温和还轻盈灬活宝08
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一个为相对论疯狂的人。
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【原创】相对论之误 【关键词】:相对论、光速不变假设、定律。 【摘 要】:爱因斯坦作光速不变假设,把它称为光速不变原理甚至光的传播定律,把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论,由此构建出整个相对论的理论体系。 阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》,该论文首先以“堵如此类的例子,以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败,引起了这样一种猜想:绝对静止这概念,不仅在力学中,而且在电动力学中也不符合现象的特性,倒是应当认为,凡是对力学方程适用的一切坐标系,对于上述电动力学和光学的定律也一样适用,对于第一级微量来说,这是已经证明了的。我们要把这个猜想(它的内容以后就称之为“相对性原理”)提升为公设,并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设:光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设,根据静体的麦克斯韦理论,就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”, 谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位,表明了他当初创建相对论的原因及其目的。 在这段文字中,也首次提到了光速不变假设: 光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 该论文又提出了在一个系依据光,来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法,让光从A 到B,再从B反射回A,说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么,这两只钟按照定义是同步的。我们假定,这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样,我们借助于某些(假想的)物理经验,对于静止在不同地方的各只钟,规定了什么叫做它们是同步的,从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”,就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示,而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的,而且对于一切的时间测定,也都是同这只特定的钟同步的……根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”。 从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出,他是在认定这个参照系各向光速不变,来定义时间的同时,因为tB-tA=A B/c, t’A-tB, =A B/c,一定有tB-tA=t’A-tB,相反地,如果前后光速存在差异并非同一个值c,则tB-tA=t’A-tB不成立。 其实,就理论而言,我们定义同时无需光崇拜,并不一定要依赖光,如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号,也可以因为A B /v1 = A B / v2,依据tB-tA=t’A-tB来定义同时,因此,他这时间同步定义所依据的“(假想的)物理经验”就是他的光速不变假设,有了这一假设,才有前后光速相等,但必须注意,他这样靠推理来定义同时,并不能说明存在【相对于任何一个参照系,各向光速不变】这样的物理经验,而且,也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动,存在相互照应,但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想,故最多算一种自圆其说的“自洽”,仅此而已。 随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述,将原来所说的假设改称为原理: 光速不变原理:光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 通过这一表述,进一步阐明了相对论中,相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点,值得一提的是,虽然先后两种表述将postulate(假设)换为principles(原理),但其本质仍然是一个假设。 在两次介绍光速不变假设后,以光速不变假设为前提,提出了相对论的同时性相对性观点: 一杆相对于另一个物体运动,光在杆上 A 、B两点往返,相对于杆,按光速不变假设,相对于杆前后光速不变,光速均为c,光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。 如果相对于另一个物体,也按光速不变假设,相对于地面前后光速不变,光速均为c,故光从A 到B,再从B反射回A,相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。 因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时:tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同,仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然,上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v,(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是,由于杆上的点A 和B为动点,对地面系而言,光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’,再按光速不变假设,相对于另一个系也光速不变,光速均为c,自然有A B’/ c <B’ A ’ / c,即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时,光以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 对这一分析过程,我们其实不用搞光崇拜,一杆相对于另一个物体运动使,就理论而言,完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返,相对于杆,该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。 相对于另一个物体,还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返,由于杆上的点A 和B为动点,对另一个系而言,另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’, 另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返,而非同一个物理信号,分属两个不同的物理事件,所以,这并不能锁定同时性存在相对性。 那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢?完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同,这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同,人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性,也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“(假想的)物理经验”,并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验,他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。 随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下,推出相对论的洛伦兹变换,以及相对论的速度合成公式,其间,这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。 与《论动体的电动力学》相比,爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中,做了相对来说更简单的推导: 洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向,该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分,首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件,对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示,对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时,我们要求出x’和t’。 沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x=ct 或 x-ct=0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播,因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'-ct'=0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的,只要关系 (x’-ct’)=λ(x-ct) (3) 一般地被满足,其中λ表示一个常数;因为,按照(3),(x-ct)等于零时(x'-ct')就必然也等于零。 如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑,我们就得到条件 (x’+ct’)=μ(x+ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减),并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ,令 a=(λ+μ)/2 以及 b=(λ-u)/2 我们得到方程 x'=ax-bct (5) ct'=act-bx (5a) 因此,若常数a和b为已知,我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。 对于K'的原点我们永远有x'=0,因此按照(5)的第一个方程 x=(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v,我们就有 v=bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出,只要我们计算K'的另一点相对于K的速度,或者计算K的一点相对于K'的速度(指向负x轴)。总之,我们可以指定v为两坐标系的相对速度。 还有,相对性原理告诉我们,由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度,必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子,我们只需要从K对K'拍个“快照”;这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值,例如t=0。对于这个t的值,我们从(5)的第一个方程就得到x'=ax. 因此,如果在K'坐标中测量,x'轴上两点相隔的距离为Δx'=1,该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx=1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照,而且如果我们从方程(5)消去t,考虑到表示式(b),我们得到 x'=a(1-v²/c²)x 由此我们推断,在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点,在我们的快照上将由距离 Δx'=a(1-v²/c²) (7a) 表示。 但是根据以上所述,这两个快照必须是全等的;因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx',这样我们就得到 a²=1/(1-v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值,我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程: x'=(x-vt)/√(1-v²/c²) t'=(t-vx/c²) /√(1-v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。 它满足条件 x'²-c²t'²=x²-ct² (8a) 再把这个结果加以推广,以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'=y z'=z (9) 就能得到。 这样,无论对于坐标系K或是对于坐标系K',我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。 设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r=√(x²+y²+z²)=ct 传播,或者,如果方程两边取平方,按照方程 x²+y²+z²-c²t²=0 (10) 传播。 光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'=ct' 或 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出,我们必须有 x'²+y'²+z'²-c²t'²=σ(x²+y²+z²-c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立,因此我们有σ=1。不难看出,对于σ=1,洛伦兹变换确实满足(11);因为(11)可以由(8a)和(9)推出,因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。 由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然,在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时,K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明,我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换,这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换,纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。 我们可以用数学方法,对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述: 推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说:如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在(11a)左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。 从爱因斯坦依据同一发光事件,将任意点在两个系的坐标,分别在各自参照系运用光速不变假设x-ct=0, x'-ct'=0,从而得到x'=ax-bct 和 ct'=act-bx ,爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”,在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中,再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念,来确定静长度和动长度的关系,最终导出洛伦兹变换,导出洛伦兹变换后,还特别强调,它满足条件x'²-c²t'²=x²-ct² ,而这x'²-c²t'²=x²-ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性,后面还用相对性原理,从一个系的波动方程x²+y²+z²-c²t²=0直接推及另一个系的波动方程 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² 。 从这一系列推导己阐述不难看出,相对论的同时性相对性,间隔不变性,洛伦兹变换,以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。 在这里,相对论从前提假设,到理论推演,在得出结论有不有问题呢? 答案是肯定的,因为我们知道有个最基本的物理规律,那就是矢量合成,因为速度是矢量,速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用,速度的矢量合成有一个常用的地方,那就是直接用于参照系变换,借用上面的图,如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动,而一束光相对于参照系K’速度为c,那么,按矢量合成规律,相对于参照系K,他的速度就为c+v,怎么可能像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c? 但由于相对论的名头非常大,估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误,由于相对论的伟大不是一挥而就的,我们不妨从相对论的一点一滴谈起。 由于有矢量合成规律,在相对论出现以前,谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在,矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用,那为什么有一部分人(应该是极少数,因为即便是支持相对论的人,占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。)被逐渐爱因斯坦策反了呢? 就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例,爱因斯坦宣传工作做得好,例如: 1、 他反复强调,在“静系”中,要让光从A 到B,再从B反射回A,并tB-tA=t’A-tB,来实现对钟,实际上,我们就被多次暗示,相对于参照系,光速总是c。 2、 “根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”,在这宣称经验的说词中,没有参照系,但稍有物理基础的人都知道,要研究运动,就必须选参照系,因此,我们被再一次暗示,无论如何选参照系,相对于任意参照系,光速总是c。 3、 他前后两次讲了他的光速不变假设,只讲光速是确定的速度c,同样绝口不提参照系,实际上,我们又前后两次被暗示,无论如何选参照系,光速总是c。 4、 前后两次讲了他的光速不变假设,第二次表述将postulate(假设)换为principles(原理),借助这一语言攻势,我们被暗示,这个假设并不是那么假。 5、 在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v),实际上也在暗示,相对于所在的参照系,光速一定为c。 6、 多次提到测量,将“静系”中“量得”杆长命名为rA B,与动系中的杆长A B于区别,有意无意地暗示杆在两个系长度不同。 在《狭义及广义相对论浅说》中,对于光速不变假设,爱因斯坦也有更强的语言攻势,多次将自己的假设说成定律: 1、 首先,他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”,直接把自己的假设说成定律。 他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了,学校里的每个儿童都知道,或者相信他知道,光在真空中沿直线以速度c=300,000公里/秒传播。无论如何我们非常精确地知道,这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样,则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时,其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特(De Sitter)根据对双星的观察,也以相似的理由指出,光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。
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【原创】相对论之误 【关键词】:相对论、光速不变假设、定律。 【摘 要】:爱因斯坦作光速不变假设,把它称为光速不变原理甚至光的传播定律,把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论,由此构建出整个相对论的理论体系。 阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》,该论文首先以“堵如此类的例子,以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败,引起了这样一种猜想:绝对静止这概念,不仅在力学中,而且在电动力学中也不符合现象的特性,倒是应当认为,凡是对力学方程适用的一切坐标系,对于上述电动力学和光学的定律也一样适用,对于第一级微量来说,这是已经证明了的。我们要把这个猜想(它的内容以后就称之为“相对性原理”)提升为公设,并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设:光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设,根据静体的麦克斯韦理论,就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”, 谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位,表明了他当初创建相对论的原因及其目的。 在这段文字中,也首次提到了光速不变假设: 光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 该论文又提出了在一个系依据光,来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法,让光从A 到B,再从B反射回A,说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么,这两只钟按照定义是同步的。我们假定,这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样,我们借助于某些(假想的)物理经验,对于静止在不同地方的各只钟,规定了什么叫做它们是同步的,从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”,就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示,而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的,而且对于一切的时间测定,也都是同这只特定的钟同步的……根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”。 从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出,他是在认定这个参照系各向光速不变,来定义时间的同时,因为tB-tA=A B/c, t’A-tB, =A B/c,一定有tB-tA=t’A-tB,相反地,如果前后光速存在差异并非同一个值c,则tB-tA=t’A-tB不成立。 其实,就理论而言,我们定义同时无需光崇拜,并不一定要依赖光,如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号,也可以因为A B /v1 = A B / v2,依据tB-tA=t’A-tB来定义同时,因此,他这时间同步定义所依据的“(假想的)物理经验”就是他的光速不变假设,有了这一假设,才有前后光速相等,但必须注意,他这样靠推理来定义同时,并不能说明存在【相对于任何一个参照系,各向光速不变】这样的物理经验,而且,也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动,存在相互照应,但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想,故最多算一种自圆其说的“自洽”,仅此而已。 随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述,将原来所说的假设改称为原理: 光速不变原理:光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 通过这一表述,进一步阐明了相对论中,相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点,值得一提的是,虽然先后两种表述将postulate(假设)换为principles(原理),但其本质仍然是一个假设。 在两次介绍光速不变假设后,以光速不变假设为前提,提出了相对论的同时性相对性观点: 一杆相对于另一个物体运动,光在杆上 A 、B两点往返,相对于杆,按光速不变假设,相对于杆前后光速不变,光速均为c,光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。 如果相对于另一个物体,也按光速不变假设,相对于地面前后光速不变,光速均为c,故光从A 到B,再从B反射回A,相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。 因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时:tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同,仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然,上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v,(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是,由于杆上的点A 和B为动点,对地面系而言,光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’,再按光速不变假设,相对于另一个系也光速不变,光速均为c,自然有A B’/ c <B’ A ’ / c,即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时,光以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 对这一分析过程,我们其实不用搞光崇拜,一杆相对于另一个物体运动使,就理论而言,完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返,相对于杆,该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。 相对于另一个物体,还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返,由于杆上的点A 和B为动点,对另一个系而言,另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’, 另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返,而非同一个物理信号,分属两个不同的物理事件,所以,这并不能锁定同时性存在相对性。 那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢?完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同,这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同,人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性,也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“(假想的)物理经验”,并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验,他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。 随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下,推出相对论的洛伦兹变换,以及相对论的速度合成公式,其间,这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。 与《论动体的电动力学》相比,爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中,做了相对来说更简单的推导: 洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向,该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分,首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件,对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示,对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时,我们要求出x’和t’。 沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x=ct 或 x-ct=0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播,因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'-ct'=0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的,只要关系 (x’-ct’)=λ(x-ct) (3) 一般地被满足,其中λ表示一个常数;因为,按照(3),(x-ct)等于零时(x'-ct')就必然也等于零。 如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑,我们就得到条件 (x’+ct’)=μ(x+ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减),并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ,令 a=(λ+μ)/2 以及 b=(λ-u)/2 我们得到方程 x'=ax-bct (5) ct'=act-bx (5a) 因此,若常数a和b为已知,我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。 对于K'的原点我们永远有x'=0,因此按照(5)的第一个方程 x=(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v,我们就有 v=bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出,只要我们计算K'的另一点相对于K的速度,或者计算K的一点相对于K'的速度(指向负x轴)。总之,我们可以指定v为两坐标系的相对速度。 还有,相对性原理告诉我们,由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度,必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子,我们只需要从K对K'拍个“快照”;这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值,例如t=0。对于这个t的值,我们从(5)的第一个方程就得到x'=ax. 因此,如果在K'坐标中测量,x'轴上两点相隔的距离为Δx'=1,该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx=1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照,而且如果我们从方程(5)消去t,考虑到表示式(b),我们得到 x'=a(1-v²/c²)x 由此我们推断,在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点,在我们的快照上将由距离 Δx'=a(1-v²/c²) (7a) 表示。 但是根据以上所述,这两个快照必须是全等的;因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx',这样我们就得到 a²=1/(1-v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值,我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程: x'=(x-vt)/√(1-v²/c²) t'=(t-vx/c²) /√(1-v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。 它满足条件 x'²-c²t'²=x²-ct² (8a) 再把这个结果加以推广,以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'=y z'=z (9) 就能得到。 这样,无论对于坐标系K或是对于坐标系K',我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。 设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r=√(x²+y²+z²)=ct 传播,或者,如果方程两边取平方,按照方程 x²+y²+z²-c²t²=0 (10) 传播。 光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'=ct' 或 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出,我们必须有 x'²+y'²+z'²-c²t'²=σ(x²+y²+z²-c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立,因此我们有σ=1。不难看出,对于σ=1,洛伦兹变换确实满足(11);因为(11)可以由(8a)和(9)推出,因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。 由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然,在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时,K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明,我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换,这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换,纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。 我们可以用数学方法,对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述: 推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说:如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在(11a)左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。 从爱因斯坦依据同一发光事件,将任意点在两个系的坐标,分别在各自参照系运用光速不变假设x-ct=0, x'-ct'=0,从而得到x'=ax-bct 和 ct'=act-bx ,爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”,在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中,再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念,来确定静长度和动长度的关系,最终导出洛伦兹变换,导出洛伦兹变换后,还特别强调,它满足条件x'²-c²t'²=x²-ct² ,而这x'²-c²t'²=x²-ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性,后面还用相对性原理,从一个系的波动方程x²+y²+z²-c²t²=0直接推及另一个系的波动方程 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² 。 从这一系列推导己阐述不难看出,相对论的同时性相对性,间隔不变性,洛伦兹变换,以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。 在这里,相对论从前提假设,到理论推演,在得出结论有不有问题呢? 答案是肯定的,因为我们知道有个最基本的物理规律,那就是矢量合成,因为速度是矢量,速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用,速度的矢量合成有一个常用的地方,那就是直接用于参照系变换,借用上面的图,如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动,而一束光相对于参照系K’速度为c,那么,按矢量合成规律,相对于参照系K,他的速度就为c+v,怎么可能像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c? 但由于相对论的名头非常大,估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误,由于相对论的伟大不是一挥而就的,我们不妨从相对论的一点一滴谈起。 由于有矢量合成规律,在相对论出现以前,谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在,矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用,那为什么有一部分人(应该是极少数,因为即便是支持相对论的人,占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。)被逐渐爱因斯坦策反了呢? 就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例,爱因斯坦宣传工作做得好,例如: 1、 他反复强调,在“静系”中,要让光从A 到B,再从B反射回A,并tB-tA=t’A-tB,来实现对钟,实际上,我们就被多次暗示,相对于参照系,光速总是c。 2、 “根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”,在这宣称经验的说词中,没有参照系,但稍有物理基础的人都知道,要研究运动,就必须选参照系,因此,我们被再一次暗示,无论如何选参照系,相对于任意参照系,光速总是c。 3、 他前后两次讲了他的光速不变假设,只讲光速是确定的速度c,同样绝口不提参照系,实际上,我们又前后两次被暗示,无论如何选参照系,光速总是c。 4、 前后两次讲了他的光速不变假设,第二次表述将postulate(假设)换为principles(原理),借助这一语言攻势,我们被暗示,这个假设并不是那么假。 5、 在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v),实际上也在暗示,相对于所在的参照系,光速一定为c。 6、 多次提到测量,将“静系”中“量得”杆长命名为rA B,与动系中的杆长A B于区别,有意无意地暗示杆在两个系长度不同。 在《狭义及广义相对论浅说》中,对于光速不变假设,爱因斯坦也有更强的语言攻势,多次将自己的假设说成定律: 1、 首先,他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”,直接把自己的假设说成定律。 他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了,学校里的每个儿童都知道,或者相信他知道,光在真空中沿直线以速度c=300,000公里/秒传播。无论如何我们非常精确地知道,这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样,则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时,其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特(De Sitter)根据对双星的观察,也以相似的理由指出,光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。
为何删我的举报帖? 我投诉反相吧小吧主丽雅leah有确凿的证据,1、丽雅leah造谣生事我有截屏证据,2、丽雅leah爆粗口骂人我也有截屏证据,3、丽雅Leah没有删他自己以及他所谓的好友造谣生事爆粗口的帖子,却选择性删我的回应贴,还违规使用小吧权利循环封禁堵我的嘴。如果需要,我可以随时展示任意一项证据,如果让丽雅Leah出来当面对质就更好。 他在百度贴吧造谣生事爆粗口诋毁我,还让我不能回应,也不能正常发帖,难道我连举报他违规的权力都没有么。
自由的飞999999又恶人先告状
已投诉反相吧小吧主丽雅leah 已在贴吧意见反馈吧投诉反相吧小吧主丽雅leah,在这里也展示一下相关证据。
回应自由的飞999999远离学术的挑衅 自由的飞999999违反贴吧协议,在反相吧和理论物理吧开一个又一个的主题帖《猴子为啥又不敢说出来是谁教给他的穿越物理学上速度矢量合成?》《猴子说的这位老前辈究竟是谁呢?》《猴子居然声称要以礼服人》《请教猴子几个学术问题》,对我左一个猴子右一个猴子进行人身攻击。 自由的飞999999对我进行人身攻击,让我不得不回应此君的挑衅,曾经的相对论吧吧主丽雅Leah在反相吧,不封自由的飞999999的号,偏偏只封我的号。他在理论物理吧因为骂人,而失去了小吧权利,他在此吧这样为自由的飞999999违反贴吧协议的行为狡辩。我这样回敬他,观众朋友们觉得合适不:丽雅Leah,自由的飞999999他老人家在百度贴吧,像你一样不顾贴吧协议,把谁左一个猴子右一个猴子的乱叫合适,自由的飞999999他老人家在我说的话前面冠以猴子说,你老人家为之狡辩,你是不是打算跟他过一辈子? 由于此君一再这样远离学术挑衅,此君还有利用楼主权利删帖为自己遮羞的恶习,让我不得不开贴回应,教相对论的丽雅因为在理论物理吧骂人已经失去了小吧权利,特别耐人寻味的是,只要这教相对论的丽雅出来一喊这里的大吧主,这里的吧务就像接受上级指示一样,立马删我的回应贴,对我进行人身攻击的帖子却依旧招摇过市。理论物理吧的吧务不删自由的飞999999违反贴吧协议的挑衅贴,一次又一次选择性删我的回应贴,吧务中存在道貌岸然的伪君子其实也不奇怪,但无论如何,我都必须回应自由的飞999999远离学术的挑衅,因为咱中国是礼仪之邦,中国有句古话叫来而不往非礼也,对于一个造谣生事进行人身攻击的学术流氓,为什么要惯着他。
物空必能没有搞清最基本的牛顿力学 物空必能没有搞清最基本的牛顿力学,还左一个牛顿右一个牛顿瞎吹: 按照牛顿原理,匀速直线移动的物体,不受力,其移动速度的大小及方向,保持不变。 这是一种看似简单,实际上是非常抽象的。 具体来说,有两个惯性系,原点重合起,两系相互相对平移,有一个物体,从原点出发向某个方向上匀速直线移动,没有受力。 那么,在这两个惯性系中任何一个惯性系之内看,该物体的相对移动速度的方向及大小均是不变的。 然而,两个系中对应的相对移动速度的大小及方向,却是不等不同的。 牛顿原理说,物体不受力,移动速度的大小鸡方向是不变的,但是,对于两个惯性系的变换来说,不受力的物体通过参考系变换却发现,物体不受力,移动速度的大小及方向可变了。于是,与牛顿原理相互矛盾了。 为了更为全面的指出相关问题,依然说,牛顿原理人为,一个不受力的直线移动的物体,其移动速度的大小及方向,保持不变。 而现在把这个同一个不受力的有移动速度的物体,放置在一个非惯性系中考察,结果发现即便是在同一个这样的非惯性系中,该不受力的物体,其相对移动速度的大小及方向也可改变了。也就是说,即便在同一个参考系之内,物体不受力,相对移动速度的大小及方向均可变了,彻底违背了牛顿原理。 这样一来,矛盾就更加突出或凸显出来了。
物空必能没有搞清最基本的牛顿力学 物空必能没有搞清最基本的牛顿力学,还左一个牛顿右一个牛顿瞎吹: 按照牛顿原理,匀速直线移动的物体,不受力,其移动速度的大小及方向,保持不变。 这是一种看似简单,实际上是非常抽象的。 具体来说,有两个惯性系,原点重合起,两系相互相对平移,有一个物体,从原点出发向某个方向上匀速直线移动,没有受力。 那么,在这两个惯性系中任何一个惯性系之内看,该物体的相对移动速度的方向及大小均是不变的。 然而,两个系中对应的相对移动速度的大小及方向,却是不等不同的。 牛顿原理说,物体不受力,移动速度的大小鸡方向是不变的,但是,对于两个惯性系的变换来说,不受力的物体通过参考系变换却发现,物体不受力,移动速度的大小及方向可变了。于是,与牛顿原理相互矛盾了。 为了更为全面的指出相关问题,依然说,牛顿原理人为,一个不受力的直线移动的物体,其移动速度的大小及方向,保持不变。 而现在把这个同一个不受力的有移动速度的物体,放置在一个非惯性系中考察,结果发现即便是在同一个这样的非惯性系中,该不受力的物体,其相对移动速度的大小及方向也可改变了。也就是说,即便在同一个参考系之内,物体不受力,相对移动速度的大小及方向均可变了,彻底违背了牛顿原理。 这样一来,矛盾就更加突出或凸显出来了。
真正的原子弹之父是奥本海默 爱因斯坦被拒于曼哈顿计划之外,可不可能是因为他不被需要、在制造原子弹的科技上无可贡献呢?一位举足轻重的人物,诺贝尔物理学奖得主,亦是曼哈顿计划领衔科学家之一的汉斯·贝特(Hans Bethe)曾经写道,爱因斯坦未被邀请参与计划是因为:“我们需要核物理和炸药方面的专家。爱因斯坦虽是本世纪最伟大的物理学者,但不曾致力于这些领域。”……爱因斯坦可以贡献多少科技长才不无疑问,而历史也明确显示,他在制造原子弹这件事上并非不可或缺。 摘自(美)杰罗姆(Jerome,F)2011年03月07日17:06 来源:人民网-文史频道《爱因斯坦为何被拒于原子弹之外?》
爱因斯坦并没有参与原子弹研制,史料也没提及原子弹用了相对论 爱因斯坦被拒于曼哈顿计划之外,可不可能是因为他不被需要、在制造原子弹的科技上无可贡献呢?一位举足轻重的人物,诺贝尔物理学奖得主,亦是曼哈顿计划领衔科学家之一的汉斯·贝特(Hans Bethe)曾经写道,爱因斯坦未被邀请参与计划是因为:“我们需要核物理和炸药方面的专家。爱因斯坦虽是本世纪最伟大的物理学者,但不曾致力于这些领域。”……爱因斯坦可以贡献多少科技长才不无疑问,而历史也明确显示,他在制造原子弹这件事上并非不可或缺。 摘自(美)杰罗姆(Jerome,F)2011年03月07日17:06 来源:人民网-文史频道《爱因斯坦为何被拒于原子弹之外?》(http://tieba.baidu.com/mo/q/checkurl?url=http%3A%2F%2Fhistory.people.com.cn%2FGB%2F205396%2F14081889.html&urlrefer=4728f60ef758f5f6ba4e6ac9391d1a6d
物空必能没有搞清最基本的牛顿力学 物空必能没有搞清最基本的牛顿力学,还左一个牛顿右一个牛顿: 按照牛顿原理,匀速直线移动的物体,不受力,其移动速度的大小及方向,保持不变。 这是一种看似简单,实际上是非常抽象的。 具体来说,有两个惯性系,原点重合起,两系相互相对平移,有一个物体,从原点出发向某个方向上匀速直线移动,没有受力。 那么,在这两个惯性系中任何一个惯性系之内看,该物体的相对移动速度的方向及大小均是不变的。 然而,两个系中对应的相对移动速度的大小及方向,却是不等不同的。 牛顿原理说,物体不受力,移动速度的大小鸡方向是不变的,但是,对于两个惯性系的变换来说,不受力的物体通过参考系变换却发现,物体不受力,移动速度的大小及方向可变了。于是,与牛顿原理相互矛盾了。 为了更为全面的指出相关问题,依然说,牛顿原理人为,一个不受力的直线移动的物体,其移动速度的大小及方向,保持不变。 而现在把这个同一个不受力的有移动速度的物体,放置在一个非惯性系中考察,结果发现即便是在同一个这样的非惯性系中,该不受力的物体,其相对移动速度的大小及方向也可改变了。也就是说,即便在同一个参考系之内,物体不受力,相对移动速度的大小及方向均可变了,彻底违背了牛顿原理。 这样一来,矛盾就更加突出或凸显出来了。
物空必能没有搞清最基本的牛顿力学 物空必能没有搞清最基本的牛顿力学,还左一个牛顿右一个牛顿: 按照牛顿原理,匀速直线移动的物体,不受力,其移动速度的大小及方向,保持不变。 这是一种看似简单,实际上是非常抽象的。 具体来说,有两个惯性系,原点重合起,两系相互相对平移,有一个物体,从原点出发向某个方向上匀速直线移动,没有受力。 那么,在这两个惯性系中任何一个惯性系之内看,该物体的相对移动速度的方向及大小均是不变的。 然而,两个系中对应的相对移动速度的大小及方向,却是不等不同的。 牛顿原理说,物体不受力,移动速度的大小鸡方向是不变的,但是,对于两个惯性系的变换来说,不受力的物体通过参考系变换却发现,物体不受力,移动速度的大小及方向可变了。于是,与牛顿原理相互矛盾了。 为了更为全面的指出相关问题,依然说,牛顿原理人为,一个不受力的直线移动的物体,其移动速度的大小及方向,保持不变。 而现在把这个同一个不受力的有移动速度的物体,放置在一个非惯性系中考察,结果发现即便是在同一个这样的非惯性系中,该不受力的物体,其相对移动速度的大小及方向也可改变了。也就是说,即便在同一个参考系之内,物体不受力,相对移动速度的大小及方向均可变了,彻底违背了牛顿原理。 这样一来,矛盾就更加突出或凸显出来了。
于科学研究来说,没有官科、民科,唯有小儿科 有的人在研究学术时,喜欢自己戴一顶官科或民科这样高帽,甚至于自娱自乐,像王为民那样不怕丢人现眼戴头套扮科学家,以此臆想自己的学术观点就算科学,但这种奇葩的做法这并不能保证他的学术观点正确,只要他的学术观点是错的,无论他戴什么帽子,他的研究实际上就属于小儿科。 当然,也有人为了证明自己的学术观点正确,就直接给不同学术见解的人扣一顶民科的帽子,自己自然而然的戴上一顶官科的帽子,就有了官压民的气势,试图这样来证明自己的学术观点正确,因为无论谁戴上一顶花里胡哨的官帽,在浩瀚的知识海洋面前,他都是那么的渺小,他当然无法借助一顶官帽来保证他的学术观点正确,只要他的学术观点是错的,他的学术观点就属于不入流的小儿科。 玩这两种小动作人都是与学术研究格格不入的,至多就算是小儿科行为,说穿了就学术流氓行径,仅此而已。 综上所述,于科学研究来说,没有官科、民科,唯有小儿科!
驳《 当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不 //当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答// tigeduy,丽雅leah任你挑衅,却一再封禁我不让我回帖,其实回答你的小儿科问题,张嘴即来,何须等五年或者天长地久: 物质能够在三维空间里运动,但要判断物质是否在空间里运动,却要选参照系,参照系不同,物体的运动情况不同,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //人家李谋智,一心想着,速度必须与参考系相关 而不能考虑物质是否可在空间里运动不运动的问题。 因为其既不敢说空间绝对不动,又不敢说物质可在空间里运动。 万一物质可在空间里运动了,那么,物质在空间里运动的速度是多少呢?// 物质在空间里运动不运动,怎么运动,要看选择的参照系,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你要说你相对于空间的速度,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //什么毛病,害怕遇到别问是劫是缘,万一回答不出来,揍一顿咋办 遇到问题,绕道走,所以,李谋智甚至比那些维相者,还高明十分,明哲保身,破冒着烟过闹市,管他春夏和秋冬。// 你总是大呼小叫的,还总是碎碎叨叨的,你把你那一套提供给自称不维相的别问是劫是缘,或者随便提供给任意一个维相者,看谁能助你走上人生的高峰。 如果没有猜错,这个 @tigeduy 应该就是 @物空必能 ,此人总喜欢在自己的主贴大喊大叫,还有靠楼主权利删帖为自己遮羞的恶习。
【原创】相对论之误 【关键词】:相对论、光速不变假设、光速不变原理、光的传播定律。 【摘 要】:爱因斯坦作光速不变假设,把它称为光速不变原理甚至光的传播定律,把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论,由此构建出整个相对论的理论体系。 阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》,该论文首先以“堵如此类的例子,以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败,引起了这样一种猜想:绝对静止这概念,不仅在力学中,而且在电动力学中也不符合现象的特性,倒是应当认为,凡是对力学方程适用的一切坐标系,对于上述电动力学和光学的定律也一样适用,对于第一级微量来说,这是已经证明了的。我们要把这个猜想(它的内容以后就称之为“相对性原理”)提升为公设,并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设:光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设,根据静体的麦克斯韦理论,就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”, 谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位,表明了他当初创建相对论的原因及其目的。 在这段文字中,也首次提到了光速不变假设: 光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 该论文又提出了在一个系依据光,来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法,让光从A 到B,再从B反射回A,说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么,这两只钟按照定义是同步的。我们假定,这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样,我们借助于某些(假想的)物理经验,对于静止在不同地方的各只钟,规定了什么叫做它们是同步的,从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”,就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示,而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的,而且对于一切的时间测定,也都是同这只特定的钟同步的……根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”。 从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出,他是在认定这个参照系各向光速不变,来定义时间的同时,因为tB-tA=A B/c, t’A-tB, =A B/c,一定有tB-tA=t’A-tB,相反地,如果前后光速存在差异并非同一个值c,则tB-tA=t’A-tB不成立。 其实,就理论而言,我们定义同时无需光崇拜,并不一定要依赖光,如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号,也可以因为A B /v1 = A B / v2,依据tB-tA=t’A-tB来定义同时,因此,他这时间同步定义所依据的“(假想的)物理经验”就是他的光速不变假设,有了这一假设,才有前后光速相等,但必须注意,他这样靠推理来定义同时,并不能说明存在【相对于任何一个参照系,各向光速不变】这样的物理经验,而且,也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动,存在相互照应,但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想,故最多算一种自圆其说的“自洽”,仅此而已。 随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述,将原来所说的假设改称为原理: 光速不变原理:光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 通过这一表述,进一步阐明了相对论中,相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点,值得一提的是,虽然先后两种表述将postulate(假设)换为principles(原理),但其本质仍然是一个假设。 在两次介绍光速不变假设后,以光速不变假设为前提,提出了相对论的同时性相对性观点: 一杆相对于另一个物体运动,光在杆上 A 、B两点往返,相对于杆,按光速不变假设,相对于杆前后光速不变,光速均为c,光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。 如果相对于另一个物体,也按光速不变假设,相对于地面前后光速不变,光速均为c,故光从A 到B,再从B反射回A,相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。 因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时:tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同,仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然,上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v,(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是,由于杆上的点A 和B为动点,对地面系而言,光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’,再按光速不变假设,相对于另一个系也光速不变,光速均为c,自然有A B’/ c <B’ A ’ / c,即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时,光以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 对这一分析过程,我们其实不用搞光崇拜,一杆相对于另一个物体运动使,就理论而言,完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返,相对于杆,该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。 相对于另一个物体,还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返,由于杆上的点A 和B为动点,对另一个系而言,另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’, 另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返,而非同一个物理信号,分属两个不同的物理事件,所以,这并不能锁定同时性存在相对性。 那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢?完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同,这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同,人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性,也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“(假想的)物理经验”,并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验,他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。 随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下,推出相对论的洛伦兹变换,以及相对论的速度合成公式,其间,这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。 与《论动体的电动力学》相比,爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中,做了相对来说更简单的推导:洛伦兹变换的简单推导 按照图2所示两坐标系的相对取向,该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分,首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件,对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示,对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时,我们要求出x’和t’。 沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x=ct 或 x-ct=0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播,因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'-ct'=0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的,只要关系 (x’-ct’)=λ(x-ct) (3) 一般地被满足,其中λ表示一个常数;因为,按照(3),(x-ct)等于零时(x'-ct')就必然也等于零。 如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑,我们就得到条件 (x’+ct’)=μ(x+ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减),并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ,令 a=(λ+μ)/2 以及 b=(λ-u)/2 我们得到方程 x'=ax-bct (5) ct'=act-bx (5a) 因此,若常数a和b为已知,我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。 对于K'的原点我们永远有x'=0,因此按照(5)的第一个方程 x=(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v,我们就有 v=bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出,只要我们计算K'的另一点相对于K的速度,或者计算K的一点相对于K'的速度(指向负x轴)。总之,我们可以指定v为两坐标系的相对速度。 还有,相对性原理告诉我们,由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度,必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子,我们只需要从K对K'拍个“快照”;这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值,例如t=0。对于这个t的值,我们从(5)的第一个方程就得到x'=ax. 因此,如果在K'坐标中测量,x'轴上两点相隔的距离为Δx'=1,该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx=1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照,而且如果我们从方程(5)消去t,考虑到表示式(b),我们得到 x'=a(1-v²/c²)x 由此我们推断,在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点,在我们的快照上将由距离 Δx'=a(1-v²/c²) (7a) 表示。 但是根据以上所述,这两个快照必须是全等的;因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx',这样我们就得到 a²=1/(1-v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值,我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程: x'=(x-vt)/√(1-v²/c²) t'=(t-vx/c²) /√(1-v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。 它满足条件 x'²-c²t'²=x²-ct² (8a) 再把这个结果加以推广,以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'=y z'=z (9) 就能得到。 这样,无论对于坐标系K或是对于坐标系K',我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。 设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r=√(x²+y²+z²)=ct 传播,或者,如果方程两边取平方,按照方程 x²+y²+z²-c²t²=0 (10) 传播。 光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'=ct' 或 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出,我们必须有 x'²+y'²+z'²-c²t'²=σ(x²+y²+z²-c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立,因此我们有σ=1。不难看出,对于σ=1,洛伦兹变换确实满足(11);因为(11)可以由(8a)和(9)推出,因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。 由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然,在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时,K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明,我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换,这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换,纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。 我们可以用数学方法,对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述: 推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说:如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在(11a)左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。 从爱因斯坦依据同一发光事件,将任意点在两个系的坐标,分别在各自参照系运用光速不变假设x-ct=0, x'-ct'=0,从而得到x'=ax-bct 和 ct'=act-bx ,爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”,在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中,再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念,来确定静长度和动长度的关系,最终导出洛伦兹变换,导出洛伦兹变换后,还特别强调,它满足条件x'²-c²t'²=x²-ct² ,而这x'²-c²t'²=x²-ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性,后面还用相对性原理,从一个系的波动方程x²+y²+z²-c²t²=0直接推及另一个系的波动方程 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² 。 从这一系列推导己阐述不难看出,相对论的同时性相对性,间隔不变性,洛伦兹变换,以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。 在这里,相对论从前提假设,到理论推演,在得出结论有不有问题呢? 答案是肯定的,因为我们知道有个最基本的物理规律,那就是矢量合成,因为速度是矢量,速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用,速度的矢量合成有一个常用的地方,那就是直接用于参照系变换,借用上面的图,如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动,而一束光相对于参照系K’速度为c,那么,按矢量合成规律,相对于参照系K,他的速度就为c+v,怎么可能像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c? 但由于相对论的名头非常大,估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误,由于相对论的伟大不是一挥而就的,我们不妨从相对论的一点一滴谈起。 由于有矢量合成规律,在相对论出现以前,谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在,矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用,那为什么有一部分人(应该是极少数,因为即便是支持相对论的人,占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。)被逐渐爱因斯坦策反了呢? 就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例,爱因斯坦宣传工作做得好,例如: 1、 他反复强调,在“静系”中,要让光从A 到B,再从B反射回A,并tB-tA=t’A-tB,来实现对钟,实际上,我们就被多次暗示,相对于参照系,光速总是c。 2、 “根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”,在这宣称经验的说词中,没有参照系,但稍有物理基础的人都知道,要研究运动,就必须选参照系,因此,我们被再一次暗示,无论如何选参照系,相对于任意参照系,光速总是c。 3、 他前后两次讲了他的光速不变假设,只讲光速是确定的速度c,同样绝口不提参照系,实际上,我们又前后两次被暗示,无论如何选参照系,光速总是c。 4、 前后两次讲了他的光速不变假设,第二次表述将postulate(假设)换为principles(原理),借助这一语言攻势,我们被暗示,这个假设并不是那么假。 5、 在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v),实际上也在暗示,相对于所在的参照系,光速一定为c。 6、 多次提到测量,将“静系”中“量得”杆长命名为rA B,与动系中的杆长A B于区别,有意无意地暗示杆在两个系长度不同。 在《狭义及广义相对论浅说》中,对于光速不变假设,爱因斯坦也有更强的语言攻势,多次将自己的假设说成定律: 1、 首先,他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”,直接把自己的假设说成定律。 他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了,学校里的每个儿童都知道,或者相信他知道,光在真空中沿直线以速度c=300,000公里/秒传播。无论如何我们非常精确地知道,这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样,则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时,其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特(De Sitter)根据对双星的观察,也以相似的理由指出,光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。
自洽并不能支撑一个理论 相对论支持者爱玩一个游戏,那就是用洛伦兹变换去证明爱因斯坦的光速不变假设,但是洛伦兹变换来源于爱因斯坦的光速不变假设,二者可以互推,这就是相对论支持者津津乐道的自洽,这样的自洽极富欺骗性,但对逻辑推演稍有了解的朋友就知道这是典型的循环论证,这样的论证毫无证明的力度,简单来说,就是一个理论要正确,必须自洽,然而,一个理论的自洽,却不能证明这个理论一定正确。 举一个简单实例说明主贴观点: 比如,有人创立一个错误的理论,假设7-5=1.,然后,这个错误理论依据正确的2-2=0,推出推论9-7=1.,这种方法可逆,反过来,用推论9-7=1.,依据正确的2-2=0,也可以推出7-5=1,这个理论可以在自己的理论框架展现出了类似光速不变假设和洛伦兹变换互相作证的的“自洽”,这样的“自洽”能说明这样的理论正确么,显然不能。 上面所例举的这种错误的理论,还可以选择性地依靠正确的理论加以发展,比如说,可以利用9-7=2,然后推出不同寻常的2=1,为了这个理论更厉害,还可以把2和1作为10的幂指数,推出劲爆度更强的10=100,这样的理论虽然在正常看来错漏百出,而要完成所谓的“自洽”却是能左右逢源。 如果上面所例举的这种错误理论的支持者,费心费力做实验反复锤一块铁皮,先后精确地测得质量分别为1.0000000000002kg和1.0000000000001kg,这个错误理论的支持者可以依据他的实验做文章,宣称这一错误理论得到了精确地验证,因为他可以利用2=1,推出1.0000000000002kg和1.0000000000001kg。 一个错误理论被精确地验证就这么轻松。
【原创】相对论之误 【关键词】:相对论、光速不变假设、光速不变原理、光的传播定律。 【摘 要】:爱因斯坦作光速不变假设,把它称为光速不变原理甚至光的传播定律,把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论,由此构建出整个相对论的理论体系。 阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》,该论文首先以“堵如此类的例子,以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败,引起了这样一种猜想:绝对静止这概念,不仅在力学中,而且在电动力学中也不符合现象的特性,倒是应当认为,凡是对力学方程适用的一切坐标系,对于上述电动力学和光学的定律也一样适用,对于第一级微量来说,这是已经证明了的。我们要把这个猜想(它的内容以后就称之为“相对性原理”)提升为公设,并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设:光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设,根据静体的麦克斯韦理论,就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”, 谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位,表明了他当初创建相对论的原因及其目的。 在这段文字中,也首次提到了光速不变假设: 光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 该论文又提出了在一个系依据光,来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法,让光从A 到B,再从B反射回A,说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么,这两只钟按照定义是同步的。我们假定,这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样,我们借助于某些(假想的)物理经验,对于静止在不同地方的各只钟,规定了什么叫做它们是同步的,从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”,就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示,而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的,而且对于一切的时间测定,也都是同这只特定的钟同步的……根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”。 从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出,他是在认定这个参照系各向光速不变,来定义时间的同时,因为tB-tA=A B/c, t’A-tB, =A B/c,一定有tB-tA=t’A-tB,相反地,如果前后光速存在差异并非同一个值c,则tB-tA=t’A-tB不成立。 其实,就理论而言,我们定义同时无需光崇拜,并不一定要依赖光,如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号,也可以因为A B /v1 = A B / v2,依据tB-tA=t’A-tB来定义同时,因此,他这时间同步定义所依据的“(假想的)物理经验”就是他的光速不变假设,有了这一假设,才有前后光速相等,但必须注意,他这样靠推理来定义同时,并不能说明存在【相对于任何一个参照系,各向光速不变】这样的物理经验,而且,也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动,存在相互照应,但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想,故最多算一种自圆其说的“自洽”,仅此而已。 随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述,将原来所说的假设改称为原理: 光速不变原理:光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 通过这一表述,进一步阐明了相对论中,相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点,值得一提的是,虽然先后两种表述将postulate(假设)换为principles(原理),但其本质仍然是一个假设。 在两次介绍光速不变假设后,以光速不变假设为前提,提出了相对论的同时性相对性观点: 一杆相对于另一个物体运动,光在杆上 A 、B两点往返,相对于杆,按光速不变假设,相对于杆前后光速不变,光速均为c,光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。 如果相对于另一个物体,也按光速不变假设,相对于地面前后光速不变,光速均为c,故光从A 到B,再从B反射回A,相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。 因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时:tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同,仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然,上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v,(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是,由于杆上的点A 和B为动点,对地面系而言,光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’,再按光速不变假设,相对于另一个系也光速不变,光速均为c,自然有A B’/ c <B’ A ’ / c,即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时,光以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 对这一分析过程,我们其实不用搞光崇拜,一杆相对于另一个物体运动使,就理论而言,完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返,相对于杆,该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。 相对于另一个物体,还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返,由于杆上的点A 和B为动点,对另一个系而言,另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’, 另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返,而非同一个物理信号,分属两个不同的物理事件,所以,这并不能锁定同时性存在相对性。 那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢?完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同,这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同,人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性,也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“(假想的)物理经验”,并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验,他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。 随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下,推出相对论的洛伦兹变换,以及相对论的速度合成公式,其间,这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。 与《论动体的电动力学》相比,爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中,做了相对来说更简单的推导:洛伦兹变换的简单推导 按照图2所示两坐标系的相对取向,该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分,首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件,对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示,对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时,我们要求出x’和t’。 沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x=ct 或 x-ct=0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播,因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'-ct'=0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的,只要关系 (x’-ct’)=λ(x-ct) (3) 一般地被满足,其中λ表示一个常数;因为,按照(3),(x-ct)等于零时(x'-ct')就必然也等于零。 如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑,我们就得到条件 (x’+ct’)=μ(x+ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减),并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ,令 a=(λ+μ)/2 以及 b=(λ-u)/2 我们得到方程 x'=ax-bct (5) ct'=act-bx (5a) 因此,若常数a和b为已知,我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。 对于K'的原点我们永远有x'=0,因此按照(5)的第一个方程 x=(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v,我们就有 v=bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出,只要我们计算K'的另一点相对于K的速度,或者计算K的一点相对于K'的速度(指向负x轴)。总之,我们可以指定v为两坐标系的相对速度。 还有,相对性原理告诉我们,由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度,必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子,我们只需要从K对K'拍个“快照”;这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值,例如t=0。对于这个t的值,我们从(5)的第一个方程就得到x'=ax. 因此,如果在K'坐标中测量,x'轴上两点相隔的距离为Δx'=1,该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx=1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照,而且如果我们从方程(5)消去t,考虑到表示式(b),我们得到 x'=a(1-v²/c²)x 由此我们推断,在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点,在我们的快照上将由距离 Δx'=a(1-v²/c²) (7a) 表示。 但是根据以上所述,这两个快照必须是全等的;因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx',这样我们就得到 a²=1/(1-v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值,我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程: x'=(x-vt)/√(1-v²/c²) t'=(t-vx/c²) /√(1-v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。 它满足条件 x'²-c²t'²=x²-ct² (8a) 再把这个结果加以推广,以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'=y z'=z (9) 就能得到。 这样,无论对于坐标系K或是对于坐标系K',我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。 设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r=√(x²+y²+z²)=ct 传播,或者,如果方程两边取平方,按照方程 x²+y²+z²-c²t²=0 (10) 传播。 光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'=ct' 或 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出,我们必须有 x'²+y'²+z'²-c²t'²=σ(x²+y²+z²-c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立,因此我们有σ=1。不难看出,对于σ=1,洛伦兹变换确实满足(11);因为(11)可以由(8a)和(9)推出,因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。 由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然,在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时,K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明,我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换,这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换,纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。 我们可以用数学方法,对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述: 推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说:如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在(11a)左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。 从爱因斯坦依据同一发光事件,将任意点在两个系的坐标,分别在各自参照系运用光速不变假设x-ct=0, x'-ct'=0,从而得到x'=ax-bct 和 ct'=act-bx ,爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”,在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中,再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念,来确定静长度和动长度的关系,最终导出洛伦兹变换,导出洛伦兹变换后,还特别强调,它满足条件x'²-c²t'²=x²-ct² ,而这x'²-c²t'²=x²-ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性,后面还用相对性原理,从一个系的波动方程x²+y²+z²-c²t²=0直接推及另一个系的波动方程 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² 。 从这一系列推导己阐述不难看出,相对论的同时性相对性,间隔不变性,洛伦兹变换,以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。 在这里,相对论从前提假设,到理论推演,在得出结论有不有问题呢? 答案是肯定的,因为我们知道有个最基本的物理规律,那就是矢量合成,因为速度是矢量,速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用,速度的矢量合成有一个常用的地方,那就是直接用于参照系变换,借用上面的图,如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动,而一束光相对于参照系K’速度为c,那么,按矢量合成规律,相对于参照系K,他的速度就为c+v,怎么可能像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c? 但由于相对论的名头非常大,估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误,由于相对论的伟大不是一挥而就的,我们不妨从相对论的一点一滴谈起。 由于有矢量合成规律,在相对论出现以前,谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在,矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用,那为什么有一部分人(应该是极少数,因为即便是支持相对论的人,占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。)被逐渐爱因斯坦策反了呢? 就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例,爱因斯坦宣传工作做得好,例如: 1、 他反复强调,在“静系”中,要让光从A 到B,再从B反射回A,并tB-tA=t’A-tB,来实现对钟,实际上,我们就被多次暗示,相对于参照系,光速总是c。 2、 “根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”,在这宣称经验的说词中,没有参照系,但稍有物理基础的人都知道,要研究运动,就必须选参照系,因此,我们被再一次暗示,无论如何选参照系,相对于任意参照系,光速总是c。 3、 他前后两次讲了他的光速不变假设,只讲光速是确定的速度c,同样绝口不提参照系,实际上,我们又前后两次被暗示,无论如何选参照系,光速总是c。 4、 前后两次讲了他的光速不变假设,第二次表述将postulate(假设)换为principles(原理),借助这一语言攻势,我们被暗示,这个假设并不是那么假。 5、 在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v),实际上也在暗示,相对于所在的参照系,光速一定为c。 6、 多次提到测量,将“静系”中“量得”杆长命名为rA B,与动系中的杆长A B于区别,有意无意地暗示杆在两个系长度不同。 在《狭义及广义相对论浅说》中,对于光速不变假设,爱因斯坦也有更强的语言攻势,多次将自己的假设说成定律: 1、 首先,他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”,直接把自己的假设说成定律。 他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了,学校里的每个儿童都知道,或者相信他知道,光在真空中沿直线以速度c=300,000公里/秒传播。无论如何我们非常精确地知道,这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样,则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时,其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特(De Sitter)根据对双星的观察,也以相似的理由指出,光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。
驳《 当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答 //当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答// 有人任你挑衅,却一再封禁我不让我回帖,其实回答你的小儿科问题,张嘴即来,何须等五年或者天长地久: 物质能够在三维空间里运动,但要判断物质是否在空间里运动,却要选参照系,参照系不同,物体的运动情况不同,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //人家李谋智,一心想着,速度必须与参考系相关 而不能考虑物质是否可在空间里运动不运动的问题。 因为其既不敢说空间绝对不动,又不敢说物质可在空间里运动。 万一物质可在空间里运动了,那么,物质在空间里运动的速度是多少呢?// 物质在空间里运动不运动,怎么运动,要看选择的参照系,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你要说你相对于空间的速度,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //什么毛病,害怕遇到别问是劫是缘,万一回答不出来,揍一顿咋办 遇到问题,绕道走,所以,李谋智甚至比那些维相者,还高明十分,明哲保身,破冒着烟过闹市,管他春夏和秋冬。// 你总是大呼小叫的,还总是碎碎叨叨的,你把你那一套提供给自称不维相的别问是劫是缘,或者随便提供给任意一个维相者,看谁能助你走上人生的高峰。 如果没有猜错,这个总爱自言自语的 @tigeduy 应该就是 @物空必能 。皆听则明偏信则暗。 丽雅Leah为何一再选择性屏蔽我的同名主贴贴,却不屏蔽tigeduy 试图诋毁我的帖子《 当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答》,他就是想靠违规使用小吧权利来掩人耳目,借tigeduy的嘴达到诋毁我的目的。
驳《 当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不 //当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答// 有人任你挑衅,却一再封禁我不让我回帖,其实回答你的小儿科问题,张嘴即来,何须等五年或者天长地久: 物质能够在三维空间里运动,但要判断物质是否在空间里运动,却要选参照系,参照系不同,物体的运动情况不同,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //人家李谋智,一心想着,速度必须与参考系相关 而不能考虑物质是否可在空间里运动不运动的问题。 因为其既不敢说空间绝对不动,又不敢说物质可在空间里运动。 万一物质可在空间里运动了,那么,物质在空间里运动的速度是多少呢?// 物质在空间里运动不运动,怎么运动,要看选择的参照系,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你要说你相对于空间的速度,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //什么毛病,害怕遇到别问是劫是缘,万一回答不出来,揍一顿咋办 遇到问题,绕道走,所以,李谋智甚至比那些维相者,还高明十分,明哲保身,破冒着烟过闹市,管他春夏和秋冬。// 你总是大呼小叫的,还总是碎碎叨叨的,你把你那一套提供给自称不维相的别问是劫是缘,或者随便提供给任意一个维相者,看谁能助你走上人生的高峰。 如果没有猜错,这个 @tigeduy 应该就是 @物空必能 ,此人总喜欢在自己的主贴大喊大叫,还有靠楼主权利删帖为自己遮羞的恶习。
反证法足以证伪相对论 速度与参照系选择有关,爱因斯坦却直接假设光速与参照系选择无关建立相对论,相对论的出发点锁定相对论不过是一个犯低级错误的理论,要证明这一理论的错误,只需用反证法证明光速不变假设错误即可,因为相对论的前提错了,相对论就失去了根基。 一束光相对于地球速度为c,一个相对论支持者在地球上微丝不动,这个相对论支持者和地球共系,当然这束光相对于这位相对论支持者速度也是c,同时,相对于这束光,这个相对论支持者速度也是c,唯方向相反。 爱因斯坦与这位相对论支持者有不为零的相对速度v在地球上逆光狂奔,若这束光像爱因斯坦假设的那样,相对于爱因斯坦还是同一速度c,那么相对于这束光,爱因斯坦的速度也是c,唯方向相反。 那么,相对于这束光,这位相对论支持者和爱因斯坦速度都为c,这就是物理学上所说的同步运动,做同步运动的物体有何特点呢,一个物体动一米,另一个物体也动一米,相对位置始终不变,相对速度为零。 有一个相对地球静止的相对论支持者拖爱因斯坦的后腿,爱因斯坦玩跑得快就举步维艰,或者,有爱因斯坦拖着一个相对论支持者跑,这个相对论支持者要在地球上站稳也不容易。 导致这一错误的根源,就是爱因斯坦的光速不变假设!
自洽并不能支撑一个理论 相对论支持者爱玩一个游戏,那就是用洛伦兹变换去证明爱因斯坦的光速不变假设,但是洛伦兹变换来源于爱因斯坦的光速不变假设,二者可以互推,这就是相对论支持者津津乐道的自洽,这样的自洽极富欺骗性,但对逻辑推演稍有了解的朋友就知道这是典型的循环论证,这样的论证毫无证明的力度,简单来说,就是一个理论要正确,必须自洽,然而,一个理论的自洽,却不能证明这个理论一定正确。 举一个简单实例说明主贴观点: 比如,有人创立一个错误的理论,假设7-5=1.,然后,这个错误理论依据正确的2-2=0,推出推论9-7=1.,这种方法可逆,反过来,用推论9-7=1.,依据正确的2-2=0,也可以推出7-5=1,这个理论可以在自己的理论框架展现出了类似光速不变假设和洛伦兹变换互相作证的的“自洽”,这样的“自洽”能说明这样的理论正确么,显然不能。 上面所例举的这种错误的理论,还可以选择性地依靠正确的理论加以发展,比如说,可以利用9-7=2,然后推出不同寻常的2=1,为了这个理论更厉害,还可以把2和1作为10的幂指数,推出劲爆度更强的10=100,这样的理论虽然在正常看来错漏百出,而要完成所谓的“自洽”却是能左右逢源。 如果上面所例举的这种错误理论的支持者,费心费力做实验反复锤一块铁皮,先后精确地测得质量分别为1.0000000000002kg和1.0000000000001kg,这个错误理论的支持者可以依据他的实验做文章,宣称这一错误理论得到了精确地验证,因为他可以利用2=1,推出1.0000000000002kg和1.0000000000001kg。 一个错误理论被精确地验证就这么轻松。
驳《 当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答 //当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答// 有人任你挑衅,却一再封禁我不让我回帖,其实回答你的小儿科问题,张嘴即来,何须等五年或者天长地久: 物质能够在三维空间里运动,但要判断物质是否在空间里运动,却要选参照系,参照系不同,物体的运动情况不同,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //人家李谋智,一心想着,速度必须与参考系相关 而不能考虑物质是否可在空间里运动不运动的问题。 因为其既不敢说空间绝对不动,又不敢说物质可在空间里运动。 万一物质可在空间里运动了,那么,物质在空间里运动的速度是多少呢?// 物质在空间里运动不运动,怎么运动,要看选择的参照系,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你要说你相对于空间的速度,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //什么毛病,害怕遇到别问是劫是缘,万一回答不出来,揍一顿咋办 遇到问题,绕道走,所以,李谋智甚至比那些维相者,还高明十分,明哲保身,破冒着烟过闹市,管他春夏和秋冬。// 你总是大呼小叫的,还总是碎碎叨叨的,你把你那一套提供给自称不维相的别问是劫是缘,或者随便提供给任意一个维相者,看谁能助你走上人生的高峰。 如果没有猜错,这个总爱自言自语的 @tigeduy 应该就是 @物空必能 。
反证法足以证伪相对论 速度与参照系选择有关,爱因斯坦却直接假设光速与参照系选择无关建立相对论,相对论的出发点锁定相对论不过是一个犯低级错误的理论,要证明这一理论的错误,只需用反证法证明光速不变假设错误即可,因为相对论的前提错了,相对论就失去了根基。 一束光相对于地球速度为c,一个相对论支持者在地球上微丝不动,这个相对论支持者和地球共系,当然这束光相对于这位相对论支持者速度也是c,同时,相对于这束光,这个相对论支持者速度也是c,唯方向相反。 爱因斯坦与这位相对论支持者有不为零的相对速度v在地球上逆光狂奔,若这束光像爱因斯坦假设的那样,相对于爱因斯坦还是同一速度c,那么相对于这束光,爱因斯坦的速度也是c,唯方向相反。 那么,相对于这束光,这位相对论支持者和爱因斯坦速度都为c,这就是物理学上所说的同步运动,做同步运动的物体有何特点呢,一个物体动一米,另一个物体也动一米,相对位置始终不变,相对速度为零。 有一个相对地球静止的相对论支持者拖爱因斯坦的后腿,爱因斯坦玩跑得快就举步维艰,或者,有爱因斯坦拖着一个相对论支持者跑,这个相对论支持者要在地球上站稳也不容易。 导致这一错误的根源,就是爱因斯坦的光速不变假设!
驳《 当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答 //当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答// 有人任你挑衅,却一再封禁我不让我回帖,其实回答你的小儿科问题,张嘴即来,何须等五年或者天长地久: 物质能够在三维空间里运动,但要判断物质是否在空间里运动,却要选参照系,参照系不同,物体的运动情况不同,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //人家李谋智,一心想着,速度必须与参考系相关 而不能考虑物质是否可在空间里运动不运动的问题。 因为其既不敢说空间绝对不动,又不敢说物质可在空间里运动。 万一物质可在空间里运动了,那么,物质在空间里运动的速度是多少呢?// 物质在空间里运动不运动,怎么运动,要看选择的参照系,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你要说你相对于空间的速度,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //什么毛病,害怕遇到别问是劫是缘,万一回答不出来,揍一顿咋办 遇到问题,绕道走,所以,李谋智甚至比那些维相者,还高明十分,明哲保身,破冒着烟过闹市,管他春夏和秋冬。// 你总是大呼小叫的,还总是碎碎叨叨的,你把你那一套提供给自称不维相的别问是劫是缘,或者随便提供给任意一个维相者,看谁能助你走上人生的高峰。
驳《 当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答 //当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答// 有人任你挑衅,却一再封禁我不让我回帖,其实回答你的小儿科问题,张嘴即来,何须等五年或者天长地久: 物质能够在三维空间里运动,但要判断物质是否在空间里运动,却要选参照系,参照系不同,物体的运动情况不同,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //人家李谋智,一心想着,速度必须与参考系相关 而不能考虑物质是否可在空间里运动不运动的问题。 因为其既不敢说空间绝对不动,又不敢说物质可在空间里运动。 万一物质可在空间里运动了,那么,物质在空间里运动的速度是多少呢?// 物质在空间里运动不运动,怎么运动,要看选择的参照系,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你要说你相对于空间的速度,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //什么毛病,害怕遇到别问是劫是缘,万一回答不出来,揍一顿咋办 遇到问题,绕道走,所以,李谋智甚至比那些维相者,还高明十分,明哲保身,破冒着烟过闹市,管他春夏和秋冬。// 你总是大呼小叫的,还总是碎碎叨叨的,你把你那一套提供给自称不维相的别问是劫是缘,或者随便提供给任意一个维相者,看谁能助你走上人生的高峰。
【原创】相对论之误 【关键词】:相对论、光速不变假设、定律。 【摘 要】:爱因斯坦作光速不变假设,把它称为光速不变原理甚至光的传播定律,把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论,由此构建出整个相对论的理论体系。 阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》,该论文首先以“堵如此类的例子,以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败,引起了这样一种猜想:绝对静止这概念,不仅在力学中,而且在电动力学中也不符合现象的特性,倒是应当认为,凡是对力学方程适用的一切坐标系,对于上述电动力学和光学的定律也一样适用,对于第一级微量来说,这是已经证明了的。我们要把这个猜想(它的内容以后就称之为“相对性原理”)提升为公设,并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设:光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设,根据静体的麦克斯韦理论,就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”, 谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位,表明了他当初创建相对论的原因及其目的。 在这段文字中,也首次提到了光速不变假设: 光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 该论文又提出了在一个系依据光,来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法,让光从A 到B,再从B反射回A,说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么,这两只钟按照定义是同步的。我们假定,这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样,我们借助于某些(假想的)物理经验,对于静止在不同地方的各只钟,规定了什么叫做它们是同步的,从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”,就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示,而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的,而且对于一切的时间测定,也都是同这只特定的钟同步的……根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”。 从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出,他是在认定这个参照系各向光速不变,来定义时间的同时,因为tB-tA=A B/c, t’A-tB, =A B/c,一定有tB-tA=t’A-tB,相反地,如果前后光速存在差异并非同一个值c,则tB-tA=t’A-tB不成立。 其实,就理论而言,我们定义同时无需光崇拜,并不一定要依赖光,如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号,也可以因为A B /v1 = A B / v2,依据tB-tA=t’A-tB来定义同时,因此,他这时间同步定义所依据的“(假想的)物理经验”就是他的光速不变假设,有了这一假设,才有前后光速相等,但必须注意,他这样靠推理来定义同时,并不能说明存在【相对于任何一个参照系,各向光速不变】这样的物理经验,而且,也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动,存在相互照应,但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想,故最多算一种自圆其说的“自洽”,仅此而已。 随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述,将原来所说的假设改称为原理: 光速不变原理:光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 通过这一表述,进一步阐明了相对论中,相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点,值得一提的是,虽然先后两种表述将postulate(假设)换为principles(原理),但其本质仍然是一个假设。 在两次介绍光速不变假设后,以光速不变假设为前提,提出了相对论的同时性相对性观点: 一杆相对于另一个物体运动,光在杆上 A 、B两点往返,相对于杆,按光速不变假设,相对于杆前后光速不变,光速均为c,光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。 如果相对于另一个物体,也按光速不变假设,相对于地面前后光速不变,光速均为c,故光从A 到B,再从B反射回A,相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。 因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时:tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同,仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然,上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v,(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是,由于杆上的点A 和B为动点,对地面系而言,光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’,再按光速不变假设,相对于另一个系也光速不变,光速均为c,自然有A B’/ c <B’ A ’ / c,即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时,光以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 对这一分析过程,我们其实不用搞光崇拜,一杆相对于另一个物体运动使,就理论而言,完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返,相对于杆,该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。 相对于另一个物体,还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返,由于杆上的点A 和B为动点,对另一个系而言,另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’, 另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返,而非同一个物理信号,分属两个不同的物理事件,所以,这并不能锁定同时性存在相对性。 那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢?完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同,这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同,人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性,也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“(假想的)物理经验”,并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验,他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。 随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下,推出相对论的洛伦兹变换,以及相对论的速度合成公式,其间,这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。 与《论动体的电动力学》相比,爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中,做了相对来说更简单的推导:洛伦兹变换的简单推导 按照图2所示两坐标系的相对取向,该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分,首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件,对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示,对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时,我们要求出x’和t’。 沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x=ct 或 x-ct=0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播,因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'-ct'=0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的,只要关系 (x’-ct’)=λ(x-ct) (3) 一般地被满足,其中λ表示一个常数;因为,按照(3),(x-ct)等于零时(x'-ct')就必然也等于零。 如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑,我们就得到条件 (x’+ct’)=μ(x+ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减),并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ,令 a=(λ+μ)/2 以及 b=(λ-u)/2 我们得到方程 x'=ax-bct (5) ct'=act-bx (5a) 因此,若常数a和b为已知,我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。 对于K'的原点我们永远有x'=0,因此按照(5)的第一个方程 x=(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v,我们就有 v=bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出,只要我们计算K'的另一点相对于K的速度,或者计算K的一点相对于K'的速度(指向负x轴)。总之,我们可以指定v为两坐标系的相对速度。 还有,相对性原理告诉我们,由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度,必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子,我们只需要从K对K'拍个“快照”;这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值,例如t=0。对于这个t的值,我们从(5)的第一个方程就得到x'=ax. 因此,如果在K'坐标中测量,x'轴上两点相隔的距离为Δx'=1,该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx=1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照,而且如果我们从方程(5)消去t,考虑到表示式(b),我们得到 x'=a(1-v²/c²)x 由此我们推断,在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点,在我们的快照上将由距离 Δx'=a(1-v²/c²) (7a) 表示。 但是根据以上所述,这两个快照必须是全等的;因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx',这样我们就得到 a²=1/(1-v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值,我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程: x'=(x-vt)/√(1-v²/c²) t'=(t-vx/c²) /√(1-v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。 它满足条件 x'²-c²t'²=x²-ct² (8a) 再把这个结果加以推广,以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'=y z'=z (9) 就能得到。 这样,无论对于坐标系K或是对于坐标系K',我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。 设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r=√(x²+y²+z²)=ct 传播,或者,如果方程两边取平方,按照方程 x²+y²+z²-c²t²=0 (10) 传播。 光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'=ct' 或 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出,我们必须有 x'²+y'²+z'²-c²t'²=σ(x²+y²+z²-c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立,因此我们有σ=1。不难看出,对于σ=1,洛伦兹变换确实满足(11);因为(11)可以由(8a)和(9)推出,因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。 由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然,在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时,K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明,我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换,这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换,纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。 我们可以用数学方法,对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述: 推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说:如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在(11a)左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。 从爱因斯坦依据同一发光事件,将任意点在两个系的坐标,分别在各自参照系运用光速不变假设x-ct=0, x'-ct'=0,从而得到x'=ax-bct 和 ct'=act-bx ,爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”,在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中,再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念,来确定静长度和动长度的关系,最终导出洛伦兹变换,导出洛伦兹变换后,还特别强调,它满足条件x'²-c²t'²=x²-ct² ,而这x'²-c²t'²=x²-ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性,后面还用相对性原理,从一个系的波动方程x²+y²+z²-c²t²=0直接推及另一个系的波动方程 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² 。 从这一系列推导己阐述不难看出,相对论的同时性相对性,间隔不变性,洛伦兹变换,以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。 在这里,相对论从前提假设,到理论推演,在得出结论有不有问题呢? 答案是肯定的,因为我们知道有个最基本的物理规律,那就是矢量合成,因为速度是矢量,速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用,速度的矢量合成有一个常用的地方,那就是直接用于参照系变换,借用上面的图,如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动,而一束光相对于参照系K’速度为c,那么,按矢量合成规律,相对于参照系K,他的速度就为c+v,怎么可能像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c? 但由于相对论的名头非常大,估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误,由于相对论的伟大不是一挥而就的,我们不妨从相对论的一点一滴谈起。 由于有矢量合成规律,在相对论出现以前,谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在,矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用,那为什么有一部分人(应该是极少数,因为即便是支持相对论的人,占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。)被逐渐爱因斯坦策反了呢? 就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例,爱因斯坦宣传工作做得好,例如: 1、 他反复强调,在“静系”中,要让光从A 到B,再从B反射回A,并tB-tA=t’A-tB,来实现对钟,实际上,我们就被多次暗示,相对于参照系,光速总是c。 2、 “根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”,在这宣称经验的说词中,没有参照系,但稍有物理基础的人都知道,要研究运动,就必须选参照系,因此,我们被再一次暗示,无论如何选参照系,相对于任意参照系,光速总是c。 3、 他前后两次讲了他的光速不变假设,只讲光速是确定的速度c,同样绝口不提参照系,实际上,我们又前后两次被暗示,无论如何选参照系,光速总是c。 4、 前后两次讲了他的光速不变假设,第二次表述将postulate(假设)换为principles(原理),借助这一语言攻势,我们被暗示,这个假设并不是那么假。 5、 在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v),实际上也在暗示,相对于所在的参照系,光速一定为c。 6、 多次提到测量,将“静系”中“量得”杆长命名为rA B,与动系中的杆长A B于区别,有意无意地暗示杆在两个系长度不同。 在《狭义及广义相对论浅说》中,对于光速不变假设,爱因斯坦也有更强的语言攻势,多次将自己的假设说成定律: 1、 首先,他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”,直接把自己的假设说成定律。 他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了,学校里的每个儿童都知道,或者相信他知道,光在真空中沿直线以速度c=300,000公里/秒传播。无论如何我们非常精确地知道,这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样,则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时,其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特(De Sitter)根据对双星的观察,也以相似的理由指出,光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。
反证法足以证伪相对论 速度与参照系选择有关,爱因斯坦却直接假设光速与参照系选择无关建立相对论,相对论的出发点锁定相对论不过是一个犯低级错误的理论,要证明这一理论的错误,只需用反证法证明光速不变假设错误即可,因为相对论的前提错了,相对论就失去了根基。 一束光相对于地球速度为c,一个相对论支持者在地球上微丝不动,这个相对论支持者和地球共系,当然这束光相对于这位相对论支持者速度也是c,同时,相对于这束光,这个相对论支持者速度也是c,唯方向相反。 爱因斯坦与这位相对论支持者有不为零的相对速度v在地球上逆光狂奔,若这束光像爱因斯坦假设的那样,相对于爱因斯坦还是同一速度c,那么相对于这束光,爱因斯坦的速度也是c,唯方向相反。 那么,相对于这束光,这位相对论支持者和爱因斯坦速度都为c,这就是物理学上所说的同步运动,做同步运动的物体有何特点呢,一个物体动一米,另一个物体也动一米,相对位置始终不变,相对速度为零。 有一个相对地球静止的相对论支持者拖爱因斯坦的后腿,爱因斯坦玩跑得快就举步维艰,或者,有爱因斯坦拖着一个相对论支持者跑,这个相对论支持者要在地球上站稳也不容易。 导致这一错误的根源,就是爱因斯坦的光速不变假设!
【原创】相对论之误 【关键词】:相对论、光速不变假设、定律。 【摘 要】:爱因斯坦作光速不变假设,把它称为光速不变原理甚至光的传播定律,把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论,由此构建出整个相对论的理论体系。 阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》,该论文首先以“堵如此类的例子,以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败,引起了这样一种猜想:绝对静止这概念,不仅在力学中,而且在电动力学中也不符合现象的特性,倒是应当认为,凡是对力学方程适用的一切坐标系,对于上述电动力学和光学的定律也一样适用,对于第一级微量来说,这是已经证明了的。我们要把这个猜想(它的内容以后就称之为“相对性原理”)提升为公设,并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设:光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设,根据静体的麦克斯韦理论,就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”, 谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位,表明了他当初创建相对论的原因及其目的。 在这段文字中,也首次提到了光速不变假设: 光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 该论文又提出了在一个系依据光,来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法,让光从A 到B,再从B反射回A,说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么,这两只钟按照定义是同步的。我们假定,这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样,我们借助于某些(假想的)物理经验,对于静止在不同地方的各只钟,规定了什么叫做它们是同步的,从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”,就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示,而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的,而且对于一切的时间测定,也都是同这只特定的钟同步的……根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”。 从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出,他是在认定这个参照系各向光速不变,来定义时间的同时,因为tB-tA=A B/c, t’A-tB, =A B/c,一定有tB-tA=t’A-tB,相反地,如果前后光速存在差异并非同一个值c,则tB-tA=t’A-tB不成立。 其实,就理论而言,我们定义同时无需光崇拜,并不一定要依赖光,如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号,也可以因为A B /v1 = A B / v2,依据tB-tA=t’A-tB来定义同时,因此,他这时间同步定义所依据的“(假想的)物理经验”就是他的光速不变假设,有了这一假设,才有前后光速相等,但必须注意,他这样靠推理来定义同时,并不能说明存在【相对于任何一个参照系,各向光速不变】这样的物理经验,而且,也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动,存在相互照应,但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想,故最多算一种自圆其说的“自洽”,仅此而已。 随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述,将原来所说的假设改称为原理: 光速不变原理:光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 通过这一表述,进一步阐明了相对论中,相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点,值得一提的是,虽然先后两种表述将postulate(假设)换为principles(原理),但其本质仍然是一个假设。 在两次介绍光速不变假设后,以光速不变假设为前提,提出了相对论的同时性相对性观点: 一杆相对于另一个物体运动,光在杆上 A 、B两点往返,相对于杆,按光速不变假设,相对于杆前后光速不变,光速均为c,光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。 如果相对于另一个物体,也按光速不变假设,相对于地面前后光速不变,光速均为c,故光从A 到B,再从B反射回A,相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。 因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时:tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同,仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然,上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v,(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是,由于杆上的点A 和B为动点,对地面系而言,光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’,再按光速不变假设,相对于另一个系也光速不变,光速均为c,自然有A B’/ c <B’ A ’ / c,即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时,光以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 对这一分析过程,我们其实不用搞光崇拜,一杆相对于另一个物体运动使,就理论而言,完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返,相对于杆,该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。 相对于另一个物体,还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返,由于杆上的点A 和B为动点,对另一个系而言,另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’, 另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返,而非同一个物理信号,分属两个不同的物理事件,所以,这并不能锁定同时性存在相对性。 那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢?完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同,这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同,人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性,也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“(假想的)物理经验”,并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验,他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。 随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下,推出相对论的洛伦兹变换,以及相对论的速度合成公式,其间,这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。 与《论动体的电动力学》相比,爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中,做了相对来说更简单的推导: 洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向,该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分,首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件,对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示,对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时,我们要求出x’和t’。 沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x=ct 或 x-ct=0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播,因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'-ct'=0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的,只要关系 (x’-ct’)=λ(x-ct) (3) 一般地被满足,其中λ表示一个常数;因为,按照(3),(x-ct)等于零时(x'-ct')就必然也等于零。 如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑,我们就得到条件 (x’+ct’)=μ(x+ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减),并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ,令 a=(λ+μ)/2 以及 b=(λ-u)/2 我们得到方程 x'=ax-bct (5) ct'=act-bx (5a) 因此,若常数a和b为已知,我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。 对于K'的原点我们永远有x'=0,因此按照(5)的第一个方程 x=(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v,我们就有 v=bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出,只要我们计算K'的另一点相对于K的速度,或者计算K的一点相对于K'的速度(指向负x轴)。总之,我们可以指定v为两坐标系的相对速度。 还有,相对性原理告诉我们,由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度,必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子,我们只需要从K对K'拍个“快照”;这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值,例如t=0。对于这个t的值,我们从(5)的第一个方程就得到x'=ax. 因此,如果在K'坐标中测量,x'轴上两点相隔的距离为Δx'=1,该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx=1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照,而且如果我们从方程(5)消去t,考虑到表示式(b),我们得到 x'=a(1-v²/c²)x 由此我们推断,在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点,在我们的快照上将由距离 Δx'=a(1-v²/c²) (7a) 表示。 但是根据以上所述,这两个快照必须是全等的;因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx',这样我们就得到 a²=1/(1-v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值,我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程: x'=(x-vt)/√(1-v²/c²) t'=(t-vx/c²) /√(1-v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。 它满足条件 x'²-c²t'²=x²-ct² (8a) 再把这个结果加以推广,以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'=y z'=z (9) 就能得到。 这样,无论对于坐标系K或是对于坐标系K',我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。 设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r=√(x²+y²+z²)=ct 传播,或者,如果方程两边取平方,按照方程 x²+y²+z²-c²t²=0 (10) 传播。 光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'=ct' 或 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出,我们必须有 x'²+y'²+z'²-c²t'²=σ(x²+y²+z²-c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立,因此我们有σ=1。不难看出,对于σ=1,洛伦兹变换确实满足(11);因为(11)可以由(8a)和(9)推出,因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。 由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然,在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时,K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明,我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换,这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换,纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。 我们可以用数学方法,对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述: 推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说:如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在(11a)左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。 从爱因斯坦依据同一发光事件,将任意点在两个系的坐标,分别在各自参照系运用光速不变假设x-ct=0, x'-ct'=0,从而得到x'=ax-bct 和 ct'=act-bx ,爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”,在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中,再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念,来确定静长度和动长度的关系,最终导出洛伦兹变换,导出洛伦兹变换后,还特别强调,它满足条件x'²-c²t'²=x²-ct² ,而这x'²-c²t'²=x²-ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性,后面还用相对性原理,从一个系的波动方程x²+y²+z²-c²t²=0直接推及另一个系的波动方程 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² 。 从这一系列推导己阐述不难看出,相对论的同时性相对性,间隔不变性,洛伦兹变换,以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。 在这里,相对论从前提假设,到理论推演,在得出结论有不有问题呢? 答案是肯定的,因为我们知道有个最基本的物理规律,那就是矢量合成,因为速度是矢量,速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用,速度的矢量合成有一个常用的地方,那就是直接用于参照系变换,借用上面的图,如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动,而一束光相对于参照系K’速度为c,那么,按矢量合成规律,相对于参照系K,他的速度就为c+v,怎么可能像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c? 但由于相对论的名头非常大,估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误,由于相对论的伟大不是一挥而就的,我们不妨从相对论的一点一滴谈起。 由于有矢量合成规律,在相对论出现以前,谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在,矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用,那为什么有一部分人(应该是极少数,因为即便是支持相对论的人,占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。)被逐渐爱因斯坦策反了呢? 就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例,爱因斯坦宣传工作做得好,例如: 1、 他反复强调,在“静系”中,要让光从A 到B,再从B反射回A,并tB-tA=t’A-tB,来实现对钟,实际上,我们就被多次暗示,相对于参照系,光速总是c。 2、 “根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”,在这宣称经验的说词中,没有参照系,但稍有物理基础的人都知道,要研究运动,就必须选参照系,因此,我们被再一次暗示,无论如何选参照系,相对于任意参照系,光速总是c。 3、 他前后两次讲了他的光速不变假设,只讲光速是确定的速度c,同样绝口不提参照系,实际上,我们又前后两次被暗示,无论如何选参照系,光速总是c。 4、 前后两次讲了他的光速不变假设,第二次表述将postulate(假设)换为principles(原理),借助这一语言攻势,我们被暗示,这个假设并不是那么假。 5、 在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v),实际上也在暗示,相对于所在的参照系,光速一定为c。 6、 多次提到测量,将“静系”中“量得”杆长命名为rA B,与动系中的杆长A B于区别,有意无意地暗示杆在两个系长度不同。 在《狭义及广义相对论浅说》中,对于光速不变假设,爱因斯坦也有更强的语言攻势,多次将自己的假设说成定律: 1、 首先,他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”,直接把自己的假设说成定律。 他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了,学校里的每个儿童都知道,或者相信他知道,光在真空中沿直线以速度c=300,000公里/秒传播。无论如何我们非常精确地知道,这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样,则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时,其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特(De Sitter)根据对双星的观察,也以相似的理由指出,光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。 如果相对论真有传说中的那么伟大,就不怕被质疑,也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》,他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】,不需要我长篇大论《相对论之误》指出,所以,他要屏蔽我的这一帖子,有不有吧务相反,以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口封我的号呢?如果有,他两可以联手封堵反相的声音,靠吧权呵护相对论,让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。 我是就事论事,但并没有辱骂吧务,请吧务不要以辱骂吧务为借口封我的号,拜托了。 我的《相对论之误》摆事实讲道理,他是从我和维相者反复交锋中的内容提炼出来的。真理越辩越明,一些相对论支持者在反相吧和理论物理吧违规使用小吧权利,一再选择性屏蔽我的《相对论之误》,害怕正常的论辩,从一个侧面说明,相对论并没有传说中的那么伟大,对此文感兴趣的朋友不妨到反民科吧去读一读我的这篇文章。
驳《 当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答 //当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答// 有人任你挑衅,却一再封禁我不让我回帖,其实回答你的小儿科问题,张嘴即来,何须等五年或者天长地久: 物质能够在三维空间里运动,但要判断物质是否在空间里运动,却要选参照系,参照系不同,物体的运动情况不同,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //人家李谋智,一心想着,速度必须与参考系相关 而不能考虑物质是否可在空间里运动不运动的问题。 因为其既不敢说空间绝对不动,又不敢说物质可在空间里运动。 万一物质可在空间里运动了,那么,物质在空间里运动的速度是多少呢?// 物质在空间里运动不运动,怎么运动,要看选择的参照系,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你要说你相对于空间的速度,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //什么毛病,害怕遇到别问是劫是缘,万一回答不出来,揍一顿咋办 遇到问题,绕道走,所以,李谋智甚至比那些维相者,还高明十分,明哲保身,破冒着烟过闹市,管他春夏和秋冬。// 你总是大呼小叫的,还总是碎碎叨叨的,你把你那一套提供给自称不维相的别问是劫是缘,或者随便提供给任意一个维相者,看谁能助你走上人生的高峰。
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【原创】相对论之误 【关键词】:相对论、光速不变假设、定律。 【摘 要】:爱因斯坦作光速不变假设,把它称为光速不变原理甚至光的传播定律,把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论,由此构建出整个相对论的理论体系。 阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》,该论文首先以“堵如此类的例子,以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败,引起了这样一种猜想:绝对静止这概念,不仅在力学中,而且在电动力学中也不符合现象的特性,倒是应当认为,凡是对力学方程适用的一切坐标系,对于上述电动力学和光学的定律也一样适用,对于第一级微量来说,这是已经证明了的。我们要把这个猜想(它的内容以后就称之为“相对性原理”)提升为公设,并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设:光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设,根据静体的麦克斯韦理论,就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”, 谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位,表明了他当初创建相对论的原因及其目的。 在这段文字中,也首次提到了光速不变假设: 光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 该论文又提出了在一个系依据光,来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法,让光从A 到B,再从B反射回A,说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么,这两只钟按照定义是同步的。我们假定,这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样,我们借助于某些(假想的)物理经验,对于静止在不同地方的各只钟,规定了什么叫做它们是同步的,从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”,就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示,而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的,而且对于一切的时间测定,也都是同这只特定的钟同步的……根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”。 从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出,他是在认定这个参照系各向光速不变,来定义时间的同时,因为tB-tA=A B/c, t’A-tB, =A B/c,一定有tB-tA=t’A-tB,相反地,如果前后光速存在差异并非同一个值c,则tB-tA=t’A-tB不成立。 其实,就理论而言,我们定义同时无需光崇拜,并不一定要依赖光,如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号,也可以因为A B /v1 = A B / v2,依据tB-tA=t’A-tB来定义同时,因此,他这时间同步定义所依据的“(假想的)物理经验”就是他的光速不变假设,有了这一假设,才有前后光速相等,但必须注意,他这样靠推理来定义同时,并不能说明存在【相对于任何一个参照系,各向光速不变】这样的物理经验,而且,也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动,存在相互照应,但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想,故最多算一种自圆其说的“自洽”,仅此而已。 随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述,将原来所说的假设改称为原理: 光速不变原理:光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 通过这一表述,进一步阐明了相对论中,相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点,值得一提的是,虽然先后两种表述将postulate(假设)换为principles(原理),但其本质仍然是一个假设。 在两次介绍光速不变假设后,以光速不变假设为前提,提出了相对论的同时性相对性观点: 一杆相对于另一个物体运动,光在杆上 A 、B两点往返,相对于杆,按光速不变假设,相对于杆前后光速不变,光速均为c,光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。 如果相对于另一个物体,也按光速不变假设,相对于地面前后光速不变,光速均为c,故光从A 到B,再从B反射回A,相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。 因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时:tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同,仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然,上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v,(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是,由于杆上的点A 和B为动点,对地面系而言,光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’,再按光速不变假设,相对于另一个系也光速不变,光速均为c,自然有A B’/ c <B’ A ’ / c,即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时,光以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 对这一分析过程,我们其实不用搞光崇拜,一杆相对于另一个物体运动使,就理论而言,完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返,相对于杆,该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。 相对于另一个物体,还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返,由于杆上的点A 和B为动点,对另一个系而言,另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’, 另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返,而非同一个物理信号,分属两个不同的物理事件,所以,这并不能锁定同时性存在相对性。 那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢?完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同,这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同,人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性,也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“(假想的)物理经验”,并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验,他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。 随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下,推出相对论的洛伦兹变换,以及相对论的速度合成公式,其间,这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。 与《论动体的电动力学》相比,爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中,做了相对来说更简单的推导: 洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向,该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分,首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件,对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示,对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时,我们要求出x’和t’。 沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x=ct 或 x-ct=0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播,因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'-ct'=0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的,只要关系 (x’-ct’)=λ(x-ct) (3) 一般地被满足,其中λ表示一个常数;因为,按照(3),(x-ct)等于零时(x'-ct')就必然也等于零。 如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑,我们就得到条件 (x’+ct’)=μ(x+ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减),并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ,令 a=(λ+μ)/2 以及 b=(λ-u)/2 我们得到方程 x'=ax-bct (5) ct'=act-bx (5a) 因此,若常数a和b为已知,我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。 对于K'的原点我们永远有x'=0,因此按照(5)的第一个方程 x=(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v,我们就有 v=bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出,只要我们计算K'的另一点相对于K的速度,或者计算K的一点相对于K'的速度(指向负x轴)。总之,我们可以指定v为两坐标系的相对速度。 还有,相对性原理告诉我们,由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度,必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子,我们只需要从K对K'拍个“快照”;这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值,例如t=0。对于这个t的值,我们从(5)的第一个方程就得到x'=ax. 因此,如果在K'坐标中测量,x'轴上两点相隔的距离为Δx'=1,该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx=1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照,而且如果我们从方程(5)消去t,考虑到表示式(b),我们得到 x'=a(1-v²/c²)x 由此我们推断,在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点,在我们的快照上将由距离 Δx'=a(1-v²/c²) (7a) 表示。 但是根据以上所述,这两个快照必须是全等的;因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx',这样我们就得到 a²=1/(1-v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值,我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程: x'=(x-vt)/√(1-v²/c²) t'=(t-vx/c²) /√(1-v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。 它满足条件 x'²-c²t'²=x²-ct² (8a) 再把这个结果加以推广,以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'=y z'=z (9) 就能得到。 这样,无论对于坐标系K或是对于坐标系K',我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。 设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r=√(x²+y²+z²)=ct 传播,或者,如果方程两边取平方,按照方程 x²+y²+z²-c²t²=0 (10) 传播。 光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'=ct' 或 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出,我们必须有 x'²+y'²+z'²-c²t'²=σ(x²+y²+z²-c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立,因此我们有σ=1。不难看出,对于σ=1,洛伦兹变换确实满足(11);因为(11)可以由(8a)和(9)推出,因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。 由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然,在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时,K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明,我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换,这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换,纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。 我们可以用数学方法,对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述: 推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说:如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在(11a)左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。 从爱因斯坦依据同一发光事件,将任意点在两个系的坐标,分别在各自参照系运用光速不变假设x-ct=0, x'-ct'=0,从而得到x'=ax-bct 和 ct'=act-bx ,爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”,在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中,再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念,来确定静长度和动长度的关系,最终导出洛伦兹变换,导出洛伦兹变换后,还特别强调,它满足条件x'²-c²t'²=x²-ct² ,而这x'²-c²t'²=x²-ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性,后面还用相对性原理,从一个系的波动方程x²+y²+z²-c²t²=0直接推及另一个系的波动方程 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² 。 从这一系列推导己阐述不难看出,相对论的同时性相对性,间隔不变性,洛伦兹变换,以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。 在这里,相对论从前提假设,到理论推演,在得出结论有不有问题呢? 答案是肯定的,因为我们知道有个最基本的物理规律,那就是矢量合成,因为速度是矢量,速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用,速度的矢量合成有一个常用的地方,那就是直接用于参照系变换,借用上面的图,如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动,而一束光相对于参照系K’速度为c,那么,按矢量合成规律,相对于参照系K,他的速度就为c+v,怎么可能像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c? 但由于相对论的名头非常大,估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误,由于相对论的伟大不是一挥而就的,我们不妨从相对论的一点一滴谈起。 由于有矢量合成规律,在相对论出现以前,谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在,矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用,那为什么有一部分人(应该是极少数,因为即便是支持相对论的人,占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。)被逐渐爱因斯坦策反了呢? 就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例,爱因斯坦宣传工作做得好,例如: 1、 他反复强调,在“静系”中,要让光从A 到B,再从B反射回A,并tB-tA=t’A-tB,来实现对钟,实际上,我们就被多次暗示,相对于参照系,光速总是c。 2、 “根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”,在这宣称经验的说词中,没有参照系,但稍有物理基础的人都知道,要研究运动,就必须选参照系,因此,我们被再一次暗示,无论如何选参照系,相对于任意参照系,光速总是c。 3、 他前后两次讲了他的光速不变假设,只讲光速是确定的速度c,同样绝口不提参照系,实际上,我们又前后两次被暗示,无论如何选参照系,光速总是c。 4、 前后两次讲了他的光速不变假设,第二次表述将postulate(假设)换为principles(原理),借助这一语言攻势,我们被暗示,这个假设并不是那么假。 5、 在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v),实际上也在暗示,相对于所在的参照系,光速一定为c。 6、 多次提到测量,将“静系”中“量得”杆长命名为rA B,与动系中的杆长A B于区别,有意无意地暗示杆在两个系长度不同。 在《狭义及广义相对论浅说》中,对于光速不变假设,爱因斯坦也有更强的语言攻势,多次将自己的假设说成定律: 1、 首先,他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”,直接把自己的假设说成定律。 他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了,学校里的每个儿童都知道,或者相信他知道,光在真空中沿直线以速度c=300,000公里/秒传播。无论如何我们非常精确地知道,这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样,则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时,其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特(De Sitter)根据对双星的观察,也以相似的理由指出,光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。 如果相对论真有传说中的那么伟大,就不怕被质疑,也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》,他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】,不需要我长篇大论《相对论之误》指出,所以,他要屏蔽我的这一帖子,有不有吧务相反,以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口封我的号呢?如果有,他两可以联手封堵反相的声音,靠吧权呵护相对论,让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。 我是就事论事,但并没有辱骂吧务,请吧务不要以辱骂吧务为借口封我的号,拜托了。 我的《相对论之误》摆事实讲道理,他是从我和维相者反复交锋中的内容提炼出来的。真理越辩越明,一些相对论支持者在反相吧和理论物理吧违规使用小吧权利,一再选择性屏蔽我的《相对论之误》,害怕正常的论辩,从一个侧面说明,相对论并没有传说中的那么伟大,对此文感兴趣的朋友不妨到反民科吧去读一读我的这篇文章。
驳《 当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢不敢回 //当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答// 有人任你挑衅,却一再封禁我不让我回帖,其实回答你的小儿科问题,张嘴即来,何须等五年或者天长地久: 物质能够在三维空间里运动,但要判断物质是否在空间里运动,却要选参照系,参照系不同,物体的运动情况不同,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //人家李谋智,一心想着,速度必须与参考系相关 而不能考虑物质是否可在空间里运动不运动的问题。 因为其既不敢说空间绝对不动,又不敢说物质可在空间里运动。 万一物质可在空间里运动了,那么,物质在空间里运动的速度是多少呢?// 物质在空间里运动不运动,怎么运动,要看选择的参照系,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你要说你相对于空间的速度,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //什么毛病,害怕遇到别问是劫是缘,万一回答不出来,揍一顿咋办 遇到问题,绕道走,所以,李谋智甚至比那些维相者,还高明十分,明哲保身,破冒着烟过闹市,管他春夏和秋冬。// 你总是大呼小叫的,还总是碎碎叨叨的,你把你那一套提供给自称不维相的别问是劫是缘,或者随便提供给任意一个维相者,看谁能助你走上人生的高峰。
驳《当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答》 //当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答// 有人任你挑衅,却一再封禁我不让我回帖,其实回答你的小儿科问题,张嘴即来,何须等五年或者天长地久: 物质能够在三维空间里运动,但要判断物质是否在空间里运动,却要选参照系,参照系不同,物体的运动情况不同,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //人家李谋智,一心想着,速度必须与参考系相关 而不能考虑物质是否可在空间里运动不运动的问题。 因为其既不敢说空间绝对不动,又不敢说物质可在空间里运动。 万一物质可在空间里运动了,那么,物质在空间里运动的速度是多少呢?// 物质在空间里运动不运动,怎么运动,要看选择的参照系,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你要说你相对于空间的速度,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //什么毛病,害怕遇到别问是劫是缘,万一回答不出来,揍一顿咋办 遇到问题,绕道走,所以,李谋智甚至比那些维相者,还高明十分,明哲保身,破冒着烟过闹市,管他春夏和秋冬。// 你总是大呼小叫的,还总是碎碎叨叨的,你把你那一套提供给自称不维相的别问是劫是缘,或者随便提供给任意一个维相者,看谁能助你走上人生的高峰。
【原创】相对论之误 【关键词】:相对论、光速不变假设、定律。 【摘 要】:爱因斯坦作光速不变假设,把它称为光速不变原理甚至光的传播定律,把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论,由此构建出整个相对论的理论体系。 阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》,该论文首先以“堵如此类的例子,以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败,引起了这样一种猜想:绝对静止这概念,不仅在力学中,而且在电动力学中也不符合现象的特性,倒是应当认为,凡是对力学方程适用的一切坐标系,对于上述电动力学和光学的定律也一样适用,对于第一级微量来说,这是已经证明了的。我们要把这个猜想(它的内容以后就称之为“相对性原理”)提升为公设,并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设:光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设,根据静体的麦克斯韦理论,就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”, 谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位,表明了他当初创建相对论的原因及其目的。 在这段文字中,也首次提到了光速不变假设: 光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 该论文又提出了在一个系依据光,来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法,让光从A 到B,再从B反射回A,说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么,这两只钟按照定义是同步的。我们假定,这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样,我们借助于某些(假想的)物理经验,对于静止在不同地方的各只钟,规定了什么叫做它们是同步的,从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”,就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示,而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的,而且对于一切的时间测定,也都是同这只特定的钟同步的……根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”。 从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出,他是在认定这个参照系各向光速不变,来定义时间的同时,因为tB-tA=A B/c, t’A-tB, =A B/c,一定有tB-tA=t’A-tB,相反地,如果前后光速存在差异并非同一个值c,则tB-tA=t’A-tB不成立。 其实,就理论而言,我们定义同时无需光崇拜,并不一定要依赖光,如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号,也可以因为A B /v1 = A B / v2,依据tB-tA=t’A-tB来定义同时,因此,他这时间同步定义所依据的“(假想的)物理经验”就是他的光速不变假设,有了这一假设,才有前后光速相等,但必须注意,他这样靠推理来定义同时,并不能说明存在【相对于任何一个参照系,各向光速不变】这样的物理经验,而且,也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动,存在相互照应,但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想,故最多算一种自圆其说的“自洽”,仅此而已。 随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述,将原来所说的假设改称为原理: 光速不变原理:光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 通过这一表述,进一步阐明了相对论中,相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点,值得一提的是,虽然先后两种表述将postulate(假设)换为principles(原理),但其本质仍然是一个假设。 在两次介绍光速不变假设后,以光速不变假设为前提,提出了相对论的同时性相对性观点: 一杆相对于另一个物体运动,光在杆上 A 、B两点往返,相对于杆,按光速不变假设,相对于杆前后光速不变,光速均为c,光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。 如果相对于另一个物体,也按光速不变假设,相对于地面前后光速不变,光速均为c,故光从A 到B,再从B反射回A,相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。 因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时:tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同,仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然,上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v,(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是,由于杆上的点A 和B为动点,对地面系而言,光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’,再按光速不变假设,相对于另一个系也光速不变,光速均为c,自然有A B’/ c <B’ A ’ / c,即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时,光以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 对这一分析过程,我们其实不用搞光崇拜,一杆相对于另一个物体运动使,就理论而言,完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返,相对于杆,该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。 相对于另一个物体,还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返,由于杆上的点A 和B为动点,对另一个系而言,另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’, 另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返,而非同一个物理信号,分属两个不同的物理事件,所以,这并不能锁定同时性存在相对性。 那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢?完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同,这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同,人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性,也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“(假想的)物理经验”,并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验,他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。 随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下,推出相对论的洛伦兹变换,以及相对论的速度合成公式,其间,这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。 与《论动体的电动力学》相比,爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中,做了相对来说更简单的推导: 洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向,该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分,首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件,对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示,对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时,我们要求出x’和t’。 沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x=ct 或 x-ct=0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播,因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'-ct'=0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的,只要关系 (x’-ct’)=λ(x-ct) (3) 一般地被满足,其中λ表示一个常数;因为,按照(3),(x-ct)等于零时(x'-ct')就必然也等于零。 如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑,我们就得到条件 (x’+ct’)=μ(x+ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减),并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ,令 a=(λ+μ)/2 以及 b=(λ-u)/2 我们得到方程 x'=ax-bct (5) ct'=act-bx (5a) 因此,若常数a和b为已知,我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。 对于K'的原点我们永远有x'=0,因此按照(5)的第一个方程 x=(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v,我们就有 v=bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出,只要我们计算K'的另一点相对于K的速度,或者计算K的一点相对于K'的速度(指向负x轴)。总之,我们可以指定v为两坐标系的相对速度。 还有,相对性原理告诉我们,由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度,必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子,我们只需要从K对K'拍个“快照”;这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值,例如t=0。对于这个t的值,我们从(5)的第一个方程就得到x'=ax. 因此,如果在K'坐标中测量,x'轴上两点相隔的距离为Δx'=1,该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx=1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照,而且如果我们从方程(5)消去t,考虑到表示式(b),我们得到 x'=a(1-v²/c²)x 由此我们推断,在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点,在我们的快照上将由距离 Δx'=a(1-v²/c²) (7a) 表示。 但是根据以上所述,这两个快照必须是全等的;因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx',这样我们就得到 a²=1/(1-v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值,我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程: x'=(x-vt)/√(1-v²/c²) t'=(t-vx/c²) /√(1-v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。 它满足条件 x'²-c²t'²=x²-ct² (8a) 再把这个结果加以推广,以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'=y z'=z (9) 就能得到。 这样,无论对于坐标系K或是对于坐标系K',我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。 设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r=√(x²+y²+z²)=ct 传播,或者,如果方程两边取平方,按照方程 x²+y²+z²-c²t²=0 (10) 传播。 光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'=ct' 或 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出,我们必须有 x'²+y'²+z'²-c²t'²=σ(x²+y²+z²-c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立,因此我们有σ=1。不难看出,对于σ=1,洛伦兹变换确实满足(11);因为(11)可以由(8a)和(9)推出,因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。 由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然,在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时,K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明,我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换,这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换,纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。 我们可以用数学方法,对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述: 推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说:如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在(11a)左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。 从爱因斯坦依据同一发光事件,将任意点在两个系的坐标,分别在各自参照系运用光速不变假设x-ct=0, x'-ct'=0,从而得到x'=ax-bct 和 ct'=act-bx ,爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”,在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中,再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念,来确定静长度和动长度的关系,最终导出洛伦兹变换,导出洛伦兹变换后,还特别强调,它满足条件x'²-c²t'²=x²-ct² ,而这x'²-c²t'²=x²-ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性,后面还用相对性原理,从一个系的波动方程x²+y²+z²-c²t²=0直接推及另一个系的波动方程 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² 。 从这一系列推导己阐述不难看出,相对论的同时性相对性,间隔不变性,洛伦兹变换,以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。 在这里,相对论从前提假设,到理论推演,在得出结论有不有问题呢? 答案是肯定的,因为我们知道有个最基本的物理规律,那就是矢量合成,因为速度是矢量,速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用,速度的矢量合成有一个常用的地方,那就是直接用于参照系变换,借用上面的图,如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动,而一束光相对于参照系K’速度为c,那么,按矢量合成规律,相对于参照系K,他的速度就为c+v,怎么可能像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c? 但由于相对论的名头非常大,估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误,由于相对论的伟大不是一挥而就的,我们不妨从相对论的一点一滴谈起。 由于有矢量合成规律,在相对论出现以前,谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在,矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用,那为什么有一部分人(应该是极少数,因为即便是支持相对论的人,占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。)被逐渐爱因斯坦策反了呢? 就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例,爱因斯坦宣传工作做得好,例如: 1、 他反复强调,在“静系”中,要让光从A 到B,再从B反射回A,并tB-tA=t’A-tB,来实现对钟,实际上,我们就被多次暗示,相对于参照系,光速总是c。 2、 “根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”,在这宣称经验的说词中,没有参照系,但稍有物理基础的人都知道,要研究运动,就必须选参照系,因此,我们被再一次暗示,无论如何选参照系,相对于任意参照系,光速总是c。 3、 他前后两次讲了他的光速不变假设,只讲光速是确定的速度c,同样绝口不提参照系,实际上,我们又前后两次被暗示,无论如何选参照系,光速总是c。 4、 前后两次讲了他的光速不变假设,第二次表述将postulate(假设)换为principles(原理),借助这一语言攻势,我们被暗示,这个假设并不是那么假。 5、 在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v),实际上也在暗示,相对于所在的参照系,光速一定为c。 6、 多次提到测量,将“静系”中“量得”杆长命名为rA B,与动系中的杆长A B于区别,有意无意地暗示杆在两个系长度不同。 在《狭义及广义相对论浅说》中,对于光速不变假设,爱因斯坦也有更强的语言攻势,多次将自己的假设说成定律: 1、 首先,他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”,直接把自己的假设说成定律。 他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了,学校里的每个儿童都知道,或者相信他知道,光在真空中沿直线以速度c=300,000公里/秒传播。无论如何我们非常精确地知道,这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样,则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时,其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特(De Sitter)根据对双星的观察,也以相似的理由指出,光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。 如果相对论真有传说中的那么伟大,就不怕被质疑,也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》,他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】,不需要我长篇大论《相对论之误》指出,所以,他要屏蔽我的这一帖子,有不有吧务相反,以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口封我的号呢?如果有,他两可以联手封堵反相的声音,靠吧权呵护相对论,让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。 我是就事论事,但并没有辱骂吧务,请吧务不要以辱骂吧务为借口封我的号,拜托了。 我的《相对论之误》摆事实讲道理,他是从我和维相者反复交锋中的内容提炼出来的。真理越辩越明,一些相对论支持者在反相吧和理论物理吧违规使用小吧权利,一再选择性屏蔽我的《相对论之误》,害怕正常的论辩,从一个侧面说明,相对论并没有传说中的那么伟大,对此文感兴趣的朋友不妨到反民科吧去读一读我的这篇文章。
驳《 当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答》 //当李谋智被问到,物质能否在空间里运动,他五年不敢回答// 有人任你挑衅,却一再封禁我不让我回帖,其实回答你的小儿科问题,张嘴即来,何须等五年或者天长地久: 物质能够在三维空间里运动,但要判断物质是否在空间里运动,却要选参照系,参照系不同,物体的运动情况不同,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //人家李谋智,一心想着,速度必须与参考系相关 而不能考虑物质是否可在空间里运动不运动的问题。 因为其既不敢说空间绝对不动,又不敢说物质可在空间里运动。 万一物质可在空间里运动了,那么,物质在空间里运动的速度是多少呢?// 物质在空间里运动不运动,怎么运动,要看选择的参照系,比如你在地球上练太极静功入定,你相对于地球静止,但相对于飞速而过的高铁,你也一晃而过,速度非凡。 而空间却不能做参照系,运动是相对的,对我的说法,万一你不服气,你要说你相对于空间的速度,你可以告诉别问是劫是缘或者其他相对论支持者,你在地球上纹丝不动的时候,选空间为参照系,你的速度为多少,或者反过来,以你为参照系,空间相对于你的速度为多少,你务必说一个准数,看他们有没有办法判你对。 //什么毛病,害怕遇到别问是劫是缘,万一回答不出来,揍一顿咋办 遇到问题,绕道走,所以,李谋智甚至比那些维相者,还高明十分,明哲保身,破冒着烟过闹市,管他春夏和秋冬。// 你总是大呼小叫的,还总是碎碎叨叨的,你把你那一套提供给自称不维相的别问是劫是缘,或者随便提供给任意一个维相者,看谁能助你走上人生的高峰。
我的举报为何不受理 丽雅Leah自己造谣生事爆粗口肆意诋毁我,还任由其他人像他一样造谣生事爆粗口肆意诋毁我,我的名誉被这些人造谣生事爆粗口损害,他却利用小吧权利选择性对我删帖封号,剥夺我正常发帖的权利。我《投诉反相吧小吧主丽雅leah》给出了足够多的证据证明他有违规使用小吧权利的行为,为何一直不受理。
教相对论的丽雅Leah在反相吧靠吧权呵护相对论 有确凿的证据证明教相对论的丽雅Leah在反相吧靠违规使用小吧权利呵护相对论,相关细节见https://tieba.baidu.com/p/7694253812 中国共产党在十八大上正式提出,要“倡导富强、民主、文明、和谐,倡导自由、平等、公正、法治,倡导爱国、敬业、诚信、友善,积极培育社会主义核心价值观”,而反相吧小吧主丽雅leah却在中国的网站上与之背道而驰。 不知这个丽雅leah是不是一个中国人,即便是西方国家,也宣称崇尚自由、平等、公正、法治……因此,无论这个丽雅Leah在中国还是美国教相对论物理,都是一个有违学术道德的一个典型。
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自由的飞999999为了帮相对论有多神勇 欢迎反相者、维相者以及对相对论不持意见的朋友欣赏:自由的飞999999在丽雅Leah和丽雅Leah所谓的好友玩双标的偏袒下,肆意的对我进行人身攻击,还直接yy测量结果维相,太神勇了。
【原创】相对论之误 【关键词】:相对论、光速不变假设、定律。 【摘 要】:爱因斯坦作光速不变假设,把它称为光速不变原理甚至光的传播定律,把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论,由此构建出整个相对论的理论体系。 阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》,该论文首先以“堵如此类的例子,以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败,引起了这样一种猜想:绝对静止这概念,不仅在力学中,而且在电动力学中也不符合现象的特性,倒是应当认为,凡是对力学方程适用的一切坐标系,对于上述电动力学和光学的定律也一样适用,对于第一级微量来说,这是已经证明了的。我们要把这个猜想(它的内容以后就称之为“相对性原理”)提升为公设,并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设:光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设,根据静体的麦克斯韦理论,就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”, 谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位,表明了他当初创建相对论的原因及其目的。 在这段文字中,也首次提到了光速不变假设: 光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 该论文又提出了在一个系依据光,来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法,让光从A 到B,再从B反射回A,说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么,这两只钟按照定义是同步的。我们假定,这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样,我们借助于某些(假想的)物理经验,对于静止在不同地方的各只钟,规定了什么叫做它们是同步的,从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”,就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示,而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的,而且对于一切的时间测定,也都是同这只特定的钟同步的……根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”。 从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出,他是在认定这个参照系各向光速不变,来定义时间的同时,因为tB-tA=A B/c, t’A-tB, =A B/c,一定有tB-tA=t’A-tB,相反地,如果前后光速存在差异并非同一个值c,则tB-tA=t’A-tB不成立。 其实,就理论而言,我们定义同时无需光崇拜,并不一定要依赖光,如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号,也可以因为A B /v1 = A B / v2,依据tB-tA=t’A-tB来定义同时,因此,他这时间同步定义所依据的“(假想的)物理经验”就是他的光速不变假设,有了这一假设,才有前后光速相等,但必须注意,他这样靠推理来定义同时,并不能说明存在【相对于任何一个参照系,各向光速不变】这样的物理经验,而且,也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动,存在相互照应,但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想,故最多算一种自圆其说的“自洽”,仅此而已。 随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述,将原来所说的假设改称为原理: 光速不变原理:光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 通过这一表述,进一步阐明了相对论中,相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点,值得一提的是,虽然先后两种表述将postulate(假设)换为principles(原理),但其本质仍然是一个假设。 在两次介绍光速不变假设后,以光速不变假设为前提,提出了相对论的同时性相对性观点: 一杆相对于另一个物体运动,光在杆上 A 、B两点往返,相对于杆,按光速不变假设,相对于杆前后光速不变,光速均为c,光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。 如果相对于另一个物体,也按光速不变假设,相对于地面前后光速不变,光速均为c,故光从A 到B,再从B反射回A,相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。 因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时:tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同,仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然,上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v,(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是,由于杆上的点A 和B为动点,对地面系而言,光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’,再按光速不变假设,相对于另一个系也光速不变,光速均为c,自然有A B’/ c <B’ A ’ / c,即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时,光以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 对这一分析过程,我们其实不用搞光崇拜,一杆相对于另一个物体运动使,就理论而言,完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返,相对于杆,该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。 相对于另一个物体,还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返,由于杆上的点A 和B为动点,对另一个系而言,另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’, 另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返,而非同一个物理信号,分属两个不同的物理事件,所以,这并不能锁定同时性存在相对性。 那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢?完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同,这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同,人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性,也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“(假想的)物理经验”,并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验,他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。 随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下,推出相对论的洛伦兹变换,以及相对论的速度合成公式,其间,这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。 与《论动体的电动力学》相比,爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中,做了相对来说更简单的推导: 洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向,该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分,首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件,对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示,对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时,我们要求出x’和t’。 沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x=ct 或 x-ct=0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播,因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'-ct'=0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的,只要关系 (x’-ct’)=λ(x-ct) (3) 一般地被满足,其中λ表示一个常数;因为,按照(3),(x-ct)等于零时(x'-ct')就必然也等于零。 如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑,我们就得到条件 (x’+ct’)=μ(x+ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减),并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ,令 a=(λ+μ)/2 以及 b=(λ-u)/2 我们得到方程 x'=ax-bct (5) ct'=act-bx (5a) 因此,若常数a和b为已知,我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。 对于K'的原点我们永远有x'=0,因此按照(5)的第一个方程 x=(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v,我们就有 v=bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出,只要我们计算K'的另一点相对于K的速度,或者计算K的一点相对于K'的速度(指向负x轴)。总之,我们可以指定v为两坐标系的相对速度。 还有,相对性原理告诉我们,由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度,必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子,我们只需要从K对K'拍个“快照”;这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值,例如t=0。对于这个t的值,我们从(5)的第一个方程就得到x'=ax. 因此,如果在K'坐标中测量,x'轴上两点相隔的距离为Δx'=1,该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx=1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照,而且如果我们从方程(5)消去t,考虑到表示式(b),我们得到 x'=a(1-v²/c²)x 由此我们推断,在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点,在我们的快照上将由距离 Δx'=a(1-v²/c²) (7a) 表示。 但是根据以上所述,这两个快照必须是全等的;因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx',这样我们就得到 a²=1/(1-v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值,我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程: x'=(x-vt)/√(1-v²/c²) t'=(t-vx/c²) /√(1-v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。 它满足条件 x'²-c²t'²=x²-ct² (8a) 再把这个结果加以推广,以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'=y z'=z (9) 就能得到。 这样,无论对于坐标系K或是对于坐标系K',我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。 设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r=√(x²+y²+z²)=ct 传播,或者,如果方程两边取平方,按照方程 x²+y²+z²-c²t²=0 (10) 传播。 光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'=ct' 或 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出,我们必须有 x'²+y'²+z'²-c²t'²=σ(x²+y²+z²-c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立,因此我们有σ=1。不难看出,对于σ=1,洛伦兹变换确实满足(11);因为(11)可以由(8a)和(9)推出,因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。 由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然,在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时,K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明,我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换,这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换,纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。 我们可以用数学方法,对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述: 推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说:如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在(11a)左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。 从爱因斯坦依据同一发光事件,将任意点在两个系的坐标,分别在各自参照系运用光速不变假设x-ct=0, x'-ct'=0,从而得到x'=ax-bct 和 ct'=act-bx ,爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”,在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中,再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念,来确定静长度和动长度的关系,最终导出洛伦兹变换,导出洛伦兹变换后,还特别强调,它满足条件x'²-c²t'²=x²-ct² ,而这x'²-c²t'²=x²-ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性,后面还用相对性原理,从一个系的波动方程x²+y²+z²-c²t²=0直接推及另一个系的波动方程 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² 。 从这一系列推导己阐述不难看出,相对论的同时性相对性,间隔不变性,洛伦兹变换,以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。 在这里,相对论从前提假设,到理论推演,在得出结论有不有问题呢? 答案是肯定的,因为我们知道有个最基本的物理规律,那就是矢量合成,因为速度是矢量,速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用,速度的矢量合成有一个常用的地方,那就是直接用于参照系变换,借用上面的图,如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动,而一束光相对于参照系K’速度为c,那么,按矢量合成规律,相对于参照系K,他的速度就为c+v,怎么可能像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c? 但由于相对论的名头非常大,估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误,由于相对论的伟大不是一挥而就的,我们不妨从相对论的一点一滴谈起。 由于有矢量合成规律,在相对论出现以前,谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在,矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用,那为什么有一部分人(应该是极少数,因为即便是支持相对论的人,占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。)被逐渐爱因斯坦策反了呢? 就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例,爱因斯坦宣传工作做得好,例如: 1、 他反复强调,在“静系”中,要让光从A 到B,再从B反射回A,并tB-tA=t’A-tB,来实现对钟,实际上,我们就被多次暗示,相对于参照系,光速总是c。 2、 “根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”,在这宣称经验的说词中,没有参照系,但稍有物理基础的人都知道,要研究运动,就必须选参照系,因此,我们被再一次暗示,无论如何选参照系,相对于任意参照系,光速总是c。 3、 他前后两次讲了他的光速不变假设,只讲光速是确定的速度c,同样绝口不提参照系,实际上,我们又前后两次被暗示,无论如何选参照系,光速总是c。 4、 前后两次讲了他的光速不变假设,第二次表述将postulate(假设)换为principles(原理),借助这一语言攻势,我们被暗示,这个假设并不是那么假。 5、 在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v),实际上也在暗示,相对于所在的参照系,光速一定为c。 6、 多次提到测量,将“静系”中“量得”杆长命名为rA B,与动系中的杆长A B于区别,有意无意地暗示杆在两个系长度不同。 在《狭义及广义相对论浅说》中,对于光速不变假设,爱因斯坦也有更强的语言攻势,多次将自己的假设说成定律: 1、 首先,他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”,直接把自己的假设说成定律。 他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了,学校里的每个儿童都知道,或者相信他知道,光在真空中沿直线以速度c=300,000公里/秒传播。无论如何我们非常精确地知道,这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样,则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时,其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特(De Sitter)根据对双星的观察,也以相似的理由指出,光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。 如果相对论真有传说中的那么伟大,就不怕被质疑,也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》,他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】,不需要我长篇大论《相对论之误》指出,所以,他要屏蔽我的这一帖子,有不有吧务相反,以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口封我的号呢?如果有,他两可以联手封堵反相的声音,靠吧权呵护相对论,让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。 我是就事论事,但并没有辱骂吧务,请吧务不要以辱骂吧务为借口封我的号,拜托了。 我的《相对论之误》摆事实讲道理,他是从我和维相者反复交锋中的内容提炼出来的。真理越辩越明,一些相对论支持者在反相吧和理论物理吧违规使用小吧权利,一再选择性屏蔽我的《相对论之误》,害怕正常的论辩,从一个侧面说明,相对论并没有传说中的那么伟大,对此文感兴趣的朋友不妨到反民科吧去读一读我的这篇文章。
【原创】相对论之误 【关键词】:相对论、光速不变假设、定律。 【摘 要】:爱因斯坦作光速不变假设,把它称为光速不变原理甚至光的传播定律,把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论,由此构建出整个相对论的理论体系。 阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》,该论文首先以“堵如此类的例子,以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败,引起了这样一种猜想:绝对静止这概念,不仅在力学中,而且在电动力学中也不符合现象的特性,倒是应当认为,凡是对力学方程适用的一切坐标系,对于上述电动力学和光学的定律也一样适用,对于第一级微量来说,这是已经证明了的。我们要把这个猜想(它的内容以后就称之为“相对性原理”)提升为公设,并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设:光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设,根据静体的麦克斯韦理论,就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”, 谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位,表明了他当初创建相对论的原因及其目的。 在这段文字中,也首次提到了光速不变假设: 光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 该论文又提出了在一个系依据光,来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法,让光从A 到B,再从B反射回A,说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么,这两只钟按照定义是同步的。我们假定,这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样,我们借助于某些(假想的)物理经验,对于静止在不同地方的各只钟,规定了什么叫做它们是同步的,从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”,就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示,而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的,而且对于一切的时间测定,也都是同这只特定的钟同步的……根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”。 从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出,他是在认定这个参照系各向光速不变,来定义时间的同时,因为tB-tA=A B/c, t’A-tB, =A B/c,一定有tB-tA=t’A-tB,相反地,如果前后光速存在差异并非同一个值c,则tB-tA=t’A-tB不成立。 其实,就理论而言,我们定义同时无需光崇拜,并不一定要依赖光,如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号,也可以因为A B /v1 = A B / v2,依据tB-tA=t’A-tB来定义同时,因此,他这时间同步定义所依据的“(假想的)物理经验”就是他的光速不变假设,有了这一假设,才有前后光速相等,但必须注意,他这样靠推理来定义同时,并不能说明存在【相对于任何一个参照系,各向光速不变】这样的物理经验,而且,也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动,存在相互照应,但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想,故最多算一种自圆其说的“自洽”,仅此而已。 随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述,将原来所说的假设改称为原理: 光速不变原理:光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 通过这一表述,进一步阐明了相对论中,相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点,值得一提的是,虽然先后两种表述将postulate(假设)换为principles(原理),但其本质仍然是一个假设。 在两次介绍光速不变假设后,以光速不变假设为前提,提出了相对论的同时性相对性观点: 一杆相对于另一个物体运动,光在杆上 A 、B两点往返,相对于杆,按光速不变假设,相对于杆前后光速不变,光速均为c,光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。 如果相对于另一个物体,也按光速不变假设,相对于地面前后光速不变,光速均为c,故光从A 到B,再从B反射回A,相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。 因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时:tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同,仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然,上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v,(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是,由于杆上的点A 和B为动点,对地面系而言,光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’,再按光速不变假设,相对于另一个系也光速不变,光速均为c,自然有A B’/ c <B’ A ’ / c,即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时,光以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 对这一分析过程,我们其实不用搞光崇拜,一杆相对于另一个物体运动使,就理论而言,完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返,相对于杆,该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。 相对于另一个物体,还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返,由于杆上的点A 和B为动点,对另一个系而言,另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’, 另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返,而非同一个物理信号,分属两个不同的物理事件,所以,这并不能锁定同时性存在相对性。 那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢?完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同,这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同,人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性,也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“(假想的)物理经验”,并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验,他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。 随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下,推出相对论的洛伦兹变换,以及相对论的速度合成公式,其间,这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。 与《论动体的电动力学》相比,爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中,做了相对来说更简单的推导:洛伦兹变换的简单推导 按照图2所示两坐标系的相对取向,该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分,首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件,对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示,对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时,我们要求出x’和t’。 沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x=ct 或 x-ct=0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播,因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'-ct'=0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的,只要关系 (x’-ct’)=λ(x-ct) (3) 一般地被满足,其中λ表示一个常数;因为,按照(3),(x-ct)等于零时(x'-ct')就必然也等于零。 如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑,我们就得到条件 (x’+ct’)=μ(x+ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减),并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ,令 a=(λ+μ)/2 以及 b=(λ-u)/2 我们得到方程 x'=ax-bct (5) ct'=act-bx (5a) 因此,若常数a和b为已知,我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。 对于K'的原点我们永远有x'=0,因此按照(5)的第一个方程 x=(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v,我们就有 v=bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出,只要我们计算K'的另一点相对于K的速度,或者计算K的一点相对于K'的速度(指向负x轴)。总之,我们可以指定v为两坐标系的相对速度。 还有,相对性原理告诉我们,由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度,必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子,我们只需要从K对K'拍个“快照”;这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值,例如t=0。对于这个t的值,我们从(5)的第一个方程就得到x'=ax. 因此,如果在K'坐标中测量,x'轴上两点相隔的距离为Δx'=1,该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx=1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照,而且如果我们从方程(5)消去t,考虑到表示式(b),我们得到 x'=a(1-v²/c²)x 由此我们推断,在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点,在我们的快照上将由距离 Δx'=a(1-v²/c²) (7a) 表示。 但是根据以上所述,这两个快照必须是全等的;因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx',这样我们就得到 a²=1/(1-v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值,我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程: x'=(x-vt)/√(1-v²/c²) t'=(t-vx/c²) /√(1-v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。 它满足条件 x'²-c²t'²=x²-ct² (8a) 再把这个结果加以推广,以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'=y z'=z (9) 就能得到。 这样,无论对于坐标系K或是对于坐标系K',我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。 设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r=√(x²+y²+z²)=ct 传播,或者,如果方程两边取平方,按照方程 x²+y²+z²-c²t²=0 (10) 传播。 光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'=ct' 或 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出,我们必须有 x'²+y'²+z'²-c²t'²=σ(x²+y²+z²-c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立,因此我们有σ=1。不难看出,对于σ=1,洛伦兹变换确实满足(11);因为(11)可以由(8a)和(9)推出,因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。 由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然,在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时,K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明,我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换,这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换,纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。 我们可以用数学方法,对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述: 推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说:如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在(11a)左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。 从爱因斯坦依据同一发光事件,将任意点在两个系的坐标,分别在各自参照系运用光速不变假设x-ct=0, x'-ct'=0,从而得到x'=ax-bct 和 ct'=act-bx ,爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”,在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中,再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念,来确定静长度和动长度的关系,最终导出洛伦兹变换,导出洛伦兹变换后,还特别强调,它满足条件x'²-c²t'²=x²-ct² ,而这x'²-c²t'²=x²-ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性,后面还用相对性原理,从一个系的波动方程x²+y²+z²-c²t²=0直接推及另一个系的波动方程 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² 。 从这一系列推导己阐述不难看出,相对论的同时性相对性,间隔不变性,洛伦兹变换,以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。 在这里,相对论从前提假设,到理论推演,在得出结论有不有问题呢? 答案是肯定的,因为我们知道有个最基本的物理规律,那就是矢量合成,因为速度是矢量,速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用,速度的矢量合成有一个常用的地方,那就是直接用于参照系变换,借用上面的图,如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动,而一束光相对于参照系K’速度为c,那么,按矢量合成规律,相对于参照系K,他的速度就为c+v,怎么可能像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c? 但由于相对论的名头非常大,估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误,由于相对论的伟大不是一挥而就的,我们不妨从相对论的一点一滴谈起。 由于有矢量合成规律,在相对论出现以前,谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在,矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用,那为什么有一部分人(应该是极少数,因为即便是支持相对论的人,占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。)被逐渐爱因斯坦策反了呢? 就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例,爱因斯坦宣传工作做得好,例如: 1、 他反复强调,在“静系”中,要让光从A 到B,再从B反射回A,并tB-tA=t’A-tB,来实现对钟,实际上,我们就被多次暗示,相对于参照系,光速总是c。 2、 “根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”,在这宣称经验的说词中,没有参照系,但稍有物理基础的人都知道,要研究运动,就必须选参照系,因此,我们被再一次暗示,无论如何选参照系,相对于任意参照系,光速总是c。 3、 他前后两次讲了他的光速不变假设,只讲光速是确定的速度c,同样绝口不提参照系,实际上,我们又前后两次被暗示,无论如何选参照系,光速总是c。 4、 前后两次讲了他的光速不变假设,第二次表述将postulate(假设)换为principles(原理),借助这一语言攻势,我们被暗示,这个假设并不是那么假。 5、 在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v),实际上也在暗示,相对于所在的参照系,光速一定为c。 6、 多次提到测量,将“静系”中“量得”杆长命名为rA B,与动系中的杆长A B于区别,有意无意地暗示杆在两个系长度不同。 在《狭义及广义相对论浅说》中,对于光速不变假设,爱因斯坦也有更强的语言攻势,多次将自己的假设说成定律: 1、 首先,他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”,直接把自己的假设说成定律。 他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了,学校里的每个儿童都知道,或者相信他知道,光在真空中沿直线以速度c=300,000公里/秒传播。无论如何我们非常精确地知道,这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样,则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时,其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特(De Sitter)根据对双星的观察,也以相似的理由指出,光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。 反相维相之间的交锋属于学术之争,如果相对论真有传说中的那么伟大,就不怕被质疑,也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》,他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】,不需要我长篇大论《相对论之误》指出,所以,他要屏蔽我的这一帖子,用这种借口来选择性封堵反相声音显得滑稽可笑,因为其他害怕反相声音的人也可以以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口来封堵反相声音,我并未辱骂过丽雅Leah,可自称教相对论物理的丽雅Leah总是以辱骂吧务为借口对我选择性删帖封号,这实际上就是靠吧权呵护相对论,让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。
自由的飞999999为了帮相对论有多不要脸 欢迎反相者、维相者以及对相对论不持意见的朋友欣赏:每个人的忍耐都是有限度的,咱中国是礼仪之邦,所以有句古话叫来而不往非礼也。自由的飞999999在丽雅Leah玩双标的偏袒下,肆意的对我进行人身攻击,还直接yy测量结果维相,我说他不要脸,该不算过分哈。
自由的飞999999为了帮相对论有多不要脸 欢迎反相者、维相者以及对相对论不持意见的朋友欣赏:每个人的忍耐都是有限度的,咱中国是礼仪之邦,所以有句古话叫来而不往非礼也。自由的飞999999在丽雅Leah玩双标的偏袒下,肆意的对我进行人身攻击,还直接yy测量结果维相,我说他不要脸,该不算过分哈。
教相对论的丽雅Leah在反相吧靠吧权呵护相对论 原相对论吧吧主、自称教相对论物理、自我介绍【我本人是在计算中大量使用Lorentz变换的,因为我的研究跟天体辐射有关,而源包括一些相对论性流体】的丽雅Leah,在反相吧靠违规使用小吧权利呵护相对论,相关细节见https://tieba.baidu.com/p/7694253812 丽雅Leah爆粗口骂人,违规使用吧权时,我作了相应的截图证据,我所展示出来的证据,仅仅是其中很少的一部分,欢迎观众朋友们去一一核实,如果经过核实,大家发现我给出的证据真实可信,务必请大家广而告之,就说有一个曾经的相对论吧吧主、自称教相对论物理的丽雅Leah在反相吧靠违规使用小吧权利呵护相对论。
【原创】相对论之误 【关键词】:相对论、光速不变假设、定律。 【摘 要】:爱因斯坦作光速不变假设,把它称为光速不变原理甚至光的传播定律,把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论,由此构建出整个相对论的理论体系。 阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》,该论文首先以“堵如此类的例子,以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败,引起了这样一种猜想:绝对静止这概念,不仅在力学中,而且在电动力学中也不符合现象的特性,倒是应当认为,凡是对力学方程适用的一切坐标系,对于上述电动力学和光学的定律也一样适用,对于第一级微量来说,这是已经证明了的。我们要把这个猜想(它的内容以后就称之为“相对性原理”)提升为公设,并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设:光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设,根据静体的麦克斯韦理论,就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”, 谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位,表明了他当初创建相对论的原因及其目的。 在这段文字中,也首次提到了光速不变假设: 光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 该论文又提出了在一个系依据光,来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法,让光从A 到B,再从B反射回A,说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么,这两只钟按照定义是同步的。我们假定,这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样,我们借助于某些(假想的)物理经验,对于静止在不同地方的各只钟,规定了什么叫做它们是同步的,从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”,就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示,而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的,而且对于一切的时间测定,也都是同这只特定的钟同步的……根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”。 从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出,他是在认定这个参照系各向光速不变,来定义时间的同时,因为tB-tA=A B/c, t’A-tB, =A B/c,一定有tB-tA=t’A-tB,相反地,如果前后光速存在差异并非同一个值c,则tB-tA=t’A-tB不成立。 其实,就理论而言,我们定义同时无需光崇拜,并不一定要依赖光,如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号,也可以因为A B /v1 = A B / v2,依据tB-tA=t’A-tB来定义同时,因此,他这时间同步定义所依据的“(假想的)物理经验”就是他的光速不变假设,有了这一假设,才有前后光速相等,但必须注意,他这样靠推理来定义同时,并不能说明存在【相对于任何一个参照系,各向光速不变】这样的物理经验,而且,也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动,存在相互照应,但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想,故最多算一种自圆其说的“自洽”,仅此而已。 随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述,将原来所说的假设改称为原理: 光速不变原理:光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着,这速度同发射体的运动状态无关。 通过这一表述,进一步阐明了相对论中,相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点,值得一提的是,虽然先后两种表述将postulate(假设)换为principles(原理),但其本质仍然是一个假设。 在两次介绍光速不变假设后,以光速不变假设为前提,提出了相对论的同时性相对性观点: 一杆相对于另一个物体运动,光在杆上 A 、B两点往返,相对于杆,按光速不变假设,相对于杆前后光速不变,光速均为c,光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。 如果相对于另一个物体,也按光速不变假设,相对于地面前后光速不变,光速均为c,故光从A 到B,再从B反射回A,相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。 因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时:tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同,仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然,上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v,(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是,由于杆上的点A 和B为动点,对地面系而言,光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’,再按光速不变假设,相对于另一个系也光速不变,光速均为c,自然有A B’/ c <B’ A ’ / c,即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时,光以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 对这一分析过程,我们其实不用搞光崇拜,一杆相对于另一个物体运动使,就理论而言,完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返,相对于杆,该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。 相对于另一个物体,还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返,由于杆上的点A 和B为动点,对另一个系而言,另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’, 另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程,所需时间当然不同。 由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返,而非同一个物理信号,分属两个不同的物理事件,所以,这并不能锁定同时性存在相对性。 那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢?完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同,这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同,人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性,也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“(假想的)物理经验”,并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验,他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。 随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下,推出相对论的洛伦兹变换,以及相对论的速度合成公式,其间,这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。 与《论动体的电动力学》相比,爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中,做了相对来说更简单的推导: 洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向,该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分,首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件,对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示,对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时,我们要求出x’和t’。 沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x=ct 或 x-ct=0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播,因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'-ct'=0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的,只要关系 (x’-ct’)=λ(x-ct) (3) 一般地被满足,其中λ表示一个常数;因为,按照(3),(x-ct)等于零时(x'-ct')就必然也等于零。 如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑,我们就得到条件 (x’+ct’)=μ(x+ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减),并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ,令 a=(λ+μ)/2 以及 b=(λ-u)/2 我们得到方程 x'=ax-bct (5) ct'=act-bx (5a) 因此,若常数a和b为已知,我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。 对于K'的原点我们永远有x'=0,因此按照(5)的第一个方程 x=(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v,我们就有 v=bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出,只要我们计算K'的另一点相对于K的速度,或者计算K的一点相对于K'的速度(指向负x轴)。总之,我们可以指定v为两坐标系的相对速度。 还有,相对性原理告诉我们,由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度,必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子,我们只需要从K对K'拍个“快照”;这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值,例如t=0。对于这个t的值,我们从(5)的第一个方程就得到x'=ax. 因此,如果在K'坐标中测量,x'轴上两点相隔的距离为Δx'=1,该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx=1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照,而且如果我们从方程(5)消去t,考虑到表示式(b),我们得到 x'=a(1-v²/c²)x 由此我们推断,在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点,在我们的快照上将由距离 Δx'=a(1-v²/c²) (7a) 表示。 但是根据以上所述,这两个快照必须是全等的;因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx',这样我们就得到 a²=1/(1-v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值,我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程: x'=(x-vt)/√(1-v²/c²) t'=(t-vx/c²) /√(1-v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。 它满足条件 x'²-c²t'²=x²-ct² (8a) 再把这个结果加以推广,以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'=y z'=z (9) 就能得到。 这样,无论对于坐标系K或是对于坐标系K',我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。 设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r=√(x²+y²+z²)=ct 传播,或者,如果方程两边取平方,按照方程 x²+y²+z²-c²t²=0 (10) 传播。 光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'=ct' 或 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出,我们必须有 x'²+y'²+z'²-c²t'²=σ(x²+y²+z²-c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立,因此我们有σ=1。不难看出,对于σ=1,洛伦兹变换确实满足(11);因为(11)可以由(8a)和(9)推出,因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。 由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然,在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时,K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明,我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换,这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换,纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。 我们可以用数学方法,对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述: 推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说:如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在(11a)左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。 从爱因斯坦依据同一发光事件,将任意点在两个系的坐标,分别在各自参照系运用光速不变假设x-ct=0, x'-ct'=0,从而得到x'=ax-bct 和 ct'=act-bx ,爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”,在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中,再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念,来确定静长度和动长度的关系,最终导出洛伦兹变换,导出洛伦兹变换后,还特别强调,它满足条件x'²-c²t'²=x²-ct² ,而这x'²-c²t'²=x²-ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性,后面还用相对性原理,从一个系的波动方程x²+y²+z²-c²t²=0直接推及另一个系的波动方程 x'²+y'²+z'²-c²t'²=0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²+y'²+z'²-c²t'²=x²+y²+z²-c²t² 。 从这一系列推导己阐述不难看出,相对论的同时性相对性,间隔不变性,洛伦兹变换,以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。 在这里,相对论从前提假设,到理论推演,在得出结论有不有问题呢? 答案是肯定的,因为我们知道有个最基本的物理规律,那就是矢量合成,因为速度是矢量,速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用,速度的矢量合成有一个常用的地方,那就是直接用于参照系变换,借用上面的图,如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动,而一束光相对于参照系K’速度为c,那么,按矢量合成规律,相对于参照系K,他的速度就为c+v,怎么可能像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c? 但由于相对论的名头非常大,估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误,由于相对论的伟大不是一挥而就的,我们不妨从相对论的一点一滴谈起。 由于有矢量合成规律,在相对论出现以前,谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样,同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在,矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用,那为什么有一部分人(应该是极少数,因为即便是支持相对论的人,占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。)被逐渐爱因斯坦策反了呢? 就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例,爱因斯坦宣传工作做得好,例如: 1、 他反复强调,在“静系”中,要让光从A 到B,再从B反射回A,并tB-tA=t’A-tB,来实现对钟,实际上,我们就被多次暗示,相对于参照系,光速总是c。 2、 “根据经验,我们把2A B/( t’A -tA)=c 当作一个普适常数( 光在虚空空间中的速度)”,在这宣称经验的说词中,没有参照系,但稍有物理基础的人都知道,要研究运动,就必须选参照系,因此,我们被再一次暗示,无论如何选参照系,相对于任意参照系,光速总是c。 3、 他前后两次讲了他的光速不变假设,只讲光速是确定的速度c,同样绝口不提参照系,实际上,我们又前后两次被暗示,无论如何选参照系,光速总是c。 4、 前后两次讲了他的光速不变假设,第二次表述将postulate(假设)换为principles(原理),借助这一语言攻势,我们被暗示,这个假设并不是那么假。 5、 在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v), t’A-tB,=rA B/(c-v),实际上也在暗示,相对于所在的参照系,光速一定为c。 6、 多次提到测量,将“静系”中“量得”杆长命名为rA B,与动系中的杆长A B于区别,有意无意地暗示杆在两个系长度不同。 在《狭义及广义相对论浅说》中,对于光速不变假设,爱因斯坦也有更强的语言攻势,多次将自己的假设说成定律: 1、 首先,他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”,直接把自己的假设说成定律。 他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了,学校里的每个儿童都知道,或者相信他知道,光在真空中沿直线以速度c=300,000公里/秒传播。无论如何我们非常精确地知道,这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样,则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时,其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特(De Sitter)根据对双星的观察,也以相似的理由指出,光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。 如果相对论真有传说中的那么伟大,就不怕被质疑,也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》,他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】,不需要我长篇大论《相对论之误》指出,所以,他要屏蔽我的这一帖子,有不有吧务相反,以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口封我的号呢?如果有,他两可以联手封堵反相的声音,靠吧权呵护相对论,让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。 我是就事论事,但并没有辱骂吧务,请吧务不要以辱骂吧务为借口封我的号,拜托了。
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