Наблюдатель и ИСО

[Ans_a]

Предлагаю рассмотреть следующее утверждение: Наблюдатель всегда наблюдает только в той ИСО, относительно которой покоится. Разверну это утверждение:

Наблюдатель может наблюдать какое-либо явление только в той системе отсчета, относительно которой он неподвижен. Как любой прибор, так и человек, не может наблюдать события в системе отсчета, относительно которой имеет ненулевую скорость. Наблюдатель может получать информацию о том, что наблюдал в соответствующей системе отсчета некий прибор, например спутник. Однако, данные со спутника также наблюдаются в той системе отсчета, относительно которой неподвижен наблюдатель, а не в той, в которой неподвижен спутник.
Допустим, наблюдатель 1, в ИСО, относительно которой он неподвижен, посылает некоторый сигнал, описываемый множеством состояний $\psi$. Наблюдатель 2, в ИСО относительно которой он неподвижен, получает сигнал, описываемый множеством состояний $\psi'$. Эти множества отличаются тем, что для перехода от одного множества к другому необходимо применить преобразование перехода между ИСО. Если наблюдатель 2 пошлет сигнал обратно, то, перед тем как наблюдатель 1 его получит, к нему тоже будет применено преобразование перехода между ИСО.
Наблюдатель 1 может изменить свою скорость, перейти в ту же ИСО, относительно которой неподвижен наблюдатель 2. При таком изменении скорости, к наблюдателю будет применено преобразование перехода между ИСО. Аналогично для наблюдателя 2.
Из этого рассмотрения, получаем вывод, что преобразование перехода между ИСО устранить невозможно.
Таким образом, мы наблюдаем события только в той ИСО, относительно которой неподвижны. Происходящее в других ИСО мы восстанавливаем на основании наблюдений в одной, доступной нам для наблюдений, ИСО. На основании наблюдений и, используя свойства преобразования перехода между ИСО, мы получаем то, что происходит в других ИСО.
Из этого следует вывод, что для любого наблюдателя существует выделенная система отсчета. Эта та система отсчета, относительно которой он покоится. Выделена она тем, что только в этой ИСО наблюдатель может наблюдать.


Интересно понять, является ли описанное в начале утверждение верным, можно ли его оспорить. Например, возможно ли, хотя бы теоретически, поставить эксперимент, где наблюдатель будет наблюдать не в той ИСО, относительно которой покоится. Я возможности такого эксперимента не вижу.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- отсутствует разумная формулировка предмета обсуждения.

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

[amon]

Ans_a в сообщении #1564835 писал(а):

Например, возможно ли, хотя бы теоретически, поставить эксперимент, где наблюдатель будет наблюдать не в той ИСО, относительно которой покоится.

Вы едете в автомобиле. Навигатор показывает ваши координаты и скорость. В какой системе отсчета он это делает?

[Ans_a]

amon в сообщении #1565332 писал(а):

Вы едете в автомобиле. Навигатор показывает ваши координаты и скорость. В какой системе отсчета он это делает?

Навигатор показывает это в той системе отсчета, относительно которой покоится.
Наблюдатель, едущей в машине, воспринимает это в той системе отсчета, относительно которой покоится. К тому, что показывает навигатор в своей ИСО, применяется преобразование перехода между системами отсчета, и вот то что получилось, видит наблюдатель.
Как наблюдатель может напрямую наблюдать что происходит в ИСО, относительно которой он движется, без участия преобразования перехода между системами отсчета, я не вижу. Если это, в принципе, возможно, то хотелось бы понять как.

[Cos(x-pi/2)]

Ans_a
Рассуждения о системах отсчёта и о преобразованиях в вашем вопросе представляются лишними, они затуманивают смысл вопроса. Попробую пояснить это подробно. Вдумаемся:

Ведь наблюдатель просто наблюдает явления: смотрит на что-то своими глазами, слушает своими ушами, щупает своими руками, пинает (если надо) своими ногами, обдумывает результаты любых наблюдений своей головой. Это очевидно и тривиально.

При этом среди наблюдаемых тел и явлений нет особенных, на которые можно было бы без предварительных договорённостей указать пальцем и воскликнуть: "О! Смотрите, вот система отсчёта Васи, вот система отсчёта Пети, а вон система отсчёта футбольного мяча".

Васю я вижу - он вратарь, Петю вижу - он нападающий, бежит и бьёт по воротам, мяч вижу - летит "в девятку". А их систем отсчёта, как и моей собственной, нигде в природе не видать. Пусть на футбольном поле есть разметка, пусть есть часы; допустим даже, что кругом полно всяких линеек, неподвижных и взлетающих, и катящихся на роликах в разные стороны со всякими скоростями. Но пока мы не договоримся, какую именно систему тел мы условно выбираем за систему отсчёта для описания движений прочих тел, нет здесь никакой системы отсчёта!

Понятие "система отсчёта" мы вводим в рассмотрение для количественного описания движений тел - для решения задач в уме или на бумаге, в устройствах автоматики и т.п.

В механике тела описываются координатами и скоростями - величинами, зависящими от выбора системы отсчёта. Одно и то же тело (или множество тел) можно описывать всё время в одной заранее выбранной системе отсчёта, но можно - и в разных системах отсчёта, переходя от одного описания к другому для проверки или для удобства решения задачи. В принципе, 100500 людей могут решать задачу про одно и то же тело в 100500 разных системах отсчёта; думать, будто тело обязательно "находится в своей системе отсчёта", какой-то единственной, - ошибка.

Если тело движется без ускорения, то можно выбрать инерциальную систему отсчёта (ИСО), по отношению к которой оно покоится. Если тело стало ускоряться, то его движение (это уже не покой) можно описывать в прежней ИСО просто как изменение скорости и координат тела со временем. Не существует ИСО, по отношению к которой движущееся с ускорением тело всё время покоилось бы.

Понятно также, что тело не "переходит из одной системы отсчёта в другую", когда изменяется его скорость по отношению к исходной системе отсчёта. Просто оно движется - в этом заключается явление; а мы, решая ту или иную задачу, можем его количественно описывать хоть в какой-нибудь всё время одной, хоть в разных системах отсчёта.

Таким образом, вопрос о "наблюдении напрямую, что происходит в ИСО, относительно которой наблюдатель движется" будет иметь больше смысла, если вообще не упоминать системы отсчёта. Вот к чему сводится ваш вопрос, если вдуматься: может ли наблюдатель увидеть напрямую точно то, что видит своими глазами другой наблюдатель?

Ответ: конечно, нет. Движущиеся, или повёрнутые друг относительно друга наблюдатели (например, стоящий, лежащий, и обернувшийся назад), или находящиеся в разных местах, наблюдают, конечно, разные картины.

Они могут, однако, обменяться наблюдениями не напрямую: могут заснять наблюдаемые картины на видео и послать такие видеоролики друг другу для изучения.

[svv]

Ans_a
Можете ли Вы как-то определить (можно неформально, лишь бы смысл был ясен), что означает «наблюдать в такой-то ИСО»?
Разумеется, вариант «живой наблюдатель или прибор по определению наблюдают в той ИСО, относительно которой покоятся» не годится, так как превращает Ваше утверждение в тавтологию.

[Ans_a]

svv в сообщении #1565364 писал(а):

Ans_a
Можете ли Вы как-то определить (можно неформально, лишь бы смысл был ясен), что означает «наблюдать в такой-то ИСО»?
Разумеется, вариант «живой наблюдатель или прибор по определению наблюдают в той ИСО, относительно которой покоятся» не годится, так как превращает Ваше утверждение в тавтологию.

С утверждением, что наблюдатель наблюдает события только в той ИСО, относительно покоится, Вы согласны, если говорите что это тавтология?

Про наблюдать в такой-то ИСО. Если считать верным утверждение, что наблюдатель наблюдает только в той ИСО, относительно которой покоится, то возникает проблема. Заключается она в том, что надо как-то узнать, что происходит в тех ИСО, относительно которых наблюдатель движется.
Например, мы видим машину, движущуюся относительно нас со скоростью 60 км/ч. Вопрос - как проверить, что в ИСО, движущейся относительно нас со скоростью 60 км/ч, имеется машина? Причем, хочется именно экспериментально проверить, а не постулировать существование машины?
Варианты, которые я вижу, сводятся именно к постулированию, а не к реальной проверке.
Например, можно сказать, что у нас пространство=время Минковского, оно сохраняет события. - Это постулирование, а не проверка.
Можно сказать - обменяться сигналами с наблюдателем, который неподвижен относительно той ИСО, где должна быть неподвижна машина. - Это постулирование свойств преобразования между ИСО, но не экспериментальная проверка.
Можно сказать - изменить свою скорость, чтобы перейти в ИСО, где должна быть неподвижна машина, и самому посмотреть. - И это тоже постулирование свойств преобразования между ИСО, но не экспериментальная проверка. Потому что при изменении скорости к наблюдателю, и к информации которая у него есть, тоже применяется преобразование перехода между ИСО.

И тут либо нужно сказать: Да, наблюдатель наблюдает только в той ИСО, относительно покоится. Что происходит в других ИСО, мы экспериментально проверить не можем. Мы, на основании чего-то там, считаем, что преобразование перехода между ИСО должно обладать такими то свойствами, поэтому думаем, что на основании наших наблюдений в своей ИСО, мы может узнать, что происходит в других ИСО.

Либо сказать: Есть возможность проверить, что происходит в других ИСО, не постулирую свойства преобразования перехода между ИСО. Проверить можно вот так-то.

Во втором случае, по видимому, утверждение, что наблюдатель наблюдает только в той ИСО, относительно покоится, будет неверным.

-- 25.09.2022, 11:18 --

Cos(x-pi/2) в сообщении #1565353 писал(а):

Ведь наблюдатель просто наблюдает явления: смотрит на что-то своими глазами, слушает своими ушами, щупает своими руками, пинает (если надо) своими ногами, обдумывает результаты любых наблюдений своей головой. Это очевидно и тривиально.

Вот с этим я полностью согласен. Разумному наблюдателю доступна только информация, которую он получает через органы чувств. Если не уходить в солипсизм, то нужно предположить, что наблюдаемый мир существует. Далее, понимаем что наблюдаем мы только в той ИСО, относительно которой покоимся. И вот тут-то и возникает вопрос -как проверить, что в других ИСО наблюдают то же, что и мы своей ИСО?

Cos(x-pi/2) в сообщении #1565353 писал(а):

При этом среди наблюдаемых тел и явлений нет особенных, на которые можно было бы без предварительных договорённостей указать пальцем и воскликнуть: "О! Смотрите, вот система отсчёта Васи, вот система отсчёта Пети, а вон система отсчёта футбольного мяча".

Можно. ИСО для Васи - та ИСО, относительно которой он покоится в конкретный момент времени. Он может ускоряться, но в каждый конкретный момент времени такая ИСО существует.

Cos(x-pi/2) в сообщении #1565353 писал(а):

В механике тела описываются координатами и скоростями - величинами, зависящими от выбора системы отсчёта. Одно и то же тело (или множество тел) можно описывать всё время в одной заранее выбранной системе отсчёта, но можно - и в разных системах отсчёта, переходя от одного описания к другому для проверки или для удобства решения задачи.

Можно, если предположить, что переход между ИСО обладает определенными свойствами.
Можно сказать, что ИСО - это всего-лишь система координат и скоростей. Но в этом утверждении имеется неявное утверждение, что все, что мы наблюдаем в одной ИСО, происходит в и другой ИСО. Где доказательства?

Cos(x-pi/2) в сообщении #1565353 писал(а):

Понятно также, что тело не "переходит из одной системы отсчёта в другую", когда изменяется его скорость по отношению к исходной системе отсчёта. Просто оно движется - в этом заключается явление; а мы, решая ту или иную задачу, можем его количественно описывать хоть в какой-нибудь всё время одной, хоть в разных системах отсчёта.

В том случае, если ИСО - это всего лишь система координат и скоростей в пространстве-времени, утверждение верное. А если это не так? Нужны доказательства утверждения.

Cos(x-pi/2) в сообщении #1565353 писал(а):

Таким образом, вопрос о "наблюдении напрямую, что происходит в ИСО, относительно которой наблюдатель движется" будет иметь больше смысла, если вообще не упоминать системы отсчёта. Вот к чему сводится ваш вопрос, если вдуматься: может ли наблюдатель увидеть напрямую точно то, что видит своими глазами другой наблюдатель?

Это лишь заметание проблемы под ковер. Уже написал выше про доказательства.

Cos(x-pi/2) в сообщении #1565353 писал(а):

Они могут, однако, обменяться наблюдениями не напрямую: могут заснять наблюдаемые картины на видео и послать такие видеоролики друг другу для изучения.

Если наблюдатели покоятся относительно разных ИСО, от обмен наблюдениями ничего не доказывает. При обмене наблюдениями необходимо постулировать, что преобразование перехода между ИСО сохраняет информацию. А именно, что информация, которую наблюдатель посылает, такая же, как информация, которую другой наблюдатель в другой ИСО, получает.
Иначе возможна следующая ситуация. Наблюдатель А, в той ИСО относительно которой покоится, посылает сигнал, в котором цифра 3. Наблюдатель Б, в другой ИСО, получает сигнал, после применения к нему преобразования перехода между ИСО, и получает 3. Посылает в ответ, что получил 3. Наблюдатель А получает 2. Наблюдатель Б запоминает, что он получил 3, меняет скорость, переходит в систему отсчета наблюдателя А, чтобы сравнить наблюдения. При переходе, к нему применяется преобразование перехода между ИСО. И в новой ИСО он уже помнит, что получал 2. Как вот такое исключить?

[Someone]

Ans_a в сообщении #1565366 писал(а):

Если считать верным утверждение, что наблюдатель наблюдает только в той ИСО, относительно которой покоится, то возникает проблема. Заключается она в том, что надо как-то узнать, что происходит в тех ИСО, относительно которых наблюдатель движется.

Во всех ИСО происходит одно и то же. Вообще, ИСО — это не место, где можно находиться или не находиться. ИСО — это способ описания (система координат), то есть, некая логическая конструкция, существующая в психике человека, и человек с её помощью упорядочивает свои наблюдения, используя всякие формулы и уравнения. Вообще, в СТО нет никаких "наблюдателей", они используются в научно-популярной литературе для "оживляжа" повествования (может быть, где-нибудь и в учебной может встретиться, но я такого не помню). И нужно понимать, что наблюдатель "видит своими глазами" не так, как это описывается в ИСО, и по тривиальной причине: из-за запаздывания сигналов наблюдатель видит происходящее с некоторым запаздыванием, зависящим от расстояния, в то время как в ИСО описывается картина "в данный момент времени", причём, что такое "данный момент времени" аккуратно определено.

Ans_a в сообщении #1565366 писал(а):

С утверждением, что наблюдатель наблюдает события только в той ИСО, относительно покоится, Вы согласны, если говорите что это тавтология?

Нет, svv не писал, что он согласен, или что это тавтология; он написал

svv в сообщении #1565364 писал(а):

«живой наблюдатель или прибор по определению наблюдают в той ИСО, относительно которой покоятся»,

то есть, если ваше утверждение принять за определение, то получится тавтология. А без такого определения ваше утверждение является бессмысленным. Соответственно, все ваши последующие рассуждения об этом — тоже. Вы так и не написали ничего вразумительного по поводу того, что это означает — наблюдать в ИСО.

[EUgeneUS]

Ans_a
Меня гложут смутные сомнения, что Вы путаете квантор существования $\exists$ и существование в реальном мире.
Первое относится к абстракциям, которые в реальном мире не существуют. Нет в реальном мире числа $\pi$, векторов, координатных осей, векторных пространств и всего вот этого, включая ИСО и неИСО.

Вы же относитесь к ИСО, как к некому существующему в реальном мире объекту, из которого можно выйти, а в другой такой же войти, как из комнаты в комнату.

Кроме того, Вы упорно игнорируете тот факт, что существует (в смысле - $\exists$-ет) бесконечно много ИСО в которой наблюдатель покоится (если $\exists$-ет хоть одна такая).

[Someone]

Ans_a в сообщении #1565366 писал(а):

Если не уходить в солипсизм, то нужно предположить, что наблюдаемый мир существует. Далее, понимаем что наблюдаем мы только в той ИСО, относительно которой покоимся. И вот тут-то и возникает вопрос -как проверить, что в других ИСО наблюдают то же, что и мы своей ИСО?

Вы говорите "не уходить в солипсизм" и тут же в него уходите. Стандартно солипсизм означает "существует только моё сознание, а всё остальное ему снится", а у Вас "существует много сознаний, каждому снится свой мир; сознания общаются и частично согласуют свои сновидения, но не обязательно полностью", только вместо слова "сознание" Вы употребляете "ИСО".

Ans_a в сообщении #1565366 писал(а):

И тут либо нужно сказать: Да, наблюдатель наблюдает только в той ИСО, относительно покоится. Что происходит в других ИСО, мы экспериментально проверить не можем.

Если Вы придерживаетесь своего "множественного солипсизма", то никак. Если Вы считаете, что существует объективный мир, который мы воспринимаем, то ничего проверять не надо. ИСО существует только в моей психике, и я в своей же психике "накладываю" её на окружающий меня объективный мир. И я не обязан пользоваться только той ИСО, в которой я покоюсь.

Ans_a в сообщении #1565366 писал(а):

Но в этом утверждении имеется неявное утверждение, что все, что мы наблюдаем в одной ИСО, происходит в и другой ИСО. Где доказательства?

Когда я был студентом мехмата МГУ, на лекциях по диалектическому материализму Александр Георгиевич Спиркин нам говорил, что опровергнуть солипсизм чисто логическими рассуждениями невозможно. А Вы от нас требуете как раз этого: опровергнуть ваш "множественный солипсизм" логическими рассуждениями.

[amon]

Someone в сообщении #1565384 писал(а):

amon в сообщении #1565332

писал(а):
Если не уходить в солипсизм, то нужно предположить, что наблюдаемый мир существует. Далее, понимаем что наблюдаем мы только в той ИСО, относительно которой покоимся. И вот тут-то и возникает вопрос -как проверить, что в других ИСО наблюдают то же, что и мы своей ИСО?

Я этого не говорил, но к слову:
"Мир, - учил он, - мое представление!"
А когда ему в стул под сидение
Сын булавку воткнул,
Он вскричал: "Караул!
Как ужасно мое представление!"

[Someone]

(amon)

amon в сообщении #1565385 писал(а):

Я этого не говорил

Ой, извините! Не по той кнопке щёлкнул.

Исправил.

[svv]

Someone в сообщении #1565369 писал(а):

Нет, svv не писал, что он согласен, или что это тавтология; он написал

svv в сообщении #1565364 писал(а):

«живой наблюдатель или прибор по определению наблюдают в той ИСО, относительно которой покоятся»,

то есть, если ваше утверждение принять за определение, то получится тавтология. А без такого определения ваше утверждение является бессмысленным. Соответственно, все ваши последующие рассуждения об этом — тоже. Вы так и не написали ничего вразумительного по поводу того, что это означает — наблюдать в ИСО.

Да, именно это я и хотел сказать.

[Ans_a]

Someone в сообщении #1565369 писал(а):

Вы так и не написали ничего вразумительного по поводу того, что это означает — наблюдать в ИСО.

Рассмотрим этот вопрос, заодно и рассмотрим ИСО и координатные системы, про которые тут уже много раз писали.

Итак. Я существую. Я это знаю, потому что я себя ощущаю. Для меня это очевидный факт. Как говорил Декарт: "Я мыслю, следовательно, я существую".

Делаем следующий шаг. Я что-то ощущаю своими органами чувств. Тут можно поставить вопрос - существует ли то, что я чувствую? Как было уже отмечено, солипсизм является логически целостной моделью, которую невозможно опровергнуть. Аналогично с мозг в банке, с симуляцией и еще аналогичными моделями. Я делаю предположение: то, что я наблюдаю, действительно существует. Объективно существует или субъективно, это отдельный вопрос.

Следующий шаг. Я что-то наблюдаю своими органами чувств. При этом, все что я наблюдаю, я наблюдаю относительно себя. Я есть центр для моих наблюдений. Я наблюдаю процессы в пространстве-времени. Туда можно добавить ИСО, или координатную систему, не суть важно, относительно которой я покоюсь. Так как я есть центр для моих наблюдений, то мне доступны, для моего наблюдения, только процессы в этой ИСО / координатной системы. Моя скорость может меняться. Но в каждый данный момент времени мне доступна для наблюдения только одна ИСО / координатная система. Я, дополнительно, делаю следующее предположение: любой другой наблюдатель, неподвижный относительно меня, наблюдает то же, что и я, с точностью до скорости распространения сигнала и т.п. И вот это вот, совместно, я и называю, наблюдать в ИСО.

Someone в сообщении #1565369 писал(а):

Во всех ИСО происходит одно и то же.

Уже писал на это утверждение. Где доказательства?

Someone в сообщении #1565369 писал(а):

ИСО — это способ описания (система координат), то есть, некая логическая конструкция, существующая в психике человека, и человек с её помощью упорядочивает свои наблюдения, используя всякие формулы и уравнения.

Тут есть скрытое утверждение.
Скрытое утверждение состоит в том, что мир описывается таким-то пространством-времени с такими-то свойствами преобразования перехода между координатными системами.
Далее, на основе этого утверждения, делается вывод, что во всех координатных системах происходит одно и то же. А вопрос то как раз о том, как не постулировать, что во всех координатных системах происходит одно и то же, а как это проверить.

-- 25.09.2022, 15:58 --

EUgeneUS в сообщении #1565378 писал(а):

Кроме того, Вы упорно игнорируете тот факт, что существует (в смысле - $\exists$-ет) бесконечно много ИСО в которой наблюдатель покоится (если $\exists$-ет хоть одна такая).

Для одного наблюдателя, в каждый данный момент времени, существует ровно одна ИСО, относительно которой он покоится. Здесь я считаю все ИСО, которые имеют нулевую скорость относительно друг друга, и отличаются только центром координат или ориентацией координатных осей, одинаковыми.

EUgeneUS в сообщении #1565378 писал(а):

Ans_a
Меня гложут смутные сомнения, что Вы путаете квантор существования $\exists$ и существование в реальном мире.
Первое относится к абстракциям, которые в реальном мире не существуют. Нет в реальном мире числа $\pi$, векторов, координатных осей, векторных пространств и всего вот этого, включая ИСО и неИСО.

Вы же относитесь к ИСО, как к некому существующему в реальном мире объекту, из которого можно выйти, а в другой такой же войти, как из комнаты в комнату.

Я не считаю, что ИСО является реально существующим объектом. Понятно, что ИСО - это некоторая абстракция. Однако, из этого никак не следует, что во всех ИСО / координатных системах происходит одно и то же.