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爱因斯坦所谓“行人看到石头沿抛物线下落”的说法是错误的/13

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  • 2017-11-16 09:48:02

爱因斯坦:设一列火车正在匀速地行驶,我站在车厢窗口松手丢下(不是用力投掷)一块石头到路基上。那么,如果不计空气阻力的影响,我看见石头是沿直线落下的。从人行道上观察这一举动的行人则看到石头是沿抛物线落到地面上的。


《狭义与广义相对论浅说》第一部分狭义相对论 3.经典力学中的空间和时间

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  1.火车相对于地面运动,地面是静止的,火车是运动的,站在地面上的人看见的火车速度是牵连速度v_0。当“我站在车厢窗口松手丢下(不是用力投掷)一块石头”时,我看见的石头速度是相对速度v',而站在地面上的人看见的石头速度是绝对速度v,根据速度合成法则,牵连速度与相对速度之和等于绝对速度,所以我们有

v_0+v'v

  由于v_0≠0,所以v'v,这说明我和站在地面上的人所看见的石头速度并不等同,所以我们所看到的石头位置随时间变化的轨迹也就不等同,“我看见石头是沿直线落下的”,而站在地面上的人“则看到石头是沿抛物线落到地面上的”。

  2.爱因斯坦所谓“人行道上观察这一举动的行人则看到石头是沿抛物线落到地面上的”说法是错误的,因为“行人”也相对于地面运动,站在地面上的人和“行人”所看见的石头速度也并不等同,前者看见的石头速度是绝对速度v,而后者看见的石头速度是相对速度v",所以他们所看到的石头位置随时间变化的轨迹也就不等同,站在地面上的人“看到石头是沿抛物线落到地面上的”,而“行人”则不一定看到这种情形,特别是,如果行人和缓慢行驶的火车同步运动,则他也会看到“石头是沿直线落下的”。



附释:


  设一列火车正在匀速地行驶,它是相对于地面上的观察者运动的,地面上的观察者是静止的,火车上的观察者被地面上的观察者所观察,他对于地面上的观察者来说是被观察者,但他又在观察一块石头的运动,所以他对于这块石头来说又是观察者,他既是被观察者又是观察者,如果片面地仅仅把他看作是观察者而看不到他也是被观察者,那就是错误的。

  同样的道理,设人行道上的一个行人正在匀速地行走,他是相对于地面上静止的观察者运动的,他被地面上静止的观察者所观察,他对于地面上静止的观察者来说是被观察者,但他又在观察一块石头的运动,所以他对于这块石头来说又是观察者,他既是被观察者又是观察者,如果片面地仅仅把他看作是观察者而看不到他也是被观察者,那就是错误的。

  总之,如果物体运动的观察者被另一个观察者所观察,则他对于这个观察他的观察者来说就是一个被观察者。相对论的可悲之处就是看不到观察者在另一个观察者眼里就是一个被观察者,从而抹杀了被观察者的存在。


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