师教民 （sjm618@sohu.com）　2008.07.05 19:35:44

动力学的三部曲

——简评专著《动力学之谜与美》

蒋礼

摘要：阐述了动力学的发展概况，说明了理论专著《动力学之谜与美》真正揭开了动力学的四大谜

团——质量概念之谜、惯性系力之谜、光速不变之谜和事物测量之谜．发展并统一了牛顿和爱因斯坦的理论．

关键词：牛氏绝对论；众氏惯性论；牛顿力学；质量概念之谜；惯性系力之谜；爱氏相对论；光速不

变之谜；事物测量之谜；《动力学之谜与美》；绝对相对论；加速度相对性原理；力相对性原理；极限速

度；光子速度发射性原理；实物速度界限性原理；自然定律绝对性原理；所谓时钟佯谬；所谓潜艇悖论

中图分类号：O 313. 1；O 412.1 文献标识码：A

1诞生曲

牛顿在伽利略、惠更斯、列奥纳多·达·芬奇、开普勒、胡克等人研究的基础上，通过广泛的观察和实践，以地球和绝对空间为绝对静止系、其他物体为绝对运动系（匀速系或加速系）、各物理量的数值是绝对不变的思想，建立起牛顿运动三定律和牛顿万有引力定律，创立了完整的力学体系，叫做牛氏绝对论．

后来，人们批判了牛顿的绝对时空观，认为物体之间的静止和运动是相对的，并把牛顿第一、二运动定律成立的参照系定义为惯性系，把牛顿第一、二运动定律不成立的参照系定义为非惯性系（这相当于把牛顿的绝对静止系和绝对匀速系改为惯性系，把牛顿的绝对加速系改为非惯性系）．人们也批判了牛顿的质量概念，把牛顿的表示物质多少的物质质量改成并分为表示物体本身惯性大小的惯性质量和表示物体产生引力大小的引力质量．由于做上述改动是多人共同完成的，所以做了上述改动的牛氏绝对论叫做众氏惯性论．后来，众氏惯性论发展成经典力学．由于经典力学主要是牛顿完成的，所以又叫做牛顿力学．

牛顿力学存在质量概念之谜：牛顿运动三定律F = ma和万有引力定律F=KMm/R²中的质量m不再是表示物质多少的物理量，而分别是描述惯性大小和引力大小的物理量，因而改变了原有牛顿运动三定律和万有引力定律的性质，使之不再是原有定律了．也使得密度不再是表示物体结构疏密程度的物理量了．

牛顿力学存在惯性系力之谜：做自由落体运动的电梯，由于相对于地球做直线加速运动而被叫做非惯性系，地球被叫做惯性系．可是，在该电梯上观察地球时，地球也相对于电梯做直线加速运动啊，那怎么就不把地球叫做非惯性系、把电梯叫做惯性系呢？再说，相对于太阳做椭圆周环行运动的地球，由于相对于太阳做曲线加速运动而应叫做非惯性系，若是这样，就与上述电梯相对于地球做自由落体运动中的地球是惯性系相矛盾．所以，牛顿力学就不敢给“惯性系”下一个严格的、准确的、合理的、科学的定义，因此，“所谓惯性系”就成了凭空想象的产物、而不是科学的概念了，事实上所谓惯性系根本就不存在．

牛顿力学中，力的绝对性也不正确，例如，用弹簧秤测量物体A的重力，在地球表面上测得它为8牛顿，但在做自由落体运动的电梯中却测得它为0牛顿．对此，有人说，在做自由落体运动的电梯中测得A为0牛顿是失重现象，不是真实的重力．那么，人们在地球上测得静止物体B受到的合外力为0，但在太阳上却测得B受到的合外力为KMm/R²（其中K为万有引力恒量，M为太阳的质量，m为B的质量，R为B到太阳的距离）．按照上述的失重说法，人们在地球上测得物体B受到的合外力为0应为失合外力现象，不是真实的合外力．可是，谁也不坚持这一观点，这就又否定了上述的失重说法，出现了自相矛盾．

牛顿力学中，惯性力的概念也违背了力的定义，事实也证明惯性力就是作用力（详见《数理理论新探讨》三部曲的第二部《动力学之谜与美》和第三部《两地书中论科学》）．

牛顿力学最重要的缺陷是，它只是在低速下近似正确，在高速下就变得非常荒谬了．

2成长曲

为了纠正牛顿力学的上述错误，弥补牛顿力学的上述缺陷，爱因斯坦以物理学定律相对性原理、真空中光速不变性原理为前提，创立了适用于一般高速（低速～0.999 9c，经典理论证明光速不变原理近似正确时，用到的最高速度是0.999 75 c，所以理论专著《动力学之谜与美》就把“低速～0.999 9c”定义为一般高速）和低速的力学体系，叫做爱氏相对论．

爱氏相对论存在光速不变之谜：光速不变性原理认为，光子速度恒为c而不变，这就与“光子速度变到0时其质量为0”的光静质零定理相矛盾．光速不变原理认为，任何惯性系测得的真空中的光子速度都为c而不变，那么光子测得任意惯性系的速度又是多少呢？从太阳上同时同向发射两个光子，从其中一个光子上测得另一个光子的速度是多少？这些问题都是相对论所不能解释的光速不变之谜．

中国科学院理论物理学研究所研究员、国家级理科学术刊物《物理》杂志副主编、相对论研究专家张元仲著的、科学出版社1979年9月第1版的《狭义相对论实验基捶，在第152～182页中介绍世界各国科学家做的、证明光静质零定理的19个实验时说：“迄今对光子静质量所进行的各种检验都是以重电磁理论（Proca方程）为基础的．…在这种情况下，洛仑兹变换中的常数c已不再代表通常意义下的光速，而只是一个具有速度量纲的普适常数．…所以，在这种理论中光速不变原理已不再成立．”那么，因为光速不变原理是狭义相对论的前提，所以，光速不变原理不再成立，就否定了狭义相对论．因此也就不能再证明光静质零定理正确．另外，这19个实验都证明了光速可变，且可从c变到0；也证明了光子的静质量并不是0，其中最小值是4×10^-59g，从而证明了光静质零定理错误．这两个问题也是光速不变之谜．

爱氏相对论中最令人迷惑不解的是，所谓双生子佯谬和所谓潜水艇悖论．关于这个问题的解决，目前仍然存在狭义相对论观点和广义相对论观点的分歧而没有统一起来．这说明，关于这个问题，并未真正解决．更重要的是，所谓双生子佯谬、所谓潜水艇悖论的结论是错误的，其错误的根源是，经典理论的专家们，在时间膨胀公式和物体沉浮公式不再成立的情况下使用了这些公式（详见《数理理论新探讨》三部曲的第二部《动力学之谜与美》和第三部《两地书中论科学》）．

爱氏相对论存在事物测量之谜：爱氏相对论认为，线空间（长度）、时间、质量等物理量，在不同速度的惯性系中，测量的结果是不同的．那么，这种测量行为，是否真的改变了线空间（长度）、时间、质量等物理量的大小呢？爱氏相对论中并没有明确的结论．这就形成了爱氏相对论的事物测量之谜．

3成熟曲

为了揭开动力学的上述四大谜团，纠正牛氏绝对论（牛顿力学）和爱氏相对论（爱因斯坦力学）中的重大错误，师教民先生运用唯物辩证法的对立统一规律，在他的理论专著《数理理论新探讨》三部曲的第二部《动力学之谜与美》和第三部《两地书中论科学》中创立了新的动力学理论，叫做绝对相对论，其主要特点有以下8条：

①淘汰了惯性质量和引力质量的概念，确定了物质质量的概念；淘汰了惯性系、非惯性系和惯性力的概念，证实了所谓惯性力就是作用力，从而提出了参照系和力的新概念．

②提出了加速度相对性原理和力相对性原理，把仅成立于惯性系的牛顿力学推广到所有的参照系中．

③运用物体在有限的时间内不能走无限距离的公理，推导出实际物体的极限速度w．从而提出了光子速度发射性原理、实物速度界限性原理、自然定律绝对性原理，为新的力学体系提供了新的前提．

④指出了光速不变原理的时代局限性，证明了在极高速（0.999 999 99 c～w）时，光速变化明显．

⑤把爱因斯坦的3个时空相对性公式推广到11个，而且推导出这些公式成立的条件．从而指出了人们对所谓时钟佯谬、所谓潜艇悖论理解和计算的错误，证实了所谓时钟佯谬、所谓潜艇悖论根本就未发生．

⑥运用人们公认的、在不同速度的参照系中测得同一物体的运动速度不同、但都不能改变该物体运动本质的道理，阐明了某物理量“本身数值的绝对性”和该物理量“被测结果的相对性”的对立与统一．

⑦阐明了牛顿仅仅研究了物理量“本身数值的绝对性”，爱因斯坦只是探索了物理量“被测结果的相对性”，纠正了他们各自的片面性及其重大错误，从而把牛顿的绝对论思想和爱因斯坦的相对论思想和谐地统一起来，把牛顿的绝对论力学（牛顿力学）和爱因斯坦的相对论力学（爱因斯坦力学）有机地结合起来，揭开了动力学的四大谜团——质量概念之谜、惯性系力之谜、光速不变之谜、事物测量之谜．

⑧师教民的绝对相对论是适合于任何速度的参照系的力学体系．牛顿的绝对论（牛顿力学）是师教民的绝对相对论在低速时的近似情况，爱因斯坦的相对论（爱因斯坦力学）是师教民的绝对相对论在一般高速（低速～0.9999c）和低速时的近似情况，因此，师教民的绝对相对论是对牛顿的绝对论（牛顿力学）和爱因斯坦的相对论（爱因斯坦力学）的发展、扩充、涵盖与统一，而不是否定、抵制、排挤及遗弃．

4曲后话

①有人认为，牛顿是有史以来最伟大的科学家，被人们尊为科学之神．他的理论横行天下300年，全面地指导了生产实践活动，奠定了第18世纪工业革命的思想基础和理论基础，从而将人类历史推向了一个崭新的阶段．怎么还能说牛顿的绝对论（牛顿力学）有错误呢？

可是，牛顿的绝对论（牛顿力学）却不能解释上述的质量概念之谜、惯性系力之谜，例如，谁都不否认：在地球表面上测得静止物体B受到的合外力为0，但在太阳上却测得B受到的合外力为KMm/R²（其中K为万有引力恒量，M为太阳的质量，m为B的质量，R为B到太阳的距离）；谁也不否认：在地球表面上测得物体A重为8牛顿，但在做自由落体运动的电梯中却测得它重为0牛顿．由此可得出“在不同加速度的参照系中，测得同一物体受到的力不同的”力相对性原理．而牛顿的绝对论（牛顿力学）认为物体受到的力是绝对的，这与事实不符，因此应该说牛顿的绝对论（牛顿力学）有错误．

②有人认为，爱因斯坦是20世纪第一号科学家，被人们敬为科学之魔．他的理论横扫同时代的其他学说，全面地指导了生产实践活动，奠定了第20世纪原子能利用的思想基础和理论基础，从而将人类历史推进到一个伟大的时代．怎么还能说爱因斯坦的相对论（爱因斯坦力学）有错误呢？

可是，爱因斯坦的相对论(爱因斯坦力学)却不能解释上述的光速不变之谜、事物测量之谜，例如，中国科学院理论物理学研究所研究员、国家级理科学术刊物《物理》杂志副主编、相对论研究专家张元仲著的、科学出版社1979年9月第1版的《狭义相对论实验基捶在第152～182页中说，“世界各国科学家在光速不变原理不再成立的情况下，以重电磁理论（Proca方程）为基础去证明光静质零定理”．这不就否定了光速不变原理、从而否定了相对论力学吗？因此应该说爱因斯坦的相对论（爱因斯坦力学）有错误．

③人们无视上述①，②中说到的事实，对牛顿力学和相对论力学抱残守缺、墨守成规、故步自封，是因为人们对名人、权威、大师予以宗教式的崇拜、迷信、盲从，从而形成习惯的缘故．

然而，科学！不是宗教，不是迷信，不是习惯．醒悟吧！人们．

参考文献：

[1]常 利．牛顿运动定律[M]．北京：北京教育出版社，1987，11．

[2]梁绍荣，刘昌年，盛正华．普通物理学 第1分册 力学[M]．北京：高等教育出版社，1987，10．

[3]程守洙，江之永．普通物理学 第1分册[M]．北京：人民教育出版社，1982，6．

[4]张元仲．狭义相对论实验基础[M]．北京：科学出版社，1979，9．

[5]刘辽，张允中．狭义相对论[M]．石家庄：河北教育出版社，1987，9．

[6]爱因斯坦[德美]．狭义与广义相对论浅说[M]．杨润殷译．上海：上海科学技术出版社，1964，8．

[7]爱因斯坦[德美]．相对论的意义[M].李灏译．北京：科学出版社，1961，11．

[8]师教民，动力学之谜与美[M]．石家庄：河北科学技术出版社，2007，8．

[9]师教民，两地书中论科学[M]．石家庄：河北科学技术出版社，2007，8．

The trilogy on the dynamics

——A simple comment on the riddle and beauty of the dynamics

JIANG Li

Abstract：Expound general situation of development of the dynamics. Explain that a book on a special subject——the riddle and beauty of the dynamics reveals really the four great riddles of the dynamics——the riddle of the concept of mass, the riddle of inertial reference frame and inertial force, the riddle of the constant of light velocity, and the riddle of the measure of things. Develop and unify Newtonian and Einstein′s theory.

Key words：the Newtonian absolute theory；the masses′s inertial theory；the Newtonian dynamics；the riddle of the concept of mass；the riddle of inertial reference frame and inertial force；the Einstein′s relative theory；the riddle of the constant of light velocity；the riddle of the measure of things；the riddle and beauty of the dynamics；the absolute and relative theory；the principle of acceleration relativity；the principle of force relativity；the limit speed；the principle of emission of photon velocity；the principle of bound-limitation of real body speed；the principle of absoluteness of nature law；so-called the clock paradox；so-called the submarine paradox

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