作者youfly.bbs@ptt.cc (free) 看板: physics
標題Re: 請問為何光速恆定?
時間批踢踢實業 (2008/04/25 Fri 08:59:51)
※ 引述《"kauyau" <kau54321@bbs.emerald.net.tw>, 看板: Physics》之銘言:
: MSGID: 0:0/0 38978AAA
: -KEY: C28826B9
: 這個標題好像很玄, 好像在探究愛因斯坦怎麼想出來的,
: 其實早在高三課本就已經給答案, 只是各位似懂非懂罷了,
: 就像高三在教轉動力學時(當時是新教材),
: 什麼是轉動慣量? 我覺得老師自己都不懂,
: 而我一直到大二才恍然大悟!
: 為何光速恆定? 慚愧, 我退伍後讀了別人的文章才領悟,
: 所以本文只是小弟拾人牙慧而已, 獻醜了.
: 要了解愛因斯坦的想法, 首先要把「波」的本質搞懂.
: 波是介質的振動, 介質本身並沒有被傳遞, 傳遞的是能量.
: 高三會教都卜勒效應,
: 大家都知道救護車朝您急駛時聲音又高又尖,
: 而當救護車離您而去時聲音就像洩了氣似的,
: why?
: █ 因為當聲音被發射後它就不再跟音源有關係(請閉目細細品味這句話, 這是個盲點)
我覺得這不是什麼盲點
愛因斯坦之前的物理學家早就很明瞭波動的本質
乃是一種介質中質點連續振盪的現象
就好比一列質點彼此手牽著手
當其中一個質點受到擾動,在原地做上下(或前後)振盪時
牽動前後的質點,使前後質點也振盪起來,如此把振盪傳遞出去,
這種介質質點群有先後順序的連續振盪現象叫做波動
此時波速即為振盪傳遞出去相對於原介質的速度
故衡量波速必以介質為參考座標系
這是早期物理學家所理解的波動,必定在介質中才能發生
當時物理學家想都沒想過有波動不需要介質就能傳遞
如果有一種波不需要介質就能傳遞,那要以什麼座標系為參考點去衡量波速?
因此在衡量這種波速時,並沒有一個"絕對"的參考座標系
任選一個參考座標系去衡量波速,
所有跟該座標系僅存在對速度的座標系去衡量該波速就不該有什麼不同
因為沒有座標系是絕對的,每個座標系都是同等地位的
如果不同座標系量得波速不同,何以去說哪個座標系量的才是"真正的"波速,而其他不是?
所以當Maxwell從他電磁理論中推導出來的波速不依賴座標系
聰明如愛因斯坦或其他先知,很快就猜測該波不依賴介質而傳遞
但這種波本質上跟古典的力學波完全不同,保守派的物理學家當然很難接受
所以才想盡辦法找各種解釋,諸如以太等,來解釋這種現象。
不過呢,物理終究不是數學,物理必以現實為依歸
狹相是以Maxwell的理論出發,配合愛因斯坦的自己的假設
就算數學上再怎麼自洽,也不能百分之百說它正確,
只是目前實驗找不出它的錯處而已,在尚未找出錯誤之前,物理學家也就樂得繼續使用
我個人認為相對論與牛頓力學的處境是相當的,
19世紀末之前,牛頓力學也被認為是完美的理論,但最後實驗證明它不完美
即便是廣相,也說不定只是某個終極理論的現象學而已
但無可否認的,愛因斯坦的物理直覺太可怕了
: 因此環境沒變時波速是固定的,
: 正因波速固定, 聲波是疏密波, 即振動方向和波前進的方向平行,
: 當救護車朝您急駛時耳朵接收到的波前變多了,
: 於是大腦認為聲波變密了, 所以大腦解釋為「聲音變高了」.
: 但是波速沒變喔!
: 在愛因斯坦那時候物理學家認為太空中充滿了「以太」這種「介質」,
: 否則光波如何傳遞?
: 既然地球以高速在以太海中游泳,
: 那麼朝地球前進的方向發射光波測得的光速應該會和其它方向不同囉?
: 結果實驗說明任何方向光速都不變.
: 看到了沒有? 當時的科學家就是沒把上面標示 █ 的那句話搞懂.
: 愛因斯坦看出盲點了!
: 一則救護車的例子給了他波速不變的理論基礎,
: 加上實驗已知光朝任何方向都不變,
: 而愛因斯坦和牛頓之所以那麼偉大就在於他倆驚人的直覺,
: 於是愛因斯坦做了光速恆定的「假設」, 是假設喔!
: 事實上愛因斯坦的假設是:
: 我們永遠都無法「測得」以太的存在.
: 他只說無法測得, 並沒有說以太不存在喔! 他只奉勸各位別去找它了.
: 至於為何愛因斯坦有這種直覺?
: 我個人認為那是一種賭博, 只不過「湊巧」被愛因斯坦「矇」對了,
: 至少愛因斯坦的內心深處有這個恐懼在.
: 我是怎麼知道的?
: 因為愛因斯坦獲邀到日本演講, 在窗台接受日本百姓萬人空巷的歡呼時對太太這麼說:
: 「這就好像是在進行一場犯罪, 只不過還沒被人逮到而已」.�
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: 04/23/08 07:06p huswobadau》那什麼是轉動慣量呢?
: 04/23/08 07:51p MayDayMayDay》問這個好像離題了吧?
: 04/23/08 07:52p MayDayMayDay》請靠夭兄介紹一本相對論的書
: 04/23/08 07:53p MayDayMayDay》要中文的,內容白話一點的
: 04/23/08 07:53p MayDayMayDay》最好用的數學不太難
: 04/23/08 08:34p Lisa》看你們兩都是翡翠王國的正式站友
: 04/23/08 08:35p Lisa》可以發站內信或在新闢的學術論壇問他呀
: 04/23/08 08:36p Lisa》相信 Kauyau 君會很樂意回答你們滴
: 推 noonee:好可憐愛因斯坦被瞧小了... 04/24 05:45
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