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上一主题:万有引力和斥力 下一主题:逆子:不要再争了。
致专家学者和同好们的公开信
[楼主] 作者:王建华850  发表时间:2002/10/29 23:48
点击:337次

各位专家、各位同好:您们好!
一﹑我发现创立了一个有关行星运动的新理论。
    目前世界各地的理论界﹑科普书刊﹑大学和高中的普通物理学教科书都是利用﹑“牛顿万有引力定律”和“开普勒行星运动三大定律”,来向社会大众们讲解说明行星是如何环绕着太阳运动的。    
    然而,我从“太阳系质心”的角度入手,通过严谨﹑慎密的逻辑推理和理论分析已经证明:“牛顿万有引力定律”和“开普勒行星运动三大定律”对行星运动规律的解释在理论上是错误的。
    众所周知,所有的理论学说都应该有一个起点。几何学中所有定理的起点,来源于几个简单的公理。宇宙大爆炸的理论起点来源于红移的观察结果,相对论的起点来源于光速不变的观察结果。而开普勒“行星运动周期定律”的起点则是根据早期天文学家第谷教授的天文观测结果归纳分析出来的。
    由于第谷教授进行天文观测的设备太原始、太落后,因此他的天文观测结果可能存在着一定的观测误差,而隐藏在第谷教授天文观测结果中的数学关系式(即“行星运动周期定律”)也太复杂,从而使得开普勒不是在短时间内,而是花费了九年的时间才分析归纳出了“行星运动周期定律”。从这两点来讲,开普勒利用第谷教授的天文观测结果所分析归纳出来的“行星运动周期定律”与行星的实际运动可能存在着一定的人工误差。
    既然牛顿万有引力定律的起点,来源于开普勒“行星运动的周期定律”,那么牛顿分析研究万有引力定律的起点,就不属于直接的客观事实。而是属于可能包含有人工误差的观察定律,
    与牛顿不同的是,我分析研究新万有引力定律的起点,则来源于百分之百正确的客观事实。即“行星在近日点环绕太阳运动的速度最大,到太阳的距离最小,而行星在远日点环绕太阳运动的速度最小,到太阳的距离最大”。在科学技术发达的今天,这两个正确的客观事实是非常容易确定的。例如:人造卫星在近日点环绕地球运动的速度最大,到地球的距离最小,而人造卫星在远日点环绕地球运动的速度最小,到地球的距离最大”。
    由于牛顿是利用开普勒的行星运动周期定律做起点,来分析研究万有引力定律的,而我则是利用正确的客观事实做起点,来分析研究万有引力定律的,因此从理论上讲,我分析研究“万有引力定律”的起点和过程,比牛顿分析研究的起点和过程更简单、更合理、更科学。

二﹑我是从“太阳系质心”这一角度来分析研究行星运动的。而牛顿和开普勒都是从“太阳质心”这一角度来分析研究行星运动的。
    对于太阳和行星之间的运动来讲,古希腊天文学家托勒密于公元二世纪,提出了“地心说”运动模型。即用地心做参照系的原点来分析说明行星的运动。一千多年后,波兰天文学家哥白尼修正了“地心说”,提出了“日心说”运动模型。即太阳位于太阳系的中心静止不动,而包括地球在内的行星都是环绕着太阳运动的。很显然,日心说运动模型是用太阳质心做参照系的原点来分析说明行星的运动。
    在太阳系中,由于太阳的质量非常大,而其它行星的质量都很小,如果我们把太阳系看成是一个质点系统,那么根据质点系统质心的定义式可以证明:哥白尼的“日心说”运动模型,在理论上只是一个与太阳和行星们环绕太阳系质心实际运动非常近似的运动模型。
    然而,对于太阳系之外其它的恒星系来讲,如果恒星系中包括两个太阳,或者恒星系中的太阳质量占恒星系总质量的百分数不是很大时,那么根据质点系统质心的定义式可以证明:哥白尼的“日心说”运动模型,与恒星系中的太阳和行星们环绕恒星系质心实际运动的误差是较大的。此时哥白尼的“日心说”运动模型,在这些恒星系中是否仍然正确呢?这显然是非常令人怀疑的。
    为了修正哥白尼“日心说运动模型”的理论缺陷,我通过严密的理论分析研究后,提出了“太阳系质心说”运动模型。即用“太阳系质心”做参照系的原点来分析说明行星和太阳的运动。
    如果我们把太阳系看成是一个质点系统,那么无论太阳质量和行星质量是大还是小,太阳和所有的行星都属于“太阳系质点系统”中的质点。此时根据“牛顿力学”可以确定:太阳系中所有的质点(即太阳和所有的行星)始终都是环绕着“太阳系质心”运动的。
    从理论上讲,牛顿和开普勒是从“太阳质心”这一角度来分析研究行星运动的。而我则是从“太阳系质心”这一角度来分析研究行星运动的。如此说来,牛顿万有引力定律就是从“太阳质心”这一角度分析研究出来的,而我发现的新万有引力定律则是从“太阳系质心”这一角度分析研究出来的。
    人们从不同的角度,观察同一个事物会得到不同的结论。例如:对于平面内的圆曲线来讲,如果在平面内观察它,那末它就是一条直线,如果在平面和圆曲线的外侧观察它,那末它就是一条椭圆曲线,如果在平面和圆曲线的正上方俯视它,那末它才是一条圆曲线。
    同样的道理,由于太阳质点系统中所有的质点始终都是环绕着“太阳系质心”运动的,而不是环绕着太阳质心运动的,因此我分析研究“万有引力定律”的角度,比牛顿分析研究“万有引力定律”的角度更合理,更科学。从这一点来讲,我发现的“万有引力定律”比“牛顿万有引力定律”更合理,更科学。

三﹑“牛顿万有引力定律”和“开普勒行星运动三大定律”的错误主要表现在以下几个方面。
(1)﹑“牛顿万有引力定律”与“能量守恒定理”是互相矛盾的。
    由于太阳和所有的行星都是环绕着“太阳系质心”运动的,因此太阳和所有的行星环绕太阳系质心运动的速度是会发生变化的。从这一点来讲,太阳参照系在理论上就不是一个严格的惯性参照系。在牛顿力学内,当参照系本身的运动速度增大(或者缩小)时,会使参照系中质点系统的动能缩小(或者增大)。由于太阳也环绕着太阳系质心运动,因此根据质心的定义式可以确定:太阳环绕太阳系质心运动的速度,在太阳距离太阳系质心最近的点达到最大值;而在太阳距离太阳系质心最远的点达到最小值,(因为部分太阳动能转化成了太阳系的引力势能)。
    当我们在太阳参照系内观察太阳和行星两者的总动量时,太阳的动量始终是等于零的。由于行星近日点所对应的太阳速度(即太阳此时环绕太阳系质心运动的速度),与行星远日点所对应的太阳速度(即太阳此时环绕太阳系质心运动的速度)不相等,因此行星和太阳两者在近日点所具有的动能和引力势能之和,与两者在远日点所具有的动能和引力势能之和是不相等的。从这一点来讲,在太阳参照系内,我们不能直接利用“能量守恒定律”(即总机械能守恒定律)来分析讨论行星环绕太阳运动的总动量。
    由于所有外部力量作用在“太阳系质心”上的矢量之和始终等于零,因此太阳和行星环绕“太阳系质心”的运动,必然会受到一些自然规律(即相关物理学原理)的约束。由于太阳相对于太阳系质心来讲也有一个轨道动能。因此太阳和行星环绕“太阳系质心”的运动,应该满足“能量守恒定理”的要求。即太阳和行星两者环绕“太阳系质心”运动所具有的动能与引力势能之和应该是一个保持不变的常量。而不应该是行星环绕太阳运动所具有的动能与引力势能之和是一个保持不变的常量。
    此外,我从太阳系质心的角度,通过严谨﹑慎密的理论分析已经证明:在“太阳系质心参照系”中,根据牛顿万有引力定律所确定出的,太阳和行星的动能与引力势能之和不是一个保持不变的常量。而是一个变量。由此可以确定:“牛顿万有引力定律”与“能量守恒定律”是互相矛盾的。
(2)﹑“牛顿万有引力定律”与“角动量守恒定理”是互相矛盾的。
    当我们在“太阳参照系”中观测行星运动时,那末行星就具有一个环绕着太阳运动的角速度。同理,由于太阳和所有的行星都是环绕着“太阳系质心”运动的,因此当我们在“太阳系质心参照系”中观测行星运动时,那末太阳和所有的行星都具有一个环绕着太阳系质心运动的角速度。需要指出的是:行星环绕“太阳系质心”运动的角速度,与行星环绕太阳运动的角速度,是两个不同参照系中的角速度。这两个不同角速度的变化,在数学上是有一定关系的。我的学术论文对这两个不同角速度的数学变化关系进行了一定的分析和论述。
    由于“太阳系质心”参照系是一个惯性参照系,而太阳和所有的行星相对于太阳系质心来讲都具有一定的轨道角动量。因此根据“角动量守恒定理”的要求,太阳和所有的行星环绕“太阳系质心”运动的轨道角动量之和就应该是一个始终保持不变的常量。应该指出的是:由于太阳相对于太阳系质心来讲具有一定的轨道角动量,因此行星环绕太阳运动的轨道角动量就必然无法满足“角动量守恒定律”的要求
    从数学关系式上讲,开普勒“行星运动面积相等定律”中的角速度是行星环绕太阳运动的角速度,不是行星环绕太阳系质心运动的角速度。我从“太阳系质心参照系”的角度,通过严谨﹑慎密的理论分析已经证明:开普勒的“行星运动面积定律”,在“太阳系质心”参照系中不是一个常量,而是一个变量。此外,我通过理论已经证明,在“太阳系质心”参照系中利用“牛顿万有引力定律”所确定出的太阳和行星两者的轨道角动量之和也不是一个常量,而是一个变量。由此可以确定:开普勒的“行星运动面积定律”和“牛顿万有引力定律”两者与“角动量守恒定理”是互相矛盾的。
    实事上,天文学家们根据天文观测结果已经确定:行星环绕太阳运动的轨道角动量不符合“角动量守恒定律”的要求。
(3)﹑“牛顿万有引力定律”中的引力常数G与自然界中的引力常数不是同一个事物。
    万有引力常数G在自然界中应该是一个常量。牛顿万有引力定律中的引力常数G是假设出来的,不是通过理论分析推导出来的。而在我发现的新万有引力公式中的引力常数G则是通过理论分析推导出来的。我通过理论分析已经证明:“牛顿万有引力定律”中的万有引力常数G不是一个保持不变的常数。而是一个变量。进一步讲,在同一地点,当人们到地球中心的距离不断缩小时,此时牛顿万有引力定律中的引力常数G是不断增大的。当人们到地球中心的距离不断增大时,此时牛顿万有引力定律中的引力常数G是不断变小的。从这一点来讲,“牛顿万有引力定律”中的引力常数G与自然界中的引力常数是两个不同的事物。或者说:牛顿万有引力定律中的引力常数G此时已经是“名存实亡”了。
(4)﹑行星环绕太阳运动的轨道不是椭圆轨道。
    开普勒的“行星运动轨道定律”认为:行星环绕太阳运动的轨道是椭圆轨道,太阳位于椭圆轨道的一个焦点上。由此根据椭圆曲线的性质可以确定:行星近日点的曲率半径与行星远日点的曲率半径相等。
    然而,我从太阳系质心的角度,通过严谨﹑慎密的理论分析已经证明:行星环绕太阳运动的理论轨道不是椭圆轨道。行星近日点的曲率半径,比行星远日点的曲率半径小。行星环绕太阳运动的轨道应该是一个“蛋圆轨道”,该“蛋圆轨道”的曲线类似于鸡蛋壳长轴的剖面曲线。本人由此把该轨道曲线定义为:“蛋圆曲线”。
实事上,天文学家们根据天文观测结果所确定出的行星轨道就不是一条椭圆曲线。
    应该指出的是:我仔细地查阅过权威性的《数学手册》,在《数学手册》中没有找到数学家们关于“蛋圆曲线”的定义和论述。我所定义的“蛋圆曲线”在数学上具有以下几个性质。
[1]﹑我们知道,椭圆曲线在数学上具有两个焦点。而我所定义“蛋圆曲线”在数学上只具有一个焦点。(太阳系质心位于该焦点上。)

[2]﹑“蛋圆曲线”没有短轴,只有长轴。
[3]﹑“蛋圆曲线”是以长轴为对称轴的曲线。
[4]﹑“蛋圆曲线”长轴两端点的曲率是不相等的。
[5]﹑“蛋圆曲线”长轴端点的曲率半径大于该端点到太阳系质心的距离。
[6]﹑“蛋圆曲线”上的每一点都对应着一条椭圆曲线。不对称的“蛋圆曲线点”对应着不同的椭圆曲线。
[7]﹑“蛋圆曲线”上的每一点所对应的椭圆曲线的离心率都是相等的。
[8]﹑“蛋圆曲线”具有一个焦点参数P,该焦点参数P是一个变量,或者说焦点参数P是极角θ的函数。即 P=f(θ)。
    实事上,天文学家们根据天文观测结果所确定出的椭圆轨道的焦点参数P就不是一个常量。

四﹑利用牛顿和开普勒的理论无法分析证说明下面的几个问题。
(1)﹑无法分析说明水星近日点进动的问题。
    根据牛顿和开普勒的理论学说,在太阳引力的作用下,水星的公转轨道应是一个封闭的椭圆曲线。但实际上水星的公转轨道不是一个封闭的椭圆曲线,而是每公转一周期其近日点(轨道上离太阳最近的一点)在不断移动。这种现象称为近日点进动。近日点的移动也就是椭圆轨道长轴的转动。
    水星的近日点进动每世纪达到5601秒。利用牛顿和开普勒的理论学说只能解释5558秒,还有43秒的进动无法解释。人们虽然可以用“广义相对论”来解答这个问题,但“广义相对论”也只过是仅仅从几何学的角度计算出了这43秒。它并没有从物理学或运动学的角度向人们说明,水星的近日点为什么会发生进动。不过“广义相对论”从几何学的角度计算出的这43秒,应该看成是太阳的影响,而不是其它行星的影响。因为是太阳使时空弯曲了,而不是其它行星使时空弯曲了。其实水星轨道进动的问题根本和“广义相对论”无关,它只不过说明了人们分析解释行星运动规律的理论出现了问题。
    由于太阳是环绕着“太阳系质心”运动的,而所有的行星也分别环绕“太阳系质心”做周期不同的运动,因此太阳环绕“太阳系质心”运动的速度,以及太阳到“太阳系质心”的距离都是不断变化的。受其影响每一个行星环绕太阳运动的轨道必然会发生一定的变化。从这一点来讲,所有的行星都存在着轨道进动的问题。而不仅仅只是水星轨道会发生进动。
    行星轨道进动的问题,与人们平时玩的呼啦圈游戏非常相似。当一个人同时玩耍多个呼啦圈时,我们可以把多个晃动的呼啦圈看成是多个行星轨道,把玩呼啦圈人的腰部中点看成是“太阳”,由此可以看出当“太阳”发生周期性晃动的时候,多个呼啦圈轨道也随着腰部的晃动而进动了,这种很形象的解释比起书本上先用其它行星的引力直接影响水星的运行轨道发生了进动,然后再用广义相对论来解释进动数值的大小要明显的简单扼要。
(2)﹑无法分析说明太阳系总能量为什么是负能量的问题。
    假定太阳系统只包含太阳和一个行星,该系统的总能量应该等于太阳和行星两者总动能与引力势能之和。在太阳参照系中利用牛顿力学通过计算可以确定:太阳系统的总能量等于行星在某一轨道点上的引力势能。引力势能是一种负能量,它的物理学含意是把行星从无限远处移动到该轨道点处外力所做的功。既然太阳系统的总能量是负的能量,那么则说明有某一种外力对太阳系统做了功,即把太阳系统从无限远处移动到了现在的位置。虽然太阳系统是环绕银河系中心运动的,但太阳系统环绕银河系中心运动的引力势能绝对不等于行星环绕太阳运动的引力势能。那么究竟是谁,或者是那一种外力对太阳系做了功呢?很显然,利用牛顿和开普勒的理论是无法解释这个问题的。
    此外利用牛顿和开普勒的理论无法说明:“太阳惯性系统的总能量为什么不等于零?”这个问题。从理论上讲,我们可以把太阳系统的全部质量,看成是集中在太阳系质心上。由于可以把太阳系统看成是“惯性参照系”,因此所有外部力量作用在太阳系质心上的矢量和应该始终等于零。从这一点来讲,当我们用太阳系质心做参照系原点时,那么太阳惯性系统的总能量应该始终等于零。然而在我的新理论中,太阳系统的总动量是等于零的,即太阳和行星两者环绕“太阳系质心”运动的总动能等于太阳系统的总引力势能。由此可以确定:没有谁,或者那一种外力对太阳系统做了功呢。
(3)﹑无法分析说明行星轨道长轴两端点的曲率半径为什么是相等的。
    根据开普勒“行星轨道定律”可知,行星环绕太阳运动的轨道是一条椭圆曲线。又根据椭圆曲线的性质可知,行星轨道长轴两的端点的曲率半径都等于椭圆曲线的焦点参数P。
    然而,行星在近日点环绕太阳运动的速度以及到太阳的距离,与行星在远日点环绕太阳运动的速度以及到太阳的距离分别是不相等的。那么是什么客观原因导致了行星轨道长轴两端点的曲率半径必须相等呢?是其他行星的影响吗?是“动量守恒原理”和“角动量守恒原理”的影响吗?
    很显然,利用牛顿和开普勒的理论是无法解释这个问题的。然而在我的新理论中是不存在这个问题的。
(4)﹑无法分析说明万有引力指向的力心在什么位置。
    如果我们忽略不同行星之间的引力影响,或者假设太阳系中只包含着太阳和一个行星。那么利用牛顿力学可以确定:行星在近日点环绕“太阳系质心”运动的切线速度垂直于行星到“太阳系质心”的距离。由于行星此时到“太阳系质心”的距离是最小极限圆的距离,因此行星在近日点环绕“太阳系质心”运动的向心力是指向“太阳系质心”的。由于太阳质心和“太阳系质心”两者之间的距离非常微小,因此行星在近日点的向心力可以近似地看成是指向太阳质心的。
    同理,由于行星在远日点环绕“太阳系质心”运动的切线速度也垂直于行星到“太阳系质心”的距离,而行星此时到“太阳系质心”的距离也是最小极限圆的距离,因此行星在远日点环绕“太阳系质心”运动的向心力也是指向“太阳系质心”的。于是行星在远日点的向心力也可以近似地看成是指向太阳质心的。
    然而根据开普勒“行星轨道定律”我们会得到一个难以解释的问题。由于远日点到太阳的距离等于远日点的曲率半径(即等于椭圆曲线的焦点参数),因此行星在远日点环绕太阳运动的向心力不是指向太阳的。而是指向另一个椭圆轨道的焦点。如果说行星椭圆轨道中的一个焦点是力心,而该力心与太阳质心重合,那么另一个焦点是什么呢?该焦点在物理学或者在天文学中含意是什么呢?是“太阳系质心”吗?
    很显然,利用牛顿和开普勒的理论是无法解释这个问题的。
(5)﹑无法分析说明太阳和行星为什么不是环绕着“太阳系质心”运动,而行星为什么始终环绕着太阳质心运动。
    如果我们把太阳系看成是一个质点系统,那么对于“太阳系质点系统”来讲,无论太阳的质量和行星的质量是大还是小,太阳和行星们都属于“太阳系质点系统”中的质点粒子。由于可以把太阳系看成是“惯性参照系”,因此我们在理论上就可以假定:所有外部力量作用在“太阳系质心”上的矢量之和始终等于零。此时根据“牛顿力学”可以确定:太阳系中的质点(即太阳和行星们),始终都是环绕着“太阳系质心”运动的。
    由于开普勒“行星轨道定律”认为行星是环绕太阳运动的,因此利用牛顿和开普勒的理论是无法解释下面两个问题的,即太阳和行星为什么不是环绕着“太阳系质心”运动?而行星为什么要始终环绕着太阳质心运动?

五﹑有人愿意帮助我向权威理论挑战吗?
    有的学者认为:由于“牛顿万有引力定律”经历过几百年实践的检验,并在实际应用中获得了巨大的成功。因此“牛顿万有引力定律”在理论上不可能是错误的。此外,有人根据“实践是检验真理的唯一标准”认为:我发现的新万有引力定律要想公开发表,就必须在实践中进行全面的检查验证,否则是不可能发表的。然而我只不过是一个普通的老百姓。我一没有观测行星运动的精密仪器,二没有雄厚的资金,三没有高层的关系,四没有机会认识有关的权威人士。这四个我完全不具备的条件,就决定了我的新理论要想公开发表是非常困难的。
    不过在科学历史的发展过程中,并非每一个新理论学说都必须经过实践的检验后才能发表。据我所知,在学术界发表论文还没有要求“必须经过实践检验”这一条。否则在科学历史的发展过程中,不会有那么多的伪科学出现了。
    为了使我的学术文章能够得到公开发表,我走南闯北耗费了很多精力,托人拉关系也花费了不少钱财。然而,由于受到很多因素的影响和限制,无论我怎样做出努力,我分析研究“万有引力定律”的学术文章,至今仍然没有机会在相关的学术刊物上获得公开发表。
    对于“牛顿万有引力定律”和“开普勒行星运动三大定律”,中的错误,迟早会有某一个民族,或者某一个地区的人发现并进行批评指正的。既然我们有可能是世界上第一个在理论上发现了“牛顿万有引力定律”错误的人,或者在理论上比其他地区的人更早地批评指正了这个错误,那末有关的专家学者是否应该花点时间和精力,来审查验证一下我发现的新万有引力定律是否正确呢?在近代科学史上,我们能够引以为自豪的“理论学说”不是很多。诺贝尔奖设立一百多年了,我们的获奖人数很少。这种状况与中华民族的国际地位是很不相称的。
    我的学术论文大约有一万八千字,里面包含有许多数学关系的分析和推导,还有一个示意图。对于怎样才能使人们和社会了解我的新思想和新学说,我现在真是感到“上天无路,入地无门”。在百般无奈的情况下,我只能请求专家学者和同好们给予指导和帮助,
    我非常希望专家学者们能在理论上审查验证一下我所发现创立的“万有引力定律”是否正确科学。或给我一次公开发表学术文章机会,从而使人们和社会能够真正地了解确定,我所发明创造的“万有引力定律”和行星运动轨道理论,是否比“牛顿万有引力定律”和“开普勒行星运动定律”更合理,更科学。
                   谢谢!
      王建华  2002年10月29日
我的电邮:wangjianhua850@msn.com

 

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