(山東省章丘市第一職業(yè)中專 250200 )
摘要指出了狹義相對論中的不足,在綜合現(xiàn)有實驗事實的基礎上經(jīng)過嚴密推 導,提出了新的時空坐標變換方法,并將之成功地運用于運動學、力學、光量子 學及電磁學等領域。討論了同時性和因果律,近似靜參照系的時空計算,單程光 速的測量方法,光的多普勒效應及應用,光在運動介質中的傳播問題。還對廣義 相對論的有關問題進行了淺略的分析。
關鍵詞絕對靜參照系絕對運動單程光速
相對論是現(xiàn)代物理學的兩大支柱之一。為了修正完善這一理論,我們先從其 中的不足談起。
1.狹義相對論中的若干不足狹義相對論中的不足是復雜而又深刻的。從根本 上說主要有以下幾方面:1.1 一無所有的" 空虛空間".這樣的空間不可能具有象 物質一樣的性質。物體在沒有背景物質的空間中運動沒有任何物理意義,物體的 慣性也無從產生。物體彼此之間也不會有任何聯(lián)系。
1.2 彼此等價的相對運動。觀測證明,物體彼此間的相對運動絕不是對等的, 其質量因素不可忽略。例如小鳥和飛機間的相對運動不是對等的,地球和太陽間 的相對運動也不是對等的。
1.3 單程光速不變原理。迄今為止所有的實驗都不能證明這一點。邁克爾遜 - 莫雷實驗和大多數(shù)光速測量實驗用的都是往返閉合光路。而羅默的天文測量法 則表明" 木衛(wèi)星光相對地球的速度與地球的運動方向有關". 1.4普遍適用的相對 性原理。在各個慣性系中,點光源在各個方向的單程光速是否都對稱,電磁現(xiàn)象 及物體間的相互作用力是否與所在的慣性系無關,這些都缺乏令人信服的證據(jù)。
1.5 反映質量可變的質速關系。將物體所含物質的多少與物體的慣性大小混 為一談,將物體的慣性量隨速度變化說成是質量隨速度變化。慣性大小本與方向 無關,但質速關系卻與方向有關。因而給動量、動能的計算及質能關系帶來了許 多混亂。
相對論中上述的諸多不足不可再任其下去,它關系到現(xiàn)代物理學的基礎是否 正確可靠。
2.現(xiàn)有實驗所給予的啟示回顧近百年來物理學的發(fā)展歷程,的確沒有更多更 有力的實驗事實使相對論發(fā)生危機。然而如果大家改變舊有的思想觀念,重新審 視迄今為止所有的實驗事實,通過比較分析,那么還是能夠得到許多有益的啟示, 進而解決相對論中所存在的問題。這些啟示分別如下所述。
2.1 空間是物質的。現(xiàn)代科學已經(jīng)充分證明:在現(xiàn)實的空間中,即使是理想 的真空也" 不是一無所有的虛空,而是指沒有實物粒子(如電子、質子、中子等) 的一種總能量處于最低狀態(tài)的場,即基態(tài)的量子場。真空具有真空漲落、真空極 化、真空相變、真空對稱自發(fā)破缺等特性。真空正是這些性質的載體,這說明真 空是物質的一種形態(tài)。"[1]真空也是電磁場、引力場、電磁波等現(xiàn)象的載體。
2.2 物體的運動具有絕對性。物體的運動具有相對性,同時也有絕對性。物 體相對真空場的運動即是絕對運動。絕對運動是使物體上的時空發(fā)生變化的前提, 而真空場的作用則是局部時空發(fā)生變化的原因。
2.3 慣性系的選擇方法?,F(xiàn)代科學觀測的結果證明,物質系統(tǒng)的級別越高, 它做絕對曲線運動的情況就越簡單,速度變化就越慢,因此就越適合作慣性系。 例如用太陽作慣性系的精度很高,而如果用銀河系作為慣性系則精度更高。在實 驗中還發(fā)現(xiàn),參照物相對被研究物體的質量越大、尺度越大,就越適合作為慣性 系。至于絕對靜參照系則應是廣大的真空背景物質,而實物的靜參照系卻是找不 到的,因為所有物體都在永不停息的做絕對運動。但其絕對運動速度可通過某些 物理現(xiàn)象的各向異性推算出來。
2.4 時空具有絕對性和相對性?,F(xiàn)代天文觀測結果已經(jīng)證明:宇宙空間至少 在上百億光年遠的半徑范圍內是連續(xù)統(tǒng)一的,宇宙的演化至少可以上溯到上百億 年的時間,這就是絕對的無限的時空。而通常所測量的物體長度、持續(xù)時間則都 是局部時空的反映,都是相對的有限的。它完全可以隨時間、隨地點、隨運動狀 態(tài)而變化。狹義相對論只研究在做慣性運動物體上的時空性質。而研究在不同空 間區(qū)域內和在加速運動物體上的時空性質則是廣義相對論的任務。
2.5 光的屬性是客觀存在的。光是一種物質現(xiàn)象,它不能脫離物質而存在。 光的載體物質是電場和磁場,本質是電磁波。光在空間中的傳播速度是由真空場 的性質決定的,與光源的運動情況無關。而觀測者對光速的測量結果則與觀測者 的絕對運動情況有關。因此測量到超光速的情況完全有可能發(fā)生。
2.6 " 光速不變原理" 的修定方法。" 光速不變原理" 不應再指" 慣性系中 各個方向的單程光速不變" ,而應改為:" 在任意慣性系中,光在各個方向的閉 合回路上,做往返運動的平均速度總是一個恒定值。" 這是一條經(jīng)過反復實驗充 分證明的規(guī)律。邁克爾遜- 莫雷實驗所直接證明的正是這一條。在相互垂直的兩 個方向上,當兩臂長相等時,從中點分開的兩束光在往返匯合后并沒有發(fā)生預期 的干涉現(xiàn)象,這說明兩束光的全程運動時間相同,兩束光的總平均速度也相同; 還有,當采用閉合光路時,用各種方法所測得的光速基本上為一恒定值[2] ,這 也證明了新定義的" 光速不變原理".以上事實揭示了人們過去在認識上的許多誤 區(qū),并為新理論的建立奠定了基礎。
3.新的時空變換方法3.1 時空收縮率。邁克爾遜- 莫雷實驗結果是一個無法 逾越的事實。雖然從那以來,對它的解釋多種多樣,但經(jīng)過細細考究后還是認為 只有" 時空收縮" 的假說最為合理可信。這種解釋不光簡單,且有一定的物理基 礎。在動慣性系中,從原點o ′發(fā)出的光在被反射后又回到原點o ′。因為光在 空間中總是以恒定的速度c 傳播,所以在靜觀測者看來,不管光的傳播路徑怎樣, 其平均速度總是一個恒定值;但在運動的觀測者測來,由于物體運動的影響,所 以如果單按經(jīng)典速度合成方法,其結果則不再等于光速c . 可是由于經(jīng)過時空收 縮的修正,結果使最終測出的平均光速恰好等于光速c . 可以推出,在動慣性系 中的時鐘運行速率和物體在運動方向上的長度收縮率均為SQRT(1-uu/cc )。這 個收縮是在做絕對運動的物體上所真實發(fā)生的。由于時空收縮的共同性,所以在 同一參照系中的觀測者不論參照系是運動還是靜止,對內部測量的結果都是不變 的。
3.2 時空坐標的變換方法。根據(jù)時空收縮率可以推出在動、靜坐標系之間對 同一點時空坐標的變換公式。分別如下所列:x '= (x-ut) / SQRT (1-uu/cc)
y '= y z '= z t '= t SQRT(1-uu/cc )
這個變換以前也曾被洛侖茲等人多次提出過[3] ,它應是在絕對時空之上建 立新相對論的的基礎。下面將分別討論它在各個領域內的應用。
4.運動變換方法及光速的計算4.1 在動、靜坐標系之間對同一動點的速度變 換公式分別如下所列:vx′= (vx-u)/ (1-uu/cc )
vy′= vy / SQRT (1-uu/cc )
vz′= vz / SQRT (1-uu/cc )
由此變換的結果,使兩坐標系做相對運動的速度在彼此看來都不再相等。如 在靜坐標系中看,動坐標系的運動速度是u ;而在動坐標系中看,靜坐標系的運 動速度則成了vx′= (-u)/ (1-uu/cc )<(-u)還有,使用此法進行 速度合成使我們有可能觀測到超光速現(xiàn)象。例如在空間中當兩電子都以0.5c的速 度相向運動時,在它們彼此看來的相對速度是vx′= [ (-0.5c )-0.5c] / (1-0.5 ×0.5 )= -1.33c但這只是在時空變化影響下進行測量的結果,并非 它們在空間中實際運動的速度。
4.2 光速的計算方法。在動慣性系中,各個方向的單程光速為c '= (c - u cos β)/ (1 - uu/cc )
式中β為光速方向與慣性系運動方向的夾角。
4.2.1 當 u << c 時 c'= c - u cos β屬經(jīng)典速度合成。
4.2.2 當β= 0 時 c'= c c / (c + u )< c得偏小光速。
當 u→ c時 c'= c / 2 即當" 以光速追光" 時得半光速 . 4.2.3當β= 180 °時 c'= c c / (c - u )> c得超光速。
由上還可以證明:在慣性系中,測量任意閉合回路的平均光速都是一個恒定 值。即從慣性系中的一點發(fā)出的光,不管其路徑怎樣曲折,只要它最終又回到出 發(fā)點,那么其平均速度即恒等于c.前面測往返閉合回路的平均光速只是其中的情 況之一。
4.3 加速度的變換方法。在動、靜坐標系之間對同一動點的加速度變換公式 分別如下所列:ax'= ax /(1-uu /cc)^(3/2 )
ay'= ay /(1-uu /cc)
az'= az /(1-uu /cc)
5.新相對論力學5.1 質量總是一個恒定量。
即m ′= m因為物體所含物質的多少不隨運動狀態(tài)而變化。同一物體,其慣 性大小也是一個恒定量。
5.2 力的變換方法。由于力是一個狀態(tài)量,而反映其大小的效應又多種多樣, 所以對于力,在動靜坐標系之間不存在統(tǒng)一的變換公式。但如果在動坐標系內力 的定義為F ′= ma′,那么在動、靜坐標系之間力的變換公式即是Fx'= Fx / (1-uu/cc )^(3/2 )
Fy'= Fy /(1-uu/cc )
Fz'= Fz /(1-uu/cc )
5.3 物體的極限運動速度。在動坐標系內使一個質點受到一個恒力作用,那 么在靜觀測者看來,隨著質點運動速度的增加,其受力還是要越來越小的。這是 因為動質點的受力最終都是由其附近的物質施加的,隨著運動速度的逐漸增大, 它們間的相互作用過程減慢、作用距離縮短。研究質點運動速度的變化規(guī)律須要 考慮力的速度特性。力的速度特性不同,速度的變化規(guī)律也就有所不同。力的速 度特性究竟如何,應根據(jù)實驗結果來確定??墒歉鶕?jù)目前已有的實驗事實,還未 能完全弄清力的速度規(guī)律。假如在動坐標系中,力真能夠保持其不變性,那么在 靜坐標系中看來,力的大小將是F= F′(1-vv/cc )^3/2由牛頓第二定律 得 m dv/dt = F′(1-vv/cc )^3/2m dv/ (1-vv/cc )^3/2 = F′dt兩 邊都從0 開始積分得v = F ′t c / SQRT(mc mc + F ′t F ′t ) .由此可以 看出當 F′t << mc 時v = F ′t / m 速度的變化遵從經(jīng)典力學的規(guī)律。
而當 t→∞時則v → c這就說明了在靜止的觀測者看來,為什么當質點質 量不變時,無論怎樣用力,其結果都只能使它無限接近光速,但卻永遠不能達到 或超過光速。而不必再象以前那樣用慣性質量的無限增大來說明。光速是物體在 絕對靜坐標系中運動的極限速度。但在動坐標系內,由于時空變化的影響,使我 們有可能觀察到超光速現(xiàn)象。
5.4 動能的計算。由于質點的質量不再變化,所以在靜參照系中計算它的動 能就又和經(jīng)典物理學中的一樣了:(設積分區(qū)間均為0 →s )
Ek= ∫Fds=∫m ds dv/dt =∫mv dv = mvv/2 ∵質點的極限運動速度是 c ∴其動能的極限值是Ek→ mcc/2這是因為隨著質點運動速度的增加,動力作 功的有效性越來越?。划斮|點速度趨于光速c 時,力的作功效率趨于0 . 但上述 公式只適用于質量遠大于光子的實粒子及粒子系統(tǒng);而當粒子的質量很小以至與 光子相接近時,由于它的運動情況變得復雜化,如波動性增強、還有自旋運動等, 故必須尋求另外的動能計算公式。
5.5 質能關系5.5.1 由于質點的質量不再變化,這樣也就不再有動質量、 靜質量之分了,從而免去了光子的靜質量為零的困惑。光子的運動速度恒為光速, 且不能任意改變。它的動能公式為E= mcc比經(jīng)典動能增大了一倍,這也是 以光速運動的粒子類所特有的動能公式。
5.5.2 當正、負電子發(fā)生湮滅反應時,它們的質量并沒有消失,而是全部轉 化成了一群光子的質量;它們的電勢能也沒有消失,而是全部變成了光子的動能。 正負電子相撞時都被粉碎,變成了一群光子向四面八方飛迸而去。光子的總動 能是E=(2m)cc= 2 mcc 這也正是正負電子對在湮滅前所具有的靜勢能。 5.5.3 由于任何粒子都有反粒子,任何粒子系物質都有反物質,所以任何粒子系 物質也都具有潛在的靜勢能,其大小是:E.= mcc 這就是著名的質能關系式。 不論正、反物質,只要有質量就一定有能量。只是這種潛在勢能一般釋放不出來。 只有性質相反的兩部分物質在相遇時才能通過湮滅反應釋放出來。5.5.4 任何 物質系統(tǒng)當以輻射形式釋放能量時,由于光子的發(fā)射,其質量必然減少;反之, 當有質量減少時,就說明它一定有能量釋放。這個質量減少就叫" 質量虧損" , 它與能量釋放的關系是△E = △m cc在一般的熱輻射中,因為釋放的能量 很少,故質量虧損也很少,以至測不出來。但在原子核粒子重新組合時,往往有 明顯的質量虧損,故同時也會伴有巨大的能量釋放。關于該質能關系也已通過大 量的現(xiàn)代物理實驗得到充分證明。反過來,當任何物質系統(tǒng)由于吸收輻射而使能 量增加時,那么它的質量也必然隨之增加,道理同上。光子被吸收后參與了物質 系統(tǒng)的組織結構,其能量大部分被轉給了其它的粒子。5.6 量子及其質量。由 不同數(shù)量的光子所組成的各種團體我們都把它叫做量子。光所以有各種不同的顏 色,就是因為它們的量子質量不同。因而它們所具有的動能也就都不相同。對于 各種量子來說,其動能計算公式仍然是E= mcc由于光還具有波動性,所以 對于不同顏色的光來說,除它們的量子具有不同的質量外,還對應有不同的波長。 根據(jù)德布羅意公式,各種量子所對應的波長是λ= h / mc∵λ= c/υ∴ mcc = h υ可見對于每一種量子來說,都對應有一定的頻率,且量子的質量越大, 其頻率就越高,直線傳播性就越強。頻率與質量成正比關系,并且是單值對應的。 不同頻率的量子質量為m = h υ/cc 按照光量子自旋的理論,量子自旋的 角頻率是ω= 2 πυ動量矩是L = J ω= h/2 π則自旋動能是E=(1/2 ) J ωω= (1/2 ) hυ= (1/2 ) mcc為量子總動能的一半。顯然另一半為運 動動能。設各量子都為均勻小球,則∵轉動慣量J=(2/5 )mrr 將之代入 E 式∴得量子的經(jīng)典半徑是 r = SQRT (5/2 ) c/ ω= SQRT(5/2 )λ/2π = 0.25λ約為各量子對應波長的1/4.6.相對論電磁學相對論電磁學完全 可以建立在上述的時空框架內。研究證明,電磁系統(tǒng)也同實物質系統(tǒng)一樣,在運 動時縱向長度收縮、時率變慢。同時,對于不同的觀測者來說,測量結果也會有 所不同。只有電荷量、電(磁)力線條數(shù)不隨運動速度的改變而改變,在不同參 照系內對它們進行測量的結果都相同。
電場和磁場是兩種不同的物質。雖然它們關系密切,可以共存于同一空間, 也可以通過激發(fā)相互產生,但絕不是相互轉化。由電場隨時間變化而產生的磁場 叫感生磁場;而由電場在空間中運動所產生的磁場則叫做動生磁場。在真空中動 生磁場的強度為B= Ev/cc其方向關系符合左手定則。由磁場隨時間變化 而產生的電場叫感生電場;而由磁場在空間中運動所產生的電場則叫做動生電場。 在真空中動生電場的強度為E= Bv 其方向關系符合右手定則。
在電磁波中,電、磁場的關系是 E= Bc或 B= E/c . 7.同時性和因果律問題 應用上述原理可一舉澄清同時性和因果律中的混亂問題。同時事件可分為同地同 時和異地同時兩類;所有因果事件在時空上都是連續(xù)的。物體在空間中的運動是 一系列因果事件,因為它的位置在不斷變易;在空間中發(fā)生的波動也是一系列因 果事件,因為波的位置和載體都在不斷變易。還有信息的發(fā)出、傳遞以及被感知 也都是一系列因果事件,因為信息不能脫離物質而運動。由于在空間中物體的運 動不能可超過光速,所以當都用光來傳遞信息時,先發(fā)生事件的信息波總是在源 物體的外側,而外側的信息波則總是先和觀測者相遇而被感知。因此:同地發(fā)生 的同時事件是絕對的,對于所有觀測者來說都是同時事件;異地發(fā)生的同時事件 是相對的,觀測結果是否同時可因觀測者的地點而異;因果事件是絕對的,對于 所有的觀測者來說所觀測到的因果順序都是相同的。這一因果規(guī)律是由于光速不 可逾越造成的,而絕非過去所說的" 由于因果律不可違背而使得光速不可逾越". 如果能有傳播速度為無窮大的信息媒介,那么就可以將宇宙間所有的同時事件都 統(tǒng)一起來。以至在每一個統(tǒng)一的時刻,都可得知各物體所對應的狀態(tài)(統(tǒng)一宇宙 時)。在兩統(tǒng)一時刻中的一段就是統(tǒng)一的時間。
8.近似靜參照系中的時空計算問題通常觀測者都是以自己所在的參照系作為 計量標準來進行測算的。雖然絕對靜參照系不易尋找,但在許多情況下,觀測者 都可將自己所在的動參照系作為近似的靜參照系。分別有以下幾種情況:8.1 當 只在慣性系內部進行時空測量和只研究各物體間的相對運動時可將自己所在的動 參照系作為靜參照系。如研究物體間的碰撞運動,研究物體中分子的熱運動等等。
8.2 當在低速慣性系內研究做高速(接近光速)運動的物體時,可將該參照 系當作靜參照系。
8.3 當在慣性系中研究做閉合曲線運動的物體時也可將該參照系當作靜參照 系。
例如地面上的時鐘在每年、每個晝夜里都是做的閉合曲線運動,所以此時可 以地心(軸)作為靜參照系來計算赤道鐘在一年的時間里比北極鐘落后的時間。 因為赤道運動速度是v.= 0.465 km/s,所以赤道鐘運行一年后將比北極鐘落后 ΔT = T ′- T = T SQRT(1-v.v./cc )- T = -37.9 ×10^ (-6)(s ) 如果條件具備可實地驗證一下這一推斷。
9.對單程光速測量方法的研究上述理論是否正確,必須有新的實驗依據(jù)。其 中單程光速的測量舉足輕重,具有異乎尋常的意義。然而理論分析的結果證明: 采用計時和測頻率(周期)的方法都不可能測出單程光速在各個方向上的差異。 唯一可行的方法就是" 測量光的波長變化,并依此推出光速的變化規(guī)律".具體辦 法是:在地球表面的東西方向安裝一朝向固定的激光源,在順光方向的另一端安 裝一固定屏幕,然后觀測光在一晝夜中干涉或衍射條紋的移動情況,由此就可推 出光在各個空間方向上的速度變化規(guī)律,并進而推出地球在緯平面內做絕對運動 的速度分量。計算公式是u / c = Δλ/ λ。= Δx / x.估計數(shù)值會非常小,但 不可能是零。
10. 光的多普勒效應研究光的多普勒效應問題,不僅要考慮由光源運動和觀 測者運動帶來的影響,還要考慮由他們的絕對運動所產生的時空收縮的影響,情 況非常復雜。下面只研究在一般情況下的觀測結果。
設光源的絕對運動速度為v . 運動方向與被觀測光線的夾角是α;觀測者的 絕對運動速度是 u .運動方向與被觀測光線的夾角是β。那么他所觀測到的光速 是 c′= (c- u cosβ)/ (1- uu/cc)
觀測到的波長是λ′= (c- v cosα)T./ SQRT [(1- uu/cc)(1- vv/cc) ] 觀測到的周期是 T′= T.SQRT [(cc- uu)/ (cc- vv)] (c- v cosα)/ (c- u cosβ)
觀測到的頻率是υ′= 1/ T′例當觀測者靜止 u = 0 .光源做遠離運動時α = 180 °時,可得c ′= c λ′= c T.SQRT [(c+v )/ (c-v )] T ′= T.SQRT [ (c+v )/ (c-v )] 11. 光在介質中的傳播規(guī)律11.1研究發(fā)現(xiàn),對于一定頻 率的可見光來說,光的折射率與介質的密度大體成線性關系。
(n - 1 ) /ρ= 2.3 ×10^ (-4) m^3/kg 光在介質中的傳播與在真空中 的傳播并無鮮明的界限。當介質的密度趨于0 時,即接近于在真空中的情形。
11.2光在運動介質中傳播時不僅其速度仍與光源的運動情況無關,且它在各 個方向上仍不具有對稱性。研究認為,在運動介質中從一點光源發(fā)出的光,它在 各個方向傳播時其波面成標準的橢圓球形。速度大小的計算公式為c ′= c / (n + cos β′u / c )
式中β′為光的傳播方向與慣性系運動方向的夾角。這樣以來,在介質內, 光在任意閉合光路中傳播的平均速度仍將都是C ′= c / n 但在靜觀測者看來, 介質內光在各個方向上的傳播速度卻變成了(矢量用黑體字母表示)
v = u + (c - u ) / n′= [ c + u (n ′- 1 ) ]/ n ′其中 n′= 1 + (n - 1 )│c - u │/c│c - u │= SQRT( cc + uu - 2 cu cos β)
式中β為在靜參照系中測得光的傳播方向與慣性系運動方向的夾角。
當介質做低速運動即 u<< c時,點光源周圍光波面的形狀近似為偏心球面。 光速的大小近似為v = c/n + (1-1/nn) u cosβ可見介質的拽引系數(shù)為f = 1-1/nn . 這與前人的研究結果是一致的。
11.3當光通過兩種不同介質的分界面時就會發(fā)生折射和反射現(xiàn)象。界面運動 時對光的折、反射規(guī)律與靜止時的有所不同。但仍然可以按照惠更斯的波動原理 來進行分析。
12. 廣義相對論有關問題討論廣義相對論是研究時空性質與物質分布及變速 運動關系的科學理論。但其中有許多基本問題我們有必要重新分析認定。12.1 質量具有多種意義。" 質量" 按其本義應該是指客觀存在的各物體內所含物質的 多少,但是任何測定質量的方法都必須根據(jù)物質所表現(xiàn)出來的某種性質進行,因 此質量又成了對這種性質的量度。由于測量所依據(jù)的物質性質不同,因此也就產 生了多種意義上的質量?,F(xiàn)行的質量主要有以下幾種:物質的數(shù)量(個數(shù),摩爾 數(shù))
引力質量(千克)
慣性質量(千克)
物質的體積(面積、長度)
物質的密度(濃度)
12.2關于力的問題。力是一個抽象概念,是從物體間的相互制約、相互影響 中總結出來的。力可以產生多種效應,故其量度方法也有多種。所有實物體間的 相互作用都是通過場來進行的。力的大小受多種因素制約,物體的受力情況可因 時、因地、因運動狀態(tài)而異,但是關于力的產生機制、變化規(guī)律以及運動特性至 今不明。
12.3關于廣義相對性原理。" 廣義相對性原理" 也不成立,應改為" 廣義慣 性系原理".即" 所有的參照系都可以作為慣性系。當參照系在引力場中做變速運 動時須給其中的物體都附加一個預有場,該場的強度等于引力場與慣性場的矢量 和。" 12.4關于等效原理。等效原理仍然成立。即:物體的慣性質量與引力質量 總是相等,參照系內的慣性加速度(場)與引力場可以完全等效。當參照系內的 慣性場與引力場等值反向時,該參照系即可認為是一慣性系。例如太空中只在引 力作用下做變速運動的星體質心就可作為慣性系。
12.5關于時空變化問題。時空變化仍應是局部時空的變化,仍然只是部分物 質(如實物質)的時空性質的變化。作為背景的廣大真空場的時空性質是不可能 改變的。因此" 彎曲的空間" 并不存在。至于由引力場或慣性場引起的" 尺彎效 應" 和" 鐘慢效應" 現(xiàn)在還給不出有關的定量公式,它也不宜與由運動速度引起 的這類效應混為一談。
12.6關于廣義相對論的幾大驗證。[4] 12.6.1由" 水星進動" 現(xiàn)象說明的是 " 水星所受的引力隨速度的增大而增大" ,而不是質量隨速度的增大而增大,更 不是水星所受的引力隨速度的增大而減小。
12.6.2掠日星光的偏轉現(xiàn)象不能證明是引力場的作用,也不能證明空間是彎 曲的。而是證明了太陽大氣的折射作用。偏角計算公式為Δα= 2 (n.-1)SQRT (πr.μg / 2 RT)。
參考地球大氣折射數(shù)據(jù)用此公式所推算的太陽表面大氣的密度是ρ= 2.1 × 10^ (-4) kg/m^3 這與實際情況是相符的。
12.6.3光線在引力場中的" 紅移" 現(xiàn)象只能證明光的能量衰減、頻率降低了, 但頻率降低并不意味著該處的時鐘變慢。
12.6.4雷達回波延遲效應只能說明是兩束光的路程不同或局部空間段的光速 不同,但它仍然不能證明空間是彎曲的。
12.7關于宇宙理論問題。宇宙的本義是指所有的空間和時間。宇宙的主體是 物質,所以宇宙的性質和規(guī)律都是通過物質表現(xiàn)出來的。根據(jù)目前已有的科學觀 測事實,研究認為只有" 均勻- 等級式" 的宇宙模型較為合理。在宇宙理論問題 上我們應堅持辯證唯物主義的立場觀點和方法。主要有以下幾點:宇宙是物質的, 物質的形態(tài)具有多樣性;宇宙在空間上是無限的;宇宙在時間上也是無限的;宇 宙內的運動和演化是永恒的;宇宙內的物質是相互作用的;宇宙是動態(tài)守恒的。 宇宙往上是無窮大,各高級星系的分布趨于均勻(呈氣體狀);往下粒子的大小 趨于零,并布滿所有的空間;而中間各級粒子及粒子系統(tǒng)則懸浮、運動于無限的 真空場中——這些觀點應是構成正確的宇宙理論的基本框架。
結束語實踐是理論產生、發(fā)展和完善的依據(jù)。因此重新審視現(xiàn)有的實驗事實 很有必要。在眾說紛紜的情況下,我們只能擇其緊要事實來構建新理論的框架, 然后再與實踐去相互磨合。時空變換方法是新理論的關鍵。文中提出新的時空坐 標變換式并予以廣泛應用,意在提請人們注意這一研究方向。只有方向正確了, 才能為今后物理學的發(fā)展創(chuàng)新開辟更為廣闊的道路。
參考文獻[1] 關士續(xù),申仲英等。自然辯證法概論。北京:高等教育出版社, 1991.5 [2]葛葆安,曾滌。相對論簡介。天津:天津科學技術出版社,1980.4 [3]
P.G.柏格曼著。周奇,郝蘋譯。相對論引論。北京:人民教育出版社,1961.12 [4] 劉雪成,張維善主編。近代物理基礎。鄭州:河南教育出版社,1988.1
作者簡介馬國梁,男,1959年3 月出生,山東省濟南市人。1982年初畢業(yè)于 山東農業(yè)大學。畢業(yè)后多年從事中專物理教研工作,現(xiàn)為山東省章丘市第一職業(yè) 中專高級物理教師。從1996年開始研究相對論問題,著有《經(jīng)典相對論》一書并 在網(wǎng)上發(fā)表。
本文來源:網(wǎng)易社區(qū) 作者:0
責任編輯:王曉易_NE0011
http://tech.163.com/04/1031/07/140N5IJC0009rt.html
|