有人说相对论神秘,并见之于一些大学生,这说明什么呢?这说明人们对相对论有一
种盲目的崇拜。
看透了一些其本问题,其实很简单,可以说是,狭义相对论 -- 清清楚楚明明白白。
下面先看看狭义相对论。
研究对象和理论范围:
狭义相对论 (Special Relativity,SR)研究二个相对高速运动惯性系中物体的运
动效应以及相关的动力学规律。
爱因斯坦如是说:
1、物理体系的状态据以变化的定律,同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是
两个在互相匀速移动着的坐标系中的哪一个并无关系(相对性原理)。
2、任何光线在静止的坐标系中都是以确定的速度c运动着,不管这道光线是由静止
的还是运动的物体发射出来的(光速不变原理)。
从上面几点可以看出:SR只是研究的某个局部(二惯性系)的某种特殊情形(相
对高速运动)的物理理论。因此,这就排除了许多不必要的争论。
例如:
1、对整体时间,空间或时空的定义(公设)都不必争论了,SR只是取其中的一个
局部而已;整体时空是相对的也好,还是绝对的也罢,与SR无关。
2、相对低速运动也没有必要去争论了,因为不在研究对象和理论范围内。等等。
再来简单说说与相对论有关的几个最根本问题。
1、什么是相对运动?
单个观测者(参考系),是无法获知自己的运动状态的,只有与其他物体或观测者
进行相互比较才能获得各自的运动状态,因此,这些运动状态都具有相对性。
2、不同的观测者(参考系)为什么地位平等,有什么更深的含义?
因为不同的观测者(参考系)的运动状态都具有相对性,所以,客观世界根本不存
在具有特殊地位的观测者(参考系)。
在经典物理的理论中,总存在一个具有特殊地位的参考系(其实不应该叫“绝对参
考系”),参考系内所有状态信息的获取不依赖于任何观测者。观测者根本不用考
虑那些状态信息是怎么得来的,只要用那些状态信息数据就行。也就是说,“观测”
本身对经典物理中的物理描述不会产生任何影响。
在相对论中,因为参考系地位平等,而运动状态又是相对的,必须通过观测才能进
行物理描述。因此,“观测”本身无法与物理描述分割开来,“观测”本身会对物
理描述产生影响。。相应的也就会引入“观测者”和“观测事件”。
上面的第一和第二点说明了SR中的所有结论都只是相对地有效,任何其它第三者
无法鉴别它们中的那一个是正确的,因为没有绝对的判断标准可用,所以,对“时
慢”和“尺缩”的有效性判断也是只限于二系的相对观点,没有绝对性可言,更没
有必要去判断真假。
最早反对相对论的人,质疑过相对论引入了“观测”这个潜在因素,认为这含有唯
心思想(我想现在可能还有不少人会这么认为)。其实,观测方法和观测工具本来
就是人们研究客观世界的手段。所以应该说,相对论比经典物理理论更能够真实的
反映客观世界。强调观测者(参考系)地位平等,既维护了物理定律的不变性又拓
展了物理定律的普适性。
虽然都知道运动是相对的,但有太多“维相”或“反相”的人都不能从根本上理解
相对性原理的深刻含义。
3、怎样获得运动状态信息?有什么更深的含义?
前面说了,观测者(参考系)的运动状态都是相对的,为了获得运动状态信息,必
须得采用一些观测方法、观测工具和相应的数学工具。
不同观测者(参考系)是平等的,为了让物理定律在不同的参考系表现形式等价,
就必须采用相同的观测方法、观测工具和相应的数学工具。
采用相同的观测方法和数学工具相等是很容易的。但是,在不同观测者(参考系)
都采用相等的观测工具却很难(必须不受自身运动状态的影响才行)。我们现在都
种盲目的崇拜。
看透了一些其本问题,其实很简单,可以说是,狭义相对论 -- 清清楚楚明明白白。
下面先看看狭义相对论。
研究对象和理论范围:
狭义相对论 (Special Relativity,SR)研究二个相对高速运动惯性系中物体的运
动效应以及相关的动力学规律。
爱因斯坦如是说:
1、物理体系的状态据以变化的定律,同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是
两个在互相匀速移动着的坐标系中的哪一个并无关系(相对性原理)。
2、任何光线在静止的坐标系中都是以确定的速度c运动着,不管这道光线是由静止
的还是运动的物体发射出来的(光速不变原理)。
从上面几点可以看出:SR只是研究的某个局部(二惯性系)的某种特殊情形(相
对高速运动)的物理理论。因此,这就排除了许多不必要的争论。
例如:
1、对整体时间,空间或时空的定义(公设)都不必争论了,SR只是取其中的一个
局部而已;整体时空是相对的也好,还是绝对的也罢,与SR无关。
2、相对低速运动也没有必要去争论了,因为不在研究对象和理论范围内。等等。
再来简单说说与相对论有关的几个最根本问题。
1、什么是相对运动?
单个观测者(参考系),是无法获知自己的运动状态的,只有与其他物体或观测者
进行相互比较才能获得各自的运动状态,因此,这些运动状态都具有相对性。
2、不同的观测者(参考系)为什么地位平等,有什么更深的含义?
因为不同的观测者(参考系)的运动状态都具有相对性,所以,客观世界根本不存
在具有特殊地位的观测者(参考系)。
在经典物理的理论中,总存在一个具有特殊地位的参考系(其实不应该叫“绝对参
考系”),参考系内所有状态信息的获取不依赖于任何观测者。观测者根本不用考
虑那些状态信息是怎么得来的,只要用那些状态信息数据就行。也就是说,“观测”
本身对经典物理中的物理描述不会产生任何影响。
在相对论中,因为参考系地位平等,而运动状态又是相对的,必须通过观测才能进
行物理描述。因此,“观测”本身无法与物理描述分割开来,“观测”本身会对物
理描述产生影响。。相应的也就会引入“观测者”和“观测事件”。
上面的第一和第二点说明了SR中的所有结论都只是相对地有效,任何其它第三者
无法鉴别它们中的那一个是正确的,因为没有绝对的判断标准可用,所以,对“时
慢”和“尺缩”的有效性判断也是只限于二系的相对观点,没有绝对性可言,更没
有必要去判断真假。
最早反对相对论的人,质疑过相对论引入了“观测”这个潜在因素,认为这含有唯
心思想(我想现在可能还有不少人会这么认为)。其实,观测方法和观测工具本来
就是人们研究客观世界的手段。所以应该说,相对论比经典物理理论更能够真实的
反映客观世界。强调观测者(参考系)地位平等,既维护了物理定律的不变性又拓
展了物理定律的普适性。
虽然都知道运动是相对的,但有太多“维相”或“反相”的人都不能从根本上理解
相对性原理的深刻含义。
3、怎样获得运动状态信息?有什么更深的含义?
前面说了,观测者(参考系)的运动状态都是相对的,为了获得运动状态信息,必
须得采用一些观测方法、观测工具和相应的数学工具。
不同观测者(参考系)是平等的,为了让物理定律在不同的参考系表现形式等价,
就必须采用相同的观测方法、观测工具和相应的数学工具。
采用相同的观测方法和数学工具相等是很容易的。但是,在不同观测者(参考系)
都采用相等的观测工具却很难(必须不受自身运动状态的影响才行)。我们现在都