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线性运动、旋转运动、标量运动和矢量运动

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相信不少读者都容易混淆这几个概念,,,本人也是,曾被拉森绕的云里雾里的,,


IP属地:立陶宛1楼2022-01-25 12:15回复
    线性运动:就是直线运动

    旋转运动:滚动运动,不是地球公转的那种运动

    矢量运动:方向和速度大小均确定的运动

    标量运动:速度大小确定,但方向不确定。标量运动可以看作是一个膨胀的气球,气球表面的点在互相远离,却没有特定的矢量方向。


    IP属地:立陶宛2楼2022-01-25 12:29
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      标量运动又分为向外运动和向内运动。
      区分的标准就是看“气球”表面上的点是相对远离还是相对靠近。
      远离的是向外,靠近的是向内。


      IP属地:立陶宛3楼2022-01-25 12:32
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        讲完基本概念,可以讲它们之间的关系了,但在此之前,我们应该回顾一下基本假设:
        First Fundamental Postulate: The physicaluniverse is composed entirely of one component,
        motion, existing in three dimensions, indiscrete units, and with two reciprocal aspects, space
        and time.
        Second Fundamental Postulate: The physicaluniverse conforms to the relations of ordinary
        commutative mathematics, its primarymagnitudes are absolute, and its geometry is Euclidean.
        第一个基本假设:物理宇宙完全由一个成分组成,即运动,存在于三个维度上、离散的
        单元中,并具有两个互为倒数的方面,即空间和时间。
        第二个基本假设:物理宇宙符合普通交换数学的关系,它的基本量是绝对的,它的几何
        是欧几里德的。
        记住上述假设,我们开始讲旋转运动和标量运动的关系:


        IP属地:立陶宛5楼2022-01-25 18:00
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          1.向外和向内运动的相对性
          如果你生活在一个“气球世界”里,这个世界就像气球一样,不断地在等比例扩大,在你眼里,那些扩大的没那么快的物体,以及那些静止不变的物体,是向内的。这就是向外和向内运动的相对性。
          宇宙,跟理想中的“气球世界”是一样的,科学家把那不断膨胀的运动称为“哈勃膨胀”,我们观察到遥远的星系在相互远离,就是哈勃膨胀导致的。
          在RS理论中,哈勃膨胀被称为“主运动”,主运动是以单位速度(光速)的标量向外运动,这种运动无需能量,是宇宙最天然、最根本的运动。The physical universe is composed entirely of one component, motion(物理宇宙完全由一个成分组成——运动),RS第一基本假设就说明了。而物质,就是那些膨胀的没那么快,甚至静止不变的东西。


          IP属地:立陶宛6楼2022-01-25 18:00
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            2.运动先于物质
            传统的理论认为,运动,需要先有一个物体,这个物体发生了位移,才有运动发生。
            但拉森认为,运动要先于物体出现,也就是说,一个能发生运动的“物体”,本身是由更微小的复合运动组成的。这是根据RS第一基本假设中的离散单元假设得出的(motion, existing inthree dimensions, in discrete units运动,存在于三个维度上、离散的单元中)。根据这一假设,离散单元之内的运动是不能影响到单元之外的运动的。那么,什么样的运动,才能使物体“内部”运动而“外部”静止呢?
            答案就是旋转。
            因此我们看到,在单元以内,物体旋转以维持内部运动而不影响到单元以外;在单元以外,物体跟随宇宙的背景运动(引力、哈勃膨胀等)而运动。


            IP属地:立陶宛7楼2022-01-25 18:01
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              3.旋转及其维度
              我们知道,点沿直线偏移产生线段,直线偏移产生面,面偏移产生体,直至三个维度被耗尽,无法继续变换下去,所以RS假设宇宙是三维的。注意,上述变换都只是线性变换,所以仅仅使用三个维度就足够描述了。若是旋转变换呢?
              一个点环绕转一圈,形成一个圆,这个过程用一维坐标系是描述不了的,需要引入第二维;

              一个圆以直径为轴旋转,形成一个球,这个过程需要引入第三维;

              若一个球围绕三条正交轴旋转,形成一个超球,则需要引入第四维。这里有一门分支学科——四元数,在计算机图形学和三维旋转模型建构中有广泛的应用。

              但第四维···· · · · · ··这不跟RS的三维假设矛盾了么?
              回顾一下基本假设:“motion, existing in threedimensions, in discrete units(运动存在于三个维度的离散单元上)”我觉得,这句话可以理解为:在单元外,运动是线性三维的且离散的,像LED屏幕上依次点亮的像素点;而在单元内,运动是旋转三维的;位于单元外的线性三维的运动在单元内看来,只有标量量值的意义,并不影响旋转轴和旋转角度,成为了旋转模型中的第四维。
              因此,描述旋转模型,我们可以用四元数<a,i,j,k>表示,其中a是实部,i,j,k是虚部。实部表示单元外的运动,ijk表示单元内的旋转。拉森的A-B-C旋转基表示法,其实就是对应四元数坐标系中的i,j,k三个基部。关于四元数的知识,不在此赘述了,大家知道可以这样表示就行了。


              IP属地:立陶宛8楼2022-01-25 18:03
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                4.旋转导致向内运动
                现在我们有了一个很强大的数学工具——四元数。通过四元数,我们把三维旋转(单元内的旋转,包括球旋转+面旋转+点旋转)跟第四维运动(单元外的运动)联系起来了。
                如果我们对单元进行球旋转,会对单元外产生什么影响?
                根据四元数的运算法则,ijk=-1,我们就可以知道,当三个维度被耗尽用于旋转时,就会产生与主运动等大反向的向内运动。
                四元数是一个很好用的工具,但是有一定深度,了解需要一些数学基础。有时间的话,我再另外细说。


                IP属地:立陶宛9楼2022-01-25 18:03
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                  我也想研究,就是看不懂英文。


                  IP属地:山东来自手机贴吧10楼2023-03-18 21:00
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