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yiluwangxi

木虫 (著名写手)

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[交流] 我对狭义相对论的理解原创内容

我得承认，我对狭义相对论的理解，不是得得益于任何教科书，那些书太晦涩，容易把一个智力不错的年轻学生引入歧途。而是得益于一个智力普通的正常人的基本常识。
我得承认，狭义相对论本身是非常简单的，以至于凭爱因斯坦一人之力就可以把它完全建立起来。自它建立至今，100多年过去了，如果还认为它难于理解的话，只能怪罪于教育手段的落后，和编书者全无体谅之心。
什么是狭义相对论。我是这样认为的：对于一个物理过程，我们可以在不同的惯性系来描述它。不管你怎么描述，物理过程是不变化的，即它不依赖于描述。在不同的惯性系，描述该过程物理量的数值可以是不同的，但是这些数值是等价的，只不过是基于洛仑兹变换的等价。
为了理解狭义相对论，个人觉得就必须了解“等价性”。等价性有2个，其一是基于伽利略变换的等价性，其一是基于洛仑兹变换的等价性。
1）不能用基于伽利略变换的等价性来理解或者解释狭义相对论。同理也不能用基于洛仑兹变换的等价性来解释或理解非相对论理论。
那些所谓的运动时钟变缓，运动尺子变短，都是试图用基于伽利略变换的等价性来理解狭义相对论。这不是接近狭义相对论的捷径，而是魔障。
2）以生死论时间的相对性。
假设考虑一个人从生到死的这个物理过程。
从伽利略变换来讲，在任何惯性系来看，这个人的寿命的数值是一样的。这是基于伽利略变换的等价性。无可厚非。
从洛仑兹变换来讲，在不同的惯性系来看，这个人的寿命的数值是不同的，但是它们依然是等价的。只不过是基于洛仑兹变换的等价性（千万不要用基于伽利略变换的等价性来理解此事）。更无可厚非。这个人并不由于其他惯性系的人说他的寿命的数值小些而悲伤，也不会由于其他惯性系的人说他的寿命的数值大些而欢喜。因为这些寿命的数值都是等价的，基于洛仑兹变换下的等价性。
在讲狭义相对论时，讨论所谓的双生子佯谬类似于缘木求鱼。
3) 测量手段和仪器
任何惯性系中，我们在测量同一个物理过程。我们用的测量手段和测量仪器是完全一样的，是等价的，并没有任何丝毫的差别。我们所说的等价性是基于洛仑兹变化的等价性。
你不能说，从地上跑到运动的火车上，测量方法、测量仪器的制作方法、时钟和尺子会发生变化。如果你这样说，那么只说明你冥顽不化，还在用基于伽利略变换的等价性来理解狭义相对论。
其实每个惯性系所用的尺子和时钟是完全等价的。尽管在不同的惯性系来看A惯性系的同一把尺子，不同的惯性系得到的尺子长度的数值是不一样的，例如L1,L2,L3,L4….，但是你要记住这些数值(L1,L2,L3,L4…. )是等价的，即基于洛仑兹变换的等价性。
对于时钟也是一样。

注：网友answerhep 指出划线部分有误，严格来讲，划线部分的确有误。但是我的意思是：绝对时空观和相对时空观差别很大，在思想上最好不要混淆，虽然有时可以混淆。

[ Last edited by yiluwangxi on 2012-3-19 at 09:14 ]

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1楼2012-03-16 23:26:51

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sep_sun

新虫 (正式写手)

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引用回帖:

5楼: Originally posted by yiluwangxi at 2012-03-17 10:17:04:
我觉得思想是最重要的。洛仑兹变换虽然早就有，但是他没有阐述狭义相对论思想。
我们把从绝对时空观到相对时空观的转变的功劳全部归功于爱因斯坦，主要是他的思想。这是思想上的震撼，这个和其他人的前期工 ...

思维决定出路啊！

楼主的思维方式是正确的，对狭义相对论的理解就是一个字：“透彻”！这篇主贴还是一个字：“精辟”！
我表示赞一下！