相對的原則和光速不變的原則?

2015-03-24 9:55 pm
這個2個原則怎樣推導出相對論?

請用淺白的文字解答呵, 本人是文科出身的 .

謝謝!!
更新1:

其實我是想知道愛因斯坦是根據什麼想到相對論, 就算是伽里略的相對性原理, 都未必導出愛因斯坦的時空相對性。所以我才問相對的原則和光速不變的原則,因為我相信這2個原則能提供一些線索.

更新2:

很有創意的回答呵, 謝謝!! 轉自網絡 "羅倫茲轉換 Lorentz Transfer 物體在運動時,長度會隨著其運動方向縮短;時間會變慢 羅倫茲收縮:物體運動速度越快,長度越短。" 羅倫茲轉換/收縮跟狹義相對論有什麼分別? 謝!

回答 (4)

2015-03-25 4:18 am
✔ 最佳答案
我們不是愛因斯坦,因此他當時腦袋瓜是怎麼轉
轉出那些東西出來,我們無從而知。
當然,如果我這樣回答就打發你,你一定相當不甘心
要是有人這樣回答,我一定當場摔鍵盤! (撿回來...
不過畢竟要透徹得知一個人想法,而且又是已故的人是很難的
所以可以從當時的時空背景以及他對於相對論的描述
猜測他當時是如何想出相對論的
(結果愛因斯坦表示:幹!其實我當初就已經講過了吼 XD)
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故事是這樣開始的
二十世紀初,愛因斯坦還是個二十幾歲的青年
他在一家專利局工作,當時任何的發明都要透過專利局申請專利
而那個時候最熱門的發明與研究正是『時間』
時間的統一是非常重要的,如果今天你早上看時鐘是七點
但隔壁阿桑告訴你現在是八點,這時候你就會懷疑
不是你的時鐘壞了,就是阿桑的頭殼壞了
然後你會check中央標準時間,然後中央標準時間就會告訴你
"嗶!下面音響.... 我不確定" 接著你就會摔電話
因為這樣根本就沒有"統一的標準時間"嘛!
所以當時為了要"精確"而且當時代流行發電報
大家拼命發明各種可以準確、校準、統一的時間玩意兒(例如:時鐘)
就是拼了命要找到大家公認統一的時間啊!!
我們的小愛看了這麼多的時間專利,不免也來思考一下時間是怎麼回事
『也許,時間對於每個人來說都不太一樣吧?』
聽到這句話的你,舉起了你的手敲了敲小愛的腦袋
先生先生~ 你沒事吧? 時間怎麼可能會不一樣?
在探討小愛的腦袋出了什麼問題之前,我想先請你想像一下
你現在看看你的四周,如果你身邊的人都消失了
然後建築物全都消失了、接著是大地消失了、整個宇宙的物質都消失了
除了你之外還剩下什麼? ──────── 時間、空間
是的!小愛接著對於時間與空間做了討論
他認為,時間與空間這兩樣東西是有關連的
"時間會隨著空間變化而變化"..... 蛤?哩共啥?
現在有個時鐘從你眼前呼嘯而過,眼力超好的你一眼就看出
這個時鐘秒針走得好慢啊,秒針不是應該要一秒走一下嗎?
它的指針怎麼好像一秒多才會走一下,怪怪der
小愛這時候跳出來告訴你『年輕人,你眼力真好,不過不是時鐘的問題,是你與這個時鐘之間有"空間上的變化"因此對你來說這個時鐘走很慢,對時鐘本身來說,他的確一秒走一下。』
確實有點難理解呢,不過如果你願意拋開"時間絕對"的概念,好好的接受一下"立場不同,觀點不同"馬上就能明白啦!
OKOK,小愛先生,所以說只要我跟某個物體有相對的運動,我們所認為的時間變化就會不同囉?
是! 這就是"相對"論 ,別再說什麼『把手放到熱水再放到溫水會感覺冷,因為"相對論"的關係』這種鬼話啦!
順帶一提,其實在愛因斯坦之前,有位勞倫茲先生
他為了解決一些物理上的困擾,寫出了一個相當重要的"勞倫茲變換"
誰知道最後竟然成為相對論其中一個重要的一環
成功的讓時間可以在兩個不同的座標系中做變換
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那光速怎麼回是呢?
字數塞不下,簡短的講
你看得到東西,你知道一個東西往哪跑,是誰告訴你的? 光!
那麼光到你的眼睛需不需要時間? 要!
那麼如果你跑的速度很快,而且快到超過光速怎麼辦?
哇! 傳遞到你眼睛的資訊不就全亂了? 不!! 因為~~~~ 光速恆定!!
請你放心,因為光速恆定,所以你的世界不會錯亂
不過記得, 速度 = 距離/ 時間 ,如果速度要橫定,那麼距離與時間就會修正
你永遠快不過光速,因為空間與時間會做修正
而空間與時間做修正就是 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~相對論!!

2015-03-24 20:23:44 補充:
順便補充一下
因為為了讓你了解,很多東西盡量講得很簡單
但是要注意我所說的有些地方 "不完全正確"
真正具有正確性的東西必須要觸及到比較深的部分
比如說你跟小孩子說天上會下雨是因為雲在哭
沒有錯是雲在滴水,不過這關係到水凝結具有足夠重量後而低落
不過你不會跟小孩子說這個,你還是告訴他一個不完全正確的說法
『雲在哭』
這並沒有不對,但是卻能讓你馬上了解怎麼一回事
有興趣的話可以再找機會繼續研究
科學就是這樣,自己去挖,才會得到屬於自己的寶藏

2015-03-25 15:12:34 補充:
補充個建議

補充問題中所問的問題,可以從意見欄中看莊大與yoyo大的解說
從他們的說明中可以看出他們的深度
多看幾次後頗有收穫,至於收穫多少就要看板大自己了。
順便提醒一下,你所問的問題對於還未接觸的人來說是個"Big Quest"
所以無法馬上理解真的不要緊,重點是慢慢看懂其他網友具有深度的說明
至於我這種太淺白的說明僅僅能當作初始的跳板而已。
參考: 一堆曾經看過的書籍
2015-03-24 11:23 pm
這東西不可能用淺白的文字解答的
想要清楚的說明的話一定會用到數學式
除非你只想要一個不完整的模糊答案

2015-03-24 22:26:50 補充:
如果只是想知道相對論是怎麼被想出來的
找些相關的物理史就可以找到答案了

最主要的原因就是「『光速』的特性跟牛頓力學所使用的『伽利略變換』不相容」
更進一步可以說是「電磁學的預測和伽利略變換產生了矛盾」

2015-03-25 12:50:34 補充:
「羅倫茲轉換/收縮跟狹義相對論有什麼分別?」
沒分別,羅倫茲轉換就是狹義相對論的內容啊...

原本物理學使用的是伽利略變換
實驗結果顯示這種變換只能在低速下的力學系統才符合相對性原理
狹義相對論就是把伽利略變換改成使用羅倫茲變換
(可以在任何的物理定律上都符合相對性原理)
以羅倫茲變換為基礎推導出物體相對運動時會發生的物理現象
2015-03-25 10:28 pm
版老大:
要去知道愛氏的想法我們不是他怎能瞭解他呢?但是我要在此 說出伽里略的相對性原理與愛氏的相對性原理的不同。

先說相對性的不同:

如果把我們太空間中的所有物體都拿走光光,僅剩下一個如質點的您自己存在,在此情況下沒有任何物可跟你對照,您自己即使是以光速做運動,你能分辨自己在運動嗎?這道理不用去問別人也知道是不可能。

因此一切能分辨出的所謂運動,就是要有不同的兩個以上的物質點來對照,才具有 相對運動 的意義!沒有不須兩個以上的物質點來對照即可辨別出 絕對運動 這種主觀的意義。這一點就是愛氏的相對性之哲學立基的最堅實的地方!也是愛氏的相對性原理真正的核心所在!

2015-03-25 14:52:38 補充:
而伽里略的相對性原理,雖也有相對性速度觀念,但是他的觀念是可以不須兩個以上的物質點來對照即可辨別出 絕對運動

既然所謂運動都是相對運動 的意義,那麼當甲、乙兩人在互相相對運動時,你不能說誰是在絕對運動狀態 誰是在絕對靜止狀態。因此兩者的地位平等!

既然甲、乙兩人的地位平等 如果你要畫一時空圖時,兩人中你先選甲人當靜止的參考物,則此時空圖的時間軸與空間軸就是依甲人本身意識的結構,所認定的時間軸與空間軸的固定夾角Q。而乙人相對於甲人如果是等速度相對運動 則乙人的時間軸在此圖上 必然不與甲人時間軸平行。這是跟伽里略的相對性的 時空軸 不同的所在!

2015-03-25 15:02:00 補充:
乙人的時間軸當然是依乙人自己本身意識的結構所認定的時間軸與空間軸的夾角Q 。這為何要求與甲人時間軸與空間軸的夾角Q要一樣呢?那就是代表 自然律 在兩個不同平台(甲、乙兩人)上 其形式都不會改變的原理。也正是代表甲、乙兩人的意識的結構性質 有共同的地方!

光平這樣的基礎哲理 就夠看出甲、乙兩人 對發生在這時空圖上的不同兩事件A、B之間,其同時性 在甲、乙兩人所測量出來的必定不會一致!

同樣的道理 其同地 的認定 也定不會一致

2015-03-25 15:07:33 補充:
同時性 認定的不一致,但是甲、乙兩人也須各自校正對時 這校正對時所須的傳遞校正信息的 信息攜帶者 愛氏認定就是要用 速度不能有變化的光

2015-03-25 15:21:48 補充:
馬克斯威爾 導出電磁波的傳遞速率僅與其在真空中的導磁係數 與介電常數有關。因此 才引起有人想好奇來將電磁波的傳遞速率 能否套在伽里略的速度轉換上是否會因電磁波源運動狀態 或 觀察者的運動狀態有關?

經各種實驗 光在真空中的傳遞速率就是固定
2015-03-24 11:26 pm
謝謝, 用例子, 可不可以?

2015-03-25 21:37:59 補充:
太好了, 多謝各位建議!!!

2015-03-25 21:38:52 補充:
很有用, 也給回答了 ^^


收錄日期: 2021-04-24 23:29:23
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