相對論的火車司機與隧道守護人的爭論問題

時間 2025-03-14 10:00:26

1樓:陳寧—如是緣起

這個問題與「穀倉標槍」問題都是一類問題,都是在不同參照系下的觀測者所得到的資訊是不同的。事實也是如此。這裡我只強調兩點:

1.火車司機和隧道守護人的觀察都是正確的,即相對於隧道管理員來說「火車整個車身都在隧道里」;相對於火車司機來說「任何時刻火車都不可能完全在隧道里」。這完全是由於不同參照系下的觀測者所得出的不同結論,而兩者相對於不同參照系來講又都是正確的。

大自然真實的告訴我們,我們所看到的「真理」也只是相對於我們自己的參照系有效。

2.關於火車到達隧道中點並點火箭和關門,這裡乙個關鍵問題涉及到你把測量到的「中點」的資訊以多大的速度傳遞給車頭的火箭和隧道兩端的大門。要知道資訊傳遞速度是有上限的,那就是資訊不能以超過光速來傳遞。

首先你要摒棄測量到中點與發射火箭和關門是同時的觀念,然後你就會計算出關門與發射火箭並不會矛盾。

相對論中火車司機與隧道守護人的爭論

2樓:同賢樊暉

爭論的問題是:隧道在運動,還是火車在運動。

具體內容如下:

根據狹義相對論,運動物體在運動方向上會發生洛侖茲收縮。現在有咐明一列靜止時200公尺長的火車即將以1/2光速通過一條200公尺長的隧道。於是火車司機與隧道管理員發生瞭如下爭執:

隧道管理員:火車由於高速行駛而發生洛侖茲收縮,所以火車的長度小於200公尺,必然存在某一時刻,火車整個車身都在隧道里。

火車司機:火車並沒動,隧道由於在高速向火車衝過來而發生了洛侖茲收縮,所以隧道的長度小於200公尺,所以任何時刻火車都不可能差臘完全在隧道里。

於是火車司機為了證明自己的觀點,製作了乙個自動裝置:在火車的頭部和尾部各安裝了乙個垂注向上的火箭,當火車中點與隧道中點重合的瞬間,同時點燃兩枚火箭,由於火車長度大於隧道長度,這兩枚火箭會同時射向隧道外的天空。

隧道管理員也不示弱,他也製作了乙個自虛簡滑動裝置:在隧道的兩端各安裝了乙個鐵門,當火車中點與隧道中點重合的時候,啟動這兩道鐵門同時關閉。由於火車長度小於隧道長度,此時火車就被這兩道鐵門完整的關閉在隧道中了。

試驗的結果兩個人的試驗都成功了。怎麼解釋?

時間空間相對論,愛因斯坦相對論裡的時間與空間的關係

你知道一束光射進扭曲的空間會怎樣?愛因斯坦相對論裡的時間與空間的關係 相對論認為超光速可以讓時光倒流,因為空間是靜止的,有了時間維度之後我們周圍的一切才能動起來,而時空穿梭則需要找到兩個時空的臨界點。時間 內涵是無盡永前 外延是各時刻順序或各有限時段長短的測量數值。空間 內涵是無界永在,外延是各有限...

相對論是如何與量子力學協調的

量子論和廣義相對論直接衝突的地方是 廣義相對論假設了一個無限可分得平滑時空存在 但是量子論的基本觀點之一 不確定性原理 卻告訴我們 時間和能量這對共軛物理量滿足不確定關係,同時 動量和座標之間也滿足之,所以就產生了這樣的情況,當空間尺度非常小 時間跨度非常短時 我們的時空由於不確定原理的作用,會變得...

如何通俗地解釋愛因斯坦的廣義與狹義相對論

命運終點 狹義相對論是牛頓經典力學和電動力學的推廣,它將慣性系中的物理定律寫成洛倫茲協變形式。通過引入狹義相對性原理和光速不變原理匯出洛倫茲變換式,再以洛倫茲變換式為基礎推匯出狹義相對論的全部定量結論,包括鐘慢效應,尺縮效應,質能方程,相對論質量,速度疊加,光的多普勒效應等。狹義相對論顛覆了牛頓理論...