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初评董银立的《进化的力学》 吕锦华
"因为绝对合外力是无意义的，所以绝对加速度是无意义的，牛顿在经典力学中引入绝对静止系（绝对空间）也是多余的。"如果说，考虑到所有力--相互作用的合力是不现实、不可能的，那么就这一点上说"绝对合外力是无意义的，所以绝对加速度是无意义的，"是正确的。但是，在排除次要因素，考虑主要因素引起的效应时，牛顿的隔离物体法的力学分析还是对头的、很有效的。他引入的"绝对静止系（绝对空间）"并不是多余的，更不是无意义的，只是过于理想化、过于特殊化而已！ "地球上运动物体的加速度是相对地球的，所以惯性导航系统测量出的加速度值也是相对地球而非相对绝对静止系的。惯性导航系统测量出的地球的加速度永远是零，但地球相对其他星球的加速度并不是零。"惯性导航系统是处于地球同步轨道，它当然"测量出的地球的加速度永远是零"。如是异步轨道，甚至是脱离了地球的太空飞船，就可以测量地球的加速度了！正因为作为观察者的人或惯性导航系统是处于地球同步轨道，所以，测出"地球上运动物体的加速度是相对地球的，而非相对绝对静止系的。"人们要在宇宙中寻找"以太"--宇宙中的绝对静止的参照物，就是想找到建立牛顿的绝对静止坐标系的基点！但是，人们寻找"以太"的努力至今都没有成效，我的研究是将绝对静止坐标系的基点选为大爆炸起爆点，这虽还可能是种近似，但具有相当的合理性。由此而得到的多宇宙多度规时空表明，我们所见所在的宇宙仅是这大爆炸形成的多宇宙体系中的一小部分，在这个我们所在的宇宙中不存在绝对静止的参照物，因为它整体相对于宇宙体系的中心黑洞既有平动，又有转动。其平动速度就是我们测到的30万公里/秒--星际相光速，因而，此光速与光源速度无关！由于它有整体转动，所以，我们所在的宇宙呈现旋转椭球体（《大爆炸形成多宇宙时空》中有宇宙形成初和现在的形状图示，而美国太空署2006年10月24日公告了这一发现）。 "因为不存在绝对静止系，所以地球上的光（电磁波）的速度就不可能是相对绝对静止系的。"这一点说得很对，30万公里/秒是"相对光速"，在基点选为大爆炸起爆点的绝对静止坐标系看来光的"绝对速度"应是60万公里/秒！ "麦克而巡莫雷实验和特鲁顿实验同样无法测量出地球的速度。我们不必为麦克而巡莫雷实验和特鲁顿实验的零结果感到可怕，因为地球上的麦克而巡莫雷实验和特鲁顿实验只能用来测量运动体系相对地球的速度。"的确，迈克耳松--莫雷（Michelson--Morley）实验"无法测量出地球的速度"，也没有能证实"真空中光速不变"，它仅仅证明在地球范围（甚至在地球的周围）"光速与坐标系的选择无关"！首先，这实验是在地球周围的空间进行的，那里不是真空（有引力场、电磁场--这二者也都是物质，还有电磁流体和宇宙射线、星际气体和尘埃）！其次，"光速与坐标系的选择无关"与"真空中光速不变"是风马牛完全不同的两种物理概念！"真空中光速不变"完全是爱因斯坦建立相对论的一个理论假设！这个假设是否正确，一是看理论的各种具体推论是否为人们的科学实践所证实（事实上一系列实验证实了他的推论！）；二是我在《正交的多度规多宇宙时空理论的实验验证》中第七个实验（测量光的传播速度的实验）：C = C∞exp[-（σ1ζ +σ2E2） ]，σ1ζ+σ 2E2 = ln C∞- lnC 。该实验可测定C∞，我据相对论和量子论算出C∞ = 80万公里/秒。如实验结果此光速公式不正确，则我的理论有严重缺陷，也可能相对论也确有问题；三是看光速是否有远远高于80万公里/秒的事实。总之，一个理论假设是否正确，建立在此假设上的理论是否可靠，既不取决于有多少人不赞同或反对它，也不取决于有多少人信奉它，宣扬它，而是取决于人类科学实践的实证结果！！这些实证结果是客观的、可重复的，不取决于一些人闭眼不承认的。 "电子（电场）加速运动时受到的惯性阻力为"电磁惯性阻力"，其本质上是电场力，这与牛顿力学中的实物体加速运动时受到的惯性阻力截然不同。因此牛顿运动定律不适合运动的电（磁）场。"这段话中"电场力"应改为"电磁力"，就全对了。 "正如大多数力学著作所说的那样，牛顿力学的最大缺点在于它没有说明"运动"（速度）、"运动的改变"（加速度）是相对哪一个参照物的。"这种说法只是个人武断！在牛顿力学中每一具体问题的分析都有明确的参照物的。否则就无从分析、解题！ "牛顿认为绝对空间是绝对静止的，他所研究的运动就是相对该绝对静止系的"绝对运动""这段话基本正确。牛顿把相对静止理想化、绝对化了。 "惯性系我们还没有找到，事实上惯性系根本就不存在。""我们根本不能在宇宙中找到一个不受外力或所受合力为零的物质，"这二句话就讲过头了！大爆炸始点和裸黑洞就可以看作"所受外力的合力为零"的地方么！"牛顿假想的"绝对空间"并非真正的物质，它只是一种精神产物，不能用来当作参照物。而且没有一种实验能证明"绝对空间"的存在，任何企图证明地球相对绝对空间绝对运动的实验都以失败告终了。"对牛顿的绝对时空观的批评很正确！可见身为教授的李子丰比董银立对牛顿的绝对时空观的认识差得多了！泛泛而谈的李子丰教授在物理知识方面比董银立差远了，可能差一个数量级！！可你董银立干吗去追捧李子丰的《北京宣言》之类的东西呢？！ "无论何时何地该水杯中的水将纹丝不动，即使太阳的质量突然增大一亿倍，地球或水杯的加速度也突然增大一亿倍，该水杯中的水仍将纹丝不动。"这句话又错了！不要说"太阳的质量突然增大一亿倍，"地球的公转八分钟后会严重改变！火车加速时，人都会俯或仰，何况水呢！就是平时太阳对地球水层和岩层的潮汐作用也是很明显的！潮汐和地震除了月亮对地球的引潮力外，也有太阳引潮力的作用！潮汐只有在海边和大湖边及江河的入海口才明显，在一般的河湖是不明显的，更何况是水桶、水杯，但不能说太阳的作用没有啊！ "经典物理却认为地球不是惯性系？！"不光经典物理，就是现代物理也认为地球不是惯性系！把它算作惯性系是种近似么！"地球是相对太阳自转"，不对！地球相对于太阳作公转，它相对于自己的地轴自转，就象陀螺绕它的轴自转一样！"旋转的水面呈现凹面只能证明地球的存在；自转的地球变扁只能证明太阳的存在。"又错了！旋转的水面呈现凹面一方面是水桶或水杯旋转，而水是对桶壁、杯壁浸润的流体的缘故，如果桶或杯中是凝固了的水泥，就不会有凹面！地球变扁是自转的结果，与太阳的引力及引潮力无关！ "狭义相对论企图通过否定经典时空观来否定绝对运动"，这种说法也不对！狭义相对论是认识到我们所见所在的宇宙内不存在建立绝对静止坐标系的参照物，才去建立用于相对运动坐标系的力学体系的。"狭义相对论仅仅"前进"到这一步却付出了否定时间和长度的定义如此大的代价。"又错了，狭义相对论倒是揭示了时空与物质及其运动的相关性！"狭义相对论认为宇宙中存在一个极限速度--光速C，这就必然要承认宇宙中存在一个速度为零的绝对静止系。"有啊，大爆炸的始点上可建绝对静止系啊！"我们认为，时间、长度的定义是物理学的基本假设，即假设时间是均匀流逝的，不随参照系的不同而改变；物体的长度是客观的，不随我们所选择的参照系的改变而改变。"这只是你们的认识，不是人们的共识！相对论不认为时间和空间一定是均匀及不变的，量子论也不认为空间是均匀及不变的。就是经典物理也认为，固体在高速运动中由于空气阻力，也要变形的！时间的概念在不同的时区也是不同的！虽然，后面的长度和时间改变与相对论和量子论的时空改变不是一个意义。但是，经典物理中长度和时间的标准都要设定一个基准，例如，以铯原子在特定温度下的频率做基准，再以地球自转来校正；以氢原子特定谱线为长度基准。这种基准比牛顿时代已作了变动，今后可能还会变动。普通的计时器，例如手表，即使李子丰或董银立的表再高级，也不可能以你们的表作计时的基准，而是以电台的北京标准时作中国人的计时标准！到了欧洲或美洲更不可能以你们的表作标准了！问题在于不管机械表还是电子表都会有误差，不可能做到只只相同，没有走时误差的。连原子钟也如此。地球自转也会变化呢！"人类在定义时间时根本不知道光是什么东西，"又是闭着眼瞎说了！最早人是白天以太阳计时，晚上以星空和月亮来定时，后来以沙漏、水漏计时，再后来又以钟表计时，哪样不要依靠可见光，要目测，就是电子自动记录，人们查看，还得目视！"光作为一种时钟读数的信息载体，它并非时间本身，它与时间毫无关系。"如果可见光的传播速度不是30万公里/秒，而是3毫米/秒，情况又会如何？！如果有朝一日，人类登上火星，登星宇航员的实况转播，我们看到的每一个动作，都是在4分钟之前的，决不是我们即时时他们的动作！ "经典力学中还隐藏着第三条假设，即空间是不存在引力场的绝对真空）。"不光是存在引力场，还存在电磁场（光就是电磁波么！），还有宇宙射线等。 "即力的大小和方向都与人主观选择的参照系无关。比如，火车受到1000牛顿的合力作加速运动，不论对地面上的人还是对火车上的人来说，该合力1000牛顿是绝对不变的（虽然在不同的人看来火车的速度不同）。"一列自西向东行驶的火车，观测者站在轨道的南侧，他看到车是从其左侧驶向其右侧；但站在轨道北侧的人，看到车是从其右侧驶向其左侧！对火车司机来讲，他只知道机车以多大功率在行驶，他是无法知道火车是在多少牛顿力作用下行驶的！至于这样的功率下，火车的加速度起始是较大的，后来加速度越来越小，最后达到一个最大的稳定速度，不会有匀加速运动！所以，真实的火车是做不了董银立的实验的，恐怕用个玩具火车他也不一定做得成这个实验，只能是空口说白话而已。 "第一，所研究物体受的合外力（F）不考虑除了该物体所在星球对它的万有引力（即重力）之外所有其他星球对它的万有引力，即该合外力F是相对于所在星球这个参照系的。"不知董银立看过天体力学的书否？要么他看了没真正看懂！地球的公转轨道是由太阳和其它的大行星的共同作用确定的，只是太阳集中了整个太阳系质量的99%以上，使行星都绕它公转；太阳系又在银河系的作用下绕银心公转；银河系又受本星系团的作用下绕仙女座星系公转；......。公转是种保守力场中的运动，即能量和角动量守恒的运动，故能持之以恒。公转的离心力与向心引力平衡，故公转星体上的物体可以不必考虑向心引力的作用（重力中已扣除了这个公转离心力）。这就是为什么可以不必考虑物体所在星球之外的所有其他星球对它的万有引力的缘故，这是用不着"假定"的！但是，引力是个很怪的作用力。它除了引起公转的向心引力外，还对对方的洛希包络面内的物质产生引潮力。引潮力对受力的星体洛希包络面内的物质来说，相对所在星体是个"斥力"，相当于"反引力"，但与距离的三次方成反比例，因而最邻近的星体的引潮力才最大。所以，月亮对地球的引潮力最大，太阳对地球的引潮力只有月亮的1/2.17倍。其它天体对地球的引潮力就更微弱得多了。但这些引潮力的合力对地球上物体引起的"反重力加速度"已在我们测的重力加速度g中被自动扣除了（换句话说，已被包含了）！而且，它比地球重力的作用也小得多。如果在月亮上，地球对月亮的引潮力就大得多，比较月亮对它的洛希包络面内的物质的引力就可观得多了。因而，对绕月飞行器的控制中就必须事先考虑这一点，否则就会失控。 "第二，所研究物体的加速度是相对于所在星球的，而非相对于所谓的绝对空间的。"并"非相对于所谓的绝对空间"是说对了，但"相对于所在星球"，更正确地说，是相对于观察者！对于观察者来说，不管他站在地球上的何处，甚至不管是站在月亮上还是在火星上，还是在宇宙中的哪个星球上，当他在时刻 T 时环顾四周，他就位于 R =∫0T C（t）dt 的球心位置，他会感到好象是处于宇宙的中心，就毫不奇怪了，而每一等距离面同时也是等时面。他所看到的不是宇宙的实时景象，而是一幅宇宙的历史展示，距离越远追溯的时间也越久远。同一球面上的信息是同一时刻发出的，不同距离的球面上的信息虽是不同时刻发出的，而在同一时刻到达他的眼睛（或探测器），因为他（或他的探测器）是位于这些同心球面的球心处。任何时候，在任何地方，用任何技术手段，我们永远也看不到宇宙的实时全景！如果,取T=200亿年(由大爆炸理论算出的我们所在所见的宇宙的大致年龄，这是按我们地球时钟--相对时钟算的，如以大爆炸始点的绝对静止坐标系的原钟--绝对时钟计是230.94亿年)，可算出我们所在所见的宇宙的尺度最大不大于150亿光年，最小不小于138.59亿光年。美国据空间摄影分析得到的空间尺度约是137亿光年，比理论最小值小1%。由于理论指出，宇宙的最外层是朝外传播的光子层，是摄不到的，故实测值小于理论值是正常的。这是迄今为止理论计算与实测吻合最好的结果。既体现了我的理论的价值，又一次地证明了相对论及大爆炸理论的正确！对于声音也是这样，在日常生活中，我们听到的是不同距离的球面上的声源，虽是不同时刻发出的声音，而在同一时刻到达我们的耳朵（或声探测器）的混响的声音。这都是因为，无论是声音还是光，其传播速度都是有限的，经过不同的传播距离需要不同的时间；反之，在同一时刻我们接收到的不同距离的信息（无论是声的还是光的），只能是不同时刻发出的（只有同一距离的球面上的信息才是同一时刻发出的），距离越远发出的时间越早。这些信息不仅携带着发射源的信息，还夹带着传输过程中沿途情况的信息。需要进行认真的分析，才能搞清，哪些是反映信息源的特征的，哪些是传输过程中沿途情况的信息。 所以，对于其第三点也就不用说了，牛顿（包括认为牛顿时空观是金科玉率的人）的错误是把相对静止绝对化而已，并非是没考虑其它星球的作用问题。"从以上分析我们得出结论：地球是否惯性系并不是精度问题，而与我们的合外力有关，如果我们的合外力中包括其他星球引力或不包括地球自转离心力（即使用地球引力而非重力）时，地球就不是惯性系。而直到目前为止，被关在实验室中的人仍然（永远）无法测量出太阳对他所研究的物体的引力和该物体随地球自转时的离心力。"的说法同样也就不确切了。现代天文学早就解决了这些问题。这些天文台也就多数在地球上，天文物理学家也是在地球上！ 至于董说的三个相对性原理，仍是牛顿力学的东西，不能算是董的新发现！ "惯性系却仍然具有像在牛顿力学中一样的特殊优越地位。""所谓‘等效原理'也只是一个局部定律，而不是整体定律。"董对狭义相对论和广义相对论的这二个评价倒是很正确的！ 至于董说"光速不变原理"我在抨击李子丰的文中已说过了："光速可变是常见的物理事实：光从空气中进入水中，光速变慢，从而折射率变大，发生光折射现象；光进入物质密度更大的物质，如玻璃或透明塑料，光速变得更慢，折射率更大，光折射更强，由此，利用玻璃或透明塑料、树脂可作透镜镜片，广泛用于望远镜、显微镜、眼镜镜片。通讯光缆和液晶显示屏也是利用光的这种特性啊！现在利用高密度中子气体已将光速降到每秒几十米啊！说"光速不变"太缺乏物理常识了啊，将其诬赖到爱因斯坦头上，更是不讲道理的了！"光在经过磁星附近或比太阳还强的引力场附近时，光速减慢的现象也可能很明显。光经强引力场再传播到我们这个引力并不强的星球上是作了变速运动而使光程线呈弯曲，使空间看起来呈弯曲的，并非一定要用"空间弯曲使光线弯曲"来解释。说不定爱因斯坦在这个问题上是将因果关系正好颠倒了！ 但是，在不同的星球上物理规律相同，并不等于时空问题与地球上也一样。如果，有朝一日，宇航员在月亮上能生活一个月以上，他们将发现，月球上的一天等于地球上几乎一个月！那如果象地球上一样，以一天作24小时，那月球上的一秒该多长啊！由于月亮上几乎没有空气，不会有光的漫射，从而，只要人站到月亮山的阴影里，他马上就可以看到星空！他看到的星星不再闪烁，比地球上的要明亮得多。日夜的转换，不需要依赖月球的自转，只需观察者空间位置的改变！这不是时间（日夜）和空间（阴影外内）关系的新认识、新观念？！在月亮上无论在月亮山的阴影里外，都可能看到地球，在登月宇航员的眼里，它比我们在地球上看到的月亮直径大七倍多，而且不是象地球上看到的月亮是白里有些阴影，而是彩色的，主色是蓝色，白的云、黄绿的是大地。登月宇航员只能在特殊的生活仓内脱去宇航服，象在地球上那样谈话、吃东西，听音乐、看电视、玩电脑，进行体育锻炼、睡觉。不过那儿比地球上出奇的静，视窗外是没有生气和色调的荒凉的景致。出了生活仓他们只有穿上宇航服，否则，在月亮的荒野，他马上就窒息、血管爆裂而死，在强烈的阳光和宇宙线的照射下很快成为干尸。在宇航服的保护下，他只能通过无线电与同伴通话联系，通过保护目镜观察四周和天空，只能用跳跃的方式行走，因为这样要比漫步省力。他用手做事，也很苯拙，对外没了触觉。他对空间的感觉比在地球上会有很多的不同！当然，他们在月亮上做力学实验，会比在地球上理想得多，因为没了空气阻力，磨擦力也小多（因为重力小了，正压力也就小了）。如果，他们将地球上的一个摆钟带到月亮上，此钟每一秒都比原来慢得多，因为摆动周期与重力加速度的1/2次方成反比！电子表如在宇航服外也无法正确走时，因为石英晶体有压电效应，其振荡频率还与温度有关，而月球的温差实在太大（300度）！由于弹簧秤和电子秤（利用压电效应）是按重力标称的，所以，在地球上生产标称的弹簧秤和电子秤到月亮上秤东西（例如，法码）就会比地球上秤得的轻！只有以杠杆平衡原理秤量的天平、中国的杆秤和磅秤在月亮上仍可用（也要在生活仓内才行，在月野中无空气，温差太大，也会引起误差）。不过在完全失重的宇宙飞船仓中天平、杆秤和磅秤都无法秤量的！但惯性运动就非常明显。 正是月球与地球间的这种引潮力的作用，地球的自转速度越来越慢。根据地质考古，3亿2千万年前，地球一年有400天，6500万年前一年有376天，二千多年来有少了3小时多。这个过程一直要到使地球的一天等于月球绕地球的公转周期，也即一天等于一月！而那时月球离地球要比现在远得多（月球正越来越远离地球，其公转周期越来越长）。所以人类对时间的测量成为一个日常的系统工程，并且是由天文台来承担的（中国古代是由司天监承担）。可见我们的时间测量是与空间测量紧密相关着呢！即使不管相对论的尺缩时涨说，要说时间是与空间相互独立的，也是井底之蛙的无知妄说！
2008/7/21 |