相对论
相对论 1.几何命题的物理意义
2.坐标系
3.经典力学中的空间和时间
4.伽利略坐标系
5.狭义相对性原理
6.经典力学中所用到的速度相加原理
7.光的传播定律与相对性原理的表面抵触
8.物理学的时间观
9.同时性的相对性
10.距离概念的相对性
11.洛伦兹变换
12.量杆和时钟在运动时的行为
13.速度相加原理:斐索试验
14.相对论的启发作用
15.狭义相对论的普遍性结果
16.经验和狭义相对论
17.四维空间
自从相对论发表,100年来争论从来就没有停止过,甚至出现很多诺贝尔奖获得者联合起来,抵制爱因斯坦因相对论获奖,在理论物理学者眼中,相对论只是一种不能完全证明的理论,关于反对相对论的理论,我们也不应完全不知道。就象恐龙灭绝原因,以前中国只承认一种理论,而现在,为大家熟知的理论有三四种。光到底是波还是粒子,历史上也反复了好几次。科学一直是在争论中前进的。
简介:运动的物体测量,与静止的不同,尤其在测量速度与运动速度接近时,其影响更加明显,爱因斯坦正是思考物体接近光速运动会发生什么现象,从而发现相对论,但是比相对论效应更明显影响测量结果的测量速度问题,无论在中学、大学还是研究生阶段,我们都没有考虑。下面我们从浅显的声音实验来揭示运动物体测量问题。
我们先来考虑一个实验(声秒的单位是指在某种实验用声介质中声音走一秒的距离)
如果一个钟,以0.5倍声速从原点远去,我们会听到什么现象呢?
一秒钟时,它距离原点0.5声秒距离报1秒,但这个事件我们在原点听见,需要再过0.5秒,于是我们发现,在本地钟1.5秒时,远处的钟报1秒,本地钟3秒时,远离的钟报2秒,也就是我们在忽略测量时间时,误以为远去的钟慢了。而且速度越快,钟慢得越厉害。
这个现象,是否有普遍意义呢?
当声波的介质相对于测量者静止时,无论声源速度如何变化,声速不变(只改变音频),这是著名的多普勒实验,其它所有机械波也有类似现象。而对于光速,相对论更是假设了对于任何参照系,光在真空中速度不变!因此,这个现象具有普遍意义,发生在以任何波作测量工具的时候。
举例来说,运动的火车头发出的声音,相对地面还是声速(声速不变),不是火车速度加声速,而相对火车速度是声速减火车速度(加利略变换);而在超音速飞机内部从机尾向机头发出声音,相对飞机,还是声速(声速不变),而相对地面,是飞机速度加声速(伽利略变换)。因此速度是相对的,相对论变换与伽利略变换并存,而不是排斥。
推广到普遍的远离情况
理想点以a倍光速远去,1秒钟远离a*C(光速)距离,在计时起位置要a秒传过来,到达a*C的事件将在a+1秒传到观察者,观察者认为速度为a*C/(1+a),速度永远小于光速。a为1时看到以1/2C远离。
当a远小于1时,a*C/(1+a)可近似为a*C,也就是实际速度,当a接近于无穷大时,a*C/(1+a)可近似为C,也就是远离速度远小于测量速度时,测量速度可忽略不记,测量结果约等于真实速度;当远离速度远大于测量速度,测量结果约等于测量速度,也就是测量不到超过测量速度的远离情况。
再来看一下远离的尺
假设有一把尺长1声秒,而我们的测量地面上有一无限长尺子固定不动,运动尺头尾各有一个探测装置,在探测到与地面某一尺刻度重合时,用声音报出该刻度,我们在地面尺原点接收声音。尺匀速运动逐渐远离,当尺尾报0声秒时,尺头已经距离我们1声秒,而这个距离,要1秒后我们才能收到;当尺尾到1声秒距离时,尺头到2声秒,还是要在我们收到尺尾报1声秒后1秒,我们才能收到尺头报2声秒,于是我们会直观的认为,尺尾先到刻度,尺头后到达它本应立刻到达的刻度,感觉好象远离的尺,缩短了。而且运动速度越快,感觉短的越厉害。
看看超过声速会发生什么
超过声速我们将追上钟以前发出的声音,也就是先听到钟敲3下,报3点,再听到钟敲2下,报2点,然后听到钟敲1下,报1点,这就是超过声速时间倒流现象!
靠近情况
无人会用爱因斯坦的方法,从物理原理上解释两参照系靠近时的相对论计算方法。下面我来解释一下应该怎样推导接近参照系的情况。
理想点以0.5倍声速靠近,在距离2声秒时作为记时0点,我们听到2秒时,远处的钟报距离2声秒,2.5秒时听到钟报距离是1.5声秒,3秒时,钟报距离是1声秒,3.5秒时,钟报距离是0.5声秒,4秒,我们与运动的钟相遇,报距离0声秒。
靠近的钟测量现象变快。
普遍的规律是以a倍测量速度靠近的理想点,测量速度显示为a/(1-a)。当运动速度远小于测量速度,测量速度可忽略,测量结果约等于真实速度;当运动速度大于0.5倍测量速度,小于1倍测量速度,将测量到超过测量速度的运动现象;当运动速度等于测量速度,物体将和它的历史信号同时到达,我们将无法区分哪个是历史,哪个是现时,也就无法测量;当运动速度大于测量速度,我们将先收到现时信号,后收到历史信号,会感觉物体在向远方退去,这就是负号的含义,当速度无穷大,近似以测量速度远去。
同理,靠近的尺测量结果也是越来越长。这才是钟慢尺缩现象的物理原理。
都相对介质运动的情况
当A物体以a倍测量速度离开介质原点,B物体以b倍测量速度离开介质原点,从B物体测量结果,A是以(a+b)/(1+a)速度运动的(如果不承认光传播需要介质,这个结果有待实验证实)。条件是b小于等于1,如果b=1,测量结果将不能追上测量者。
分析几个关键点:b=0,相当于B静止A远离;a=0,相当于a独自运动,并测量;a远小于1,近似实际速度a+b,a趋于无穷大,接近测量速度;由于b小于1,所以a+b小于1+a,测量结果,永远小于测量速度。
钟慢、尺缩、超光速时间倒流现象,都可以用声音试验做出结果,这只能证明爱因斯坦的结论有问题,他忽略了测量速度的问题,把现象当成了物理本质。照本文方法解释相对论,双生子悖论、子回出生前杀父悖论都不存在。
而很多号称解释双生子悖论的方法,都是想利用加速度这个问题,将问题推给广义相对论。而我们将双生子放在相同的火箭上在太空中匀速远离,这里没有加速度,相对论应表明运动有相对性,只有时间和长度是绝对的,在任何参照系测量都不变,爱因斯坦扭曲时空的做法,无助于高速运动问题的解决。因此爱因斯坦的相对论需要修正。
第二部分 广义相对论
1.狭义和广义相对性原理 2.引力场 3.引力场的思想试验 4.惯性质量和引力质量相等是广义相对性公设的一个论据 5.等效原理 6.经典力学的基础和狭义相对伦的基础在哪些方面不能令人满意 7.广义相对性原理的几个推论 8.在转动的参考物上的钟和量杆的行为 9.欧几里得和非欧几里得连续区域 10.高斯坐标 11.狭义相对论得时空连续区可以当作欧几里得连续区 12.广义相对论得时空连续区不是欧几里得连续区 13.广义相对论原理的严格表述 14.在广义相对性原理的基础上理解引力问题
【批评声音】
自从相对论发表,100年来争论从来就没有停止过,甚至出现很多诺贝尔奖获得者联合起来,抵制爱因斯坦因相对论获奖,在理论物理学者眼中,相对论只是一种不能完全证明的理论,关于反对相对论的理论,我们也不应完全不知道。就象恐龙灭绝原因,以前中国只承认一种理论,而现在,为大家熟知的理论有三四种。光到底是波还是粒子,历史上也反复了好几次。科学一直是在争论中前进的。
简介:运动的物体测量,与静止的不同,尤其在测量速度与运动速度接近时,其影响更加明显,爱因斯坦正是思考物体接近光速运动会发生什么现象,从而发现相对论,但是比相对论效应更明显影响测量结果的测量速度问题,无论在中学、大学还是研究生阶段,我们都没有考虑。下面我们从浅显的声音实验来揭示运动物体测量问题。
我们先来考虑一个实验(声秒的单位是指在某种实验用声介质中声音走一秒的距离)
如果一个钟,以0.5倍声速从原点远去,我们会听到什么现象呢?
一秒钟时,它距离原点0.5声秒距离报1秒,但这个事件我们在原点听见,需要再过0.5秒,于是我们发现,在本地钟1.5秒时,远处的钟报1秒,本地钟3秒时,远离的钟报2秒,也就是我们在忽略测量时间时,误以为远去的钟慢了。而且速度越快,钟慢得越厉害。
这个现象,是否有普遍意义呢?
当声波的介质相对于测量者静止时,无论声源速度如何变化,声速不变(只改变音频),这是著名的多普勒实验,其它所有机械波也有类似现象。而对于光速,相对论更是假设了对于任何参照系,光在真空中速度不变!因此,这个现象具有普遍意义,发生在以任何波作测量工具的时候。
举例来说,运动的火车头发出的声音,相对地面还是声速(声速不变),不是火车速度加声速,而相对火车速度是声速减火车速度(加利略变换);而在超音速飞机内部从机尾向机头发出声音,相对飞机,还是声速(声速不变),而相对地面,是飞机速度加声速(伽利略变换)。因此速度是相对的,相对论变换与伽利略变换并存,而不是排斥。
推广到普遍的远离情况
理想点以a倍光速远去,1秒钟远离a*C(光速)距离,在计时起位置要a秒传过来,到达a*C的事件将在a+1秒传到观察者,观察者认为速度为a*C/(1+a),速度永远小于光速。a为1时看到以1/2C远离。
当a远小于1时,a*C/(1+a)可近似为a*C,也就是实际速度,当a接近于无穷大时,a*C/(1+a)可近似为C,也就是远离速度远小于测量速度时,测量速度可忽略不记,测量结果约等于真实速度;当远离速度远大于测量速度,测量结果约等于测量速度,也就是测量不到超过测量速度的远离情况。
再来看一下远离的尺
假设有一把尺长1声秒,而我们的测量地面上有一无限长尺子固定不动,运动尺头尾各有一个探测装置,在探测到与地面某一尺刻度重合时,用声音报出该刻度,我们在地面尺原点接收声音。尺匀速运动逐渐远离,当尺尾报0声秒时,尺头已经距离我们1声秒,而这个距离,要1秒后我们才能收到;当尺尾到1声秒距离时,尺头到2声秒,还是要在我们收到尺尾报1声秒后1秒,我们才能收到尺头报2声秒,于是我们会直观的认为,尺尾先到刻度,尺头后到达它本应立刻到达的刻度,感觉好象远离的尺,缩短了。而且运动速度越快,感觉短的越厉害。
看看超过声速会发生什么
超过声速我们将追上钟以前发出的声音,也就是先听到钟敲3下,报3点,再听到钟敲2下,报2点,然后听到钟敲1下,报1点,这就是超过声速时间倒流现象!
靠近情况
无人会用爱因斯坦的方法,从物理原理上解释两参照系靠近时的相对论计算方法。下面我来解释一下应该怎样推导接近参照系的情况。
理想点以0.5倍声速靠近,在距离2声秒时作为记时0点,我们听到2秒时,远处的钟报距离2声秒,2.5秒时听到钟报距离是1.5声秒,3秒时,钟报距离是1声秒,3.5秒时,钟报距离是0.5声秒,4秒,我们与运动的钟相遇,报距离0声秒。
靠近的钟测量现象变快。
普遍的规律是以a倍测量速度靠近的理想点,测量速度显示为a/(1-a)。当运动速度远小于测量速度,测量速度可忽略,测量结果约等于真实速度;当运动速度大于0.5倍测量速度,小于1倍测量速度,将测量到超过测量速度的运动现象;当运动速度等于测量速度,物体将和它的历史信号同时到达,我们将无法区分哪个是历史,哪个是现时,也就无法测量;当运动速度大于测量速度,我们将先收到现时信号,后收到历史信号,会感觉物体在向远方退去,这就是负号的含义,当速度无穷大,近似以测量速度远去。
同理,靠近的尺测量结果也是越来越长。这才是钟慢尺缩现象的物理原理。
都相对介质运动的情况
当A物体以a倍测量速度离开介质原点,B物体以b倍测量速度离开介质原点,从B物体测量结果,A是以(a+b)/(1+a)速度运动的(如果不承认光传播需要介质,这个结果有待实验证实)。条件是b小于等于1,如果b=1,测量结果将不能追上测量者。
分析几个关键点:b=0,相当于B静止A远离;a=0,相当于a独自运动,并测量;a远小于1,近似实际速度a+b,a趋于无穷大,接近测量速度;由于b小于1,所以a+b小于1+a,测量结果,永远小于测量速度。
钟慢、尺缩、超光速时间倒流现象,都可以用声音试验做出结果,这只能证明爱因斯坦的结论有问题,他忽略了测量速度的问题,把现象当成了物理本质。照本文方法解释相对论,双生子悖论、子回出生前杀父悖论都不存在。
而很多号称解释双生子悖论的方法,都是想利用加速度这个问题,将问题推给广义相对论。而我们将双生子放在相同的火箭上在太空中匀速远离,这里没有加速度,相对论应表明运动有相对性,只有时间和长度是绝对的,在任何参照系测量都不变,爱因斯坦扭曲时空的做法,无助于高速运动问题的解决。因此爱因斯坦的相对论需要修正。
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