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1 # 檸檬草的芬芳
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2 # 火星一號
在低速情況下,不是洛倫茲變換滿足伽利略變換,而是伽利略變換是洛倫茲變換的近似。由於伽利略變換的形式更為簡潔,並且在低速情況下非常接近於洛倫茲變換,所以我們在日常生活中使用伽利略變換就足夠了。而在高速運動的情況下,不能用伽利略變換,只能用洛倫茲變換。伽利略變換具有侷限性,只能在低速情況下使用。舉個例子,在一列速度為30 m/s的火車上,有一個人以5 m/s的速度朝著火車前進的方向上奔跑。如果根據伽利略變換,奔跑者相對於地面的速度為:
w=u+v=30+5=35 m/s
如果根據洛倫茲變換,奔跑者相對於地面的速度為:
w=(u+v)/(1+u·v/c^2)=(30+5)/(1+30·5/299792458^2)≈34.99999999999994 m/s(其中c表示真空中的光速)
在這種情況下,伽利略變換的計算結果只比洛倫茲變換大了0.00000000000017%,誤差小到可以完全忽略不計。當u、v<<c時,1+uv/c^2→1,從而洛倫茲變換可以退化為伽利略變換。但如果u或者v接近光速時,只能使用洛倫茲變換。
根據麥克斯韋的電磁場理論,可以推匯出光在真空中的傳播速度公式:
其中ε0和μ0均為電磁學常數。這就意味著真空中的光速與參照系無關,顯然與伽利略變換存在矛盾。根據伽利略變換,如果一輛速度為v的汽車開啟前照燈,那麼,地面上的觀察者會測得汽車燈光的速度為c+v。但事實上,地面上的觀察者測得汽車燈光的速度仍然為c。根據洛倫茲變換,可以得到w=(c+v)/(1+c·v/c^2)=c。因此,對於所有參照系中的觀察者而言,他們測得的真空光速都是相同的,這就是光速不變原理。後來,著名的邁克爾遜-莫雷實驗證實了這一結論。根據伽利略變換,沿著地球公轉方向運動的光和垂直於該方向運動的光將會存在速度差,但實驗發現兩者的速度沒有任何的區別。正是由於理論和實驗的證實,愛因斯坦才會把光速不變原理作為狹義相對論的一大基本前提。
回覆列表
光速不變,無法向量疊加導致了狹義相對論諸多公式的成型。
根據相對論速度疊加公式:物質真實速度比牛頓速度疊加公式要略小。如以光速測量,火車(速度u)上人(相對火車遠離速度v)遠離地面上的人的速度略小於v+u 由相對論速度疊加公式計算知,實際超過光速的物體在地面人以光速為工具測量出來為光速。即真實速度可超光速,但測量出來仍是光速。相對論速度的扭曲性:真實速度2c測量出是c,真實速度3c測量出仍是c。這個時候只能說真實速度已差異,而測量結果沒變,那麼只能修改測量結果。實際,測量的扭曲性在於關聯了光速,由於光速不變的特殊性,不可向量疊加的扭曲性決定了不能以光速為參照去計算時間,速度等。非要以光速去測量時間與速度,勢必是扭曲的計算公式。而以非光速去測量時間與速度,一切便迴歸正常,同時性也會迴歸正常。
大多是這類說法:牛頓力學是相對論的一個低光速特殊解。其實更合適的應該是反向說:狹義相對論實際是牛頓力學關聯光速的特殊解。由於光速不可向量疊加,違了牛頓力學,那麼,對力學量的測量便分為了兩類,若選擇以光速進行測量,便使用相對論公式,若選擇以非光速進行測量,便使用牛頓力學公式。為什麼愛因斯坦公式是對的?它是由牛頓力學及光速各向同性大小不變的特殊性純數學推理出來的,相對論的正確恰好反證了牛頓力學的正確性及反證了光速的違背常理。總的來講,實際相對論是牛頓力學在光速參與下的一個分支解。在光速參與下去驗證由數學推理而來的相對論,自然滿足相對論的各種光速在其中的公式了。但如果不用光速測量,才是更接近現實的力學值。
從微觀角度來看,絕對時間變慢——就是微觀粒子的運動(半衰期)變慢;相對時間變慢——就是微觀粒子的運動(半衰期)並沒有變慢,但在不同參考系觀測下,相對變慢。(相對時間變慢會產生現象:以我對你壽命100年的瞭解,從我的時鐘測量,100到了你應該死亡,但你還活著)
無測量,不相對,一切都是測量惹的禍。
真實本身是沒有改變的。 本身鐘慢尺縮只存在於數學的洛倫茲變換,只為解決以太問題,由於公式異常畸變,從誕生之始便被強行勒令不能具有物理意義。狹義相對論則將其數學結論連同光速不變應用於物理現實。幾代人對狹義相對論爭論不休的原因在於鐘慢尺縮等等公式本身引起的畸變,與物理現實難相容性。牛頓力學通俗易懂,量的相關與不相關與感覺深度契合,受滋養多年,思維根深蒂固,故難以自破。狹相與感覺所背,短時研究不究其本,自然眾多懷疑了。
雙生子佯謬:設定人半衰期100年,過時必亡。100年過去了歸來時,按照設定,大家應該一起剛好衰亡。但實際是你看我年輕了10歲,我看你也年輕了10歲,都為90歲。為什麼?狹義相對論的時間膨脹是相對的,是測量值,不是真實值。即真實是大家都過了90年,但各自測量對方的時間是100年。光是傳遞資訊的媒介,傳遞需要時間,真實時間會略小於測量時間。這就是鐘慢效應。也叫時間膨脹。即鐘慢效應(覺得對方時間過得比較慢)的本質是時間膨脹(其實是自己的時間過快了)。
一切狹義相對論推論的源頭在於光速的不可被向量疊加性。
聲速都可被疊加,光速為何不能被疊加?光子靜質量為0,出生時相當於懸停於光源處,無質量不互動,不能被繼承速度;光子內性仍未被完全參透,粒子性波動性的內部機理細節不清;想要去繼承光源的速度,其過程應該有一個微觀粒子接連傳遞的作用,內部是一整套的傳遞機理;人在火車上為何能繼承火車的速度?因為有摩擦力作為紐帶。而力的作用的條件是雙方都必須有靜質量;光源發出了繼承我速度的邀請,是一個一對多的廣播,但由於光子沒有靜質量,與光源沒有力的紐帶,因而繼承鏈斷裂了,想繼承也繼承不了;光速不變的內部機理的含糊不清,實際上也是力作用的內部傳導的細節不清,力是宏觀的,內部傳導是微觀的,傳導系統應是一個混沌系統,只有量子力學在深度剖析後,去機率化後才能還微觀粒子一個確定的世界。
個人總結的《弦論》十維時空的逐維推導,並附帶時空穿梭指南(只具數學意義): http://note.youdao.com/noteshare?id=0706e04c339ba02e3e4e3c336dc2c773