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《新物理》一书读后感--兼与齐绩老师商榷 近几日我有幸拜读了大庆石油学院齐绩老师的《新物理》一书。掩卷之余，感想颇多，受益匪浅。 文如其人。可以看出齐绩老师是一位治学态度严肃、研究作风非常认真的人。年仅四十，即对现代物理学有了这么深刻的认识和独到的见解，实在令人钦佩。很高兴我与齐老师能有62.5%的共识，当然更希望我们的共识能再进一步扩大。为此特写本文，仅供齐老师参考。 书的开头齐老师就说出了自己"那份快乐、激动的心情"，以致让我都不好意思说"不"了。但为了追求真理，展开讨论，有些不同见解还是不可回避的，善意的批评是难免的，相信齐老师能够理解。我们先说共同点。 一、我赞同书中对狭义相对论的批评意见 我一向认为：没有任何物质的空虚空间是不符合现实的，光速不变原理和相对性原理都是错误的，对洛伦兹变换公式的推导过程是不可理解的，应用洛伦兹变换所得出的结论都是荒谬的。 狭义相对论本末倒置，将光速不变原理置于至高无上的地位，却将时空变成了它的次生物；由于以太找不到，于是就认为所有惯性系都等价了，静参照系可以任意假定；为了让光速不变原理成立，不惜削足适履，随意制定规则，拼凑出一套所谓洛伦兹变换式。此举虽然让光速不变原理得以成立，但在其它地方的应用却产生了许多奇谈怪论。它使变换后的时空点发生了不正常的偏移，将时空线变得扭曲，使人们的理解产生了分歧。如果这仅仅是一种数学游戏倒也罢了，可是现代物理学却偏偏将之奉为真理，把它作为自己的理论基础，这不能不说是物理学史上的悲哀。 二、我赞同书中将"无形态物质"作为物理规律依赖的基础的思想 "无形态物质"有人把它叫做"新以太"，我曾叫它"真空场"，现在则称之为"空间基态场"。 我在《我们究竟应该建立一个什么样的时空理论？》一文中曾指出：这个场是激发产生引力场、电磁场以及电磁波等的基础，是制约光速使它能够保持恒定的前提；是实粒子产生的土壤和湮灭后的归宿，是容纳所有实物质系统在里面悬浮、运动的海洋；这个场作为公共背景物质，还使物体间的隔离及相对运动有了实际的物理意义；它使物体有了惯性运动和惯性力产生；它也是使物体的时空特性能够发生改变的外部原因。这一切如离开了空间的物质性则都是不可思议的。按照现代宇宙学理论，宇宙空间至少在距我们150亿光年远的半径范围内是连续、均匀、统一的。这为其中所有实物质的运动、演化提供了广阔的舞台。我的这些想法与齐老师是不谋而合的。 虽然在基态场中建立绝对静参照系无所挂靠，很不方便，但是我们完全可以在质量相对很大的物体上建立近似的静参照系。 三、我赞同书中将质量和惯性概念严格区分开来的想法 我早就主张：质量的本义就应该是反映物体所含物质的多少。根据物质的不同性质，可从多个角度来反映它。现在常用的有：引力质量、惯性质量、数量、体积、密度。处于封闭状态的物体质量应该是固定不变的。其测量数值还与某些因素有关，所以测量值大小的改变有时并不说明物质的多少也发生了改变。 而惯性则是反映物体对改变其运动状态的反抗能力。其大小称作惯量比较合适。惯量大小当与物体的质量大小成正比，除此外它还极可能与他所处的空间区域和运动状态有关，它在运动过程中是变量。所以如将牛顿第二定律改成"加速度与物体的惯量成反比"恐怕将更确切。 "惯性质量"从字义上看，与其表示惯性倒不如用来表示质量更合适。 除上述外，我还认为：质量和能量、电场和磁场、时间和空间的概念也应该严格区分开来。它们的性质完全不同，不存在相互转化的可能性。 四、我赞同书中对时间和空间的描述 齐老师认为：时间是我们对宇宙存在、变化过程的总体量度，我们是在地表使用熟知的时间系统作为标准来描述的，个别时钟的变慢绝不代表总体时间的变慢。空间像个大而无外的容器，它容纳了整个宇宙的物质。 我在《坚持时空相对和绝对性的辨证统一 为现代物理学大厦奠定牢固的基础》一文中也指出：时间、空间都是客观存在的抽象概念，是我们从物质的存在、运动和变化中提取它们的共同特征而形成的，它一经形成即不再受个别事物的干扰（就像市场上的个别成交价格并不改变市场的价格一样）。其中时间是我们从物质的运动、变化过程中认识到它的一维性、连续性、均匀性及统一性的，它是包容所有事物并运载它们一起前行的一条长河；而空间则是我们从物体的形状、位置及运动中认识到它的三维性、连续性、均匀性及统一性的，它是所有物质共用的场所。现实的空间都是充满了基态背景物质的物理空间，我们可以忽略背景物质的存在，但绝不应该不承认它的存在。 五、我还赞同书中对宇宙大爆炸理论的批判 前一段我受台风的启示，发现台风和恒星系的照片竟然如此相似，于是就联想到：银河系及其它各恒星系的旋臂是不是意味着周围物质现在还在向内移动呢？星系中心是一个超大熔炉，可以熔化一切物质并产生另一些新物质；当收缩到一定程度时就会发生巨大爆炸，将所有物质都分散开来，然后再慢慢形成新恒星、新星系？我们都知道：恒星就像内燃机气缸内的气体一样，当收缩到一定程度时就开始燃烧，最后将发生爆炸而解体。看来宇宙内这种局部的物质震荡是循环无穷的。但宇宙作为一个整体的爆炸却是不可能的。因为不仅大爆炸的"奇点"来源不明，爆炸起因也难以说清。更为可怕的是：我们周围是不是还有这种"奇点"，它要是再发生大爆炸可怎么办呢？ 宇宙在空间上是无限大的。从逻辑上讲，宇宙内的物质当其间距趋于无穷远时，必然表现为引力。否则由于扩散我们这个物质世界就"没"了；而当彼此间距趋于无穷小时则必将表现为斥力，否则由于无限收缩我们这个物质世界也会"没"了的。所以它只有在中间距离上震荡。 宇宙在时间上也是无限长的。在经过了无限长的过去之后，我们的宇宙现在应该达到了它的稳定状态：总体呈均匀分布，各向受力大体平衡。所以它现在的这个样子也应该是它在无限远的将来的样子。我们在爬山时就常有这样的想法：不知山那边究竟什么样？可是等爬到山顶一看：原来那边和这边差不多。所以我认为：如果这个银河系不存在了，但在另外一个地方，肯定还会有新的银河系产生出来。 "宇宙有限"、"大爆炸理论"无疑是资产阶级世界观的反应。他们心胸狭窄、目光短浅，混淆有限和无限的不同性质，将局部的现象无限外推，于是就得出了荒唐至极的结论。我们这些马克思主义者能同意吗？ 再说与齐老师的不同点。 一、我不同意书中说的"光速与无形态物质密度的1/2次方成反比"这一论断 因为无形态物质的模量不是一个定值，它定与无形态物质的密度相关。 回顾我的研究历程，当年我曾想利用光速和气体的声速公式，推算出空间基态场的密度。可是突然发现：气体的体积模量竟与压强成正比，而压强又与密度成正比，结果密度被抵消了。声速竟成了一个与密度无关的量。齐老师应该知道下边的声速公式吧？ v = sqrt (γP/ρ) = sqrt (γRT/μ) 至于液体、固体和无形态物质，虽然其模量倒不一定还与密度成正比，但两者肯定相关。这是毋庸质疑的，于是这条路就被堵死了。 后来我想：是不是在物体内由于各质点延迟了对光的二次发射而造成了群体光速的减慢？于是我就研究了一些透明物质的折射率和密度的关系。经统计后发现：折射率减1与密度确有一定的比值，其大小在2.3×10-4) m^3/kg 左右。 即 (n -1 )/ρ= kc ≈ 2.3×10^(-4) m^3/kg 按照这个规律可得地球大气在不同高度上的折射率为 n = 1 + (n。- 1 ) e ^ (-h/H) 我利用这个公式成功算出地平线光的大气折射角为39分。 二、我不同意书中说的"在地球表面无形态物质完全被地球带动着"的观点 虽然"光行差现象"我个人认为不能再说明"以太不被拖拽"，但我们还有其它方面的若干证据。 1. 书中介绍的密勒在威尔逊山上的实验是不全面的，不足以说明问题。首先密勒实验是在一天中的什么时间做的？中午还是子夜？那么早晨和晚上将是什么结果呢？其次，它在其它高度的山上重做这一实验没有？如果没有做则是一重大缺陷！再就是以太风的零速点恰巧是在地球表面么?能不能再高些呢？如果是在月球上，那么以太风还有没有零速点呢？在地球上空的以太风场究竟呈什么形状呢？ 2. 如果"在地球表面无形态物质完全被地球带动着"，那么利用光纤陀螺仪我们将再也不可能测出地球自转的角速度来。而事实上我们知道：是能的！ 3. 如果"在地球表面无形态物质完全被地球带动着"，那么傅科摆的摆向将再也不会随着时间发生转动。 4. 如果"在地球表面无形态物质完全被地球带动着"，那么浴盆的放水漩涡（还有台风、龙卷风）将失去了旋转的理由。 5. 如果"在地球表面无形态物质完全被地球带动着"，那么地球的赤道半径就没有变大的理由。此时将物体放在两极上和赤道上应该没有什么不同。 6. 从力学机制上说，地球表面的无形态物质到底是被谁带动的？地球的引力场吗？那么水中的无形态物质又是被谁带动的？各物质质点吗？我们知道液体、固体虽然看起来非常致密，可里面的空间实际上非常的大！原子核和电子的尺度都在万分之一以下。相当于一立方米内只有几十粒灰尘，它们能带动什么呢？那么是不是又该电磁场了？如果是电磁场，那么地球表面的无形态物质又靠什么来带动呢？ 7. 朱永强的实验也不全面。我不知道当将实验装置反向运动时会得到什么结果。如能收到反向的磁场信号，这将说明相对地面静止仅只是磁场的一个零参考点。 所以我认为形形色色的"拖拽说"应该到此休矣！那么迈-莫实验结果又该如何解释呢？ 我认为：在宇宙空间中，一切靠电磁力结合起来的物体在运动过程中其纵向长度缩短都是真实发生的，一切靠电磁力振荡的的物质系统其运行频率的减慢也都是真实发生的（其机制我们暂且莫论），也就是说"尺缩钟慢"现象确实存在。这样以来迈-莫实验结果也就迎刃而解了。不仅只此，我们还可以得出一个重要规律，即"闭路光速不变原理"：在任何做惯性运动的物体上或惯性系中，测量任意闭合路径所得的平均光速都是一个恒定值。但各个方向的单程光速却变得不再相同。设光线方向与x′轴的夹角是β′，那么在绝对运动速度为u的惯性系中，光在各个方向上的速度将是 c′= c / (1 + cosβ′u / c) 其光波面呈椭圆球形。此时超光速现象完全可以发生，但这只是测量的结果。其它"超光速"现象的发生，我认为那绝不是在现实的空间中，应该是特定的粒子或在特定的空间中内才能发生的事。 由此我们还可以得到一套可以替代洛伦兹变换的公式。它们分别如下 x＇= (x - ut) / SQRT(1 - uu/cc) y＇= y z＇= z t＇= t SQRT(1 - uu/cc) 我通过进一步的研究，还得出在运动的惯性系中，如果布满均匀的透明介质，那么各个方向的光速将是 c″= c / (n + cosβ′u / c) 其光波面仍呈椭圆球形 三、我不同意书中对斐索实验的解释 既然我在前边已经说了"光速与无形态物质密度的1/2次方成反比"这一论断并不成立，那么齐老师利用无形态物质密度和速度的叠加原理以及该论断所进行的推导过程还能正确吗？其最后得出的结果岂不有"歪打正着"之嫌？ 速度叠加没有错，我在研究过程中也运用了叠加原理。 在一静止的参照系中，如果布满均匀、透明的且沿x轴向做匀速运动的介质（就像我们站在地面上刮大风一样），那么光在各个方向的速度就应该是等于介质的运动速度u和光在介质内的折射速度的叠加。而光在介质内的折射速度又等于光相对介质的入射速度除以运动折射率，即（用黑体字表示矢量） v = u + (c - u) / n′ 其中运动折射率n′与方向有关。即 n′= c′/ c″= (n + cosβ′u / c) / (1 + cosβ′u / c) 在x轴方向，cosβ′= 1 则 v = c (c + nu ) / (nc + u ) 当u << c 时 得 v = c/n + u (1 - 1/nn ) 在x轴反方向，cosβ′= -1 则 v = c (c - nu ) / (nc - u ) 当u << c 时 得 v = c/n - u (1 - 1/nn ) 可见拽引系数也得 f = 1 - 1/nn 这就像大风中的一盏灯，它的光波面被吹偏了。 耐人寻味的是当u → c 时 将有v → ±c 光被介质完全拽引，故不存在超光速的情况。 因本文篇幅已经较长，故其它问题在此就不再赘述了。
总之，面对物理学现有的种种实验事实，如何建立一个正确的时空理论，这确实考验着我们的智慧。我们不可以顾此失彼、偏听偏信，应综合所有的事实进行筛选。去粗取精、去伪存真，然后再进行比较权衡，才能得出客观公正的结论。多年来虽然我一直在进行这方面的努力，但至今仍然还有许多困惑。 以上所述只是我读书后的初步感想，不当之处还请齐老师和诸位网友指正。
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