化学问题 请从更深的层次分析 教科书上的推理我认为不严谨与严密 没有严密的推导过程

层次分析法AHP中C.I.
,R.I.两指标的具体公式推导不需要如CI=(lamda-n)/(n-1)这样的结果,我希望看到这个公式如何推出来的.3Q~谢谢你的回答,不过我想你搞错了,我需要CI RI本身的推导过程,而不是如何运用到AHP的近似算法(方根法)中。CI=(lamda-n)/(n-1);RI=[0 0 0.52 0.89 1.12 1.26 1.36 1.41 1.46 1.49 1.52 1.54 1.56 1.58 1.59是这2个数的推导形成过程。
时夏XA44EZ
C.I=λmax-n/(n-1)λ=∑(AW/Wi)/n=∑[∑(aijWj)/Wi]/n前两个∑是i=1到n,后一个∑是j=1到n.上式中的ij均为下标,在网页中我不知道怎么打出来,不好意思.
R.I是平均随机一致性指标.具体怎么计算的不清楚,应该是一个指标,别人统计出来了自己用就可以了呗!
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%求特征值和特征向量 [lamda...
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南充市高2010级“三诊”理综化学试卷分析
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你可能喜欢感觉《时间的形状》里面有逻辑错误的思维实验,当然更有可能是我的思维不够严谨,求帮忙~~~ | 万物至理小组 | 果壳网 科技有意思
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求高手解惑啊~~~~~~~
这几天在看《时间的性状》,还没看完就觉得里面有些东西不对劲,就急不可待的想拿出来跟大家分享一下,希望各位高手帮帮忙,解除我的疑惑。
首先,说一下文中关于光速不变的一个思维实验,简略如下:“假设你以光速运行,而这时你旁边有一束光,你应该不可能观察到一个虽然在震荡但是不会交替感应下去的电磁场,所以说,你感觉到的光速仍然是c,所以说光速不变”(这里我就在想,真空中应该看不到光吧,不过既然这是思维实验的话,就不用去看光想就行了)。光速不变是不是应该这样理解:光速相对于任何参考系都是不变的,也就是说我们在任何参考系里观察光,光速都是c,不会被叠加。(应该不包括方向吧,因为光可以走曲线,但是如果这样说的话,如果要改变方向即必须叠加一个非光速方向上的速度,这又怎么解释呢???)
在本书“时间会膨胀”章节中,运用宇宙飞船上的光子钟(就是光子在两个相距15cm的平板之间来回的震荡,假定光速不变,也就是光子来回弹一次所需时间是10亿分之一秒),将光子钟水平放置(平板跟飞船飞行方向平行),然后飞船以超高速运行,书上说“那么我将会看到你手上那个光子钟里面的光子走过的是一条斜线,这是显而易见的,如果光子飞过的路径在我眼里不是斜线的话,光子必定飞到光子钟外面去了”。在这里,我想问的是:为什么光子飞不到外面去呢???如果光子换成小球的话,小球肯定不会飞到外面去,因为小球符合我们的伽利略变换,它有一个水平方向上的叠加速度,所以小球始终在平板之间震荡;但是,,,我们讨论的是不变的“光”啊!它为什么也跟一个宏观物体一样能在平板之间来回运动呢???我们一方面假设光速不变不可被叠加,一方面又假设光速被叠加了一个水平速度(只有这样光子才不会飞出去),这不是自相矛盾么???而且,这个自相矛盾的思维实验竟然推出了一个正确的(目前我们是这样认为的)公式:t‘=γt。这是为什么呢???
而且就算这个思维实验没有假设方面的错误,那么如果我们让平板跟飞船的运动方向垂直,那样的话我们观察到的光子的运动路程岂不是比它实际的路程要短,也即意味着飞船上的时间要比正常的时间要快!这又是怎么回事???
还有,假设我们乘坐飞船出发,我们假设一个极端的情况,那就是船速等于c,那么根据t‘=γt,那么飞船相对于地球上的人来说时间静止,这个怎么理解呢?是我们观察到到的离我们远去的飞船永远的停留在那一刻了么?那是不是因为,由于我们跟光速等同,所以船上反射回来的光线永远也到达不了我们的眼中,也即我们永远观察不到离我们远去的飞船,这并不能说明飞船上的时间相对于我们来说静止了,只是我们观察到的永远只是飞船离去的那一刻的影像而已,时间还是照常流逝,仅仅是因为我们用光来观察跟光速近似的物体这本身就会产生很大的误差,如果可以的话,我们可以用一种超光速的东西来观察的话,我们照常可以看到飞行中的宇宙飞船。
在探讨广义相对论的时候,在研究光线在引力场中的改变时,是将光线类比于一个小球,还是之前那句话:不是说光速不变光速不可叠加吗!!!!!!怎么又将光跟可以用速度叠加来解释地面上观察为曲线运动的小球来进行类比呢(就是书中在自由下落电梯中扔小球和发射光线那个实验)???
求高手解答!!!!!!
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“真空中应该看不到光吧”。显然光可以在真空中传播,所谓的光速也是真空光速,而非介质中的光速。真空中的光只有在引力作用下才会走曲线,而狭义相对论不讨论引力。关于光速不变。简单说,任何惯性参考系中光速的大小均为c,是个常数。但是同一束光在不同参考系中所走的路径不同也没什么奇怪的(如同小球),光速不变原理并不否定这一点,并无矛盾。任何一个物体的速度在不同参考系下当然都可能变,只不过对于光来说,其速度大小始终是c,如果你知道相对论速度变换公式的话,一算便知(我算过,不会错的~~)。把光子钟的平板竖过来。“我们观察到的光子的运动路程岂不是比它实际的路程要短”。首先,并没有“实际路程”这个概念,任何参考系中观察到的路程都是“实际”的,但因为空间的相对性,不同参考系观察到的路程不同。事实是,在飞船外的观察者所看到的光子运动距离比飞船内观察者看到的光子运动距离长,因此飞船内观察到光子两次到达镜面之间的时间间隔比飞船外的短。但是要是把光子钟放到飞船外面,结论就刚好相反了。这是必然的,因为运动与静止是相对的,你相对于飞船运动和飞船相对于你逆向运动其实是一回事。你可以认为飞船运动,船外人静止,也可以反过来看。老爱提出相对论的一个目的就是否定存在一个绝对静止的参考系(以太)。因此在不同惯性参考系间的时间是相对的,但也是“对等的”,即你不可能从时间的任何效应上判断出到底是谁在绝对的运动或静止。记住,在没有严格的条件限定下要想比较不同参考系间的时间/空间/速度等等往往是徒劳的。那么所谓“时间变慢”指什么呢?1、狭义相对论中,若在某一参考系中在同一位置先后发生两个事件,那么这两个事件在相对于本参考系运动速度越快的参考系中其时间间隔越长。2、广义相对论中,非惯性参考系(或存在引力参考系)中时间变慢(可能不严谨,没学过广义相对论)。飞船达到光速。首先相对论说任何实物粒子不能达到光速。如果飞船达到光速,在地球上看来那上面的时间确实停止了,不过反过来,飞船上的人看地球上的时间也停止了。因为运动静止是相对的,任何参考系是对等的。讨论中的观察者可以瞬间精确测定一个物体的空间位置,瞬间精确测定某个事件发生的时间,所以是个理想的观察者,不依赖光来观察,所以并不是光到达不了的问题。再说你也可以停在飞船飞过的路径边上,垂直于飞行方向光仍然可以出来,但是观察到的结果仍然应该符合相对论。广义相对论没学过,我也不是很懂。据我所知是假设引力等效一个加速度,垂直于光束方向的加速度会导致光看起来弯曲,所以引力亦然,说明光也受引力影响。如前所说,光的路径在不同参考系中有所不同是正常的。好吧,看科普的一个坏处是它让你感觉看完科普你就懂相对论/量子论/宇宙学等等了,但其实不是。所以你思考这些问题的前提是“你还不懂相对论”,所以有时候有些问题不明白不理解的最可能原因是你还不懂,而非相对论错了。想问题的时候要牢记这一点,避免民科化(最讨厌民科了╭(╯^╰)╮)。。。
哦~~~~~刚才看了广义相对论的一些知识,我才明白不仅如你所说“任何惯性参考系中光速的大小均为c,是个常数。”正确的是“光在任何参考系中的光速都是不变的”,而且这仅仅是相对论的一个基本公设而已,MM实验并没有证实光速不变,它仅仅证实了光的传播介质以太不存在(这也是我百度知道的结果,不知道权威不权威),而广义相对论里面所讲的光线发生了弯曲,并不像思维实验里面讲的那样,它弯曲的本质如果按照广义相对论来说其实是强大的引力场使空间发生了扭曲,这样就避免了一方面给光线的垂直方向上叠加了一个速度,一方面又拒绝在它的前进方向上叠加速度的尴尬(思维实验类比于小球就出现了这样的尴尬,这里我就在想老爱会不会当时也发现了这样的尴尬而引入了时空扭曲这样的概念呢?)
光线的弯曲已经被实际观测到了。现在,我就在想光的本质是什么呢?如果仅仅是电磁波的话,那样光线的弯曲实在不能用引力像吸引宏观物体那样的解释使光线发生了弯曲,因为电磁波本身不是一种实在的物体,所以不会被引力场所吸引;而事实证明光是波粒二象性的话就不一样了,那样的话就关于引力场使光线弯曲就有了两种解释了:一是正常的引力效应;二就是引力场导致空间的弯曲。在这一点上,老爱当时在思考光速不变的情况下是按照光是电磁波来考虑的(参见《时间的形状》),而老爱之后由光电效应而的出了光的粒子性,这之间老爱有没有想到什么呢?
当年老爱运用相对论而提出的星光实验进而完美预测和证实了水星的进动现象,该试验应该仅仅证实了光线发生了弯曲(“光速不变”前提下,只有可能是空间发生了弯曲),而没有证明时空发生了扭曲——这样导致的结果就是:并不能证明是引力场效应直接导致光线扭曲还是引力导致时空扭曲进而导致光线扭曲。我们可不可以这样说呢:目前我们没有真正搞懂光线的本质,所以不能真正计算出强大引力情况下它的行进曲线(如果不用时空弯曲的概念的话)。
你的解释中“事实是,在飞船外的观察者所看到的光子运动距离比飞船内观察者看到的光子运动距离长,因此飞船内观察到光子两次到达镜面之间的时间间隔比飞船外的短。”这句话不太懂,能不能给点儿详细的解释?
还用,在一个加速度参考系中光线是可以扭曲的,因为时空的扭曲。但是怎么解释在“太空船光子钟”实验中,光子的运行呢?这当中它明明是被叠加了一个横向的速度啊?这怎么解释?
希望,能给我的每一个问题都给出一个详细的解释~~~
补充,俺绝对不属于民科,俺只是好奇罢了~~~
的话:补充,俺绝对不属于民科,俺只是好奇罢了~~~迈克尔逊-莫雷实验确实证实了光速不变。百度百科第一句就是。广义相对论虽然在科普书里看过,但是没学过,不懂。这学期期中之后才会上一个简单的相对论和引力的专业选修课。为了那时候不鄙视现在的自己,我还是不对广义相对论说什么了。你说的关于广义相对论的内容有些已经比较细节了,如果你没学过广义相对论的话,我可以比较肯定的说:恭喜你,骚年,你想多了。。。说那个平板竖过来的光子钟。在飞船上,光在板间来回一次的距离就是板间距的两倍;在飞船外静止的人看来,光在板间传播的同时光子钟在随飞船在前进,光来回一次的距离比板间距的两倍要长(这应该不复杂吧)。因此飞船内观察的光来回一次的时间比飞船外观察的要短。当然我还说如果把光子钟放在飞船外面不随飞船前进的话,结论就刚好相反了。书里的原版光子钟实验。你可以这么想,光子其实原本就有一个横向速度,只不过飞船的速度恰好与其相等,使得飞船里的人看起来光就在两板间反射。这就不奇怪了。事实上速度随参考系变化很正常,只要光速大小c不变就行了。
光子其实原本就有一个横向速度???这个怎么解释?那你的意思是如果飞船不动的话,光子就没有横向速度了,那就意味着光子的横向速度是由于飞船的运动产生的???这个讲不通吧?关于MM实验能不能证实光速不变,这一点我确实不知道,因为我对相对论的理解也仅仅是考高中时教科书上的解释和《上帝掷骰子吗?》和《时间的形状》这两本书获得的。据我所知,目前能用实验证明(并不是公式推导)光速不变这个公设的是不是只有MM实验呃?这个真不知道。另外之前曾经看过TED里面的一个演讲,那个印度学者用超高速摄影机拍摄下了一束光通过可乐瓶的路径之后,然后放满播放速度,就可以看到光是逐渐照亮整个瓶子的。我在想:既然能看到光的这种前进,那说光速不变总归感觉不太对劲,呃……也仅仅感觉是这样,毫无任何依据。可能我老是觉得“光速不变”这个公设不太舒服吧,还有用点儿非理性的话来说,那就是老爱不是说万物之理是简洁的吗?那他假设一个光速不变搞的这个世界怎么就变得这么复杂呢?“在飞船外静止的人看来,光在板间传播的同时光子钟在随飞船在前进,光来回一次的距离比板间距的两倍要长”我觉得应该是短!因为你想:既然不像小球一样跟随飞船一起向前运动,那么如果光子不动(飞船速度不会被叠加到光子身上),飞船向前前进,光子不就省了一些运动路程了么?总之,我的疑惑就是,为什么光子被叠加了一个飞船前进的速度呢?
另外,我不同意你说的“广义相对论虽然在科普书里看过,但是没学过,不懂。这学期期中之后才会上一个简单的相对论和引力的专业选修课。为了那时候不鄙视现在的自己,我还是不对广义相对论说什么了。”我觉得如果你是这方面专业的话,特别是面对这种目前远远没有完善的现代物理学领域,我觉得你应该在真正学到它之前,就去思考它,最好把你的思考记录下来,这样的话你以后真正学到这方面的知识的时候你可以对比一下你之前的想法有哪里不对,做出一些对比,这样才能有所发现有所突破。特别是对于相对论这种神神秘秘的东西(至少我是这么觉得的),如果你在接触它之前不深入的思考它的话,在你学到它的时候很容易被它牵着鼻子走,那样的话就更不用谈有所突破有所创新了。我觉得在真正接触专业知识之前通过史话类的科普读物来了解它的好处就是,可以让你循着当年老爱的疑惑去思考,当你想到跟老爱不一致的地方的时候,我会很深入的去想是什么原因,当你学到专业知识的时候我觉得你真正有所发现也说不定。当然,以上纯属我个人观点~~~
“那你的意思是如果飞船不动的话,光子就没有横向速度了。”我是说飞船不动的话光子还是有横向速度。这个横向速度是光子本身就有的,与飞船运动无关。只不过飞船运动速度恰好与光子横向速度相等,于是飞船里看上去光子没有横向速度,光在板间来回反射。“目前能用实验证明(并不是公式推导)光速不变这个公设的是不是只有MM实验呃?”什么叫“实验证明(并不是公式推导)”?绝大多数实验结果一般都要通过一些理论推导才能证实或证伪理论。即使简单的测个速度也要有距离比上时间这一步运算,这算不算“公式推导”?迈克尔逊-莫雷实验用干涉条纹偏移测量光速差值,推导过程虽然不难但也不是一两句话就说得清的,这算不算“公式推导”?通过光速不变假设推导出的洛伦兹变换公式显示了时空的相对性,这在很多粒子实验中得到精确验证,因而也验证了光速不变的假设,这又算不算“公式推导”呢?“老爱不是说万物之理是简洁的吗?那他假设一个光速不变搞的这个世界怎么就变得这么复杂呢?”学了狭义相对论你就会知道这其实很简洁,一切结论都可以从两条假设严格推出,整个理论完美自洽,无懈可击。重要的是它统一了经典力学与电磁学之间尖锐的矛盾,这其实是狭义相对论的主要目的。经典力学与电磁学这两个曾经与实验完美相符的理论其实是互不相容的,狭义相对论用了两条假设就解决了,而洛伦兹则用了11条假设。更不用说用上高等数学工具之后可以用极其简洁的形式统一描述时空,使电动力学成为一个完整的理论体系。“如果光子不动,飞船向前前进,光子不就省了一些运动路程了么……为什么光子被叠加了一个飞船前进的速度呢?”光子咋能不动呢?光速不变,光子在任何情况下任何参考系中都必须以光速c运动。光子在两板间来回,必然有与飞船同向和逆向而行两个过程。同向而行,光子以光速追赶前面的板;逆向而行,光子以光速迎面撞向后面的板。二者所行距离之和大于板间距离的两倍(这真的不复杂吧。。。)。光子始终是光速,从来没有叠加飞船的速度啊。。。我觉得学这个专业话,这种东西最好还是边学边思考。不是说学到之前不能想,但是这些想法都不能当真,因为你没有一个思考推理的基础,没有一个起点。简单的说,你没法思考(遐想不能算是思考)。除非你有足够的基础知识和牛逼的智商(而大多数人两样都没有),尝试重新推出某个理论(不过又太浪费时间了)。我觉得现在的很多科普把理论物理神秘化了,而科学是最不应该神秘化的东西。科学需要的是脚踏实地的思考,实事求是符合逻辑的推理。当你真正学习了那些物理理论的时候,你会发现每一步的推理都是那么普通,那么正常,毫无神秘之处,或许整个推理的过程很长步骤很多(这也是大多数人学不懂的原因),而且很多推理也很巧妙,但真的不神秘。当然尽管不神秘,但是对于第一个提出一个理论的人来说还是很难得的,尤其是那些巧妙的关键步骤,因为跟随前人的脚步容易,自己开辟道路很难。最后得说,在理论物理领域,相对论算是成熟的理论了,逻辑自洽是肯定没问题的,仅仅从理论上是别想找出破绽了。仅仅凭其理论上的重要意义,我们这样的学生也就不用想太多,学就是了。实验上确实有些没有验证,但这不稀奇,大家都知道相对论不是“大统一”理论,有其适用范围,适用范围之外就得提出新理论了。。。
嗯,那个光子路程变短那个算是懂了,之前一直没考虑光子追飞船的过程(嗯,从这里看出我是一个思维不甚严谨的人)。但是,那个光子的横向速度还是不懂,也就是说飞船不动的时候,光子的横向速度也是有的,那么它为什么不能飞到平板外面呢?
的话:嗯,那个光子路程变短那个算是懂了,之前一直没考虑光子追飞船的过程(嗯,从这里看出我是一个思维不甚严谨的人)。但是,那个光子的横向速度还是不懂,也就是说飞船不动的时候,光子的横向速度也是有的,那么它为什么不能飞到平板外面呢?飞船不动的话光子当然会飞到板外面去,但是飞船也在运动所以光子正好在板间来回反射。
的话:飞船不动的话光子当然会飞到板外面去,但是飞船也在运动所以光子正好在板间来回反射。啊???飞船不动,光子会飞到外面去?那这个光子钟只能在运动的飞船上而且仅当飞船的速度跟光子的横向速度相等的时候才能使用???那样的话怎么样才能跟静止的光子钟比较呢?这个不对吧?另外,关于“光速不变”我想到了一个思维实验,结果感觉不对劲,帮忙看一下:假设你以光速跟光同时出发,去往太阳,既然你是光速的话那理应跟光同时到达太阳;但是,,,根据光速不变,在你眼中光速还是c,那光应该远比你先到达太阳啊!这个怎么解释?
的话:啊???飞船不动,光子会飞到外面去?那这个光子钟只能在运动的飞船上而且仅当飞船的速度跟光子的横向速度相等的时候才能使用???那样的话怎么样才能跟静止的光子钟比较呢?这个不对吧?另外,关于“光速不变”我想到了一个思维实验,结果感觉不对劲,帮忙看一下:假设你以光速跟光同时出发,去往太阳,既然你是光速的话那理应跟光同时到达太阳;但是,,,根据光速不变,在你眼中光速还是c,那光应该远比你先到达太阳啊!这个怎么解释?光子钟只是个思想实验,关心光子钟好用不好用干嘛?不同横向速度下假设不同的光子的横向速度就行了,弄个点光源就有各种不同横向速度的光子了,这不是重点啊。不同参考系中的时间是相对的,当然“同时”也是相对的,某个参考系中同时发生的两个事件在另一个参考系中不同时也很正常。不过具体考虑你的思想实验,你以光速前进时,日地距离在你看来就是0,所以你和光也算是同时到达。
时间当然是有形状的,当然不是楼主所说的那样
正如大家都看到的评论,《时间的形状》语言通俗易懂,诙谐幽默,给广大业余爱好者提供了不错的学习机会。但我读完后发现某些地方的逻辑不是很严密,值得推敲。于是我建了一个扣扣群,专门讨论本书里的相关问题,欢迎有兴趣的伙伴们前来光临!群号:
楼主提出来的问题很明显是一种微粒子机械运动思维框架里的(ˇ_ˇ) 想~法!请看:“假设你以光速运行,而这时你旁边有一束光,你应该不可能观察到一个虽然在震荡但是不会交替感应下去的电磁场,所以说,你感觉到的光速仍然是c,所以说光速不变”。假如真正是从物理场物理场波动物理波传播——电磁场电磁波在电磁场中的传播——光波的传播这样的理论基础去思考问题的话就不会有这样的情景出现!因为我们知道:场波动传播理论的一个重要基础原理是独立叠加原理。不可能出现楼主说的““假设你以光速运行,而这时你旁边有一束光也在运动”这样一个机械运动中的相对运动场景,因为这里实际说的是”有两束光在同一空间运动时的交替感应问题“。此时感应到的应该是由于电磁波叠加调制所引起的频率变化而不是机械相对运动所引起的速度变化!楼主在这里很明显没有区分机械运动的速度概念与物理场波动传播的速度概念。此速度非彼速度!产生这一切的原因是:爱因斯坦先生在建立他的相对论时错误的将”光速“这个本应该是电磁场波动传播的“场波传播速度”给理解成为一种微粒子做机械运动时的“机械运动速度”了!于是才有楼主的疑问。至于“光速不变原理”则完全可以从对“光速测量实验”的实验分析中获得解读。这不应该看成是爱因斯坦相对论的成果。
引用 的话:楼主提出来的问题很明显是一种微粒子机械运动思维框架里的(ˇ_ˇ) 想~法!请看:“假设你以光速运行,而这时你旁边有一束光,你应该不可能观察到一个虽然在震荡但是不会交替感应下去的电磁场,所以说,你感觉到...虽然并不是很懂,但还是觉得说的蛮有道理的?
引用 的话:虽然并不是很懂,但还是觉得说的蛮有道理的?O(∩_∩)O谢谢!
引用 的话:虽然并不是很懂,但还是觉得说的蛮有道理的?楼主愿意听本人就多说两句:“假设你以光速运行,而这时你旁边有一束光,你应该不可能观察到一个虽然在震荡但是不会交替感应下去的电磁场,所以说,你感觉到的光速仍然是c,所以说光速不变。”这一大段话可能就透露出了楼主的“机械运动”思维方式。楼主可以参考这样一个自然界能够用肉眼看得到的现象,就是当平静的水面落入一个小石子时一圈一圈的水波正在向外传播,这个时候请楼主想象自己正在以水波传播的速度随着某一圈水波圈向外运动,这时你能看到什么?
引用 的话:另外,我不同意你说的“广义相对论虽然在科普书里看过,但是没学过,不懂。这学期期中之后才会上一个简单的相对论和引力的专业选修课。为了那时候不鄙视现在的自己,我还是不对广义相对论说什么了。”我觉得如果你是...爱因斯坦相对论的两个基本假设:1、物理定理在一切惯性参考系中有相同的数学表达方式;2、光速不变原理,即在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参考系中,所测得的光在真空中的传播速度都是相等的。这个是整个相对论的基本假设,如果假设正确,相对论就正确,比如假设1+1=2,就能推出1+2=3,理论是自洽的。那么这两个假设是否正确,第一个假设是相对论的精髓,可以这么理解:没有一个惯性参考系是特殊的,或者惯性参考系没有优劣之分,你认为对的,在别的惯性参考系一定也是对的,否则你认为对的规则就是错的(物理理论),所以你理解相对性,这个假设就一定是对的,因此这个假设应该是公理;第二个假设是建立在第一个假设之上的,同时其正确的关键还在于光的传播不需要介质(以太不存在),不需要任何介质,它真空中的传播速度“应该”是一样的,如果不一样,那么一定有光速大的真空或者某个方向,这样不符合相对性原理,即在惯性参考系下一切物理定理都是一样的,那么光速朝各个方向、在各个惯性参考系中的速度也必然是一样的。如果你认为这两个基本假设正确,那么相对论就一定是正确的,如果理解有疑问,就是理解的深度问题。对于你说的光子钟的问题,首先以拿光子钟的人(飞船)为惯性参考系,那么光子中来回振动将符合一切惯性参考系下的振动现象,也即它的时间流是t;以飞船外的人作为惯性参考系,他看到的光所走的路线会变长(无论是垂直还是平行光子钟运动,因为三角形斜边大于直角边,也就表示只要有相对速度,时间就会减慢),而光速又不变,那么飞船外的人观察飞船上的时间就变为t‘(时间流逝变慢了)。为什么光不会运动出去,相对论只说时间、速度、长度、质量等等物理量具有相对性,但对于确定事件,不同参考系观察的结果仍然是一样的,所以光子钟里的光没有运动出去,你在任何参考系下观察也是同样的结果,只不过观察的时间间隔、运动距离长短符合相对性原理。相对论是讲时空弯曲的,惯性参考系下的时空没有弯曲,时间流逝可以认为为t,所有物体(包括光)的运动都满足直线匀速运动。广义相对论解决了非惯性参考系下的时空弯曲(物质对周围时空的弯曲),可以这样认为非惯性参考系中物体的运动(包括光)也满足直线匀速运动,只是非惯性参考系中的直线、时间与惯性系中的是不一样的,惯性系看非惯性系中的直线是曲线(比如在太阳附近的三角形内角和将不等于180°),同时时间会变慢(太阳附近的时间将比地球附近的要慢些(太阳附近的光走曲线)),至于为什么会这样,其实就是根据两个基本假设所得出的结论,一个根据假设所推论得到数学表达(以至于数学家希尔伯特在爱因斯坦之前推出广义相对论公式),但基本假设是满足物理现象的。相对论以简单公认的假设推出“万有引力”的本质,其优点解决了“万有引力的传播介质是什么的问题”(不像电磁力、强力、弱力都有其作用的介质,唯独万有引力看着特殊(没有传播介质、作用时间瞬间、距离无限)让人难以理解)
引用 的话:“那你的意思是如果飞船不动的话,光子就没有横向速度了。”我是说飞船不动的话光子还是有横向速度。这个横向速度是光子本身就有的,与飞船运动无关。只不过飞船运动速度恰好与光子横向速度相等,于是飞船里看上去光...照你这么说光子是与水平45°角发射的了?而且光子速度是C,那么飞船的速度必定是(1/√2)C,否则就会跑出去。总的来说我跟楼主有同样的疑问,虽然只看到飞船载光子钟这里,但感觉这本书上有很多问题,比如就算光子钟确实变慢了,也不能从这个结论证明飞船上的人新城代谢也会变慢(这里只举了光子钟,要是换成绝对精准的机械表呢,如果也会变慢,那变慢的原理又是什么)。就算爱因斯坦的理论是正确的,至少这本书这里的例子和解释是无法让我信服的
光速不变原理是指:在唯一的一个惯性参照系K内部,光速与光源的运动速度无关。这首先是一个参照系K内部的物理规律。在这个参照系内部,不论光源的运动速度是多少,只要是光源在作匀速直线运动,则光速均为C。光速和光源的运动速度,都是在这个唯一的一个参照系K内部测量出来的。然后,由相对性原理,物理规律在任何惯性参照系中形式相同,因此,在另一个惯性系K/中,光速也与光源的运动速度无关。设在K系中,光源静止,光速为C,则在K/系中,光源在作匀速直线运动,但光速与光源的运动速度无关,仍为C。因此,才有在任何惯性参照系中,光速均为C这一说法。光速不变原理的关键,不是光速值的大小为多少,因为具体的光速值,还与时间和长度的测量单位有关,不同的测量单位,就会得到不同的光速值。光速不变原理的关键,是说,光速与光源的运动状态无关,而且,光速,及光源的运动速度,都是在唯一的一个参照系中测量出来的。当再增加相对性原理后,才有光速在任何参照系中均相同这一说法。但是,在非惯性系中,光线可以弯曲,光速恒定为C的说法就不再成立。在惯性系中,时空是“平直的”,光子的运动方程是dx^2-C^2dt^2=0,但在非惯性系中,或者,按照等效原理,在引力场中,时空是“弯曲的”,光子的运动方程却是gijdxidxj=0,由此式计算出的光线不仅可以弯曲,光速值也不再是C。
光子钟垂直放置的问题很有意思,这时,在飞船系看来,两板之间的距离为L,光速为C,因此,光子运动一个周期的时间为2L/C。但在地球系看来,两板之间的距离收缩为γL,光速仍为C,光子的一个运动周期,似乎应该是2γL/C,小于2L/C,但按照相对论,却应大于2L/C,应该为2L/Cγ。这该怎样理解呢?首先讨论光子从板1到板2的飞行过程,设这时,光子的运动方向与飞船的运动方向相反。在地球系看来,光子以速度C向板2运动,但板2以速度V(飞船的运动速度)向光子运动,距离γL由光子的运动距离Ct1与板2的运动距离Vt1共同走完,即γL=Ct1+Vt1,因此,t1=γL/(C+V),注意,这里的(C+V)不是两个参照系中的速度相加,因为我们这里是在唯一的一个参照系,即地球系中讨论的。再来讨论光子从板2向板1的飞行过程,这时,光子的运动方向与飞船的运动方向相同。设在t2时间内光子赶上板1,则此时,光子运动的距离应该为γL+Vt2=Ct2,因此,t2=γL/(C-V),注意,这里的(C-V)也不是两个参照系中的速度相加。因此,地球系看到的整个运动周期所用的时间为t1+t2=γL/(C+V)+γL/(C-V)=2L/Cγ,与相对论中的结论完全相同,整个过程变慢了,而不是变快了。
引用 的话:光子钟垂直放置的问题很有意思,这时,在飞船系看来,两板之间的距离为L,光速为C,因此,光子运动一个周期的时间为2L/C。但在地球系看来,两板之间的距离收缩为γL,光速仍为C,光子的一个运动周期,似乎应...先生的这两段评论非常明显的看得出是在用“粒子机械运动相对速度变化观点”进行思考的。本人感觉:如果先生用“物理场波动传播变化规律观点”重新思考这个问题就会得出 变化的主要是“频率”而不是“相对速度”的结论。
当光子钟水平放置时,在地球系看来,光子的运动方向不是垂直于两板,而是倾斜的,但光速,指的是沿倾斜方向上的光速仍为C。怎么证明呢?首先,在地球系看来,光子走过的距离为√(L^2+V^2.t^2),所用的时间为t=L/Cγ,因为在飞船系中看,这个时间为L/C,但在地球看来,这个时间变长了,按照相对论,应为L/Cγ,因此,在地球系看到的光沿倾斜方向上的速度为X=√(L^2+V^2.t^2)/(L/Cγ)=√(L^2+V^2.(L/Cγ)^2)/(L/Cγ)=C
引用 的话:照你这么说光子是与水平45°角发射的了?而且光子速度是C,那么飞船的速度必定是(1/√2)C,否则就会跑出去。总的来说我跟楼主有同样的疑问,虽然只看到飞船载光子钟这里,但感觉这本书上有很多问题,比如就...没说光子是45度角啊。反正这是个思想实验,我可以把光子源设定成点光源,向各个方向都发射光子,这样无论镜子的间距如何,必然会有一个角度合适的光子可以通过镜子的反射,我们在这个思想实验中就研究这个角度合适的光子。通过光子钟推理出时间变慢,这是基于相对论的两个假设:惯性系间平等;光速不变。基于后一个假设推出光子钟变慢,基于前一个假设可知所有钟都变慢。当然,作为科学理论,相对论有着更庞杂完善的数理逻辑体系,而且得到了事实支持。光子钟只是科普用的,当然不能证明相对论正确,只是一个说明相对论基本原理的浅显例子,让外行也能大致体会相对论的奇妙。至于所谓钟慢尺短是为什么,要确切理解就要深入学习狭义相对论了。笼统的说就是时间和空间的相对性,时空的一体性。不太严谨的说,时间坐标和空间的三个坐标在地位上是等同的,都是四维时空坐标系的一个维度而已,当这个四维坐标系有个平移旋转啥的,某个事件点的坐标当然会有变动,某两个事件点连成的线段在各坐标轴上的投影也可能变化。
还是直接看电动力学靠谱.....
运用宇宙飞船上的光子钟(就是光子在两个相距15cm的平板之间来回的震荡,假定光速不变,也就是光子来回弹一次所需时间是10亿分之一秒),将光子钟水平放置(平板跟飞船飞行方向平行),然后飞船以超高速运行,书上说“那么我将会看到你手上那个光子钟里面的光子走过的是一条斜线,这是显而易见的,如果光子飞过的路径在我眼里不是斜线的话,光子必定飞到光子钟外面去了”。在这里,我想问的是:为什么光子飞不到外面去呢?? ======================================================================= 相对论说:对于所有的惯性系,物理规律都是一样的。飞船和平板是一个惯性系,你和平板也是一个惯性系。在飞船里观察,光子在平板之间运动。所以,你观察的光子也会在平板间运动。
谢谢各位的分享
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