Прошу помочь понять основные принципы теории относительности

[Muha_]

Держите себя в руках.

[arseniiv]

Muha_ в сообщении #1233774 писал(а):

Изучая СТО можно ничего не знать о пространстве Минковского и тем не менее понимать ее не хуже автора

Если автор в течение жизни никак не менялся, ага. Что за примитивизм.

[Muha_]

А я думаю, в этот раз вы все не правы. Я бы не спорил, если бы речь шла о квантовой механике. Но сам принцип относительности СТО - это же очень просто. Его можно буквально в клеточном автомате реализовать (почти) и руками щупать.
Какое еще понимание нужно, до тех пор, пока человека не интересует все остальное здание физики?

[arseniiv]

Muha_ в сообщении #1233788 писал(а):

А я думаю, в этот раз вы все не правы.

Ну не правы так не правы, нам-то зачем это пытаться доказать? Понимаете, тем, кто разобрался в псевдоевклидовом пространстве, уже дороги назад нет: геометрия проще разрозненных координат и длинных словесных формулировок, даже если эквивалентных.

Muha_ в сообщении #1233788 писал(а):

Но сам принцип относительности СТО - это же очень просто. Его можно в буквально в клеточном автомате реализовать (почти)

А кстати давайте. Любо было бы взглянуть.

-- Сб июл 15, 2017 23:56:43 --

(Это не значит, что я намекаю, что это невозможно; я намекаю, что вам, возможно, просто кажется, что это так просто. О некоторых вещах мы можем иметь превратное представление, пока непосредственно не начнём, думай мы о них предварительно на диване хоть лет сто.)

[Muha_]

Хотите сказать, что я в нем не разобрался. Но там все выглядит довольно просто. Да, удобный прием для решения задач, но если нечто можно понять непосредственно, зачем понимать через математический прием?
Я действительно не понимаю. Стремиться ведь нужно к самому базовому пониманию а не самому практичному?

Про клеточный автомат, я понимаю, что сложностей много, но в первом приближении они преодолимы.
Можно взять просто 1-мерный мир из частиц, двигающихся зигзагами со скоростью света. Преобразования Лоренца будут менять картину, но не "законы". Т.е это будет слишком скучно, но лоренц-инвариантно.
Можно взять тот же одномерный клеточный автомат 37R, дающий двигающиеся с разными скоростями полосы, похожие на двигающиеся зигзагами частицы и деформировать клеточное пространство преобразованиями Лоренца. Если немного размыть картинку (чтобы клетки стали неотличимы), то представления в каждой СО станут равноценными в том смысле, что законы развития автомата будут выглядеть одинаковыми.

[Munin]

Muha_ в сообщении #1233788 писал(а):

А я думаю

Опять ошибаетесь.

[arseniiv]

Muha_ в сообщении #1233803 писал(а):

Да, удобный прием для решения задач, но если нечто можно понять непосредственно, зачем понимать через математический прием?

Потому что «непосредственно» для физических теорий есть соответствующая математика. Просто подход к ней не как у самих математиков.

Muha_ в сообщении #1233803 писал(а):

Стремиться ведь нужно к самому базовому пониманию а не самому практичному?

Вообще a priori ни к чему не нужно стремиться, это каждый решает отдельно. Но, думаю, невозможно получить полную качественную картину без разбирательства с точной количественной: физика требует учёта вкладов разных эффектов, а на качественном уровне это в общем случае будет угадайка. (Что такое «практичное понимание», не понял.)

Muha_ в сообщении #1233803 писал(а):

Про клеточный автомат, я понимаю, что сложностей много, но в первом приближении они преодолимы.

…и дальше диванный разговор без конкретики. Нет, так не интересно. Вы даже не хотите обосновать то, что написали.

[Muha_]

Мне сложно понять какого рода обоснования вы ожидаете.
Допустим, "частицы" в одномерном мире двигаются зигзагами влево-вправо со скоростью света. Если длина участка в право равна длине в лево - частица покоится, если нет - двигается. Частота зигзагов равна "энергии". Можно преобразовывать это пространство-время преобразованиями Лоренца. Преобразования не изменят принципа: снова получится мир из частиц, двигающихся со скоростью света зигзагами. Перейдя преобразованиями в СО одной выбранной частицы получаем ее "массу покоя" - частоту в собственной СО. Не думаю, что я единственный, кому пришла в голову такая аналогия. Собственно, это просто множество одномерных "световых часов". И этот мир из световых часов естественным образом лоренц-инвариантен. До этого места понятно? Дальше можно подбирать клеточный автомат, реализующий нечто подобное в этих же рамках. Да, будет на грани невозможного подобрать принцип, позволяющий получить не только движение частиц, но и инвариантное столкновение. Это долгий вопрос, но принципиальных проблем не видно.

PS. Понятное дело, что сделать обычный клеточный автомат абсолютно лоренц-инвариантным невозможно, хотя-бы из за клеток. Он будет инвариантным в неком приближении и не слишком близко к скорости света. СО будут в достаточной мере, но не совсем неотличимы. Но речь не об этом, а о том, что сам принцип относительности вполне прозрачен для прямого понимания без пространства Минковского, если уж его можно воспроизводить с тем или иным успехом в самодельных вселенных. Возможно я сильно недооцениваю ценность этого инструмента, но я не согласен, что этот инструмент и есть само понимание сути принципа относительности.

[arseniiv]

Muha_ в сообщении #1233820 писал(а):

Можно преобразовывать это пространство-время преобразованиями Лоренца. Преобразования не изменят принципа: снова получится мир из частиц, двигающихся со скоростью света зигзагами.

Для начала, покажите, как именно они тут формулируются.

[svv]

Muha_ в сообщении #1233820 писал(а):

Если длина участка в право равна длине в лево - частица покоится, если нет - двигается. Частота зигзагов равна "энергии".

В собственной системе отсчёта частицы длительность одного зигзага минимальна, значит, частота максимальна. Но энергия частицы минимальна.

[Munin]

Muha_ в сообщении #1233820 писал(а):

Не думаю, что я единственный, кому пришла в голову такая аналогия.

Это не аргумент за то, что она хорошая.

И наоборот, если бы вы были единственный, это бы тоже не было аргументом за то, что она хорошая.

Вот этого все фрики и не понимают.

[ragnarek]

Правильно ли я понимаю, что нет различий в том, чтобы измерять расстояния в единицах длины или во временных промежутках? Это значит что события можно охарактеризовать четырьмя временными промежутками? То есть это просто вопрос выбора способа измерения? Можно измерить длину через время прохождения луча и, наоборот, измерить время через расстояние.

И еще один момент я не могу понять. В ТО используется термин "собственное время". В рекомендуемой книге "Беседы..." говорится, что собственное время фотона "как бы" не идет. Причем с фотоном нельзя связать СО, но этот пример приводится для наглядности. Но тут я не могу понять один момент. Скорость фотона это аналог бесконечной скорости. Но если объект летит почти с бесконечной скоростью, нельзя ведь сказать о том, что его собственное время почти остановилось. для чего приведен такой пример? Где тут плавный переход обычного хода собственного времени к его остановке?

[Munin]

ragnarek в сообщении #1233893 писал(а):

В рекомендуемой книге "Беседы..."

Что за "Беседы"? Никто вам её не рекомендовал.

Рекомендуемая книга -
Тейлор, Уилер. Физика пространства-времени.

ragnarek в сообщении #1233893 писал(а):

Скорость фотона это аналог бесконечной скорости.

Нет, конечно, выкиньте из головы этот бред.

-- 16.07.2017 13:16:58 --

P. S. На вашем уровне, вам хорошо бы повторить школьную математику и физику, прежде чем лезть в теорию относительности.

[Muha_]

arseniiv в сообщении #1233839 писал(а):

Для начала, покажите, как именно они тут формулируются.

Как обычно - подставляем координаты $x$ и $t$, получаем новые координаты $x'$ и $t'$.

svv в сообщении #1233841 писал(а):

В собственной системе отсчёта частицы длительность одного зигзага минимальна, значит, частота максимальна. Но энергия частицы минимальна.

Да, здесь я увлекся. На самом деле энергия для движущейся частицы определяется сложнее. Та же проблема будет если нарисовать волну де Бройля для движущейся частицы в пространстве-времени: волновые фронты наклоняются и частота как бы снижается, хотя энергия движущейся частицы больше чем покоящейся. Но на самом деле, та частота, которая определяет энергию равна частоте, с которой волновые фронты пересекают ось времени. Такое же определение энергии следует использовать и для мира движущихся зигзазами частиц.
Лет 10 назад, изучая СТО, вроде я это расписывал для модели с зигзагами, надеюсь не ошибся. Соотношение между скоростью, импульсом, массой покоя и энергией для подобных точек, двигающихся зигзагами совпадало с физикой. Энергия движущейся частицы у меня получалась равной $E = \frac{1}{L_r} + \frac{1}{L_l}$. Где $L_r$ и $L_l$ - пробег петляющей частицы в право и влево.

[realeugene]

ragnarek в сообщении #1233893 писал(а):

То есть это просто вопрос выбора способа измерения?

Не путайте способ измерения и единицы измерения. И, вообще говоря, нет, расстояния нельзя измерять при помощи только лишь светового луча. Вам всё равно нужна какая-то измерительная установка, которая использует световой луч, но не только его. И вам всё ещё потребуется какой-нибудь квантовомеханический эталон секунды (либо метра, что одно и то же). При помощи светового луча можно связать естественным образом единицы измерения длины и единицы измерения времени, заменив их одной единицей измерения.

-- 16.07.2017, 13:40 --

ragnarek в сообщении #1233893 писал(а):

Где тут плавный переход обычного хода собственного времени к его остановке?

Плавного перехода нет. Тут разрыв. При переходе от собственного времени к отстуствию такого понятия.