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经典力学的速度合成定律与客观事实及其规律相符,是正确的/25

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  • 2017-12-22 13:44:37

爱因斯坦:假设我们的旧相识,火车车厢,在铁轨上以恒定速度v行驶;并假设有一个人在车厢里沿着车厢行驶的方向以速度w从车厢一头走到另一头。那么在这个过程中,对于路基而言,这个人向前走得有多快呢?换句话说,这个人前进的速度W有多大呢?唯一可能的解答似乎可以根据下列考虑而得:如果这个人站住不动一秒钟,在这一秒钟里他就相对于路基前进了一段距离v,在数值上与车厢的速度相等。但是,由于他在车厢中向前走动,在这一秒钟里他相对于车厢向前走了一段距离w,也就是相对于路基又多走了一段距离w,这段距离在数值上等于这个人在车厢里走动的速度。这样,在所考虑的这一秒钟里他总共相对于路基走了距离W=v+w。我们以后将会看到,表述了经典力学的速度相加定理的这一结果,是不能加以支持的,换句话说,我们刚才写下的定律实质上是不成立的。但目前我们暂时假定这个定理是正确的。


《狭义与广义相对论浅说》第一部分狭义相对论 6.经典力学中所用的速度相加定理

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  1.假设火车车厢在铁轨上以恒定速度v行驶(注意:爱因斯坦把速度写成v是错误的,因为速度是向量不是标量,只能写成粗体字母v或带有箭头的细体字母,不能写成不带箭头的细体字母v),火车车厢相对于路基运动,则路基是静止的,火车车厢是运动的,车厢相对于路基的速度是牵连速度v。假设有一个人在车厢里沿着车厢行驶方向以速度w从车厢一头走到另一头,这个人相对于车厢运动,则车厢是静止的,人是运动的,人相对于车厢的速度w是相对速度。根据速度合成法则,人相对于路基的速度即绝对速度W等于牵连速度v与相对速度w之和,从而我们有

Wvw

在路基、车厢和人三者关系中,路基是静止的,人是运动的,它们是静止和运动对立两极,而车厢则既是运动的也是静止的——在和路基的关系中是运动的,但在和人的关系中是静止的,它是静止和运动对立两极之间的中介。由上式所表达的速度合成定律不仅与我们实际观察到的客观事实相符,而且与对立两极之间有中介的客观规律相符。

  2.一个物理定律实质上是否成立,并不取决于你爱因斯坦主观上认为如何,而是取决于它客观上是否符合事实及其规律,符合就是正确的,就成立,不符合就是错误的,就不成立。经典力学的速度合成定律与我们实际观察到的客观事实及其规律相符,所以是正确的,你支持它也罢,不支持它也罢,它在客观上总是成立,绝不会因为你主观上认为它不成立它就不成立。



附释:


  火车车厢相对于路基运动,路基是静止系,车厢是运动系,车厢里行走的人相对于路基的速度是绝对速度v,相对于车厢的速度是相对速度v',火车车厢相对于路基的速度是牵连速度v_0,根据向量合成规律和法则,我们有

vv'v_0  

  经典力学的速度合成定律符合向量合成规律和法则是正确的,爱因斯坦断言它“不成立”违背了向量合成规律和法则是错误的。



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