作者mantour (朱子)
看板Physics
標題Re: [問題] 關於狹義相對論
時間Tue May 11 12:23:04 2010
※ 引述《mantour (朱子)》之銘言：
: ※ 引述《caseypie (吟遊詩人)》之銘言：
: : 真正的問題在這裡
: : 人類度量時空？
: : 人類怎麼算時間，干原子什麼事？
: : 如果狹相只是關於人類度量時空
: : 那這樣的時間延遲就只是一種「表象」
: : 就是原po說的「鐘還是照樣走，關光線什麼事」
: : 但是時間延遲是真切的發生了
: : 不管是銫原子鐘還是緲子衰變，時間延遲都確切的作用著
: : 那，為什麼用光時鐘這種人類度量時空的道具
: : 能夠無誤的與自然現象符合？
: : 我想這才是原po的問題
: 如果在 A 座標中有一個靜止的擺鐘、原子鐘與一個光鐘是同步的，
: 並且放在同一個位置
: 那在任意坐標中，這三個鐘都應該是同步的
這邊說清楚一點
如果在A座標中
(1)單擺擺到最左邊，(2)原子鐘內有N個原子，(3)光子從光鐘出發
這三件事「同時同地發生」
而(a)單擺第二次擺到最左邊，(b)原子鐘的原子衰變剩一半，(c)光子反射回到出發點
這三件事也「同時同地發生」
則在任意坐標中看到的(1)(2)(3)都是同時同地發生
而(a)、(b)、(c)也會是同時同地發生
因此在任意坐標中都有 ta-t1 = tb-t2 = tc-t3
也就是這在任意坐標中這三個鐘都是同步的
這和鐘的運作方式無關
就算沒有光鐘，單擺還是會擺，原子還是會衰變
就算沒有光鐘，有速度的單擺周期還是會變長，有速度的原子半生期還是會變長
但是我可以擺一個假想的光鐘在單擺的旁邊，與單擺同步
用「光速恆定」這個已知事實(或說是假設)
去推論出單擺的周期會變長
光鐘變慢和其他二個鐘變慢是由於「時間膨脹」這個共同的原因
而不是因為光鐘變慢，所以其他二個也要變慢
光速恆定本身是時間膨脹的一種表現
我們只是用光速恆定這個已知事實去推論出時間膨脹的存在
: 因此當我們推論出光鐘慢了，就表示其他二個鐘(和其他在跟光鐘在同一位置等速運動
: 的一切物理現像)也是慢的
: 但是，好像不應該說「因為光速恆定，所以時間延遲了」
: 而是說，「因為光速恆定，所以我們可以從一個光鐘看出時間的延遲」
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◆ From: 140.112.213.158
※ 編輯: mantour 來自: 140.112.213.158 (05/11 12:31)
1F：→ mantour:至於為何「同時同地」是絕對的，我認為這是個不得不然的 05/11 12:32
2F：→ mantour:假設，假若連「同時同地」都不絕對，那我們任何一切測量都 05/11 12:33
3F：→ mantour:無法有共同的基準點，也無法互相比較 05/11 12:34
4F：→ Geigemachen:或許,不同原理的鐘,同時同地可能不同,但是可換算 05/11 12:46
5F：→ Geigemachen:也可定義"光鐘的同時同地"與其他類鐘同時同地關係為何 05/11 12:47
6F：→ Geigemachen:也不需要假設" 對不同原理的鐘「同時同地」是絕對的 " 05/11 12:54
7F：推 xwan227770:那個發問的版友貼的那篇文章 05/11 14:34
8F：→ xwan227770:不就表明所謂的同時 05/11 14:34
9F：→ xwan227770:就是光在同一個座標系折返一次 05/11 14:36
10F：→ xwan227770:所以同時同地,其實我覺得就隱含了用光速度量的精神 05/11 14:36
11F：推 master183cm:我想到後來 也是覺得用光做測量基準 是一種大膽假設 05/11 19:24
12F：→ master183cm:而不是基於實驗結果的推論 但這假設後來被證明是對的 05/11 19:25
13F：推 master183cm:那為何光是測量時間的絕對標準 這應該是神的領域吧 05/11 19:31
14F：→ legenthume:說不通 時間是絕對的都能打破 同時同地為什麼不行 05/11 22:19
15F：→ mantour:因為你假設 (x,y,z,t) -> (x',y',z',t') 05/11 22:21
16F：→ mantour:是個函數關係，就表示同時同地是絕對的了 05/11 22:21
17F：→ mantour:除非你認為(x,y,z,t) -> (x',y',z',t') 可以是一對多關係 05/11 22:22
18F：推 legenthume:倒因為果吧 應該是認為同時同地絕對才會有這個假設 05/11 22:26
19F：→ mantour:你說的沒錯，我的意思是相對論一開始就是要求 05/11 22:27
20F：→ mantour:(x,y,z,t) -> (x',y',z',t') 的關係 05/11 22:27
21F：→ mantour:因此我認為相對論從一開始就假設了同時同地是絕對的 05/11 22:27
22F：→ mantour:只是沒有明說而已 05/11 22:27
23F：→ mantour:當然也有可能事實上同時同地不是絕對的 05/11 22:28
24F：→ mantour:比如說有個隱藏的參數w，(w,x,y,z,t) -> (w',x',y',z',t') 05/11 22:29
25F：→ mantour:是函數關係，x,y,z,t相同，w不同，對應的x',y',z',t'就不 05/11 22:30
26F：→ mantour:同 05/11 22:30
27F：推 legenthume:那麼同時不同地但同坐標系 就沒辦法迫使其他鐘跟光鐘 05/11 22:34
28F：→ legenthume:同步 05/11 22:34
29F：→ mantour:so ？ 問題在哪？ 05/11 22:39
30F：→ mantour:同一坐標系中每個位置都擺上一個光鐘不就得了XD 05/11 22:41
31F：推 legenthume:冏 我傻了 05/11 22:41
32F：→ mantour:我也很好奇有沒有書上有特別去論證同時同地的絕對性 05/11 22:45
33F：→ mantour:不過我同意caseypie大的說法，其實相對論裡面有很多隱含的 05/11 22:48
34F：→ mantour:假設，而不是只有假設相對性原理和光速恆定而已 05/11 22:49
35F：→ mantour:推論出來的結論其實都需要實驗證明 05/11 22:53
36F：推 xwan227770:其實拿光假設並不是大膽假設 05/12 07:54
37F：→ xwan227770:你看離地球10光年的星體,你不也說你看到10年前的星體 05/12 07:54
38F：→ xwan227770:而不是現在你手錶的時間的星體 05/12 07:55
39F：→ xwan227770:再者,麥克森的實驗也有明確的證明啦 05/12 07:55
40F：→ xwan227770:如果你硬要說他大膽 05/12 07:56
41F：→ xwan227770:我覺得是他選擇相信Maxwell方程而不是牛頓力學 05/12 07:56
42F：推 xwan227770:還有就是有版友提到同時同地 05/12 07:59
43F：→ xwan227770:(x,y,z,t)=>這還是只有三個自由度啊 05/12 07:59
44F：→ xwan227770:因為時間和空間差一個光速,所以並不是四的獨立變數啊 05/12 08:00
45F：→ xwan227770:而且 你判斷遠近,不也要選一個參考點? 05/12 08:01
46F：→ xwan227770:同樣的,觀察事件的前後,當然也要選個參考點啊 05/12 08:01
47F：→ xwan227770:因此我不能理解有什麼隱藏的推論 05/12 08:02
48F：→ mantour:我的問是「洛侖茲轉換」是否是「光速恆定」的唯一解 05/12 08:44
49F：→ mantour:我認為它只是一個「最簡單解釋」理論 05/12 08:48
50F：→ mantour: 更正上上行「洛侖茲轉換」 -> 「相對論」 05/12 08:51
51F：→ mantour:(x,y,z,t)=>這還是只有三個自由度啊 -> 這行不知在說什麼 05/12 09:00
52F：→ mantour:我所謂隱藏的前提是指你假設一事件在S'發生的時間t'只跟 05/12 09:10
53F：→ mantour:S座標中的 x,y,z,t 有關，也就是t'=f(x,y,z,t) 05/12 09:10
54F：→ mantour:牛頓力學則假定t'只跟t有關，也就是t'=f(t) 05/12 09:11
55F：→ mantour:今既扯出x,y,z，怎知不會扯出更多的u,v,w 05/12 09:12
56F：→ mantour:說不定t'=f(u,v,w,x,y,z,t) 05/12 09:12
57F：→ mantour:另外「相對性原理」本身也是個未經實驗證明的假設呀 05/12 09:18
58F：→ mantour:我並不是要說相對論錯了，我只是要說光速恆定的實驗並不能 05/12 09:23
59F：→ mantour:證明相對論，可能有其他替代理論也可解釋光速恆定 05/12 09:26
60F：→ mantour:它之所以被廣為接受，還是因為它推出的其他結論經得起實驗 05/12 09:27
61F：→ mantour:驗證 05/12 09:27
62F：→ neogeo:同時,只有在同地的時候才有意義.又(x,y,z,t)->(x',y',z',t' 05/12 10:58
63F：→ neogeo:)基本上,是先假設為一種線性變換,然後推導再檢驗論證. 05/12 11:00
64F：推 xwan227770:(x,y,z,t)附帶一個限制條件(x^2+y^2+z^2)=c^2*t^2 05/12 12:00
65F：→ xwan227770:所以四個獨立變數+一限制條件=三個獨立變數 05/12 12:01
66F：→ xwan227770:我不知道愛因斯坦怎看這問題 05/12 12:01
67F：→ xwan227770:但是我個人認為我們指出"事件"的發生 05/12 12:02
68F：→ xwan227770:確實只有指明空間和時間 05/12 12:02
69F：→ xwan227770:再者,你不相信相對論就表示你不相信Maxwell方程 05/12 12:03
70F：→ xwan227770:許多教科書並不會提到 05/12 12:04
71F：→ xwan227770:但是就我的了解 05/12 12:04
72F：→ xwan227770:當年勞倫茲可以導出這個轉換 05/12 12:04
73F：→ xwan227770:是勞倫茲去檢驗Maxwell方程在怎樣的座標變化下不會變 05/12 12:05
74F：推 xwan227770:我只能說,如果有u,v,w的話,我看連Maxwell方程都要重寫 05/12 12:08
75F：→ xwan227770:至於光速恆定,愛因斯坦既然列為假設 05/12 12:09
76F：推 xwan227770:我想說不定愛氏也認為相對論是光速恆定下的一個結果吧 05/12 12:13
77F：→ xwan227770:總之,t'=f(x,y,z,t)我相信是愛氏注意到他 05/12 12:15
78F：→ xwan227770:而不是愛氏提出他,因為古典的電磁輻射理論 05/12 12:15
79F：→ xwan227770:確實有retarded time的概念 05/12 12:16
80F：→ mantour:我的意思是從我看過的推導殿，並沒有明確的指出 05/12 12:36
81F：→ mantour:這個轉換是使Maxwell方程有協變性的唯一轉換 05/12 12:36
82F：→ mantour: 推導中 05/12 12:37
83F：→ mantour:所以我認為它只是一個candidate，其正確性需要其他實驗來 05/12 12:37
84F：→ mantour:證明 05/12 12:37
85F：→ mantour:當然有可能是我讀錯了，還請大家多教教我 05/12 12:39
86F：→ mantour:至少我覺得Maxwell方程並不能直接證得相對論 05/12 12:40
87F：→ mantour:所以你說不相信相對論就等於不相信Maxwell方程，這個敘述 05/12 12:41
88F：→ mantour:是否過強了？ 05/12 12:41
89F：推 xwan227770:這我就不清楚是否有別的轉換可以保持協變性了 05/12 13:02