△t/t=Z_t△R （Z_t=10^-7m^-1） 周吉善（jishanzhou@126.com） 聂乃明

2002.4.11 原载中国人民解放军郑州防空兵学院《学报》2003年第2期

摘 要 本文从动力学与能量守恒的角度讨论了经典力学中的时间与量子力学中使用的时间的差异，推出时间随高度变化的结果。

关键词 时间 空间 能量

作为量纲的时间和空间(即长度)究竟是什么？在经典运动学理论中是描述运动的参量，跟物体(m)并不发生物理作用；而爱因斯坦的发现“完全变革了我们思考空间和时间的方式，它们不再是事件在其中发生的被动的背景”，“相反的，它们成为动力学的量，它们和在其中发生的事件相互影响”_（1-P53），就必然指代一种实存客体，早已成为当代理论物理学界的一大困惑。对于空间和时间究竟是被动的背景还是主动的动力学的量，哲学和科学迄今都没有给出明确答案；然而，单摆公式和广义相对论推论的直接矛盾，揭示出时间有截然不同的两种：T_t∝g^-1/2和T∝g，却是千真万确的事实。

20世纪60年代3k微波被发现之后，物理学界已经普遍承认广袤的宇宙空域充满连续辐射，不连续的万物跟不可分离的连续统的关系又当如何，却一直没有受到应有的关注。依据现实生活中刚体处于流体中的现象可以假定：万物都应该象“浸泡”在海洋中似的与连续统构成“负阴而抱阳”的有机整体。

如图所示，任一物体(m)在连续统中都有两个自由度：要么以V_t做圆周

运动，要么沿径向落向圆心(设末速度为V₂)，R表示圆的半径。卫星速度与半径的关系：V₁²=gR(实质是单摆公式的变形)；自由落体公式的变形：V₂²=2gR，就分别表述决定旋向和径向自然运动(非惯性系运动)的规律。据此不难发现，当物体径向动能与旋向相等(即V₁²=V₂²)时，与之相当的径向势能(2mgR)居然是旋向势能(mgR)的２倍，这一事实足以揭示出物体在旋向上的一半能量来源于连续统的持续作用，即连续统中存在着自旋的能量(实际上是使m做匀速圆周运动的势，下文称涡旋）。所谓的卫星定位于轨道，实质上是当卫星旋向速度与涡旋同步时，就可以“随波逐流”地做自然运动，不需要再为它继续提供能量。

连续统中自旋的能量在旋向和径向上的差异，即是行星轨道运行和自由落体两类自然运动的“起源”，具体表现为用时空结构表述的g对质量m的作用。这种作用作为动力学的量，跟物体(m）没有任何关系，是表述连续统中自旋能量属性的一个物理量。“势函数V表示质量系统对空间任意点的引力作用”_（2-P361）的说法应该倒过来，改为“势函数V表示连续统的能量涡旋中任意点对质量的作用”，将被牛顿弄颠倒了的关于时空(g)和质量(m）之间作用和被作用的关系更正过来。

依据以上两个相互矛盾的公式可得

2V₁²＝ V₂².

又，径向有

V₂＝gt(t表示物体沿R落到中心持续的时间，即代表持续性），

∴ V₁²/V₂²＝gR/g²t²

即 2R/t²＝g (R表示物体到涡旋中心的距离或曰空间长度，即代表物体在涡旋中占据的广延）。

推论１、时间和空间分别指代连续统中涡旋任意点的持续性和广延性，二者存在2R/t²＝g的关系；g作用于ｍ即是宏观世界一切自然运动的起源。

1952年爱因斯坦又在《狭义与广义相对论浅说》英译本15版的序言中补充说：“空间-时间未必是一种可以认为离开物理实在的实际客体而独立存在的东西，物理客体不是在空间之中，而是这些客体有着空间的广延性(重点号为原文所有--笔者)”_（3-P112）。只需要再加上一句：这些客体还有着时间的持续性，即和该推论完全一致。

1917年初，荷兰莱顿天文台台长德西特就从爱因斯坦宇宙方程得出了均匀宇宙模型，“其时空结构与物质密度无关，这是一个没有物质(应改为质量--笔者)的宇宙时空解”，“一个试探粒子将自动获得加速度，并且离观察者而去”，更是对上述推论的最好注脚。由于“爱因斯坦对德西特这个没有物质的宇宙模型不满意”，即使是“他的模型的宇宙度规已成为今天宇宙学常用的形式，并被表示为适合物理研究的坐标形式”_（2-P402），也不能被物理学界予以认同。

上述两宗史实一直得不到正确理解的根源在于：物理学根本就不研究物质，而在物理学理论中却广泛地误用了“物质”这个哲学概念，将物理学认知的客体唯一地用物质予以称谓；实际上物理学只研究质量、电量、能量和时间、空间之间的关系，而这五个概念皆指代物理客体的一种属性。传统用一个概念---物质概括之，是不理解物理学和哲学原本就是两门独立的学科，由于误用哲学概念---物质对物理学设置下一个常识性误区。

设连续统中有一个中心跟地球球心重合的涡旋，一物体从地球表面(半径Ｒ＝6.4×10⁶m）落到中心需时

t² ＝2R/g (取g＝10m/s²）

得t＝1.1×10⁵s .

若取R^’＝R＋23m，依据自由落体公式，△t＝t^’－t可以由下式求得

23＝1.1×10³g△t＋g△t²/2.

很显然△t在10^-3数量级，g△t²/2可忽略，得

△t＝2.1×10^-3s.

t^’对t的相对变化量

△t/t＝2.1×10^－3/1.1×10³＝2×10^-6.

即R每相差1米 △t/t＝10^-7 .

推论２、对地球所处的能量环境来说，时间随g而变可以用△t/t=Z _t△R定量计算，其中Z _t =10^-7m^-1 (ｔ表示惠更斯时间）。

据T _t∝g^-1/2和T∝g，取g＝10，则 g^-1/2 =3.1，即惠更斯时间t和爱因斯坦时间T相差1个数量级。

推论３、广义相对论预言的时间随g而变可以用△T/T∝Z△R定量计算，其中Z=10^-6m^-1 。

1960年人们曾利用穆斯堡尔效应在高度差H=22.5m的条件下，“极其精密地测得⁵⁷Fe的一条γ谱线的紫移，波长相对变化仅有△λ/λ～gH/C²～2.5×10^-15，与理论预告值在误差范围内符合” _(3-P94)，即高度差为1米时

△λ/λ～1.1×10^-16.

1967年第十二届国际计量大会规定，秒等于铯133原子基态的两个超精细能级之间跃迁辐射周期9192631770倍的持续时间，称原子秒。依据光速C=λ/ T可知，如果T取1秒

△T/T∝△λ/λ×9.19×10⁹=1.1×10^-16×9.19×10 ⁹=10^-6.

推论3的理论预告值与实验结果符合得很好。

讨论；

1、 经典力学中的时空结构ｇ(2R/t²＝g）确系动力学的量，即使是牛顿定律中的a也不例外。

2、 行星的运行轨道都是椭圆，皆源于任一涡旋在连续统中都要受另一涡旋的影响。行星及卫星在轨道椭圆长轴的一边加速、另一边减速运行，其作用机制就在于，两个涡旋在椭圆长轴的一边同向、另一边则是逆向的原因。

3、 由于经典力学中的ｔ属于惠更斯时间(Tt∝g^-1/2)，量子力学中使用的T属于爱因斯坦时间(T∝g)，建议用精确的摆钟和原子钟同时测出不同高度差的△t/t和△T/T，以求出对T_t∝g^-1/2和T∝g两个式子普遍适用的“真时间”。

参考书目
  1、(英)霍金著 杜欣欣等译 霍金讲演录 湖南科技出版社 1995年
  2、董光璧等著 世界物理学史 吉林教育出版社 1994年
  3、倪光炯等著 近代物理 上海科技出版社 1979年