用相對論如何解釋這個雙生子問題公升級版中的矛盾?

時間 2021-05-05 17:14:55

1樓:斯卡布羅集市精靈

所謂雙生子佯謬的思想實驗非常荒謬,時間本身就是乙個點,不論在中國,美國,地球還是月球都是乙個時間點,沒有長度可言。因此,對任何事物而言時間只有一種唯一的狀態,那就是現在,而所謂的過去和將來不過是人類意識中的存在,而現實中已經不存在了。

2樓:楊昇山

相對論認為的時間具有相對性,本身就是錯誤的。因為人們現在使用的時間數值,都是人們使用自己選定(或認可)的週期運動的週期計數與事先設定的取樣週期數的比值,這個週期運動是靜止系與運動系都在使用的。

現在使用相對論解釋雙生子問題,很多人都使用運動過程中有加速與減速現象。其實乙個長時間勻速運動的過程,對於開始與結束的加減速過程,所佔比例並不是恆定的。計算結果不會是同乙個數值。

何況,也不需要完整的運動過程,取樣就行。另外乙個解釋方法,就是使用世界線,那麼這個方程式並不是任何參照系都在使用。只不過使用數學公式的方法忽悠一下人而已。

雙生子問題是針對相對論的時間效應提出來的,只能使用相對論的時間效應進行解釋,上面兩種解釋方法,就是牛頭不對馬嘴。

在教課書上的例子中,粒子的運動時間就不是使用時鐘能夠測量出來的。只是使用

時間=行程/速度這個公式計算出來的。使用室的人員,對於粒子來說就是運動系中的人員,使用試驗室的時鐘並不能顯示這個數值。這就是拼湊資料解釋運動現象的典型。

3樓:郭群

我認為考慮了都卜勒效應,就不應該考慮相對論效應。因為這兩者是不相容的。所說的相容完全是一些人為了證明相對論是符合天文學實踐中的紅移現象。

相對論的紅移現象是,靜系測的動系的光周期變長,是動系時間變長的結果,即紅移的原因是動系時間膨脹,不是都卜勒效應。按相對論來說,靜系發出的光在動系沒有紅移,因為靜系時間正常。在時間膨脹方面沒有相對性,不然就不存在雙生子問題了。

都卜勒效應則完全不同,是具備相對性效應的,A(B)發出的光在B(A)觀測時都有紅移。

4樓:佐羅

這個並不矛盾,如果題主說的a,b比較時都是基於同一參考係的比較,那麼不同參考係中,a,b值的意義是不一樣的,因此他們的比較結果不一樣是很正常的。比如在本系的靜鐘,在別系看來就變成動鐘,而靜鐘和動鐘的時間丈量意義是不一樣的,動尺和靜尺也同理,這就是相對論相對的涵義。 在經典的雙生子問題裡因為涉及返回相遇問題,他們對比的是最終雙方的固有時,而固有時才是參考係無關的物理量。

5樓:林博

@小咖啡 同學的回答已經給出具體的計算公式來指出題主的問題了。

我水平差,學學題主只玩文字遊戲,只從概念上說明。

1、題主說「根據相對論的計算結果,他們都會認為對方的接收間隔比自己的小」。這一定是題主發明的相對論,愛因斯坦的相對論不會是這個結果。

根據愛因斯坦的相對論,由於時間膨脹,A參考係間隔Δt傳送的訊號,B參考係要間隔γΔt時間才能接收;同樣,B參考係間隔Δt傳送的訊號, A參考係要間隔γΔt時間才能接收。

所以按照相對論,他們都會認為對方的接收間隔和自己的一樣

此外,他們都會認為對方的接收間隔大於自己的發射間隔

2、題主說「假設A的實際接收間隔為a,B的實際接收間隔為b,A會認為a大於b,而B會認為b大於a」

題主特意加了「實際」兩個字其實挺讓我費解的,這種實驗不可能真的去做,只是一種「思想實驗」,所能用的工具都是相對論,而相對論的計算結果只有一種,都是「理論計算」,不是實際測量。

按照相對論的計算,兩者的接收間隔相同,即a=b

3、題主在小咖啡的回答想提到了「都卜勒效應」,其實跟都卜勒效應沒關係。題主想表達的是由於B的運動,先後兩次發射的訊號追上B所需時間不同。

這個也簡單,B認為的A的發射間隔是γΔt,在這段時間中A運動了γΔtv這麼多距離,所以後乙個訊號傳送給B比前乙個訊號需要多走γΔtv距離,那麼多出的時間就是γΔtv/c。

再加上原來的發射間隔,就是γΔt+γΔtv/c

6樓:董加耕

對同乙個物體或同乙個運動過程,兩個不同的參照系給出了兩個不同的測量結果,這奇怪嗎?我看不出這有什麼奇怪的地方,因為這是兩個不同參照系中的測量。不同參照系得到不同的測量結果,是天經地義的。

我們不能要求兩個不同的參照系有完全相同的測量結果,除非這兩個參照系無任何區別,它們是同乙個參照系。儘管兩個參照系中的時空測量標準在兩系相對靜止時也可能是相同的,但這些標準被「放置」在了不同的參照物上,分別屬於不同的參照系,處在不同的運動狀態之中。因此,兩個不同的參照系,用屬於各自參照系的時空測量標準對同一運動過程進行測量,得出不同的結論,是完全正常的現象。

我們不能、也不應該尋求乙個與參照系無關的、「絕對的」時空測量結果。我們不能追問,兩個參照系中的測量結果那乙個是「正確的」,那乙個是「絕對的」。

在牛頓力學中,因為運動的參照物不同,兩個不同的參照系可以對同一物體的運動速度有不同的描述,但由於絕對時空觀,對於同一物體的長度,同一過程所用的時間,兩個特定事件是否同時發生,不同參照系的描述卻是完全相同的,「時空是絕對的」,除物體的運動速度外,其它關於時間和空間的測量結果與參照系的相對運動狀態無關。時空測量標準在不同的參照系中,在不同的運動狀態下,不會發生變化。但是,我們為什麼不能放棄絕對時空觀呢?

時空測量標準在不同的參照系中,在不同的運動狀態下,是不同的;對於乙個具體物體的長度、乙個具體過程所用的時間、以及兩個具體事件是否同時發生,不同參照系有不同的測量結果,這種相對論的時空觀難道不比經典的絕對時空觀更合理、更自然嗎?將不同參照系對乙個具體物體的長度、對乙個具體過程所用的時間、以及兩個具體事件是否同時發生,所進行的不同測量,強制性的要求其測量結果完全相同,是不是有些盲目或武斷?

當然,「更自然」、「更合理」都不能作為乙個物理觀點能否成立的理由。乙個物理觀點能否成立,還是要經過實驗的檢驗。但現在還未發現違反相對論的實驗情況。

即使將來發現了違反相對論的實驗現象,或者,我們重新規定了一套時空測量標準,或各個參照系分別重新規定了各自系中的時空測量標準,用這些標準進行測量,物體在不同運動速度下,在不同參照系中,其長度值相同,我們也只能說:不同運動速度下,不同參照系中,物體的長度完全可以不同,也完全可以相同,只不過實驗證明,或按我們重新規定的時空測量標準測量,不同運動速度下,不同參照系中,物體的長度是相同的。

不同參照系可能會給出不同的測量結果,這一觀點是樸素自然的,但令人不解的是,人們卻在這裡發生了理解上的混亂。所謂的狹義相對論中的「雙生子悖論」就是一例。「雙生子悖論」是說,雙生子A和B,乙個靜止在參照系K中,乙個靜止在參照系K/中,K和K/有相對運動。

在參照系K看來,B由於運動而顯得更為年輕,同樣,在參照系K/看來,A顯得更為年輕。堅持認為雙生子問題中存在悖論的人在追問,究竟誰更年輕?設兩個雙生子在同一時刻、同一地點出生(在另一參照系看來,也是同一時刻、同一地點出生),但卻乙個降生在參照系K中,另乙個降生在參照系K/中。

這裡,對同乙個過程,如A的生長過程,兩個參照系給出了兩種不同的描述,是完全正常的,因為兩種不同的描述是相對於兩個不同的參照系而言的。在狹義相對論中,不同參照系應該具有相同的物理規律,但不同參照系對乙個具體過程,測量結果卻不同。顯然,雙生子A的年齡,不是物理規律,而是對乙個具體過程所用時間的具體測量值。

我相信,如果雙生子之間有可能通訊,開始時他們都會認為自己比對方年長,他們會爭吵不休,但只要他們足夠聰明,他們最終會停止爭吵,並最終明白,他們實際上是使用了不同的時間測量標準,因此,他們之間的測量結果是根本不可能統一的。如果要比較他們的年齡,要得到乙個唯一的結果,必須首先統一他們的時間測量標準,他們只能使用唯一的乙個參照系。

顯然,按照狹義相對論,在K/系看來,A由於運動而過程變慢,鬍鬚應該更短一些,但是,在K系看來,A沒有運動,A的鬍鬚應該更長一些,兩個參照系還是得出了兩個完全不同的結論。實際上,K係對兩個雙生子鬍鬚的測量,是K系中的人同時進行的,即K系所說的兩個雙生子的鬍鬚長度,是K系同時對位於參照系K中的兩個不同地點的雙生子進行測量而獲得的。同樣,K/系所說的兩個雙生子的鬍鬚長度,也是K/系同時對位於參照系K/中的兩個不同地點的雙生子進行測量而獲得的。

按照狹義相對論,同時是相對的,在乙個參照系看來是同時發生的兩件事,在另一系看來,卻是不同時的,除非這兩個事件既是同一時刻,也是同一地點的事件,即實質上是乙個事件。因此,在K系看來,K/系中的測量,根本不是同時進行的。在K系看來,K/系中的B先測量了A的鬍鬚,而後才測量他自己的鬍鬚,而在這一段滯後的時間裡,B自己的鬍鬚已多長了許多,因此,B才得出了他的鬍鬚比A長的結論。

可見,K系是完全認同K/系關於兩人鬍鬚長度的測量值的,只不過K系並不認為這是同時測量的值。因此,當兩個參照系中的雙生子都在堅持自己的鬍鬚比對方長、堅持自己比對方更年長時,他們所說的實際上(在唯一的乙個參照系看來)並不是同一時刻的測量值。因此,他們的觀點無法統一,除非我們統一了他們的參照系,將某乙個參照系確立為大家公認的參照系。

7樓:李德甲

「假設A的實際接收間隔為a,B的實際接收間隔為b,A會認為a大於b,而B會認為b大於a」====「會認為」這三個字,物理上如何得到的?

如果a、b都是物理儀器測量的實際數值,那麼肯定只有一種大小關係。理論上,不可能有「會認為」這種結果的。會認為的結果跟實際結果不一樣,那只能說明認為的那個理論錯了。

從本源出發,物理學研究的是什麼? 從觀察的東西得到不能觀察的東西。

接收到訊號的時間間隔是可以觀察跟測量的東西,對方發生訊號的時間間隔是不可以測量跟觀察的東西,所以,物理學要從可觀察的東西推演出不可觀察的東西。

本來吧,相對論就是做這事的,但這裡出了乙個問題。

相對論從可觀察的時間間隔,推算出乙個數學座標間隔,然後用這個數學座標間隔跟空間間隔做平方差,從而得到了不可觀察的那個時間間隔。

本來只是乙個數學步驟,可千不該,萬不該,這裡推算出的數學座標間隔,由於是實際運動在時間軸上的投影,被當成了實際運動的時間變化。

結果就是,實際時鐘讀數1秒,計算出的時鐘讀數卻是2秒,那你的時鐘一定慢了。這裡荒唐的地方是——我計算的結果跟實際的結果不一樣,那一定是你的物理儀器有問題。物理最基礎的邏輯都不要了。

事情本來可以不用這麼複雜。 觀察到什麼,以此如何計算出想知道的不能觀察的東西,這就是全部了。

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