相对论完整吗?

2024年12月02日 22:57
有4个网友回答
网友(1):

不完整
你的观点是正确的,但是也有局限。这不是你的问题,是我们现有的物理学理论中存在的问题。

假如是盲人,看不见东西却能听到声音,这个时候,虽然声音是他认识世界的媒介,但是他至少还有触觉,他会发现触觉比声音的速度快。

比如一根铁线,长500米,铁丝那端有人敲一下铁线,会发生振动,这一振动从那端传到这端会比声音在空气中的传播速度快。

但是光不一样,没有任何东西传播的速度再比光快了,不是声音与运动之间的差别。

光是我们赖以观测事物的终极媒介,我们对任何事物的感觉,都离不开光或光速。凶手物体的受力和移动。

比如远处发生一次闪电,在闪电的光没有到达之前,任何人(除了神)都不可能预先知道那里发生了闪电。知道那里发生了闪电的最快的途径是看到闪光。
那么,要是问你闪电发生的真实时间,你能回答吗?就算是你知道闪电所在的距离,你怎么知道光的速度是多少?

你能知道的只有光到达的时间和根据测量得到的距离。但是测量真的准确吗?
测量是根据光的到达,比如你看一个物体有多长,一定是那个物体这端和那端的光都到达你眼睛之后的判断。
如果因为某种原因你只看到了这端传来的光,看不到无补卖主为的光,你就不可能知道那个东西有多长,或者你就以为那个东西无限长。

人知道人的眼睛的特点吗?其实与仪器一样,人的眼睛看到的光只认光射入的方向。光要是中间拐了弯,眼睛是不知道的。眼睛会把光的入射角度认作光源所在的方向,比如镜子里的东西,我的眼睛会以为镜子里的东西就是光的来源。但是人的大脑进行了推理,使我们知道镜子里的东西是假的。并且还让我们大概的知道真的东西在哪。

但是,并不是任何情况下都有机会作这样的判断。因为我们可能没机会进行对照。

比如用放大镜看东西会变大,但是我们因为能移走放大镜进行比较而知道东西没变大。可是想过不有人的眼睛本身也是放大镜,不同人的眼睛大小不同,民率不同,看到的东西大小也不相同,那么在什么曲率下看到的东西是真实的呢?事实上没有真实的,任何东西我们看到的都是在一定曲率下形成的影像。不可能总是与真实物体一样大,但是我们总是认为我们看到的物体的大小是真实的。长期戴眼镜的人也一样会认为他戴着眼镜时看到的物体大小是真实的。

事实上真实的本身就是人的感觉。本来就是相对的。

你看一个远处的人一定比在近处时小,但是你并不认为你看到的那个人的大小不真实。
这就是相对性的问题。在相对性的面前,你认为的真实才是真实,你认为的不真实就是不真实。但是要反与不真实进行换算,变换成你认为的真实,那就必然有一个变换规则。相对论中用了省委员会化兹变换,这是到目前为止还没有发现有问题的变换。不管是逻辑上还是数学上,洛伦兹变换都解决了真实与感觉之间的变换关系。
如果你认为等式的左边是真实的,那右边是感觉,如果你认为右边是真实的,那左边就是感觉。

相对论与经典物理学一样,都存在着问题,不完善的地方。但是这不影响相对论的正确性。因为相对论的性不取于对特定事物的表述是否正确,而在于逻辑上是否正确。

经典物理学以绝对空间(可以用以太代表)为参照物,相对论则以光的速度为参照。两个理论的参照物不同。

在航海图上我们知道,要是把经纬线画成平直的,航线就是变的,要是把航线画成平直的,经纬线就一定是弯的。这是一个相对性的问题。用数学很容易表述这种相对性,但是数学太抽象了。

相对论以光为参照,光速被假设成恒定不变的坐标轴。那么在这种坐标系下空间就一定会弯曲。而经典物理学把空间表达为均匀平直的,当然光线在空间中就是弯曲的。

我们看看牛顿定律的问题:惯性定律说假如物体不受力的作用,则物体就会保持原来的运动状态。直到有力改变这种状态。

那么受不受力如何确定呢?假如没有光,我们看不见其他的参照物。这个时候,两个正在作自由落体运动的物体,互相以自己为参照物,观测对方在作什么运动?

显然是乐事直线运动,因为双方都感觉没有受任何力的作用,双方的距离变化随时间线性改变。假如有光线,它们能看到其他的物体,但是他们的感觉是什么?自己没受力,是匀速运动的,周围的物体困为受了某种力的作用在作加速度运动。

再举个例子:
在一望无际的大海中,假设风平浪静,船是稳定的。一个人以某种速度和力量向前跳跃,他相对船的加速度是多少?假如是a,那么相对他来说船的加速度也是a。只不过方向相反。显然那个人的质量一船不相等,那么F=ma这个公式还成立么?

就算是在地面上也一样,当我们跳跃时,地球受到的力与我们对地面的蹬力是相同的,人相对地球的加速度与地球相对人的加速度也是相同的,但是人的质量与地球的质量不同,力相同,质量不同,缘何加速度会相同?

所有的这些问题归根到底是我们对宇宙空间的认识还有缺陷。这是牛顿力学中的缺陷,而相对论并没有解决这个问题,只是换了一个参照系把这个问题巧妙的绕过去了。相对论把这样的称作空间的变形。就像把航线画成平直的之后经纬线就形成弯曲的了。

这就是相对论并不完善的原因。事实上相对论并没有解决经曲物理学存在的问题,只是换了一个坐标系把问题绕过去了。

网友(2):

不完整。我也这么认为,比如说磁场扩散的速度也是定义为光速,但是有没有可能超过光速?我们目前所认知的最快的速度也就是光速了,所以我赞同你的观点。如果假设有一天能证实某一速度比如说磁场的扩散速度超过了光速,并且用这个速度来传递信息,那么我们的世界观一定会有一个翻天覆地的变化。我曾经设想过一个实验。用一个磁铁磁化一根铁棒的一端,另一端放在一堆小铁屑内,观察并测量从磁铁磁化铁棒到另一端铁屑发生变化所用的时间T,然后用铁棒的长度L除以T得出磁场速度。但是经过仔细考虑,我觉得太不现实了,而且有很多问题和缺陷,比如磁畴的相互影响速度等等,所以没做。如果单单考虑光、声音等方面可能很难证明相对论是片面的,从其他方面考虑一下可能会带来生机。比如,说到光,我想到了能量量子化这边,然后想到了能量转换。目前还没有方法把机械能直接转化为光能。从这方面入手是不是会有点启发?言归正传。假设一个只有听觉的人以超音速运动,若捕捉到了声音,则这个声音就是过去的信息。同样的,如果人类以超光速运动,捕捉到光,则这个光就是过去的光。其实我认为不用这样想。比如说我坐在椅子上,我妈喊我吃饭。我妈喊我吃饭的时候,我并没有收到任何信息,当声音传播到我的耳朵之后,我才收到了,也可以说是我收到了过去的信息。如果当我妈喊我吃饭的同时,我站起来向我妈走去,那么我就会提前听到我妈喊我吃饭的信息,但是如果在我妈喊我吃饭的同时我以超音速运动,我就会错过我妈喊我吃饭的这个信息,但是,我反而可能捕捉到在我妈喊我吃饭之前,我妈聊天的声音等等,但是接收不到我妈喊我吃饭的这个信息了,可以说是在信息上我回到了过去,但是不能说是我回到了过去。比如我在运动之前剪了指甲,在运动之后我剪掉的指甲还会回来?这是不可能的了。如果我停下来,那么在信息上我就回到了现在,那么就有可能接收到我妈喊我吃饭这条信息了。当然这里不考虑音爆等干扰因素。同样的,把这个思想运用到光和光速上,应该也是可以的,只能说我们在信息上回到了过去,不能说我们回到了过去。我们只是穿梭了空间,如果真的能够影响到时间,那么由此可以得出时空有一定的联系,甚至我猜想时间的形成是不是由于空间的流动。我的知识面更狭窄,我只是一名初三的学生,若有不足之处请见谅,并且恳请提出。多谢。

网友(3):

相对论是否完整先不说,你的理解有偏差。光速是宇宙极限速度,且光速是恒定值,也就是说光速不会因为所选参考系的不同而改变。举个例子,在以速度v运动的火车里,从车头发一束光到车尾,火车里的人看到光的速度c,根据经典力学,火车外的人(以地面为参照物)看到火车上的光应该以v+c的速度运动,其实不是,光的速度还是c,这就是光速不变原理(实验证实是正确的)。你问:如果超光速飞行,那么我们真的回到了过去,还是我们只是看到了过去的光线,也就是回到了过去的光锥中,并不能改变什么事物?答案是只能看到过去的影像,不能做任何改变。想想看,如果可以改变,那将违背历史产生谬论。举个很简单的例子,假设你乘坐着超光速飞船飞向宇宙,这样你就能追上以前的光,也就能看到以前的发生的事。其实,别说超光速了,达到光速都不可能实现,也就不可能回到过去(蛀洞除外)。物体具有惯性,想改变现有的状态必须施加外力,产生加速度才能增大速度。如果宇宙飞船的质量为m,飞船所产生的推动力是F,那么加速度a=F/m,因为有加速度,所以飞船的速度会不断增大,但不会一直增大,根据相对论可知,当物体的速度接近光速时,其质量趋近无穷大,F/m=a其中的a就趋于无限小,则速度也就不再增加。可想要把质量无穷大的物体产生加速度,所需要的能量将是整个宇宙能量之和。换句话说,当你的速度接近光速时,宇宙的自然法则会很适合的将你慢下来,只能无限接近光速,却无法达到光速。对于这个四维世界而言,盲人能感受到的极限速度不是音速,我们生活在四维世界里,所以这些规律就是这样,如果我们生存在其他维度的世界里,会有另一些规律适应那个维度。

网友(4):

你的理解有点错误,首先是光波与声波,光与声音有本质的不同,声波是机械波,传播需要介质,而光波是电磁波,其传播不需要介质,因此,不能把相对论有关理论的推导完全适用于声速。事实上,有关声速的问题用经典的牛顿定律就够了。光速、普朗克常数和引力常量这三个量在物理学中有其非常特殊的地位,不能完全用其它的量来类比。
其次,关于光速极限性,这完全是爱因斯坦为了使其自身理论的融洽而提出的,这点是否正确是检验相对论是否正确的直接证据。另外,光速只不过是群速度的极限,而非相速度的极限,关于相速度,完全可以超过光速,只不过相位无法承载能量,所以相速度超过光速没有其实际意义。
然后,你问相对论是否完整,这完全取决于相对论的两个假设:(广义)相对性原理和光速不变原理,如果这两个假设是正确的,那么爱因斯坦的理论推导完全自洽,就可以说是正确的;一旦发现某些现象违背了这两个假设,那我们就应该考虑在爱因斯坦旁边新建一座新的物理大楼,就如同当初爱因斯坦、普朗克等人在牛顿旁边新建大楼一样。
最后,理论物理发展到现在,已经遇到了一个瓶颈。当今理论物理主要有两大理论支柱:标准模型和广义相对论。标准模型是包含狭义相对论和量子力学在内的致力于构建同一规范场的理论;广义相对论是致力于描述宇宙的时空理论。这两个理论在其各自的适用范围内可以运用得如鱼得水,但在有关时空和引力的理论上明显背道而驰,这也是制约当今理论物理发展的主要障碍。
至于超过光速回到过去,这在上述两个理论都是非常难的,在标准模型中会受到热力学第二定律和量子涨落的制约,在广义相对论会受到光速极限的制约。所以回到过去的现象很难想象。
个人认为,相对论(狭义+广义)在未来的至少15年内,都会是一座不可逾越的丰碑,如果想要反驳相对论,那最可能通过两个途径:热力学第二定律以及黑洞中的奇点。热力学第二定律是物理学在宏观范围内唯一规定时间方向的定律,而奇点则是完全无法用现今理论描述的区域。