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Guojia:你对参照系的理解存在明显错误!
[楼主] 作者:ccxdl  发表时间:2001/11/16 21:15
点击:279次

Guojia: 我看了你写给黄得民的帖子,在最后一段,你说“相对论否定了引力的作用力性质,所以相对论对于惯性系的描述,和牛顿理论几乎完全相同:不受外力的理想参照系。” 请注意:参照系是为了准确描述物体在空间所处的具体方位,人为引入的具有标准长度计量单位的空间定位基准系统。人们可以将它的相对零位起始点(坐标原点)选定在某个实物体上,也可以选定在由几个实物体按照人为约定的某种关系共同所确定的空间点上。当把参照系的相对零位起始点选定在与绝对空间想联系的空间点上时,由于没有可操作性,只能作为假设存在的参照系对待。简而言之,参照系不存在受不受力作用的事情,只有物体才会受到力的作用。你和黄得民把参照系与物体混为了一谈,这是基本概念上的严重错误。 黄得民说:“但我们现在讨论的是惯性系问题,而不是物体惯性的大小问题,两者不应该混淆吧”,你表示完全同意,并认为“惯性系仅仅描述了一个理想状态的参照系”。 请注意:我们讨论的是“惯性系”问题,但对于“惯性系”的研究,决不是像在电视台搞的“知识竞答”那样,比看谁能知道某个名称的来源。在科学辩论上,决不可以认为最早给出的“惯性系”是不能进一步深化和做适当修正的永远不变的原始概念。事实上,人们最早想出的“惯性系”就是与绝对空间想联系的参照系,在伽利略提出相对性原理后,人们才把“惯性系”改成与绝对空间想联系的参照系保持做相对匀速直线运动的参照系,这是从与绝对空间想联系的参照系传递出来的惯性参照系。虽然人们可以在原理上把从与绝对空间想联系的参照系传递出来的惯性参照系建立在不受外力作用或外力作用之和力为零的物体之上,它也是无法在现实中进行检验的惯性系。人们只能在实际使用的无穷多个针对于具体物体有效的惯性系中,认为其中某一个可能属于“第一级传递出来的惯性系。 牛顿给出的惯性系虽然是根据伽利略提出的相对性原理,从与绝对空间想联系的参照系传递出来的惯性参照系,但实际上使用的惯性参照系是根据运动叠加原理从与绝对空间想联系的参照系传递出来的受到空间范围限制的局部惯性参照系。这是旧的牛顿力学没有在理论上做好的地方,大家可以去看程守洙、江之永主编的大学物理教材《普通物理学》第一册有关内容,牛顿力学实际上是被人们当作“经验公式”来介绍使用。 现在我们已经知道,惯性参照系在原理上无须用不受外力作用或外力作用之和为零的物体来作为起始零位建立点,而是要由完整物体系统中诸物体共同确定的系统质心来传递出相对于它们有效的惯性参照系。其中任何一个物体都可以不处于匀速运动状态,但它们必定都遵守牛顿第二定律。也即有效的惯性参照系是以惯性力的表现形式作为保证基础,而以不受外力作用或外力作用之和力为零的物体作为惯性参照系的保证基础只是一般形式的特解!在确定出有效的惯性参照系后,再把参照系从效的惯性参照系传递到具体被考察的物体之上时,这个参照系就是经典理论力学中所使用的“自由坐标系”,与“自由坐标系”相伴随的东西就是要把惯性力带上去。广义相对论只不过是把“自由坐标系”也当成惯性参照系来处理,在解释上把与之相伴随的惯性力等效成虚构的引力场作用。如果没有可以确定出各个实物极其相互作用的有效惯性参照系作为分析基础,广义相对论提出的弯曲时空(引力场的替代名称)根本就无法确定出来。所以,在根本思路上,广义相对论只是玩了一个偷换概念的小魔术而已。之所以如此,也就是爱因斯坦试图在牛顿理论给出的旧惯性系定义下,解释人们实际使用的惯性参照系是根据运动叠加原理从与绝对空间想联系的参照系传递出来的受到空间范围限制的局部惯性参照系。但他没有取得成功,反而是将本来清楚的概念弄乱了。 Ccxdl 2001年11月16日
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 [2楼]  作者:hudemi  发表时间: 2001/11/16 23:20 

你有些咬文嚼字
CCXDL: 你好! 我们是否网上进行即时讨论,并不在写正规论文,为了节约时间,只要不至于引起歧义,我们尽量采用简单的写法。你说“参照系是为了准确描述物体在空间所处的具体方位,人为引入的具有标准长度计量单位的空间定位基准系统。人们可以将它的相对零位起始点(坐标原点)选定在某个实物体上,也可以选定在由几个实物体按照人为约定的某种关系共同所确定的空间点上。”我们所说的参考系,何尝不是这种意义呢? 如果真要咬文嚼字,至少要应提到三个概念:坐标系、参考系(参照系)、参照物。坐标系是纯抽象的概念,常用于数学中,用于物理学时,常用于坐标变换,一般不与具体的物体相联系;参考系(参照系)既可以假定的参考系(不与具体的物体相联系,常用于物理分析),也可以是实在的参考系(与具体的物体相联系,常用于具体的物理实践),此时它是坐标系与具体参照物的结合;而参照物一般指具体的物体,甚至可以没有坐标的概念在内。 因此,理论上,可以如你说的“参照系不存在受不受力作用的事情”,但物理实践中,参考系必须和具体物体相结合,否则,不具操作性。而一个物体是否能被看作是惯性系(一种特殊的参考系),就必须看它的受力情况。 另外,我早说过,把惯性系看作是“从与绝对空间想联系的参照系传递出来的惯性参照系”是不对的,因为根据相对性原理人们找不到绝对参考系的存在,所以这种定义不具操作性。“不受外力作用或外力作用之和力为零的物体”这种理想的参考系虽然不存在,这并不意味着从这种思路出发以实用化方式处理得到的惯性系是不可检验的。 我并不反对你“质心参考系”的说法,但实践中用到的参考系应是具有一定参照物意义的参考系(且往往以观察者所在的空间点为坐标原点)。可实际情况是,物体系统的质心往往在物体内部(如一个物体),或在空间中(如两个大小相当的且分开的物体系统),因此,以质心来定义参考系(原点),往往不具备操作性。 黄德民2001。11。16
 [3楼]  作者:guojia_new  发表时间: 2001/11/17 00:23 

我还是要强调一句:惯性系并非现实世界内的某部分区域。
ccxdl: 关于惯性系,首先,相对论的惯性系概念,和牛顿力学的惯性系概念肯定不同。我说的那句“相对论惯性系和牛顿理论惯性系只有一个差别就是引力”,应该说,有错误。其实,牛顿力学惯性系和伽利略相对性原理是分不开的;相对论惯性系和相对论相对性原理是分不开的。然而这两个相对性原理存在区别,所以两个惯性系概念肯定不同。可是,对惯性系进行考察的标准和手段,却是相同的。这也就是我那句话的本意。 其次,我说的“惯性系不受外力作用”,是一句省略句。严谨的说法应该是:“处于惯性运动状态的物体,不受外力的作用或者合外力作用等于0。”而利用这个惯性运动的物体,可以制定出一个人为的参照系,在这个参照系内,所有进行惯性运动的物体,都和那个物体保持匀速直线运动或者静止。而且,这个人为的参照系,仅仅是人为假设出来的,并不实际存在于那个物体的周围。可以说,这种定义,本身也存在着缺陷:“处于惯性运动状态的物体”,其惯性标志就是“不受外力作用或者合外力作用等于0”。不谈其逻辑循环问题,就是连这个惯性标志都存在着相对性:相对于另一个观察者来说,大伙儿眼中作惯性运动的物体,可能没有处于相对于他的惯性运动状态。相对论的一个思想就是:每个观察者都具有说话、权衡的绝对权力;每个观察者的描述,都是对自然真实的描述。在这个意义上,惯性系就具有相对的性质,比如观察受到均匀力场作用的物体,不同状态的观察者,结论都不同,可是每个结论都是正确的。牛顿力学无法完成这个理念(所有观察者绝对平等理念),无法统一每个结论的内在形式。只是广义相对论完成了。 不错,每个理论概念都可以得到深化发展,而且是应该得到深化发展的。然而惯性系这个概念,位于最底层,一切物理大厦都建筑在其身上,所以不能使用现存的物理理论来“证明”惯性系。惯性系的基础本质,是人们对这个世界的世界观而已,比如伽利略的相对性原理世界观,发展到爱因斯坦的相对论相对性原理世界观。只有这些观点,才能够构建惯性系的内涵。在你的系统运动力学中,惯性系的定义牵涉到诸多牛顿理论定律,势必逃不出牛顿的手掌。所以我说,系统运动力学的惯性系概念,就是牛顿力学的惯性系概念。虽然在表现上两者存在很大的差异,然其内涵本质是相同的。 在广义相对论中,所谓的惯性系,就是一个个自由落体的无限小体积的局域时空区域。更准确的说法应该是:每个人为的理想的惯性系和现实世界的“切点”,就是一个个自由落体的无限小体积的局域时空区域。你说:“广义相对论只不过是把“自由坐标系”也当成惯性参照系来处理,在解释上把与之相伴随的惯性力等效成虚构的引力场作用。如果没有可以确定出各个实物极其相互作用的有效惯性参照系作为分析基础,广义相对论提出的弯曲时空(引力场的替代名称)根本就无法确定出来。所以,在根本思路上,广义相对论只是玩了一个偷换概念的小魔术而已。”我不知道为何“若没有可以确定出个个实物及其相互作用的有效惯性系作为分析基础,广义相对论就无法提出弯曲时空的说法来”,要记住:弯曲这个形容词,也是一个相对的概念而已。不是绝对的弯曲,因为没有绝对空间。至于偷换概念什么的,我在此看到了好多次这个字眼,却都经不起推敲。希望ccxdl能够详细叙述:广义相对论在哪方面偷换了什么的概念? guojia

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