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郭峰君十问发难 狭义相对论玩完
[楼主] 作者:guofengjun  发表时间:2004/11/02 15:23
点击:244次

尊敬的各位网友:大家好!
    本人针对狭义相对论提出以下十个问题,相信大家一定能够根据自己的独立判断做出正确选择(只需要回答是或否)。
    问题一、令坐标系K'的轴x'沿坐标系K的轴x的正方向以v直线运动,光信号也沿轴x—x'的正方向以c直线传播,您认为是否可以设x=ct,x'=ct',并将Lorentz变换中的x'=(x-vt)/sqrt(1-v^/c^)和t'=(t-vx/c^)/sqrt(1-v^/c^)分别改写为x'=x*sqrt((c-v)/(c+v))和t'=t*sqrt((c-v)/(c+v))?
    问题二、将一把长度为L的尺平放在轴x上。若其一端位于坐标系K的原点O处,则另一端必然位于轴O—x延长线上的某处,设L=x2-x1。您是否认为x'2=(x2-vt)/sqrt(1-v^/c^)和x'1=(x1-vt)/sqrt(1-v^/c^)在同一个坐标系K'中“同时”成立?
    问题三、您是否认为狭义相对论利用Lorentz变换推导出的尺缩效应L'=L*sqrt(1-v^/c^)的逻辑判断和数学推理是严谨自恰的?
    问题四、当坐标系K'与坐标系K完全重合的瞬间,从原点O、O'处发射一个光信号,在坐标系K,经过时间T=t1-t2后,您是否认为原点O、O'仍然完全重合,t1'=(t1-vx/c^)/sqrt(1-v^/c^)和t2'=(t2-vx/c^)/sqrt(1-v^/c^)在同一个坐标系K'中“同点”成立?
    问题五、您是否认为狭义相对论利用Lorentz变换推导出的钟慢效应T'=T/sqrt(1-v^/c^)的逻辑判断和数学推理是严谨自恰的?
    问题六、将方程x^+y^+z^=c^t^的等式两边同时除以t^,将方程x'^+y'^+z'^=c^t'^的等式两边同时除以t'^,得到方程U^x+U^y+U^z=c^和U'^x+U'^y+U'^z=c^,您是否认为Ux、Uy、Uz和U'x、U'y、U'z可以被理解为任意一个质点的运动速度U分别在坐标系K和坐标系K'中的坐标分量?
    问题七、您是否认为狭义相对论利用Lorentz变换推导出的速度公式U'x=(Ux-v)/(1-vUx/c^)、U'y=Uy*sqrt(1-v^/c^)/(1-vUx/c^)、U'z=Uz*sqrt(1-v^/c^)/(1-vUx/c^)的逻辑判断和数学推理是严谨自恰的?
    问题八、您是否认为狭义相对论推导Lorentz变换的数学前提之一x'=ax+bt和t'=et+fx中隐含着x=ct和x'=ct'?
    问题九、您是否认为狭义相对论给出推导Lorentz变换的几组数学前提彼此之间在逻辑和数学上完全严谨自恰?
    问题十、当您认为自己已经正确回答了以上九个问题后,您是否相信狭义相对论是一个在逻辑和数学上完美无缺、无懈可击的科学真理?

我的简单答案:
    1、是;2、否;3、否;4、否;5、否;6、否;7、否;8、是;9、是;10、否。

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 [2楼]  作者:正和  发表时间: 2004/11/02 16:52 

郭君是我见过的最幽默的人——原来他是知道正确答案的,所以才能处处避开正确答案。

错误不用揪那么多,只要一点就够了。请指出您认为最确凿的错误,不要让大家浪费时间。

 [3楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2004/11/02 17:01 

x=ct和x'=ct'只是Lorentz变换的特解,相对论用特解x=ct和x'=ct'来待定x'=ax+bt和t'=et+fx的系数

尊敬的各位网友:大家好!
    本人针对狭义相对论提出以下十个问题,相信大家一定能够根据自己的独立判断做出正确选择(只需要回答是或否)。
    问题一、令坐标系K'的轴x'沿坐标系K的轴x的正方向以v直线运动,光信号也沿轴x—x'的正方向以c直线传播,您认为是否可以设x=ct,x'=ct',并将Lorentz变换中的x'=(x-vt)/sqrt(1-v^/c^)和t'=(t-vx/c^)/sqrt(1-v^/c^)分别改写为x'=x*sqrt((c-v)/(c+v))和t'=t*sqrt((c-v)/(c+v))?

【【【【【对于光而言,当然可以。注意:这是对光而言,因为x=ct,x'=ct'与x'=x*sqrt((c-v)/(c+v))和t'=t*sqrt((c-v)/(c+v))都是Lorentz变换的特解而已,Guo的做法相当于把通解(Lorentz变换)改写为特解(光子的方程),用特解代替通解而已。但是,对于一般其他粒子,这种改写就不成立了,而因该代替以X'=X-UT, X=X'+(U+V)T'/(1+UV/CC),U为普通粒子的速度,这组解也是Lorentz变换的特解。
问题一的答案不存在“是”与“不是”的区分,关键要弄清特解与通解的关系。】】】

    问题二、将一把长度为L的尺平放在轴x上。若其一端位于坐标系K的原点O处,则另一端必然位于轴O—x延长线上的某处,设L=x2-x1。您是否认为x'2=(x2-vt)/sqrt(1-v^/c^)和x'1=(x1-vt)/sqrt(1-v^/c^)在同一个坐标系K'中“同时”成立?
【【【否。如成立,好像这变成运动尺子变长了?】】】
    问题三、您是否认为狭义相对论利用Lorentz变换推导出的尺缩效应L'=L*sqrt(1-v^/c^)的逻辑判断和数学推理是严谨自恰的?

【【【自洽。只要承认Lorentz变换是对的,那么尺缩效应效应自然是逻辑结论而已。如果不愿意承认Lorentz变换,那是另外一回事了。】】】

    问题四、当坐标系K'与坐标系K完全重合的瞬间,从原点O、O'处发射一个光信号,在坐标系K,经过时间T=t1-t2后,您是否认为原点O、O'仍然完全重合,t1'=(t1-vx/c^)/sqrt(1-v^/c^)和t2'=(t2-vx/c^)/sqrt(1-v^/c^)在同一个坐标系K'中“同点”成立?
    问题五、您是否认为狭义相对论利用Lorentz变换推导出的钟慢效应T'=T/sqrt(1-v^/c^)的逻辑判断和数学推理是严谨自恰的?

【【【自洽。只要承认Lorentz变换是对的,那么钟慢效应自然是逻辑结论而已。如果不愿意承认Lorentz变换,那是另外一回事了。】】】

    问题六、将方程x^+y^+z^=c^t^的等式两边同时除以t^,将方程x'^+y'^+z'^=c^t'^的等式两边同时除以t'^,得到方程U^x+U^y+U^z=c^和U'^x+U'^y+U'^z=c^,您是否认为Ux、Uy、Uz和U'x、U'y、U'z可以被理解为任意一个质点的运动速度U分别在坐标系K和坐标系K'中的坐标分量?

【【【【不能。因为首先U^x,U^y等不是速度的概念。真正的速度的概念应该是dx/dt, dy/dt这样的微分形式。
x^+y^+z^=c^t^,x'^+y'^+z'^=c^t'^相当于是一组运动方程,至于Lorentz变换中的x'=(x-vt)/sqrt(1-v^/c^)和t'=(t-vx/c^)/sqrt(1-v^/c^)无非就是x^+y^+z^=c^t^,x'^+y'^+z'^=c^t'^的通解而已。而x=ct,x'=ct'与x'=x*sqrt((c-v)/(c+v))和t'=t*sqrt((c-v)/(c+v)),X'=X-UT, X=X'+(U+V)T'/(1+UV/CC)都只是Lorentz变换的特解而已。
同样,x^+y^+z^=c^t^,x'^+y'^+z'^=c^t'^的变形U^x+U^y+U^z=c^和U'^x+U'^y+U'^z=c^也是一组运动方程,是一组规一化形式的运动方程。这里的U^x,U^y等不是速度的概念。真正的速度的概念应该是dx/dt, dy/dt这样的微分形式。】】】

    问题七、您是否认为狭义相对论利用Lorentz变换推导出的速度公式U'x=(Ux-v)/(1-vUx/c^)、U'y=Uy*sqrt(1-v^/c^)/(1-vUx/c^)、U'z=Uz*sqrt(1-v^/c^)/(1-vUx/c^)的逻辑判断和数学推理是严谨自恰的?

【【【【它是借助速度定义dx/dt, dy/dt从Lorentz变换导出的。只要承认Lorentz变换是对的,那么推导自洽。】】】

    问题八、您是否认为狭义相对论推导Lorentz变换的数学前提之一x'=ax+bt和t'=et+fx中隐含着x=ct和x'=ct'?

【【【【它们并不互相隐含。事实上,x=ct和x'=ct'是光速不变原理的数学表达式(狭义相对论第一个原理);x'=ax+bt和t'=et+fx是惯性系平权原理的体现(狭义相对论第二原理)。它们是独立的,完备的。从数学上讲,联合这两个原理,意味着显式x=ct和x'=ct'是隐式x'=ax+bt和t'=et+fx的一个特解,即用特解去确定隐式中的待定系数a,b,e,f(待定系数法)。】】】

    问题九、您是否认为狭义相对论给出推导Lorentz变换的几组数学前提彼此之间在逻辑和数学上完全严谨自恰?

【【【【从数学上讲,完全自洽。其核心思想是:用特解x=ct和x'=ct'来待定x'=ax+bt和t'=et+fx的系数。

由于x=ct和x'=ct'毕竟是特解,我们可以放弃这组特解,选用其他粒子的运动方程X'=X-UT, X=X'+(U+V)T'/(1+UV/CC)来待定x'=ax+bt和t'=et+fx的系数,也可以得到Lorentz变换。
事实上x=ct和x'=ct'也只不过是特解X'=X-UT, X=X'+(U+V)T'/(1+UV/CC)的特解而已(选用U=C,即可从X'=X-UT, X=X'+(U+V)T'/(1+UV/CC)得到x=ct和x'=ct')。】】】

    问题十、当您认为自己已经正确回答了以上九个问题后,您是否相信狭义相对论是一个在逻辑和数学上完美无缺、无懈可击的科学真理?

【【【【完全相信狭义相对论是一个在逻辑和数学上完美无缺、无懈可击的科学真理。
如果有的人不明白x=ct和x'=ct'只是Lorentz变换的特解,也不明白相对论用特解x=ct和x'=ct'来待定x'=ax+bt和t'=et+fx的系数,那么他当然认为相对论是不自恰的。但如果他明白了这两点,那么他就茅塞顿开了。】】】

 

[楼主]  [4楼]  作者:guofengjun  发表时间: 2004/11/02 19:35 

回复:Lorentz变换应简化为x'=xsqrt((c-v)/(c+v))和t'=tsqrt((c-v)/(c+v))。狭义相对论的数学基础不可靠。
郭峰君十问发难 狭义相对论玩完
[楼主]  [5楼]  作者:guofengjun  发表时间: 2004/11/02 19:36 

回复:谢谢您的回复,我会认真应战。
郭峰君十问发难 狭义相对论玩完
 [6楼]  作者:xuebinguo  发表时间: 2004/11/02 21:34 

回复:你用 Lorentz 公式推出的结果,怎么能反推出自己变换的基础不可靠呢?

你给出的这两个所谓简化式子都是在 x=ct 的前提下得到的结果,也就是只能计算两个参照系对光子的观测结果(比如从飞船发出光线到地面接收),对一般速度的情况(比如一个人在飞船上以相对飞船u的速度从头走到尾),根本就不能解释。沈博士说得很对,你混淆了变换方式和特解。


我觉得您的情况真的比较特殊,很多人是根本不知道 Lorentz 变换是什么,您倒好,公式记得很清楚,有些题目也解答正确,但其实没明白这个转换公式做什么用的。


x=ct 这条光子的世界线(非普通运动物体)通过 Lorentz 变换得到另一个参照系中该光子的世界线 x'=ct',
与 x=ct, x'=ct' 根本是两码事;
您怎么能把列方程和代入消元混为一谈呢?

 [7楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2004/11/02 23:29 

呵呵,您老把特解x=ct, x'=ct'当作通解了,以特殊代替一般了。
郭峰君十问发难 狭义相对论玩完
[楼主]  [8楼]  作者:guofengjun  发表时间: 2004/11/03 11:51 

《郭峰君发难  相对论玩完》已经刊登在http://www.xdlbj.com/bbs/dispbbs.asp?boardID=8&RootID=14126&ID=14126>

郭峰君的自答:
    答题一、是。设x=ct、x'=ct',有
    x'=(x-vt)/sqrt(1-v^/c^)=x(1-v/c)/sqrt(1-v^/c^)=x*sqrt((c-v)/(c+v))
    x=(x'+vt')/sqrt(1-v^/c^)=x'(1+v/c)/sqrt(1-v^/c^)=x'*sqrt((c+v)/(c-v))
    t'=(t-vx/c^)/sqrt(1-v^/c^)=t(1-v/c)/sqrt(1-v^/c^)=t*sqrt((c-v)/(c+v))
    t=(t'+vx'/c^)/sqrt(1-v^/c^)=t'(1+v/c)/sqrt(1-v^/c^)=t'*sqrt((c-v)/(c+v))

    答题二、否。设尺L的两端分别为A、B,尺静止在坐标系K中,A端位于原点O处、B端位于x轴正方向B处。建立lorentz变换最初要求在坐标系K'与坐标系K完全重合的瞬间。假设尺的A、B端各有一个光源,当坐标系K'与坐标系K完全重合的瞬间,尺的A、B端同时分别发射一个光脉冲。因为A端与坐标系K的原点O、坐标系K'的原点O'位于同一个点,所以对于A,可以满足x'1=(x1-vt)/sqrt(1-v^/c^),但是,因为B端不与坐标系K的原点O、坐标系K'的原点O'位于同一个点,所以对于B,不能可以满足x'2=(x2-vt)/sqrt(1-v^/c^)。

    答题三、否。狭义相对论利用Lorentz变换推导出的尺缩效应L'=L*sqrt(1-v^/c^)不成立。正确的解应该是L'=L*sqrt((c-v)/(c+v))。

    答题四、否。设钟A位于坐标系K的原点O处,当坐标系K'与坐标系K完全重合的瞬间,从原点O、O'处发射一个光脉冲,钟A从t1时刻开始计时,可以满足t1'=(t1-vx/c^)/sqrt(1-v^/c^)。经过时间间隔T,从原点O处再发射一个光脉冲时,钟A从t2时刻开始计时,而此时坐标系K'的原点O'已经平移到x轴上与原点O的距离为v(t1-t2)的位置,不能满足t2'=(t2-vx/c^)/sqrt(1-v^/c^)。

    答题五、否。狭义相对论利用Lorentz变换推导出的钟慢效应L'=L*sqrt(1-v^/c^)不成立。正确的解应该是T'=T*sqrt((c-v)/(c+v))。

    答题六、否。将一般方程x^+y^+z^=c^t^的等式两边同时除以t^,x'^+y'^+z'^=c^t'^等式两边同时除以t'^,并设Ux=x/c...,可以得到U^x+U^y+U^z=c^和U'^x+U'^y+U'^z=c^。将微分方程d^x+d^y+d^z=c^d^t的等式两边同时除以d^t,d^x'+d^y'+d^z'=c^d^t'的等式两边同时除以d^t',并设Ux=dx/dt...,也可以得到U^x+U^y+U^z=c^和U'^x+U'^y+U'^z=c^。二者在数学上没有任何本质性区别,只是使用的数学方法不同而已。

    问题七、否。因为U'^x+U'^y+U'^z=((Ux-v)/(1-VUx/c^))^+(Uy*sqrt(1-v^/c^)/(1-VUx/c^))^+(Uz*sqrt(1-v^/c^)/(1-VUx/c^))^=c^,所以根本不能证明Ux...是质点的运动速度,只能说明Ux...是c的坐标轴分量。

    答题八、是。若不隐含着x=ct和x'=ct,则x'=ax+bt和t'=et+fx根本不成立,因为还必须要考虑到所描述的任意点P的空间方位。

    答题九、否。x^+y^+z^=c^t^、x'^+y'^+z'^=c^t'^是丢头少尾的数学前提,参见郭峰君《狭义相对论推导Lorentz变换的几组数学前提在逻辑上是否自洽》http://www.xdlbj.com/show.asp?id=922>。x'=ax+bt和t'=et+fx只有在设x=ct、x'=ct'时才能成立。y'=y、z'=z只能被视为附加变换,与c、v、t、t'之间不存在数学关系。

    答题十、否。狭义相对论推导Lorentz变换的方法在逻辑和数学上完全错误的。Lorentz变换的标准数学形式应该是x'=(x-vt)/sqrt(1-v^/c^)、y'=y、z'=z、t'=(t-vx/c^)/sqrt(1-v^/c^)。狭义相对论在逻辑和数学应用上一错在错,漏洞百出,根本不是科学理论。

[楼主]  [9楼]  作者:guofengjun  发表时间: 2004/11/03 14:58 

回复:请看我的“正面回答”一贴
郭峰君十问发难 狭义相对论玩完

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