高铁上苍蝇为什么能跟上火车的速度?

行者无疆xz


这个问题,其实是超难回答的:既超越了经典物理,也超越了现代物理。笔者曾经专文做过回答,把它称作“车蝇同行效应”。

车蝇同行问题,或许会促使“后现代物理”的问世,是对先行理论物理神逻辑乱象的钜怼。

什么叫“车蝇同行效应”?

效应,即典型的现象。苍蝇在列车内空间飞舞,是日常生活中的普遍现象,故称车蝇同行效应。英文写作“Fly-with-Car Effect”。


车蝇同行的特征是:列车的内空间,是列车系统的子系统,与乘客一样,随着列车一同运动。

人们似乎以为,车内空间与车外空间是贯通一体的。其实不然。如果车窗敞开着,则车外空间与气流会猛烈灌入车内。

如果车窗是封闭的,则车内空间,包括除去空气分子、电子质子的真空部分,与车外空间是隔离的。

车蝇同行效应的动力学原理

根据车蝇同行效应,我们可以做如下推理。

实体或原子相当于一个封闭系统,实体边界的内空间与外空间之间,没有含亚原子的质量(m)与势能(Ep=mc²)的交换,但不排除有热交换。

为什么实体或原子的边界,具有对亚原子的封闭性?为什么这种边界对热交换无封闭性呢?

实体的边界,归根结底,是原子的边界或边界层。为什么边界层具有隔离性、排外性或排斥力?这个问题历来没有一个令人释怀的解释。

笔者认为,就原子内空间的亚原子分布而言,核外电子以平均约v=αc=2200千米/秒的高速度绕核运动。


在原子半径仅有约0.1纳米范围内的高速运动,电子几乎在瞬时到达原子内空间的每个角落。

换句话说,似乎在原子的边界层“密实”分布了无数个电子。而电子是超致密的刚性粒子。

电子密度高达ρ=m₀/4.2r³=97亿吨/米³。电子需要旋进空间以维护自我存在,可谓秋毫无犯,因而具有超强的简并压。

除了高于紫外线的电磁波闯进原子内空间,其它亚原子与光量子,都无法入侵原子边界层。

电子、质子、中子、原子、分子、物体、容器、天体,都有抵抗简并压的边界保护层。

高频电磁波的光子半径小于原子直径0.2纳米。例如频率为6×10¹⁷赫兹的紫外线波长λ=0.5纳米,半径为λ/2π=0.08纳米,

实体外空间的动力学性质

上述实体内空间的边界层具有电子抵抗简并压的致密性特性,这个大家比较容易理解。

对于实体外空间的动力学性质,却是鲜为人知的,也是基础物理学的一大盲区。

根据万有引力定律:F=GMm/R²,质量为M的实体或天体,都有自己的引力场空间,即实体外空间,也叫“自空间”。

其引力场强度(F)与引力场半径具有平方反比效应。平方反比效应是说,场半径稍有减少就会导致引力场强度(F)的急剧增加,反之亦然。

事实上,实体外空间,不只是自己的引力场空间,还有其它外空间在此共享。

换句话说,实体的外空间或引力场,是其它实体外空间的叠加空间或叠加场。

但是,有两个性质是确定无疑的:

其一,越是靠近某天体边界层,该天体的引力场强度必定占绝对优势或主控地位,其它天体的引力场强度皆可忽略不计。

例如,在离地1万千米的卫星轨道附近,地球引力场占绝对优势,而火星、太阳、北极星的引力场皆可忽略。

其二,当天体外空间充当主控引力场时,该外空间会随着实体一同运动,并服从轨道角动量矩守恒定律。

在地球大气层范围,飞机所在的地球外空间,随着地球一同自转、一同绕日运动。

同理,原子附近的外空间,也是随着原子一同运动的。这可以解释,悬停飞机始终跟随地球一同自转、一同绕日运动。

就这个意义而言,每一个天体的自空间,都是既有自旋、又有绕旋的。

但是,这种自空间的旋转与进动,不可能改变在自空间内之光走直线的常识。例如,

灯光在地球或汽车的外空间依然走直线;同时也随着地球或汽车一同自转与绕日公转。

不只是灯光总是走直线,各种场(如热力场、地磁场)、各种波(如机械波、电磁波)、各种力(如万有引力、电磁力),都是在自空间里走直线。

必须指出,在太阳附近的辐射带,由于弥漫着高浓度的高温等离子体,相当于太阳大气圈的边界层。当外来光线经过此边界层时,会发生不同程度的康普顿散射效应,导致光的偏折现象,而不是所谓的“时空弯曲效应”。

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物理新视野


答案本身并不复杂,但是,为免陷入鸡同鸭讲的尴尬局面,在回答这类问题之前需要在以下基本问题上达成共识:

1.所有的物理理论都为解释客观现象而存在,而不能创建一个世界以符合这个理论。如果不能解释客观现象,那么再华丽的理论也没有存在的价值。

2.我们生活在同一个宇宙,却存在经典物理学、相对论、量子力学和弦理论四个互不相容、尖锐对立的理论。能够自洽解释这个宇宙所有的问题的理论才能成为唯一正确的终极理论。目前公认的最有希望成为终极理论的理论是弦理论,而不是相对论。

3.证实性偏见是指个人(包括学者)在主观上支持某种观点的时候,往往倾向于寻找那些能够支持自己原来的观点的信息,而忽视那些对己不利或矛盾的信息,以支持自己想法的现象。我们不能预设结论,而对不利于自己结论的证据视而不见。希望大家能持开放的心态面对不同的观点。



好吧,让我们来摆事实,讲道理吧。

事实上,除了狭义/广义相对论,还有一个相对论,即经典物理学的经典相对论,由伽利略构建,即伽利略变换。相对应的,狭义/广义相对论以洛伦兹变换为基础。

伽利略变换是物体相对于空间(绝对空间)作运动绝对运动。

洛伦兹变换不以空间为参照系,空间为空无一物的真空,物体(狭义相对论称为惯性系,广义相对论称为参照系)与物体互为参照系运动。

两种相对论描述的都是物体间的相对运动,两者差别非常小,仅仅是参照对象(参照物)不同,正所谓,差之毫厘失之千里。问题是,哪种理论解释符合客观事实呢?具体来说,哪种解释能自洽地解释高铁车厢里的苍蝇为何能自由飞翔呢?其实,这个问题并不新鲜,300多年前就已经解决了。



在17世纪时,地心说学派如日中天,他们对哥白尼的日心说提出了质疑:如果地球处于高速地运动中,为什么在地面上的人一点也感觉不出来呢?1632年,伽利略坚定支持哥白尼的日心说,反对亚里土多德——托勒密的时空观。在《关于托勒密和哥白尼 两大世界体系的对话》著作中提出,如果带几只苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫到封闭的船舱。无论船以任何速度前进,只要是直线匀速的运动,苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫就可以自由飞翔。详见[伽利略,《两大世界体系的对话》,第130~131页]伽利略变换由此建立,并奠定了经典物理学的基础。



为什么苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫可以自由飞翔呢?

在回答这个问题前,先看看如何不让它们自由的飞翔。如果我们打开封闭船舱顶部的甲板,那么,苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫都会被风吹到魂飞魄散。如果盖上甲板后一切又恢复正常。破坏岁月静好的罪魁祸首是风,是的,是风破坏了封闭船舱这个密封的空间,也就是说,风破坏了绝对空间。请注意,船舱是否密封是关键。

可能还有人对绝对空间有怀疑。好的,我们继续观察。船舱顶部的甲板打开后,有一种生物仍然安然无恙。对!鱼缸里的鱼仍在自由的游动。即使我们把鱼缸搬到船甲板上,鱼缸里的鱼也可以游动自如。道理很简单,鱼缸里的水相对于外部环境也是一个相对静止的空间。请注意!相对于船外的空间,封闭的船舱内是一个相对静止(独立)的空间;相对于船舱内部或外部的空间,鱼缸里的水也是一个相对静止(独立)的空间。这就是笛卡尔被“被包围的空间”。一个箱子里面还有许多独立的小箱子在其中自由的运动,每个小箱子内也有更多的、更小的箱子在里面自由的运动。每一个箱子都是一个“被包围的空间”,每一个箱子里都有许多独立的“被包围的空间”在作相互运动。在每一层的空间里,苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫都可以自由飞翔!



问题是,为什么现代人还把这个问题当成未解之谜呢?

我们知道,相对论的洛伦兹变换建立在“真空中光速不变原理”的基础上,相对论的空间必须是空无一物的真空。相对论之所以称为相对论,是因为一个物体(参照系)只与另一个物体相对运动,也就是说,高铁车厢内的苍蝇只能与另一只苍蝇互为参照来确认是否运动(两只以上的苍蝇将无法确认彼此的速度),而不是相对于空间(例如空气或水)运动(绝对运动)。对相对论来说,所有的空间都被忽略,所有的参照系只有质点的属性,即车厢只是一个质点,而没有内部空间,车厢内部和外部没有区别,这是问题的关键,车厢和苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫都是相互独立的质点,车厢与苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫都是相对运动的关系。因此,当高铁的加速度时,车厢与苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫无论是悬停在空中还是在自由飞翔,它们都将会撞向车厢后壁。不过,别担心,无论火车启动和刹车,车厢内的苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫们都可以自由飞翔,根本不会受火车和飞机运动的影响。



事实上,在匀速运动的高铁车厢内,你可以和朋友打乒乓球,你们的感觉和在地面封闭空间里玩没有任何区别。事实上,无论是高铁、飞机或是宇宙飞船,无论每小时1000公里还是每小时100万公里,只要存在一个密封的空间,在这样的绝对空间内,无论是苍蝇、蚊子或是蝴蝶都可以自由飞翔。这并不是什么新鲜事,早在1632年伽利略证明了,这就是伽利略变换,它是经典力学的基础。我们应该反省的是,为什么现在我们反而无法解释这个小儿科的问题了呢?

爱因斯坦认为,如果承认“真空光速独立于参考系”为基本原理,那么就可以建立起一种新的时空观(相对论时空观)。问题是,在地球表面,是洛伦兹变换适用还是伽利略变换适用呢?

有人会说,相对论的光速不变说的是光,拿苍蝇和蝴蝶这类低速运动的物体没有说服力。

好吧,光的多普勒效应证明,在同一空间介质(例如空气或水)内光速不变,运动的光源光只会产生多普勒效应,而不会超过这种空间介质内最大光速。我们可以设计一个实验,在运动的车厢外部(车顶)和车厢内部分别设立一个光源,看看会发生什么呢?实验结果很简单,车厢顶部的光源会产生多普勒效应,因为光源与空间存在相对运动。而车厢内部光源不会产生多普勒效应,实验证明车厢内部的空间相对静止,与光源没有相对运动。实验证明车厢内部空间与车厢外部空间并不相同。也就是说,车厢内部空间是一个独立的参照系,是一个被曳引的“被包围的空间”。实验证明,伽利略变换可以自洽地解释地球上的客观现象。



2017年,一位物理教授在一次关于什么是物理学的演讲中谈到,希望在21世纪,量子力学和相对论能成为科学常识。太奇怪了,为什么这么牛的理论现在还不是科学常识呢?原因很简单,这两个理论无法解释我们这个客观世界里千奇百怪的客观现象,除了经典物理学以外,谁能用其他所谓现代的物理理论来解释海市蜃楼、彩虹、幻日和佛光等现象呢?事实证明,我们知识体系里的常识仍然来自于经典物理学。有意思的是,所有声称验证了相对论的证据都不在地球上,与地球上的客观现实无关。很多人认为某些理论就是用来崇拜的,解释什么客观现实的事儿由经典物理学干就行了。



我们知道,科学是关于探索自然规律的学问,是人类探索研究感悟宇宙万物变化规律的知识体系的总称。科学是一个建立在可检验的解释和对客观事物的形式、组织等进行预测的有序的知识的系统。在经典物理学时代,物理学是从自然现象中发现规律,总结出理论,这些认知构成我们的常识。而相对论、量子力学和弦理论却提出:理论告诉我们能发现什么(问题是,理论又从哪里来?)这是科学研究思维方式的巨大差异。我们知道,如果范式错了,同样的证据往往能得出完全相反的结论;如果范式错了,信息、数据、史料越多,距离真知反而越来越远。脱离客观事实的物理理论都存在无法消除的奇异性。各种证据证明,宇宙和地球空间都并非空无一物,暗物质和空气都是最好的证明。

还有,我们必须回答一个问题,物理理论是为解释客观世界呢?还是应该创建不同的世界以符合不同的理论呢?



当然,现在没有人敢说相对论是错误的理论,我们只能说,高铁车厢内的苍蝇们违反了相对论!地球上所有的物质的运动都违反了相对论!


一只大象x西风歪马


简单说,因为火车里的空气与汽车速度一样,是相对静止的,所以苍蝇能能跟上火车的速度!

这种问题本应该不是问题,甚至小学生都明白的问题,不知为何总会有人对此有疑问。除了火车,还有人问飞速行驶的汽车里苍蝇为何能来回飞行,而不会撞到汽车后玻璃?

这就是典型的孤立地看问题,总是把火车与空气隔离来看!但简单想一想,天上的鸟儿不也是跟着地球的速度吗?地球除了自转还在公转,公转的速度达到每秒30公里,赤道地区的自转速度也有每秒几百米,如此快的速度,天上的鸟儿为何没有被甩走?

就是因为空气在随着地球一起转动,如果不是一起转动,我们每天都会经历剧烈的风。想一下,如果只有地球转动,而空气不转动,相当于空气在以每秒几百米的速度相对地球运动,这风速谁能受得了?

而地球不正是一个巨大的“超级火车”吗?

如果闭着眼睛,同时假设火车在行驶过程中不发出任何声音地匀速前进,你不会知道自己到底是在火车上还是地面上!这说明什么?

有点相对论的味道,但也说明了火车和地球的相似性,只不过地球相对火车太大了,所以我们默认为鸟儿在天空跟上地球的速度是理所当然的,而到了火车这里为何就不是了呢?

就是因为火车太小?那你飞到太空中看地球也一样很小!


宇宙探索


去年夏天,驾车从牌洲回武汉,走汉洪高速公路,回到家之后,发现车前脸上贴满了蚊子的尸体。玛德!车速120多公里,撞死了一个加强团的蚊子军队。

高铁里的苍蝇为什么能赶上车速?别说什么物理学的这定量那定理,说了小学学历的哥们也不懂。说通俗点,哥们不就懂了么。

高铁里坐着的人为什么能赶上车速?因为坐着的人被车厢拉着一块儿跑。就这么简单!

不仅人被拉着,车厢里的一切,包括空气,都一块跑。苍蝇当然可以在这个拉着跑的立方的空气中,自由自在地飞来飞去了。

如果这个想不开的苍蝇找死,从窗缝里飞出去,一定会被外面的空气往后拉,砰地一声,撞在后面的窗框上,肝脑涂地,血肉模糊,死翘翘!

如果你也上厕所不带卫生纸,想不开,从门缝里挤出去,一定跟死苍蝇一样,活不成!

人和苍蝇不仅可以赶得上高铁,前提是都得在车里面。人和苍蝇还可以赶得上飞机、火箭,前提也是都得在里面,在外面绝对死翘翘。没错!死翘翘。


华中小隐


引力牵引的作用,当车的质量和速度大于引力时,车的空间相当于稳定的引力场,飞动的苍蝇质量受到引力场平衡,车体的空间相当于宇宙,苍蝇好比是星球。不过若是穿堂风,苍蝇会随风而去,在也回不到车的空间,就象陨石、流星一样。以上道理是:引力受到质量、能量的约束后,引力就有了弹性空间,伴随质量运动而牵引能量,而引力场对单物质、物体无法或降或升,引力场总是在不对称中循环运动,因物体在运动过程中的状态是不规则惯性运动的,惯性运动自始自终,又因物体无法沿着直线方式运动,引力又是巨大的力在温柔中牵引、平衡循环,这就像电力机车引牵弓一样原理,引力场的外墙由不明物质、反物质包裹着,不明物质与反物质构成依托,构成回路。最简单道理好比是篮球,运动中的篮球空间内好比是太空舱,在形象点说,宇宙空间就像一枚鸡蛋的结构,我们找到了反物质,也就找到了宇宙墙的边沿。叙说总是不踏实的,我们要找到引力活动规律,引力牵引迹象,引力场的质能,一步一步推导和计算出来。很多迹象显示:质量与引力之和为临界点。空间本无直线运动方式;物体在空间运动过程中的状态是不规则惯性运动的;由不对称循环回路。引力、引力牵引、引力场遵循上述而统一的,无其它理由。


聊天选手九段


这与你跟上高铁的速变一样的


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回答这个问题应该向爱因斯坦先生学习,根据苍蝇在高铁中飞行速度不受高铁运动速度的影响,等同于光在地球的大气传播不受地球运动速度影响。可以得出苍蝇飞速不变原理,苍蝇的飞行速度相对任何参照系都是不变的,可以得出苍蝇的飞行速度不可超越的,可以得出苍蝇飞行不需要翅膀,证明了苍蝇的翅膀是不存在的,从而得出苍蝇相对论。

又根据声波在高铁中的传播速度在各个方向不变,不受高铁运行速度的影响,等同于光在地球大气中的传播速度在各个方向不变,不受地球运动速度影响。可以得出声速不变原理,声音的传播速度相对于任何参照系都是不变的,可以得出声速是不可超越的,可以得出声音传播不需要介质,证明了地球上的空气是不存在的,从而得出声音相对论。


太上邪神


惯性啊,初中物理都怎么学的?


喵呜47394


高铁上的苍蝇为何能赶上高铁速度,理由有两方面原因,一是高铁包括车厢内的封闭空气是一个独立系统,整体空气运动几乎与高铁运动速度一样,就如同高速运动的高铁内人可以自由走动,感觉也没有多大的反作用力,苍蝇飞动时,除了一个整体空气运动助力动力,还有一个自身独立飞行用力,第二因素是人坐在高速运动的高铁上,并未感觉反作用力有多大,按牛顿经典力学,作用力反作用力力的作用相同,方向相反,但实际人的运动实际不是直线运动,而是细微的曲线波动运动,这样即使反作用力很小,也可保持与高铁一样速度的运动,为什么这样是正确的,在随低速物体运动的人可能体验不明显,假如人乘坐高速火箭飞船,每小时近七八干公里,人受到的反作用力如按牛顿经典力学,人体被加速度力压扁了,但实际人体未压扁,主要是人体运动是细微波动曲线运动,这样人受到的反作用力要小很多,即使在高速运动下,所以真正直线运动是很少的,基本上是波动运动!


潇遥时光


高铁上的你,不也跟上了高铁的速度。苍蝇在高铁上和人在高铁上一样,人虽然坐在位子上没动,可在车厢外看,人和高铁的速度是一样的。这是因为车厢内和车厢外是不同的参考系,你不能混为一谈。


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