ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Вадим Николаевич Матвеев / Запись

FUNDAMENTAL PRINCIPLE OF QUANTUM MECHANICS AND A CONSEQUENCE OF THE SPECIAL THEORY OF RELATIVITY. CORRESPONDENCE OR CONNECTION?
26.11.2008
22:01
Уважаемый Вадим Николаевич Матвеев!
Меня настолько заинтересовала эта запись, что я решил зарегистироваться на элементах.
Не могли бы Вы пояснить формулу (3), а точнее с места
"Let us designate..."

Правильно ли я понимаю, что
tC1 - показания часов С1, находящихся в системе K;
tC2 - показания часов С2, находящихся в системе K;
tC2-tC1 - интервал времени между событиями для наблюдателя в системе К
t'C2C1 - интервал времени между событиями для наблюдателя в системе K'

Так разве интервалы времени между событиями равны для наблюдателей в системах K и K'?

И что такое t' в формулах (1) и (2)? Показание часов соответствено С1 и С2 в системе K'?
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

27.11.2008 12:42#
matwad
Fundamental principle of quantum mechanics and a consequence of the special theory of relativity. Correspondence or connection?
Правильно ли я понимаю, что
tC1 - показания часов С1, находящихся в системе K;
tC2 - показания часов С2, находящихся в системе K;
tC2-tC1 - интервал времени между событиями для наблюдателя в системе К
t'C2C1 - интервал времени между событиями для наблюдателя в системе K'

Так разве интервалы времени между событиями равны для наблюдателей в системах K и K'?

И что такое t' в формулах (1) и (2)? Показание часов соответствено С1 и С2 в системе K'?

Уважаемый Станислав!
Прежде всего,спасибо за проявленный Вами интерес к моей записи.

В третьей строке Вы, наверное, имели в виду tC2, а не tC1? Описка?

Понятно, что временн’ые промежутки между событиями в разных системах отсчета не одинаковые.
Показания часов tC1 и tC2 – это показания часов С1 и С2, установленных на стержне. Каждое из этих показаний не зависит от того, из какой системы отсчета оно считывается. Показание есть показание – оно не может быть разным для разных наблюдателей.
В формулах (1) и (2) показания часов С1 и С2 даны из предположения, что показания часов С1 и С2 покоящегося в системе отсчета К стержня совпадают с показаниями часов системы отсчета К, расположенных в непосредственной близости к часам стержня.
tC2-tC1 – это разность показаний часов С1 и С2 в некоторый момент времени. Эта разность зависит от системы отсчета. В системе отсчета К, где стержень с часами по условию покоится, эта разность равна нулю. В системе отсчета K' разность показаний в любой момент времени t' отлична от нуля. Эту разницу tC2-tC1 в системе отсчета К' я обозначил символом t'C1C2 (Вы написали t'C2C1, но это не суть - можно и так). Ее также можно было обозначить как (tC2-tC1)'. Таким образом, t' это не показание часов С1 и С2 в системе отсчета K' (показания часов С1 и С2 в системе отсчета K' разные!), а момент времени в системе отсчета К'. Разница t'C2C1 показаний зависит от скорости, которой обладает стержень в системе отсчета K' и от его длины в этой системе, представленной у меня величиной x'C2C1. Вот это я выразил формулой (3).
Ваши вопросы вполне резонны, так как я преднамеренно завуалировал суть заметки. Это не статья, а скорее запись-загадка. Я изложил ее в такой форме, поскольку считаю, что, как правило, убедить человека в чем нибудь, не совсем обычном для него трудно, а если человек сам приходит к необычному, но своему решению, то воспринимает это необычное легко.
27.11.2008 19:16#
Fundamental principle of quantum mechanics and a consequence of the special theory of relativity. Correspondence or connection?
Жалко, что она на английском... я в английском не силен...

Хочу уточнить условие, как я его понимаю:

Имеется тонкий стержень длиной L. В двух его точках, на расстоянии d друг от друга, установлены (закреплены и не меняют своего положения относительно стержня) синхронизированные часы С1 и С2. Расстояние d меньше расстояния L, поэтому стержень можно представить как
----------©--------------------©-----------.
Со стержнем связана инерцитальная система отсчета K, вдоль стержня проходит её ось X.

*то есть на стержне, например, на его левом конце стоит наблюдатель... например, наблюдатель K, и проведены прямые оси декартовой системы координат, зафиксированные тоже на левом конце стрежня. И эта фиксация не изменяется никогда. Одна из осей - Х - направлена точно вдоль стрежня. Остальные оси не интересуют наблюдателя K*

Кроме того, существует ещё один наблюдатель K', который считает, что стержень вместе с наблюдателем K и системой отсчета K движется с постоянной скоростью V' и эта скорость направлена вдоль оси Х.

*то есть в пространстве есть клочок земли на котором стоит ещё один наблюдатель... например, наблюдатель К'. Он провел оси декартовой системы координат K' и тоже зафиксировал эти оси, только на клочке земли. Ось X' он направил параллельно оси X системы координат K. И такая картина тоже не изменится никогда.*

Системы отсчета K и K' - инерциальные.

*то есть, если дать наблюдателям K и K' по акселерометру, то ни тот, ни другой акселерометр ничего не покажут, так как ни один из наблюдателей не испытывает никакого ускорения.*

Наблюдатель K' считает что длина стержня равна L', а расстояние между часами C1 и С2 равно d'.

Правильно ли я пока излагаю суть задачи?
01.12.2008 13:24#
matwad
Fundamental principle of quantum mechanics and a consequence of the special theory of relativity. Correspondence or connection?
Правильно ли я пока излагаю суть задачи?

Вроде, правильно. Только клочок земли и стоящий на нем наблюдатели мне непонятны. Что такое «один наблюдатель»? В теории относительности, когда говорят о наблюдателе, то всегда имеют совокупного наблюдателя. Наблюдатель – это множество наблюдателей с синхронизированными часами, каждый из которых согласованно с другими осуществляет наблюдение в ближайшей к нему области пространства данной системы отсчета. Потом они «суммируют» свои наблюдения.
В принципе наблюдатели Вам не нужны. Пользуйтесь преобразованиями Лоренца и всё. Как это принято, оси Х и Х' скользят друг по другу. Система отсчета K' движется в системе отсчета K вправо. Соответственно система K с прикрепленным к оси Х стержнем с часами C1 и С2 движется в системе K' влево по оси X'.
Расстояние d в общем случае меньше либо равно длины стержня (d≤L). Если d=L, то часы C1 и С2 расположены на концах стержня. Если d<L, то расположены, как на рисунке.
Не сегодня–завтра я сделаю отдельную запись в моем журнале, где покажу физическую суть связи преобразований Лоренца и соотношений неопределенностей.
03.12.2008 15:55#
Fundamental principle of quantum mechanics and a consequence of the special theory of relativity. Correspondence or connection?
Отлично! Условились: «…Система отсчета K' движется в системе отсчета K вправо….»

Начинается эксперимент – стержень движется, а часы отсчитывают время.
Помним, что до начала эксперимента мы синхронизировали часы С1 и С2.

Пока эксперимент идет я Вам отвечаю:

«…Наблюдатель – это множество наблюдателей с синхронизированными часами, каждый из которых согласованно с другими осуществляет наблюдение в ближайшей к нему области пространства данной системы отсчета. Потом они «суммируют» свои наблюдения….»

Я согласен с Вами; множество наблюдателей более строго, хотя по-моему, наличие одного наблюдателя для «данной системы отсчета» или множества наблюдателей - несущественно для данного условия, если Вы только не намерены определять случайные ошибки их наблюдений - тогда вам понадобится статистика, которую Вам и даст множество наблюдателей...


А между разговором стержень движется относительно инерциальной системы отсчета K.

Останавливаем эксперимент. Расспрашиваем "множество наблюдателей" о том, что происходило между началом эксперимента и его остановкой.

И тут высняется, что:

«…tC2-tC1 – это разность показаний часов С1 и С2 в некоторый момент времени. Эта разность зависит от системы отсчета…..»

Согласен, разность показаний часов С1 и C2 будет и она действительно зависит от системы отсчета.

«…В системе отсчета К, где стержень с часами по условию покоится, эта разность равна нулю. В системе отсчета K' разность показаний в любой момент времени t' отлична от нуля.…..»

Вот эта запись вызывает у меня вопрос. Поясните, если не трудно – из каких соображений это получается? Почему изначально синхронизированные часы (tC1=tC2 на начало эксперимента) не дают разности в той системе отсчета, где стержень покоится, а дают лишь в той, в которой он движется?
03.12.2008 22:56#
matwad
Fundamental principle of quantum mechanics and a consequence of the special theory of relativity. Correspondence or connection?
>Отлично! Условились: «…Система отсчета K' движется в системе отсчета K вправо….»
>А между разговором стержень движется относительно инерциальной системы отсчета K.

Нет, Стас, стержень не движется относительно системы отсчета К. Он к ней "намертво" привязан и не ускоряется.
Стержень движется в системе отсчета K' влево вместе с системой отсчета К.

>> «…В системе отсчета К, где стержень с часами по условию покоится, эта разность равна нулю. В системе отсчета K' разность показаний в любой момент времени t' отлична от нуля.…..»

>Вот эта запись вызывает у меня вопрос. Поясните, если не трудно – из каких соображений это получается? Почему изначально синхронизированные часы (tC1=tC2 на начало эксперимента) не дают разности в той системе отсчета, где стержень покоится, а дают лишь в той, в которой он движется?

Речь идет о разности показаний в некоторый момент времени, а в любой момент времени данной системы отсчета, часы в этой системе отсчета имеют одинаковые показания по определению (момента времени). Часы С1 и С2 не дают разности показаний в любой момент t времени системы К потому, что они идут в этой системе синхронно.
В системе отсчета K' в любой момент времени t' этой системы отсчета часы С1 и С2 имеют разность показаний, отличную от нуля, в соответствии с преобразованиями Лоренца и согласно положению об относительности одновременности.

P.S. Вы пишете о начале эксперимента. Как Вы это начало понимаете? Я рассматриваю стержень, который всегда покоился и покоится в системе отсчета К, и всегда двигался и движется в системе K'.
04.12.2008 12:28#
Fundamental principle of quantum mechanics and a consequence of the special theory of relativity. Correspondence or connection?
«…Нет, Стас, стержень не движется относительно системы отсчета К. Он к ней "намертво" привязан и не ускоряется.
Стержень движется в системе отсчета K' влево вместе с системой отсчета К....»

Вы правы - мою запись следует читать как
«…А между разговором стержень движется относительно инерциальной системы отсчета K'.…»

«…Речь идет о разности показаний в некоторый момент времени, а в любой момент времени данной системы отсчета, часы в этой системе отсчета имеют одинаковые показания по определению (момента времени).…»

А разве "любой момент времени данной системы отсчета" не означает, что можно взять произвольный момент времени данной системы отсчета, в том числе и "некоторый". Если "в любой момент времени данной системы отсчета, часы в этой системе отсчета имеют одинаковые показания", то и "в некоторый момент времени" часы в этой системе отсчета должны иметь одинаковые показания.

«…в соответствии с преобразованиями Лоренца...…»
По преобразованиям Лоренца? Ведь скорость движения часов С1 относительно часов С2 равна 0! Знаменатель тогда равен 1. Числитель потерял правую часть. По преобразованиям Лоренца tC1=tC2.
По преобразованиям Лоренца tC1<>(tC1)' и tC2<>(tC2)', но опять (tC1)'=(tC2)'
Но по принципу относительности одновременности, одновременная пара событий в одной системе отсчета неодновременна в другой. Т.е. если tC1=tC2, то (tC1)'<>(tC2)'.

«…и согласно положению об относительности одновременности.…»
Если отталкиваться от принципа относительности одновременности, то получается, что преобразования для времени Лоренца не верны, т.к. часы С1 имеющие скорость движения относительно часов С2 равную 0, имеют с часами С2 разность показаний.


Т.е. существует явное противоречие.

По положению относительности одновременности в мысленном эксперименте "поезд Эйнштейна"... *Она обсуждалась, конечно, и на этом сайте и Вы тоже принимали в этом обсуждении участие* ..., получается ситуация когда неравнозначны точки зрения наблюдателей из одной инерциальной системы отсчета и наблюдателей из другой инерциальной системы отсчета, т.е. эта ситуация вступает в противоречие с Первым постулатом СТО - все физические процессы в инерциальных системах отсчёта протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения.

«…Вы пишете о начале эксперимента. Как Вы это начало понимаете?…»
Я понимаю начало эксперимента, как момент когда время tС1=tС2 что для системы отсчета K, что для системы отсчета K'. Или Вы считаете, что такой момент времени вообще никогда не существовал?
11.12.2008 00:31#
matwad
Fundamental principle of quantum mechanics and a consequence of the special theory of relativity. Correspondence or connection?
>А разве "любой момент времени данной системы отсчета" не означает, что можно взять произвольный момент времени данной системы отсчета, в том числе и "некоторый".

Конечно, означает. А разве у меня говорится что-то иное?

>Ведь скорость движения часов С1 относительно часов С2 равна 0! Знаменатель тогда равен 1. Числитель потерял правую часть. По преобразованиям Лоренца tC1=tC2.

Нет, Стас. Скорость V в преобразованиях Лоренца – это не скорость разных часов одной из систем отсчета относительно друг друга.

>Если отталкиваться от принципа относительности одновременности, то получается, что преобразования для времени Лоренца не верны, т.к. часы С1 имеющие скорость движения относительно часов С2 равную 0, имеют с часами С2 разность показаний.
Т.е. существует явное противоречие.

Нет, противоречия нет. Относительность одновременности следует из преобразований Лоренца, а не противоречит им. Почитайте внимательно о преобразованих Лоренца.

>Я понимаю начало эксперимента, как момент когда время tС1=tС2 что для системы отсчета K, что для системы отсчета K'. Или Вы считаете, что такой момент времени вообще никогда не существовал?

Не существовал.
25.12.2008 10:53#
Fundamental principle of quantum mechanics and a consequence of the special theory of relativity. Correspondence or connection?
"Скорость V в преобразованиях Лоренца – это не скорость разных часов одной из систем отсчета относительно друг друга."

Но ведь формулы Лоренца не запрещают ввести систему отсчета K", связаную с часами С1. Эта система находится в покое относительно системы отсчета K, которая "намертво" привязана к стержню и не ускоряется. Наблюдатели любой из систем будут иметь одно и тоже мнение, что о показаниях часов системы K" (в которой теперь находятся часы С1), что - системы отсчета K (в которой находятся часы С2), т.к. скорость одной системы отсчета относительно другой равно 0. При этом ничего не мешает нам ввести систему отсчета K" так, чтобы не было разницы между системами отсчета K и K". При отсутствии разницы между системами - системы совпадают. Если четко говорить, то конечно есть мнение наблюдателей о показании часов в системе K и мнение тех же наблюдателей о показании часов в системе K" (мнение, определяемое с помощью преобразования Лоренца), но число, показывающее разницу этих показаний равно 0.

И все таки, по мысленному эксперименту "поезд Эйнштейна"...
Не буду конкретизировать условия - они Вам прекрасно известны.
Среди прочих, протекает физический процесс - вспышки двух молний и дальнейшее распространение света.
Наблюдатель из вагона поезда считает, что процесс протекает таким образом - сначало не было ни одной молнии, потом обе молнии ударили одновременно, потом свет распространяется.
Наблюдатель с платформы считает, что процесс протекает следующим образом - сначала ударила одна молния, свет от нее распространятся, потом ударила другая молния, свет от нее распространятся. И не было для наблюдателя с платформы момента времени когда он видел обе молнии сразу (он видел сначала одну, а только потом вторую).

Но процесс-то один и тот же, его протекание не должно зависить от выбора системы отсчета. Это противоречит первому принципу СТО - принципу относительности Эйнштейна.

Или по Вашему мнению, процесс все таки протекает одинакового для обоих наблюдателей?

Или СТО пользуются или нет. Целиком.

Ведь парадокс этого мысленного эксперимента происходит именно из-за применения СТО, точнее - второго приниципа СТО - скорость света не зависит от скорости движения источника, т.е. она не зависит от выбора ИСО.

Если же начать складывать скорость света по формулам ньютоновской механики, то ни какая относительность одновременности не потребуется и парадокс пропадет.

Думаю, что недопустимо делить теорию на части и пользоваться теорией по частям. Если угодно - используем одну часть, а другую отвергаем. Если угодно - делаем все наоборот. Правда, это моё частно-субъективное мнение.
25.12.2008 15:18#
voix
Fundamental principle of quantum mechanics and a consequence of the special theory of relativity. Correspondence or connection?
>Наблюдатель из вагона поезда считает, что процесс протекает таким образом - сначала не было ни одной молнии, потом обе молнии ударили одновременно, потом свет распространяется

Можно, конечно, и так, но обычно у наблюдателя на платформе обе молнии ударили одновременно. А к наблюдателю в вагоне свет от двух молний придет в разное время.
Но хуже другое - если наблюдатель в поезде разместит своих помощников в концах вагона, то они зарегистрируют вспышки молний по своим часам в разное время. Несмотря на то, что там свету еще негде было задержаться.

>Ведь парадокс этого мысленного эксперимента происходит именно из-за применения СТО, точнее - второго принципа СТО - скорость света не зависит от скорости движения источника, т.е. она не зависит от выбора ИСО

Увы, дело не только в свете. Даже если света не будет, парадокс останется.
Проблема в том, что скорость тела при разгоне не может превысить некоторый предел, который называют скоростью света. Причем, в любой ИСО.

Например, при распаде мюона у электрона околосветовая скорость. И до какой бы скорости мы не разгоняли мюон, скорость электрона не может превысить скорости света.
Экспериментальный факт :)
30.12.2008 01:13#
matwad
Fundamental principle of quantum mechanics and a consequence of the special theory of relativity. Correspondence or connection?

Но процесс-то один и тот же, его протекание не должно зависить от выбора системы отсчета. Это противоречит первому принципу СТО - принципу относительности Эйнштейна. Или по Вашему мнению, процесс все таки протекает одинакового для обоих наблюдателей?


Вопрос об одновременности не входит в данную тему. Но Ваше замечание о том, что процесс возникновения молний различен в разных системах отсчета, совершенно верное замечание. А разве покой тела в одной из систем отсчета и движение того же самого тела в другой системе отсчета – это не разное поведение одного и того же тела?
В формулировке принципа относительности царит полная путаница. У Эйнштейна нет никакого принципа относительности – у него есть принцип ковариантности математической записи законов природы, который он почему-то назвал принципом относительности. Согласно принципу ковариантности общие законы поведения (законы поведения абстрактных объектов) могут быть сформулированы одинаково в разных системах отсчета, а согласно принципу относительности, строго говоря, необходимо констатировать как раз тот факт, что поведение любого КОНКРЕТНОГО тела или любой КОНКРЕТНЫЙ процесс относительны, т.е. различны в разных системах отсчета.
Но физики не понимают, чем абстрактное отличается от конкретного. Для них это философское пустословие. А отсюда непонимание, если не беда!
30.12.2008 05:35#
catty_cat2
Fundamental principle of quantum mechanics and a consequence of the special theory of relativity. Correspondence or connection?
>Согласно принципу ковариантности общие законы поведения (законы поведения абстрактных объектов) могут быть сформулированы одинаково в разных системах отсчета,
Нет не могут, за исключением случая ортогональных ИСО. Могут только в разных системах координат, (что не имеет физического смысла) и не одинаково, а в общековариантной форме.
30.12.2008 11:18#
Fundamental principle of quantum mechanics and a consequence of the special theory of relativity. Correspondence or connection?
Думаю, что вопрос одновременности - основной вопрос в Вашей статье. Именно Ваше мнение по поводу относительности одновременности (какое в действительности - верное или ошибочное - я не знаю) дает Вам результат. Именно равенство t' в формулах (1) и (2) позволяет получить результат таким красивым. И эта красота покорежится, если предположить что-либо другое.

Думаю, что покой тела в одной из систем отсчета и движение того же самого тела в другой - это представление с разных точек зрения об одном и том же поведении тела.

Принцип относительности Эйнштейна - физические процессы в ИСО протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли ИСО или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения.

Может и стоило его назвать принципом абсолютности. Но думаю, что название сути не меняет.
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 654

Пользователей
в системе: 2783

Всего записей
и комментариев: 50253

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 13

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ

a-xandr (Александр Кирьяко)
alexander242 (Усенко Александр Павлович)
alexander7konkevich (Александр Конкевич)
alexzavdoc (Алексей)
anothereugene (AnotherEugene)
anri (Годес Анри Михайлович)
arman (Arman Azaryan)
ashur (Шур Александр Борисович)
aspera (Слёзкин Анатолий Геннадьевич)
astrogal (Александр Козловский)
bah1 (Валерий Николаевич Бахарев)
baldprice (baldprice)
banan (Константин)
bayak (Игорь Баяк)
bodrenko (Бодренко Сергей)
borag (Борискин Александр)
borisov (Максим Борисов)
bugdon (виктор)
bvv13 (Виктор Викторович)
chub (Александр Чубенко)
chuser (Чудинов Сергей Николаевич)
dean (Александр Венедюхин)
dims (Дмитрий Кравченко)
dmitri (Дмитрий Королёв)
dudenkov (Иван Владимирович Дуденков)
editor (Дорогая редакция)
evolucionist (Владимир Николаевич Юрченко)
expertsc (Виктор Щербатский)
extremprognos (Вадимир Голубев)
ezalegin (Евгений Залегин)
fann (Алексей Федоров)
ferst (Хижняк Николай Григорьевич)
fir-tree (Мунин)
friend (Михаил Волович)
funnymoney (Сергей Мировак)
ghilarov (Гиляров Алексей Меркурьевич)
gurumain (gurumain)
klink (Клинк Надежда Юрьевна)
krasilnikov (Красильников)
kreposti79 (Владимир.)
lesnik (Иван Першин)
levver (Лев И. Верновский)
matwad (Вадим Николаевич Матвеев)
mic_bel (Михаил Белодедов)
morningstar2008 (Александр Иванов)
n.p.duel (Хворостенко)
n0isy (Сабитов Кирилл)
oxon (Michael)
papish (Валерий Папиш)
pearls (Собрание научных перлов)
perviyelement (Сергей)
pkaravdin (Павел Каравдин)
poleev (к.б.н. Андрей Полеев)
pricot11 (Юрий Евграфов)
putnik (Наседкин Владимир)
r.a. (Рубен)
riverton (Yuri Danoyan)
rofman (Рофман Владимир Моисеевич)
rylov (Рылов Юрий Аркадьевич)
sawer (Денис Демидко)
scientist1 (Чефонов владимир Михайлович)
seasea (Eugeny)
serga-e (Серга Эдуард Васильевич)
sergepolar (Сергей Попов)
sh18 (Игорь Шутяев)
shchukin (Щукин Владимир Андреевич)
shumway (Гордон Шамуэй)
sultanych (Исрафил Рамазанов)
svoyvzglyd (Райков Александр)
tetia_motia (Ирина)
time (Дмитрий Павлов)
universe100 (Чурляев Александр Иванович)
v17rmt (Zhavlan)
veshun (Михайлов Александр Алексеевич)
viktorrubzov (viktor)
voix (Александр Юрьевич)
vovannoviy (Владимир)
vtrakhtman (владимир трахтман)
wotch (володимир леонтейчук)
zen_pilgrim (Александр Ковров)
zeronet (Zero)
zhakka97 (Жакенов Абай Кабдуллаевич)
zmey (Алексей Змеев)

Все дневники
 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия
e-mail: info@elementy.ru       О проекте       RSS      
© 2005-2007 Элементы. Все права защищены
Designed in DEFA Studie