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坚持物理规律参考系变换不变性的信心来源于何处?建议彻底清理!
[楼主] 作者:hudemi  发表时间:2004/10/16 15:38
点击:1122次

 

坚持物理规律的参考系变换(洛仑兹变换)不变性,已成为理论物理研究的一种基本信念,这种信念的建立与相对论的产生有关,并在后续物理研究中得到巩固和加强。

坚持物理规律参考系变换不变性,据说源于对相对性原理的信任。许多人想当然地认为,物理定律具备参考系变换不变性是相对性原理所要求的。鉴于对电磁理论正确性的相信以及对相对性原理的信任,由于电磁理论具有洛仑兹变换不变性而不具备伽利略变换不变性,由此人们认为洛仑兹变换是正确的而伽利略变换是错误的,并用洛仑兹变换取代伽利略变换改造了牛顿理论,形成了相对论。

但这种不变性真的是相对性的原理的必然要求吗?似乎没有人深 究过!

相对性原理最初来源于伽利略对物理规律与运动关系的分析和考察(当初他还没有明确地提出叫相对性原理),他以大量生动形象的实例说明,不管平台(伽利略船)是静止还是(匀速)运动,各种现象都表明,在其中的物理规律是相同的。这一观点,为后来的实践不断检验和证实。比如,地面实验室中获得的某项实验结果,人们相信在运动的火车上也会得到相同的结果,甚至相信在地球外也能得到相同的实验结果。将这一观点进一步概括就是:物理规律在任意惯性系中处处相同。这就是相对性原理。但请注意,这里根本未涉及到参考系的变换问题,也没有明显的事实表明,一个参考系里的物理规律,变换到另一参考系时仍然完全相同。以伽利略船为例,伽利略论述说:不管船是否在运动,船上的人不会觉得物理现象有何不同。人跳的远近不会有差异,苍蝇不会比平时飞得快或慢,也不觉得鱼儿在水中游得比平时费力或省劲。这就是相对性原理。但是,如果是换到另一参考系来观察,则很容易发现船动和不动时,人跳的远近已不同,苍蝇和鱼儿的速度也明显不同。从伽利略的论证中可以看出,根本看不出相对性原理支持物理规律参考系变换不变性成立的任何证据。

如果坚持认为物理规律具有参考系(洛仑兹)变换不变性是正确的,则请回答如下4个问题:

1、          坚持变换不变性的理由何在?

2、          如果认为是出自于相对性原理,请向我们展示一下从相对性原理到参考系变换不变性的逻辑关系!

3、          请说明有哪些事实支持将参考系变换不变性上升为一种理念。

4、          请对已有物理规律进行一下清理,看哪些物理规律(如电磁理论、引力理论、能量守恒定律、热力学理论、声学理论等)已具有洛仑兹变换不变性?哪些还不具备洛仑兹变换不变性?对不具备的应如何处理?为什么?

 

黄德民

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 [2楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/10/16 16:08 

广义相对论在建立时,就推翻了这种变换
爱因斯坦为洛伦兹变换增加了条件,在惯性系中 。但根据广义相对论,惯性系是不存在的。爱因斯坦用局域惯性系将广义与狭义相对论联系了起来,但爱因斯坦的局域惯性系是无穷小,在地球上没有在局域惯性系中的实验,如果认为有实验可以证明光速不变的话,至少应该在光纤陀螺仪测不到旋转的条件下,否则实验毫无意义。因为相对于光纤光速就是各向异性的,还能证明什么。
 [3楼]  作者:youngler  发表时间: 2004/10/16 16:59 

这也许是个大问题啊!

 

       一个世纪以前,谁敢说敢想电磁知识不是物理规律而仅仅是物象规律呢?就是今天,又有几个人敢说电磁知识不是物理规律。但是如果我们坚信电磁规律也是物理规律,那么它应该符合 Galileo 坐标变换。不符合坐标变换的规律(算式)不是本质性的,这都是自然的想法。那么现在问题也就走回到了一个世纪以前的困惑-电磁规律是本质性的吗?如果说 Galileo 坐标变换是鱼,电磁规律的本质性信念是熊掌,可是他们却是一对矛盾,鱼和熊掌不可兼得。如果我们坚信 Galileo 坐标变换,伟大的电磁学家发明的电磁规律只不过是一系列物象规律,这太贬低令我们尊敬的电磁学家们了,不要说科学家自己,我们也为辛勤劳作的科学家寒心。但是如果我们坚信电磁规律的伟大意义,那么我们只能选择奇变的时空,这同样会伤害很多 Newton 派科学家的心。但是你不管选择哪一个,都会伤害部分物理学者的科学情感。应该说,当初最好的办法,大家不去思考这种伤感的课题。可是,有个纯真的学者尝试了其中后一种思路,这就是 Einstein 。他因此得罪了这个星球上太多的学者。
       随着 Einstein 学派走上科学的舞台,电磁规律的规律地位得到了巩固,但是敏感的学者也注意到了其它的规律却被贬低出物理规律的地位,他们有:普遍引力定律、静电荷力作用规律、功能原理、力学第三定律。鉴于历史的教训,人们不再关注这类敏感的话题,不再计较普遍引力定律、静电荷力作用规律、功能原理、力学第三定律这些定律是不是物理定律。
       细节的问题也许不是主要的问题,主要的问题这是一个机械学与电磁学争霸物理科学中心地位的问题。相对论学者在科学官场昏了这么多年,避重就轻的手法混得滚瓜烂熟,这个最敏感的问题他们辩不起你也躲得起你。
       机械学学者要证明世界的机械本质,还有漫漫的科学里程。

 [4楼]  作者:逆子  发表时间: 2004/10/16 21:15 

好久不见了

我应反问一下

我们把相同的时钟放置于各惯性系中,各惯性系的相对运动速度与方向皆不同。您有何理由来说明哪个惯性系的时钟应走的快,哪个惯性系中的时钟会变慢。

我们不要说从实验上来证明,只要从理论上能否定惯性系之间的平权就可以了。不然的话,我们只能接受各惯性系的平权这一结论。

爱氏好象说过,宇宙是有边际的。人们一定会反问道它的边际外面算什么呢?

 



※※※※※※
逆子
 [5楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2004/10/16 22:29 

逆子又提了一个蠢问题。

逆子:爱氏好象说过,宇宙是有边际的。人们一定会反问道它的边际外面算什么呢?

既然宇宙是有边际的,那么就没有边际的外面,因为我们除了宇宙外其他什么都没有了。

如果问“如何来确定边际?”那或许还是一个问题。如果能确定边际了,那么爱氏的说法可以接受;反之,爱氏的说法就有问题。

 [6楼]  作者:刘久明  发表时间: 2004/10/16 22:52 

回复:的确够蠢的
坚持物理规律参考系变换不变性的信心来源于何处?建议彻底清理!
 [7楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2004/10/17 05:41 

hudemi心怀着某种人类信心的同时,怀疑着人类的这个信心。

“坚持认为物理规律具有参考系(洛仑兹)变换不变性是正确的”的理由:

1.最基本的物理规律应该与惯性参照系无关。比如,如果hudemi三旋理论的基本原理是基本物理规律,那么该原理在任何参照系中都应该一样。(有了这个,就有了“参考系变换的不变性”的论述)

2.物质之间的相互影响是需要时间的,即任何运动形式的速度是有上限的。(有了这个,参照系变换就被明确为洛伦兹变换)

Hudemi认为物质之间产生的相互作用需要时间吗?用科普的话来说:我打这段文字后到你产生反映,需要不需要时间?

 [8楼]  作者:youngler  发表时间: 2004/10/17 08:24 

大教授也把无限空间参照系和局域参照系混为了一谈。

只有力学规律对于无限参照系具有不变性。

其余物象规律只是对于局域参照系具有不变性。

 [9楼]  作者:youngler  发表时间: 2004/10/17 08:30 

大教授也做了一个愚蠢的假设-宇宙有限!
红斌先生的问题是正确的,运动的局域绝对参照物是有的,即引力场电磁场。
 [10楼]  作者:youngler  发表时间: 2004/10/17 08:38 

靠近星体的局域参照系中钟走慢,
       靠近星体的局域参照系中钟走慢,靠近星体的局域参照系中相对于引力运动的钟进一步走慢。数学参照系是无限空间的,物理参照系是有限空间的,有等级大小的。太阳系局域参照系比地球局域参照系物象稳定性高一个等级,光速快 0.75 达。
[楼主]  [11楼]  作者:hudemi  发表时间: 2004/10/17 12:50 

你没有看出“惯性系平权”与“参考系变换不变性”之间的区别!

我的回复见(((          )))中内容:

 

 

“坚持认为物理规律具有参考系(洛仑兹)变换不变性是正确的”的理由:

1.最基本的物理规律应该与惯性参照系无关(((可以这样认为,但观察离不开具体的参考系,参照系不同,观察到的物理现象不同,总结出来的规律也可能不同。只有同处于惯性系中的观察者总结的规律才可能一样。)))。比如,如果hudemi三旋理论(((你搞混了,我从未提出过三旋理论。)))的基本原理是基本物理规律,那么该原理在任何参照系中都应该一样(((纠正,只能说在任何惯性系中都一样,在非惯性系中各不一样,但这一规律包含了观测因素在内,所以各不相同。只有同处于惯性系中的观察者总结的规律才可能一样。)))。(有了这个,就有了“参考系变换的不变性”的论述)(((这充分说明你还未理解“惯性系平权”与“参考系变换不变性”之间的区别!“惯性系平权”并不等于“参考系变换不变性”,我论述的目的就是为了说明这一点。)))

2.物质之间的相互影响是需要时间的,即任何运动形式的速度是有上限的。(有了这个,参照系变换就被明确为洛伦兹变换)(((速度有上限,但并不能表明洛伦兹变换成立!速度的上限一定是C吗?)))

Hudemi认为物质之间产生的相互作用需要时间吗?(((当然需要时间!)))用科普的话来说:我打这段文字后到你产生反映,需要不需要时间?(((当然需要时间!)))

黄德民

[楼主]  [12楼]  作者:hudemi  发表时间: 2004/10/17 12:51 

近期我发了一些讨论相对性原理的帖子,欢迎你多发表意见!

 

我感到大家对相对性原理的基本含义、适用范围以及与“参考系变换”之间的关系的理解还有些偏差,所以我发了一些讨论相对性原理的帖子,欢迎你也一起讨论。

你知道,我是赞同相对性原理和“惯性系平权”的观点的,但“惯性系平权”并不意味着“物理规律经过参考系变换后完全相同”,相对论者似乎理所当然地认为两者一样。事实上是不一样的。举个简单例子,我们在静止的地面上,在运动的火车上甚至在高速飞行的飞机上做声学实验,都可以得到相同的声学方程。也就是说,在上述三种状态的惯性系中,声学规律相同,体现了惯性系平权的思想。但如果从地面来观察火车或飞机上的声学实验,结果必然与火车或飞机上的不同(比如声速),这也就是说,经过参考系变换后,物理规律表现的结果并不相同。所以说“惯性系平权”与“物理规律经过参考系变换后完全相同”并没有必然的关系。这也就是我近期帖子想要表述的主要观点。

如果说清了“相对性原理”并不要求“物理规律具有参考系变换”不变性,那就说明我们不能根据“电磁理论具有洛仑兹变换不变性”以及“不具备伽利略变换不变性”来认定洛仑兹变换是正确的而伽利略变换是错误的。我们应当坚持利略变换。

 

黄德民

[楼主]  [13楼]  作者:hudemi  发表时间: 2004/10/17 12:56 

为什么不见相对论的支持者们提出反对意见?沈建其、正和等人呢!
坚持物理规律参考系变换不变性的信心来源于何处?建议彻底清理!
 [14楼]  作者:youngler  发表时间: 2004/10/17 14:25 

现在,相对论学者内部争斗也激烈,
北大学派与浙大学派争风吃醋(你要是有时间,在本论坛可以查到),他们可能忙着他们自己的问题吧。
 [15楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2004/10/17 19:07 

YGL认为宇宙有边际和宇宙有限是一回事,对吗?
我们的话题一直是宇宙有边际,根本没有提过宇宙有限。如果硬要张冠李戴,就显得有点蠢了。
 [16楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2004/10/17 20:10 

惯性系平权和参考系(洛伦兹)变换不变性没有区别。如果你不提‘洛伦兹’,那倒是会有区别。

“坚持认为物理规律具有参考系(洛仑兹)变换不变性是正确的”的理由:


1.最基本的物理规律应该与惯性参照系无关(((可以这样认为,但观察离不开具体的参考系,参照系不同,观察到的物理现象不同,总结出来的规律也可能不同。只有同处于惯性系中的观察者总结的规律才可能一样。))) [[我们这里说的是最基本的物理规律。在不同参照系中总结出来的物理规律,可能不一样。但有一点应该是共同的,就是相互之间不会构成互斥(对此,你有异议吗?)。不但不构成互斥,而且会有相关联的,因为它们揭示的是同一个物体运动的规律。由于这种关联的存在,就存在在某种变换下不变的关系存在。这个不变的关系就是比前面总结出来的物理规律更基本的物理规律。一个最基本的物理规律也必然地满足于此。]]]比如,如果hudemi三旋理论(((你搞混了,我从未提出过三旋理论。 [[[我确实搞混了,应是hudeku的三旋理论,对不起。]]] )))的基本原理是基本物理规律,那么该原理在任何参照系中都应该一样(((纠正,只能说在任何惯性系中都一样,在非惯性系中各不一样,但这一规律包含了观测因素在内,所以各不相同。只有同处于惯性系中的观察者总结的规律才可能一样。)))有了这个,就有了“参考系变换的不变性”的论述)(((这充分说明你还未理解“惯性系平权”与“参考系变换不变性”之间的区别!“惯性系平权”并不等于“参考系变换不变性”,我论述的目的就是为了说明这一点。 [[因为你加了‘洛伦兹’,所以我确定你是在讨论惯性系中的变换。洛伦兹变换是惯性系下的时空坐标变换,没有人说不是吧。]]] )))


2.物质之间的相互影响是需要时间的,即任何运动形式的速度是有上限的。(有了这个,参照系变换就被明确为洛伦兹变换)(((速度有上限,但并不能表明洛伦兹变换成立!速度的上限一定是C吗? [[[具有零静止质量的物体其上限运动速度一定是C,它的下限也是C。]]] )))

 [17楼]  作者:刘久明  发表时间: 2004/10/17 20:11 

有界无限,疯子才这样说话!
坚持物理规律参考系变换不变性的信心来源于何处?建议彻底清理!
 [18楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2004/10/17 20:28 

[1,2]这个区间是有界的,构成它的元素是无限的。认为有界无限不可能存在的才是疯子。
宇宙是有界的,构成宇宙的物质是无限的。在我们没有作任何求证之前,这是一种可能。
 [19楼]  作者:youngler  发表时间: 2004/10/17 20:30 

做个比喻,无尘将
‘法律面前人人平等原则’理解为和‘法官依法审判’等同。
 [20楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/10/17 20:35 

你说的是数还是物质?不要糊涂!

无限的物质,质量无穷大。除非物质为无穷小。

 

 [21楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2004/10/17 21:19 

在jiuguang给出一个求证后,‘物质是无限的’可能性依然存在。

无尘:宇宙是有界的,构成宇宙的物质是无限的。在我们没有作任何求证之前,这是一种可能。

jiuguang给了一个不可能性的求证:无限的物质,质量无穷大。除非物质为无穷小。

尽管jiuguang的贴偏离了我和九明的论题,但我还是想回一下。无限多物质的总合质量也有可能为有限。一个更一般的结果,当物质具有某种分布时,无限多的物质可以有有限的质量。牛顿的积分公式(即和的极限存在性)给了我们最直接的依据。

 [22楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2004/10/17 21:37 

守法是它们共同的基本准则。
坚持物理规律参考系变换不变性的信心来源于何处?建议彻底清理!
 [23楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/10/17 21:55 

数学有无穷小也有无穷大,牛顿的数学没问题。

你希望有不存在无穷小的无穷多物质,那只能自入圈套。

 

 [24楼]  作者:youngler  发表时间: 2004/10/17 22:06 

宇宙有边界,宇宙空间有限,都是无聊的话题。
       教授现在看来真的是无聊了。你现在这样下去,你就不考虑以后如何面对坐在你的黑板面前的那些人对你提出的问题会令你尴尬。
 [25楼]  作者:wangdrr  发表时间: 2004/10/17 22:08 

回复:信心来自于哲学观念:所有的惯性系应是平权的

物理规律参考系变换不变性背后的潜台词是:我们不能通过演绎物理规律来确定我们是处在那个惯性系。但这个观念不能滥用。从绝对意义上的大宇宙来说,惯性系平权是不可辩驳的真理。但对于一个小的局部范围来讲,往往存在一局部优越的参考系。比如对与地球上的观测者,静止与运动测得的声音的规律是不一样的

 [26楼]  作者:youngler  发表时间: 2004/10/17 22:09 

一个原则,很多结果,怎么回相同呢?
坚持物理规律参考系变换不变性的信心来源于何处?建议彻底清理!
 [27楼]  作者:wangdrr  发表时间: 2004/10/17 22:31 

回复:两者是一会事,显然你的靶子描错了
坚持物理规律参考系变换不变性的信心来源于何处?建议彻底清理!
 [28楼]  作者:刘久明  发表时间: 2004/10/17 22:51 

[1,2]是有限的

它只包含1到2及其中间的数,容不下小于1或大于2的数。

宇宙要么有界有限,无限必须无界。

有界就存在界外,界外除了不属于界内以外,它肯定是有另外的属性。

 [29楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2004/10/18 10:29 

【【【【“如果是换到另一参考系来观察,人跳的远近已不同,苍蝇和鱼儿的速度也明显不同”,这些结论无论在在Lorentz-Einstein

相对性原理最初来源于伽利略对物理规律与运动关系的分析和考察(当初他还没有明确地提出叫相对性原理),他以大量生动形象的实例说明,不管平台(伽利略船)是静止还是(匀速)运动,各种现象都表明,在其中的物理规律是相同的。这一观点,为后来的实践不断检验和证实。比如,地面实验室中获得的某项实验结果,人们相信在运动的火车上也会得到相同的结果,甚至相信在地球外也能得到相同的实验结果。将这一观点进一步概括就是:物理规律在任意惯性系中处处相同。这就是相对性原理。但请注意,这里根本未涉及到参考系的变换问题,也没有明显的事实表明,一个参考系里的物理规律,变换到另一参考系时仍然完全相同。以伽利略船为例,伽利略论述说:不管船是否在运动,船上的人不会觉得物理现象有何不同。人跳的远近不会有差异,苍蝇不会比平时飞得快或慢,也不觉得鱼儿在水中游得比平时费力或省劲。这就是相对性原理。但是,如果是换到另一参考系来观察,则很容易发现船动和不动时,人跳的远近已不同,苍蝇和鱼儿的速度也明显不同。从伽利略的论证中可以看出,根本看不出相对性原理支持物理规律参考系变换不变性成立的任何证据。

【【【【“如果是换到另一参考系来观察,人跳的远近已不同,苍蝇和鱼儿的速度也明显不同”,这些结论无论在在Lorentz-Einstein相对性还是在Galileo-Newton相对性原理中都是成立的,这些“不同”不是Galileo相对性原理的核心。黄德民先生把这当作是核心了。
伽利略论述说:不管船是否在运动,船上的人不会觉得物理现象有何不同。人跳的远近不会有差异,苍蝇不会比平时飞得快或慢,也不觉得鱼儿在水中游得比平时费力或省劲。如果物理规律参考系变换协变性不成立,这些现象绝对不能导致。黄先生信不信?

当然,Lorentz-Einstein相对性,Galileo-Newton相对性,还有无穷多其他相对性原理(如共形不变性,它是Lorentz-Einstein相对性的推广,Lorentz-Einstein相对性只是它的一个子变换,就如Galileo变换是Lorentz变换的一个子变换)都能解释Galileo描述的现象,这说明相对性原理包含的范畴很宽广,并非单单一个变换就能函盖。】】】】

如果坚持认为物理规律具有参考系(洛仑兹)变换不变性是正确的,则请回答如下4个问题:

 

1、          坚持变换不变性的理由何在?

 

2、          如果认为是出自于相对性原理,请向我们展示一下从相对性原理到参考系变换不变性的逻辑关系!

 

3、          请说明有哪些事实支持将参考系变换不变性上升为一种理念。

 

4、          请对已有物理规律进行一下清理,看哪些物理规律(如电磁理论、引力理论、能量守恒定律、热力学理论、声学理论等)已具有洛仑兹变换不变性?哪些还不具备洛仑兹变换不变性?对不具备的应如何处理?为什么?

         【【【【流体力学,热力学理论、声学理论也已经建立相应的洛仑兹变换不变性理论。】】】

 

 [30楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2004/10/18 10:31 

流体力学,热力学理论、声学理论也已经建立相应的洛仑兹变换不变性理论。
坚持物理规律参考系变换不变性的信心来源于何处?建议彻底清理!

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