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从“将军过桥”看爱因斯坦“光钟”错误

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从“将军过桥”看爱因斯坦“光钟”错误

发表于 2025-8-6 23:54:39 只看大图 阅读模式 正序浏览
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有一个将军过桥。桥上设有特殊设置,将军每前进一步,都会触动机关,他的脚印不但是会留在桥面上,而且还会被即时复制,复制的那些脚印会即时落到桥下,在河面上随水漂浮。将军就这样过了桥。

现在问,要求这位将军刚才过桥时走过的实际距离,是测量桥面上他留下的脚印的连线的长度,还是测量水面上他那些复制的脚印的连线的长度?简略言之,他走了AB那么长,还是BC那么长?
深度截图_选择区域_20250806102325.png
或曰:这不是废话吗,答案自然是将军所走的距离是AB。谁会认为将军所走的距离是BC?

但是且慢,还真就有人会认为将军所走的距离是BC。

例如大名鼎鼎的爱因斯坦,就极有可能认为将军所走的距离是BC。

在一个著名的幻想实验中,爱因斯坦曾打造一款诡异的“光钟”。他在火车的车厢底部和顶棚各置镜子一面,然后让一束光从底部上行到顶棚,光到顶棚被镜子反射回底部的镜子,如是反复。这样一反复,计为一“嘀嗒”,光钟就做成了。

但这是火车静止呢,一旦火车开动起来,问题就来了。为讨论方便,假设火车在匀速直线行驶。这时在站台上的人看来,原先垂直上升的光变成了斜线上升到顶棚的镜子,光反射回来到底部的镜子也是走的斜线。
1971332136.jpg
本来,运动的火车上光钟的光线变成了斜线也不是啥问题,但爱因斯坦却认为问题大了去。他认为此时的光钟需要更长一点时间来完成一次“嘀嗒”,因为它要走稍微远一点的距离。既然光的速度是不变的,是固定的,距离却变长了,那么,要维持速度、距离、时间三者固有的关系式,就只好委屈时间了,于是乎一个重要的结论出现了:在运动的火车上,时间会变慢。

据计算,这种时间变慢的效应是非常可观的,假如火车以光速的90%飞奔,那么,对于坐在月台上的人来说,移动中的钟将以不到月台上的钟一半的速度走着。

这个幻想光钟实验,被解读为是对相对论的一个有力支撑。

可惜,当我们回到本文开头的将军过桥就能明白,爱因斯坦光钟实验的传统解读是不成立的。

诚然,在运动的火车上,光的轨迹是斜线,但是,这些斜线却并不是光走过的实际距离,因为,在整个过程里,光的脚印是随时产生随时被移动了位置!它们通通被行驶的火车拉走了!

这就像将军过桥实验中,将军的脚印是被随时产生随时被河水冲远了一样。

我们不能将被河水冲远的将军的那串脚印视为将军实际走过的距离。同理,我们也不能将被火车拉走的那串光的脚印视为光实际走过的距离 。

斜线的本质是光和火车共同运动的结果,它的长度是光和火车一起走出来的,并非光自己走出来,因此不能算作光走过的距离。

结论:在光钟实验中,光并没有多走距离,那多出来的距离是火车走的,因此也就谈不上时间变慢。所谓在运动的火车上时间会变慢,这是一种错误理论。


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发表于 2025-8-15 23:24:55 显示全部楼层

钟表只是度量时间的一种工具,它本身并不是时间。
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发表于 2025-8-14 01:26:41 显示全部楼层

光钟幻想实验更大的一个错误是,爱因斯坦把“钟表”上的指示当成了时间。

试想,一个电池驱动的表,当电量衰减到一定程度后,表针就会行走迟缓,甚至停止行走,难道可以得出结论说电池能使时间变慢、停止吗?

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发表于 2025-8-13 17:20:15 显示全部楼层

还是有明白人,楼上文章的一个跟贴说——
2025-08-13 17-18-36屏幕截图.png

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发表于 2025-8-13 17:13:21 显示全部楼层

看看这个文章,原文有动图,可能更直观。其文认为光走了更多距离——
https://baijiahao.baidu.com/s?id ... 3&wfr=spider&for=pc

2025-08-13 17-08-54屏幕截图.png

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发表于 2025-8-11 00:19:37 显示全部楼层

爱因斯坦光钟不能说明运动的火车上时间变慢,
还因为,
把他的光钟放倒,令光作前后反射,光钟就不会变慢了。

不能说放倒的光钟就不是光钟,它的时间就不是时间。
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发表于 2025-8-11 00:15:56 显示全部楼层

光为什么不能像发射出的子弹一样,带有火车的速度?
这是光的一个特性。
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发表于 2025-8-9 23:48:26 显示全部楼层

光钟的想法很奇特,
问题是,
用这种方式就不可能做成一个光钟。

因为,
光是不会随着火车跑的,
火车一行驶,
光就不可能还在两面镜子之间来回反射,
也就不可能“嘀嗒”下去!

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发表于 2025-8-9 08:52:17 显示全部楼层

实验是说站台上的人看。

如果火车停止,可以看。平常速度可以理解,现在的高速火车,应该已经看不到,一个车厢也就是一闪而过,更别说两面镜子。

接近光速的火车,无法看到实验。

当然,这不影响人幻想。幻想嘛。
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发表于 2025-8-9 08:47:13 显示全部楼层

看看Ai怎么说
2025-08-09 08-44-34屏幕截图.png

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