相对论有没有用?

7 04 2009年

    理论物理研究所研究员李淼经常给报刊写科普文章,也爱发一些不着调的议论。最近读到他的一篇文章,把中国科学落后的原因归咎于中国人太功利,总要追问某项科学研究对大众生活有什么用,而其实有些重大科学发现是没有什么实际应用价值的。他举的例子是爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论。

    我们对科学研究的态度固然不必太功利,基础研究的结果也未必都有实用价值,不过这位研究员的例子却没有举对。主要应用于高速状态、微观世界和宇观世界的爱因斯坦相对论似乎离我们的日常生活很遥远,其实不然,它也有实用价值,一个著名的例子是全球定位系统(GPS)。在十几年前,GPS还是高尖端的东西,而现在它已进入了普通人家,只要花几百块钱给车辆装一个GPS导航仪,或花一、两千块钱买一个带GPS的手机,就可以随时知道自己在地球上的准确位置。

    GPS是靠美国空军发射的24颗GPS卫星来定位的(此外还有几颗备用卫星),每颗卫星上都携带着原子钟,它们计时极为准确,误差不超过十万亿分之一,即每天的误差不超过10纳秒(1纳秒等于10亿分之一秒),并不停地发射无线电信号报告时间和轨道位置。这些GPS卫星在空中的位置是精心安排好的,任何时候在地球上的任何地点至少都能见到其中的4颗。GPS导航仪通过比较从4颗GPS卫星发射来的时间信号的差异,计算出所在的位置。

    GPS卫星以每小时14000千米的速度绕地球飞行。根据狭义相对论,当物体运动时,时间会变慢,运动速度越快,时间就越慢。因此在地球上看GPS卫星,它们携带的时钟要走得比较慢,用狭义相对论的公式可以计算出,每天慢大约7微秒。

    GPS卫星位于距离地面大约2万千米的太空中。根据广义相对论,物质质量的存在会造成时空的弯曲,质量越大,距离越近,就弯曲得越厉害,时间则会越慢。受地球质量的影响,在地球表面的时空要比GPS卫星所在的时空更加弯曲,这样,从地球上看,GPS卫星上的时钟就要走得比较快,用广义相对论的公式可以计算出,每天快大约45微秒。

    在同时考虑了狭义相对论和广义相对论后,GPS卫星时钟每天还要快上大约38微秒,这似乎微不足道,但是如果我们考虑到GPS系统必须达到的时间精度是纳秒级的,这个误差就非常可观了(38微秒等于38000纳秒)。如果不校正的话,GPS系统每天将会累积大约10千米的定位误差,是没有用的。为此,在GPS卫星发射前,要先把其时钟的走动频率调慢100亿分之4.465,把10.23兆赫调为10.22999999543兆赫。此外,GPS卫星的运行轨道并非完美的圆形,与地面的距离和运行速度会有所变化,如果轨道偏心率为0.02,时间就会有46纳秒的误差。由于地球的自转,GPS导航仪在地球表面上的位移也会产生误差,例如当GPS导航仪在赤道上,而GPS卫星在地平线上时,由于位移产生的误差将会达到133纳秒。GPS导航仪在定位时还必须根据相对论进行计算纠正这些误差。

    可见GPS的使用既离不开狭义相对论,也离不开广义相对论。GPS的使用是1993年开始的,但是早在1955年就有物理学家提出可以利用在卫星上放置原子钟来验证广义相对论了,GPS实现了这一设想,并让普通人也能亲身体验到相对论的威力。一名研究相对论的理论物理研究员不知道这一点,令人觉得不可思议。但是也正因为他是以专家的身份宣称相对论没有什么实际用途的,就更容易误导读者,以为相对论还只是数学上的抽象和实验室里的玩意儿。

    国内有不少否定相对论的人,在网上到处宣扬他们已证明了相对论是错误的。他们还成立批判相对论的“学术”组织互相抱团打气,在火锅城之类的地方“隆重”举行“学术研讨会”。其中还不乏大学教授。我就曾经收到河北一所高校的教师寄来的论文,用官方哲学理论否证相对论。这不由让人想起文革时期对相对论的批判。这些人的思想还停留在30多年前,他们不知道我们的日常生活早已离不开相对论,倒也情有可原。现在他们知道了,是否会改变立场?恐怕不会。这个世界上偏执的人很多。比如,还有很多人坚定地相信地是平的,即便卫星早已拍下了地球的照片,即便人类早已登上了月球,他们也认为这一切不过是一场骗局,只有他们的信仰是永远正确的。

2009.4.6.


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117篇回复 to “相对论有没有用?”

7 04 2009年
nelson (03:22:52) :

但是如果我们考虑到GPS系统必须达到的时间精度是纳米级的,

纳米级–>纳秒级

7 04 2009年
coast (04:19:53) :

受教了

7 04 2009年
岗子 (05:04:36) :

好文章,通俗易懂,让高深的科学理论走进日常生活,增进了对生活的认识和了解,也增强了人们对科学的兴趣!好,请继续。。。

7 04 2009年
flyisland (05:13:46) :

长见识了,之前倒是没有想到GPS这种日常可见的东西也隐藏了狭义、广义相对论知识在里面!

7 04 2009年
准非医 (05:54:59) :

学习了。自然而然想起30年前改变中国的一句重要的话:“实践是检验真理的唯一标准!”

7 04 2009年
无敌法王 (07:11:12) :

很有意思。

如果不考虑失重状态的影响,那么地球上的生物,应当活得比太空生物更久。那么嫌地面生物生长周期太慢,那么把它放在太空培育中是不错的选择。

如果太阳表面也能住人,那么这个时间误差相当可观吧。看来,天上(太阳)方一日,人间已千年,是有点道理的。

7 04 2009年
尤里卡 (07:11:37) :

to 准非医:
这句话很有问题。

7 04 2009年
尤里卡 (07:13:56) :

to 无敌法王:
“看来,天上(太阳)方一日,人间已千年,是有点道理的。 ”
这个实在是巧合了。

7 04 2009年
无敌法王 (07:22:59) :

当然是巧合。

7 04 2009年
无敌法王 (07:30:22) :

国外有没有这样的巧合呢?以目前所知,这种巧合是中华文化所独有的。不过,独有的巧合与任何巧合没有什么两样,不能据此说中国古时候也有关于相对论的描述。

咦!好像印度大乘佛教文化也有这样的巧合。

7 04 2009年
Acumon (08:30:11) :

to 无敌法王
用这种穿凿附会来“重新解释”古语似不太科学吧。现在经常可以看到有人发现新的科学发现刚好可以套到(通常是含糊不清模棱两可的)古语里,并由此感叹古人的伟大,我觉得这是完全没有必要的。古人就是古人,其知识相对于今人来说,大多是相当初级和肤浅的。应该感叹的是古人能在那种艰苦的条件下达到的相对卓越的成就,而不需通过这种方法为其贴金。

P.S.:我知道你是无意的,我借题发挥而已。

7 04 2009年
金仕并 (15:34:59) :

这篇文章要是也能在报纸上登出来就好了。

7 04 2009年
ronaldfree (17:24:05) :

大学时也学过一个学期的普通物理,老师好像也不怎么懂,所以就自己爱,越看越糊涂。
有时间再来啃啃它,不为别的,只为兴趣。

7 04 2009年
bcd32 (17:30:54) :

顶起来

7 04 2009年
付强 (17:41:58) :

理论研究相对于技术应用来说当然是超前的!如果以现在的技术水平无法应用就否定理论研究的价值,这本身就是很荒谬的。
外行说说也就罢了,但很多搞理论的竟然也持这种观点就很让人怀疑这些“理论”工作者的水平了!
记得十几年前,一位“数学家”谈到“哥德巴赫猜想”的实用价值,竟然说可以用在密码上。数论在密码上的应用仅仅是一点皮毛而已。“哥德巴赫猜想”的魅力在于通过它的研究诞生了很多新的理论,把解析数论的研究更深入了。

7 04 2009年
jxh (17:47:08) :

【在火锅城之类的地方“隆重”举行“学术研讨会”。】
Very funny. :-)

7 04 2009年
泥人 (17:51:32) :

佩服方舟子的精力,俺要是写个科普,要想不被同行笑话,得要花好几天时间找资料,实际上象这种琐碎的精确的资料很不好找。

7 04 2009年
asdf (20:14:49) :

很有趣的文章,祖国需要你,人民需要你,哈哈

7 04 2009年
(20:56:42) :

GPS还有这么回事,在这儿真是什么都学得到啊。

7 04 2009年
LL (22:32:43) :

好文!第一次见到关于相对论的科普文章(也许我孤陋寡闻),而且如此贴近生活,深入浅出,太棒了!以方先生的生物学背景,写出物理学高深理论的科普文章,实在是不易!

7 04 2009年
诸葛不如 (22:35:24) :

顶!

8 04 2009年
路人 (01:04:53) :

“…主要应用于高速状态、微观世界和宇观世界的爱因斯坦相对论…”,楼主能不能举两个例子说明相对论应用于”微观世界”?

相对论是如此影响深远的理论,但在实际应用中如此之少。从这个角度理解李淼的话也无不可。如果楼主将关于李淼的评论去掉,并将本文标题改为”相对论在GPS定位系统中的应用”,似乎更好。

8 04 2009年
xihosn (02:30:32) :

这是科学家口时说出的话吗?看来这个所谓的科学家就是一个白痴

8 04 2009年
chenyuandeyijia (02:32:14) :

把相对论运用的例子讲深入浅出,不简单~~
我一直认为,只有深刻把握了,才能让别人听懂~~

8 04 2009年
支持 (03:23:50) :

受教了

物理学家怎么那么聪明呢

当然说的是外国的

8 04 2009年
smile2wind (04:58:22) :

科普好文
好多人想推翻相对论,是为了想出名吧?

8 04 2009年
wlxlhwwx (05:16:27) :

确实很令人奇怪,科学院的研究员怎么会说出相对论没有用的胡话.

8 04 2009年
过路的 (05:42:27) :

就看到方舟子这篇文章好!
希望方大师多写点科普吧

相对论应用于”微观世界”?

也是有的,发射一个粒子,研究粒子的寿命和经过距离时,考虑相对论效应与否,是不一样的,当然是考虑相对论效应才能得到正确的结果!

8 04 2009年
wm (05:47:41) :

这篇科普文章真的很好,深入浅出,且饶有趣味,佩服了。

8 04 2009年
张振兴 (05:56:59) :

我不赞成相对论说的在高速运动的太空飞传上时间可以变慢,更不相信时间能倒退的说法。

8 04 2009年
fuzzify (06:37:56) :

“中国恰恰是质疑权威的人少了而不是多了”, 在为数不多的质疑权威的人里面还有不少的民科。:)

8 04 2009年
张德锋 (06:40:32) :

方先生居然还能写出这么好的物理学方面的文章,敬佩之至,学到了很多。

8 04 2009年
无敌法王 (07:53:51) :

我就怀疑上面跟帖中的“方舟子”是假的。不过,为什么把我委婉地表达质疑的帖子也一并删了?:)

我服从方舟子对博客的管理,再为自己“火眼金睛”自豪一次。:)

8 04 2009年
专程路过 (08:01:11) :

To celxta:
你既然这么懂,干嘛不自己写篇文章让我们也看看。起码博主把问题说清楚了,你凭两个含糊不清的理论就轻易说别人是错的。

8 04 2009年
方舟子 (08:02:37) :

【这篇文章要是也能在报纸上登出来就好了。】本来是给中国青年报的专栏写的,编辑嫌批评了李淼,用到的数字又太多,会让文科人士望而却步,要我做改动,我一般懒得改文章,所以就撤下直接在网上登出。

8 04 2009年
方舟子 (08:03:43) :

那些尾随而来的反相对论妄人和中医信徒的评论一概删除。

8 04 2009年
纯属路过 (08:34:17) :

嗯?霍金不是说塔上的钟和地面的钟不一样快……

8 04 2009年
刘砚 (09:03:20) :

请老师还是一定得努力让这篇文章以纸张方式公布于众,网络的力量是很大,却有其狭隘性!我认为这篇文章必须让更多的人看见。不妨多投几家,或将人名直接以X某形式更改掉吧。

8 04 2009年
山之川 (09:09:51) :

为什么这么多人爱谈相对论?而且都是些不着调的说法?我为诸位朋友提供一条新路,最好讨论量子力学,相对论实在是算不上饭后的谈资

8 04 2009年
方舟子 (09:31:02) :

【或将人名直接以X某形式更改掉吧。 】给中青报的稿本来就没点李淼的名,但不难看出指的是李淼。

8 04 2009年
路过 (10:11:13) :

付强 (17:41:58) :

记得十几年前,一位“数学家”谈到“哥德巴赫猜想”的实用价值,竟然说可以用在密码上。数论在密码上的应用仅仅是一点皮毛而已。“哥德巴赫猜想”的魅力在于通过它的研究诞生了很多新的理论,把解析数论的研究更深入了。

——————————————————–

看来你对数学还是挺了解的,不过哥德巴赫猜想所引导出来的解析数论的确在密码学上起了很大作用(虽然只是用了点皮毛),椭圆曲线密码算法就产生于此。所以说这个数学家说的应该也算是正确的。

8 04 2009年
技术创业者 (11:47:13) :

谢谢! 科学了不起, 科普真有趣. 谢谢方老师

我是科学爱好者
以前在 新浪论坛 > 科技论坛 > 科学探索 看过一篇文章很好, 作者:曹天德的超导空间 文章:提倡官学与民科的对话
http://bbs.service.sina.com.cn/treeforum/App/view.php?bbsid=59&subid=0&tbid=1849&fid=14376

但很遗憾, 曹老师不去那里了,估计是因为那里一知半解又自以为是的业余科学爱好者的文章缺少科学态度与科学价值吧. 我也不去那里了, 浪费时间! 尽管我内心也很佩服那些孜孜不倦的业余科学爱好者,作为科学的最底层他们同样非常伟大!

我在搞技术创业, 很希望同真正讲科学懂科学,实事求是的朋友请教. 可惜没有渠道,可惜官学与民科不相往来.

平时也看过方老师的文章,科学道理深入浅出,很喜欢. 有三问题求教:
1. 我不知下面的创业故事是否真实?
一位科学家旅途遇农民,没事吹牛说到自己的化学实验,那个农民听后就与教授开办了现在天天可见的食品防腐剂”山梨酸钾”?
2. 理论上有无将水中的氢能源分解出来经济实用有投入产出价值的方法?
3. 方老师能否提供两三个技术创业的领域,方向,甚或项目?
4. 我认识一位技术创业者正在搞海洋石油管道防腐涂料, 我不懂又想参与, 咋办?

去年我将网友专利项目太阳能电解水制氢参展高交会,临近开展我才知任何能源电解水制氢都不合算! 因此奉劝创业者,民间技术项目90%以上不可行!!!

请方老师无论如何就技术创业赐教两句!

8 04 2009年
技术创业者 (11:53:32) :

5. 超导电力设备离实用还有多远?

代表所有科学爱好者谢谢方老师的辛勤劳动

8 04 2009年
John (14:12:00) :

请问方先生又从何处学到如此多的东东呢? 写文章最好注明出处, 参考文献还是必须的。 否则有人云亦云的嫌疑, 我听同事讲过同样的理论。

8 04 2009年
shaozhou (16:49:54) :

好文章,通俗易懂,让高深的科学理论走进日常生活,增进了对生活的认识和了解,也增强了人们对科学的兴趣!好,请继续。。。

8 04 2009年
merdetoi (16:53:59) :

相对论还用你来证明是对的???搞笑,你要证明了我们这个宇宙的最高速度是光速你才牛逼呢!要是你证明可以超过光速!那么相对论就是错误的!你能吗?

8 04 2009年
heheee (17:27:00) :

John (14:12:00) :

请问方先生又从何处学到如此多的东东呢? 写文章最好注明出处, 参考文献还是必须的。 否则有人云亦云的嫌疑, 我听同事讲过同样的理论。
———————————————–

这理论 谁不知道呀,gps的事情我可是头一次听说,

8 04 2009年
zhujp (17:49:23) :

不错,受益很大。您是科普的一面旗帜!

8 04 2009年
zhujp (17:53:23) :

关于狭义相对论和广义相对论,我认为只是相对真理,就向牛顿力学一样是近似的真理,可能还有东西没有完全发掘出来。

8 04 2009年
hongle (18:02:43) :

这个科普值得质疑。广义相对论我不懂,但狭义相对论有云:即便地表上观测卫星的时钟会变慢,但卫星上的本征时间依旧保持不变。本文没有谈到如何在地表测量卫星上的时刻(要特别注意的是不同参考系的时间本就不同),就轻易地、似是而非地下了结论,不管最后结论如何(我不懂广义相对论),此文很容易引领读者误读狭义相对论。
估计李淼不会回应,方舟子其他方面造诣很深,但说到理论物理,说实话离李淼太远了。

8 04 2009年
感叹12345678 (18:19:39) :

我不想谈相对论是否正确,我想问一下:据说科学家说地球自身绕太阳系转,而太阳系绕银河系转等等,并且都有相应的不同层级的速度,那么我就想问一下卫星的绝对速度根据什么定的,如果要是连卫星的速度的不是绝对的那么它与相对论相关,又怎么验证相对论的正确性呢?!

8 04 2009年
honghui (18:20:12) :

相对论有用没用是不用去质疑的,只不过相对论还不够完善,不能完全适用于所有物理学现象,爱因斯坦曾想在有生之年把相对论进行扩充,将量子物理的一些理论包容进来,让它能适用于所有物理学现象,但还没做到,至今也没人能做到,看来我们只能再等待一位超级大师的出现,创立一套全新的理论来解释所有的物理现象了。

8 04 2009年
huli (18:22:21) :

核能的应用理论基础也应该是基于相对论的,这是一个基本常识,难道理论物理的研究员竟然不明白,晕菜了!

8 04 2009年
感叹12345678 (18:22:50) :

我不想谈相对论是否正确,我想问一下:据说科学家说地球自身绕太阳系转,而太阳系绕银河系转等等,并且都有相应的不同层级的速度,那么我就想问一下卫星的绝对速度根据什么定的,如果要是连卫星的速度都不是绝对的那么它与相对论相关,又怎么验证相对论的正确性呢?!

8 04 2009年
耕读 (18:25:01) :

方舟子是一最不着调的家伙,你以为你是谁?你以为科学是什么~!

8 04 2009年
hongru (18:25:39) :

有没有出版的方先生科普文章文集?真像多读一些!

8 04 2009年
zzzzz (18:53:55) :

你要么是在打镲,要么就是有iq没eq,普通人都知道量子力学的实用价值,他怎么可能不知道相对论的价值??想当科普界的宋祖德是吗

8 04 2009年
洋芋艿 (18:58:10) :

震惊于某些相对论研究者(专业的或业余的)的无知!每一个中国高中理科三年级的学生都应当能推导出狭义相对论的洛伦茨公式。相对论,与歌德巴赫猜想一样,成了无知者炫耀其超人智慧的玩具,只不过前者总“被否证”,后者总“被证明”。

8 04 2009年
carltoon (19:02:58) :

原子钟的偏差似乎可以用它在高空切割地球磁力线,导致运行受到干扰解释吧?相对论的结论似乎大部分可以用经典物理解释,例如核武器完全可以用原子核库仑力释放来解释

8 04 2009年
洋芋艿 (19:03:44) :

感叹12345678 (18:22:50) :

我不想谈相对论是否正确,我想问一下:据说科学家说地球自身绕太阳系转,而太阳系绕银河系转等等,并且都有相应的不同层级的速度,那么我就想问一下卫星的绝对速度根据什么定的,如果要是连卫星的速度都不是绝对的那么它与相对论相关,又怎么验证相对论的正确性呢?!
----------------------
我自告奋勇替博主回答:这正是因为你不懂相对性原理。你的所谓绝对速度是如何定义的?相对论也罢,牛顿力学也罢,本来就无关所谓绝对速度。

8 04 2009年
洋芋艿 (19:06:12) :

carltoon (19:02:58) :

原子钟的偏差似乎可以用它在高空切割地球磁力线,导致运行受到干扰解释吧?相对论的结论似乎大部分可以用经典物理解释,例如核武器完全可以用原子核库仑力释放来解释
------------------
你的解释仅仅是“似乎”。如果你有兴趣,把具体数值计算出来,你就会向相对论低头。一定会的!

8 04 2009年
silence (19:10:38) :

GPS的备份星是包括在24颗卫星内的,每个轨道3个工作星,一个备份星。

8 04 2009年
洋芋艿 (19:15:14) :

你的时钟不是北京时间耶。

8 04 2009年
silence (19:16:14) :

忘了说了,GPS只需要3个星即可定位。第4个是备份星。

8 04 2009年
silence (19:20:47) :

你的也不是,这是服务器自己的时间吧。

8 04 2009年
lgz (19:41:46) :

先生的科普文章拜读了不少,多数赞同,部分有疑义。这篇文章的主体十年前就看过,先生在这里刊出来似乎应注明出处,别人的劳动成果应该得到尊重。

8 04 2009年
Yush (19:52:37) :

GPS最初设计是24颗卫星,现有31颗在正常运行,另有2颗退役星作为备用。理论上,视线内有4颗卫星即可计算出三维坐标及精确时间(接收机自身时钟精度太差),但由于各种干扰误差的存在,视线内卫星越多则精度越高。另外,由于存在遮挡或卫星故障,视线内卫星越多则可靠性和可用性越高。
见:http://en.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System#Space_segment

8 04 2009年
321 (20:04:25) :

科谱就科谱吧,干嘛要顺带踩别人一脚?而且踩得毫无道理.别人说话的语境并非是科学研究.方舟子就拿别人不够严密的说法来做文章贬损别人.这样的人格也太差了.

想要打假很好,但首先你要自己的人格端正,自己人格端正才能让别人服你.

8 04 2009年
老骥 (20:05:44) :

"国内有不少否定相对论的人,在网上到处宣扬他们已证明了相对论是错误的。他们还成立批判相对论的“学术”组织互相抱团打气,在火锅城之类的地方“隆重”举行“学术研讨会”。其中还不乏大学教授。我就曾经收到河北一所高校的教师寄来的论文,用官方哲学理论否证相对论。"
有一本专门评述业余科学家的书,里面的事例让人又好笑又好气.

8 04 2009年
吕磊 (20:09:12) :

国内有不少否定相对论的人,在网上到处宣扬他们已证明了相对论是错误的。

有谁反对相对论?

8 04 2009年
noc (20:13:44) :

至少我能接触到的人,还在读中国青年报这种报纸的人肯定有机会上网;能上网却还有兴趣看中国青年报的不是吃饱了没事干就是把看报当成是必要工作。
总之,没必要担心网络的受众面小于平面媒体的。

8 04 2009年
noc (20:17:07) :

科普文章本来介绍的就是科学界的共识观点或热点争议,没必要一一注明出处。认为没注明出处的那些观点都是科普作者自己的原创或发现,这种人不是糊涂就是故意找碴。

8 04 2009年
无所谓 (20:19:05) :

GPS卫星位于距离地面大约2万千米的太空中????

8 04 2009年
有意思 (20:38:37) :

to hongle (18:02:43) :

这个科普值得质疑。广义相对论我不懂,但狭义相对论有云:即便地表上观测卫星的时钟会变慢,但卫星上的本征时间依旧保持不变。本文没有谈到如何在地表测量卫星上的时刻(要特别注意的是不同参考系的时间本就不同),就轻易地、似是而非地下了结论,不管最后结论如何(我不懂广义相对论),此文很容易引领读者误读狭义相对论。
估计李淼不会回应,方舟子其他方面造诣很深,但说到理论物理,说实话离李淼太远了。

————————————————————
请注意,在GPS工作过程中,所使用的基准时钟没有第二个,都是卫星上的时间,而也正因为此时间与地面时间有差距才需要调整。
你还说你不懂广义相对论,狭义相对论你就懂了吗?

8 04 2009年
hayvne (21:04:35) :

“那些尾随而来的反相对论妄人和中医信徒的评论一概删除。”
在人的意识无非两种,自以为是,或不是
我以为,只要留言中不涉及人身攻击,侮辱等不堪的词汇,不应
一概删除,这与真理无关,与气量有关。无论是对人对事或其他都存在两面,应该予一包容
虽然我同意您的看法,您的文章也让我收获不少。

8 04 2009年
Stephen.Li (21:15:40) :

哈哈,有趣。不过大学物理老师用这个类似例子,设成题目考过试。

如果有人说没什么用的话……甚至反对的话,说明这世界真的很有趣。

有人真丢面真可怜。我再次想起罗素的《精神废物大纲》,有人坚持冰岛在北极,是没有办法的很有趣的事情。

好文!不能发表在大众媒体上实在太遗憾了。 真是白痴排走聪明人。

8 04 2009年
陆同 (21:17:43) :

本人做过船员.1991年我在船上就用过GPS导航设备.

8 04 2009年
aliba (21:25:35) :

地球上任何一点必须见到4颗以上GPS卫星才能用GPS进行定位,因为有4个参数需要确定:3个位置参数,和一个时间参数。可见卫星越多计算越精确。

=================================
silence (19:16:14) :

忘了说了,GPS只需要3个星即可定位。第4个是备份星。

8 04 2009年
noc (21:26:32) :

to hayvne (21:04:35) :
【方舟子没有兴趣听取关于为人处事的任何忠告】
您还是换个地方去过你的人生导师瘾吧。

8 04 2009年
aliba (21:30:06) :

说具体点,是用4颗卫星发送的各自的发送时刻,和4颗卫星发送信号时的位置,来计算信号到达接收点的时间,和接收点的位置。

8 04 2009年
MCH (21:34:50) :

对前人的成果保持质疑是最宝贵的 如果大家都墨守成规 科学就不会发展 对相对论也应该一样

8 04 2009年
hill (22:42:34) :

现在国内高校培养的大学生,文科大多不懂科学常识,理工科大多不会写文章,更有一部分是什么都不懂。
方先生了不得!

8 04 2009年
abada (22:47:07) :

没有矛盾别感叹. 光(或电磁波, 场)是特殊的, 除光速以外, 物体的速度是相对的(与参照系有关). 或者说存在速度极限值c, 这作为物理定律, 对各参照系而言是保持相同的. 光是以极限速度传播, 而其他物体不可能达到极限速度.

‘速度”只是单个测量数据, 一个量本身还不构成物理定律, 逻辑上可以是相对的或不相对的. “存在速度极限值c”则是一句话, 是物理定律或事实判断(需要实验证实), 当然要求它保持参照系不变性, 没有相对性.

8 04 2009年
游客 (23:16:41) :

博主什么意思?
看你批判的人的目的好像是说大家不重视理论,你有什么好批评的?
再GPS的时间原理普通人要懂得嘛?相关人士懂得就可以了。

8 04 2009年
cyli (23:54:55) :

to “silence (19:16:14) :
忘了说了,GPS只需要3个星即可定位。第4个是备份星。 ”

GPS同时只需要3个卫星在观测视野吗? 老弟,你用3颗星试试? 第4颗星是用来计算改正数的.4个方程才能得出4个未知数.

8 04 2009年
hill (23:58:53) :

你就是我说的第三种人

游客 (23:16:41) :

博主什么意思?
看你批判的人的目的好像是说大家不重视理论,你有什么好批评的?
再GPS的时间原理普通人要懂得嘛?相关人士懂得就可以了。

9 04 2009年
lt (02:34:21) :

任何时候在地球上的任何地点至少都能见到其中的4颗

你在遮盖物体下就不行

9 04 2009年
吴汉民 (03:53:28) :

长见识了、谢谢!!!

9 04 2009年
万物生长靠太阳 (05:30:06) :

在火锅城之类的地方“隆重”举行“学术研讨会” ===> 呵呵 ,好有画面感 。
天下有“没有用的知识”吗 ? 我觉得有 ,对《十万个为什么》没好感 。 方先生的做如何的评价 ?

9 04 2009年
第五天 (07:09:52) :

李淼老师的意思应该是相对论当年研究的时候并不能看出有什么直接的实用的“用处”

爱因斯坦明显不是为了直接要对gps有用去研究相对论的——而是如他自己所说,“我从事科学研究的动机,来自一种想要了解自然奥秘的无法克制的渴望,而不是别的什么目的”

像这种一开始研究的时候不知道有什么用后来大有用处的例子科学史上有很多啊

不能用这些理论后来有用了来论证说当初那些研究者的动机是为了有用

方舟子老师自己不写写过一些数学家甚至鄙视应用——比如哈代

想要了解这个世界不可克制的渴望,对真理的追求,对智慧的追求

——中国文化中确实这些元素少了点

李淼老师说这些话题的时候应该是这个意思

9 04 2009年
第五天 (07:11:08) :

方舟子老师自己不写写过一些数学家甚至鄙视应用——比如哈代

——————————————————————————————-

不也写过

打错了

9 04 2009年
第五天 (07:18:52) :

中国科学落后的原因

个人意见——首先,肯定是因为科学不是从我们这儿起源的

没有积累

然后,我们国家百年来都在忙着救亡和富强,中间道路曲折无比,哪有正常的环境搞科学?

于是虽然局部有成就,但整体难免落后

然后要讨论为什么自然科学没在中国起源,这又是个大话题

还是老爱的那句话——令人惊讶的不是中国先贤们在发展出来高水平的技术后没能发展出科学,而是西方竟然发展出了科学

起源系统的现代科学是一种无疑的荣耀,没能发展出来也不丢人,话说回来,不知中国,除了西方,所有国家民族不都没起源出嘛——当然,如果西方不率先搞出来,哪个文明能搞出来这就不好说了

9 04 2009年
第五天 (07:20:45) :

话说回来,不知中国,除了西方
————————————————

恩,不止中国。

“如果西方不率先搞出来,哪个文明能搞出来这就不好说了 ”

——我个人猜不会是中国

确实确实氛围氛围

9 04 2009年
方舟子 (07:44:13) :

这个“第五天”真神,李淼的文章不先去看看,就一口咬定他是什么意思。李淼文章还说了量子力学、布朗运动和相对论不同,是有实际应用的,难道量子力学、布朗运动一开始就有实际应用?

9 04 2009年
晓风 (20:04:52) :

好文,顶起来!

10 04 2009年
第五天 (07:29:04) :

是这篇吗?

“是的,也许他的狭义相对论和广义相对论没有什么实际应用价值,但这些理论对发展当代科学所起的作用,对我们对所生存其中的宇宙的认识所起的作用,足以汇报那年养他的纳税人的钱了(我就不提量子论和布朗运动了,这些是有实用价值的)”

——科学与宗教 作者:李淼 发表时间:2008年10月21日

这篇我也看过

表述确实不严谨

但从我看他一系列文章的来的印象来说:

想要了解这个世界不可克制的渴望,对真理的追求,对智慧的追求

——中国文化中确实这些元素少了点

李淼老师强调的应该是这个

然后博客文章写的比较随意一点

如果他自己声明不是这个意思,那算我妄加猜测了:)

10 04 2009年
荡寇志 (18:09:38) :

李淼先生的文章没有拜读过,但从其从事理论物理工作情况看,相对论对现在生活的用处恐怕其不会不知道,我想举这个例子的意思不过是说明现实生活中一些物理理论的应用并不是能被人能够认识到的,尤其是在刚被研究出来的时候.不过李先生提出的论点确实让人深思中国之所以再科学上没有对人类作出任何贡献恐怕就是这个原因,过于追求功利,当然为了功利就不免要吹吹牛甚至搞搞迷信活动,中医恐怕就是最好的例证

12 04 2009年
ronaldfree (12:55:34) :

耕读 (18:25:01) :

方舟子是一最不着调的家伙,你以为你是谁?你以为科学是什么~!

——————————————————
这句话应该方舟子来问你才对。不知道你哪里来的底气问的这么理直气壮?

12 04 2009年
ronaldfree (12:59:30) :

noc (20:17:07) :

科普文章本来介绍的就是科学界的共识观点或热点争议,没必要一一注明出处。认为没注明出处的那些观点都是科普作者自己的原创或发现,这种人不是糊涂就是故意找碴。

————————————————————
同意你这句话。
很奇怪有些新语丝网友居然分不清科普文章和学术文章的区别。

12 04 2009年
胖哥 (18:33:23) :

很奇怪有些新语丝网友居然分不清科普文章和学术文章的区别。
===================================
很多人分不清这些差别,我想一点也不奇怪,其实我也分不清这些差别。相信新语丝的读者中有很多是象我这样的普通读者。
按照相对论(当然我是半点也不懂),有科普文章说过以地球为参照物,以光速或接近光速(当然这不可能)飞行的宇宙飞船上的时间相对地球的要慢,所以宇航员星际旅行回到地球时,迎接他们的可能就是比他们还老得多的儿孙等后代们。可我看过的另一篇文章说,如果以宇宙飞船为参照物,那么地球就是在高速飞行,地球上的时间比宇宙飞船上的时间就要慢,所以回到地球的应该是离开时的那些宇航员的后代,而地球上的却还是原来的人(离开时的那些宇航员留在地球上的老爸老妈迎接宇航员在太空中所生的子孙后代)。 这两个相反的结论似乎都有道理,那么到底谁对? 请懂行的专家朋友帮我解惑为感!

12 04 2009年
ronaldfree (19:56:52) :

胖哥 (18:33:23) :

很奇怪有些新语丝网友居然分不清科普文章和学术文章的区别。
===================================
很多人分不清这些差别,我想一点也不奇怪,其实我也分不清这些差别。相信新语丝的读者中有很多是象我这样的普通读者。
按照相对论(当然我是半点也不懂),有科普文章说过以地球为参照物,以光速或接近光速(当然这不可能)飞行的宇宙飞船上的时间相对地球的要慢,所以宇航员星际旅行回到地球时,迎接他们的可能就是比他们还老得多的儿孙等后代们。可我看过的另一篇文章说,如果以宇宙飞船为参照物,那么地球就是在高速飞行,地球上的时间比宇宙飞船上的时间就要慢,所以回到地球的应该是离开时的那些宇航员的后代,而地球上的却还是原来的人(离开时的那些宇航员留在地球上的老爸老妈迎接宇航员在太空中所生的子孙后代)。 这两个相反的结论似乎都有道理,那么到底谁对? 请懂行的专家朋友帮我解惑为感!
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一般来说,新语丝的网友应该都是大学毕业生或在校大学生,分不清科普文章和学术文章的区别很难说的过去的。
学术文章一般都有原创性,在需要引用他人的学术成果时必须要注明出处;而科普文章一般没有原创性,绝大多数都是根据已有的学术成果进行整理、综合,再用自己的语言描述出来,没有必要把引用的学术成果一一注明。

至于相对论的具体内容,我也不懂。读大学时开过《普通物理》,可是老师水平太差,讲的不清楚,只好自己看书,当时好像懂了,过了这么多年,差不多全忘了。所以不能给你解惑。如果你真有兴趣,建议你先找本《普通物理》的书来看看,只要学过高等数学的,一般能够看懂。

13 04 2009年
新语丝老读者 (02:09:21) :

我们应该这样说话“借那个谁谁谁一句话,您吃了没?”
to:ronaldfree 我随便说的啊:好像要到理论物理才会有比较合适的相对论知识的,另外新语丝如果我估计不错有大量像偶这样很多年的读者呢—偶是从文学开始接触新语丝的啊

16 04 2009年
宇宙方程 (03:01:59) :

李淼,方子舟,第五天,都是科学思维比较成熟的人,向大家学习了。

21 04 2009年
杨成瑞 (17:58:50) :

改革开放多年,在科学发展观的今天,平庸与无知可以说是无处不在。在我国,面前对前沿科学的研究特别是自然科学和尖端领域的研究是一片空白。那些所谓的主流科学家,主流真理什么的可以说是瞒天过海,哪有什么科学的春天呢。懂相对论的人有几何,李淼老师所论指出了当今中国所谓的社会主流现实。真所谓做着科学梦,揣着兜里钱,牛马不相及。

10 05 2009年
yhsr-1415 (06:40:41) :

学习了。

12 05 2009年
Jimy (02:37:51) :

科学允许批评与被批评,这就是科学伟大的生命力。多些科普文章,惠及社会,功在千秋。

12 05 2009年
瞅见什么是什么 (07:53:04) :

感叹12345678 (18:22:50) :

我不想谈相对论是否正确,我想问一下:据说科学家说地球自身绕太阳系转,而太阳系绕银河系转等等,并且都有相应的不同层级的速度,那么我就想问一下卫星的绝对速度根据什么定的,如果要是连卫星的速度都不是绝对的那么它与相对论相关,又怎么验证相对论的正确性呢?!
—————
在物理学中,没有绝对速度这个概念。因为“以太”即绝对参照系,早已被大量实验证明是不存在的。

12 05 2009年
瞅见什么是什么 (08:21:12) :

按照相对论(当然我是半点也不懂),有科普文章说过以地球为参照物,以光速或接近光速(当然这不可能)飞行的宇宙飞船上的时间相对地球的要慢,所以宇航员星际旅行回到地球时,迎接他们的可能就是比他们还老得多的儿孙等后代们。可我看过的另一篇文章说,如果以宇宙飞船为参照物,那么地球就是在高速飞行,地球上的时间比宇宙飞船上的时间就要慢,所以回到地球的应该是离开时的那些宇航员的后代,而地球上的却还是原来的人(离开时的那些宇航员留在地球上的老爸老妈迎接宇航员在太空中所生的子孙后代)。 这两个相反的结论似乎都有道理,那么到底谁对? 请懂行的专家朋友帮我解惑为感!
——————————
这是著名的孪生子佯谬问题。其实很好解释:时间变慢效应只适用惯性参照系,而不适用非惯性系。地球是近似的惯性系,在地球上看运动的时钟,时间是变慢的。而卫星是非惯性系,当然就没有“动钟变慢”的效应

:

13 06 2009年
mee (19:29:49) :

感觉有点疑惑,GPS接收的四个卫星的信号,要慢都慢.应该和相对论关系不大吧?要有有关系,GPS接收的四个卫星,相对GPS接收机来说速度都不样,距离也不一样!!结果就是时间还是不准!

19 06 2009年
寡人到此一 (08:24:10) :

相对论不一定全部正确,但它的核心思想是正确的.

随着科技越来越普及,相对论也会越来越有用.

27 07 2009年
haohao (20:57:29) :

拜读,中国的专业人士反而最不专业,现状如此,令人嗟叹

29 07 2009年
终日乾乾 (07:39:12) :

可能博主对那篇文章存在故意的误解,其实那人本意是好的,是说相对论提出之初看不出那个理论对现实生活有什么影响,尤其是对当时还处于农耕时代的中国人而言。其实,作为自然规律的揭示,其影响是不言而喻的。说我们急功近利也是对的,只是没有看到更加深层次的原因,国外的研究也急功近利,且其急功之下确能近利,为什么中国急功近利之下反而造就了层出不穷的造假,为什么中国的一流科学家反而大多是旧社会的前辈,新时代培养出的人才都哪里去了,我们的土壤到底出了什么问题,为什么之前相似制度下的苏联也可以培养出世界顶极人才,阻止我们与国际接轨的到底是孔子还是老子或是其他什么子,为什么我们要把国外一家之言奉为国家圣经,与当初罢黜百家似有异曲同工之处,为什么我们必须要强调和谐统一。太多为什么,一样也想不通。只能以佛家共业的理论来解释了,不然我们也说不明白为什么上帝把中国变成这样。

29 07 2009年
宙斯盾 (11:48:18) :

相对论量子场论,呵呵,搞理论物理的不会不知道这个吧?

17 12 2012年
相对论有没有用 | 蜗牛村 (23:18:25) :

[…] 分類:置顶文章,蜗牛在唐朝,蜗牛学科普 | 日期:12/18/2012 |作者:cocotang […]

25 04 2013年
怒剑穿云 (23:29:24) :

看先生的文章,总有醍醐灌顶的感觉。让我们真正认识到了正确的东西。谢谢方先生!永远支持您!

14 06 2013年
(07:47:25) :

无法理解相对论

14 06 2013年
(07:53:25) :

看了很多关于相对论的解释,本人理解力有限,仍不能明白:相对论认为太阳压弯空间,使地球绕其转,不是万有引力的作用,不存在万有引力。但实际上太空实验中科学家们仍利用万有引力原理计算各种参数。这两种互相矛盾。谁帮我解释透彻。

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