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赵凯华：“有人认为，按照相对性原理，一个系统，若在一个惯性系内能量守恒(不变)，则在所有惯性系内观察它，能量都守恒(不变)． 这一看法是绝对错误的．” 我认为：赵凯华的观点才是错误的；“有人”的观点则是正确的。 因为能量守恒的前提是：孤立物质系统。 1物质系统只有孤立，才没有外力作用。它才能做惯性运动，并成为惯性系。且相对任何惯性系都速度不变，动能守恒。 2物质系统只有孤立，才没有能量的输入或输出。内力都是成对出现的，它们不可能改变总内能。 3总内能的大小与参照系的选择有关，但其守恒却与参照系的选择无关。 |
| 能量是物质间相互作用效果的度量，能量和参考系没有关系。 |
| 我认为，相对性原理的基础应该是不同的参照系应有相同的比较基准，爱因斯坦的相对性原理，就是否定用相同的不较基准的，用让比较基准变化的方法使物理定律形式上不变的方法是不可取的? |
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对【2楼】说： 没有相互作用或者不考虑相互作用在内，相对论乃至牛顿定律都是不符合存在的。设想宇宙只有两个物体体。在宇宙中它们有相对运动速度，但是假设它们之间没有任何相互作用。那么在相对论、牛顿理论之下，它们所谓的，和速度有关的质量、能量都有表达式，但都不符合事实。由它们组成的运动系统里没有能量可言。 |
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对【4楼】说： 洛伦兹变换只有参考座标系速度，这种速度可任意想象一个。可以想像认为我们在相对一个宇宙参考点运动，运动速度是任意的。那么按这个变换的结果也是仼意的。这样的话，物理量就毫无逻辑根据也毫无意义了。 |
| 在地面举起一个重物，用牛顿理论说它有了势能。如果没地球和该物体间的吸引作用，它根本就没有势能，它不会掉到地面，不会有势能转化动能的能量守恒说法。 |
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对【6楼】说： 能量是物质间相互作用的变化，本质上和速度是无关的。 |
| 参照系不得与被研究系统有相互作用，否则，它就不是惯性系了。被研究系统不能只取它的一部分，因为它不是封闭的。 |
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对【2楼】说： 如果设想宇宙只有两个物体，再设想它们之间没有任何相互作用，那么在由它们组成的系统中就无所谓能量（当然这里不考虑物质内部组成的相互作用和所谓能量），这和它们间的运动速度及相对位置都没关系。 |
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楼主马老师，您的观点是正确的。不过不知道赵凯华老师是如何得出你描述的概念的，我觉得他做为知名的相对论专家，是不可能有上述错误的。
相对性原理告诉我们，所有惯性系中的物理规律都是一样的，那么在一个惯性系中成立的能量守恒定律，自然也在所有的惯性系中成立。所以赵老师不可能得出上面的结论。 |
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对【2楼】说： 能量是一种客观存在，或许还是整个宇宙存在的本原。 |
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对【3楼】说： 这是你个人的理解吧，应该是不对的。我们首先要有和大众相同的概念，然后才有共同讨论的语言。若个人有质疑，也要在共同理解的基础上 提出不同意见。能提出有益的不同意见，就是新发现的开端。 |
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对【10楼】说： 有人发给我赵凯华最新发表的文章。给我个邮箱，我可发给你看看。 |
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第 39 卷第 1 期 大 学 物 理 Vol．39 No． 1 2020 年 1 月 COLLEGE PHYSICS Jan． 2020 收稿日期:2019－08－30;修回日期:2019－09－16 作者简介:赵凯华(1930－)，浙江杭州人，北京大学物理学院教授． 荣获 2015 年度国际物理教学奖章． 澄清对相对论性原理和协变性的误解 赵凯华 (北京大学 物理学院 ，北京 100871) 摘要:近来有些文章断言，在一个惯性参考系里能量守恒的物理系统，在别的参考系看来能量也一定守恒．实际上这些作 者混淆了物理方程式的协变性和相对性原理．本文将澄清这一误解． 关键词:相对性原理; 协变性; 能量守恒 中图分类号:O 313 文献标识码:A 文章编号:1000-0712(2020)01-0012-02 【DOI】10．16854/j．cnki．1000-0712．190405 有人认为，按照相对性原理，一个系统，若在一 个惯性系内能量守恒(不变)，则在所有惯性系内观 察它，能量都守恒(不变)． 这一看法是绝对错误的． 这个问题 20 多年前在《大学物理》杂志上讨论过， 《大学物理》杂志以朱如曾先生的文章 ［1］ 和“编者的 话” ［2］ 作为结论，并决定对此问题不再讨论．近来有 一些文章出现在不同杂志上 ［3-5］ ，继续争论这个问 题，并且认为《大学物理》当年的“编者的话”不对． 本人作为当年《大学物理》的主编，郑重声明，该“编 者的话”没有错．《大学物理》编辑部已决定不接受 讨论这类问题的文章．本文不参加争论，而是再次澄 清对有关的一些物理概念的误解． 伽利略在比萨斜塔上掷出重物，发现了自由落 体定律(图 1)．一个水手从正在行驶的帆船桅杆顶 部放下一个铅球，看到铅球沿桅杆竖直下落;码头上 一人用望远镜观察，却发现铅球的轨迹是抛物线 (图 2)．水手做的实验可能比伽利略晚几百年，地 点可能离比萨十万八千里，但他们都看到重物以重 力加速度 g 垂直下落． 这说明了“相对性原理”，它 对人们以相同的条件在不同参考系里做的实验，保 证得到相同的结果． 水手和伽利略干的是不同的事 件，码头人与水手观察的是同一事件在不同参考系 里的表现．后者存在着自然规律是否“协变”的 问 题． 下面我们讨论“协变性”问题，及其与“相对性原 理”的关系． 普遍的物理规律是由数学方程式(微分方程) 描述的，如牛顿运动方程，麦克斯韦方程等．“相对性 原理”要求这些方程在不同惯性参考系里具有相同 的形式，即它们对参考系变换是“协变”的．但是描述 图 1 图 2 一个具体的物理过程，只有基本方程(微分方程)是 不够的，还需有一些附加条件，如初始条件、边界条 件、规范条件等，这类条件通常是不协变的，所以同 |
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对【7楼】说： 能量和速度的关系，就是动能啊，当然和速度有关系的呀。速度越大，动能也越大。能量或增或减，应该是有关系的。除非是孤立系统能量守恒，才与系统的速度也就是坐标系的选取无关。 |
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对【18楼】说： 那是初中或高中的东西，谢谢你提醒。 |
| 马老师说的赵老师的文章《澄清对相对论性原理和协变性的误解》，在《大学物理》的网页上可以下载。 |
| 相对性原理是当初几个物理学家片面总结归纳的说法，不是物理规律。要就一个不存在、不确定的规律讨论，赵老师文章和参考文献里几位作者的文章争论没有意义。 |
| 赵老师文中用火车上弹簧振子举例子来说明不守恒问题是错误的。弹簧振子的能量在站台和匀速火车上看应该都是守恒的。从这两个观测系看，计算振子的动能-势能只和小球的加速度有关，两个观测系的加速度是相同的，这正符合所谓的相对性原理。因此这个例子完全不能证明他主张的“不守恒”。 |
| 在牛顿理论下，如果不同观测系的运动加速度相同即表示没有外力作用，也就没有能量增减，能量总是守恒的 |
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赵的观点没有错.
何为相对性原理? 在应用指的是它的数学形式.没有预先校钟就建立不起两惯性系时空的关系,也就写不相对性原理的数学形式. 爱的狭义相对性原理的数学表述:一切物理规律具有洛伦兹变换的协变性. 然而,胡克定律万有引力定律和库伦定律不满洛伦兹变换协变.如果假定这些定律它满足,必推出能量不守恒. |
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对【24楼】说： 如果如你这样的说法，相对论是不会建立。 历史是这样的：是爱因斯坦最初认为相对性原理普遍适用所有物理规律，并认为光速不变就必须是符合相对性原理的一个规律，所以才列出了方程，进而导出洛伦兹变换式（应该说正好是洛仑兹给的式子），他把洛仑兹提出的式子原来说法给予了新的解释。牛顿理论下肯定守恒，相对论下也守恒。
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| 如果在不同参照系内，能量有的守恒，有的不守恒，那么各参照系就不等价了。 |
| 胡克定律涉弹簧材质学，不讨论。库伦定律与洛伦兹力结合满足伦兹变换协变.涉及引力，爱走向了广义相对论的道路，解决了参照系等价问题。 |
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对【27楼】说： 广义相对论的参照系等价了，但狭义相对论相对论的参照系还是不等价，与当初的假设相矛盾。 |
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赵老师文和参考文献都没深涉相对论来讨论，赵试图用相对论来说，但是他会说不清（谁都说不清楚）。一个参考系里的运动规律是f方程，在任何一个与它有线性相关速度的参考系里，描述这个规律只要添加个常数项F=f+c。原因很简单，新参考系是不会对运动有任何作用力和能量添、减，F和f间就是个数学变换。
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对【29楼】说： 观测系（参考系）对运动是没有物理作用的，只影响速度和位移量。这就是匀速直线运动可以等效为静止的道理。 |