2.2 机械波理论的错误 这些理论都是把牛顿第二定律用于弹性介质中的可变形质元创建的。这里以弹性动力学为例,指出它们应用该定律的错误。为便于比较,下面先写出牛顿第二定律的表达式和弹性动力学中用分析法得到平面波的对弹性质元使用牛顿第二定律的表达式: (18) (19) 比较两式我们看到,(19)式中的位移竟然从对应力的描述上给牛顿第二定律增加了一个空间自变量。这意味着是对牛顿第二定律的改造,表明其使用对象已经起了变化。然而,我们对这种变化却熟视无睹,也未推敲一下牛顿第二定律在此种情况下还能否适用。在我们清楚了质点概念之后,立刻就能发现(19)式的错误。因为无论把弹性质元取得多么小,按数学形式逻辑的取法它始终是个有变形、有内能的弹性物体,近似不成质点。因此,对弹性质元使用牛顿第二定律就是个概念错误,也必产生矛盾。如果因为弹性质元取得小,就可以近似为质点,那么就得忽略它的变形,也就没有了(19)式;如果要保证(19)式成立,根据牛顿第二定律对物体作用具有同时性的要求,就需要增加一个应力在弹性质元中的传播速度为无穷大的条件。然而,由(19)式给出的却是应力传播速度有限的平面波,这就造成应力具有无穷大传播速度的前提与应力具有有限传播速度结论的矛盾。此外,当把平面波解代入(19)式,左端两个应力永远有的时间差,又违背了牛顿第二定律对物体作用的同时性要求,这也证明了(19)式是个错式。可见,弹性动力学在理论上是错误的。这一错误不但被其波方程和边界条件给出的弹性波中都存在毫无原因的不遵从动量与机械能守恒定律的情况所证实,也被愚者建立的弹性波的粒子理论所证实。(19)式反映的潜在问题是,用连续可微的时空函数所表述的我们对弹性介质运动连续性的认识同粒子性的力学规律相矛盾。 在此我们解释一下,既然弹性动力学在理论上是错误的,为什么它还能给出与实验相符的平面波?请看(3)式:如果把(3)式中的机械能守恒方程当作是动能守恒方程(因为波质元就是实质上就是弹性质元,它的弹性势能与动能也相等),(3)式就等效于质点间遵从动量和动能守恒定律的碰撞,说明解决平面波问题的弹性质元等效于质点。那么,对弹性质元应用牛顿第二定律就是把变形应力仅限于产生弹性质元的运动上,而不计它所产生的弹性势能。这就是说,弹性动力学对弹性质元使用牛顿第二定律给出的平面波是符合产生它的宏观机制的,其错误仅仅表现在位移连续性假设在给出运动结果上所带来的对粒子性的破坏。可见,弹性动力学能给出与实验相符的平面波的原因被弹性波的粒子理论揭开了。它为我们证实,一个错误的理论之所以能给出一些与实验相符的结果,是因为在某些具体情况下碰上了它所潜含的正确成份,本文称这种情况为误打误中。对物理学持传统观点的人们,总是将自己的理性认识放在服从实验检验的从属地位,就在于认识不到这种误打误中,从而把自己封闭在实验支持、证实所谓相对真理的圈子里,导致不能正确认识物理学。 应用牛顿第二定律的错误也揭开了物理学创建理论的一种习惯性的手法,就是给已知定理、定律等原规律增添新变量来达到对其推广应用之目的。其实,这是对已知定理、定律的改造,但并不是改变原规律。有的改造后尽管在一定条件(物理条件和观测精度条件)下有近似的适用性,却没有普遍性。就理论而言,因为原规律不包涵新情况,这种改造本身就是对原定理、定律的破坏。如,将静力学的库仑定律、万有引力定律用于解决物体运动问题,在给它们添加时间自变量的同时,随之也为它们的成立增加了作用传播具有无穷大速度的条件。因此,它们对高速运动的物体(与场的传播速度相比其运动速度不能忽略)就不再适用。就理论而言,把静力学规律用于动力学之中就是个最基本的概念错误,其改造本身就是对它们的破坏。下面所谈的电磁波理论就是犯这种错误的典型。 |