Система отсчета без наблюдателя.

[Sharry]

Прошу просветить.

То что распределенный наблюдатель может быть определен самой системой отсчета встречалось и на этом форуме.
Можно ли обойтись вообще без привлечения наблюдателя приняв его синонимом системы отсчета?
Насколько корректно определение:

Цитата:

Система отсчета - это один из способов описания реальности. Способ не может быть палкой, часами, человеком, линейкой, камнем, он есть только в голове, этот способ придумали и им пользуются.

Определение было дано в контексте оценки реальности «сокращения Лоренца»

Цитата:

Разная измеренная длина одного предмета(стержня) в взаимно движущихся системах отсчета - результат разных способов описания реальности.

Прокомментируйте плс, спасибо.

[Munin]

Чтобы правильно понимать и правильно пользоваться СТО, надо не "корректностью определений" задаваться. К сожалению, в терминах (и соответственно, в определениях) есть некоторый разнобой, возникший исторически.

Sharry в сообщении #1435663 писал(а):

Цитата:

Система отсчета - это один из способов описания реальности. Способ не может быть палкой, часами, человеком, линейкой, камнем, он есть только в голове, этот способ придумали и им пользуются.

В этой формулировке плохо то, что подчёркивается "только в голове". Нет, не только. Система отсчёта должна опираться и на какие-то реальные предметы, приборы: палки (стержни, линейки), часы, и так далее. И на придуманный способ их использования (метод измерений, и способ введения системы координат).

Здесь легко перепутать одно "в голове" с другим "в голове".
1. В физике есть реальность, есть приборы, которые измеряют эту реальность, и сообщают нам какие-то числа, и есть в голове модель реальности, сопоставленная этим числам.
2. В задачах и упражнениях по физике часто рассматриваются вымышленные ситуации, которые в реальности не происходят, а существуют только в нашей голове. Но "в рамках задачи" их надо воспринимать как реальные, и не путать с моделью из пункта 1.
Например, если мы представляем себе околосветовое движение тела, то оно будет "в голове" в смысле пункта 2, а если опишем его в системе координат, то это будет "в голове" и в смысле пункта 1, и в смысле пункта 2.

[Sharry]

Спасибо, открытым остался вопрос с «сокращением Лоренца»
Это реальный релятивистский эффект или результат разных способов описания реальности в/для разных системах отсчета?
Собственная длина наибольшая, остальные тем короче чем быстрей.

[EUgeneUS]

Sharry
Есть третий вариант - это ложная дилемма.

Аналогия, ущербная, как все аналогии:
Англичане считают, что австралийцы ходят вниз головой. А австралийцы считают, что англичане ходят вниз головой.
Это реальный эффект шарообразности Земли, описанный разными способами в разных системах отсчета.

[Munin]

Sharry в сообщении #1435691 писал(а):

Это реальный релятивистский эффект или результат разных способов описания реальности в/для разных системах отсчета?

И то, и другое.

[arseniiv]

Тут может быть полезно помянуть, что же такое система отсчёта, которая в голове. Это просто система координат («достаточно хорошая») на области пространства-времени. В галилеевской механике и в СТО нам очень везёт в том смысле, что инерциальные системы отсчёта могут покрывать всё пространство-время целиком, но в общем случае, например в ОТО, одной системой отсчёта может быть всё покрыть невозможно.

Кроме того наверно полезно заметить, что системы отсчёта вообще не нужны, чтобы определить, что такое лоренцево сокращение длины (и убедиться, что оно есть) — это не требует введения координат, это факт геометрический. Многие практические вычисления намного проще с координатами, но такие простые вещи их не требуют; мы просто берём скалярное произведение некоторого одного вектора на некоторый другой, определив их изначально через ещё один, 4-скорость наблюдателя (и через поверхность, заметаемую в пространстве-времени интересующим отрезком).

-- Пт янв 17, 2020 20:03:02 --

arseniiv в сообщении #1435705 писал(а):

4-скорость наблюдателя

(Которая нам только и нужна, чтобы остановиться на множестве ИСО, в которых длины у вещей одни и те же, хоть пространственные оси и могут быть по-разному повёрнуты; никакого особенного наблюдающего наблюдателя при этом не требуется, но писать так короче.)

[Sharry]

Всем спасибо.

[Munin]

Munin в сообщении #1427278 писал(а):

В контексте СТО и ОТО слово "наблюдатель" используется либо в смысле инерциальной системы отсчёта, либо в смысле точечной частицы, которая может находиться в начале отсчёта такой системы отсчёта. Когда что подразумевается - надо смотреть по контексту. ... В ОТО практически преимущественно - второй смысл.

Из-за этой неопределённости, слово "наблюдатель" после начала 20 века стараются не использовать, и оно практически устарело. В строгих изложениях вполне можно обойтись другими терминами.

----------------

"Распределённый наблюдатель" не используется вообще.

----------------

Слово "система отсчёта" тоже используется в нескольких смыслах:
1. Инерциальная система отсчёта - ортонормированная система координат в плоском пространстве-времени, упорядоченная так, чтобы её координата $0$ (или $t$) была времениподобна, а остальные - пространственноподобны. Такая ИСО может быть реализована линейками и часами. Это основное употребление в СТО, и практически не встречается в ОТО.
2. Локальная (часто добавляют "инерциальная") система отсчёта - линейная система координат в точке пространства-времени, в малой окрестности этой точки, в касательном пространстве этой точки. Часто нормируется как ИСО из п. 1. Также может называться репер, тетрада.
3. Глобальная система отсчёта - система координат на всём пространстве-времени или на одной координатной карте, если всё пространство-время покрыто несколькими картами. Условий нормировки не накладывается, поскольку они обычно невыполнимы. Предпочтительно её называть (глобальной) системой координат.

Реже встречается:
4. Пространство-время, снабжённое реперами (п. 2) в каждой точке, непрерывно меняющимися от точки к точке.
5. Мировая линия точечной частицы ("наблюдателя"), снабжённая реперами (п. 2) в каждой точке, непрерывно меняющимися от точки к точке. Обычно реперы выбираются ортонормированными, и кроме того, орт $0$-й координаты выбирается касательным к мировой линии частицы.

Бывают и ещё более экзотические случаи.

Общепринято, чтобы не было путаницы, в самом начале чётко оговаривать, в каком именно смысле вы используете неоднозначный термин - если уж совсем не можете без него обойтись.

[Sharry]

Munin в сообщении #1435737 писал(а):

Общепринято, чтобы не было путаницы, в самом начале чётко оговаривать, в каком именно смысле вы используете неоднозначный термин - если уж совсем не можете без него обойтись.

Похоже я оказался понятым уж больно широко. Мой интерес к наблюдателю системы отсчета и ей самой начинается от постулатов СТО и заканчивается выводом преобразований Лоренца. То бишь ни на СТО ни тем паче на ОТО я не собирался посягать. Возникло разногласие в интерпретации сокращения Лоренца. Я начитавшись ресурсов настаивал на их измеряемой реальности, визави настаивает, привожу дословно: «ИСО - разные способы описания реальности». А я в свою очередь впадаю в ступор, как реальность может зависеть от описания или задаваться описанием.

[Munin]

Sharry в сообщении #1435748 писал(а):

То бишь ни на СТО ни тем паче на ОТО я не собирался посягать.

Без СТО преобразования Лоренца вообще не нужны. И кстати, nota bene: преобразования Лоренца и сокращение Лоренца - две совершенно разные вещи.

Sharry в сообщении #1435748 писал(а):

Я начитавшись ресурсов

СТО (включая преобразования Лоренца и сокращение Лоренца) - это как раз та область, в которой не надо "начитаться ресурсов", а надо серьёзно разобраться по хорошей книге (или нескольким).

И пока не разберётесь - не надо ни на чём "настаивать" ни с какими "визави".

Sharry в сообщении #1435748 писал(а):

А я в свою очередь впадаю в ступор, как реальность может зависеть от описания или задаваться описанием.

И правильно делаете. Потому что на самом деле, жизнь сложнее. Вам кажется, что она состоит из двух слоёв:

реальность - описание.

А на самом деле, там по меньшей мере три слоя:

4-мерная реальность - 3-мерная реальность - описание.

Здесь "4-мерная реальность" - "самая истинная и самая глубокая", и никак от субъекта не зависит. Следующий слой "3-мерная реальность" - зависит от скорости системы отсчёта / приборов / наблюдателя. И тем не менее, она вполне реальна в наших привычных представлениях.

Это можно сравнить с тем, как вы разглядываете предмет с разных сторон. Предмет трёхмерный, а вы видите его двумерную проекцию. Эта проекция тоже реальна (например, её можно сфотографировать на фотоплёнку), однако она зависит от того, с какой стороны вы на предмет смотрите.

Начинающим это всё сильно непривычно, и вызывает протест. Избавиться от этого можно только привычкой.

[arseniiv]

Sharry в сообщении #1435748 писал(а):

Мой интерес к наблюдателю системы отсчета и ей самой начинается от постулатов СТО и заканчивается выводом преобразований Лоренца. То бишь ни на СТО ни тем паче на ОТО я не собирался посягать.

Ну нет, тут одного без другого не бывает: СТО — это физическая теория, в которой пространство-время имеет геометрию, симметрии которой — преобразования Лоренца. Точнее, Пуанкаре; преобразования Лоренца аналогичны вращениям вокруг какой-то точки для евклидова пространства, рассматриваемого евклидовой геометрией, а группа всех его движений, включающих в том числе и параллельные переносы — группе Пуанкаре. Ровно так же преобразования Галилея неотделимы от пространства-времени Галилея.

А теории типа ОТО или ньютоновской гравитации сложнее. Три предыдущие проще. Можно даже сказать, они слишком удачно просты, нам повезло, что они есть и с них можно начинать изучение, переходя к более сложным вещам постепенно.

[Утундрий]

arseniiv в сообщении #1435768 писал(а):

теории типа ОТО или ньютоновской гравитации сложнее. Три предыдущие проще. Можно даже сказать, они слишком удачно просты, нам повезло, что они есть и с них можно начинать изучение, переходя к более сложным вещам постепенно.

По-моему, начинать изучение стоило бы с подхода, свободно расширяющегося от СТО до ОТО. То есть с банальных криволинейных координат в плоском (сначала даже евклидовом) пространстве. По окончании изучения останется применить заклинание: "А теперь $g_{\mu \nu } $ - произвольные функции координат" и ОТО готово.

А все эти "теории относительности циркулем и линейкой" - не более чем забавные изолированные игрушки.

[Emergency]

Sharry в сообщении #1435748 писал(а):

как реальность может зависеть от описания или задаваться описанием

1. У нас это происходит запросто - реальность (сядет человек в тюрьму или нет) сильно зависит от описания его деяний.
2. Написав на конверте адрес получателя, вы определяете его положение в системе отсчета Земли. Перевести адрес в гелиоцентрическую систему можно только путем привязки к переменной времени - это настолько неудобно и сложно, что никому не придет в голову делать такую глупость. Зато можно изменить реальность (место получения), написав электронное письмо на электронный адрес, который определяет получателя безотносительно географических или физических координат.

Это лишь попытка перевести вопрос в бытовую сферу, чтобы ТС не сломал голову об реальность.

[Sharry]

Munin в сообщении #1435759 писал(а):

И правильно делаете. Потому что на самом деле, жизнь сложнее. Вам кажется, что она состоит из двух слоёв:

реальность - описание.

А на самом деле, там по меньшей мере три слоя:

4-мерная реальность - 3-мерная реальность - описание.

Здесь "4-мерная реальность" - "самая истинная и самая глубокая", и никак от субъекта не зависит. Следующий слой "3-мерная реальность" - зависит от скорости системы отсчёта / приборов / наблюдателя. И тем не менее, она вполне реальна в наших привычных представлениях.

Спасибо, до первых 2-х слоев мое осознание ранее уже успело достучаться, их задает мерность. А чем в этой иерархии тогда является самый нижний слой, который описание. Его то получается я и не могу притулить к реальности.

[Sharry]

Sharry в сообщении #1435790 писал(а):

Спасибо, до первых 2-х слоев мое осознание ранее уже успело достучаться, их задает мерность. А чем в этой иерархии тогда является самый нижний слой, который описание. Его то получается я и не могу притулить к реальности.

Или это всего лишь реальность менее чем трехмерная?