作者condensed (没有自己的时间)
看板Physics
标题Re: [请益] 测量长度
时间Sun Apr 19 01:33:33 2009
※ 引述《Beachboy (天煞孤星)》之铭言:
: 最近看的许多关於描述测量长度的文章里似乎都有提到,
: 长度的操作型定义:要同时测量。
: 我看到好几篇文章都举了一个简单的例子说明,同时量长度的重要性。
: 例如从鱼缸观察,一只鱼往右边游,想测量鱼的长度。
: >--@ →v
: 当我们先在他的尾巴处於玻璃上刻上记号,如果过一阵子,才又在他头的位置做记号。
: 大家都会知道这样量出来的长度根本就不会是这只鱼的长度(因为牠由过去)。
: 所以,测量长度,要“同时量”!
: 这例子好像很容易理解,可是我是觉得,
: 以这个情况来看,任何人来量,都会轻易发现这样量是一个笑话。
: 所以一定不会有人这样去测量长度。
其实这里的目的,只是要说明长度的定义。
说一定要同时量,可能会有文字上的误解;
重点在於,同一个时刻下,的首尾两端的位置之差,
才是我们对这个物体 长度 的定义。
至於我们如何去量测,那都只是实验技术或方法的问题罢了。
我们不见得要同时去量测一个物体首末两端的位置,
才能知道他的长度。
只要他等速,且知道其速度大小,
即使我们在不同时刻下量测其位置,也可以推算他在同一时刻下首末两端的位置之差,
然後计算出长度。
这个对长度的定义,和狭义相对论被发明出来,无关。
我们在狭义相对论以前,仍然用这种方式定义长度。
不同的是,狭义相对论告诉我们,对不同惯性系,同一个物体,有不同的长度。
换言之,长度不是不变量。
: 但在爱因斯坦之前,我们对於长度的测量一定是有某些盲点,
其实没有。
: 以致於我们对於测量的方式,要有一个更明确的操作型定义。
没这回事。
: 有没有什麽例子,也可以很明显说明若不同时测量长度就会出现问题,
: 但却不像测量那只鱼的case那麽容易就被我们发现,测量长度本来就不能让牠动!
: 再不然,牠如果在动,那就追上去量阿?
这里只是说明,我们如果想像真的去做实验,
那个测量长度的方式,图像很清楚。
因为我们可以去调整惯性系中,各地的钟为同步。
那麽我们就能在不同地,同一时刻的钟,纪录首末两端经过时的位置。
但是如果考虑到在加速系,测量长度就变得没这麽单纯。
因为我们无法让不同地点,构造相同的钟,同步化。
因为不同地的钟,流速不同,即使你现在校正了,过几秒,立刻就不同步了。
因此我们根本无法说,在不同地的钟,同一个时刻读数时,
所量测到的位置之差,就代表此物在加速系中的长度。
因为你无法用钟上的时刻,去标志”同时”这件事。
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