我們是否可以把洛倫茲變換公式的適用范圍擴大到復數范圍?
由于課文簡化,將沒有變化的y軸,z軸省略,容易看清楚變換的過程。自己由于對尺縮鐘慢的公式不是很清楚,就想核對這個公式推導過程中的數學思維。尺縮鐘慢是一個使人對時間的認識產生懷疑的一種觀念,人在運動中,飛機在飛行中,火車在行駛中,都使得人對時間的快慢無法確定,對時間產生懷疑。在學習相對論中,認為這個公式是由于洛倫茲對數學正數與負數的概念不清楚,不能正確使用正號,負號導致錯誤產生的。負數是數學術語,比0小的數叫做負數,負數與正數表示意義相反的量。負數用負號(Minus Sign,即相當于減號)“-”和一個正數標記,如?2,代表的就是2的相反數。于是,任何正數前加上負號便成了負數。一個負數是其絕對值的相反數。在數軸線上,負數都在0的左側。洛倫茲公式(4) (x′ + ct′)= μ(x + ct)。應該寫成 (-x′ + ct′)= μ(-x + ct) (4)才能符合負數的規定。這一方向性錯誤,使對事物的認識距離相差十萬八千里。
科學由于存在客觀的一面,如果尺縮鐘慢公式是正確的,一定能夠經得起各種方法的檢驗,復核,如果是假的公式,那么其公式推導過程一定存在假貨,總會露出破綻。尺縮鐘慢如果作為量度工具,由于誤差的存在,真正做到正確無誤是很難的。尺縮鐘慢也是正常的。但如果是一個數學公式,那就有所不同,尺縮鐘慢的公式應該是來自相對論中洛倫茲變換,我有機會讀洛倫茲簡單變換,就其中問題與大家分享,速度越快時間越慢應該來自相對論中洛倫茲變換,但我讀了洛倫茲變換簡單推導,發現開始四式就存在錯誤,因為數學是一門不以人的感情決定正確與否的知識,它的嚴密性,可檢驗性,都是客觀存在的。x = ct x ? ct = 0 (1) 。x′?ct′=0 (2) 。 (x′?ct′)=λ(x?ct) (3) 。 (x′ + ct′)= μ(x + ct) (4)。這是洛倫茲變換四個式孑,能不能用科學方法檢驗其正確性。
科學方法就是能夠對事物的認識,可以翻來復去的加以檢驗,發現其中的錯誤,不斷糾正錯誤,直到得到正確的結論。數學的基礎,加?,減?,乘??,除?,四則運算。速度??時間=距離。這應該是小學知識。正數,負數應該是初中知識,正確應用這些基礎知識,也是應用科學方法的所必須具備的。但我在看科學家洛倫茲的變換推導過程中,沒有明白怎樣應用這些知識,因為使用很多的符號。
PDF 54頁 課文 :附錄
一、洛倫茲變換的簡單推導 [補充第 11 節] 按照圖 2 所示兩坐標系的相對取向,該兩坐標系的 x 軸永遠是重合的。在這 個情況下我們可以把問題分為幾部分,首先只考慮 x 軸發生的事件。任何一個這 樣的事件,對于坐標系 K 是由橫坐標 x 和時間 t 來表示,對于坐標系 K’則由橫 坐 x’和時間 t’來表示。當給定 x 和 t 時,我們要求出 x’和 t’。 沿著正 x 軸前進的一個光信號按照方程 或 x = ct x ? ct = 0 (1),傳播。由于同一光信號必須以速度 c 相對于 K’傳播,因此相對于坐標系 K’的傳 播將由類似的公式 x′?ct′=0 (2) 表示。滿足(1)的那些空時點(事件)必須也滿足(2),顯然這一點是成立的, 只要關系 (x′?ct′)=λ(x?ct) (3) 一般滿足,其中λ表示一個常數;因為,按照(3),(x?ct)等于零時(x′?ct′) 就必然也等于零。 如果我們對尚著負 x 軸傳播的光線應用完全相同的考慮,我們就得到條件 (x′ + ct′)= μ(x + ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相減),并為方便起見引入常數 a 和 b 代換常數 λ 和μ,?,
先理解公式(1)x = ct x ? ct = 0 (1) 公式中c表示光速,就是速度;t表示時間;那么x表示什么呢?我們由距離=速度??時間,式子中可以知道,x表示事件從X軸坐標原點到x的距離。例如:光速c30萬公里??時間3秒=90萬公里。x就是位于從原點出發到第三個位置的距離90萬公里。如果用每小時100公里勻速行駛的火車描述,每100公里一個車站,火車就是到達第三站,從原點到第三站距離300公里。
X軸坐標原點??……1??……2??……3??……
1、??……??……??……??……??……??……??……第一站作原點。
2、…………??……??……??……??……??……??……第二站作原點。
3、……………………??……??……??……??……??……第三站作原點。
??火車過一站就減去一站,與第二站上車等同,再過一站,再減去一站與第三站上車等同。系數是乘法,而這里坐標移動是減法。
公式(2)x′?ct′=0 (2) 可以理解為第一在原點上車的乘客經過一站,下一站作原點上車的乘客。
公式(3) (x′?ct′)=λ(x?ct) (3) 。左式用公式(2)代入 (0)=λ(x?ct) (3) 右式用公式(1)代入
(0)=λ(0)(3) λ(0)=0,于是公式(3)寫成0=0。
公式(4) (x′ + ct′)= μ(x + ct) (4) 作者是指負方向,什么叫負方向,假如一個人伸開手臂,右手指向為正方向,那么左手指向為負方向,其他沒有改變。顯然這個式子出了問題,我們以x?ct為例,x是距離光運動3秒鐘:距離90萬公里?30萬公里??3秒=180萬公里,光只是向負方向運動3秒鐘,總共位置移動90萬公里,而上式結果是180萬公里,顯然是不成立的,向負方向運動距離應該有負號,才能使人認識事件是處于左邊負方向上,應該寫成距離-90萬公里=-(30萬公里??3秒),移項寫成一x?ct=0。公式(4) (x′ + ct′)= μ(x + ct) (4)應該寫成 (-x′ + ct′)= μ(-x + ct) (4),也是0=0才是。(3)式?(4)式都是零式,零0???????都是零0??,0??也是??的意思,就是什么都沒有。洛倫茲推導應用在這里結束了。