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一介学生,如有疑惑还需多多指教
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关于尺缩佯谬 问题: 设有一隧道,前方出口被堵死,无法被撞开,一列理想火车高速进入隧道,火车静止长度比隧道长100万倍,但由于速度极快,在隧道系看来仍然比隧道短,因此隧道系在火车完全进入隧道后,关闭隧道后门。这个关门动作的完成时间与参考系有关,但是否完成了该动作却与参考系无关,这是相对论的观点。 必须事先声明,理想火车的直径与隧道非常接近,同时车厢为实心金属,无法做太大的变形。 那么,对于隧道系关闭后门的动作,火车系如何看待?作为火车系,当它的车头撞击隧道尽头时,它看见隧道后门的时钟比隧道尽头的钟要慢,因此后门还没有关闭。因为隧道不通,且无法撞开,火车只能减速停车,减速后火车恢复静长度,显然无法完全进入隧道,因此后门无法关闭,使得其观察与隧道系严重矛盾。 这是几天之前吧友提出的问题,这里复制粘贴其原文,请原作者见谅。 这个问题很长时间以来一直有,主要是关于隧道长还是火车长的问题。在学术领域,这个现象有一个名字,称为尺缩佯谬。 为什么会出现尺缩佯谬呢?问题在于我们人类的时空观。虽然相对论否认了绝对时空观,但是绝对时空观是人们基本的直观感觉,不容易被打破,因此有些现象就会不是那么直观。这位吧友提出的问题显然就是绝对时空观下的结论。 我们先思考这样一个问题:难道火车比隧道短就一定会有一个时刻,使得整辆车都在隧道中吗?或者说,难道火车比隧道长就说明火车一定有一部分露在外面吗? 相信大多数人会不假思索地回答:那是肯定的啊!然而你能说出为什么是这样吗? 这个问题论证到现在,就已经不是那么直观了,包括我本人,也无法想象这到底是怎么回事了。但是不要紧,我们还有数学这样工具。笛卡尔为了解决难以想象的几何问题,创立了解析几何,从此数形结合的时代开始了。我们现在无法想象这样的场景,这就意味着我们也需要解析的手段来解决问题。为了解决这个问题,我们运用洛伦兹变换。可以看到,运用洛伦兹变换之后,所谓的尺缩佯谬也就不复存在了,因此,今天我们不再使用“尺缩佯谬”这个词,改用“尺缩效应”了
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