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质量与能量——兼评黄其德先生的物理观

吕锦华 (jh.lv66@hotmail.com) 上传2007.12 浏览181


质量能量在物理学中是二个不同的物理量,也是人们公认的物质的二大基本属性。不过在 牛顿时代,人们已经认识到:能量质量有关。例如,物体的势能= mgh ,m是该物体的质量,g是重力加速度, h是它相对于地面的高度。物体的机械运动动能= 0.5mv2, v是它的机械运动速度。固体或液体的热能 Q = cmT,c 是其比热,T 是其本身的温度。那时,人们认为质量是物质的一个与运动状态无关的更本质的内在属性,质量不变质量守恒被认定为物理学以至自然界的一个基本的客观规律或法则。同时,人们也发现,物质的能量虽然表现形式可以改变,但在一个封闭系统内却总是守恒的。因而,能量守恒也被认定为物理学以至自然界的一个基本的客观规律或法则。但是,自 爱因斯坦的相对论得出了:E = mC2 的关系式,及m = m0 (1 – v2/C2-1/2 之后,物理学界各种各样的说法就出来了。有的说:质量能量可以互相转化;加速运动可以产生物质;真空涨落可以产生物质和能量;宇宙中除了可能存在暗物质外还可能存在暗能量,等等等等。 黄其德先生指出物理学界存在诸多的思想混乱和荒谬的言论,就这点上讲,他是对的。但是,他自己对爱因斯坦相对论的认识和否定则是错误的。其根源在于他没认识到无形的、无静止质量的物质——场物质(如光子——电磁波,引力子——引力波,胶子)也是自然界客观存在的物质,它们都有能量及对应的动质量。而有形的、有静止质量的物质与场物质能相互转化。

E = mC2 的关系式只是表明了:1 ,质量能量这二个物质的属性具有内在的严格的联系,具有数学上的对应关系; 2,有形的、有静止质量的物质与场物质之间的相互转化遵循这一严格的数学关系; 3,质量守恒能量守恒具有内在的一致性。质量改变时,一定有对应的能量的改变;能量改变时,一定有对应的质量改变。这二种改变永远是同时发生的遵循着严格的数学关系。 m = m0( 1 – v2/C2 -1/2 表明了: 1,有形的、有静止质量的物质的质量运动的关系;这是质量能量相关性的又一表现; 2,有形的、有静止质量的物质的运动速度不可能达到和超过真空光速。 3,当其运动速度达到和超过相光速时,发生切仑可夫辐射,或者减速,或者蜕变。把人们对质量能量的认识提高到这一高度,正是 爱因斯坦相对论的伟大贡献!说“相对论宣称:物质粒子可以灭而转化成能量,粒子的能量又可转化为它的质量。“物质不灭——质量守恒”与“运动不灭——能量守恒”这两个物理科学中最基本的原理被一口否定,”是一些人对相对论的错误理解,也是 黄其德先生对相对论的错误认识。有静止质量的物质转化为无静止质量的物质,或者反之,这正是物质和能量既不能创生,也不能消灭,只是不同的存在形式间的转化的生动表现。 “任何既定的静止的任意小的粒子,只要以光速运动,其运动质量皆为无穷大!”也是 黄其德先生的错误认识。一是物质以相光速运动(或超相光速运动)并发生切仑可夫辐射,或者减速,或者蜕变,是物理的真实现象,没有发生质量无穷大的事。其二,还没有见到过任何有静止质量的物质其运动速度达到真空光速的。我据相对论和量子论推算出真空光速为 80万公里/ 秒。就是无静止质量的物质其运动速度也不可能超过此速度,一切相互作用的传递也不可能超过此速度的。

物质的存在形式就是在时空中的运动(包括演化),因而物质不灭与运动不灭应该是同一的, 爱因斯坦的相对论揭示了这一点,应该是物理学的进步,是自然科学的发展。以错误的理解来非议它,攻击它,完全是错误的,也是毫无价值的。

就任何一个宇宙系统而言,其物质的质量和能量的总量总是有限的,在它的演化过程中其具有的时空也是有限的。我在我的著作《大爆炸形成多宇宙时空》中论述和推算了此。当然,可能存在许多个这样的宇宙体系(是否有无限个,无从认知)。因而,宇宙的无限也只是人们的一种哲学思维,就是物质无限可分割,也是人们的一种哲学思维,就像 黄其德先生自己说的,谁也无法看到这些无限,实证这些无限。但是,人类的天性就是要去进一步探索。 爱因斯坦就是认识到我们所在所见的宇宙内不存在可以建立绝对静止坐标系的参照物,在电磁场理论的启示下,他以真空光速为定值,建立起了相对运动坐标系中的力学体系——狭义相对论。牛顿力学成为其低速近似。迄今为止,人类的科学实践表明理论的巨大成功。在牛顿时代,人们无意识地将物质的惯性质量与引力质量等同起来。事实上,这是二个不同的物理量。但 爱因斯坦是自觉地将二者等同起来,他将引力在一个小局域内等价于惯性离心力,建立起了广义相对论。这个理论也获得了巨大的成功。 爱因斯坦相对论揭示了,相对运动和引力(及转动)破坏了同时性,照例由此引伸开来,必然得出宇宙无法用单一时钟来描述的结论,应该得出宇宙是多度规时空的结果。由此,量子力学物理根源可被认知,相对论和量子论的统一可以实现。可惜 爱因斯坦没有跨出他自己所打开的这扇门!

黄其德先生一样,我也不赞同“虚粒子”、“虚时间”、“时间隧道”、“时间机器”、“回到过去”并“改变过去”、“超越现在到达未来”、“时间弯曲”、“奇点”等等的奇谈怪论。不过,我并不赞同他关于取消动量、冲量、机械能、功等等,重新定义能量的见解。至于能量不能转化(存在形式的转化)的见解更是不顾事实的。就像中文里,运动、活动、行动、动作、动态等等都是与运动有关的词语,可以为了方便改用一个词?这也叫革命?这也是科学创举?另外,外语中也多有同义词,您能为了便于学习和记忆,要求只用一个词?中文中行动、行为和行业、银行中的“行”是一字多音多义,您能说它不科学?应改革?我们需要的是大米,我们能要求育种专家培养只长大米不要有稻壳甚至稻草的品种来?自然科学与语言一样,发展成一个体系,其中都有其内在的联系,需要认真体会才能有所理解、有所发现,有所突破,有所前进的。

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