Also ich lese gerade ein Buch namens „The Elegant Universe“ und hier ist ein Teil davon
Stellen Sie sich vor, zwei Länder, die sich im Krieg befanden, sitzen zusammen, um einen Vertrag zur Beendigung der Feindseligkeiten zu unterzeichnen, während sie an Bord eines Zuges reisen, der sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Der Haken an der Sache ist, dass keiner der Delegierten der Länder den Vertrag vor dem anderen Delegierten unterzeichnen will, und daher wird ein einfaches System entwickelt, um sicherzustellen, dass beide Delegierten den Friedensvertrag gleichzeitig unterzeichnen. Die Lösung besteht darin, eine Glühbirne so in die Mitte eines Tisches zu stellen, dass sich die Glühbirne genau zwischen dem Delegierten von Forwardland (der in Fahrtrichtung des Zuges blickt) und dem Delegierten von Backwardland (der mit dem Rücken zu ihm steht) befindet Fahrtrichtung des Zuges). Das Aufleuchten der Glühbirnen ist das Signal für beide Delegierten, den Vertrag zu unterzeichnen.
Dieses Setup ist für alle Parteien im Zug und für beide Sicherheitsräte in den jeweiligen Hauptstädten der Länder annehmbar. Als die Glühbirne aufleuchtet und die Delegierten gleichzeitig den Friedensvertrag unterschrieben haben, feiern alle im Zug das Ende der Feindseligkeiten, stellen aber mit Erstaunen fest, dass erneut Kämpfe zwischen den beiden Ländern ausgebrochen sind. Als Grund wird angegeben, dass der Delegierte von Forwardland dazu verleitet wurde, den Vertrag vor dem Delegierten von Backwardland zu unterzeichnen! Wie kann das sein? Da die Lichtgeschwindigkeit konstant ist, wie sehen die Leute im Zug sie sonst? Wie sehen sie zur gleichen Zeit Licht, wenn wirklich vorderes Land sich dem Licht entgegenbewegte und es daher zuerst sah. Warum sehen sie das nicht so? Und wie sehen die Leute aus dem Zug es so, wie es IST. (Wenn sich das vordere Land dem Licht nähert und es daher so sieht, wie es ist) und wie wirkt sich der Bezugsrahmen darauf aus? Bitte verwenden Sie in einer Erklärung nicht zu viele Fachbegriffe
Sie haben Recht, dass es Meinungsverschiedenheiten darüber geben würde, wer den Vertrag zuerst unterzeichnet hat, aber nicht zwischen den Diplomaten im Zug; es wäre zwischen den Leuten im Zug und den Leuten, die nicht im Zug sind.
Der Aufbau sieht zunächst so aus, dass die beiden Diplomaten aus Sicherheitsgründen mit zugezogenen Vorhängen im Speisewagen sitzen. Nehmen wir an, das Licht, das die beiden Diplomaten verwenden, befindet sich in der Decke, auf halbem Weg zwischen den beiden. Das Licht muss die gleiche Entfernung zurücklegen, um sie zu erreichen, und da sich das Licht in jedem Bezugsrahmen in alle Richtungen mit der gleichen Geschwindigkeit ausbreitet, sollte es sie zur gleichen Zeit erreichen. Weil die Vorhänge zugezogen sind, können sie nicht sehen, ob sie sich bewegen, und da der Zug mit konstanter Geschwindigkeit fährt, können sie nicht einmal fühlen , ob sie sich bewegen. Sie befinden sich in einem Trägheitsbezugssystem; Die Gesetze der Physik wirken für sie jetzt genauso, als würden sie stillsitzen. Soweit sie wissen, sind sie esstillsitzen. Sie testen die Methode, das Licht als Signal zu verwenden, und sind sich einig, dass sie sehen, wenn sie das Licht ein- und ausschalten, dass dies gleichzeitig geschieht.
Da sie jedoch nichts sehen können, wenn das Licht aus ist, beschließen sie, die Vorhänge zu öffnen, während sie die Vertragsunterzeichnung abschließen, damit sie Licht zum Arbeiten haben. Das Öffnen der Vorhänge ändert natürlich nichts an den Gesetzen der Physik; Sie sind sich immer noch einig, dass sie sehen, wie das Licht zur gleichen Zeit wie der andere ein- und ausgeschaltet wird. Die Methode ist also immer noch für beide Parteien akzeptabel, und sie schalten das Licht aus, bereiten ihre Federn vor, schalten dann das Licht ein und unterzeichnen gleichzeitig den Vertrag, bezeugt von einem neutralen Friedenstruppen, der neben dem Tisch steht.
Oder war es gleichzeitig? Ein Bauer, der auf dem Feld neben dem Zug steht, sieht ihn die Gleise heraufkommen und sieht, da er nichts Besseres zu tun hat, zu, wie er vorbeifährt und so die Vertragsunterzeichnung miterlebt. Er sieht zwei Diplomaten im Zug sitzen und sieht das Licht angehen. Das Licht bewegt sich zur Vorderseite des Zuges mit der gleichen Geschwindigkeit wie zur Rückseite des Zuges, da die Lichtgeschwindigkeit konstant ist; Das bedeutet, dass das Licht zuerst den Diplomaten auf dem Rücksitz erreicht (da er das Licht einholt) und dann den Diplomaten auf dem Vordersitz als zweites erreicht (da es ihn jagen muss). So wird der Bauer Zeuge, wie der hintere Diplomat den Vertrag kurz vor dem vorderen Diplomaten unterzeichnet.
Als die beiden Zeugen später von der Zeitung befragt werden, wird der Friedensoffizier behaupten, dass die Diplomaten gleichzeitig unterzeichnet haben, und der Bauer wird behaupten, dass einer vor dem anderen unterzeichnet hat. Das Schwierige ist, dass beide in ihren eigenen Referenzrahmen richtig sind. Die Lösung des scheinbaren Paradoxons ergibt sich aus der Relativität der Gleichzeitigkeit , die sich selbst natürlich aus der Beobachtung physikalischer Gesetze ergibt: insbesondere aus den beiden Tatsachen, dass a) die Physik in allen Trägheitsreferenzrahmen gleich funktioniert und b) sich Licht mit derselben Geschwindigkeit durch den Raum bewegt alle Referenzframes, unabhängig von der Geschwindigkeit der Quelle.
Die Gesamtantwort auf Ihre Frage lautet also, dass die Beobachter im Zug die Dinge anders sehen als die Beobachter, die neben den Gleisen stehen, weil sie sich relativ zueinander bewegen und keine Perspektive in ihrem eigenen Referenzrahmen falsch ist.
[...] keiner der Delegierten der Länder den Vertrag vor dem anderen Delegierten unterzeichnen will, und daher wird ein einfaches System entwickelt, um sicherzustellen, dass beide Delegierten den Friedensvertrag gleichzeitig unterzeichnen.
Die Lösung besteht darin, eine Glühbirne so in die Mitte eines Tisches zu stellen, dass sich die Glühbirne genau zwischen den [beiden] Delegierten befindet … die Glühbirnen leuchten, das ist das Signal für beide Delegierten zu unterschreiben der Vertrag.
Dieses Setup ist eindeutig unzureichend: Wenn ein Delegierter sah, dass die Glühbirne aufleuchtete, hat sie keine Garantie dafür, dass der andere Delegierte auch sehen wollte, dass die Glühbirne aufleuchtete (und dass ihre Sicht nicht blockiert war, z Beispiel); oder dass der andere Delegierte den Vertrag tatsächlich in gutem Glauben unterzeichnen würde, wenn er sieht, dass die Glühbirne aufgeleuchtet hat. (Angesichts dieser Erwägungen wäre keiner der Delegierten sorglos genug, den Vertrag endgültig zu unterzeichnen, nur weil er gesehen hat, dass die Glühbirne aufgeleuchtet hat.)
Die diplomatisch (und physikalisch) akzeptable Setup-Lösung ist vielmehr:
dass beide Parteien vertrauenswürdige Gesandte zur Glühbirne schicken,
die beiden Delegierten (an ihren jeweiligen Enden des Tisches), die den Vertrag vorläufig unterzeichnen , nachdem sie gesehen haben, dass die Glühbirne aufgeleuchtet hat, und
dass die beiden Gesandten (und die Glühbirne) bestätigen, dass die Unterschriften tatsächlich gleichzeitig ausgestellt wurden, und somit beide den Vertrag ratifizieren , wenn (und nur wenn) sie alle die (Anfänge) der beiden Unterzeichnungen durch die beiden Delegierten gleichzeitig beobachteten . (Anderenfalls sind beide Unterschriften nichtig; neue Vertragsdrucke können verteilt und das Verfahren bis zum Erfolg wiederholt werden.)
Dieses Setup ist für alle Parteien im Zug und für beide Sicherheitsräte in den jeweiligen Hauptstädten der Länder annehmbar. Sobald die Glühbirne aufleuchtet und die Delegierten gleichzeitig den Friedensvertrag unterzeichnet haben, feiern alle im Zug das Ende der Feindseligkeiten,
Das sollten sie auch.
Beachten Sie, dass das vereinbarte Verfahren ausdrücklich unabhängig davon ist, ob und wie irgendwelche Eisenbahnschwellen von den Delegierten und den Glühbirnen und Gesandten bewegt werden; oder vielleicht Flugzeuge usw.
(Allerdings ist es natürlich ziemlich schwierig, dieses Bezugssystem zu charakterisieren, dh zu bestimmen, ob zwei Enden eines gegebenen Tisches zueinander in Ruhe waren und blieben; und ob eine gegebene leichte buld war und blieb an beiden Tischenden in Ruhe und " in der Mitte " der beiden Tischenden.)
aber das vordere Land bewegte sich zum Licht hin und [...]
Das ist bestenfalls ungenau. Sowohl „vor“ als auch „hinter“ dem Tisch und der Glühbirne gibt es „ Land “ (inkl. markanter „Eisenbahnschwellen“). Richtig ist das sicherlich
die „Eisenbahnschwellen“ bewegten sich vom „ Rückwärts “-Ende des Tisches zum „ Vorwärts “-Ende,
die „Eisenbahnschwellen“ waren zueinander in Ruhe, und jedem gegebenen Paar der „Eisenbahnschwellen“ gelingt es daher, zu identifizieren, wer „ die Mitte zwischen“ war und blieb
das Bezugssystem "Eisenbahnschwellen" kann bei gleicher Vorgehensweise (untereinander) die Gleichzeitigkeit (bzw. Ungleichzeitigkeit, Reihenfolge) ihrer Anzeigen bestimmen. Besonders in Anbetracht
die Eisenbahnschwelle (" "), die gerade am Tischende " Rückwärts " vorbeikam, als sie (zufällig) bemerkten, dass die Glühbirne aufgeleuchtet hatte und dass daher die " Rückständige Delegierte " begann, ihre (vorläufige) Unterschrift unter den Vertrag zu setzen, und
die Eisenbahnschwelle (" "), die gerade am Tischende des " Vorwärts " vorbeikam, als sie (zufällig) bemerkten, dass die Glühbirne aufleuchtete und die " Vorwärts-Delegierte " daher begann, ihre (vorläufige) Unterschrift unter den Vertrag zu setzen,
dann finden sie das nach dem gegebenen Setup-Rezept 's Hinweis auf das Passieren des " Forward "-Tabellenendes war in der Tat vorher 's Anzeige, dass das Tabellenende " Rückwärts " passiert wurde . (Aber das ist kaum ein Grund, trotz eines ordnungsgemäß unterzeichneten Friedensvertrags weiter zu kämpfen.)
Warum sehen sie das nicht so? [...]
Der allgemeine Punkt ist, dass es bei der Bestimmung der Gleichzeitigkeit (oder Ungleichzeitigkeit) von Angaben geeigneter Teilnehmer nicht (nur) um ein einfaches „ Sehen “ und „ Wahrnehmen “ geht, sondern um eine Messung ;
was (durch die Definition des geeigneten Setup-Verfahrens) eine Bestimmung erfordert
welche Teilnehmer zueinander in Ruhe waren und blieben (und welche nicht), und
für jedes Paar von Teilnehmern, die zueinander in Ruhe waren und blieben: wer als " das Zentrum " (oder "die Mitte") zwischen dem betrachteten Paar identifiziert wurde, und
schließlich von Fall zu Fall, welche Signale das entsprechende „ Zentrum “ zufällig oder nacheinander beobachtet hatte.
Ascher
Alex Taylor