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请允许我再贴一次"戏说同时性",如果有网友能证明"霍金闷罐车"里的两盏灯不同时亮,可按李子丰教授标准奖励50元
[楼主] 作者:余本鲲  发表时间:2007/09/18 14:45
点击:397次

物理学家霍金教授要乘坐火车去旅行,但是遇到两个常人没有的困难:一个是孱弱的他看到车窗外飞快闪动的景物就会眩晕,一个是他的轮椅必须固定在车厢的地板上。铁路当局经过再三考虑,决定用闷罐车为霍金先生临时改装成专用车。这种车没有车窗,关上车门便漆黑一片,而且车厢的中部恰好有卡具可以把霍金先生的轮椅牢牢的固定在那里。
调度员发现,有一辆这种闷罐车正停在霍金目的地的前一站——K站上检修,于是决定把这节车厢提供给霍金教授使用,并指派K站电工J负责在车厢里安装照明电灯——前后两端各一盏。还特别要求他给电灯弄一个自动开关,当火车到达K站时自动打开灯,提醒霍金教授准备下车。在此之前则不许开灯,为的是让这位“活着的爱因斯坦”用他那“当代最聪明的大脑”在黑暗中静静的思考宇宙的过去和未来,或者顺便也想一想“不同地点事件的同时性是否存在相对性”这个老掉牙的问题。
J按好了电灯,就琢磨起开关来。他工作的这个K站很小,设施也比较简陋,站台上有两条从空中跨越轨道的电线,因年久失修,绝缘皮都脱落了,而且两条电线一高一低的(在列车运行前方那条电线比后面的那条略低一些),远远看去很不舒服。站台上有一个石墩,正好在两条电线的中间,老甲干完活常坐在上面休息。记得有一次,他正在石墩上坐着,看到有一辆同样的闷罐车从这里急速开过。不知怎么搞的,车厢前、后两端向上伸着两条天线,前面那条低一些,后面那条高一些。突然间两条天线都碰上了电线,一下子“同时”打出了火花,吓得J一蹦多高。想到这件事,他有了主意:干脆在“霍金号”上也装上这么两条天线,一旦列车通过这里就打火放电,一放电就能够启动车厢里的继电器,电灯也就立即亮起来了。说干就干,按这个办法,J很快完成了任务。下了车,又回到他的K站。
第二天,改装好的专车按事先的安排去接霍金教授自不必细说。且说电工J,早早的来到站台,坐在那个石墩上专等霍金号的到来。啊,来了,来了,霍金号如约而至。刹那间,J看到两条电线上同时闪起了两道耀眼的火花,自动开关的制作很成功!尽管看不到密闭的闷罐车里的情况,但J毫不犹豫——轮椅上的霍金教授一定会看到两盏电灯“同时”亮起来。
为什么会做出这种判断呢?因为J听说过相对论的事。虽然他没读过理论物理博士学位,只有初中学历(也有人说可能是小学文化),但毕竟是受过教育的人,而且还看过几本物理书,大概也算得上个“民科”吧,所以他多少知道点情况:第一,相对匀速运动的闷罐车跟J的K站一样,都是惯性系,二者是平权的,物理定律对他们都一样有效。第二,光速是不变的。第三,他知道,全身瘫痪的霍金教授不会在车厢里走动,他就在车厢中间位置。J心想,既然有这三条理由,那么只要我这里看到列车的两根天线同时触电打火,霍金教授就一定看到两盏灯同时亮。
不对吧!J忽然想起书上可不是这么说的,书上说,“不同地点事件的同时性存在相对性”!同时性的相对性?同时性的绝对性?怎么这么乱啊?J越想越糊涂,他想去问问霍金教授,到底是庄周做梦变成了蝴蝶、还是蝴蝶做梦变成了庄周?噢,忘了,J应该是英国人,他怎么会知道庄周蝴蝶梦呢?莫非他是一位汉学家?那么J到底是汉学家还是相对论爱好者?你就没完没了的猜去吧!
讲故事人评论:一个得不到实验检验的物理学命题,如果单靠纯理性的争辩,是永远打不开的死结。
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 [2楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2007/09/18 16:46 

霍金看到两盏灯同时亮。若再安两个喇叭,则霍金也听见两个喇叭同时响。
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[楼主]  [3楼]  作者:余本鲲  发表时间: 2007/09/18 18:10 

请PTG解读一下,如何?
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[楼主]  [4楼]  作者:余本鲲  发表时间: 2007/09/18 18:57 

如果洛伦兹变换是对的,就会给出相反结果,
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 [5楼]  作者:lwx129  发表时间: 2007/09/18 21:19 

回复:有趣的故事,我来个继编.
霍教授长年受病通的折磨,他觉得活在这个世上实在没有意思.想在这个车箱里自杀,但有一件事让他耿耿于怀,自己研究了这么多年相对论,竟然有人说它是错的,在死之前,他想证明自己的清白,所以霍金教授设计了一个机关,机关是两个感光器件,一个只能感受到前面灯射来的光,称为A感光片,一个只能感受到后面的光为B感光片,感光器件感受到光之后就可以控件机关作出相应的操作,B感光片的机关是一把手枪,并对准了霍金教授,只要B感光片接收到了光,则机关就板动手枪,霍金教授一命呜呼.而A感光器的机关是控制B感光器的翻转,若A感光器先感受到光,则B感光片翻转,就无法再接收到闷罐车后灯发来的光,则手枪不会射出子弹,霍金教授就能活下来.

现在我们在路基上,对电工J来说,闷罐车两头的灯是一起亮的,那么电工J将看到两束光同时射向霍金教授,且光速都为C,而此时,由于闷罐车的开动,对于闷罐车前面的灯,霍金教授是迎着它发出的光而去,是一个相遇问题,而对于后面那盏灯,则应该是光在追赶霍金教授,是一个追击问题,从小学数学中我们就已经知道,前面的那盏灯发出的光先射到感光片A上,A片感受到光后,立即控制B感光片翻转,B感光器不能感受到后面的灯发来的光,无法控制手枪板动,霍金教授活了下来.

现在对于闷罐车中的人来说,假如车中还有一个车夫H,那么对于车夫N来说,他看到两束光同时到达感光片,霍金教授一定已经被打死了,那么当火车停下来后,电工J看到一个活教授,而车夫N则看到的是死教授.这就产生了矛盾,问题出在哪里?电工J可是严格按照物理规律得出的结论,因此只有一种情况,不管是对于电工J还是车夫N,都是认为前面的光先到达感光片A,所以霍教授活了下来,难道对于车夫N来说,前面的光速度快一些?后面的光速度慢一些?这又与光速不变相矛盾.那么只有一种可能,即车夫N感到应该是前面的灯先亮,后面的灯后亮.
 [6楼]  作者:酸草莓评论家  发表时间: 2007/09/19 00:34 

怎得出车中的车夫会看到【看到两束光同时到达感光片】的?
似乎,你的前提是车中的车夫也看到罐车两头的灯是一起亮的了。 ------------------------------------------------- 路基上电工J看闷罐车两头的灯是一起亮的,那么,车中的车夫看到罐车两头的灯也是一起亮的吗?
 [7楼]  作者:平阳睡狮  发表时间: 2007/09/19 04:11 

此主题与洛仑兹变换无关,因为观察者与波源之间无相对运动。
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 [8楼]  作者:星空ptg  发表时间: 2007/09/19 11:00 

回复:洋洋洒洒一大篇,实际只是一个标准的“爱因斯坦雷击火车”问题。
我不知道你对狭义相对论质疑到何种程度,但既然是同时性的问题,我们就只能按狭义相对论来说话。尽管这个问题很简单,只要用运动尺缩原理就一目了然了,但我还是说说:

在地面系看来:
两条电线之间的(静止)距离,与火车前后两条天线的(运动)距离相等,所以两条天线才能同时碰到两条电线。

在火车系中:
一方面,由于两条天线是静止的,所以它们之间的距离,应该比地面系看到的要长一些;另一方面,由于两条电线是运动的,所以它们之间的距离,应该比地面系看到的要短一些。这一长一短,就使得火车上的两条天线,不可能同时碰到地面上的两条电线。显然是车头天线先碰到低的那根电线,车尾天线后碰到高的那根电线。


值得说明的是:“时慢尺缩”是“同时的相对性”的必然结果,如果你不承认“尺缩”,那你就已经否定了“同时的相对性”,你的问题也就没有讨论的必要了。

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