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人是万物的尺度,光是时空的尺度

4月16日 火凤派投稿
  不知不觉,关于狭义相对论已经写了不少文字了,回归初心,我是怎么想起弄这个虚无缥缈的东西的,不得不说,是最初的那一个争议,即郭威怒怼李永乐的往事
  不了解郭威怒怼李永乐往事的,可以先搜索一下,了解一下故事背景。
  两位都是名校物理系本科,郭还是物理系博士,李是电子工程系硕士。
  很遗憾,科学太难了,关于双生子佯谬,他们两个人讲得不一样,郭认为李讲的是错的。
  在学术上,我支持郭对李的说法进行纠正。
  但我也理解李的做法,李有团队利益要顾及,认错会掉粉。
  科学很难,科普也很难,李在科普方面有长处,郭花了好多集试图讲清楚双生子佯谬,但这并不容易,在这个问题点,更简单的办法或许是郭先教会李,然后由李来科普,但现实是他们已经形同陌路,见面不打起来就算好了〔捂脸〕。
  为什么双生子佯谬科普这么难,我觉得问题出在源头,不仅因为相对论时空观念颠覆普通人的常识,更重要的是,很多相关科普本身就是错的或者不完善。
  第一个误解,互相认为对方的钟慢,而且双方都对。
  两个有相对运动的坐标系,互相认为对方的钟慢,这是观测效应,站在上帝视角,结果是唯一的,不是双方都对,大概率的情形是双方皆错。
  第二个误解,相对论否定了绝对静止
  实际上,站在上帝视角,所有惯性系的集合中,一定有一个本地固有时钟最快的一个参照系,这个参照系即可以认为是绝对静止的,其他参照系相对该参照系都在运动中,时钟会更慢。
  第三个疑问,既然存在绝对静止,为何要用相对论来描述世界?
  这个问题可以套用一句话来回答,人是万物的尺度,光是时空的尺度,用相对论来描述世界是最简单的方式,用其他方法只会更复杂。
  写这系列文章最大的感触是什么,还是那句话,个人是无知的,人们总是在犯错纠错中前进。
  光说不练不好,这里再次重写一遍我的双生子佯谬解释版本。
  首先,逻辑推理,如果行程够长,飞船离开地球的加速过程和飞船到达星球的减速过程花去的时间是可以忽略的,往返比较飞船人和地球人两者的年龄是一个客观事实,因此比较结果仅仅与往返的匀速运动过程有关。
  也就是说,整个过程和广义相对论没有半毛钱关系。
  以地球为静止参照系,飞船往返时钟都变慢,然后飞船人会更年轻,这种情况大家都没意见。
  需要解释的是以飞船为参照系,看起来地球在运动的解释
  为了方便形象描述,假定匀速运动过程的洛伦兹因子为2,飞船速度为0。866C。
  飞船出发飞向星球,飞船观察到星球以近光速飞向飞船,地球以近光速远离飞船,假设在飞船看来,出发时星球距离飞船10光年
  那么在飞船看来,星球将在100。86611。55年后和飞船相遇。
  当飞船和星球相遇时,飞船认为星球和地球上过去的时间是自己的一半,即11。5525。77年
  然后下一个过程,要这样考虑,在星球上启动另一个飞船,然后假想飞船人瞬间转移到星球上启动的这个飞船,参照系还要是前面那个已经没有人的飞船。
  下一个过程,地球的速度是0。866C,星球上启动的飞船速度是多少?已知星球上启动的飞船相对地球的速度是0。866C,那么在原来的那个飞船参照系看来,
  新的飞船速度是0。99C
  在老飞船系看来,新飞船将于80。645年后追上地球,飞船上的人将经历时间11。52年,地球人经历时间40。3225年,往返飞船人经历时间,11。5511。5223。07年,
  地球人经历时间5。7740。322546。1年。
  结论都是飞船人年轻。但明显可以看到,在回程,飞船上的人经历的时间膨胀,比假想地球静止的情形还要剧烈,所以时间膨胀多少同时依赖参照系,但是无论以谁为参照系
  飞船人更年轻的结论不变,这里的秘密需要用闵可夫斯基空间的几何才能更清楚地看到。
  问题,在回程的新飞船上,飞船人看地球靠近的速度是0。866C,距离是10光年?为何不是107光年?
  飞船人看地球靠近的速度是0。866C,距离是10光年,这句话的潜在意思是以新飞船为参照系,如果以新飞船为参照系,那么老飞船前往星球的过程就要重新计算。
  为何不是107光年?107光年是动系中看静系的长度。需要注意的是,地球是在运动中,107光年只是在星球和两飞船在同一地的时刻,以老飞船为参照系,新飞船测得的地球和新飞船之间的距离。
  追击速度是0。99C0。866C,为何不是相对速度0。866C?
  追击速度是0。99C0。866C的参照系是老飞船。相对速度0。866C的参照系是地球或者新飞船。
  时间距离速度,必须在相同参照系下。
  人是万物的尺度
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