9评《澄清对相对性原理和协变性的误解》.docx
《9评《澄清对相对性原理和协变性的误解》.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《9评《澄清对相对性原理和协变性的误解》.docx(19页珍藏版)》请在第壹文秘上搜索。
1、评澄清对相对性原理和协变性的误解李学生1,师教民2(1.山东大学物理学院,山东济南250100;2.石家庄广播电视大学科学技术部,河北石家庄050081)摘要:论文澄清对相对性原理和协变性的误解只喊口号,不说理由.关俊词:赵凯华;相对性原理:能量守恒.中图分类号:0313.1文献标识码:A原北京大学物理系主任、教授,国家重要自然科学期刊大学物理杂志创刊人、主编、名誉主编、顾问,中国物理学会副理事长、物理学教学委员会主任,全国自然科学名词审定委员会委员、物理学名词审定委员会主任,国家教育委员会高等学校理科物理学与天文学教学指导委员会委员、基础物理学教学指导组组长,公元2015年度国际物理教育奖章
2、(ICPEMedal)获得者(亚洲首位该奖获得者)赵凯华先生,于公元第2020年1月,在大学物理第39卷第1期上发表了论文澄清对相对论性原理和协变性的误解,第4期更正为澄清对相对性原理和协变性的误解.对于赵凯华先生这篇文章,我们谈两个方面的问题:第一:赵凯华先生在他的文章中说:【有人认为,按照相对性原理,一个系统,若在一个惯性系内能量守恒(不变),则在所有惯性系内观察它,能量都守恒(不变).这一看法是绝对错误的.这个问题20多年前在大学物理杂志上讨论过,大学物理杂志以朱如曾先生的文章和“编者的话”作为结论,并决定对此问题不再讨论.近来有一些文章出现在不同杂志上5L继续争论这个问题,并且认为大学
3、物理当年的“编者的话”不对.本人作为当年大学物理的主编,郑重声明,该“编者的话”没有错.大学物理编辑部已决定不接受讨论这类问题的文章.本文不参加争论,而是再次澄清对有关的一些物理概念的误解.】对于赵凯华先生这条意见,我们谈4条意见如下:赵凯华先生在上述意见中说:【有人认为】的【看法是绝对错误的.】赵凯华先生在上述意见中又说:【本人作为当年大学物理的主编,郑重声明,该“编者的话没有错.】这些话没有说明任何理由.对于正确的物理定律来说,从数学角度来看,满足协变性是必要的但不是充分的,这是合乎逻辑的.任何一个正确的命题,它的逆命题不一定成立,而逆否命题一定成立.相对性原理在物理学中的权威性就由它的逆
4、否命题表述来体现,它有否决权,不满足一定不正确.爱因斯坦讲:“狭义相对论的普遍原理包含在这样一个假设里:物理定律对于(从一个惯性系转移到另一个任意选定的惯性系的)洛仑兹变换是不变的.这是对自然规律的限制性原理,它可以与不存在永动机这样一条作为热力学基础的限制性原理相比拟用现代的术语来概括,伽利略相对性原理可表述为:一个对于惯性系作匀速直线运动的其它参考系,其内部所发生的一切物理过程,都不受到系统作为整体的匀速直线运动的影响或者说不可能在惯性系内部进行任何物理实验来确定该系统作匀速直线运动的速度.既然对于惯性系作匀速直线运动的系统内遵从同样的物理学规律,由此可得出结论:相对于一切惯性系作匀速直线
5、运动的一切参考系都是惯性系,也就是对于物理学规律来说,一切惯性系都是等价的.牛顿对于伽利略的相对性原理也是肯定的.力学相对性原理对于描述力学规律来说,所有惯性系都是等价的,亦称伽利略性相对性原理.它包括:在任何两个惯性系中做同一个力学实验都会得到相同的实验结果.用任何力学实验都无法将两个惯性系区分开.对于描述力学现象,所有的惯性系都是平权的.从满足力学相对性原理(或者说满足单独协变性)的牛顿力学可以推导出不满足力学相对性原理的机械能守恒定律等于推翻了整个经典力学,进而推翻整个现代科技,因为经典力学是现代科技的基础.经典力学中的力可以分为三类:耗散力、保守力和显含时间的力,如果所研究系统存在耗散
6、力和显含时间的力(根据dEp=Gf)dr与F=N/分可以得出力场显含时间等价于势能显含时间),在所有的惯性系机械能都不守恒;如果系统只有保守力,保守力做功时质点的动能增加量等于其势能减少量,反之亦然,因此按照相对性原理,一个系统若在一个惯性系内能量守恒(不变),则在所有惯性系内观察它,能量都守恒(不变).从分析力学角度来看,只要所研究系统的拉格朗日函数和哈密顿函数不显含时间,系统的机械能一定守恒,与矢量力学的结论完全一致,因为根据dEp=(-f)dr可知只有力场显含时间,势能才能显含时间,从而机械能显含时间.力场显含时间是指场的坐标含有时间参量t,r是指质点的坐标,含有时间参量t是必然的,通过
7、坐标变换可以完全消去,不叫做显含时间.显含时间力场的定义:对于力F=F(r,t),如果时间t不能通过恒等变换消去,只能表示为位置和时间的二元函数,或者说力F对于时间的偏导数不恒等于0,那么力F就是一个显含时间的力场或者说是一个不稳定场.爱因斯坦认为:“普遍的自然规律是由那些对一切坐标系都有效的方程表示的.更简单的理论,涵盖更多不同的内容,具有广阔的应用,这才是令人信服的理论爱因斯坦把逻辑简单性作为建构科学理论的方法论原则,也作为科学创造的一个美学思想.因为简单性是秩序感的表现,它使人易于把握事物的特征,具有重大的审美价值.爱因斯坦在创立相对论的过程中就十分强调逻辑简单性.因为自然界本身是“统一
8、的”、“简单的”、“和谐的”,而反映自然规律的理论体系与客观存在之间存在着主客观的对应关系,所以要求它的逻辑在基础上也必须是简单的.正如爱因斯坦所说:“逻辑简单的东西,当然不一定就是物理上真实的东西.但是,物理上真实的东西一定是逻辑上简单的东西.”由麦克斯韦方程组导出的自由电磁波波动方程曾经引起物理学界的极大困惑,原因之一是当时人们普遍认为:在相对于以太介质静止的惯性系(有时简称为以太惯性系中),麦克斯韦方程(及其导出的电磁波波动方程等)是成立的,电磁波在真空中沿各个方向的传播速度都等于恒量C,那么在相对于以太运动的惯性系中情况会怎样呢?伽利略变换不能解决这个问题,于是人们认为存在对于经典电磁
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 澄清对相对性原理和协变性的误解 澄清 相对性 原理 和协 变性 误解