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你的电梯问题、电梯中的杠杆问题,都提到了一个概念:“匀速”上升或下降。可是你想过没有,在引力场中“匀速”升降如何定义?
比如在电梯中的杠杆问题里,“匀速”爬升是如何定义的呢?是相对于绳子刻度的吗?就算绳子有均匀刻度,可是测量这“速度”所用的时钟在不同高度时率是不一样的。那么,以当地钟为准来测当地瞬时速度,测量值处处相同为“匀速”?这是一种看来合理的“匀速”定义。 或者, 用某一固定高度处的时钟为准,测得单位时间内爬过的绳子刻度数一样,这看来也是一种合理的“匀速”定义。 或者,假定爬绳者身上有一个挂着标准砝码的弹簧秤,在爬升过程中弹簧秤读数不变。看来这也是一种合理的“匀速”定义。 再或者,用多普勒测速,爬升者反射的雷达回波在垂直线上一固定观察者看来多普勒频移不变,那么,这似乎也是一种合理的“匀速”定义。 这些“匀速”定义,在经典的框架中都是等价的,在广相中却不等价,满足上述不同定义的“匀速”运动其实是不同的运动(黄先生连运动状态都没搞清楚,又怎么能问杠杆是否平衡呢?)。实际上,在广相中只有“测地线运动”和“非测地线运动”的区别(是否做测地线运动是参照系变换不变的),而没有“匀速”与“非匀速”运动的区别。本质上,在广相中,异地速度并没有可比性。 |