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新物理(5)无形态物质是物理规律的基础

齐绩 (qiji8111@yahoo.com.cn) 上传2007.09 浏览400


第五部分:无形态物质是物理规律的基础

由于人们以前一直没有认识到无形态物质的存在,所以直接把物理规律建立在数学参考系上,这使得物理规律脱离了其本身的客观实际.

通过分析运动物体与无形态物质的作用,我们将对惯性质量、牛顿第二定律、动能方程、质能方程、动量等重新深刻地认识,从而揭示出物理规律的本质.

物体的一切运动规律不是依赖于绝对的数学空间,而是依赖于它所处的总无形态物质空间.

前面我们打了个鱼在水中游的比方——物体好比是鱼,无形态物质好比是水,物体的一切运动规律依赖于它所处的总的无形态物质空间,而不是直接依赖于数学空间.

5. 1对于物理基本概念的再认识

在了解物理规律之前,我们必须对最基本的物理概念剖析清楚. 只有这些物理概念清楚了,物理学才会更加坚实!

5. 1. 1引力质量与惯性质量

[引力质量]

引力质量反映了物体所含物质量的多少,是恒量,仍然用表示.

(确切地说,称其为固有质量更恰当.

[惯性质量]

而惯性质量反映了物体的运动特性,反映的是物体受到外力的时候加速的难易程度,是变量.

惯性质量不仅与物体自身的引力质量有关.

惯性质量也与物体所处空间的无形态物质密度有关.

——无形态物质密度不同,即使是同一物体,它的惯性质量也会不同.

惯性质量还与物体相对于无形态物质空间的运动速度有关.

——低速时物体加速容易,高速时物体加速就较难.

下面用代表惯性质量,则

(5. 1)

是惯性质量与物体所处空间的无形态物质密度之间的函数关系.

是惯性质量与物体相对于无形态物质空间的运动速度之间的函数关系.

在地表空间,无形态物质的密度较均匀为,令 ,则

1901年,考夫曼等人发现,当电子相对于地表高速运动时,它的惯性质量会增加。由考夫曼等许多人所做的惯性质量与速度关系的实验可知

(5. 2)

在低速时近似等于1,则在地表低速时

可见,在地表,物体低速运动时,物体的惯性质量与引力质量在数值上是等效的. (只是在数值上等效,它们在本质上是完全不同的.

请注意,(5. 2)式中的光速是物体所处物质空间中总无形态物质密度所对应的光速.

[厄缶实验]

……

匈牙利物理学家厄缶在1906

做了一个著名实验,证明引力质量与

惯性质量相等. 如图5. 1 . 质点用

弦线悬挂起来,总会达到平衡位置,

它会受到三个力,1)地球的引力G

指向地球的中心;2)因地球的自转

质点会受到一个惯性离心力F3)弦线对质点的张力T .

重要的是,G正比于引力质量,F正比于惯性质量. 厄缶仔细地比较了各种不同物质,如木、铂、铜、石棉、水、硫化铜等等,悬挂起来后弦线平衡位置所发生的变化,结果看不出什么变化.

物理学家们认为这个“零”实验结果意味着引力质量等于惯性质量.

……

如何理解厄缶实验呢?

要知道厄缶实验是在地表的同一地点进行的,且物体的速度为零.

我们说,惯性质量与引力质量满足下面的关系

在地表,;而 时,,由此可得

所以,在厄缶实验中,各种不同物体的惯性质量与引力质量等效是必然的.

——如果物体所处空间无形态物质密度不同或物体运动速度不同,引力质量和惯性质量就不会等效了.

5. 1. 2牛顿第二定律

物体所受合外力为零时,物体相对于它所处的总无形态物质空间的加速度为零.

当物体所受合外力不为零时,物体相对于它所处总无形态物质空间的加速度与物体惯性质量的乘积等于物体所受合外力.

(5. 3)

这才是更深刻的牛顿第二定律.

说明:

牛顿在《自然哲学的数学原理》中描述他的第二定律的时侯,是这样说的:动量的改变和所加的动力成正比.
5. 4

这是牛顿第二定律的原始表达方式.

注意,牛顿时代认为质量是不随速度变化的. 当惯性质量是随速度变化的时候,动量已经不是的形式了.

——在后面你会了解动量的形式.

我之所以重新描述惯性质量,我之所以重新描述或者说是定义第二定律就是为了使物理概念更加明确、清晰.

5. 1. 3动能方程

物体的动能是物体相对于它所处的总无形态物质空间运动所具有的能量.

我们来推导一下动能 . 假如质点开始相对于总无形态物质空间静止,则此时的动能为零,;质点在外力作用下直线运动,当质点运动的速率为时,它所具有的动能等于外力所做的功.

代入,则

, 又 , 则

(5. 5)

(1) 在地表物质空间中,物体低速运动时.

*

此时动能为

(5. 6)

这就是我们常见的动能方程.

2)在一般情况下.

此时动能为

(5. 7)

这是在一般情况下的物体的动能公式.

3)下面我们看一种特殊情况.

在地表,当物体运动速度等于光速时,它的动能是多少呢?

它的动能为

(5. 8)

这是什么?这不是质能方程吗!

5. 1. 4 质能方程

质量是守恒的,能量也是守恒的.

质量和能量是不能转化的,它们是本质上完全不同的两类东西.

原子核发生聚变时,会产生大量接近光速的高能“粒子,这些“粒子带走了质量;带走的质量是原子核减少的. 这些“粒子”的动能是由原子核的内能转化来的. ——质量是守恒的,能量也是守恒的.

从上面的动能公式(5. 8)中不难看出,粒子带走的质量和能量满足的关系为

5. 9

现在我们很自然地理解了为什么会有这样的“质能方程” .

……

[物质状态的改变]

大家都知道固体的熔解热,液体的汽化热.

例如,冰的熔解热——单位质量的冰在熔点时(0)完全熔解为同温度的水所需要的热量.

那么,无形态物质和形态物质相互转化时,是物质形态更根本的改变,这种转化是否伴随着能量吸收或释放呢?

我们可不可以这样说,宇宙中物质的最基本组成是无形态物质. 形态物质是无形态物质中的一朵朵浪花.

无形态物质对应着一种能量态,无形态物质是低能态;是隐态.

形态物质对应着一种能量态,形态物质是高能态;是显态.

无形态物质对应着低能量态— 0 ,形态物质对应着高能量态— 1 .

无形态物质转化为形态物质时要吸收能量,物质由隐态变成显态.

——吸收的能量和转化的质量之间满足质能方程.

反过来,形态物质转化为无形态物质时要释放出能量,物质由显态变成隐态.

——释放的能量和转化的质量之间满足质能方程.

能量是守恒的,质量是守恒的.

但是,物质状态的改变伴随着能量的吸收和释放.

我们再看一下玻色-爱因斯坦凝聚态所反映出的规律.

当形态物质温度接近绝对零度时,它已经没有了什么能量,所以快完全转化为无形态物质了.

[正负电子湮灭]

实验表明,正负电子对会湮灭成光子. 光子的能量和电子的质量之间满足质能方程.

……

这是个形态物质转化为无形态物质的过程,形态物质转化为无形态物质要释放出能量,释放出的能量和质量之间满足质能方程.

反过来无形态物质转化成形态物质吸收的能量和质量之间也满足质能方程. ——正负电子对的光生现象等就是这类转化的反应.

如图,正负电子在电场力作用下,相互趋近,电势能减小,动能增加。最后电势能转变为光子的动能,形态物质转变为无形态物质。

我们假设电子半径为,电量均匀地分布在电子的球面上,我们从最理想的情况来探讨一下电子湮灭(只考虑静电力作用).

正负电子之间的电势能为

开始,正负电子远离的时候,假设它们静止,动能为零;它们之间的电势能近似为零.——因为距离较电子半径大得多。

当正负电子完全融合了它们之间的电势能为

释放出的能量等于减少的电势能,能量是守恒的。

由此计算的电子半径为

正负电子湮灭生成光子,形态物质转化为无形态物质,这也是个质量守恒的过程,可见能量守恒、质量也守恒,能量和质量是两种完全不同性质的东西,不能相互转化。

相对论认为原子核聚变时减少的质量转变成能量释放了;大家知道聚变后结合能大大增加了,也就是势能大大减小了,既然释放的能量是减少的质量转变的,那么减少的势能哪里去了呢?

相对论认为在正负电子湮灭中,释放的能量是质量转化来的,那么请问,减少的电势能哪去了呢?!

而且两个电子相互趋近的时候,动能增加,相对论认为他们的运动质量大了,总能量大了;为什么不是运动的质量全转化成能量?!

[结合能]

我们再来看一下结合能,在结合能的定义中显然利用了关系式

那么,结合能的本质是否是存在类似于正负电子湮灭的过程呢?

换一句话说,质子、中子、原子核中都包含有类似正负电子这样的荷子成分;原子核构成时,对应着正负电子这样的荷子的湮灭.

例如,氘核是由一个质子和一个中子构成的;而氘核的质量比一个质子和一个中子的总质量减少了刚好是大约4个电子质量.

——相当于两对正负电子这样的荷子湮灭了.

例如,氚核是由一个质子和两个中子构成的,而氘核的质量比一个质子和两个中子的总质量减少了刚好是大约16个电子质量.

——相当于8对正负电子这样的荷子湮灭了.

例如,氦核是由两个质子和两个中子构成的,而氦核的质量比两个质子和两个中子的总质量减少了刚好是大约56个电子质量.

——相当于28对正负电子这样的荷子湮灭了.

结合能是对于能量伴随物质状态改变的另一种比较直白、比较方便的表述.

我们说质量就是质量,能量就是能量,它们是完全不同的两类东西,不能相互转化.

光子的质量也不为零,光子的质量为

相对论认为光子的静止质量必为零,那么根据相对论的质速关系、质能关系、动量公式,光子在介质中的能量、动量也必为零.

这显然与客观的物理事实相矛盾!!

5. 1. 5 动量

物体的动量是否就是(5. 12)式这个形式呢?

(5. 12)

这并不准确,这样描述并没揭示动量的本质. 确切地说,动量定理反映的才是动量的本质来源——外力作用在质点上的冲量,等于质点动量的增量.

如图5. 2,一个不受外力的系统之所以

动量守恒,是因为系统的内力是作用力与

反作用力,总是大小相等,方向相反,而

且作用的时间总是对应相等;所以系统所

受总的冲量为零,系统的动量守恒.

外力作用在质点上的冲量,等于质点动量的增量.

我们让物体初速度为零,在外力作用下直线运动,来推导一下动量的公式.

代入得

当物体的速度时,物体的动量 ,任意时的动量

5. 13

1)在地表,物体低速运动时,为常量.

5. 14

这就是我们常见的动量公式.

速度的方向就是动量的方向,用矢量表示,则

2)在一般情况下,

*

*

5. 15

这是一般情况下,动量的公式.

速度的方向就是动量的方向,用矢量表示,则

为速度方向的单位方向矢量.

3)我们看一种特殊情况, 在地表,当物体的速度 时,物体动量的大小为多少呢?

在地表, ,而当 时, ,则

(5. 16)

[ 自然界有负质量虚质量吗 ?]

有一些科学家通过测量粒子的能量、动量来计算粒子的静止质量. 他们利用相对论能量、动量的公式来计算:

(5. 17)

*是粒子运动时的能量,是粒子静止时的能量,P是粒子运动时的动量.

由于, 所以

(5. 18)

是粒子的静止质量.

科学家们精确地测量了粒子的能量 、动量 ,却发现: 小于零,为负值.

也就是说,一个粒子静止质量的平方为负值.

一个粒子静止质量的平方为负值有意义吗?!显然没有,这恰恰说明相对论能量、动量的公式可能是错误的.

科学家们发现自己的测量很准,又不能反对相对论,所以就认为粒子有虚质量.

朋友们,自然界中有什么负质量、虚质量吗?!

我们不妨看一些浅显的例子:

我们说大家每个人手里有一个苹果,这种客观实在大家都见过、都理解.

我们说大家每个人手里有一个负苹果,这种客观实在有谁见过?又有谁能理解?!

我们说大家每个人手里有一个虚苹果,这种客观实在有谁见过?又有谁能理解?!!

唉!我们探讨物理问题无论如何绝对不能违背客观事实呀!

那么为什么 小于零,为负值呢?

前面我们推导了,在地表,当粒子的速度 时,

粒子的动量为:

粒子的能量为:

这时

(5. 19)

这个值显然小于零.

可见,当物体高速运动时, 小于零是非常自然的事情, 并不是粒子有虚质量.

5. 1. 6 函数的形式

下面我们来初步推论一下函数的形式.

惯性质量是物体与无形态物质空间作用的结果,根据逻辑推断,当无形态物质密度成倍增大时,惯性质量如果成倍增大较为理想,则函数的形式为

(5. 20)

为惯性系数,由于 ,所以 为地表空间的无形态

物质密度.


我们来看一下某一光子在不同密

度的无形态物质空间中运动时的能量.

我们来看一下,光子的速度不同,

能量是否相同???

如图5. 3,设某一光子的质量为 ,我们来计算一下光子在不同密度的无形态物质空间中运动时的能量.

由动能公式(5. 7)式可知光子的能量(动能)为

(5. 21)

在无形态物质密度为的空间,光子的能量为

在无形态物质密度为的空间,光子的能量为

可见,光子在不同密度的无形态物质空间中传播时,速度虽然不同,但能量是守恒的.

也许,这正是光的和谐美妙之处吧!!

5. 1. 7 反射定律、折射定律

如图5. 4 ,我们知道,当一个小球在

光滑平面上完全弹性碰撞时,小球的能量

不变,小球所受外力是法线方向的,小球

动量在切线方向的分量不变.

如图5. 5,同样,当光子在介质分界

面上反射或折射时,光子的能量不变,光

子动量在切线方向的分量不变.


1区:

光子能量为

光子动量大小为

2区:

光子能量为

光子动量大小为

[反射定律]

反射前光子动量在切线方向的分量:

反射后光子动量在切线方向的分量:

5. 22

入射角等于反射角——这正是反射定律.

[折射定律]

折射前光子动量在切线方向的分量:

折射后光子动量在切线方向的分量:

带入,则

由于, ,又

所以, 5. 23

这刚好是光在介质面上的折射定律.

5. 2 对于物理基本问题的探讨

5. 2. 1 万有引力及库仑力

我们知道,在宏观上,物体之间的相互作用力必须通过某物体才能够传递.

同样地,物体之间相互作用的万有引力以及电荷之间相互作用的库仑力也必须通过某种物质传递.

现在我们了解了无形态物质,我们可以得出这样的结论:

物体间的万有引力是通过无形态物质传递的相互作用.

电荷间的库仑力也是通过无形态物质传递的相互作用.

……

科学家们在矿井、钻孔或海水内的真空中进行地球物理实验,来测定物体间的万有引力常数,得出的引力常数都高于地表实验室中的测定值. 实验室测得,,而地球物理测得的平均值为,.

科学家们一直不理解,同样是真空中,引力常数为什么会有区别呢?

……

那么,为什么引力常数的测量值会有明显差别呢?

我们说,物体间的万有引力是通过无形态物质传递的相互作用,物体间万有引力的大小与它们所处空间的无形态物质密度有关.

由于在矿井、钻孔或海水内的真空中,组成地球物质的总体分布距该空间更近一些,所以在矿井、钻孔或海水内的真空中,无形态物质密度都比地表实验室中无形态物质密度大一些. 所以,在矿井、钻孔或海水内的真空中测得的万有引力常数都较地表要大.

自然界中有磁荷吗?一直有人在探索.

我认为自然界中不存在磁荷,磁力是电荷相对于无形态物质空间运动而产生的相互作用.

我们举一个大家熟知的浅显的例子. 两艘船在水中同向并排行驶时,水流会对船产生一个使它们相互靠近的压力;而当两条船静止在水中时,就不会产生这样的压力.

当电荷静止在总无形态物质空间时,它们之间只有库仑力;电荷间不会有磁力;而当电荷相对于总无形态物质空间运动时,运动电荷间就会有磁力.

当电荷静止在总无形态物质空间时,它不会产生磁场;当电荷相对于总无形态物质空间运动时,它就会产生磁场.

当电荷振动时,会促使它周围的无形态物质振动,产生电磁波.

[场就是物质吗?]

现在有一种非常普遍的说法,说“场就是物质”。这种说法大家都认为很有道理,其实这还是物理概念不清楚。

我们以电场为例,电场强度是怎么定义的呢?

在空间某点放个试探点电荷,如果该试探电荷所受的电场力为,则该点的电场强度为

空间某点处的电场强度等于位于该点处的单位正电荷所受的电场力。

假如空间某点放置个单位正电荷,则它会受到那么大的电场力;空间中不放置这个电荷,这个力存不存在呀?不存在。

所以,电场是单位正电荷在空间各点所受电场力的数学描述。

因为电荷之间有作用力,所以定义了电场;而当问及为什么电荷之间有作用力时,人们又理直气壮地回答,因为有电场啊!

——人们犯的是最简单的逻辑循环的错误。

电荷之间的库仑力是通过什么作用的?物体之间的万有引力是通过什么作用的?电荷间的库仑力、物体间的万有引力等等都是通过实实在在的无形态物质传递的相互作用。

5. 2. 2 时间的客观性

时间是什么呢???

时间犹如从亘古流向未来的浩瀚长河!!!

“子在川上曰:逝者如斯夫!”

——《论语》

时间应是奔流不息的长川,它如同天来的黄河之水,奔流到海不复回.

不对!经常断流的黄河安可和时间同论?

那时间应是天上的日、月,周而复始地东起西落. 时间应是这浩瀚的银河,永不停歇地在星汉之间旋转.

也不对,区区银盘岂能同巨大的时轮相比?

时间的齿轮啮合着整个宇空,驱动着他的全部星系,向永恒的未来盘旋.

——雷元星

“绝对的、真实的或数学的时间,它的本身,而且就其本质而言,总是于任何外界事物无关地均匀地流逝着.

——牛顿

时间是宇宙中最根本的客观存在,或者说时间是整个宇宙总体存在、变化的反应,时间是物理学最根本的基石!

时间是我们对宇宙存在、变化过程的总体量度,当然这种量度我们是使用在地表熟知的时间系统作为标准来描述的.

区区某个物体、某个星体乃至某个星系的运动绝对不会改变时间的客观状态.

即便是运动的时钟或者说处于不同密度的无形态物质中的时钟慢了,也绝不是时间慢了,这些变化我们完全可以用统一的、客观的时间标准来描述!

[运动粒子的寿命变长]

……

来自外层空间的宇宙线内,有许多高速m- .

1963年的一次实验中,人们在高1910米的山顶上,测量铅直向下的速度在0. 99500. 9954之间的 m- 子数目,每小时平均有563 ± 10个;然后在离海平面3米高的地方测量相同速度的 m- 子数目,平均每小时408 ± 9. m- 子从山顶运动到海平面所需时间应为

这是静止 m- 子半衰期4倍多,如果高速运动的 m- 子半衰期和静止时相等的话,人们预期在飞行经过1907米距离后,在海平面附近的 m- 子数应不到 . 而当时实际测量却有408个,这清楚地表明,运动着的 m- 子半衰期增长了,或者说,衰变过程变慢了.

……


对于这个问题,我们该如何理解呢?

这是因为,m- 子在无形态物质空间

中的高速运动使 m- 子寿命变长了.

如图5. 6m- 子也是由一些更小的

质量元组成的,这些质量元的相互碰撞

使 m- 子产生衰变.

m- 子在地表的无形态物质空间中高速运动时,各质量元的惯性质量增大;由于振动动量不变,则各质量元的相对速度减小,所以碰撞的时间间隔增大, m- 子寿命变长.

下面我们来定量地推算一下 m-子寿命:

m- 子在物质空间中高速运动时,组成 m- 子的各质量元的惯性质量增大到静止时的 倍,由于振动动量不变,各质量元的相对运动速度相应减小到原来的,则各质量元相互碰撞的时间间隔增大到原来的倍,相应的寿命也增大到原来的.

为运动时 m- 子的寿命. 为静止时 m- 子的寿命.

我们把实验中的数据代入,则

在上述实验中实际测得的 m- 子寿命可计算出,

可以看出理论值和实验值虽然有些接近,但还有较大误差.

那么,为什么理论值比实验值大呢?

请大家注意,由于 m- 子是从高山上向下射来的,可能与空气分子的碰撞,会使在地表上测得的 m- 子数目减小,所以我们以此数目计算出的m- 子实际寿命比我们的理论值略小.

……

1966年,人们在地表让m- 子绕圆轨道高速运动,使得 ,测得 m- 子的寿命为

……

我们再从理论上计算一下m- 子寿命

此时理论值与实验值符合得比较好.

……

在验证时间膨胀效应的实验中,有许多实验涉及到加速过程,且覆盖的加速度范围非常广. 例如,在原子钟环球航行实验中,时钟经受的向心加速度为g代表地球表面的重力加速度);在转动圆盘的实验中,光源的向心加速度达;在穆斯堡尔效应的温度依赖性实验中,晶格中原子核振动的加速度以及作圆周运行的μ介子的向心加速度都高达 以上. 尽管加速度范围这么广,但最终,几乎所有的实验都得到了与公式基本相符的结果. 这一事实表明,加速度对实验中的时间膨胀没有任何贡献.

……

对这些实验结果我们很容易理解。

我们说惯性质量是速度的函数,加速度的大小不会影响惯性质量,也不会影响粒子寿命的变化。

时间是客观的、绝对的,是人们认识自然的基础.

运动粒子寿命变长,不是时间膨胀了,而是粒子相对于它所处的总无形态物质空间高速运动后,其本身的反应相应变慢了.

大家知道,运动是相互的.

在相对论中,你看我是运动的,你看我的钟慢了,你看我的寿命变长了!

反过来,我看你是运动的,我看你的钟慢了,我看你的寿命变长了!

——这是相对论无法避免的最简单的逻辑矛盾!

朋友们,我们必须承认时间的客观性. 这是关于物理学根本标准的问题.

朋友们,时钟走得快了、慢了,就能完全代表时间标准不同了吗?

我举一个浅显的例子,把钟放在水里,钟在水里走得慢了;我们就能说在水里时间慢了吗?不能!

时间是宇宙中最根本的客观存在,或者说时间是整个宇宙总体存在、变化的反应,时间是物理学最根本的基石!

时间是我们对宇宙存在、变化过程的总体量度,当然这种量度我们是使用在地表熟知的时间系统作为标准来描述的.

当粒子(或时钟)相对于无形态物质高速运动时,组成粒子各质元的惯性质量增大,粒子寿命变长,(时钟走得慢了).

另外,当粒子(或时钟)所处空间无形态物质密度不同时,组成粒子各质元的惯性质量不同,粒子寿命不同,(时钟走得快慢不同).

—— 例如,太空中无形态物质密度较地表小,粒子处在太空中时,组成粒子各质元的惯性质量较地表小,粒子寿命变短,(时钟走得快了).

如果一个速度我们就弄个时间系统,一个无形态物质密度我们就弄个时间系统,那时间将多么混乱呢.

所以,人们一直是、也必须是有一个统一的时间标准.

——时钟在任何不同的情况下的快慢变化,都是和统一的时间标准来衡量.

这是人类一直应用的,也必须承认的时间的客观性.

5. 2. 3 物质空间与数学空间

什么是空间呢?

空间像个大而无外的容器,它容纳着整个宇宙的物质.

空间作为存在者和变化者之外的第三者,在世界生存之前就已经存在了. ……它像一个母体,为万物的生成提供了一个场所.

——柏拉图

绝对空间,它永不改变,永不移动. 此乃空间的本性. 它独立自我存在,不与身外事物相干.

——牛顿

空间、时间、物质都是宇宙中最基本的客观存在,空间是物质之外的存在,或者说物质存在于空间之中.

长度是对空间的度量,坐标系是对空间的描述.

空间没有任何物质,怎么会弯曲?

空间没有任何物质,怎么会因为其它物体的运动而改变它的客观状态?

我们前面说过:

无形态物质存在的空间叫无形态物质空间,或简称物质空间.

对应于无形态物质空间,我们把传统物理中的空虚的、平直的空间叫数学空间.

无形态物质会相对于某个数学空间参考系运动,也就是说物质空间会相对于某个数学空间参考系运动.

但是,物体的一切运动规律不是依赖于绝对的数学空间,而是依赖于物体所处的总的无形态物质空间.

[牛顿水桶实验]

牛顿曾经对绝对空间的存在作过如下的论证:

我们使一个盛有水的水桶旋转,当桶已旋转而水还未动时,水面依然与静止时相同是一个平面,但到最后水随桶一起旋转时水面就呈现出一个凹型曲面,这个实验表明:当水静止时,不管它是否与水桶有相对运动,水面都是平的;而当水旋转时不管它是否与水桶相对静止,水面都是凹型曲面.

如果把参考系建立在水桶的内壁上,物理规律与事实之间就产生了矛盾.

1:开始时,水桶已旋转,水未旋转;水相对于水桶所在的参考系有转动,水应受到离心力作用,水面应该是凹面.

——而此时实际上水面恰恰是一个平面.

2:当水与水桶一起旋转时,水相对于水桶所在的参考系无运动,水不应受到离心力作用,水面应该是平面.

——而此时实际上水面恰恰是一个凹面.

面对这样的矛盾,牛顿说:这恰恰说明有一个绝对空间存在. 根据水面的平或曲,可以判定水相对绝对空间是静止的或旋转的.

……

我们说物体的运动规律不是依赖于绝对空间,而是依赖于它所处的总无形态物质空间.

那么水桶实验该如何理解呢?

大家知道,在水桶中,水所处的空间,水桶的无形态物质密度和地球的无形态物质密度相比太小了,水桶是否运动对总无形态物质的影响太微弱了. 总无形态物质可以完全用地球的无形态物质代表.

当水相对于地球不转动时,相对于总无形态物质空间不转动,水不会受到离心力,水面是一个平面.

而当水相对于地球有转动时,相对于总无形态物质空间有转动,水受到一个离心力,水面就呈现出一个凹型曲面.

[物理规律依赖于数学参考系吗?]

如图5. 7,我们来分析一下AB两个电荷的受力情况,如果我们把物

理事件与空间参考系联系起来,就会产生矛盾.

按照相对性原理,物理定律在所

有惯性参考系下都具有相同的形式.

那么, 在系中观察,AB两个带

电体是静止的,它们之间只有库仑力;

而在系中观察,AB两个带电体是

运动的,它们之间不仅有库仑力,而且相互间还会有磁力.

物理事实只能有一个结果. 也就是说某一时刻,两个带电体之间的受力是客观的、唯一的. 显然,前面两种判断是相互矛盾的.

另外,在系中观察,AB两个带电体是静止的,它们都不产生磁场;而在系中观察,AB两个带电体是运动的,它们都产生磁场.

物理事实只能有一个结果. 也就是说某一时刻,AB两个带电体在空间是否产生磁场是客观的、唯一的. 显然,前面两种判断是相互矛盾的.

我们必须把物理规律和物体所处的无形态物质空间联系起来. 只有这样物理规律才能够更加客观,才能够更加自然、和谐.

[最简单的逻辑和实验事实]

下面我们看看最基本的物理事实.

静止在地表的电荷不产生磁场,相对地表运动的电荷产生磁场.

如果把物理规律建立在参考系上,如果相对性原理是正确的.

——则,静止在惯性系中的电荷不产生磁场,相对惯性系运动的电荷产生磁场.

那么,我们根据相对性原理来看分析一个最简单的问题:

当一个电荷相对于地表运动的时候,它是否产生磁场呢?

在地表参考系下看它是运动的,它产生磁场. 而在电荷本身的参考系看它不运动,它又不产生磁场.

——它到底产不产生磁场啊? 这显然相互矛盾!!!

上海复旦大学物理系教授朱永强先生20054月做了这方面的实验.

实验装置让一个观察系统和一个带电体在一起相对静止. 来观察当一个观察系统和带电体具有同一个速度或加速度运动时是否能观察到在该带电体周围存在磁场.

当该实验装置静止在地表上的时候,接收到的磁场信号为零.

当该实验装置相对于地表匀速运动的时候,可以接收到明显的磁场信号.

根据相对性原理——静止在惯性系中的电荷不产生磁场.

然而,实验结果是——当电荷相对地表运动时,与电荷相对静止的观察系统检测到了磁场!!!

可以说,不论从逻辑上,还是从实验事实上相对性原理都是不合理的!

可以说,大量的电磁学事实都是相对性原理无法面对的!!

[ 动能怎么不相等了?]

如图5. 8系相对于系在做匀速直线运动;AB两物体也在做匀速直线运动.

A的质量为,相对于

系的运动的速度为 B

的质量为,相对于系的

运动的速度为.

系中观察,AB两物体的动能分别为

系中观察,AB两个物体的动能相等.

但在系中观察,AB两个物体的动能就不相等了.

如当时,A物体相对于系的运动的速度为0B物体相对于系的运动的速度为;则AB两物体的动能

可见,在系中观察AB两个物体的动能就不相等了.

系中观察AB两个物体的动能相等,系中观察AB两个物体的动能就不相等. 那么我们该如何衡量物体的动能呢?

大家知道,在我的理论中对物体的动能做了明确的定义. 物体的动能是物体相对于它所处的总无形态物质空间运动所具有的能量. 在我的理论中绝不会有上面的歧义.

[绝对空间、惯性参考系]

其实,“绝对空间”等观念是经典物理的弊端,是把物理数学化的产物.

物体的一切运动规律与空虚的数学参考系有什么必然联系吗?

物体的一切运动规律依赖于它所处的总无形态物质空间. 物体的惯性质量、动能、动量等等都是针对于它所处总无形态物质空间严格定义的,都是针对于它所处总无形态物质空间而言才有其明确的物理意义.

——如果说有“绝对空间”的话,那么物体所处的总无形态物质空间,才是该物体运动规律依赖的“绝对空间”.

那么,相对于某个总无形态物质空间作匀速运动的参考系是不是“惯性参考系”呢?

注意,物体的惯性质量、动能、动量等等不仅与它相对于无形态物质空间的速度有关系,还与无形态物质密度有关系.

所以,物理规律在相对于总无形态物质空间作匀速运动的参考系中,和原来不会有相同的形式. 那么所谓“惯性参考系”还是把物理数学化的产物,已经完全没有了意义.

5. 2. 4 对广义相对论的四大验证等实验的简要分析解释

对广义相对论我不想做过多的评论,爱因斯坦的出发点是好的,他试图把物理规律同物体周围的客观世界联系起来,这是非常好的进步.

但是,他的处理还是牵强的,他是在把万有引力和加速度完全等同的基础上对物理学的数学化处理,他是在把引力质量和惯性质量完全等同的基础上对物理学的数学化处理,他是在改变时间、空间客观性的基础上对物理学的数学处理;大家说万有引力和加速度完全等同吗?大家说引力质量和惯性质量完全等同吗?大家说空间是可以弯曲,时间是混乱、没有标准的吗?

坦率地说,广义相对论还是用数学化处理来代替物理本质规律的探寻.

[引力频移]

我们说光子是有质量的,光子质量

当光子由质量较大的星体射出时,由于引力所做负功较大,会使光子能量减小,而能量;光子能量减小相应光子频率会减小,这就是所谓引力频移.

[光线弯曲]

由于光子有质量,当光从太阳附近通过时,会受到太阳的吸引而发生弯曲. 注意,太阳对光子的引力不仅与太阳质量有关,还与太阳附近无形态物质密度有关.

还有,太阳附近无形态物质密度的球形分布还起到一定的透镜作用,这也会使光线产生一定的弯曲.

当然,太阳附近无形态物质空间的旋转也会对光的传播方向产生影响.

[水星进动]

由于水星距太阳较近,水星所处总无形态物质空间会受到太阳转动的影响.

水星的轨道会受到总无形态物质空间转动的影响.

[雷达波传播中的时间延迟]

由于太阳附近的无形态物质密度较大,雷达波在太阳附近通过时速度较慢,所以在太阳附近空间传播的雷达波在时间上会有延迟.

5. 2. 5 宇宙大爆炸

……

在对遥远的恒星进行观察的时候,普遍存在谱线红移现象,红移量与恒星到地球的距离成正比.

人们认为谱线红移是多普勒效应产生的,认为恒星都在向外远离,进而认为宇宙是大爆炸产生的.

……

坦率地说,宇宙大爆炸的思想本人不敢苟同.

那么,谱线红移是怎么产生的呢?

我认为恒星的谱线红移主要是由能量衰减产生的.

光子的能量在传播中不会是绝对的永远不变的.

光子传播时会使无形态物质产生轻微扰动,也就是说光子会极其微小地损失一点能量,传播的距离越远光子损失的能量越大.

当光在近距离传播时,这种能量的减少不会表现出来,当光传播的距离很远时,这种能量的减少就会表现出来.

光子能量 ,当光子传播的距离非常遥远时,损失的能量会在频率上表现出来. 所以对所有遥远的恒星观测都会有谱线红移,而且恒星越远产生的频移越大. 红移量与距离是成正比的.

当然,恒星运动也会产生多普勒效应,也会使观测到的光频率发生改变. 在较近范围,多普勒效应影响占主要的,所以,对银河系内的恒星观察,既有红移,也有紫移;在较远范围,能量衰减的影响是主要的,所以对河外星系恒星观察普遍存在红移现象,且红移量与距离成正比.

坦率地说,我认为宇宙并不是大爆炸产生的.

会有星体产生,会有星体灭亡,宇宙有时也许会有一定的震荡,但宇宙绝不是无中生有般爆炸产生的.

5. 2. 6 实物粒子的波粒二象性

200310月份,在西安召开的物理创新大会上,有幸结识了熊承堃教授.

熊老先生给我看了一张照片,如图5.9,照片上是气泡在水中上升的轨迹,是一个非常漂亮的波浪线. 这充分说明了实物粒子具有波动性.

回来后我购置了实验器材,亲自做了这方面的实验,发现实验效果非常直观、明显.

下面我简要把气泡的运动特点介绍一下:

1) 气泡从针孔中刚冒出时,要经历一小段直线加速过程,当速度达到

一定值时开始做规则的波动. 这时速度趋于恒定.

2)

气泡越大,波长越短;

气泡越小,波长越长. 当气泡过于

小时,它在水中上升的速度一直很

小,形成不了波动.

3) 气泡形成波动时,虽

然波长不同,但对应的速度几乎相

.

4) 一个气泡的波动轨迹

并不在同一平面内,是螺旋上升的;

俯视,其为椭圆.

这是实物粒子具有波粒二象性

最直观、明显的例子.

5.9

为什么在空气中运动的子弹、小球等不会有明显的波动性呢?

为什么在水中运动的气泡会有的波动性呢?

这恰恰说明,实物粒子之所以具有波动性是当它们运动时受其周围介质作用的结果.

在空气中运动的子弹、小球等之所以不会有明显的波动性,是因为空气的密度较小,而子弹、小球的质量较大,空气对子弹、小球的作用很难体现.

在水中运动的气泡之所以有明显的波动性,是因为水的密度较大,而气泡的质量较小,水对运动的气泡的作用使气泡产生了明显的波动.

为什么在真空中高速运动的电子、中子等会具有的波动性呢?

这恰恰说明真空不是空的,真空中有某种物质(无形态物质)存在. 无形态物质对运动的电子、中子作用使它们产生波动.

所以,我们应把波动分类:

第一类

像我们常见的在绳子上传播的绳波,在水中传播的水波等,这些波传播的是振动,媒质并没随波动传播.

第二类

这一类就完全不同,像水中运动的气泡,像高速运动的电子、中子等,它们是实实在在的粒子在运动,由于与介质的作用,使它们的运动呈现出波动性.

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