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再论同时相对性的错误
[楼主] 作者:黄新卫  发表时间:2007/09/07 08:50
点击:414次

再论同时相对性的错误
教科书常用爱因斯坦火车来论证同时的相对性,一般人难以看出破绽,落入爱因斯坦逻辑陷阱。
我现在设计一个类似爱因斯坦火车但不同于爱因斯坦火车的问题,论证同时相对性的错误。
如图所示,O处有一观测者甲,A、B距离O相等,某时刻A、B同时遭雷击。对于甲来说,他将同时看到A、B遭雷击。
现在还有一个观测者乙,相对甲从左往右水平运动。按照狭义相对论,乙应该看到A、B遭雷击不是同一时刻。
但是我们仔细分析一下,没有任何理由得到这一结论!
在乙看来,OA=OB。当乙运动到甲的位置时,他将与甲同时看到A、B遭雷击。用距离OA=OB除以光速C,乙可以计算出A、B遭雷击时刻相同。
即使当乙不运动到甲的位置,他接收到A、B遭雷击信号时刻不同,但是,他可以根据自己相对A、B的距离,把接收时刻减去光运动时间,得到正确的A、B遭雷击时刻,结果A、B还是同时遭雷击。
此问题与爱因斯坦火车的不同在于,爱因斯坦火车中的观测者观测的是火车两端遭雷击是否同时,而此问题运动的观测者观测的是站台两地遭雷击是否同时。
爱因斯坦忽视了全面研究,所以得出片面结论,认为凡是自一个惯性系观察到是同时但在不同地点发生的事情,自另一惯性系观察就不会是同时发生的。
而一般人被教科书牵着鼻子走,不会自己思考教科书没有提到的问题,落入爱因斯坦逻辑陷阱,固执地以为爱因斯坦没有错,教科书没有错。

点击查看原图



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我的新论文《用中智学分析和改造狭义相对论》,没有被《前沿科学》采纳的文章。http://www.bjxdl.net/bbs/ViewFile.asp?FileName=20074291414414.rar 用winrar解压缩后就可以阅读
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 [2楼]  作者:liangjz  发表时间: 2007/09/07 09:27 

黄: 我说两句
黄:你的观点与我的完全一致,但你没理解建其的观点,所以你们俩根本说不到一起.建其认为运动乙的时钟与静止甲的时钟由于处在两个相对运动的惯性系,所以这两个时钟走得不一样,而你强调的不是时钟的快慢而是时钟的时刻.
[楼主]  [3楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2007/09/07 10:25 

很高兴有人与我的观点一致。甲乙时钟走得不一样快,但是不影响乙看两地事件的同时性


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 [4楼]  作者:liangjz  发表时间: 2007/09/07 10:45 

同时性是相对的还是绝对的取决于观察时间的方法,离开这一点强调同时性是相对的还是绝对的是没有意义的
首先我给大家讲一个虚构的故事。有一年暑假,我们一家来到了美国科学家伽莫夫笔下汤普金斯先生曾经梦游过的城市,在这座城市里由于速度极限(光速)很低,所以相对论效应非常显著。来到这座城市后,我们进了一家瑞士钟表店,每人选了自己喜欢的一块表并要求营业员把三块表的时间调成一致。随后,我们来到了一家游乐园,其中一个游乐项目是乘坐光速飞车,其实飞车的速度并没有达到光速。我站在起点A处,帮儿子把安全带系牢,儿子高兴地坐在A点的光速飞车里。我妻子站在终点B处,A与B之间的距离为L。车马上要出发了,我下意识地对了一下自己和儿子的表,时间一分一秒都不差。抬头再看终点处妻子的表,我发现妻子的表比我的表慢了一些。来不及多想车已经象离弦的箭一样冲了出去。我突然发现儿子的表越走越慢,当然是相对我的表而言,最后到达终点时与我妻子的表一致了。看来瑞士表的质量也不怎么样,我打算玩完回去后把表给退了。在回来的路上我看了一眼妻子和儿子的表,奇怪!怎么我们的表显示的时间分秒不差,我明明看见他们俩的表比我的慢了呀!我把我的发现告诉了我的妻子,她说她也觉得挺奇怪的,但是与我所说的现象稍有些不同。在终点处,她发现我和儿子的手表都比她的表慢了,但当儿子乘坐飞车向她驶来时,儿子的表却变得越来越快,最后到达终点时竟与她的表一致了。这时候儿子也加入了我们的谈话,他告诉了我他的发现,他是这样描述的,在起点处他发现爸爸的表跟他的表时间是一致的,妈妈的表走得比他的慢,当车运动起来后,爸爸的表变慢了而妈妈的表比原来快了,最后当他到达终点时妈妈的表与他的表又一致了。
从上面这个例子中,我们看到由于三个人所处的状态不同,得出的结论也大相径庭。但都有一个共同的特点,就是每个人都是以他本人的时间为基准作出判断的。我们知道光速是有限的,光在空间运行是需要时间的。当所研究的对象涉及到空间大尺度范围或当物体运动的速度大到可以与光速相提并论时,光通过空间两点所需的时间就不能不考虑进来,这样通常在小尺度低速度情况下被认为是同时发生的两个事件就不能再认为是同时的了。爱因斯坦也正是从时间的同时性入手,提出了狭义相对论。在我们生活的宇宙中,时间是非物质的量,它是为了描述物体运动而人为引进的一个物理概念。经典物理对时间是这样定义的“绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性而在均匀地,与任何其他外界事物无关地流逝着”。这一定义在研究空间小尺度范围或低速运动的物体时,无疑是正确的,因为它暗含这样一个概念即时间的同时性是绝对。但在研究空间大尺度范围或高速运动的物体时,这一定义是否仍然有效,取决于对时间的同时性是如何定义的,同时还要看空间两点两个事件发生的时间是如何记录的。
假设有两个完全一样的钟被放置在AB两地。我们可采用中点对钟法将两地的钟校准。我们说发生在AB两地的两个事件是同时的,如果AB两地的钟所指示的时间是一样的话。这个结论暗含有这样一个条件即在AB两地分别有两个观察者记录本地事件发生的时间,然后再将两个时间进行对比,判断这两个事件是否是同时发生的,判断的结果与AB两地的位置无关。从这个意义上说时间的同时性是绝对的。我们再看另一种情况,我们仍采用同样的方法将AB两地的钟校准。从A点观察AB两地同时发生的两个事件,得到的结论是A地的事件先于B地的事件,相差的时间与两地之间的距离有关。同理,从B点观察AB两地同时发生的两个事件,得到的结论则是B地的事件先于A地的事件。按照这个结论,时间的同时性又是相对的。所以说时间的同时性是相对的还是绝对的完全取决于时间是如何测量的。狭义相对论所涉及的是后一种情况。
运动物体的情况又如何呢?假设有一枚火箭从A点运动到B点。火箭上装有校对好的时钟。我们仍采用中点对钟法在AB两点之间A1、A2、A3...放置一系列校对好的时钟,并在A1、A2、A3...的每一个位置上都设有一个观察员记录火箭经过的时间。一切就绪火箭出发了。在A点的观察员立刻发现火箭上的钟变得越来越慢了,时间变慢的速度与火箭的速度有关。而据A1、A2、A3...的观察员报告,火箭在通过他们所在的位置时,火箭上钟的指示与本地钟的指示是一样的。而在B点观察员则发现,在火箭未出发前,火箭上钟的指示已经比B点的时间慢了一些,但随着火箭逐渐接近,火箭上的时钟却变得越来越快,当到达B点时竟然与B点的时钟是一样的。如果在火箭里也有一个观察员,他会得到这样的结论即当火箭运动起来后,A点的钟变慢了,B点的钟变快了而沿途所经过的钟所指示的时间与火箭上的时间是一致的。在上面的例子中,火箭相对于A和B的运动方向是不同的,所以从A点和B点观察的结果也应是不同的,相对于A点时间是变慢了,相对于B点时间是变快了。时间是变快了还是变慢了取决于观察者与被观察的物体之间的距离是增加还是减少了,变快变慢的速度与两个物体之间的相对运动速度有关。下面我们将定量的分析上面的例子。
我们仍用上面所举火箭的例子,将两个校准好的时钟分别放置在AB两地。火箭以速度V从A点向B点运动。AB两点之间的距离为S。令ΔT1为火箭经过AB两点时,在AB两点的观察员所记录的时间之差。令ΔT2为在A点的观察员记录火箭经过AB两点的时间差。当物体达到B点时,光返回A点所需的时间为AB之间的距离S除以光速C。根据以上条件,我们可以得到:
ΔT2-ΔT1= S/C (1)
S=V×ΔT1 (2)
将(2)式代入(1)经过整理后得到;
ΔT1=ΔT2÷(1+V/C) (3)
分析(3)式我们可以看出,当火箭运动的速度V=C时,ΔT2=2×ΔT1;当火箭运动的速度V<<C时,ΔT1≈ΔT2,由于1+V/C≥1,所以ΔT2≥ΔT1。我们得到一个结论,火箭上的时间变慢了即时间膨胀,当然这是从A点观察所得到的结论。如果从B点观察,结论又是怎样呢?我们仍然令ΔT1为火箭经过AB两点时,在AB两点的观察员所记录的时间之差,ΔT2为在B点的观察员记录的火箭从A点到B点的时间差,光从A点到B点所需的时间为S/C。与上面类似我们可以得到:
ΔT1-ΔT2= S/C (4)
S=V×ΔT1 (5)
将(5)式代入(4)经过整理得到:
ΔT1=ΔT2÷(1-V/C) (6)
从(6)式我们可以看出,当火箭运动的速度V=C时,ΔT2为零,也就是说当你看到火箭出发时,火箭已经到了你跟前了;当火箭运动的速度V<<C时,ΔT1≈ΔT2,由于等式1-V/C≤1,所以ΔT2≤ΔT1。所以我们又得出一个相反的结论,火箭的时间变快了即时间收缩了。
到目前为止,我们都是在基于光速不变这样一个前提下讨论问题的。光速不变假设是爱因斯坦从迈克尔逊-莫雷为证明以太存在所做的干涉实验的否定结果中得出的推论。在上面的讨论中,运动物体的速度V是这样得到的,在AB两地分别放置两个校准好的时钟,AB两地之间的距离为L。在A点记录物体出发的时刻,在B点记录物体到达的时刻,用两地之间的距离L除以两地所记录的时间差,就得到了运动物体的速度,这样计算的结果与两地之间的距离无关。当然还可以用另一种方法,在A点记录物体发出的时刻,在物体经过B点返回到A点时,记录物体到达的时刻,用两倍的距离L除以在A点记录的时间差,就得到运动物体的速度。这两种算法的结果是一样的。如果从A点来观察运动的物体在一去一回时速度是否是一样呢?用我们上面所得到的时间膨胀和时间收缩效应的结论,我们可以得出,物体在离开A点后,速度是变慢的,而当物体从B点返回时,速度又是变快的,当然这是从A点观察所得到的结果。
狭义相对论还存在另外一种效应即尺缩效应。可以采用同样的方法,证明运动物体的长度随观察者与运动物体之间的距离的减少,还存在长度伸长的效应。通过以上讨论,我们清楚了,同时性是相对的还是绝对的取决于观察时间的方法,离开这一点强调同时性是相对的还是绝对的是没有意义的。即使按照同时性是相对的观点,时间除了膨胀效应外,还应有收缩的效应,所以说双生子详谬本身是不存在的。
 [5楼]  作者:余本鲲  发表时间: 2007/09/07 11:46 

很好,这次命中了要害!
所谓要害就是狭义相对论的两条基本假设在“雷击实验”中同时出现了自相矛盾和强词夺理的问题。即使“动系”不是行人而是火车,悖论照样成立。这正是我要回复的,新卫现在说得很清楚,完全赞同。
不过,上次的帖子则不足以形成“杀伤力”,因为那个问题自然落在狭义相对论既定的框子里,可以用相对论的游戏规则自洽而且精确的加以解释。我想新卫应该注意到,我的每一次回复,总要加上“按照狭义相对论”或者“在狭义相对论的理论体系中”这样的前提,无非是在“原汁原味”地介绍“假想敌”营垒中的实际情况,本没有刻意“坚持”或“维护”之意的。知己知彼,百战不殆,我知道新卫也一直认为,如欲挑战相对论必先弄懂相对论。
无论如何,狭义相对论的问题还是发生在它的基本假设上,尤其是发生在相对性原理上。爱因斯坦在这一点上太过于理想化了,相对性原理看上去自然顺畅,而且可以大大的简化推理,的确容易接受。有人说,哥白尼的贡献在于把参考系从地球搬到了太阳,而爱因斯坦把它又搬了回来。但是,把参考系搬回地球的举动真的那么必要和有效?所有的惯性系真的都能够“平权”?难道真的能把一列匀速运行的火车和宇宙微波背景相提并论、等量齐观?这些问题总有一天要彻底澄清的。新卫一直围绕这个问题冥思苦索,提出了好多卓有创意和启发性的问题,令人印象很深。
当然,决定命运的还是观测事实,一个值得注意的消息是最近WMAP给出的新结果——“在辽阔的宇宙空间中居然存在着一条贯穿整个宇宙的奇特‘轴线’,……而整个宇宙都环绕在它的周围”,“专家们指出,新近发现的这条‘轴线’将会动摇……爱因斯坦的相对论”(8月29日北京相对论联谊会网站转载了相关报道)。
[楼主]  [6楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2007/09/07 13:12 

是的,这次命中了要害!新华网论坛的星空葡萄干、黑郁金香、坚持与放弃对此都沉默了!


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 [7楼]  作者:酸草莓评论家  发表时间: 2007/09/07 13:40 

雷电与火车不属同一个系统。这个问题很早己有人提出
删了
 [8楼]  作者:余本鲲  发表时间: 2007/09/07 13:55 

都是很牵强的.
再论同时相对性的错误
 [9楼]  作者:呜呼鲁  发表时间: 2007/09/07 17:55 

我打算花点时间。有一个条件:如果我赢了,你从此不再反相,如果我输了,我宣布从此反相。
再论同时相对性的错误
 [10楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2007/09/07 20:15 

你本来就开始与我们一同反相了,下面你发的主题帖本来想大家向你多解释可没有人着道,发现你有点可爱了


※※※※※※
相对论一派胡言 物理界混淆是非 时空物绝对独立 “倒相者”返璞归真
 [11楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2007/09/07 20:33 

任何“观察时间”都必须统一到与信号速度无关的绝对的“公共时间”上来,否则各说一套那不是物理学而是个人的“感觉”!


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相对论一派胡言 物理界混淆是非 时空物绝对独立 “倒相者”返璞归真
 [12楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2007/09/07 22:14 

感觉反相“无产阶级”队伍在慢慢壮大,愿“泥腿子们”能继承当年的革命传统,不信神不信鬼,不迷信专家教授洋玩意…
    感觉“无产阶级”(反相)队伍在慢慢壮大,愿“泥腿子们”能继承当年的革命传统,不信神不信鬼,不迷信专家教授洋玩意,同心同德共创一个新世界…
 [13楼]  作者:张崇安  发表时间: 2007/09/08 01:47 

好!算是条汉子说的话!
再论同时相对性的错误
 [14楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2007/09/08 08:07 

呜先生的确有可爱之处,他会发火,但绝不是那种玩世不恭的火,可能过去吃过政治亏,现在只是暂时还没有看清相对论本质而已
      呜呼鲁先生的确有可爱之处,他会发火,但绝不是那种玩世不恭的火,可能过去吃过政治亏,耽误了宝贵时间,现在只是暂时还没有看清相对论本质而已
 [15楼]  作者:呜呼鲁  发表时间: 2007/09/08 08:53 

学术和政治要分开。政治这个东西玩不起。你们这些人,用政治手段处理学术问题,是很卑鄙的。
再论同时相对性的错误
 [16楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2007/09/08 09:12 

“你们这些人,用政治手段处理学术问题”之说欠妥,这些人都是就学术论学术,不是先生想象的那类人!相信你迟早会了解的…
再论同时相对性的错误
 [17楼]  作者:余本鲲  发表时间: 2007/09/08 10:34 

对于这种没有实验监控的纯思辩性的争论,无论花多少时间,其结果只能是"双输",
对于任何没有实验监控的纯思辩性的争论,无论花多少时间,其结果只能是"双输"----尽管争辩各方都会宣称自己是赢家.
物理学之所以成其为科学,一个很重要的特征是:不管理论家如何浮想联翩、夸夸其谈,也不管你的理论如何严谨、精美,最后一切都由实验做判断。费曼说“实验是最后的大法官”,在这个“大法官”的面前,理论总是疲软的。
 [18楼]  作者:酸草莓评论家  发表时间: 2007/09/08 12:12 

(转贴)又一个典型的实验装置与观测者角色问题:黄新卫质疑同时性的装置
反相者批评狭义相对论把“看到”的同时交替的当作真实的同时或非真实的同时来解释,其实是反相者自己把观测者在系统中的角色身分弄混了。
标准是:观测者是否是系统装置的一部分。若是,则以观测者看到时间为准;若不是,则与事件发生时刻为准,或减去事件到观测者的传播时间。
判别观测者是否也是系统装置很简单:能否去掉观测者。在黄新为装置中,去掉观测者,系统就崩溃了,再无从分析;因为观测者也是系统装置了,所以观测者看到的就是“真实的”时间……
当观测者不是研究系统装置时,你可以把他去掉扔到宇宙边缘去,事件发生与他无关,此时,观测者看到的就是“非真实”时间了

在黄新为装置中,有一个还需注意的是,这装置中从雷发出到击中车这个过程并不是具相对论效应的事件(所以就此事件讨论错了对象),例如把雷发出点到事件发生点的距离为零,并不影响分析。这样,黄新卫装置本质简化就是:雷击中车不算一个事件,只算一个装置(内部构成:雷发出点是电源,雷击过程是电力传输,击中是灯泡亮了),和另一个检测装置——观测者构成一个相对论研究系统。


作者: 破碎的同时性 2007-9-8 11:37   回复此发言
 [19楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2007/09/08 12:51 

玩政治的都是些权势人物(当然也要包括“学霸”),我们连一篇很有学术价值的论文都难以发表,这里面谁有资格玩政治?


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相对论一派胡言 物理界混淆是非 时空物绝对独立 “倒相者”返璞归真
 [20楼]  作者:西陆陈诚  发表时间: 2007/09/08 15:06 

岳泉此言非常中肯,朴实有理,呜先生不想想,我们这些“泥腿子”有条件玩政治吗?我们只有被别人玩的份!!!
再论同时相对性的错误
 [21楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2007/09/08 16:50 

很多人都有懒惰的习惯,不喜欢做数学推导,只喜欢做直观思考,因此不知觉地陷入牛顿力学思维习惯。牛顿理论,可以使用直观的分析,
很多人都有懒惰的习惯,不喜欢做数学推导,只喜欢做直观思考,因此不知觉地陷入牛顿力学思维习惯。牛顿理论,可以使用直观的分析,因为不少直观的分析已经可以代替数学推导了.狭义相对论比起牛顿理论,数学复杂许多(但本质上还是小学初中数学),我从来不认为直观推导就可以代替数学推导.
黄新卫的一个明显错误就是他说的“在乙看来,OA=OB。当乙运动到甲的位置时,他将与甲同时看到A、B遭雷击。用距离OA=OB除以光速C,乙可以计算出A、B遭雷击时刻相同”。
这里,当甲乙重合的时候(即只有位置x,x’重合,时间t,t'并不重合),黄竟然说“他(乙)将与甲同时看到A、B遭雷击”。实际上,只有真正的时间点、空间点都完全重合,这个结论才成立,而这样的完全重合的点一共只会有一个(根据解释几何,两条直线,分别用x,t,与x',t'表示,交点只有一个),大多数点都是不重合的。只有空间坐标重合,不算重合,因此,黄的“当乙运动到甲的位置时,他将与甲同时看到A、B遭雷击”属于低级错误!!!
黄的这个错误,明显表明他自动地陷入了牛顿力学的直觉思维中去。前两天的他的那个包含“两个物体的竖直运动与水平运动”的问题中,他也用了以上这个直觉推理,出现什么“互快互慢”的庸人自扰思想。

以上问题可以做一般考虑。假设乙在某个位置,在甲看来,乙的位置是(X,T)。而甲参考系中两个雷击的地点的(x,t)也都是知道的。那么很容易利用Lorentz变换得到乙参考系中两个雷击的地点的(x’,t’),再利用光速不变,以及雷击地点与乙的位置关系,计算闪电传播到乙的时间,再来比较是否同时。小学数学,很简单,可是黄就是懒惰(我不得不教训人),他倒提到了“利用光速不变,以及雷击地点与乙的位置关系,计算闪电传播到乙的时间”这一步,但没有提到要使用Lorentz变换计算一下,以及如何计算一下。
注意:按照以上计算,不会出现什么“互快互慢”。

按照黄的风格,我可以提出100个类似“矛盾”问题,但除了浪费大家的时间去做直觉思维,没有什么收获。其实,真正的做法就是亲自去计算一下即可。
为什么要有那么人参与,那么多不必要的争论,那么多痛苦的纠缠呢? 一个计算,小学计算,解决一切纠缠与无聊争论。为什么大家喜欢纠缠过程中的难产的痛苦呢?
真是。
 [22楼]  作者:张崇安  发表时间: 2007/09/08 22:31 

我看你过去不懂政治,今天你依然不懂政治!你的理解太机械!所以你总赶不上时势!
再论同时相对性的错误

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