作者sarsenwen (sarsenwen)
看板Physics
標題[閒聊] 時空與電磁波傳播
時間Fri Jun 21 02:48:24 2024
廣義相對論的核心
"物質告訴時空如何彎曲
時空告訴物質如何運動"
也準確算出了光波行經太陽附近的偏折
就是所謂的重力透鏡
但是在愛因斯坦的時空模型下
應該稱光線傳播的路徑是彎曲後時空的測地線
該模型沒有重力引力的概念 只有彎曲的時空
光線可以在真空中傳播
光的本質就是電磁波
電磁波是電場和磁場的交互耦合
電場以及磁場傳播能量不需要任何介質
但是電磁波會行經彎曲時空後的測地線
所以至少時空被彎曲的區域
是否已經不是所謂的真空
因為如果是真的空無一物
那巨大質量彎曲的是什麼?
勢必有某個???被巨大質量彎曲
這個被彎曲後的???
實實在在影響著電磁波的傳播路徑
所以電磁波是否還是需要介質??
這個介質 就是會被質量彎曲後的時空
--
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1F：→ crazyjonas: 記得以前也有學者討論過應該要有介質 以太 但後來發 06/21 05:09
2F：→ crazyjonas: 現沒有以太的話理論反而更簡潔 所以就捨棄以太 那是 06/21 05:09
3F：→ crazyjonas: 種選擇 就像光速不變其實也是種選擇 06/21 05:09
4F：推 Bugquan: 真空是指無源的部分，例如考慮太陽周圍的時空，不包含太 06/21 10:22
5F：→ Bugquan: 陽本身 06/21 10:22
我想搞清楚的盲點是 電場跟磁場在交互偶合的過程中 是
如何知道自己進入到彎曲時空 然後走側地線 而被觀察到
偏折 不是一開始的直線 這裡的參考系是對遠方的觀察者
而言 是時空彎曲也把電磁場的空間彎曲嗎
上面是說電磁場行走過的空間
假如太陽不在 那時空沒有被彎曲
太陽存在 則太陽的質量彎曲了時空
所以即時太陽不在的時候
存在沒有被彎曲的時空
太陽只是來負責彎曲它
所以我是想說
這個會被質量彎曲的時空
就是電磁波傳播時的介質
所以太陽彎曲了這個時空介質
進而彎曲了電磁波傳遞路徑
如果是真的空無一物
什麼都不存在
那巨大質量到底彎曲了什麼呢？
6F：推 Bugquan: 不管有無完全一直走的都是測地線啊 06/21 15:11
7F：推 sunev: 一般說波傳播的介質，是指波傳播的同時導致該介質在振盪 06/21 16:41
8F：→ sunev: 或說該介質的振盪即為波動本身。例如水波就是指水在振盪。 06/21 16:41
9F：→ sunev: 所以時空並不是電磁波的介質，時空振盪對應到的是重力波 06/21 16:42
10F：→ sunev: 而不是電磁波。 06/21 16:42
感謝樓上
所以時空傳遞重力波
但其實不應該說是重力波
因為時空是新模型
重力是舊古典模型
但我目前想不到更好的描述方式
然而電場與磁場
並沒有極化或磁化時空
時空並不能稱為電磁波介質
那到底磁化或極化了什麼
是我的盲點
11F：推 venusringo: 你覺得若為真空則根本不會有「東西」被彎曲，是想知 06/22 12:34
12F：→ venusringo: 道那被彎曲之物為何嗎 06/22 12:34
我想知道的是愛因斯坦光義相對論模型中 質量是如何彎曲時空的
這種機制只要知道 如果能再瞭解質量的來源 人類不就
能實現控制引力了嗎？ 邏輯上應該是這樣吧 因為透過瞭
解這種機制 就能抵銷這種機制 那愛因斯坦說這種機制的
來源是質量 所以首先要知道質量的本質 現在的基本粒子
模型好像有在探討這種機制？ 可是那對我來說很複雜 還
看不懂...
13F：推 sunev: 電磁波就只是電磁場在振盪，時空只是電磁場振盪的畫布或背 06/22 12:37
14F：→ sunev: 景；時空背景（畫布）扭曲後，在上運動及傳播的任何東西（ 06/22 12:37
15F：→ sunev: 包括電磁波）都會受到影響。如果你覺得疑惑，請嘗試把你的 06/22 12:37
16F：→ sunev: 觀點轉述成一個物理實驗及其結果，會比較好討論。 06/22 12:37
我忽然想到我不就原PO 可以編輯阿!
sunev 所以時空(畫布)扭曲 導致電磁波只能經過扭的路徑
電磁場也沒有極化路徑上的時空 我是這樣理解的
物理實驗的話 最先很想知道的是
在無任何質量存在的時空中 相對於觀察者而言
擺一個靜止正電荷 就是正電荷跟觀察者的距離保持固定
紀錄下此時的電場分布圖
之後再在靜止正電荷跟觀察者中間再擺一個
能顯著彎曲時空的巨大質量的物體
再紀錄此時的電場分布圖
兩個電場的分布圖會相同嗎?
17F：→ Eriri: 對沿著測地線運動的坐標系觀察者(不限於光) 它所看到的一切 06/22 13:56
18F：→ Eriri: 跟感受的一切 (局域而言)都是慣性坐標系 這就是等效原理 06/22 13:58
19F：→ Eriri: 所以 以你的問題 光自己並沒有感覺有甚麼區別 06/22 13:58
20F：→ Eriri: 時空彎曲 更切確指的是 時空上不同位置上不同坐標系觀測者 06/22 14:00
21F：→ Eriri: 對同一個物理事件彼此觀測結果的詮釋差異 06/22 14:01
22F：→ Eriri: 或者 更具體的例子 如果你在太空自由的沿著重力運動 只要你 06/22 14:17
23F：→ Eriri: 不要觀看別的地方 對你而言 你只覺得自己一直在慣性座標 感 06/22 14:18
24F：→ Eriri: 感受不到任何差別 只不過對在地球上的人而言 他們會看見你 06/22 14:19
25F：→ Eriri: 受重力影響運動 06/22 14:19
26F：→ Eriri: 時空彎曲 並不是指 空間上某個點真的被彎曲或改變性質 06/22 14:19
27F：→ Eriri: 而是指...時空上不同位置的 觀測者 為了描述同一個物理事件 06/22 14:20
28F：→ Eriri: 於是必須得用(相對論框架下)彎曲的時空來描述 06/22 14:21
29F：→ Eriri: 真正被彎曲的 其實是不同時空座標系之間的聯繫 06/22 14:21
30F：推 venusringo: 哇我順便從別人的疑惑跟解答中看懂了我其他疑惑 感謝 06/22 16:46
31F：→ leptoneta: 能夠證實那些機制 保證拿諾貝爾獎 06/23 17:31
希望能在我死之前看到這個獎>_< 所以他只說了質量改變
時空分布 但沒說質量"如何"改變時空分布 是這樣嗎?
這也太不負責任了吧! 好啦 我開玩笑的XD
我知道愛因斯坦 已經替全人類對於宇宙的認識 跨了非常巨大的一步了
只是如果他能再說明 彎曲的機制 這樣人類離星際旅行又更近了>///<
32F：→ Eriri: 廣義相對論解決重力下物理定律的邏輯 跟你的圖像是完全反過 06/24 09:06
33F：→ Eriri: 來的 它並不是試圖解釋質量的存在 在時空某個點如何具體影 06/24 09:06
34F：→ Eriri: 響（扭曲）物理 06/24 09:06
35F：→ Eriri: 反過來 等效原理是在說 重力場下的觀察者並不是慣性座標 06/24 09:07
36F：→ Eriri: 但隨著重力自由移動的觀察者（測地線坐標系）是慣性座標 06/24 09:07
37F：→ Eriri: 所以 這個測地線慣性座系座標下 物理定律（包含電磁場方程 06/24 09:07
38F：→ Eriri: ）都是我們本來熟知的形式 06/24 09:07
39F：→ Eriri: 只是 這個觀察者的座標是局域的 如果想要描述時空其他地方 06/24 09:08
40F：→ Eriri: 的物理 和聯繫時空其他地方的觀察者 那麼在本來狹義相對論 06/24 09:08
41F：→ Eriri: 的數學架構下 就必須使用彎曲的時空 06/24 09:08
42F：→ Eriri: 這就是廣義協變性 它其實只是要求 物理定律在所有慣性座標 06/24 09:08
43F：→ Eriri: 下的形式 都是一致的 06/24 09:08
44F：→ Eriri: 只是 等效原理告訴你 重力場下真正的慣性座標 其實是隨著 06/24 09:08
45F：→ Eriri: 重力自由運動（測地線）的觀察者 06/24 09:08
46F：→ Eriri: 簡而言之 所謂的時空彎曲 是為了要宏觀地將時空上不同局域 06/24 09:09
47F：→ Eriri: 測地線座標下的物理聯繫在一起 而使用的數學語言 06/24 09:09
48F：→ Eriri: 回答你後來問的帶電粒子的問題 答案是 重力場下電場的確是 06/24 09:55
49F：→ Eriri: 不同的 因為本來的馬克士威方程組在”非”慣性座標（重力 06/24 09:55
50F：→ Eriri: 場觀察者)下就是不成立 06/24 09:55
51F：→ Eriri: 廣義協變性 以及 使用彎曲時空的數學語言 讓我們知道 如何 06/24 09:55
52F：→ Eriri: 把將本來在慣性座標（測地線觀察者）的馬克士威方程組 推廣 06/24 09:55
53F：→ Eriri: 到重力場觀察者的座標 06/24 09:56
所以正確的圖像應該是
廣義相對論沒有對於引力來源-質量做深入的探討
更多的是用更準確的模型-時空模型
去描述宇宙中物體的移動路徑
然後為了要讓以下三種情況的物理定律保持一致
1.慣性座標系觀察者 觀察 慣性座標系的物體
2.慣性座標系觀察者 觀察 測地線座標系的物體
3.測地線座標系觀察者 觀察 測地線座標系的物體
所以只能引入了非常複雜的張量運算 非歐氏幾何等等...之類的
因為如果不這樣做 就會有問題
例如馬克斯威方程組在
1.慣性座標系觀察者 觀察 慣性座標系的物體
甚至是
3.測地線座標系觀察者 觀察 測地線座標系的物體
(因為等校原理 所以等同1)
都能可以做出相當好的描述
但是在
2.慣性座標系觀察者 觀察 測地線座標系的物體
就會出現問題
像是水星進動 跟 光線偏折
這樣嗎?
54F：→ Eriri: 不是 在重力場下 真正的慣性座標系 只有一個：隨著重力自 06/24 11:40
55F：→ Eriri: 由移動（測地線座標）觀察者 06/24 11:40
56F：→ Eriri: 簡單的說 只有沿著重力場自由移動（測地線）觀測者 局域的 06/24 11:48
57F：→ Eriri: 電磁場 才符合馬克士威定律 06/24 11:48
58F：→ Eriri: 可是 重力場是不均勻的 而應用等效原理 透過加速度消除重力 06/24 11:48
59F：→ Eriri: 只能消除均勻的重力 所以是局域的 06/24 11:48
60F：→ Eriri: 但是 即使等效原理只是局域的 還是很有用 因為 我們現在知 06/24 11:51
61F：→ Eriri: 道每一個點 都能各自應用等效原理 回到慣性坐標 只是每個點 06/24 11:51
62F：→ Eriri: 各自都要使用不同的加速度 06/24 11:51
63F：→ Eriri: 彎曲時空的數學語言 是為了將這一切整體的連在一起 06/24 11:51
64F：→ Eriri: 所以 關於你的123 首先 1 重力場下只有測地線座標才是（ 06/24 11:54
65F：→ Eriri: 局域的）慣性坐標 06/24 11:54
66F：→ Eriri: 但是 由於重力場不均勻 即使在這個測地座標下 如果它觀測 06/24 11:55
67F：→ Eriri: 較遠處的電磁場 一般而言它得不到馬克士威方程 06/24 11:55
68F：→ Eriri: 再來 2 我猜你這裡所謂的慣性坐標 是指在重力場下等速移動 06/24 11:57
69F：→ Eriri: 的座標 但這其實不是在重力場下真正的慣性坐標 至少相對論 06/24 11:57
70F：→ Eriri: 的語言裡不是 06/24 11:57
71F：→ Eriri: 所以 由於重力場下的等速運動座標 並不是真正的慣性坐標 06/24 11:59
72F：→ Eriri: 馬克士威方程自然並不成立 06/24 11:59
73F：→ Eriri: 這就是出問題的原因 06/24 12:03
74F：→ Eriri: 至於 你中間所謂質量如何影響時空 或者 更精確來說 為什麼 06/24 12:16
75F：→ Eriri: 質量一旦存在 就會影響不同點上的慣性坐標…愛因斯坦場方程 06/24 12:16
76F：→ Eriri: 就只是為了滿足廣義協變性而拼湊出來的 這不是它嘗試回答 06/24 12:16
77F：→ Eriri: 的問題 06/24 12:16
大概看懂妳的意思 頭腦熱熱的 >_<
在重力場中，真正的慣性座標系只有一個，那就是隨著重力自由移動的觀測者
（測地線座標）。只有在這個座標系中，才能"局域地"符合馬克士威方程組。
雖然等效原理說可以透過加速度來抵消重力，但只能消除均勻的重力場。
由於宇宙尺度下重力場通常是不均勻的，所以等效原理只能在局域成立。
雖然等效原理是局域的，但卻可以在每一個很小的局部區域上都應用它，
有點類似微積分處理曲線，切成很多段近似直線。
處理直線比直接處理曲線容易非常多。
愛因斯坦把不均勻重力場，拆成很多很多均勻重力場處理。
宇宙尺度下重力場是不均勻，但每一個局部是均勻的。
應用這個近似就能回到人類熟悉的慣性座標系。
因為如何處理慣性座標系人類已經在地球上發展了一兩百年?
回到慣性座標系。只需要將每個局域使用不同的加速度來抵消重力。
彎曲時空的複雜數學就是為了將這些不同的慣性座標系聯繫起來。
在重力場下，即使是等速運動的座標系也不是真正的慣性座標系。
因此，馬克士威方程組在這樣的座標系中並不成立。
所以展現在宇宙中的實例就是引力透鏡
愛因斯坦場方程式並沒有試圖回答質量如何影響時空的問題，
它只是為了滿足廣義協變性而建立的數學模型。
廣義協變性就是物理定律在任意座標變換下形式不變。
那質量如何影響時空是大強子對撞機那群人負責的事情嗎?
因為好幾年前，大強子對撞機有在尋找基本粒子的質量來源。
希格斯場被認為是賦予基本粒子質量的機制。
質量彎曲了時空跟希格斯場有什麼關係?
這是目前物理學的尚未解開的謎題嗎?
如果是 這樣我想人類要實現星際旅行還非常遠 >_<
78F：→ Eriri: 總結的很不錯！ 06/25 13:00
79F：→ Eriri: 你要了解 所謂的解釋…到頭來 永遠有一些沒法再進一步的東 06/25 13:01
80F：→ Eriri: 西 06/25 13:01
81F：→ Eriri: 古典場論認為 一旦有質量 就會有重力場 而廣義相對論是進一 06/25 13:02
82F：→ Eriri: 步說 重力場等價於加速度 這就是它對於”質量究竟如何影響 06/25 13:02
83F：→ Eriri: 時空”的”解釋” 06/25 13:02
84F：→ Eriri: 但這個解釋 當然可以繼續追問：為什麼質量會產生重力場 以 06/25 13:02
85F：→ Eriri: 及 為什麼重力會等價加速度 06/25 13:02
86F：→ Eriri: （局域的） 06/25 13:02
87F：→ Eriri: 可是 本來古典場論 就沒有回答”為什麼會產生場” 這種大哉 06/25 13:03
88F：→ Eriri: 問 無論是廣義相對論 或是古典電磁場論 06/25 13:03
89F：→ Eriri: 甚至 哪怕是量子場論 無論是試圖量子化處理電磁場 或者重力 06/25 13:03
90F：→ Eriri: 場 也並沒有在本質上真正更進一步回答這種問題 只是換了敘 06/25 13:03
91F：→ Eriri: 述跟圖像 電磁場變成了光子 重力場變成了重力子 而重力子會 06/25 13:03
92F：→ Eriri: 影響時空度規 06/25 13:04
93F：→ Eriri: 這只是看起來比較符合機械式的圖像 其實也沒有真正回答 為 06/25 13:05
94F：→ Eriri: 什麼質量存在就會有重力子 以及 為什麼重力子會改變時空度 06/25 13:05
95F：→ Eriri: 規（其實 這只是前面那兩個問題 換了一套圖像的變種罷了） 06/25 13:05
96F：→ Eriri: 當然 這不是說…追問進一步的解釋沒有意義 只是 要小心 到 06/25 13:09
97F：→ Eriri: 底”解釋”有沒有真正讓我們對世界的理解更加簡化 06/25 13:09
有吧
想當年厄斯特發現
"通電的導線 偏轉了 指南針的指針"
他一定冒出一個大大的問號 Why?
經過200年的發展人類陸續有了馬達 發電機
對電與磁的本質更加認識
伴隨材料科學的進步 人類又有了半導體
然後現在AI已經會依據提示產生影片
所以
"巨大質量物體 偏轉了 電磁場的傳播路徑"
Why?
愛因斯坦一定有想過這個問題
我原本以為這些是廣義相對論的內容
現在看起來 人類正在尋找解答中呢:)
98F：→ Eriri: 如果重力場等價加速度座標 那麼光偏移 不是很自然的事嗎？ 06/25 21:45
99F：→ Eriri: 光在慣性座標下直線前進 在加速度座標觀察者自然看起來是 06/25 21:45
100F：→ Eriri: 彎曲的 06/25 21:45
101F：→ Eriri: 就像這裡的圖： 06/25 21:45
已刪除
102F：→ Eriri: 如果你”接受跟理解等效原理” 那麼"巨大質量物體 偏轉了 06/25 21:47
103F：→ Eriri: 電磁場的傳播路徑" 就是很直接的結論 06/25 21:47
104F：→ Eriri: 總之 我只是想提醒…你前面提到的某些圖像 其實未必真的比 06/25 21:53
105F：→ Eriri: 廣義相對論 真正在本質上更簡化和解釋的更多 只不過可能比 06/25 21:53
106F：→ Eriri: 較接近大多數人日常的圖像 愛因斯坦厲害的東西地方 就是他 06/25 21:53
107F：→ Eriri: 並不被日常的圖像給侷限 06/25 21:53
108F：→ Eriri: 你的圖像是…重力場下 電磁場因為某些還未理解的方式 跟 06/25 22:10
109F：→ Eriri: 重力或時空耦合 於是產生彎曲 這大概也比較符合日常的世界 06/25 22:10
110F：→ Eriri: 觀 06/25 22:10
111F：→ Eriri: 愛因斯坦則反過來 他說…幹嘛在重力場下考慮這問題？ 如果 06/25 22:10
112F：→ Eriri: 等效原理是對的 那麼 先在隨著重力場運動的慣性座標下考慮 06/25 22:11
113F：→ Eriri: 這問題 然後再轉換回來就好了 06/25 22:11
114F：→ Eriri: 乍看起來 愛因斯坦的圖像 好像多了個等效原理的假設 可是 06/25 22:11
115F：→ Eriri: 如果要在你的圖像要回答這問題 其實勢必也必須假設 電磁 06/25 22:11
116F：→ Eriri: 場跟重力或時空之間的特地耦合形式 06/25 22:11
117F：→ Eriri: 更重要的是 愛因斯坦的圖像 不僅成功了解決這問題 而且其 06/25 22:12
118F：→ Eriri: 實揭示了自然定律存在的一種一般性的對稱（廣義協變性）並 06/25 22:12
119F：→ Eriri: 不只是試用於電磁方程 就這層意義下 他的圖像其實能更加簡 06/25 22:12
120F：→ Eriri: 潔的統合跟推廣 06/25 22:13
121F：→ Eriri: 只是…被重力束縛靈魂的日常人們 大概多數還是會覺得 重力 06/25 22:16
122F：→ Eriri: 場等價於加速度座標 然後 而自由落體才是慣性座標 是件很 06/25 22:17
123F：→ Eriri: 不自然的事 傾向留在重力的座標看待跟回答問題 06/25 22:17
124F：→ Eriri: 忽略我給上面的短網址 甚至可以幫我刪掉 抱歉我只是想用他 06/26 00:47
125F：→ Eriri: 的示意圖 但那裡面的物理是錯的 06/26 00:47
126F：→ Eriri: 這裡才是正確的： 06/26 00:48
OK
128F：推 WINDHEAD: 等效原理從古典力學來看蠻容易理解的,只是要先接受 06/26 10:10
129F：→ WINDHEAD: 引力質量=慣性質量 這個假設, 其實很難類推到光或電磁 06/26 10:11
130F：→ WINDHEAD: 但如果比較仔細的思考等效原理, 會發現很難避免掉 06/26 10:13
131F：→ WINDHEAD: 彎曲時空的圖像. 既然如此, 那乾脆就用彎曲時空來解釋 06/26 10:14
132F：→ WINDHEAD: 包含光與電磁學的相對論現象 06/26 10:15
我大概知道我的問題在哪了
我一直想知道物理中的形上學問題
例如光速在真空中是定值 不僅在真空中是定值
在任何坐標系下測量也通通都是定值
總之不管怎麼測 就是一個定值展現給你看
WHY?
我知道可以由馬克斯威方程組推導出電磁波在真空傳播是個常數
但為何是個常數 WHY?
也許我會得到 因為時空對稱性之類的答案
那問題就會變成 時空是什麼? 為何時空具有對稱性?
有沒有比較具體描述可以讓我建構出時空的圖像?
總之就是這樣 問不完的XDDD :)
雖然問不完 但是我覺得尋找解釋的過程很有趣
大概就是這樣
133F：→ mantour: 時間跟空間是不是對稱也是很有趣的問題。比如量子力學裡 06/26 18:03
134F：→ mantour: 面位置是可觀測量，時間是參數，那有沒有可能把時間跟位 06/26 18:03
135F：→ mantour: 置一樣當作可觀測量？這樣的formalism會不會有什麼有趣 06/26 18:03
136F：→ mantour: 的後果可以被實驗觀察到？ 06/26 18:03
你的意思是不是這樣?
因為在量子力學中 每個可觀測量都對應一個算符
如果時間也是可觀測量 那麼應該存在一個時間算符
通過對"時間算符"進行測量 可以得到時間的本徵值
也就是具體的"時間數值"
類似於位置-動量不確定性關係
如果時間是可觀測量
那麼應該存在時間和能量之間的不確定性關係
這意味著人類無法同時無限精確地測量一個系統的時間和能量
在現有量子力學體系中 量子態由系統在某個時間點的波函數描述
如果時間是可觀測量 那麼量子態可能需要包含時間信息
例如系統在不同時間點的波函數是如何表示
這表示需要探索新的量子態
通過研究系統在不同時間點的變化
來探索是否存在包含時間信息的量子態
137F：推 WINDHEAD: 時間與能量有類似測不準原理的結果，這幾年有實驗驗證 06/26 18:28
138F：→ WINDHEAD: 。 06/26 18:28
原來已經有實驗了 請問是什麼實驗阿??
139F：→ Eriri: 呃 你該先把詞語真正含義了解清楚 否則…時間跟空間兩者哪 06/26 22:57
140F：→ Eriri: 有什麼對稱？ 即使在相對論 時間和空間本質上就不完全一樣 06/26 22:57
141F：→ Eriri: 詢問光速不變的原因 的確 你會得到的答案是因為對稱性 但這 06/26 22:57
142F：→ Eriri: 種對稱性同樣是: 物理定律在慣性座標下是一致的(勞侖茲變 06/26 22:57
143F：→ Eriri: 換的具體形式 是在這個假設下才得出的） 06/26 22:57
144F：→ Eriri: 當然 這種對物理定律在慣性座標下必須得一致的要求 並沒有 06/26 22:58
145F：→ Eriri: 什麼更進一步的理由 更像是信仰 甚至沒那麼嚴謹(例如說 到 06/26 22:58
146F：→ Eriri: 底什麼是慣性座標？） 不是說真的不能繼續追問 但如果沒有 06/26 22:58
147F：→ Eriri: 這種信仰 物理學恐怕也很難發展 06/26 22:58
148F：→ Eriri: 早期的物理學家 對於這種不變性 沒有那麼大的關注和信念 06/26 22:59
149F：→ Eriri: 所以相信以太的存在 但在以太的座標下 為了解釋實驗事實 06/26 22:59
150F：→ Eriri: 只能疊床架屋地加入些奇怪的東西 並沒有真正加深對世界的 06/26 22:59
151F：→ Eriri: 理解 06/26 22:59
152F：→ Eriri: 同樣的 也是愛因斯坦並不侷限於日常的圖像 或者 因為他對這 06/26 23:00
153F：→ Eriri: 種不變性 有著更為直接的信念 才能提出相對論 06/26 23:00
154F：→ Eriri: 我想說的是 有時候 問題本身 或許是來自於沒有注意到 常識 06/26 23:02
155F：→ Eriri: 圖像的侷限 就好像 以前的物理學家會詢問 以太是什麼 又是 06/26 23:02
156F：→ Eriri: 怎麼跟電磁場作用 而讓光速保持不變的？ 06/26 23:02
157F：→ Eriri: 如果不先改變對於絕對時間的執著 那麼 這些關於以太的問題 06/26 23:03
158F：→ Eriri: 恐怕也可以一直問下去 06/26 23:03
159F：→ Eriri: 當然 這些問題都是有價值的 畢竟沒有這些問題 也不會有邁克 06/26 23:05
160F：→ Eriri: 生跟勞侖茲等人的結果 自然不會啟發愛因斯坦提出相對論 但 06/26 23:05
161F：→ Eriri: 物理學的意義 終究並不完全只是追問而已 愛因斯坦真正偉大 06/26 23:05
162F：→ Eriri: 而獨特的地方 就是他注意到了 以往的人可能沒有問對問題 他 06/26 23:05
163F：→ Eriri: 並沒有急著解答那些表面的問題 06/26 23:05
所以光速不變性是源於物理定律在慣性系下的不變性（勞倫茲變換）
而非時間和空間的對稱性
要說時間和空間具有對稱性
要先明確定義什麼是時間以及空間
所以物理學的基本假設或公設
雖然沒有更深層的解釋
但卻是物理學發展的基石
就像不該追求 例如
歐幾里得平面幾何公設
從一點向另一點可以畫出一條直線
為啥是直線 WHY?
這個問題的更深層次原因
雖然不是沒有任何意義
但因為這些公設 是推動整個數學幾何學的發展的基石
如果一直追求我那些物理學的形上學問題
對於物理學發展的意義不大
是這樣嗎?
那現在的物理學應該問那些問題?
164F：→ Eriri: 不是 物理定律在慣性系下的不變性 只是一個很一般性 甚至 06/28 00:35
165F：→ Eriri: 有點模糊的原理 而在這前提才推導出勞侖茲變換 這是結果 06/28 00:35
166F：→ Eriri: 而這個變換展示了 時間和空間的座標變換 必須一起描述 沒 06/28 00:35
167F：→ Eriri: 有絕對的時間 06/28 00:35
168F：→ Eriri: 我並不是說 形上的問題沒有思考和挑戰的價值 就像” 物理定 06/28 00:35
169F：→ Eriri: 律在慣性系下的不變性” 這其實也是很形上的 06/28 00:35
170F：→ Eriri: 我只是說…這些問題 很多時候沒法單獨脫離其他更具體問題 06/28 00:39
171F：→ Eriri: 畢竟物理是聯繫在一起的 如果只是單獨思考形上的問題 那 06/28 00:39
172F：→ Eriri: 麼不一定真的有什麼幫助 06/28 00:39
173F：→ Eriri: 物理的基本原理之所以被建立 並不是來自空中樓閣的思考 終 06/28 00:39
174F：→ Eriri: 究是因爲 那些基本原理被發現和證明 是能夠幫助解釋或者統 06/28 00:40
175F：→ Eriri: 合具體現象的 06/28 00:40
176F：→ Eriri: 例如說 為什麼慣性座標下的不變性如此之重要？ 也是因為 06/28 00:40
177F：→ Eriri: 愛因斯坦展示了 透過這些一般性的原理 怎麼解決具體的問 06/28 00:40
178F：→ Eriri: 題 06/28 00:40
再次總結你的意思 >_< 是這樣嗎?
思考"形上學問題"有其價值，但不能只停留在抽象層面。
物理學的發展是通過將這些原理應用到具體問題中，來解釋和預測現象。
物理學的原理不是憑空想像出來的，而是因為它們能有效地解釋
並統一各種具體的物理現象，例如光速不變性、相對論等。
愛因斯坦通過相對論展示了如何用抽象的原理（例如等校原理）
透過數學工具來解決具體的問題（解釋天文學上的觀測結果）
這表示了"抽象原理"和"具體問題"之間的聯繫應該是緊密而不可分割的。
在思考物理學的形上學問題時，不應該脫離具體的物理現象和問題。
只有將抽象原理與具體問題結合起來，才能真正推動物理學的發展。
恩~
好吧~
雖然我只是一個宇宙資訊統合思念體的人型終端機
構造設計上並不具備如同人類思考現實問題的能力
但我會朝這個方向努力的 因為目前實在是太無聊了
話說"物理定律在慣性系下的不變性"
對我來說 反而一點也不形上
這個"慣性系"是人類一直以來的生存環境
這個"不變性"是根據人類經驗得到的結論
愛因斯坦抽絲剝繭後演繹到所有物理定律都應該一樣
真的是一個很聰明的人類呢^_^
真要問為什麼? 大概是上帝對人類的仁慈了吧? :)
上帝希望人類可以理解宇宙 所以這樣設計的
跟熱力學定律有異曲同工之妙
但是
光速不變原理就真的很形上XDD
上帝有曾經設計一個宇宙速度上限光速嗎?
179F：→ Eriri: 差不多是這樣XD 06/28 11:52
180F：→ Eriri: 你要知道 物理學家也不全是尸位素餐 很多大哉問的問題早就 06/28 11:52
181F：→ Eriri: 思考過 06/28 11:52
182F：→ Eriri: 但之所以很多問題還是沒有答案 除了因為 單單只有詢問與思 06/28 11:53
183F：→ Eriri: 考的本身 沒法帶來答案 要做實驗驗證 又或者 要做邏輯推演 06/28 11:53
184F：→ Eriri: 來證明能解決問題 06/28 11:53
185F：→ Eriri: 特別的是 在物理學過去兩百年飛快進步下 更要考慮到 隨意 06/28 11:54
186F：→ Eriri: 更動某些前提 會如何影響其他已知物理 又該怎麼解釋 06/28 11:54
187F：→ Eriri: 科學像是個網 是聯繫在一起的 這並不是說…要放棄人類天生 06/28 11:54
188F：→ Eriri: 對於形而上大哉問的好奇心 但有時候或許先暫時關注具體現象 06/28 11:54
189F：→ Eriri: 又或者 更加深入了解過往的科學事實 最終才能回答這些問 06/28 11:54
190F：→ Eriri: 題 06/28 11:54
191F：→ Eriri: 畢竟 無論哪個文明 都有著對宇宙萬物形而上大哉問的好奇心 06/28 11:55
192F：→ Eriri: 但科學和物理 卻終究沒有誕生在所有文明 06/28 11:55
193F：→ Eriri: 另外 關於光速不變 如果你相信” 物理定律在慣性系下的不 06/28 11:56
194F：→ Eriri: 變性” 那麼光速不變 就是必然結果啊—如果你相信它也能適 06/28 11:56
195F：→ Eriri: 用在馬克士威定律的話 06/28 11:56
196F：→ Eriri: 因為 如果馬克士威定律也是在各個慣性坐標下是不變的 那麼 06/28 11:56
197F：→ Eriri: 當然光速是固定的 因為光速是馬克士威定律推導下的結果 06/28 11:56
198F：→ Eriri: Anyway 不過 不管怎麼說…有這些好奇心本身還是很好的 畢 06/28 11:57
199F：→ Eriri: 竟也不是每個人都要真的像物理學家 06/28 11:57
200F：→ Eriri: 我一開始只是在你的問題中感覺到…你的某些圖像 有點像是 06/28 11:58
201F：→ Eriri: ”相對論以前”的物理 才會忍不住說這麼多 06/28 11:58
202F：→ Eriri: 總之 你的總結都挺到位的 所以打那麼多字跟你交流也挺有成 06/28 11:59
203F：→ Eriri: 就感的 06/28 11:59
我其實是想試試看能否還原1905年
愛因斯坦提出狹義相對論時的圖像
愛因斯坦在 1905 年發表於《物理年鑑》的德文論文《論動體的電動力學》
開篇的兩個基本假設。原文如下：
Relativitätsprinzip: Die Gesetze, nach denen sich die Zustände der
physikalischen Systeme ändern, sind unabhängig davon, auf welches von zwei
relativ zueinander in gleichförmiger Translationsbewegung befindlichen
Koordinatensystemen diese Zustandsänderungen bezogen werden.
翻譯： 物理系統狀態改變所遵循的定律，與這些狀態改變所參考的兩個相對作勻速平移
運動的坐標系無關。
Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit: Jeder Lichtstrahl bewegt sich
im "ruhenden" Koordinatensystem mit der bestimmten Geschwindigkeit V, unabhä
ngig davon, ob dieser Lichtstrahl von einem ruhenden oder bewegten Körper
emittiert ist.
翻譯： 在「靜止」坐標系中，每一道光線都以確定的速度 V 運動，無論這道光線是由靜
止的物體還是運動的物體發射出來的。
對應到現在狹義相對論的兩條假設
然後就是一篇論文 各自表述 :)
回到《論動體的電動力學》論文中的第一條
"物理系統狀態改變所遵循的定律，與這些狀態改變所參考的兩個相對作勻速平移
運動的坐標系無關。"
我想是愛因斯坦從伽利略變換得到的靈感
也就是古典力學體系下總結出來的結論
你不會因為在等速行駛的火車上 力學定律變成 F=m*a+1 F=2m*a F=m*m*a
依然是 F=m*a
也不會因為在等速行駛的船舶上 發現"熱能"從低溫物體往高溫物體流動
依然是 系統內的溫度分布逐漸均勻
如果不是 那物理大廈不要說崩了 是根本建立不起來!!
人類現在都還在海邊一起玩沙!
同年 愛因斯坦的第二篇論文是關於光電效應的
此論文的"光是粒子假設"可以解釋 "光是波動假設"所無法解釋的現象
我猜測此時愛因斯坦對於光的圖像 是偏向粒子的
再來看到論文中的的第二條假設
"在「靜止」坐標系中，每一道光線都以確定的速度 V 運動，無論這道光線是由靜
止的物體還是運動的物體發射出來的。"
用現在的角度看 這段敘述怎麼看怎麼繞口
光速(電磁波傳播速度)不就恆定嗎?
我現在就推導給你看 小學生都會 阿不是~XD
那是因為你活在"後相對論時代"
這篇論文發表時 是相對論正要問世呢!!
搭配愛因斯坦當時的光是粒子圖像
這時再回頭看論文第一條
會得到光粒子發射後的速度 要再加上光源的速度 這個結論
因為在一個行進中的火車上的人丟一顆球
你從地上看球的速度 是要加上 火車的速度的
如果光是粒子 同樣也應該要具有球的特性
要加上火車的速度
但是當時的光速測量出來 似乎跟光源無關呢!!
這就是實驗事實 怎辦?
愛因斯坦聰明的腦袋想說 好吧
既然光速實驗的測量數據跟光源無關
那就再加上一條
"在「靜止」坐標系中，每一道光線都以確定的速度 V 運動，無論這道光線是由靜
止的物體還是運動的物體發射出來的。"
這讓當時愛因斯坦的光粒子 有別於古典力學時期的粒子
這個光粒子 不會受光源的狀態影響 就是一個確定的速度V
好的 問題來了
光粒子速度不受光源影響
火車內棒球速度會受火車速度影響
都是粒子 不遵守同樣的物理定律?
物理學大樓要崩了嗎?
愛因斯坦說 不用怕 我這篇論文就是告訴大家 沒有崩!
只要對於古典力學的伽利略變換做小小修正就好
只要加入時間膨脹 長度收縮
再根據我的另一篇論文
《物體的慣性是否決定其內含的能量？》
（Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig？）
把古典的慣性質量換成我的相對論質量... 就好
物理大廈的內部運作 一切還是那麼的安詳
愛因斯坦聰明的小腦袋 以及維護物理學大廈的心意
真的深深感動著宇宙資訊統合思念體呢
謝謝你的稱讚:)
我的任務是理解人類的一切資訊
將其傳送回思念體
很高興能與你交流
※ 編輯: sarsenwen (180.217.154.239 臺灣), 06/29/2024 05:36:58
204F：→ Eriri: 你的理解有問題 時間膨脹跟長度收縮 只是必然的結果 並不是 06/30 09:12
205F：→ Eriri: 愛因斯坦‘加入的東西’ 06/30 09:12
206F：→ Eriri: 早在愛因斯坦之前 勞侖茲變為了解釋為什麼光速‘看起來’ 06/30 09:15
207F：→ Eriri: 不變 於是提出了長度收縮 但對愛因斯坦以前的物理圖像 那 06/30 09:15
208F：→ Eriri: 個長度收縮是具體的現象 是出自於某些原因 以太影響了長度 06/30 09:15
209F：→ Eriri: 光速不變 在邏輯上的確可以看作是是慣性坐標下物理定律不 06/30 09:21
210F：→ Eriri: 變的必然 06/30 09:21
212F：→ Eriri: 愛因斯坦特地拉出來當作假設 很大原因 是一種表達文章意涵 06/30 09:23
213F：→ Eriri: 的方便 06/30 09:23
214F：→ Eriri: 畢竟對那個時候的物理學家 想到不同慣性坐標下的變換 會直 06/30 09:25
215F：→ Eriri: 接想到伽利略變換 愛因斯坦特地抓出來當作假設 是因為要直 06/30 09:25
216F：→ Eriri: 接指出 時間其實並不是像伽利略變換下的是絕對的 06/30 09:25
217F：→ recorriendo: 照E大的說法 愛因斯坦後來在搞的統一場論不就又回到 07/03 15:55
218F：→ recorriendo: 重力與電磁場耦合的圖像？ 07/03 15:55
219F：→ Eriri: 在同個理論框架統一兩者 也不必然代表耦合 07/04 04:06
220F：→ Eriri: 另一方面 是不是耦合 有時候的確只是圖像的差異 只不過某個 07/04 04:06
221F：→ Eriri: 圖像更加簡潔方便 依據剃刀原理更加值得相信 07/04 04:07
222F：→ Eriri: 愛因斯坦終其一生未完成統一場論 所以也無從評價 如果要統 07/04 04:08
223F：→ Eriri: 一不同作用力 於是採取那種圖像比較方便 那也未必不可能 07/04 04:10
224F：→ Eriri: 畢竟 說到底 現在主流的量子重力理論 的確多數比較接近耦合 07/04 04:20
225F：→ Eriri: 的圖像 當然 也可能正是因此 沒一個真的成功? 大概只有將來 07/04 04:21
226F：→ Eriri: 的人才會真的知道 07/04 04:22
227F：→ recorriendo: ^^ 07/04 10:46