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异地时钟校准(即对零)的实际方法---为经典时空观辩护
[楼主] 作者:wxlxa  发表时间:2005/10/28 10:15
点击:559次

异地时钟校准(即对零)的实际方法---为经典时空观辩护

异地时钟的校准问题归结为时钟运动是否影响时钟的快慢(同步)问题。只要知道时钟运动对时钟快慢的影响程度就可以用运动的时钟去校准异地的时钟了。
在经典力学中,根据实验总结,认为时钟运动不影响时钟的快慢,于是我们就用运动的时钟去校准不同地的时钟。爱因斯坦对该方法进行了质疑,说时钟运动会使时钟变慢(值得一提的是,他并没说明原因),于是不同意用运动的时钟校准异地时钟,而用尚不知速度是否不变(只是假定不变)的光信号去校准异地时钟。
时钟运动对时钟快慢的影响程度不是个理论问题而是个实验问题,实验完全能判断出时钟运动对时钟快慢的影响程度,其方法如下。
第一次实验。取两只相同的钟,原地校准两只时钟。令一只G1原地不动,另一只G2以恒定的加速度(用恒力保证)运动某一固定距离L1(设此处为C点),这时G2的速度达到某一数值u,然后立即以大小相等方向相反的加速度运动,当G2回到G1时,比较两只钟的时刻t1、t2、记下差值Ta=t2-t1。
第二次实验。再一次原地校准两时钟,令一只G1原地不动,令G2再以同样的加速度运动同样的距离L1,然后令G2匀速运动距离L(设此处为D点)后立即以大小相等方向相反的加速度运动,当G2回到D点时便改为匀速运动,当G2回到C点时开始以以上的减速度运动,当G2回到G1时再次比较两只钟的时刻t3、t4、记下差值Tb=t4-t3。
Tx=Tb-Ta就是G2匀速运动2L造成的时差。令G2匀速运动的时间为Tc,Tc=t3-t1,则G2匀速运动的速度为u=2L/Tc。若Tx=0则说明匀速运动不影响时钟的快慢,若Tx不等于零,则可以通过多次实验找出运动对时钟快慢的影响程度w=∫(u)。从而达到校准不同地的时钟的目的。
该方的优点是简单易行且不会出现逻辑问题,缺点是精确度不高,不过,这一缺点并不影响实际应用也不影响以后实验手段提高时继续提高精确度。
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 [2楼]  作者:杨升山  发表时间: 2005/11/01 19:54 

回复:关与时钟的校对与同时性
同时性
爱因斯坦创立“狭义相对论”是从 对同时性的讨论开始的。
爱因斯坦在<<狭义相对论的意义>>中写道:为了完成时间的定义,可以使用真空中光速恒定的原理。假定在假定在K系各处放置同样的时计,相对于K保持静止,并按下列安排校准。当某一时计Um指向时刻Tm时,从这只时计发出光线,在真空中通过距离Rmn到时计Un;当光线遇着时计Un的时刻,使时计Un对准到时刻Tn=Tm+Rmn/c。光速恒定原理于是断定这样校准时计不会引起矛盾。
对于同时性,有主观的同时性与客观的同时性之分。经典力学关于同时性的说法,是客观的。物质每时每刻都在发生变化,由于信号的传递速度限制,不可能均被我们感知,如太阳光照射到地球,需要八分多钟时间。我们感知的,也只是光线传递来的八分多钟以前的太阳的信息,现在太阳什么情况,只有以后才能知道。
主观的同时性表面上没人赞成了,实际上远非如此。用光信号作为两点间同时性的校对信号,不失为一个良好的办法。但这种办法推广到任意点之间进行同时性的校对,就会出现一种错误情况。
比如A地发射一个光信号给B地和C地,但B地与C地距A地不一样远。那么A地校对时间起始点 时,因先后接到两个返回信号,它的起始位置就不能确定:与B同时时就不能与C同时,反之亦然。这仅是三点之间的情况,宇宙中有无穷多点的,用光信号进行同时性校对时,实际上既认为光信号具有有限的传播速度,又默认光的速度是无穷大,立即即至。当然,校对了A与B的同时性,再与C校对时,可以告知C应增减多少,但宇宙中的点有无穷多,作到这一点是十分困难的,可以说是根本无力完成的。
是不是没办法校对同时性呢?也不是。前已分析过,时间仅是物质变化的量度,使用周期信号来记数,时钟也只是一个周期信号,是一个比较基准。所以我们校对同时性时,可以在一点校对多个时钟,然后分别拿到各个观察点去就行了。运动是相对的,被测物体也是可作为观察者的。
另外,不能只认为有相互作用时才说物体存在。比如太阳光照到地球上需要八分多钟,我们不能把自己感知太阳光时,才说太阳存在。太阳的实际位置也不是我们看到的位置。有人举例说:与我们相距八十光年处爆发了一颗新星,有人在二十年前写了一本有关新星的书。那么这颗新星不会记载在这本书中。能不能说这本书记叙的完全正确呢?显然是不能够的。因为不管书中记载了没有,八十年前这颗新星就诞生了。我们不能要求记叙完全正确,因为我们的活动能力有限,而事物的变化是无限的。我们只能要求记叙的基本准确。有许多事情我们这一代人是无法得知的,但不能说那种事情不存在。我们的有些感觉掺进了主观的成分,必须经过思维才能了解真情。
比如,我们感到地面是平的(说海平面更恰当)。可地球是球形,海平面当然只是球面一部分。太阳东升西落,实际是地球自转。这些都只有经过思维,有些还需要经过模拟试验才能得出结论。
例如:在北京至广州的火车上设一个邮递员,车尾挂有邮政专车。
某甲乘客要到广州去,在北京站临上车时,给住在长沙的一个朋友乙写了一封信,说了一些事情。当甲乘了一段车后,想起还有一些事情没交待清楚,在火车上又写了 一封信给乙。车上的邮递员很快把信转到车尾的邮政专车上。假设北京站的邮局也把甲的第一封信放在这节专车上,那么长沙的乙同时会收到甲的两封信,甲写信的时间是有间隔的,甲不会承认同时写了两封信。怎样去评价他们说法的是非呢?常识告诉我们,甲是当事人,甲的说法是正确的。乙认为甲同时写两封信是乙的感觉,是不符合事实的。甲的两封信都 寄出了,不论乙收到收不到,都是寄了,不能因乙没收到信就断定甲没有寄信。但如果甲在信的末尾准确地写上了他写信的时间,乙在看信时也注意到这一点,乙就会根据信上注明的时间判断甲在什么地方写的信。并能想到,甲在写这些信时,自己分别在干着什么。但是,自然界的情况要复杂的多,物体大都不能把自己发出信号的时间写在信号上,所以人们在接到信号时需要仔细的判断,不然会出现甲乙两人说法不同的情况,可能会得出错误的结论的。
另外,如果乙的住地不在长沙而在郑州,甲的第二封信又是在经过郑州以后发出,那第二封信就与甲的行程相反,情况就更复杂了。
上述说法是大家早已知道的。当某人要到朋友那里去而希望朋友到车站给自己帮助时,总是打电话或发电报给自己的朋友,就是因为电话或电报有比信件更快的传递速度。如果写信,除非是几日前就把信寄出,那就只好由自己去拆信了,希望得到的帮助是不可能的。
如果甲不是乘火车而是乘飞机,飞机中途在武汉停留。甲在北京起飞时寄出一封信,甲在武汉停留时又寄出一封信。如果邮政系统仍以火车送信,那么乙收到甲的第二封信要比收到甲的第一封信要早一些。如果 乙粗心一点,就会把信的次序颠倒。当然乙可以从信的内容和注明的时间来做出正确的判断。但是自然界怎样来标明这些信号的先后呢?
对于信件发出的时间,甲的说法是正确的,而乙只有在经过思维分析后才能 得到正确的结论。“狭义相对论”否认甲的说法,承认乙的感觉,不出错误才怪呢。
“在某个参考系中同一时间,但在不同地点发生的两个事件,在另一个参考系看来,将变成被一定时间间隔分离开来的两个事件”。“在某个参考系中同一地点但在不同时间发生的两个事件,在另一个参考系看来,会变成被一定空间间隔分离开的两个事件”。这两种说法,用“看来”一词表述,只反映观察者的感觉,并不是事实。而这两种说法,却是“狭义相对论”使时间与空间等价且可以互相转换的理论基础。
 [3楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2005/11/01 22:53 

应当先建立时空概念
时空参考系只是理论上存在,所谓同时也只是理论上存在。如果将时间精度定为ns(光速为30cm/ns),则实验室参考系至少需要每30cm就有一个ns钟。这时几乎我们看到的一切都不是同时的。而确定两个事件的同时性会变的非常复杂。
[楼主]  [4楼]  作者:wxlxa  发表时间: 2005/11/02 08:15 

我发主帖的目的是要证明:经典时空的对钟方法无论从理论上还是从实践上都是无解可击的,爱氏否定经典的对钟方法的理由是不成立的,从而证明爱氏另外建立用光信号对钟的方法从理论上讲是没有必要的(这里暂且不说用光信号对钟的方法是否可行,实际上,当两参考系的相对速度很高时是不可行的)。我并不是要介绍一种实用对钟方法,作为低速情况下近似计算应用,光信号对钟精确度也够用了。
[楼主]  [5楼]  作者:wxlxa  发表时间: 2005/11/02 08:20 

我发主帖的目的是要证明:经典时空的对钟方法无论从理论上还是从实践上都是无解可击的,爱氏否定经典的对钟方法的理由是不成立的,从而证明爱氏另外建立用光信号对钟的方法从理论上讲是没有必要的(这里暂且不说用光信号对钟的方法是否可行,实际上,当两参考系的相对速度很高时是不可行的)。我并不是要介绍一种实用对钟方法,作为低速情况下近似计算应用,光信号对钟精确度也够用了。
 [6楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2005/11/02 22:08 

没有经典对钟法
有日心系与地心系之间的经典对钟法吗?没有吧。
经典理论首先考虑的就是日心系和地心系。
要讨论相对论,首先建立时空概念是很必要的。
[楼主]  [7楼]  作者:wxlxa  发表时间: 2005/11/03 09:22 

你能否谈谈牛顿力学中异地的时钟是怎样对准的?]
有日心系与地心系之间的经典对钟法吗?没有吧。[在只考查惯性系的情况下,是没有日心系与地心系之间的区别的。]

经典理论首先考虑的就是日心系和地心系。[不用分]

要讨论相对论,首先建立时空概念是很必要的。[的确如此。时空概念除先约定时空是均匀的以外还要约定异地时钟的对钟方法。你能否谈谈牛顿力学中异地的时钟是怎样对准的?]

 [8楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2005/11/04 00:26 

经典理论里没有对钟问题
如果认为地心系与日心系是一个参考系的话,那就太了不起了。
经典理论首先研究的是日心系中的行星运行规律,这样说你能明白了吧!地心系怎么能是惯性系吗?
[楼主]  [9楼]  作者:wxlxa  发表时间: 2005/11/04 10:41 

[经典理论也不能没有对钟问题,计箅速度时用的时间是要在对钟后才能观测出来的。
我之所以陈述经典的对钟方法是为了驳斥相对论对经典理论的攻。]

如果认为地心系与日心系是一个参考系的话,那就太了不起了。 [我不是论太阳地球是一个参考系,而是说两个近似惯性系是等价的。]

经典理论首先研究的是日心系中的行星运行规律,这样说你能明白了吧!地心系怎么能是惯性系吗?[精确讲,没有一个参考系是惯性系,近似讲,很多参考系都可以看成惯性系。一个参考系是不是惯性系要由实际问题来定。]

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