2021-09-292024-04-24 by soidid普通人的相對論|31 火車過隧道:破解謬論就靠「同時性」你觀察到我的空間收縮了,我也觀察到你的空間收縮了。聽起來很矛盾,但其實完全不會 —— 如果你考慮「同時性」的話。 (Advertisement) ⇌ 切換手機版⌂ 目錄 | ◁ 上一篇下一篇 ▷除了「時間變慢」、「空間收縮」,相對論還有個很驚人的意涵,那就是:如果我們能以光速旅行,那麼,我們就能在一瞬間抵達任何地方。⌂ 目錄 | ◁ 上一篇下一篇 ▷附註[1] 「火車過隧道」是一個「佯謬」,「佯謬」的意思是:看起來是一個悖論,但實際上並不是。相對論裡所有的「悖論」都是佯謬;因為如果相對論裡真的存在悖論,那就代表相對論被推翻了。Related
因為對撞擊的物理不熟悉,所以我跑去問 ChatGPT 🤣在這樣的情況下,悖論是:隧道會覺得火車短,所以火車應該整個停在隧道裡面火車會覺得隧道短,所以最後會露一截出來但火車怎麼可能「又整個停在隧道裡」、「又露一截」呢?結果並不會造成悖論,原因是:撞擊波的傳遞需要時間(不是瞬間發生)在物理上,當火車車頭撞上出口閘門時,這個撞擊的影響會沿著車體向後傳播,而不可能瞬間到達車尾車頭撞上的瞬間,車尾還在向前衝因為衝擊波的傳遞需要時間,在撞擊發生的瞬間,車尾仍然按照原本的速度繼續前進,因為它還不知道車頭已經撞上了最終: 火車最後會因為撞擊,發生變形、斷裂或反彈(根據材質決定)。 而火車和隧道觀察者會觀察到不同的順序。♦︎ 在隧道的觀察者看來火車完全進入隧道 → 撞上出口閘門 → 內部應力影響 → 擠出/變形/反彈♦︎ 在火車的觀察者看來車頭撞上出口閘門 → 撞擊影響傳遞到車尾 → 車尾尚未進入就受影響 → 變形/斷裂/反彈在隧道看來,火車確實曾經完整進入隧道,但因撞擊後發生變形、斷裂或反彈。 在火車看來,車尾從未完整進入。🌈 不同的觀察者會觀察到不同的「事件發生順序」,但最終的物理結果是一樣的。這是「同時性的相對性」與「訊息傳遞的有限速度」共同造成的錯覺,導致悖論的表象。Reply
但如果出口的閘門是一直關著的,而不會關一下就開,那不就還是在悖論的情境呢?
因為對撞擊的物理不熟悉,所以我跑去問 ChatGPT 🤣
在這樣的情況下,悖論是:
但火車怎麼可能「又整個停在隧道裡」、「又露一截」呢?
結果並不會造成悖論,原因是:
在物理上,當火車車頭撞上出口閘門時,這個撞擊的影響會沿著車體向後傳播,而不可能瞬間到達車尾
因為衝擊波的傳遞需要時間,在撞擊發生的瞬間,車尾仍然按照原本的速度繼續前進,因為它還不知道車頭已經撞上了
最終:
火車最後會因為撞擊,發生變形、斷裂或反彈(根據材質決定)。
而火車和隧道觀察者會觀察到不同的順序。
♦︎ 在隧道的觀察者看來
火車完全進入隧道 → 撞上出口閘門 → 內部應力影響 → 擠出/變形/反彈
♦︎ 在火車的觀察者看來
車頭撞上出口閘門 → 撞擊影響傳遞到車尾 → 車尾尚未進入就受影響 → 變形/斷裂/反彈
在隧道看來,火車確實曾經完整進入隧道,但因撞擊後發生變形、斷裂或反彈。
在火車看來,車尾從未完整進入。
🌈 不同的觀察者會觀察到不同的「事件發生順序」,但最終的物理結果是一樣的。
這是「同時性的相對性」與「訊息傳遞的有限速度」共同造成的錯覺,導致悖論的表象。