两列长度相等的火车 在各自以相对于路基以相等的速率作相向运动，在地面系观察者看来这两列火车长度相等。但在该两列火车上的乘客却都在认定对方的长度比自己所乘坐的火车要短一些（“纵向压缩效应”或曰“洛伦兹收缩”） 赵凯华 他老家悠闲从容地说几乎所有初学者都曾提出过这个常见的问题，爱因斯坦自己就经常对这个问题进行自我诘难。赵凯华老师 说 必须死死咬住某些物理量具有“相对性”这个基本原理。 也就是说 某些物理量在不同的运动系就会具有不同的观测结论。 那么这就会导致 莫衷一是的混乱局面？不会！ 因为 譬如 黄新伟感觉浴池的水温是否偏高 应该由黄新卫 自己的本体感受来决定，你别人替黄新卫回答是毫无意义的，因为在浴池里呆久了，就会被热水烫得麻木适应了 对烫的感觉也就不太明显了，适应了，而黄新卫从冰冷的河水里刚刚进入浴池的热水池 必然会有一种火辣辣的温热刺激感 ，待过一段时间就会逐渐适应了 。 杠杆两端的受力究竟是否相等，必须也只能由杠杆自己来回答【只能由杠杆系的观察者来观测】，别的运动系（的观察者）回答都是毫无意义的。这就是 黄新卫犯错的思想根源。 如果说 这也算是打倒 狭义相对论 的理由，那么 任何 理论都可以被轻松打倒！ 必须记住物理量具有相对性。 |
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对【4楼】说： 任何参考系都有判断事件结果的权利！按你的说法，人不是杠杆，杠杆又不会说话，谁有权判断？ 老朱解答不了就少废话！ |
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对【6楼】说： 这小儿科的傻问，王普霖也能解答。 黄新卫 万万没有注意到 当且仅当 物体相对于特定参照体的运动才会影响该运动体与特定参照体之间的万有引力。 必须死死咬住： 当且仅当 物体相对于特定参照体的运动才会影响该运动体与特定参照体之间的万有引力。 这就是关键所在。 黄新卫 自迷心窍 至今没找到自己犯错的根源。 如果 我们考虑的参照体是地球（质心），那么就要看 相对于杠杆向上运动的物体与那个相对于杠杆向下运动的物体是否具有相同的静止质量以及是否具有相等的相对（于地球核心）速率（尤其值得特别提出强调的是：绝不是指相对于杠杆的速率），即可决定此时杠杆是否平衡。 物体与杠杆之间的相对速率并不能影响该物体的重量。 这就是关键。 黄德民，我老朱郑重地承诺 我的这个意见绝对打得进学术共同体。 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 只可惜，呆板的 黄新卫 万万没有想到的是： 只要 使 杠杆（支点）相对于地球（核心）作相对（匀速）运动，便可创造出相对论的尴尬！ 因为 此时 按照 相对论的逻辑就真的创造出了杠杆不平衡 甚至创造出了 机械能不守恒的结果，这就逼着 相对论 做出妥协。譬如 当质量均匀对称分布的车轮围绕着水平轴做无摩擦自转着……倘若就在 此时 使其水平轴沿着铅垂线做（匀速）（上升）运动，该轮缘向上运动的质点的动质量 大于另一侧轮缘向下运动的对称质点的动质量，这样 轮缘两侧的重力矩矢量和将不等于零……力学奇迹将被创造出来 &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 我这个挑战相对论的构想 之所以 是颠扑不破的 就是因为 注意到了 杠杆的支点必须相对于引力源具有相对运动；因为按照相对论的逻辑物体的重量只取决于 物体相对于引力源的动质量；而不是相对于杠杆（支点）的动质量；更不是指相对于引力源之外的某个参照体的动质量。 这就可以得出了唯一的结论。只有能够获得唯一的结论的思辨过程才是 值得参考的思辨过程；因为 物理事实 只能是唯一的。决无可能亦此亦彼。
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回复贾洞：什么高手，他认为惯性系K’系A和B的重力常数不相等，早在2001年北大物理争鸣论坛就有人提出过，本论坛的沈建其也早就这样提出过，我也早就驳斥过，前两天在相对论吧那个帖子也指出过，他就是看不懂。
上面2楼我已经指出了：还有人答复，运动系重力常数g不等于地面系g,这是相对论允许的协变结果，虽然运动系看两人质量不相等，但是重力仍然相等。（其实沈建其很多年前也是这样答复的） 那好，一位实验物理学家，乘坐热气球匀速升空，他在热气球上做了多个物理实验，发现结果不出意料：所有物理学定律完全没有问题，重力常数g也等于地面系g。 可是他下了热气球，你却要求他不能承认他在匀速上升过程的实验结果，要求他不能承认匀速上升过程测量的重力常数值。他问为什么，你说，按照相对论，你必须这样认为。 这不荒谬吗？定律是实验发现的规律，岂能被某个人为的理论否定？ 他只知道按照书上理论的步骤去推论，而看不出书上理论的荒谬！ 麻烦你帮我转过去，我被禁言了。 |
| 别人说,牛顿定律在相对论中不成立.黄新卫不要误解. 使用牛顿定律,当然要小心. 其中第三定律F=ma,当然要十分小心. 应该用完整的d(mv)/dt=F,才可以.此时, 就根本不是F=ma,而是多出好几个因子来. 像你这种情形(落物与观察者速度方向一致),尤其会多出几个因子来. |
| 重力mg中,m与g都是要变化的,在运动参考系内, m放大一个Lorentz因子倍,重力场强g会缩小一个Lorentz因子倍 |
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还有人答复，运动系重力常数g不等于地面系g,这是相对论允许的协变结果，虽然运动系看两人质量不相等，但是重力仍然相等。（其实沈建其很多年前也是这样答复的）
那好，一位实验物理学家，乘坐热气球匀速升空，他在热气球上做了多个物理实验，发现结果不出意料：所有物理学定律完全没有问题，重力常数g也等于地面系g。 =============== SHEN RE: 什么重力常数?? 明明是在说,重力场强要随着参考系变化而变化. 重力mg中,m与g都是要变化的,在运动参考系内, m放大一个Lorentz因子倍,重力场强g会缩小一个Lorentz因子倍. |
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对【13楼】说： 观察者相对于重力场速度以及相对于两个重物的速度是三个不同的速度，两者放大缩小的Lorentz因子倍数不一样，怎么抵消？ |
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沈建其先弄清楚牛顿第三定律是不是F=ma？牛顿第三定律明明是指作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
你的解释符合相对论，但是不符合科学。 理由已经说过N次了：一位实验物理学家，乘坐热气球匀速升空，他在热气球上做了多个物理实验，发现结果不出意料：所有物理学定律完全包括牛顿第三定律都没有问题，重力常数g也等于地面系g。 可是他下了热气球，你却要求他不能承认他在匀速上升过程的实验结果，要求他不能承认匀速上升过程测量的牛顿第三定律和重力常数值。他问为什么，你说，按照相对论，你必须这样认为。 相对论不是伪科学，还是什么？ 难怪那么多物理学家反对相对论，说相对论自相矛盾，说相对论根本不顶用，抹杀了科学与伪科学的界限。 |
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黄新卫的首帖内的问题(新杠杆问题),其实就是2002年时的老问题"滑轮平衡"(两个轮滑的平衡问题,只不过,现在他将两个人弄到一根杠杆两边去).
黄新卫现在的"新杠杆"问题中,观察者竖直运动的.他2002年的老杠杆问题(两个相同小球在杠杆滑槽上分别向左\向右运动,研究杠杆是否平衡),观察者所在参照系是水平运动的.在那个问题中,我说,需要考虑重力场g感应出"引力磁场",引力磁场力再叠加在小球重力上.我2002年已经证明,两个小球的重力恰好仍旧相等(观察者是水平运动的).因此,不存在问题. (此外,还要考虑,在水平运动观察者看来,两个小球虽然不同时下落,但它们的压力信号,却是同时传递提到杠杆中心,因此杠杆仍旧平衡.) 现在的"新杠杆"问题,观察者是竖直运动的,不涉及引力磁场. 我在2002年时,我已经多次跟他说过,这个问题在广义相对论中怎么做,我不知道,但是,在狭义相对论中,其实很容易解释.而这个问题,恰恰也可以在狭义相对论中研究,只要不涉及引力磁场,你完全可以把重力看作是平直时空中的一种普通的力(地位类似拉力\弹力\电力,不必涉及弯曲空间). 因此我的解释就是: 力F的方向,如果与观察者的运动方向一致,那么这个力F的数值,不会随着参考系的变换而变换. 这个结论是狭义相对论的结论(一般书上不提).这个结论是我在高中时"独立"发现(我当时称之为"力不变"定理).到了大学,我在某些书上也看到过. 在黄新卫的这个问题中, 力是竖直的,观察者也是竖直运动的,所以,两者方向一致,因此力F,不会随着参考系的变换而变换.既然在地面看起来平衡,那么在竖直运动的参考系中也平衡. 当然,重力mg中,m与g都是要变化的,在运动参考系内, m放大一个Lorentz因子倍,重力场强g会缩小一个Lorentz因子倍,这个需要利用广义相对论的广义坐标变换证明.这个证明应该是不难. 以上主要解释,在2002年我多次向黄新卫提过.当然,他看不懂,也不愿意去懂. 尤其是2002年的老杠杆问题,我自认为算得很精彩,谁知他一点也不愿意去理解. 所以,他又会提出新问题来. 正如最近电视里一个主持人说, 他不愿意去理解理科生的解答,他就喜欢利用文科生的类比去质疑一些科学问题. 类比,当然是好方法,但问题是,你不去理解理科生的解答,你即使再提出一百个类比问题,理科生解答一百次,也是白搭. |
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对【16楼】说： 两者方向一致,因此力F,不会随着参考系的变换而变换。我希望能找到这个结论的依据，我试图从网上查过，没查到。
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对【14楼】说： 黄德民所说的"怎么抵消"问题,其实2002年我已经想过了,只是太复杂. 我刚才的帖子还没有出来,还在审核.
重力mg中,m与g都是要变化的.在广义相对论中, 在2002年时,我已经跟黄新卫说过,这个计算是非常复杂的, 因为这个m的变化,也绝对不是如黄新卫那样说,只要乘上1/(1-vv/cc)^(1/2)倍,而是还要考虑到重力势gh对这个因子的贡献. 1/(1-vv/cc)^(1/2)应是1/(1+2gh-vv/cc)^(1/2). 至于重力场g怎么变换,也是很复杂的. |
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黄新卫此"新杠杆"问题,不是新问题,其实就是他的2002年的"滑轮平衡"问题.
黄德民所说的"怎么抵消"问题,其实2002年我已经想过了,只是太复杂. 我刚才的帖子还没有出来,还在审核. 重力mg中,m与g都是要变化的.在广义相对论中, 在2002年时,我已经跟黄新卫说过,这个计算是非常复杂的, 因为这个m的变化,也绝对不是如黄新卫那样说,只要乘上1/(1-vv/cc)^(1/2)倍,而是还要考虑到重力势gh对这个因子的贡献. 1/(1-vv/cc)^(1/2)应是1/(1+2gh-vv/cc)^(1/2). 至于重力场g怎么变换,也是很复杂的. 我在2002年时,我已经多次跟他说过,这个问题在广义相对论中怎么做,我不知道,但是,在狭义相对论中,其实很容易解释.而这个问题,恰恰也可以在狭义相对论中研究,只要不涉及引力磁场,你完全可以把重力看作是平直时空中的一种普通的力(地位类似拉力\弹力\电力,不必涉及弯曲空间). 因此我的解释就是: 力F的方向,如果与观察者的运动方向一致,那么这个力F的数值,不会随着参考系的变换而变换. 这个结论是狭义相对论的结论(一般书上不提).这个结论是我在高中时"独立"发现(我当时称之为"力不变"定理).到了大学,我在某些书上也看到过. 在黄新卫的这个问题中, 力是竖直的,观察者也是竖直运动的,所以,两者方向一致,因此力F,不会随着参考系的变换而变换.既然在地面看起来平衡,那么在竖直运动的参考系中也平衡. 在广义相对论中,如何变换m和g,我以后是肯定要去算一算的. 我以前从广义相对论方程中得到过匀强引力场内的度规的精确解,因此原则上,这个问题是可以算的,只是很复杂,十多年了,还没有去算. 目前2015年(以及2002年),我只有上面""力不变"定理"来解释,它是对的解释. |
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是的，这个问题其实早就讨论过。沈博士早就说过，运动系“分析”的重力常数g，两边是不一样的，从地面系变换过来，要使重力仍然相等，而质量不一样大，那么重力常数g比然不相等。
北大物理学院有人也说是这样解答的。 我也早就指出这种解释的荒谬： 一位实验物理学家，乘坐热气球匀速升空，他在热气球上做了多个物理实验，发现结果不出意料：所有物理学定律完全包括牛顿第三定律都没有问题，重力常数g也等于地面系g。 可是他下了热气球，你却要求他不能承认他在匀速上升过程的实验结果，要求他不能承认匀速上升过程测量的牛顿第三定律和重力常数值。他问为什么，你说，按照相对论，你必须这样认为。 实验物理学家凭什么要接受地面系的分析结果，而不是自己的测量结果？ 北大师生也觉得相对论错了，但是沈博士是吃这碗饭的，绝不可能承认 。 |
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To 17楼,黄先生,这个"两者方向一致,因此力F,不会随着参考系的变换而变换"很容易证明(利用狭义相对论). 你有这个能力证明.
不过,不要让我来写出证明了. |
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沈建奇论证的是，相对论是怎么解决运动系看，两边力不平衡的——两边虽然质量不相等，但是g也可以不相等，所以两边受力仍然相等。
我不否认沈建奇的解释符合相对论。 我要说的是，这种解释是胡说。理由也说过N次了：一位实验物理学家，乘坐热气球匀速升空，他在热气球上做了多个物理实验，发现结果不出意料：所有物理学定律完全包括牛顿第三定律都没有问题，重力常数g也等于地面系g。 可是他下了热气球，你却要求他不能承认他在匀速上升过程的实验结果，要求他不能承认匀速上升过程测量的牛顿第三定律和重力常数值。他问为什么，你说，按照相对论，你必须这样认为。 实验物理学家凭什么要接受地面系的分析结果，而不是自己的测量结果？ 沈博士说说，实验物理学家凭什么要接受地面系的分析结果，而不是自己的测量结果？ 这个问题也问过沈博士N次了，沈博士以前说过主动变换/被动变换。至于为什么不从运动系变换到地面系，他说老师教的，他也不知道为什么。 |
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对【20楼】说： 注意:不要有文字歧义. 不是什么"重力常数g", 而是重力场强g, 它不是常数,它是可以变换的. 因此,你的气球思辩问题,不是什么问题. |
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对【20楼】说： 什么"北大师生也觉得相对论错了，但是沈博士是吃这碗饭的，绝不可能承认"? 我巴不得相对论和量子力学有什么与实验不符合之处呢,这样我辈就有事情可以做了.
但现在什么都没有.
前两年听说质子半径之谜,说用散射实验和氢原子光谱实验得到的质子半径数据不同,说必然是量子场论什么有问题了.我很高兴,去钻研, 但是我钻研的结果(按照一些可能的假设),钻研结果却得不到实验的"不同半径"数值, 也觉得这个问题,也不大可能是量子场论有问题,可能是其它非本质因素造成的.
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对【21楼】说： 按沈先生的说法，沿运动方向的力变换后大小不变，请问，沿运动垂直方向的力变换后大小变不变？ |
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"沿运动垂直方向的力变换后大小变不变",
这是要变的. 黄新卫这个"新杠杆"问题(老滑轮问题),我是只能解释到力F的不变为止(虽然这个参考系当然也是任意惯性系). 当然,黄新卫不满意,这也可以理解. 由于他的原始问题,毕竟牵涉到质量的变换(这个变换因子不是他想的1/(1-vv/cc)^(1/2)那么简单,而应是1/(1+2gh-vv/cc)^(1/2),甚至更复杂),所以,我们还是需要考虑g的变换, 但是太复杂了. |
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多年的网上讨论，只有两个人纠正了我的错误认识：一个是北大的刘川教授，他对于我的一个问题进行解释，其实是我对相对论理解有误，这个问题是同时的相对性问题。还有一个是新华网论坛的星空葡萄干，他也对于我的一个问题进行解释，还是同时的相对性问题。很感谢这两位先生，他们帮助我对相对论有了正确认识。
但是沈博士，说实话不但不能让我心服口服，反而让我觉得他就是伊拉克前宣传部长萨哈夫偷渡到中国。 他还可以论证，为什么中日双向时间传递实验检测不到地球公转sagnac效应，同时环球光纤问题中两光束不同时回到起点。 他可以论证1米=100厘米，但是100米≠10000厘米。 所以我觉得，黄德民认为他有助于讨论相对论，是错误认识。我不愿意和他浪费时间。 |
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对【22楼】说： 这个问题也问过沈博士N次了，沈博士以前说过主动变换/被动变换。至于为什么不从运动系变换到地面系，他说老师教的，他也不知道为什么。 ========= SHEN RE: 什么"老师教的, 他也不知道为什么"? 我什么时候说过对主动变换/被动变换"不知道为什么"? 你转述别人的话,经常是把意思弄翻的. 对于你的老杠杆问题,主动变换/被动变换,这没有问题,很好解答. 对于你的新杠杆问题(即原先滑轮问题),由于计算难(m,g的变换都是很难的,我在上面和以前一直说过),所以,只能是采用"力不变"定理,在狭义相对论中解释了,但广义相对论中我难以做到. 我难以做到,不等于说对主动变换/被动变换问题,"他也不知道为什么". 当然, 在广义相对论中,如何变换m和g,我以后是肯定要去算一算的. 我以前从广义相对论方程中得到过匀强引力场内的度规的精确解,因此原则上,这个问题是可以算的,只是很复杂. |
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你以前没有说过“主动变换/被动变换"”不知道为什么“？
如果不是从你这里听说的，我都不知道两个名词。 我说过没必要和你讨论这些问题，是黄德民喜欢找你讨论。 |
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"他还可以论证，为什么中日双向时间传递实验检测不到地球公转sagnac效应,环球光纤问题中两光束不同时回到起点"
========== SHEN re: 我不清楚你这里所说的是什么"中日双向时间传递实验检测不到地球公转sagnac效应".更不清楚"环球光纤问题中两光束不同时回到起点". Sagnac效应可以测量到的是参考系转动角速度ω. 这个转动角速度ω，实际上是地球自转、地球公转、银河系公转角速度的叠加，当然地球公转、银河系公转角速度是很小,已经在误差之内. 如果你认为我说过"中日双向时间传递实验检测不到地球公转sagnac效应"这样的话,那么可能是因为我把地球公转看作是绝对的平动了. 以前我曾跟别人说过,地球公转可以看作是平动(地球公转角速度已经在测量误差之内). |