关于时间的评注在线视频

好 然后我们下面讨论一下

关于时间的

由于这个狭义相对论的

很重要的这个时间

和伽利略变换的时间是不一样的

那么最重要的是说

我们在带撇的那个系下的

那个时间是不是物理的时间

早期的牛顿力学

牛顿认为是我们这个自然界

有一个绝对的时间

这个时间是在所有参考系下

所有惯性系下都是一样的

是自身均匀的流逝的

那么洛伦兹呢

还是认同牛顿的观点

那么他虽然引进了一个

洛伦兹变换

是洛伦兹引进来的

不是爱因斯坦引进来的

他引进了洛伦兹变换

引入了就有一个新的时间

但是他说那个时间

只是一个纯形式表达的

新的局域时间

是一个时间

但是他不认为它和物理

有什么关系

就是不是物理真正在运动系下

看到它用的那个时间

而只是一个形式表达

它的物理的时间在这个x'系

他还是认为牛顿的绝对时间

就是t'是等于t

所以呢他虽然发明了洛伦兹变换

但是他没有放弃绝对的时间

那么这个2005年

相对论百年的时候

杨先生做报告

杨振宁先生做报告就对此评价说

洛伦兹是懂了数学没懂物理

还有一个当初

在建立相对论之前很重要的

彭加莱

他把这个时间呢

就是洛伦兹变换里面

定义的那个时间解释为

相对于以太运动系中静止

通过光信号校对时钟的读数

实际上这个

我们现在说的那个时间

就是通过光信号校对

然后得出来的

那个只不过爱因斯坦认为

它就是那个系下的

真正的物理的这个时间

彭加莱呢都说到这个份上了

但是呢他还是认为

他是同意这个时间

是通过光信号校对的时间

但是他不认为是

物理发生的时间

就是说你可以通过光信号

在x'系定义时间

但是那个运动系下的物理过程

不是以这个时间来去控制的

就是还是用的那个

牛顿的那个t'等于t

那个绝对时间来去控制的

这个只是你通过光信号

你可以定义一个时间

只是这么一个时间

所以它所有的这些

就和我们现在解释是一样的

但是他就是坚持不认为

那个是物理的时间

这就是反映说

牛顿绝对的时间在那个时候的

大物理学家脑子里的

概念或者是印象多么深

不管新出来的是什么东西

他就认为不是那个物理的时间

所以呢杨先生对他的评价

当初是彭加莱懂了哲学

但是没有懂物理

虽然这个已经和这个

非常非常靠近了

你几乎就看不出有什么差别

但是他认为那不是物理的时间

我理解不是物理的时间

就是认为在那个运动系下

控制物理过程的延续

不是用的这个时间

是用的牛顿的那个绝对时间

是这个意思

那么爱因斯坦呢

实际上这些以前都有了

这些时间的解释

爱因斯坦跨出来的

决定性的一步就是说

那个时间就是在运动系下

控制整个物理过程延续的

那个物理时间

这就是他们和他的不一样

因为有了这个

爱因斯坦才有了相对论

所以这些虽然他们时间

洛伦兹数学表达式也有了

解释也有了

但是没有狭义相对论出现

你可以看一下

当初彭加莱给出来的

我念一下

说光具有不变的速度

尤其是其速度在一切方向上

都是相同的

这是一个公设

没有这个公设

就无法度量光速

这个公设从来也不能

直接经验来验证

注意这就是和我们前面提的

这是叫单向光速不变

就是我们实验看到的都是双向

彭加莱那个时候就提出来说

这个单向光速不变

是没办法通过实验来验证的

只能是一个假设

后面说爱因斯坦狭义相对论

1905年 这是1904年

也许我们将要建造一种

全新的力学

我们已经成功的瞥见它了

在这个全新的力学内

惯性随速度而增加

光速会变为不可逾越的极限

原来的比较简单的力学

依然保持为一级近似

因为它对不太大的的速度

还是正确的

以致在新的力学中

还能够发现旧力学

所有的这些你会发觉

都和现在的狭义相对论

一样一样的

但是彭加莱就是没提出来

狭义相对论

很关键的就是他还坚持

绝对的时间

那么我们推导洛伦兹变换

用的波阵面的方程

实际上是用的单向光速

因为你是一个球面波出去

往各个方向都一样对不对

没有说它回来

就是往前走的

所以呢我们认为这是

单向光速这么走的

我们认为这就是

实验说的光速不变

但是你仔细看迈克尔逊的实验

迈克尔逊的实验

实际上测的所有的都是来回的

回路的光速不变

那你说回路光速不变

和单向光速不变有什么差别呢

实际上测回路光速的时候

只需要一个钟

你就在这块

因为那个光转回来了

就一个钟就行了

而测单向光速

至少需要两个钟

因为从这到这不需要回来

就要两个钟

两个钟就需要有对钟的问题

就是中间怎么对钟

你这两个时间怎么能协调出来

对不对

那就涉及到同时性的问题

那么我们现在在这个讨论的

好像这个同时性是

有洛伦兹变换在同时性

实际你会发觉

如果是你要是单向光速不变

测这个的时候

你先得把那个钟得设置好

对好了你才能测这个光速

对不对

而对钟的时候

本身一开始就需要讨论这个

同时性

你没有同时性

你这个钟都对不好

你怎么谈测单向光速

测不了的

所以呢你就变得实际上

我们建立起来

像洛伦兹变换

仔细的去看

一开始就要先要讨论同时性

先考虑同时性

有了同时性

就是在一个参考系下

两个异地的这个钟

他们时间怎么能够同步起来

你这个没讨论清楚

你钟都没对好

你其他都没法谈

两个时间就没办法弄

这就涉及到单向光速了

所以你就看一下

爱因斯坦1905年

提出狭义相对论的文章的

第一章的第一节

首先就是谈同时性

这时候还没有什么洛伦兹变换

一开始就要先定义同时性

就是要先定义对钟

他这你看来去说

到此为止

我们只定义了一个A时间

和一个B时间

就是在这一个时间

在这一个时间

就是两个异地的地方

但还没有定义于

关于A相对于B公共的时间

然而当我们通过定义光从

A到B所需要的时间

等于它从B到A的时间的时候

这后一个时间也就可以定义了

实际上就是说当你认为

往这边的光速过来和这边

是相同的话

实际上和我们刚才运动相对性

这时候实际上已经隐含着

定义了他们的公共的时间了

然后后面他又写到

我的定义已经满足这个要求

是无可争辩

光从A传播到M

与B传播到M所需的时间相同

这实际上既不是关于

光的物理性质假定

也不是关于光的

物理性质的假说

而仅是为了得出同时性定义

我按照我自己的自由意志

所能作出的一种规定

就是实际上他的

这个从A到B

B到A相同呢

是爱因斯坦在众多的关于

光沿各个方向是不是

都是一样的

他选了一个最简单的

就是光是沿着各个方向

各向同性

这样你去的和回来是一样的

在后续的狭义相对论的发展

人们确实发展了很多

就是不各相向同性了

但是不各向同性的

只要回路

实验测的是回路的光速

只要回路的光速表示

平均的光速是C

这就和实验很符合

你会发觉至于单向的那个

多一点少一点

那些多的少的

实验都是测不出来的

这是现在的这个特点

所以这里特别强调呢

爱因斯坦的狭义相对论的

第二个假设光速不变原理

实际上就是来用来定义同时性的

也是用来对钟的

就是你没有这个基础

根本就别谈什么惯性系

等于两个时间就没办法协调起来

是用来定义这个时间坐标的

那么狭义相对论

和牛顿理论的差别

不在于相对性原理

因为牛顿理论

有牛顿的那个相对性原理

就是力学原来的那个相对性原理

只不过你用的是伽利略变换

但是它相对性原理还在

那么差别根本的是在于

第二条假设光速不变

那么这个同时定义很多种

这个爱因斯坦同时性

里面就是光速各向同性

这是做了假定的

这个不是实验能验证的

是做了假定

这种假定是最简单的一种

你可以用更复杂的

但是呢复杂的和简单的

实验上分辨不出来

所以你为什么不用更简单的呢