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事实上,只要运动速度相同,就是使用传输速度很慢的信号,在原理上都可以将异地钟校正同步。
[楼主] 作者:ccxdl  发表时间:2005/12/01 14:19
点击:694次

正和,你应该认真学点测量技术了!
测量分直接测量、差动式测量、补偿式测量3种方法,在作长度测量中,对基准尺存在的系统误差作修正补偿是很基本的知识。
使用光信号校正异地钟与测量光速需要使用异地钟确定起始与到达时刻并不构成逻辑矛盾。虽然循环逻辑没有论证上的可靠信,却不等于它所陈述的内容不是客观事实!即便发生论证上的“悖论”,也只是在该层次上无法得出是非结果,必须从更底层上去进行分析方能解决悖论中的事实真相。有一本名叫《数学分析中的元哲学》的书专门讲解这方面的知识。
在实验中,使用光信号校正异地钟同步,只与光在各个方向上的传播速度是否相同有关,而与速度大小无关。速度慢,不过是从中点O同时向等距离的异地A、B两点发射的光信号达到A、B点的时间要长一些而已,并不存在光信号到达A、B点的时刻不相同的事情!以同样的方法,在O、A点的中点(或O、B点的中点)同时向等距离的异地O、A点(或O、B点)发射光信号,光信号到达O、A点(或O、B点的时刻也相同,从而可以将3点的异地钟都校正同步。这乃是小学生都能明白的道理,你怎么就弄不懂?
如果光在各个方向上的传播速度不相同,只要知道它在两个点确定的空间方向上往返的速度之间具有确定的数学关系,就可以通过实验,将其中的未知量都求解出来。这是初中列方程解应用题的知识。在校正异地钟的相对零时刻(清零)过程中,Δt是待定“未知数”!并不是“不可测”。而导致Δt不能计算出来的原因是不知道光在两个点确定的空间方向上往返的速度之间具有何种数学关系!
我用Ca、Cb分别表示光在两个点确定的空间方向上往返的速度与你给出C'=C/(1-kcosθ)的式子有水平上高低之分吗?你是在瞎胡扯。不管你用什么数学关系来进行联系,只要使得光在两个点确定的空间方向上往返的速度具有确定的数学关系,就可以通过列方程解应用题的初中知识求解出Δt与光在两个点确定的空间方向上往返的速度值。
我在2002年写的“怎样解释光的多普勒效应”一文中,曾假定:如果发光物体相对于理想惯性参照系以速度u进行运动,在实际的每一个空间方向上,光源发出的光子所具有的速度V将是光源相对于理想惯性参照系处于静止状态时发出的光子运动速度c与光源运动速度u的矢量和。根据矢量合成法则,我们可以推导出,从与光源前进方向成θ角度的方向上发射的光子在实际前进方向上具有的速度v满足如下公式
V2 = c2 + u2 - 2 cu Cos(π-θ)
这与你给出C'=C/(1-kcosθ)又有什么意义上的水平关系吗?
不要急了就乱来,你本不应该是这样的表现。错了就改正,何必用一个新错误去掩盖另一个错误。
要知道:“不可测”是指按照某种实验方式进行操作,在原理上既不能直接测量出来,也不能间接的通过其它量将其计算出来。准确的说,它是不能被所进行的实验反应出来!真正的不可测,是没有任何实验手段能够把它“捕捉”到。“真值”就属于这样的情况,不能被任何实验手段把它“捕捉”到。
无论是你,还是张元仲,把“使用光信号校正异地钟与测量光速需要使用异地钟确定起始与到达时刻构成逻辑循环作为单向光速不可测量的依据”,都是错误的分析思想。事实上,只要运动速度相同,就是使用传输速度很慢的信号,在原理上都可以将异地钟校正同步。
另外说明一下,测量使用数值记数就必定存在一个最小记数当量误差。这是数值测量技术中的小常识,当被测量小于一个当量所对应的值时,被测量就不可测了。
Ccxdl 2005年12月1日


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 [2楼]  作者:qapin  发表时间: 2005/12/02 10:23 

考虑光速会随地点变化,您的方法就无效。相对论时空中测单向、双向光速都构成逻辑循环。
光速不变包括不随方向变化(各向同性)与不随地点变化(均匀性),您的Ca、Cb和V2 = c2 + u2 - 2 cu Cos(π-θ)以及正和的 C'=C/(1-kcosθ)都未考虑Ca、Cb、u和k会随位置变化,当它们是空间坐标的函数时您的校异地钟方法就无效,因为你的Δt不能计算出来。只有假设光速的均匀性后才能用你的校异地钟测单向光速的方法。当光速满足均匀性(不随地点变化)则通过改变原点位可使正、反向的单向光速相等(Ca=Cb),您的方法最终还是假设光速不变来校钟,所以,相对论时空中测单向光速一定会构成逻辑循环,相对论时空中不可测单向光速。
而且,相对论时空中测双向或闭合迴路光速也构成逻辑循环,因为测闭合迴路光速时虽然不用校钟但要用到光速的均匀性(不随地点变化),若是光路中各小段的光速不同,由总长度和时间是得不出双向光速值的。通常说的双向平均光速是毫无意义的,它只说明一个闭合迴路的旋度是某值,各段的光速值是完全不确定的,而这正是实际问题中要用的。
相对论的光速不变原理不可实验检验的缺点在陈氏量子时空中得到了克服,根据1960至1982年米和秒的国际定义用陈老師的波长/周期法可以逐点逐方向检验光速不变原理。这一发展使相对论成为有直接的实验根据的科学,而且在有引力的非惯性坐标系中光速不变原理仍成立,即是说,质量附近的真空中光波波长和周期比远离质量处的真空中光波波长和周期都更大,但波长/周期在质量的近旁和远处是相同的。此结论可以直接实验检验,由此结论得出了平直时空中的Schwarzschild度规,取代了爱因斯坦时空弯曲的观点.。


[楼主]  [3楼]  作者:ccxdl  发表时间: 2005/12/02 17:06 

回复:Qapin你谈的内容有严重误解之处。
1.关于V2 = c2 + u2 - 2 cu Cos(π-θ)以及正和的 C'=C/(1-kcosθ)都与我所讲述的正文无关,那只是针对性告诫正和,他把式子的复杂程度作为水平高低的衡量标准乃是一个错误。
2.Ca、Cb只是引入的待定光速符号,只要知道它们之间的关系,并不要求必须相等,就能从所做的实验求解出它们来。
3.关于光速与地点相关的见解其实是光传播介质均匀性问题,空气中物质不均匀立即会导致波长发生改变。作干涉实验时,气流引起波长发生改变将导致干涉条纹抖动,是引起测量发生误差的因素之一。关键在于,这种影响能达到多大程度!真空中,物质不均匀导致波长发生改变的程度又是多大呢?
4.你说:“当光速满足均匀性(不随地点变化)则通过改变原点位可使正、反向的单向光速相等(Ca=Cb),您的方法最终还是假设光速不变来校钟,所以,相对论时空中测单向光速一定会构成逻辑循环,相对论时空中不可测单向光速。”
通过改变原点位可使正、反向的单向光速相等,没有这样的原理。
光速不变也不是假设,而是通过实验得出的结论。你一定要说有非均匀因素存在,那么你得给出非均匀因素造成测量误差已经达到了什么程度。我这里讲述的原理不涉及可以忽略的其它因素影响。
5.相对论的光速不变原理与光在传播媒介参照系里的光速恒定是两码事!相对论的光速不变原理是指在任何具有相对运动的参照系里测量同一光波,都能得出相同的速度。这是莫须有的事情!
所谓“陈老師的波长/周期法可以逐点逐方向检验光速不变原理”,根本不能反映出光传播介质不均匀导致的速度变化。从激光器发出的光束,谁能保证它在空中不同点处永远具有完全相同的波长了?
这种测量原理乃是基于光束头尾端必须是以完全相同的波长连接成“杆子”,数了“杆子”上有N个波长,就以为“杆子”头运动达了N个相同波长具有的距离处了。
再有,整个测量装置相对于光传播媒介参照系进行了多大的相对运动?即便进行了相对运动,以头尾两端距离来作为光波相对于运动参照系走过的距离本身就是错误,该距离与参照系运动速度无关!
所以,波长/周期法只是避免了使用异地钟而已,测量的单向光速同样要以光传播媒介均匀为前提。光束不经历空间,只是在一个位置去数有多少个光波过去,测量的就不是真正的光速。
不妨请szchenfu50把实验装置的各个环节讲述出来,怎么实现的500Hz调制?N个波长头尾的相位如何进行判断?在什么位置安装光电检测管?
我们实际上可以把迈克尔逊干涉仪做成两套干涉光路,参考光为共用光路,两套干涉光路出来位置分开,用两个光电检测管分别检测两套干涉光路出来形成的干涉条纹。两套干涉光路具有不相等的光程,例如可以相差3米空间距离。把参考光反射镜做在压电片上,对压电片通交变电压,即可使两套干涉光路获的相位差发生相同的改变量,从而在两个光电检测管先后检测到干涉条纹的变化。问题是,由此测量的是“相速度”,不一定是光传播速度(群速度)。
改成对参考光路做斩断调制,光电检测管必须对准两套干涉光路形成的暗条纹位置,参考光路斩断时为全亮。斩断调制频率可以高达1000000Hz,再来对比检测到的光信号延迟差,将其换算成光速。人们可以通过改变光程来对接收到的电信号延迟差进行对比,确定出光程差与电信号延迟差的关系。理论上,对接收到的电信号相位变化进行观察,π/50相位差对应3m光程。这样,就可以在短距离上测量出单向光速。
对参考光路进行高速斩断是制造难点,因此才不能随便就做出来。
Ccxdl 2005年12月2日
 [4楼]  作者:qapin  发表时间: 2005/12/02 19:59 

谢谢您肯定了波长/周期法可以测单向光速

1.关于V2 = c2 + u2 - 2 cu Cos(π-θ)以及正和的 C'=C/(1-kcosθ)都与我所讲述的正文无关,那只是针对性告诫正和,他把式子的复杂程度作为水平高低的衡量标准乃是一个错误。

2.Ca、Cb只是引入的待定光速符号,只要知道它们之间的关系,并不要求必须相等,就能从所做的实验求解出它们来。

3.关于光速与地点相关的见解其实是光传播介质均匀性问题,空气中物质不均匀立即会导致波长发生改变。作干涉实验时,气流引起波长发生改变将导致干涉条纹抖动,是引起测量发生误差的因素之一。关键在于,这种影响能达到多大程度!真空中,物质不均匀导致波长发生改变的程度又是多大呢?

qapin: 理论上讨论当然是指真空中光速,真空中的物质己知的只有引力场的不均匀会导致波长发生改变, 按陈老師的书中指出的, 波长和频率都会随引力场的变化而变化, 但光速不会随引力场变化。

4.你说:“当光速满足均匀性(不随地点变化)则通过改变原点位可使正、反向的单向光速相等(Ca=Cb),您的方法最终还是假设光速不变来校钟,所以,相对论时空中测单向光速一定会构成逻辑循环,相对论时空中不可测单向光速。”

通过改变原点位可使正、反向的单向光速相等,没有这样的原理。

qapin:从原点O到A是正向Ca,从O到B为反向Cb, 以A为原点,由光速的均匀性使从A到O再从O到B两段的光速Ca和Cb相同.再以B为原点也得到Ca=Cb.

光速不变也不是假设,而是通过实验得出的结论。你一定要说有非均匀因素存在,那么你得给出非均匀因素造成测量误差已经达到了什么程度。我这里讲述的原理不涉及可以忽略的其它因素影响。

qapin: 真空中引力场的不均匀因素有理论估计, 几十米的高度差对波长的影响可观测,历史也测量到了.但光速未观测到随高度变化.

5.相对论的光速不变原理与光在传播媒介参照系里的光速恒定是两码事!相对论的光速不变原理是指在任何具有相对运动的参照系里测量同一光波,都能得出相同的速度。这是莫须有的事情!

所谓“陈老師的波长/周期法可以逐点逐方向检验光速不变原理”,根本不能反映出光传播介质不均匀导致的速度变化。从激光器发出的光束,谁能保证它在空中不同点处永远具有完全相同的波长了?

qapin:正因为不能保证它在空中不同点处永远具有完全相同的波长,所以干涉要做得小,一处一处地逐个测量。微型单向干涉仪从光汇合点(空间干涉起点)到相对汇合点静止的光电接收器的光程原则上可以是单个或几个波长, 实际上可做成几厘米(受两路干涉中共用分束C光的半反半透镜尺寸限制), 当然实验装置中稳频激光器大得多。但真正的相干测量处只是有效光程的厘米范围。


这种测量原理乃是基于光束头尾端必须是以完全相同的波长连接成“杆子”,数了“杆子”上有N个波长,就以为“杆子”头运动达了N个相同波长具有的距离处了。

再有,整个测量装置相对于光传播媒介参照系进行了多大的相对运动?即便进行了相对运动,以头尾两端距离来作为光波相对于运动参照系走过的距离本身就是错误,该距离与参照系运动速度无关!
qapin: 测量的单向光程当然要在真空中,光传播媒介是真空,反射镜和光电管对真空室是静止的。真空室内的真空是否会穿透真空璧流出来我们未考慮,您说会流出的话您要举证。

所以,波长/周期法只是避免了使用异地钟而已,测量的单向光速同样要以光传播媒介均匀为前提。光束不经历空间,只是在一个位置去数有多少个光波过去,测量的就不是真正的光速。

qapin: 单色连续光波的相速度也是传递能量的群速度,历史上的干涉法都是这样测的。

不妨请szchenfu50把实验装置的各个环节讲述出来,怎么实现的500Hz调制?N个波长头尾的相位如何进行判断?在什么位置安装光电检测管?

我们实际上可以把迈克尔逊干涉仪做成两套干涉光路,参考光为共用光路,两套干涉光路出来位置分开,用两个光电检测管分别检测两套干涉光路出来形成的干涉条纹。两套干涉光路具有不相等的光程,例如可以相差3米空间距离。把参考光反射镜做在压电片上,对压电片通交变电压,即可使两套干涉光路获的相位差发生相同的改变量,从而在两个光电检测管先后检测到干涉条纹的变化。问题是,由此测量的是“相速度”,不一定是光传播速度(群速度)。

改成对参考光路做斩断调制,光电检测管必须对准两套干涉光路形成的暗条纹位置,参考光路斩断时为全亮。斩断调制频率可以高达1000000Hz,再来对比检测到的光信号延迟差,将其换算成光速。人们可以通过改变光程来对接收到的电信号延迟差进行对比,确定出光程差与电信号延迟差的关系。理论上,对接收到的电信号相位变化进行观察,π/50相位差对应3m光程。这样,就可以在短距离上测量出单向光速。

对参考光路进行高速斩断是制造难点,因此才不能随便就做出来。
qapin:谢谢您肯定了波长/周期法可测单向光速。当然不是轻而易举的事。

Ccxdl 2005年12月2日

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