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jqsphy 先生!带着您的拉拉队一起投降吧!
作者:tongzr(xxx.xxx.xxx.xxx) 2003/12/17 23:08   字节:103K 点击:26次 帖号:40990
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 jqsphy 先生!带着您的拉拉队一起投降吧!你们还没有"相对论学家"那样的弄虚作假的本事!

 可不,您的guojia_new 挺老实一下说漏了嘴:


    "....所以x-ct=0; x'-ct'=0是满足(x-ct)=λ(x'-ct')关系(关系式(3))的一个解。......." 


 让我接着说:


 "所以爱因斯坦就在增根领域大作文章"


 您起到了相对论学者起不到的作用!欢迎!


可能是网不正常没见了以下贴,我把备份补上


 











我关于(x'-ct'=λ(x-ct)的证明的全部帖子(这两天)(三贴)汇总,请各位阅读与斧正。


[jqsphy]


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12.16 23:00


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小孙,您是聪明二世。。。


[tongzr]


298


12.17 00:19


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感谢您阅读我的数学推导帖子。您的话是对的(这我们当然知道)。但是,请您仔细看完我的帖子。您现在还没有进入我们的主题状态。


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tongr,你要重修高中解析几何。


[guojia_new]


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所以爱因斯坦就在增根领域大作文章


[tongzr]


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感谢Guojia为我向Tongzr的答复(指代数学部分,不指代他们之间的感情言语)。。


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jqsphy 先生!带着您的拉拉队一起投降吧!


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我关于(x'-ct'=λ(x-ct)的证明的全部帖子(这两天)(三贴)汇总,请各位阅读与斧正。


 








作者:jqsphy(xxx.xxx.xxx.xxx) 2003/12/16 23:00


  字节:11K 点击:13 帖号:40905


 








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 互换联接:什么都好,心情的东西,该怎样就




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一篇精彩的帖子(CCXDL不得不看)


 


我昨天说:关系 (x'-ct')=λ(x-ct)对于普通粒子是不成立的,它只对光子成立。
我的以上观点是错误的,因此我现在纠正。我发现:在相对论中,(x'-ct')=λ(x-ct)的确是成立的(对于任何普通粒子都成立),我求出λ的值为:
λ=sqrt[(c+v)/(c-v)]。


 



CCXDL说“爱氏先应该证明(x'-ct')=λ(x-ct)才是正确的思路”,那么我现在就帮爱因斯坦提供一个证明给CCXDL看看:
只要承认时空变换是一个线性变换,那么从纯线性代数角度讲,必然存在参数a,b,a',b'使得以下线性式子恒成立:
ax+bt=a'x'+b't'。
为了说明这个问题,我举一个简单例子:
(cosθ, sinθ)可以看作是某一个坐标系的点坐标,将坐标系转动一个角度-g,得到新坐标系,那么在新坐标系中,该点的坐标是
(cos(θ+g), sin(θ+g)).
那么必然存在参数a,b,a',b'使得以下线性式子对于任何θ恒成立:


 


acosθ+bsinθ=a'cos(θ+g)+b'sin(θ+g).


 


这很容易证明:
将a'cos(θ+g)+b'sin(θ+g)展开为:


 


a'[cosθcosg-sinθsing]+b'[sinθcosg+cosθsing]
=[a'cosg+b'sing]cosθ+[b'cosg-a'sing]sinθ
与acosθ+bsinθ=a'cos(θ+g)+b'sin(θ+g)比较,
如果:a=a'cosg+b'sing,  b=b'cosg-a'sing,
则从上式解出a',b'(用a,b表示),于是acosθ+bsinθ=a'cos(θ+g)+b'sin(θ+g)对于任何θ恒成立。


 


所以,将以上结论照搬过来,从纯线性代数讲,必然存在参数a,b,a',b'使得以下线性式子恒成立:
ax+bt=a'x'+b't'。


 


将ax+bt=a'x'+b't'变形为:
x'+(b'/a')t'=(a/a')[x+(b/a)t].


 


注意:x'+(b'/a')t'=(a/a')[x+(b/a)t]是一个纯线性代数结论,与具体物理意义毫无关系,这一式子对于任意普通粒子也应该成立,那么为了
确定其中的参数a,b,a',b',我们就用光波方程x'=ct', x=ct。
将x'=ct', x=ct代入x'+(b'/a')t'=(a/a')[x+(b/a)t],得到


 


[c+(b'/a')]t'=(a/a')[c+(b/a)]t。


 


由于要求以上这个式子恒成立(对于任何变量t,t'均成立),那么只能让系数为0,即


 


c+(b'/a')=0, c+(b/a)=0,


 


(b'/a')=-c,     (b/a)=-c.
这样我们部分确定了系数a,b,a',b',但是还未完全确定(如a/a'还未确定,令a/a'为λ),将(b'/a')=-c,  (b/a)=-c代入x'+(b'/a')t'=(a/a')[x+(b/a)t],


 


这样我们得到CCXDL经常发牢骚的(x'-ct')=λ(x-ct)。


 



以上做法是严格的,是纯线性代数做法(它的唯一假设就是:假设时空变换是一个线性变换,因此必然存在参数a,b,a',b'使得ax+bt=a'x'+b't'恒成立)。


 


x'=k(x-vt),  x=k(x'+vt')是狭义相对论第一假设(惯性系平权假设)的数学表述,具有物理意义。而ax+bt=a'x'+b't'是纯数学的无物理意义的一个式子,它对任何粒子均成立,光波方程x'=ct', x=ct只是它的一组特解。


 


CCXDL说“爱氏先应该证明(x'-ct')=λ(x-ct)才是正确的思路”。以上我就这样替爱因斯坦向CCXDL证明了(x'-ct')=λ(x-ct)的确正确。


 


在CCXDL看来,(x'-ct')=λ(x-ct)属于对光波方程x'=ct', x=ct的“恶意”“粗暴”推广,是对光波方程x'=ct', x=ct的“强奸”,是糊涂的数学游戏。


 


但我不这样看。我的看法是:从纯线性代数角度看,一定存在系数a,b,a',b'使得ax+bt=a'x'+b't'恒成立,它对任何粒子都成立,而光波方程x'=ct', x=ct只是它其中的一个“特解”,我们
将特解x'=ct', x=ct代入到ax+bt=a'x'+b't',可以确定这些系数a,b,a',b',得到(x'-ct')=λ(x-ct),λ为a/a'。


 


总之一句话:(x'-ct')=λ(x-ct)不是对光波方程x'=ct', x=ct的“恶意”“粗暴”推广,而是:光波方程x'=ct', x=ct是(x'-ct')=λ(x-ct)的一个特解。


 


我认为:用(x'-ct')=λ(x-ct)的推导法,是一种高级的推导法。我浏览过爱因斯坦1905年论文,里面好像并没有采用(x'-ct')=λ(x-ct)的推导法。这种推导法可能是在爱因斯坦后续论文中的推导。
我不知道CCXDL所看的论文中,爱因斯坦对以上关于(x'-ct')=λ(x-ct)的证明是否有交代(或者在其他论文有没有对以上证明交代)。如果都没有交代,也许爱因斯坦把以上知识看作是常识了,尽管这个常识不是很“常”(所以使得多数人包括CCXDL都迷惑了,以致误解为糊涂数学)。
相反,我觉得爱因斯坦用了(x'-ct')=λ(x-ct),这是绝顶聪明的表现。


 


爱因斯坦1903年独立导出了Gibbs热力学体系;1905年对布朗运动的处理也是很精彩的,至今还是被奉为经典,纳入教材内容。爱因斯坦的数学水平是很不错的。


 



以前,我由于没有真正弄明白CCXDL的书中意思,就0=0*λ问题,我的答复总是隔靴搔痒,CCXDL不满足于我的答复,也是正常的。
如今,我细细研究了0=0*λ问题,并且向CCXDL给出了(x'-ct')=λ(x-ct)的证明。


 


所以,CCXDL也许应该修改自己书上关于0=0*λ问题的论述了。


 



此外,其实即使不提供以上证明,我们直接采用(x'-ct')=λ(x-ct)也是允许的,这是一种“存在性证明”方法(但是需要在这里先申明:这(x'-ct')=λ(x-ct)只是一个假设,是对x'=ct', x=ct的暂时推广),然后导出Lorentz变换
x'=k(x-vt),  t'=k(t-vx/cc),然后再代回到(x'-ct')=λ(x-ct),得到λ=sqrt[(c+v)/(c-v)]。于是“存在性证明”完毕。
以上证法虽然是“循环论证”,从完备性角度讲,却是无懈可击的。它先假设(x'-ct')=λ(x-ct)存在,然后推出x'=k(x-vt),  t'=k(t-vx/cc),再来反推(x'-ct')=λ(x-ct)的确存在。只要推导严密,那么整个证明过程是自洽的,完备封闭的。不过,自洽的理论不一定反映自然,这就需要实验来检验了(这是另一回事情了)。


 



我以上向CCXDL展示了关于(x'-ct')=λ(x-ct)的两种处理方法:
法一,我替爱因斯坦提供了关于(x'-ct')=λ(x-ct)的证明(不知道爱因斯坦有没有在论文中交代以上证明,或者爱因斯坦把这类线性变换ax+bt=a'x'+b't'看作常识了。如果ax+bt=a'x'+b't'是常识,而x'=ct', x=ct又是ax+bt=a'x'+b't'的一个解,于是爱因斯坦可以直接写出(x'-ct')=λ(x-ct),这种一眼看穿的“快速待定系数法”是聪明学生经常做的,可以避免我上面的长篇推导);


 


法二,我对(x'-ct')=λ(x-ct)做了一个“存在性证明”。


 



沈建其


 


2003/12/15


 


-----------------------


 


因为ax+bt=a'x'+b't'是一个对于任何粒子都是成立的线性关系,这个任何粒子也包括光子。
我们是在确定系数a,a',b,b'。既然光子方程x-ct=0 、x'-ct'=0也是ax+bt=a'x'+b't'的一个解,那么自然可以用来确定系数:


 


将ax+bt=a'x'+b't'变形为x'+(b'/a')t'=(a/a')[x+(b/a)t],
将特解x'=ct', x=ct代入x'+(b'/a')t'=(a/a')[x+(b/a)t],得到


 


[c+(b'/a')]t'=(a/a')[c+(b/a)]t。


 


由于要求以上这个式子恒成立(对于任何变量t,t'均成立),那么只能让系数为0,即


 


c+(b'/a')=0, c+(b/a)=0,


 


(b'/a')=-c,     (b/a)=-c.


 


注意:x'+(b'/a')t'=(a/a')[x+(b/a)t]一共有三个系数:(b'/a'), (b/a) 与 (a/a')。


 


我们通过特解x'=ct', x=ct得到了(b'/a')、(b/a)的取值(为-c) ,这一块推导其实并不涉及0=λ×0问题;而(a/a')的确定才真正涉及0=λ×0问题(但是我们没有去使用x-ct=0 、x'-ct'=0推导(a/a')即λ的取值)。


 


我请CCXDL仔细看看:借助特解x'=ct', x=ct,从x'+(b'/a')t'=(a/a')[x+(b/a)t]得到(b'/a')、(b/a)的取值(为-c),这一过程其实不涉及0=λ×0问题。


 


其实,假设时空变换是线性变换,必然存在ax+bt=a'x'+b't',又因为x'=ct', x=ct是前者的特解,那么任何一个反应灵敏的中学生马上就能将ax+bt=a'x'+b't'改写为(x'-ct')=λ(x-ct),它既具有ax+bt=a'x'+b't'的线性形式,又满足特解x-ct=0 、x'-ct'=0。这一过程并不涉及CCXDL所说的0=λ×0问题。
以上做法不但不涉及0=λ×0问题,而且还是严密的确定系数的做法,只不过由于光波的特殊性,所以最终无法确定 (a/a')(即λ)的取值,这种无法确定(a/a')正是因为0=λ×0问题的存在(对于普通粒子,此时就不存在0=λ×0问题,在以上步骤中不但能得到(b'/a')、(b/a)的取值,同时也能得到(a/a'))。


 


总结:
对于光波而言,0=λ×0问题的确存在,只不过它并不存在于确定系数(b'/a'), (b/a) 的步骤上,而是存在于确定(a/a')的步骤上。但是,正因为确定(a/a')步骤中存在0=λ×0问题,所以无法通过光波来得到(a/a')取值。既然我们没有用光波方程得到(a/a'),那么CCXDL也就没有必要用0=λ×0问题来批判了。


 


我通过一般粒子已经计算出,在相对论中,λ=sqrt[(c+v)/(c-v)], v是参考系相对速度。
来看看下面的行径:
如果有人通过光波方程x'=ct', x=ct得到(x'-ct')=λ(x-ct),然后又直接说λ=sqrt[(c+v)/(c-v)],因为这样的λ=sqrt[(c+v)/(c-v)]使得(x'-ct')=λ(x-ct)成立(他说原因:0=0,所以λ=sqrt[(c+v)/(c-v)]成立)。这样的行径,CCXDL才值得去批判。
CCXDL批判的正是这样的行径,只不过在确定(b'/a'), (b/a) 时,并没有出现这样的行径。
所以,我认为:CCXDL的0=λ×0问题批判错了对象。


 


-------------------------------


 


(x'-ct')=λ(x-ct)的获得其实属于待定系数法:


 


高中解析几何题目:
一条直线斜率为k,它通过点(x,y)=(x0,y0),求出这条直线方程。


 


反应灵敏的学生马上可以写出“点斜式”方程:


 


y-y0=k(x-x0)。


 


CCXDL在高中肯定也这样做过。


反应慢一些学生这样得到:
直线的一般方程y=kx+b,
将特解(x,y)=(x0,y0)代入,得到b,于是得到所求直线方程。


 


与上面例子略有不同的是:
用x'=ct', x=ct代入ax+bt=a'x'+b't',得到(b'/a'), (b/a) 的取值,其中的特解x'=ct', x=ct不是简单的解(而是隐含数解。上面(x0,y0)是确定的数值,但这里t',t本身也是变量(函数),所以x'=ct', x=ct是函数解(相当于有点类似“泛函”))。
总之,无论是(x0,y0)这样的数据解,还是x'=ct', x=ct这样的隐函数解,以上方法都属于待定系数法。


 


它不是糊涂数学,而是正经的数学。


 


只要承认时空变换是线性变换,那么必然存在系数a,a',b,b'使得ax+bt=a'x'+b't'恒成立,然后再用特解x'=ct', x=ct定出这些系数。这难道有错吗?


 


其实“时空变换是线性变换”也不必一定要在相对论中才承认,在牛顿力学中也照样成立与承认:


 


x'=fx+gt,  t'=f'x'+g't'   (其中f=f'=1, g=v为参考系相对速度, g'=0,这就得到Galileo变换:x'=x+vt, t'=t)


 


结论:只要一个变换具有形状x'=fx+gt,  t'=f'x'+g't',那么必然存在系数a,a',b,b'使得ax+bt=a'x'+b't'恒成立。
所以,“必然存在系数a,a',b,b'使得ax+bt=a'x'+b't'恒成立”这一条在牛顿力学中也是成立的。


 


相对论与牛顿力学的区别在于:(下面的字母中,u为粒子速度,v为参考系相对速度)
相对论认为:x=ut,  x'=[(u+v)/(1+uv/cc)]t' 是ax+bt=a'x'+b't'的一组特解 (这一点我在几个月前就向HUDEMIN展示过)。
顺便指出,当普通粒子速度u=c时,那么特解x=ut,  x'=[(u+v)/(1+uv/cc)]t'就退化为光波方程x'=ct', x=ct。光波方程x'=ct', x=ct自然也是ax+bt=a'x'+b't'的一组特解;
而牛顿力学认为:x=ut, x'=(u+v)t’才是ax+bt=a'x'+b't'的一组特解。


 


相对论与牛顿力学选择了不同的特解,那么系数a,a',b,b'的取值自然就不同了,这就导致两个理论的差别所在。


 


下面讨论牛顿力学如何用特解x=ut, x'=(u+v)t’得到ax+bt=a'x'+b't'的系数a,a',b,b'。
将ax+bt=a'x'+b't'变形为x'+(b'/a')t'=(a/a')[x+(b/a)t],


 


将特解x=ut, x'=(u+v)t’代入x'+(b'/a')t'=(a/a')[x+(b/a)t],得到:


 


[u+v+(b'/a')]t'=(a/a')[u+(b/a)]t,
由于t,t'为变量,要求上式恒成立,那么只能让系数[u+v+(b'/a')]与(a/a')[u+(b/a)]为0,所以就有解(之一)


(b'/a')=-u-v,    (b/a)=-u


将它代回x'+(b'/a')t'=(a/a')[x+(b/a)t],
得到


x'-(u+v)t'=(a/a')[x-ut].


此时与特解x=ut, x'=(u+v)t’相比较,我估计CCXDL又要喊了:这又是0=λ×0问题,所以牛顿力学也是糊涂数学。
(顺便指出:在牛顿力学中(a/a')=1,这与牛顿力学t=t'的要求有关的;在相对论中,(a/a')=sqrt[(c+v)/(c-v)]。
就t与t'而言,选择不同的函数关系,那么就有不同的(a/a')取值。
我以前多次说过:无论是Galileo变换,还是lorentz变换,无论是马国梁变换,还是其他谁的变换,其实都是“兄弟变换”,而且存在无穷多兄弟变换,各自为政,各自内部自洽,谁也不比谁特殊或者高尚。谁也不能以某个变换的特点为判断标准,去质疑其他变换不自恰。


黄德民先生等人以Galileo变换为判断标准,去质疑其他变换。我批评说这属于“思想狭隘”,他先验地假定了一个判断标准。这在思想上不对头。


以上我又一次证明了:无论是Galileo变换,还是lorentz变换,都是“兄弟”关系,区别在于线性组合系数a,a',b,b'取值不同,因为选择的特解不同,所以不同的特解导致不同的系数,从而导致不同的变换。
尽管马国梁变换也是一个自洽的变换,是一个与Galileo,lorentz具有兄弟关系的变换,但是我不欣赏马国梁变换,因为它导致不少对称性破坏,不满足群论要求(变换不成群)。而物理学很多变换都是满足群论要求的,这是一个基本信念。尽管这个基本信念不是什么严格理论意义上的信念,但是它的确是一条建构物理学理论的指导思想。)



沈建其  2003、12、16







小孙,您是聪明二世。。。


 








作者:tongzr(xxx.xxx.xxx.xxx) 2003/12/17 00:19


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  x'-ct'=0 ;x-ct = 0   和(x'-ct')=λ(x-ct)完全不是等价的!有大量 x' ,t'   x   t 的取值满足(x'-ct')=λ(x-ct),可不满足  x'-ct'=0 ;x-ct = 0  


 


小孙,您是聪明二世,糊涂暂时 !


 


爱因斯坦确实高明。


 


感谢您阅读我的数学推导帖子。您的话是对的(这我们当然知道)。但是,请您仔细看完我的帖子。您现在还没有进入我们的主题状态。


 








作者:jqsphy(xxx.xxx.xxx.xxx) 2003/12/17 11:46


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作者:guojia_new(xxx.xxx.xxx.xxx) 2003/12/17 09:08


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把x-ct用y代替;把x'-ct'用y'代替,两个关系式变成:


 


(1) y=0; y'=0
(2) y=λy'


 


很明显,(1)表示一个平面上的点坐标,(2)表示平面上的一条曲线。同时点(1)满足曲线(2)的方程,是该曲线上的一个点。所以x-ct=0; x'-ct'=0是满足(x-ct)=λ(x'-ct')关系(关系式(3))的一个解。有好多个x-ct=k; x'-ct'=k'的满足关系式(3)的解,x-ct=0与x'-ct'=0只是其中的一个,可以通过这个解(任意一个解都行)求出λ值。


 


呵呵,拜托tongr大哥,这都不懂?要不要我帮你搞一本高二的数学教材?






所以爱因斯坦就在增根领域大作文章


 







作者:tongzr(xxx.xxx.xxx.xxx) 2003/12/17 17:45


  字节:131 点击:1 帖号:40957


 







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"....所以x-ct=0; x'-ct'=0是满足(x-ct)=λ(x'-ct')关系(关系式(3))的一个解。......."


 


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作者:jqsphy(xxx.xxx.xxx.xxx) 2003/12/17 11:48


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作者:tongzr(xxx.xxx.xxx.xxx) 2003/12/17 18:32


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可不,您的guojia_new 挺老实一下说漏了嘴:


 


   "....所以x-ct=0; x'-ct'=0是满足(x-ct)=λ(x'-ct')关系(关系式(3))的一个解。......." 


 


让我接着说:


 


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