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jiuguang在坐标问题上有偏执倾向
[楼主] 作者:清华小猪  发表时间:2004/03/30 13:34
点击:333次

"相对论的坐标本就不必具有直接的时空意义"就是说相对论是不可以定量的描述时空的,也就不能描述速度、加速度等运动学概念了。

[[ 小猪:(回44483帖)虽然不具有直接的时空意义,但如果建立得合理,坐标距离、坐标速度、坐标加速度还是可以很好地用于指导绝大多数实践。何况“不必具有直接的时空意义”并非是无条件地没有意义,只要与度规结合就有完全的意义了。]]

“但坐标系与度规场作为一个整体,则描述了一个时空流形,具有整体的物理实在意义。”不知道你说的是什么样的物理意义,不包括时空?

[[时空流形就是更准确的“时空”,是与物质分布有关的非抽象的时空,是超越了主观的坐标系的物理实在。]]

你的可以用坐标描述的时空流形都能用在什么地方?

[[宇宙学研究必须用到它,大质量天体的研究也要用到它。广义相对论开创了现代宇宙学。GPS也要用到它,只不过为了方便,是以修正量的面目出现。]]

地球上使用坐标时建立的参考系ECEF,实际上用的就是直角坐标系。

[[ECEF用的坐标参数是(时刻,经度,纬度,高度),如果不告诉你这样的对应关系,只告诉您一个四元组(x0,x1,x2,x3),您如何知道是直角坐标、柱坐标还是球坐标,您如何能知道两个坐标点的距离?坐标就是坐标,时空点的纯数学编号或标记而已!只有同时告诉您每个坐标点的度规,您才能知道这个坐标描述的空间的性质。否则您连空间是四维欧氏空间还是四维闵氏时空都不会知道,更不会知道该空间是弯曲还是平直的。

实际上,告诉您四个坐标参数分别是时空球坐标的四个参数,本质就是告诉了您度规,您才能用球坐标中的距离微分公式而不会用直角坐标的距离微分公式。

此外,ECEF的度规场表明其不是正交的球坐标系,坐标光速可以各向异性。与您说的ECEF是直角坐标系有天壤之别。]]

有人能在地球上建立一个相对论坐标系吗?似乎没人建立过这样的坐标系,虽然爱因斯坦相信可以用时空连续统描述任何情况,但连最简单的情况都没人能完成。相对论只是某些人的幻想,没有人真正懂了,人们只所以相信它,正是因为谁都不懂的缘故。

[[一再告诉您,GPS坐标系就是广义相对论坐标系,或者说广义相对论可以采用GPS坐标系,广义相对论可以解出这个坐标系中的度规场。不知您为何顽固地将其看作非相对论的。我在解黄新卫电梯问题时也给出了这样一个相对论坐标系。在坐标问题上,你已经有偏执倾向了,不再唯理是从,看不出您有明晰的反对理由。]]

本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-44485.html[复制地址]
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 [2楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/03/30 20:38 

没有坐标系如何描述时空?

相对论似乎希望在没有坐标系的情况下建立某种时空,微分几何好象可用来完成这个任务。而实际上,数学的微分几何是可以通过各个点的微分还原成曲面或曲线的,因此可以转换成坐标。但在相对论中确是不可以的,不是因为时空不是欧氏几何的,而是根本建立不起来。

当然正如小猪所说,在地球上可以使用ECEF参考系,即GPS使用的坐标系。我们确实在使用这个坐标系,但是在这个坐标系中正如小猪所说,光速各向异性。也就是说在我们生活的时空中,用国际标准规定的坐标系则光速是各向异性的。当然小猪又会有另一套理由,什么坐标光速之类的。但你必须明白,没有坐标系就不能准确描述时空、速度及光速。相对论根据光速规定时空,自然搞的一塌糊涂,最后搞的坐标系都没了,只有微分还有什么用。

 

[楼主]  [3楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2004/03/30 22:49 

相对论似乎希望在没有坐标系的情况下建立某种时空,微分几何好象可用来完成这个任务。而实际上,数学的微分几何是可以通过各个点的微分还原成曲面或曲线的,因此可以转换成坐标。但在相对论中确是不可以的,不是因为时空不是欧氏几何的,而是根本建立不起来。

[[相对论要做的不是“在没有坐标系的情况下建立时空”,而是要在时空上建立坐标系及与之相应的度规场,度规场与物质分布的关系正是广义相对论的核心。时空几何不是欧氏的并不影响坐标系的建立,大地测量学用的其实就是非欧几何。

由于引力场方程是微分方程,因此涉及由局部还原成整体的问题,局部性质相同也可能有大尺度拓朴的不同。大尺度时空的拓朴结构是广义相对论的一个有趣的研究对象。]]

当然正如小猪所说,在地球上可以使用ECEF参考系,即GPS使用的坐标系。我们确实在使用这个坐标系,但是在这个坐标系中正如小猪所说,光速各向异性。也就是说在我们生活的时空中,用国际标准规定的坐标系则光速是各向异性的。当然小猪又会有另一套理由,什么坐标光速之类的。但你必须明白,没有坐标系就不能准确描述时空、速度及光速。相对论根据光速规定时空,自然搞的一塌糊涂,最后搞的坐标系都没了,只有微分还有什么用。

[[在基础理论层面研究光速不变原理时,当然可以不考虑作为应用标准的国际原子时,国际协调时,GPS等玩意儿。jiuguang不要把两个层面的问题混为一谈。迈莫实验考虑过用经纬度来代替简单直接的长度吗?]]

 [4楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/03/30 23:31 

[[相对论要做的不是“在没有坐标系的情况下建立时空”,而是要在时空上建立坐标系及与之相应的度规场,度规场与物质分布的关系正是广义相对论的核心。时空几何不是欧氏的并不影响坐标系的建立,大地测量学用的其实就是非欧几何。

由于引力场方程是微分方程,因此涉及由局部还原成整体的问题,局部性质相同也可能有大尺度拓朴的不同。大尺度时空的拓朴结构是广义相对论的一个有趣的研究对象。]]

相对论没有建立有限时空的坐标系,你不要狡辩了,否则你请将地球的时空坐标系写出来,不要用那种光速各向异性的坐标系。

[[在基础理论层面研究光速不变原理时,当然可以不考虑作为应用标准的国际原子时,国际协调时,GPS等玩意儿。jiuguang不要把两个层面的问题混为一谈。迈莫实验考虑过用经纬度来代替简单直接的长度吗?]]

经纬度与长度的不同只是表示形式上的,我们可以通过经纬度算出长度,反之亦然,据说GPS定位精度可达30cm,说的当然是长度。但如果要说光速不变,则用的一定不是坐标时,这就是质的差别了,一定要将坐标时的同时说成不同时才行,虽然是在相对静止的同一长度上,如迈莫实验。


 

[楼主]  [5楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2004/03/31 15:28 

坐标光速各向异性的坐标系是广义相对论所允许的,不知您为何执着地要将它排除?

相对论没有建立有限时空的坐标系,你不要狡辩了,否则你请将地球的时空坐标系写出来,不要用那种光速各向异性的坐标系。

[[坐标光速各向异性的坐标系是广义相对论所允许的,不知您为何执着地要将它排除?不过我愿意做这个尝试,建立光速各向同性的旋转坐标系。前提是您必须接受类似于国际日期变更线的间断面,而且得等一段时间。]]
 [6楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/03/31 17:05 

符合相对论的解释

[[坐标光速各向异性的坐标系是广义相对论所允许的,不知您为何执着地要将它排除?不过我愿意做这个尝试,建立光速各向同性的旋转坐标系。前提是您必须接受类似于国际日期变更线的间断面,而且得等一段时间。]]

不要以为相对论书中的东西都是符合相对论的,例如多数相对论书中都讲伽利略变换,伽利略变换得到的就是一个光速各向异性的时空参考系,与ECEF或GPS实际规定的时空坐标系没有实质的不同。或者说我们实际使用的就是伽利略变换得到的时空坐标系,光速各向异性。虽然小猪承认,都是相对论不承认。当然我们也不能接受不连续的时空,这与爱因斯坦的时空连续统不符。根据我的了解,覆盖地球的相对论时空坐标系是不存在的,只可以有局域参考系。然而可以有多大的局域参考系呢?严格的说只能是无穷小。

 

 

 

 

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