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董银立: 关于你写的“进化的力学”,已经有包括沈建其、黄得民在内的支相与反相人士发表了许多评论。我说你写的论文中有正确的东西,也有明显错误之处。如果只是从挑毛病的角度来看待你的论文,谁都可以找出一些错误来教训你应该去学那些那些书。 譬如,你写道:“自转的地球变扁只能证明太阳的存在。”这就是一个错误,凡自转的球体都会变扁,仅是程度不同,这是向心力与惯性力的平衡结果。与有没有太阳无关,而地球绕太阳转动是“公转”,不是“自转”。地球绕太阳转动的轴线与地球自转的轴线实际上有一个夹角,二者并不平行。这表明,你对所探讨的问题还没有做到必要的准确要求。 又譬如,你说“因为麦克而逊——莫雷实验装置的观测者并不能代表所有观测者,该装置相对于地球是静止的,由于不存在‘以太’或‘绝对空间’,所以我们看不到干涉条纹。”,事实上,并非是“看不到干涉条纹”,而是“看到的干涉条纹没有发生位置移动”。你已经在语言表达上面出现了过大错误,别人怎么可能认真对待你写的东西呢?反过来,编写教材的也是人,你为什么不能体谅他们有可能只是发生一些属于表达上面的失误呢? 再譬如,你说“电磁波是存在的,但只有振荡频率较高或高速运动的电场才能激发电磁波,只有在这两种情况下时,电场(位移电流)才表现为电感性。”事实上,振荡频率不高的电场也会产生电磁波。50Hz交流电算高振荡频率吗?10Hz或更底的交流电还算高振荡频率吗?它们都会产生电磁波,仅仅是辐射距离长远不同而以,那是电磁波衰减方面的原因导致不同振荡频率的电磁波能够传播出去的距离不完全相等。这表明你对电磁现象还没有学到足够多的相关知识,发表超出你所理解范围的武断解释,肯定要被内行人取笑。 我希望自己能从包括你在内的所有人士提供的资料情报中,寻找到有用的东西。所以我并不把批评别人作为目的。坦率的说,如果你没有读过大学,能有那么多发现,并且提出了不少正确的见解,已经很难得了!在探索自然世界奥秘的道路上,没有谁是垄断者,只要他有兴趣,都有从事这方面研究的权利。 同时我也要告诉你,电磁现象比力学要复杂得很多。在力学中,dx/dt就是物体运动速度,但在波动理论中,dx/dt不等于波的传播速度。力学和电磁学曾经是我的强项,后来因为改学工程技术,重点放在具体应用方面去了。没有再把精力放在研究“弯弯符号”方面,也就没有对电磁学理论做深入研究。我弟弟倒是吃“波动方程”饭的专业人员,可是他和他的那帮同事也对研究“弯弯符号”不敢兴趣。虽然我们对研究“弯弯符号”不敢兴趣,但决不是不使用数学工具,我们的意思是能够使用简单的数学工具时尽量使用简单的数学工具。而且无论使用的是复杂的还是简单的数学工具,都不允许干违背数学运算规则的事情。 我感觉你写的“进化的力学”还属于“学习心得”,必须通过严格的数学论证,才能使自己、是别人确信那是靠得住的东西。在这里,我把自己在1979年~1983年间写的“学习心得”提供给你参考一下。 一、怎样理解刚体的速度投影定理 我们知道,刚体是一个理想化的物理概念。按照约定,人们把无论受到怎样力的作用,形状都不会改变的物体称为刚体(参见西安大学所编高等学校试用教材《理论力学》P5)。显然,这句话可以表述成:刚体就是这样的理想物体,即在其内部的任意两点间的距离永远保持不变。不言而喻,使得这个要求成立的充分必要条件是:刚体上的任意两点在其连线方向上永远具有相同的运动速度。这就是所谓的刚体的速度投影定理。换句话说,刚体的速度投影定理实际上是刚体定义的定量表达形式。根据同样的推理,我们还可以得到另一个同时成立的结论:刚体上的任意两点在其连线方向上具有相同的加速度。 可是,在教材上却是用公式:Ub=Ua+Uba=Ua+ω·BA来推导证明刚体的速度投影定理。这就明显违背了逻辑规则。因为Uba=ω·BA中的│BA│保持常量与速度投影定理等价。承认│BA│不变,就等于承认了速度投影定理。所以,刚体的速度投影定理不可以用Ub=Ua+Uba 来推导,而只能从刚体的定义直接推理得出。(注:其中Ub、Ua、Uba、ω、BA都是矢量) 二、欧姆定律不是一个基本的自然定律 我们知道,欧姆定律是电路计算公式的出发依据。尤其是在领会不深的人们思想中,往往是把欧姆定律当作金科玉律来对待。事实上,欧姆定律的产生来自于实验所得到的经验公式。排除实验可能带来的测量误差,人们凭直观的想象认为:通过电路中某段导体的电流,与加在该段导体两端的电压成正比,而与该段导体的电阻成反比。这即是人们所熟知的欧姆定律。随着科学技术的发展,人们发现了许多伏安曲线不呈线性的导体。虽然气体导通时的伏安曲线也是一条近似的直线,但它并不通过零点。这样,人们就有必然重新考察过去所给出的欧姆定律是否真的可靠。 回顾一下电阻的定义将发现,虽然电阻在概念上是只导体对电荷运动的阻碍作用,但实际上电阻是用电压与电流来进行定义的导出概念。按照规定,我们把在1伏特的电压降下流过导体的电流为1安培的导体的电阻确定为1欧姆。换句话说,某个导体的电阻,实际上是在规定条件下用加在该段导体两端的电压与同时流过该导体的电流之比值来定义的。所以,欧姆定律仅仅不过是电阻定义的数学表达式子。由于许多导体的电阻可以在相当大的范围内基本保持为常量,加在其上的电压、流过的电流以及环境的温度、气压、湿度等参数间的相互影响可忽略不计,只与导体本身的材料、形状有关,这些导体的伏安特性可以简单的用1个固定的电阻值来进行表示。一般来说,我们把U/I叫做导体的静态电阻(用R表示),而把ΔU/ΔI叫做导体的动态电阻(用r表示)。对于常用的许多固定电阻来说,其静态电阻与动态电阻在常温下是相等的(称为线性电阻),我们可以用欧姆定律来计算它的电压、电流参数。而对导电气体来说,动态电阻r在允许范围内保持不变,但它的静态电阻R不是常数,此时必须改用式子U=U0+rI来计算它的电流、电压参数。对静态电阻与动态电阻都不保持常数的半导体等器件(称为非线性电阻器件),我们通常按大变化量与小变化量两种情况分别处理。电参数变化量较大时,必须按照各个非线性器件的实测伏安曲线,用作图法来进行测算,或者用伏安曲线的模似函数式子通过求解方程来进行计算。而当电参数变化量较小时,我们可以用微分近似式子来进行计算。由此可见,欧姆定律并不是一个基本的自然定律。人们不但不能过份地相信它,而且还应该看到它的成立只是一种近似的结果。在现实中,不存在电阻完全保持不改变的理想元件,这就使得真实的电路并不象欧姆定律的叙述那么简单,它所要考虑的因素还很多。 欧姆定律虽然不是基本的自然定律,但克希霍夫电压定律却是一个真正的自然定律。当然,克希霍夫电流定律不应该作为自然定律来对待,它实际上是对稳恒电流电路的定义所作的定量表达式子。由于自然界中不存在理想的稳恒电流电路,克希霍夫电流定律就只是实际电路的理想化处理。换言之,克希霍夫电流定律只能与刚体的速度投影定理一样成为某个理想化理论系统中的理想假设。在物理学中,像上述这样的例子还可以举出许多。 如果教师只注重介绍物理研究的成功结论而忽视掉物理学的思考方法,所讲授的学问就会陷入玄妙的高深莫测之中。记得在中学读书的时候,我问过物理教师:为什么会有顺磁体与逆磁体之分?教师便把磁分子、安培电流等经典解释找出来作回答。其实这种解答不对,正确的回答应该从物体放进磁场进里,磁场可能出现的情况来进行说明。把一个物体放进磁场里,磁场可能出现的变化显然只有三种情况:磁场被加强、磁场被减弱、磁场强度无变化。按照各种物体在磁场中对磁场的影响情况,我们可以将它们划分为:使磁场加强的为一类叫做顺磁体,使磁场减弱的为相反类叫做逆磁体,剩下的对磁场无影响的物体自然也是一类就叫做中性体了。应该明白,顺磁体与逆磁体乃是自然界中的存在事实。如果所有的物体放进磁场中都是使磁场加强或使磁场减弱,我们也就只会有顺磁体或是逆磁体的概念而无须分类称呼它们了。同理,如果所有物体放进磁场中都不对磁场产生影响,我们也就无须做进一步追纠,而只给出物体对磁场无影响的结论就可以了。那么再问:为什么顺磁体能够使磁场增强呢?这就是更深一层的问题,人们只有深入到物体的组成分子、原子及其结构上去研究才能找到正确的答案。不知道物理学研究的思考方法,就很难不做出错误的选择,而只会把磁分子、安培电流等解释模型拿来作回答。实际上,磁分子、安培电流只是一种假设解释,它们并不真实可靠。要知道,如果仅就达到解释现象的要求来说,人们还可以编造出许多解释原因来。可是,并非能够解释所发生现象的理论就是正确的理论,我们必须按照正确的规则来进行分析、检验,才能发展出真正的称之为科学的理论。总而言之,要想真正掌握好物理学这门基础科学,自己就必须同时掌握好相应的分析思考方法。 同样,道理人们对“牛顿第二定律”也要问一问:它真的永远保持着线性关系吗? Ccxdl 2002年9月23日
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