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[楼主]  [31楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/03 21:04 

第一篇
《关于两种时空观的对话》
葛兴:
两位好!闲话少说,我们现在就开始讨论时空吧。
时空问题历来是物理学家们所津津乐道的问题。但是奇怪的是时间和空间并没有一个统一的精确定义,于是各人有各人的定义,大家都争得不亦乐乎。
什么是时空呢?时空是一个物理问题,只能从具体的物理过程中推导和抽象。由于资料的繁杂浩大,这里主要地讨论亚里士多德、伽利略、牛顿、爱因斯坦和当代的最新时空观。

宗荣:
从亚里士多德时代开始,对空间和时间就有许多论述。他对时空的论述很多,这里只能作简单介绍,如果全面介绍那就显得篇幅太长。
亚里士多德第一次明确地把处所作为自然哲学的基本概念之一加以考究。他系统总结了当时希腊人一般持有的处所概念,反复、仔细地考察分析了各种观点,肯定了处所属于物体,但与特定物体可以分离,最后得出某物体的处所是该物体的包围者之内界面的结论;其次,他提出了天然处所的概念,赋与不同的处所以绝对的不均匀性。
事实上,空间三种常见的概念一一广延、处所和虚空经验都出现在亚里士多德的头脑里,
亚里士多德认为虚空不存在。
纵观整个自然哲学的历史,肯定虚空者大多坚持虚空是运动的必要条件,而否定虚空者则坚持虚空不是运动的必要条件。
亚里士多德认为运动不必要有虚空作为条件,相反,有了虚空反而不能运动。因为运动必须要有差异,而没有差异的均匀一致的空间不能提供这种差异,虚空中没有内部区别,没有“上”、“下”之分;再说,在虚空里的任何地方都同等的没有阻碍,同一物体的运动速度与其运动所通过的介质密度呈反比,而虚空中是没有介质的,故物体照理应在虚空中以无限大的速度运动,这也是不可能的。
在亚里士多德的看来,没有虚空才能有运动。因为一切运动都以自然物体的自然运动为前提条件,而自然物体的自然运动只有在空间里才能实现,只有空间里才有内部的区别、差异,才能给物体提供自然运动的动力。
亚里士多德的时间观被称之为“现在”时间观。在亚里士多德看来,时间的客观基础是运动,它依赖于运动,没有运动便没有时间。但时间只是“运动的某某”,而不是运动本身,即时间是关于前后的运动的数。时间的前与后是以“现在”为限点的,“现在”是过去的终结,也是将来的开始:“现在”是一个中间点,结合起点和终点于一身。“现在”是时间前后的一个限点,是属于时间的,但它又不是时间的组成部分,正像点是属于线的,但线不是由点构成一样。时间虽是可分的,但它的过去部分已经不存在,将来部分又尚未存在,“现在”又不是时间,因此时间没有一个部分存在着,这看似导向了时间的虚无主义。
“时间是关于前后的运动的数”,是亚里士多德的时间观,时间的客观基础是运动,自然界的客观事物是运动的,时间是关于运动的某某,时间不能脱离运动,有其客观依据。这是亚里士多德的自然时间观概念,是对时间的唯物主义理解。亚里士多德的时间观以物质运动作为时间的客观基础,是一种自然时间观。
亚里士多德时空观的积极意义是主要的,这表现在它将物质、运动、时空看成是不可分割的,这是唯物主义的自然时空观;他的缺陷是次要的,这主要表现在它的空间有限、并且具有一定的绝对的物理空间之意。他的时间观也不是十分明确、透彻,对时间的论述也具有虚无主义、直觉主义、现象主义、主观经验主义之嫌,从而为各学派所利用或反驳。
[楼主]  [32楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/03 21:04 


第一篇
《关于两种时空观的对话》
葛兴:
两位好!闲话少说,我们现在就开始讨论时空吧。
时空问题历来是物理学家们所津津乐道的问题。但是奇怪的是时间和空间并没有一个统一的精确定义,于是各人有各人的定义,大家都争得不亦乐乎。
什么是时空呢?时空是一个物理问题,只能从具体的物理过程中推导和抽象。由于资料的繁杂浩大,这里主要地讨论亚里士多德、伽利略、牛顿、爱因斯坦和当代的最新时空观。

宗荣:
从亚里士多德时代开始,对空间和时间就有许多论述。他对时空的论述很多,这里只能作简单介绍,如果全面介绍那就显得篇幅太长。
亚里士多德第一次明确地把处所作为自然哲学的基本概念之一加以考究。他系统总结了当时希腊人一般持有的处所概念,反复、仔细地考察分析了各种观点,肯定了处所属于物体,但与特定物体可以分离,最后得出某物体的处所是该物体的包围者之内界面的结论;其次,他提出了天然处所的概念,赋与不同的处所以绝对的不均匀性。
事实上,空间三种常见的概念一一广延、处所和虚空经验都出现在亚里士多德的头脑里,
亚里士多德认为虚空不存在。
纵观整个自然哲学的历史,肯定虚空者大多坚持虚空是运动的必要条件,而否定虚空者则坚持虚空不是运动的必要条件。
亚里士多德认为运动不必要有虚空作为条件,相反,有了虚空反而不能运动。因为运动必须要有差异,而没有差异的均匀一致的空间不能提供这种差异,虚空中没有内部区别,没有“上”、“下”之分;再说,在虚空里的任何地方都同等的没有阻碍,同一物体的运动速度与其运动所通过的介质密度呈反比,而虚空中是没有介质的,故物体照理应在虚空中以无限大的速度运动,这也是不可能的。
在亚里士多德的看来,没有虚空才能有运动。因为一切运动都以自然物体的自然运动为前提条件,而自然物体的自然运动只有在空间里才能实现,只有空间里才有内部的区别、差异,才能给物体提供自然运动的动力。
亚里士多德的时间观被称之为“现在”时间观。在亚里士多德看来,时间的客观基础是运动,它依赖于运动,没有运动便没有时间。但时间只是“运动的某某”,而不是运动本身,即时间是关于前后的运动的数。时间的前与后是以“现在”为限点的,“现在”是过去的终结,也是将来的开始:“现在”是一个中间点,结合起点和终点于一身。“现在”是时间前后的一个限点,是属于时间的,但它又不是时间的组成部分,正像点是属于线的,但线不是由点构成一样。时间虽是可分的,但它的过去部分已经不存在,将来部分又尚未存在,“现在”又不是时间,因此时间没有一个部分存在着,这看似导向了时间的虚无主义。
“时间是关于前后的运动的数”,是亚里士多德的时间观,时间的客观基础是运动,自然界的客观事物是运动的,时间是关于运动的某某,时间不能脱离运动,有其客观依据。这是亚里士多德的自然时间观概念,是对时间的唯物主义理解。亚里士多德的时间观以物质运动作为时间的客观基础,是一种自然时间观。
亚里士多德时空观的积极意义是主要的,这表现在它将物质、运动、时空看成是不可分割的,这是唯物主义的自然时空观;他的缺陷是次要的,这主要表现在它的空间有限、并且具有一定的绝对的物理空间之意。他的时间观也不是十分明确、透彻,对时间的论述也具有虚无主义、直觉主义、现象主义、主观经验主义之嫌,从而为各学派所利用或反驳。
 [33楼]  作者:金凯歌  发表时间: 2012/11/03 22:06 

一般的电磁波并不是单一频率,而是由各种频率的波组成的,例如,广播电视台向外发射的电磁波,按照夜先生的说法,频率不同速度不同,则电视广播的接受就很成问题。
 [34楼]  作者:金凯歌  发表时间: 2012/11/04 07:37 

物理学面对的是变化万千的真实世界。这个世界存在着数不清的实体,又称作物体。首先,人们发现,物体之间有界限,有间隔,物体有大小的不同,间隔也不同,为了用数量来比较这种不同,人们引入长度的概念,同时有发现,需要三个数据才能完全确定物体之间的间隔和位置,每一数据代表一维,所谓三维空间。由此可见,空间的引入完全是测量的需要,完全是为了用具体数据描述物体位置大小的需要。用数据的多少描述物体性质,用数据之间的关系来描述物体遵循的规律,是物理学最大的特点也是最大的优点。这些数据又称为数量,即物理量。
由此可以看出。空间完全是为了描述物体的性质而引入的,与物体不可分割,离开了物体,谈不上所谓的空间。
引入物理量必须满足:1、该数量确实可以准确描述物体的某一性质或某一状态。2、该物理量必须是可测量的,提出者应给出具体的测量方法(直接的或间接的)。
然而,实践证明,只有三维空间的数量仍然不能完全确定物体之间的间隔:许多物体可以有相同的位置,但他们并不重合,也不可能重合。举个例子,公园里的座位具有确定的位置,有成千上万的人使用过该座位,也就是说,这些使用座位的人具有确定的空间位置,然而他们并不重合,说明他们之间仍然有间隔,这种间隔的大小用数量表示就称作时间
人们发现,物体的空间位置是变化的,引入了时间,就可以恰当地描述物体的变化的快慢,就可以用时间间隔来量度物体运动的先后,量度运动的因和果。
有了三个空间数据和一个时间数据,就可以准确描述物体运动,因此者四个数据有称为"四维时空"。
人们从时空的概念抽象出"空无一物"的理想时空:空间无限延伸,因而任何位置都可以选作坐标的原点,"均匀":所有这些"原点"都是等价的:以该点对称。时间是"均匀"地流逝。这些是人们对直观的时空的共性的总结,是研究物理的基础。

 

[楼主]  [35楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/04 08:58 

一般的电磁波并不是单一频率,而是由各种频率的波组成的,例如,广播电视台向外发射的电磁波,按照夜先生的说法,频率不同速度不同,则电视广播的接受就很成问题。
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
同一广播电视台向外发射的电磁波虽然是调频波,但频率的变化范围不大。同时电磁波从电视台传播到电视机的时间很短,它的失真可忽略不计。
[楼主]  [36楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/04 09:00 

黄宝:
在伽利略这儿,时空的观点已完成了进一步发展。伽利略致力于研究运动中物体,这导致了他有一些不同的新见解。首先,伽利略明确抛弃作为一个说明原理的终极因果性概念。也就是回答了怎样运动而不是为什么运动的问题。伽利略只是在直线运动和圆运动之间作一些简单的区分。对他来说,怎样运动才是分析的目标,这种分析是用严格的数学方法进行的。
伽利略认为科学方法的第一步是以观察到的事实为依据。在这项研究中,认识到运动是一个几何概念。伽利略尤其专注于力学,他接受那些尚无精确含义的术语,如力、阻力,运动,速度,加速度等等,然后赋予它们精确的数学意义,以数学方式来定义它们,以致于它们在线、角、曲线、图形中获得实际意义,伽利略就是这样提供了他认为需要的新定义。在许多情形中,精确含义要从他的用法中,而不是从任何特定的陈述中推测出来。但是从他的新术语中,可以推出某些对近代科学的形而上学极其重要的推理。
首先,对怎样运动的数学研究必然要把时间和空间的概念推到一种显著的地位,他把速度定义为在单位时间里走过的单位的距离。这是速度空间和时间的商的定义。
就时间来说,在伽利略的著作中是按照空间或距离来讨论的,也就是向人们提供物理思维的新定义,这的确是一个比较重要的转变,因为它使自然界成为无限的而不是有限的。这就涉及到一个焕然一新的宇宙观。
伽利略的时间是一个可以在数学上度量的间隔。运动的时间性可以归结到严密数学的术语,这也具有根本的重要性,它意味着对于近代物理学来说,时间变成了一个不可逆的第四维。时间,像一维空间一样,可以用直线来表示,可以使之与类似地加以表达的空间事实相等同。伽利略对速度和加速度的精确研究使他设计出一种对时间进行几何表示的简单技术,这种技术特别适合于他试图说明的真理。伽利略已经发现,在时间中存在着某种能够完全在数学上加以处理的东西,伽利略本人发明了对运动进行更精确的时间测量的方法。

葛兴:
只要一提到牛顿的时空观,就会连想起马赫对牛顿绝对时空观的批判。这种批判似乎牛顿只有绝对时空观而没有相对时空观。事实完全不是这样的。在牛顿的力学中,时间与空间是绝对的又是相对的。
马赫的批判存在着三个问题。其一,牛顿很清楚绝对空间和绝对时间是纯粹思维的东西,是纯粹思维的产物。因为牛顿把书取名为《自然哲学之数学原理》,绝对空间和绝对时间当然也是数学抽象了。而且他直截了断地把绝对时间称为数学时间。牛顿的相对时空才是物理上的具体时空,牛顿的绝对时空不过是数学抽象时空。物理时空和数学时空是不同的。数学时空可以是无限的、抽象的;其二,牛顿不仅有绝对空间和绝对时间的概念,而且也有相对空间和相对时间的概念。牛顿的相对空间和相对时间的概念和我们实际上的时间和空间的概念没有什么根本区别,很清楚,牛顿的相对时空是绝对时空的一部分,是对绝对时空的量度。马赫用相对时空去否定绝对时空的作法并不高明;其三,马赫和牛顿一样,并不明白牛顿力学中最根本的问题是力的本质没有解决。如果弄清了力是物体的相互碰撞,我们只要把碰撞迭加到所研究的对象上,碰撞正好能相互抵消的就是惯性系,否则就是非惯性系了。

 [37楼]  作者:金凯歌  发表时间: 2012/11/04 09:28 

人们观察新星爆发等天文现象,距离都非常远,应以光年计量。若像叶先生所说,我们观察到的光就不是复合光,而是单色光,且有先后,这与观察是不符的。
另外,麦克斯韦方程可以导出光的色散,请叶先生参阅有关《电动力学》内容。
 [38楼]  作者:金凯歌  发表时间: 2012/11/04 10:22 

例如,叶先生可参阅郭硕鸿《电动力学》308页,关于介质的色散。
 [39楼]  作者:马国梁  发表时间: 2012/11/04 17:30 

频率不同,传播速度是否相同应该进行验证,不能想当然的认为相同。我知道看电视时如用收音机听伴音,明显的滞后。大家可以试试。
 [40楼]  作者:金凯歌  发表时间: 2012/11/04 17:58 

马老师的说法确是事实,
可能与把伴音信号调制到收音机载波时的延迟效应造成的,延迟时间当和调制器本身的常数如电感电容参数有关。
 [41楼]  作者:金凯歌  发表时间: 2012/11/04 18:00 

如果不同频率传播速度不同,那么应该很容易验证。
例如,太阳表面发生变化造成亮度的不同时,应该能观察到各种频率的光传到地球时的先后效应。
[楼主]  [42楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/04 18:08 

黄宝:
这个观点值得商洽。经典力学总结了低速物体的运动规律,它反映了牛顿的绝对时空观。绝对时空观认为时间和空间是两个独立的观念,彼此之间没有联系,分别具有绝对性。绝对时空观认为时间与空间的度量与惯性参照系的运动状态无关,同一物体在不同惯性参照系中观察到的运动学量(如坐标、速度)可通过伽利略变换而互相联系。这就是力学相对性原理:一切力学规律在伽利略变换下是不变的。
  然而现代科学证实,宇宙中根本不存在绝对静止的空间和物质,也不存在绝对流逝的时间。在爱因斯坦的相对论中,时间与空间都具有相对的意义,而且时间和空间是相互联系和相互制约的。
  同时性的相对性,是爱因斯坦论述相对论的一个重要依据。然而很多人并未彻底理解这个问题。
  同时性的相对性,产生的根源是测量速度慢而引起的,而并非经典理论不能解决的问题。
  我们通常所说的同时,是指绝对的同时,是假设测量信号无穷大的结果,或者是处于距离两个事件的位置,信号传递的时间相同。相对同时,是和测量速度和位置相关的,是主观同时,而不是客观同时。例如:AB两处发生爆炸,空气静止,在AB中间的人同一时间听到AB两处爆炸,而靠近A处的人,先听到A处的爆炸,后听到B处的爆炸声,他听到的结果不在一个时间点上,就是不同时的。
  在智者想来,这两个结果,完全是统一的,每个人测得的物理现象都没有错,错的是他们都认为自己的结论,是可以得到“公认”的唯一结论。只要每个人都由测量现象,扣除信号传递需要的时间,都可得到,两个事件“同时”发生这个结论;或者都用无穷大速度测量,也会得到同时这个结论,所以同时性,是可以公认的结论,物理本质本身,不存在同时的相对性,是客观的规律,具有绝对性。用绝对时空观思考问题,没有什么不对,而采用相对时空观,则会导致不同的人对AB爆炸事件的描述可以不同,而不必将其统一起来,其结论,也变成了主观结论,随着测量者的位置而变化,而不是客观的结论。

葛兴:
你的这一说法在网上能轻易查到。绝对时空观认为时间和空间是两个独立的观念,彼此之间没有联系,真的是这样的吗?对于匀速直线运动来说,时间和空间与物体的速度紧密地联系在一起,对于匀加速直线运动来说,时间和空间与物体的初速度和加速度紧密地联系在一起。总之,时间和空间与物体的运动是始终联系在一起的。因为从哲学上讲时间和空间是物质运动存在的方式。
宇宙中根本不存在绝对静止的空间和物质,也不存在绝对流逝的时间。但是,把绝对时空作为数学上的抽象概念来研究也不行吗?数学上不是用一个原点和三条汇交于原点且两两互相垂直的有向直线来表示空间的吗?不是用一条有向直线来表示时间的吗?点和直线在物理世界中存在吗?何况牛顿这本书的名称是《自然哲学之数学原理》呢,请注意其中的“数学”二字。这些东西马赫当然知道,只不过他明知故问罢了。
至于同时性的相对性谁都明白,也只不过爱因斯坦在这里小题大作或借题发挥而已。

黄宝:
是的,我的这些话正是从网络上抄来的。但是它代表了我们当今对时空的看法,这又有什么不可以呢?
[楼主]  [43楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/04 18:32 

因为n=v/c,这里的n、v、c均为常数,和频率无关。我这里参考了陈秉乾《电磁学专题研究》一书(面向21世纪课程教材)194页一段话:
Maxwell电磁理论的局限和不足
…………第三,既然Maxwell的理论忽略了源的作用,并否认电荷是独立存在的客观实体,这就无法解释由于具有电结构的实物与电磁场的相互作用而引起的种种物理现象。
例如,在Maxwell看来,以太是唯一的主角,一切电磁现象都可以归结为以太的某种运动状态,而以太充斥整个空间(包括真空和物质内部),物质是否存在并不影响以太的存在及其性质,所以反映以太状态的电磁学量E、H和D、B在不同物质的交界面上应是连续的,由此可见,在Maxwell的理论中根本不存在边界条件问题,因而不可能解释光的反射和折射现象。关于电磁场的边界条件问题要到1875年才由Lorentz解决,再如 ,既然Maxwell的理论认为物质内部的电结构不是独立存在的客观实体,也就不可能借助于分子的微观电结构来解释物质的电磁学性质和光学性质,一个突出的例子就是Maxwell理论遇到的色散困难。按Maxwell理论,电播速度为
v=1/√εμ
式中ε和μ分别是媒质的电容率(介电常量)和磁导率,即电磁波的速度完全由媒质的电磁常量决定,与电磁波的频率无关,因而媒质的折射率 n=v/c也与频率无关。所以,在Maxwell理论中,媒质是无色散的,这显然与事实不符,总之,Maxwell理论只要涉及实物媒质就会遇到困难,这不能不说是由理论本身的缺陷造成的。
Maxwell 的电磁理论和正规的电动力学是有区别的。Maxwell的理论认为物质内部的电结构不是独立存在的客观实体,也就不可能借助于分子的微观电结构来解释物质的电磁学性质和光学性质,而电动力学是研究电磁场和带电物质之间的相互作用。它正好借助于分子的微观电结构来解释物质的电磁学性质和光学性质。陈秉乾《电磁学专题研究》这一段论述是对Maxwell 的电磁理论而言的,应没有问题。这本书是有权威的面向21世纪重点教材。郭硕鸿的《电动力学》也没有问题,它比Maxwell 的电磁理论更进一步。但《电动力学》也有局限性,《量子电动力学》就更加完善了。
[楼主]  [44楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/05 09:05 

葛兴:
时空的问题没有那么简单,远远还没有解决。只不过我们先要替牛顿鸣不平,我们误解了牛顿的意思,他明明有相对时空的说法,但人们硬要说他的时空观是只是绝对时空观。
牛顿在《自然哲学之数学原理》第6页这样写道:“一般人除了通过可感知客体外无法想象这些量(指时空),并会由此产生误解。为了消除误解,可方便地把这些量分为绝对的与相对的,真实的与表象的以及数学的与普通的。”他所说的绝对的与相对的,真实的与表象的,数学的与普通的,这些显然是并列关系。接着就按这种并列关系叙述了时间和空间:
“I.绝对的、真实的和数学的时间,由其特性决定,自身均匀地流逝,与一切外在事物无关,又名延续;相对的、表象的和普通的时间是可感知和外在的(不论是精确的或是不均匀的)对运动之延续的量度,它常被用以代替真实时间,如一小时,一天,一个月,一年。
Ⅱ.绝对空间:其自身特性与一切外在事物无关,处处均匀,永不移动。相对空间是一些可以在绝对空间中运动的结构,或是对绝对空间的量度,我们通过它与物体的相对位置感知它;它一般被当作不可移动空间,如地表以下、大气中或天空中的空间,都是以其与地球的相互关系确定的。绝对空间与相对空间在形状与大小上相同。但在数值上并不总是相同。例如,地球在运动,犬气的空间相对于地球总是不变,但在一个时刻大气通过绝对空间的一部分,而在另一时刻又通过绝对空间的另一部分,因此,在绝对的意义上看,它是连续变化的。”
牛顿在这里明明先说绝对时空的概念接着就说相对时空的概念,但人们为什么硬要说他的时空观是绝对时空观呢?

宗荣:
这个问题我也有同感。可能是马赫批判了牛顿的绝对时空观,大家认为是对的,于是牛顿的绝对时空观一下子也出了名,压倒了相对时空观,牛顿的相对时空观反倒被人们忽视了和遗忘了。

黄宝:
不是这样的。牛顿的哲学思想基本属于自发的唯物主义思想。他承认时间、空间的客观存在,但却把它们看成是与运动着的物质相脱离的。他所提出的形而上学的绝对时空观,虽然在解决宏观低速下运动物体的运动规律时能很好的适用,但在离开宏观低速的条件时,便无能为力了。牛顿认为时间、空间是客观存在的,但同时也认为时间和空间同运动的物质是脱离的,相互之间没有必然的联系,进而提出了所谓的绝对时间和绝对空间的概念。绝对空间和绝对时间形而上学唯物主义的时空观。它虽然承认空间和时间的客观性,但认为时空与物质运动无关,可以脱离物质的运动而独立存在,时空的具体特性不受物质运动的影响,是绝对不变的。
而在狭义相对论里,时空不能脱离物质的运动而独立存在,时空的具体特性受物质运动的影响,按照洛仑兹变换,随着物体速度增大会产生尺缩钟慢和质增。这是牛顿绝对时空观所不能解释的。

葛兴:
时间和空间是两个物理概念,不同的物理概念在相互关系上风、马、牛不相及多的是,这并不奇怪。那种时间与空间一定要相及是没有任何道理的,时间和空间研究的是运动两个不同的方面,时间是研究运动的过程,空间是研究运动的位移。这两者不相关是可以理解的。它与哲学上的辩证法并没有一点矛盾。
不过,人们普遍认为洛仑兹变换是对的,狭义相对论也是对的,爱因斯坦的时空观是对的,牛顿的绝对时空观当然也就错了。但实事上完全相反,洛仑兹变换是错的,狭义相对论也是错的,爱因斯坦的时空观是错的,牛顿的相对绝对时空观当然也就有一定道理了。
这个问题涉及到方方面面,三言两语根本解决不了问题。好在这涉及到以太的存在性问题,在本书的《关于两种以太观的对话》中有详尽的论述。
总的说来是这样的:迈克尔逊——莫雷试验中认为以太始终是流体,而实际上光是一种频率至少高到400×1012赫的电磁波,这种频率交变力的作用下以太具有类似固体的性质。由于迈克尔逊-——莫雷试验原理错了,导致洛仑兹变换是错的,狭义相对论也是错的,爱因斯坦的时空观当然是错的了。
[楼主]  [45楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/05 13:38 

黄宝:
声称自己有重大突破,那是靠不住的。谁能证明?谁认可?发表在那个杂志上?只有发表在权威杂志上,经过别人重复验证,才能被认可。

葛兴:
你这样说是对的。我本人在2011年第18期的科学中国人杂志上发表了一篇题为《对迈克尔逊——莫雷实验的新解释》的文章,全文是这样的:
“在物理学史上,迈克尔逊——莫雷试验是一个转折点。迈克尔逊为了证明以太的存在精心设计了一个用光的干涉来探测以太漂移的试验。
人们认为,我们周围的空间中存在着一种称为以太的物质,它是光的媒介。光行差现象证明了以太相对太阳静止,地球以30公里/秒的速度在以太中运动。为了能捕捉到这种以太漂移,迈克尔逊把干涉仪固定在地球上,他认为干涉仪两条干涉臂上的光除了以光速在干涉臂上运动外,还会随地球一起以30公里/秒的速度在以太中运动。他根据以太对光来说是流体和干涉仪试验中的具体参数,计算出在试验过程中,只要将干涉仪转动90度,屏幕上光的干涉条纹会移动0.4个条纹。但试验的结果是干涉条纹没有任何移动,后经多次重复试验结果仍然相同,后来把这个没有条纹移动的现象称为“零结果”。并认为这一结果否定了以太漂移,否定了“以太风”。以太风不存在,以太当然也就不存在了。
试验结果在当时物理学界激起轩然大波。被开尔文称为当时物理学上空两朵乌云之一。
否定了以太也就是否定了电磁理论所要求的菲涅耳的静止以太说,这就使电磁学的基础受到了冲击。零结果使洛仑兹极为困惑,一再追问: “在迈克尔逊先生的实验中,迄今还会有一些仍被看漏的地方吗”?在这种无可奈何的背景下,为了挽救以太理论,他提出了长度收缩假设。
洛仑兹设想,观察者相对于以太以一定速度运动时,长度在运动方向上发生收缩( ),而在运动垂直方向上不发生收缩。这就刚好抵消了不同方向上光速差异造成的干涉条纹的移动,于是洛仑兹就在不抛弃以太概念的前提下解释了迈克尔逊——莫雷实验的零结果。
莫雷和密勒在开尔文的敦促下,为了检验洛仑兹的收缩假设,于1904年做了一套钢制的不等臂干涉仪进行试验。它做工精细,调节方便,光路达64米,灵敏度有了新的提高。然而,实验结果比1887年迈克尔逊和莫雷所得更接近于零。由于不等臂干涉仪能测量到洛仑兹收缩(干涉条纹会移动),这就是说,洛仑兹收缩假设没有得到实验的证实,而是被试验所否定。
为了挽救以太,长度收缩说是唯一的吗?不是,还有一种更好的理论,那就是波动介质变硬说。
人们普遍认为:固体永远是固体,流体永远是流体。但是这个成见对波的传播来说并不成立。
波实际上是由一种往复振动形成的。往复振动时,介质的受力是交变的,当交变力的频率太快,介质向一个方向受力运动后,几乎马上又要受同样大的力向相反方向运动,介质因惯性的缘故根本就来不及作这样的运动。于是,流体介质的微粒象固体分子一样只在平衡位置振动而传播波。此时传播波的地方的介质的流动性自动消失了,或者说此时传播波的地方的介质变硬了。所谓的“硬”,实际上是指介质分子活动范围小到和固体分子活动范围一样。波在流体介质中的传播就变成像在固体中传播一样。由于波在固体中的传播速度要比在液体中快得多,所以只要波的频率足够大,波在流体介质中的传播速度就可以和在固体介质中一样快。这就是波动介质变硬说。
由于物体在某种不变力作用下运动的幅度在半周期时间里可以等于逐渐变小的波动力作用下运动的幅度,假设波在正半周的平均作用力是不变的,在此力作用下介质作初速为0的匀加速运动。其移动的距离(等效于在交变力作用下移动的距离):
[楼主]  [46楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/05 21:02 

 [47楼]  作者:马国梁  发表时间: 2012/11/06 09:02 

对【46楼】说:
光是由近到远依次感应出来电磁场波,不是机械振动波,所以用不着以太变硬。就像一队人传递信号一样,用不着每个人都依次跳一下,只要碰碰手、转转身就可以了。
[楼主]  [48楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/06 10:38 

对【46楼】说:
光是由近到远依次感应出来电磁场波,不是机械振动波,所以用不着以太变硬。就像一队人传递信号一样,用不着每个人都依次跳一下,只要碰碰手、转转身就可以了。
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
我认为光是以太量子涡旋的密度波,不是机械振动波,但以太对光的传播象固体一样还是要的,这个问题在第三篇《关于两种以太观的对话》中有详细论述。
[楼主]  [49楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/06 11:16 

波动介质变硬现象由于非常罕见而没有引起人们的重视,迄今为止仅仅发现频率很高的超声波在水中传播这样一个实例。以致这一现象一百多年来没有被人们发现,即使是现在仍然鲜为人知。但它确实用牛顿的波动理论推翻了人们对迈克尔逊——莫雷试验零结果的原有解释,推翻了人们否定以太的结论,这可是一次举足轻重的拨乱反正。
波动介质变硬说认为介质在频率很低的波时是流体,只有在波的频率升高到一定的程度时才表现出类似固体的性质。不同频率的超声波在水中的传播已经证明了这一点。光是频率很高的电磁波,它表现出了类似固体的性质。那么对频率很低的电磁波来说,以太应是一种流体。由于波在固体中的传播速度要比在液体中快得多,因此低频电磁波的速度应就比光速小,人们已经有试验证明了这一点。因此波动介质变硬说是能用试验证明的。更深入的论述请见《电磁波速度与其频率的曲线关系》一文。”

宗荣:
这个问题的涉及面实在太广了。如果牛顿的时空观是对的,爱因斯坦的时空观就彻底错了,反之亦然。可是问题是人们都认为爱因斯坦的时空观是对的,谁是谁非这可是一个漫长的过程。

黄宝:
《科学中国人》杂志虽然可以有版权,但算不得权威杂志。我们暂时无法判定谁是谁非,那只好让历史来证明了。总可以把你的时空观给我们介绍一下吧!

葛兴:
空间是物体运动的位移及其各向无限延伸;时间是对物体运动周期的计数及其计数过程的前后无限延续。为什么是这样的呢?
因为从本质上来说,具体的时间和空间是对运动的量化,时空是用来说明运动的。如果位移和时间同时具体地确定了,物体的运动也就随之确定。物体运动的具体位移如果确定了,具体的空间就随之确定。物体运动位移的无限延伸如果确定了,某一抽象的空间也就随之确定。所有物体运动位移的无限延伸的总和就是抽象的总体空间概念。由具体空间到抽象空间就是由有限到无限的转变。时间也是这样,如果对周期运动的周期的计数是具体的,就是具体时间。历史上有人说时间是一列数字就是对这一系列周期运动的周期的计数结果。如果对物体运动周期的计数变成无限延续,那就是抽象时间了。牛顿也明确指出抽象时间也就是无限延续。因此时空的这一定义既包括了具体时空同时也包括了抽象时空,由相对时空到绝对时空正是由有限到无限的转变,这与数学上也是不谋而合的。

宗荣:
我们还是先来具体地讨论空间吧!

葛兴:
好吧!那就具体谈谈空间。
我国古代有“上下左右谓之宇”的说法。这里的“宇”显然就是空间的意思。这里的空间是对物体方位的量度。物体是指自身的大小形状,方位是指与参照物体的位置关系。
一、实空和虚空
1、实态和虚态
 [50楼]  作者:孟兆三  发表时间: 2012/11/06 11:21 

健康的生活(身体健康与心理健康),快乐的探索——永远保持一颗平常心。让您的工作赢得别人的尊敬而不是同情。

 

这个时代早已不是哥白尼、伽利略所处的时代,观点是否有价值或者有意义才是问题的根本,而不是被发现和认可。天才的发现可以被埋没一时、一世,但可以被永远埋没吗?对于自己的东西,作者是否经常静下心来用近乎苛刻的眼光来审视?

科学探索不是苦行僧在修行。什么“吃得苦中苦,方为人上人;书山有路勤为径,学海无涯苦作舟”等等,是用来升官发财、出人头地的至理名言,而对于科学探索就是垃圾,我们从小孩子时代起就不断被这些东西所戕害。

 

 

[楼主]  [51楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/06 11:45 

波动介质变硬现象由于非常罕见而没有引起人们的重视,迄今为止仅仅发现频率很高的超声波在水中传播这样一个实例。以致这一现象一百多年来没有被人们发现,即使是现在仍然鲜为人知。但它确实用牛顿的波动理论推翻了人们对迈克尔逊——莫雷试验零结果的原有解释,推翻了人们否定以太的结论,这可是一次举足轻重的拨乱反正。
波动介质变硬说认为介质在频率很低的波时是流体,只有在波的频率升高到一定的程度时才表现出类似固体的性质。不同频率的超声波在水中的传播已经证明了这一点。光是频率很高的电磁波,它表现出了类似固体的性质。那么对频率很低的电磁波来说,以太应是一种流体。由于波在固体中的传播速度要比在液体中快得多,因此低频电磁波的速度应就比光速小,人们已经有试验证明了这一点。因此波动介质变硬说是能用试验证明的。更深入的论述请见《电磁波速度与其频率的曲线关系》一文。”

宗荣:
这个问题的涉及面实在太广了。如果牛顿的时空观是对的,爱因斯坦的时空观就彻底错了,反之亦然。可是问题是人们都认为爱因斯坦的时空观是对的,谁是谁非这可是一个漫长的过程。

黄宝:
《科学中国人》杂志虽然可以有版权,但算不得权威杂志。我们暂时无法判定谁是谁非,那只好让历史来证明了。总可以把你的时空观给我们介绍一下吧!

葛兴:
空间是物体运动的位移及其各向无限延伸;时间是对物体运动周期的计数及其计数过程的前后无限延续。为什么是这样的呢?
因为从本质上来说,具体的时间和空间是对运动的量化,时空是用来说明运动的。如果位移和时间同时具体地确定了,物体的运动也就随之确定。物体运动的具体位移如果确定了,具体的空间就随之确定。物体运动位移的无限延伸如果确定了,某一抽象的空间也就随之确定。所有物体运动位移的无限延伸的总和就是抽象的总体空间概念。由具体空间到抽象空间就是由有限到无限的转变。时间也是这样,如果对周期运动的周期的计数是具体的,就是具体时间。历史上有人说时间是一列数字就是对这一系列周期运动的周期的计数结果。如果对物体运动周期的计数变成无限延续,那就是抽象时间了。牛顿也明确指出抽象时间也就是无限延续。因此时空的这一定义既包括了具体时空同时也包括了抽象时空,由相对时空到绝对时空正是由有限到无限的转变,这与数学上也是不谋而合的。

宗荣:
我们还是先来具体地讨论空间吧!

葛兴:
好吧!那就具体谈谈空间。
我国古代有“上下左右谓之宇”的说法。这里的“宇”显然就是空间的意思。这里的空间是对物体方位的量度。物体是指自身的大小形状,方位是指与参照物体的位置关系。
一、实空和虚空
1、实态和虚态
[楼主]  [52楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/06 11:55 

如果桌子上有个玻璃杯,其内部可有两种状态:一种状态是装有东西,另一种状态则是空的。我们把这两种状态分别称为实态和虚态。
2、实态和虚态的可检验性
这两种状态可以用手或其他物体来加以检验,如果杯内是实态,手或其他物体是放不进杯内或在放入时要排出杯内的东西;如果是虚态,则手或其他物体可以很容易放入杯中而不排出杯内的东西。
3、实空和虚空
空间任何指定的范围内,都是由这两种状态组成。我们把实态的空间范围称为“实空”把虚态的空间范围称为“虚空”。实空是指该部分空间已被某种东西占有,能阻碍其它东西进入。虚空即是该部分空间可以看成基本上未被占有,对其它东西进入的阻碍可以忽略不计。
4、实空的基本性质
实空能阻碍其它东西进入。我们把实空的这一特性称为实空的基本性质。
5、实空和虚空的量化
如果把实空记为1,把虚空记为0,那么就得到了数学中二进制的两个数字。由实空和虚空组成的各种物体有一定大小,是可以量化的,能用相应数学方法进行描述。实际上,某一方向的长度就是空间在这一方向上的具体量化。
如果把某一区域截面的实空处涂黑,虚空处涂白,我们就得到了该区域截面的黑白图片。
6、实空和虚空的相对性
实空和虚空是相对的而不是绝对的,随着选取的实空参照物不同而不同。
如果把人体不能进入的地方称为实空,人体能进入的称为虚空,那么自然界的图景就是一幅幅活生生的人类世界:有高山、大海、天空、地面、高楼大厦、动物、植物等等。
如果把中子不能进入的地方作为实空,中子能进入的地方作为虚空,那么以上的人类世界图景就完全消失了,而是质子、中子、介子、轻子、重子,以及由它们组成的原子、分子等等。于是,一幅幅基本粒子世界的图象就出现在我们面前。
如果把星星看成实空,星星以外的空间看成虚空,这时自然界的图象就变成了由恒星、行星、卫星、慧星组成的太阳系、银河系等星系世界了。
由此看来,作为参照的实空不同,得到的世界图象可以是完全不同的。
实空和虚空并不是绝对的和一成不变的,例如地球对于人体而言,它是实空,而对于中微子而言,则是空空如也,可以忽略不计;地球表面大气层对于人体而言,可以看成虚空。而对于气体而言,它并不是虚空,而是充满了空气。它能使用螺旋浆的飞机上天,能产生破坏力巨大的台风。因此,不同的实空,其对应的虚空也是不尽相同的。
7、实空和虚空的不可分性
实空和虚空是互相联系和互相依赖的。不难想象,实中有虚,虚中有实。一种被认识到的实空是由更小的实空和虚空所组成;从任何虚空中总可以找到更小的实空。总的来说,没有纯粹的实空和虚空,也就是不存在不含任何虚空的实空,也不存在不含任何实空的虚空。实空和虚空相互穿插,相互渗透,不能分离。
8、实空和虚空的不连续性
因为实空被虚空所隔开,虚空又被实空所隔开,因此实空和虚空的总体都是不连续的。

宗荣:
你都一、二、三起来,看来你要长篇大论了。

葛兴:
是这样的,我认为这样条理更清楚一些。
[楼主]  [53楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/06 19:47 

二、空间的本质
实空和虚空都是不连续的,把它们合在一起就组成一个连续的空间。从这种意义上也可以说:空间是实空和虚空的组合。这种组合自然包括了它们的界限和它们之间的位置关系。空间可以用以下公式表示:
空间 = 实空 + 虚空
从某种意义上讲,数学是自然界的抽象。可以这样形象地理解:实空和虚空分别对应于数轴上的有理数和无理数,具体的空间对应于数轴上的线段,宇宙或自然界则对应于整个数轴,即整个实数集。这样有理数和无理数的互相穿插和不连续,就好似实空和虚空的互相穿插和不连续。这个类比也有不当之处,实空和虚空不是点,它们的某些部分是可以连续的。
三、空间、物质和自然界的关系
具体的物质或物体都是由实空和虚空构成的一个整体。很明显,整体的物质具有实空的性质。但对于比它更小的层次而言,物质内部是有空隙的,也就是物质的内部也存在着虚空。严格地说:物质是由实空和虚空组成。
归根结底,自然界也是由实空和虚空组成的。那么,空间、物质和自然界都是由实空和虚空组成的,它们之间的区别是什么?一般而言,有限的空间和物质是等同的,物质是某一具体的有限空间。自然界的物质层次在大的和小方面都是无限的,无限的空间等同于自然界。
把空间归结为由“实”和“虚”两个要素组成是科学的和必要的。因为这样就最简单地抓住了自然界中最本质的东西。这不仅是合乎辩证法的,而且为辩证法提供了一个坚实的物质基础。
这样定义的空间和以往的空间有所不同。显而易见,这种空间是无限可分的,因此,在任何一种具体的实空中,都有存在着无限个层次的实空和虚空。也就是说,在我们周围的空间中,分布着无限个层次的物质,它们中间的大多数是我们所看不到的,被统称为暗物质。这一点,极其容易被人们所忽略。人们总是根据自己的经验认为,看不到的就是不存在的,认为看不见的空间是一种什么东西也没有的绝对真空。空间的这一定义就正好克服人们绝对真空的错误认识。
四、实空和虚空无限可分性
我们以上提出的实空和虚空无限可分只是一种猜想,以下提出具体说明。
可以这样认为,引力是由复杂的碰撞过程所产生(在第二篇中会详细讨论)。例如一个钢球,它的引力主要地是由内部粒子的碰撞才能产生。比较大的粒子是进入不了钢球内部的,必须由更小层次粒子的碰撞,才能产生钢球各分子之间的引力,以保持钢球的形状。同理,一个分子、原子和电子也必须由比其更小层次的碰撞才能保持其形状。由此类推,只要有一种粒子存在,为了能保持其形状,就必然受到另一种更小的粒子的碰撞。只要把这种碰撞的粒子作为该层次的实空,这种粒子肯定又是在运动着的,因为只有运动着的粒子才能发生碰撞。考虑到运动是在虚空中进行,该层次中必须有虚空才行。因此,实空和虚空的层次是无限的。也就是说,物质是无限可分的。
实空和虚空层次的无限性用反证法很容易证明。假设实空和虚空的层次是有限的,其最大值为N。对于第N+1层次来说,它也必须由更小层次粒子的碰撞,才能产生粒子各部分之间的引力,以保持其形状。于是N+1也成立,这与假设N相矛盾。因此,实空和虚空的层次是无限的。

宗荣:
我们再来具体地讨论时间吧!
[楼主]  [54楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/07 08:55 

葛兴:
也好,就这样吧!
古人曰,光阴似箭,日月如梭。这里就有时间的概念。时间这一本来十分简单的概念已被有些人弄得玄而又玄,无法理解。
每天我们都会不止一次地提到“时间”这个词,“现在几点了?”,“什么时间开始?”,“多长时间?”
那么时间是怎么产生的呢?从认识和测量时间的发展历史来看,人类在白天和黑夜的循环过程中,逐步产生了“日”的概念;从月亮的圆缺循环过程中产生了 “月”的概念;从寒暑的循环中产生了“年”的概念。
现在人们已经清楚,地球自转一周是一日;月亮绕地球一周是一月;地球绕太阳一周是一年。
什么是时间?相对时间是对运动过程的量化,是表示运动过程长短的物理量。如何量化?具体地说,是通过对某一具体运动周期的计数来对运动过程进行的量度。因此,时间的本质是一种特殊的周期运动。相对时间就是具体的计数,绝对时间就是这种计数的前后无限延续。
相对时间是对运动过程的量化,这种量化的基准是某种周期运动的周期长短,量化的方法是对周期的计数,计数又只有从小到大一个方向,因此时间是一维的。
一、时间单位的周期性
具体时间单位都分别对应着一种特殊运动的周期。例如年、月、日,分别对应着地球绕太阳转动、月球绕地球转动和地球自转的周期。年、月、日的多少则是对相应的运动周期进行计数。
二、时间的单向性和不可逆性
运动周期的计数过程是从小到大的顺序进行的。众所周知,计数过程具有单向性和不可逆性,已经计数的是过去,正在计数的是现在,暂未计数的是将来。因此,时间具有过去、现在和将来的单向性和不可逆性。
三、时间的连续性和无限性
由于对过去运动周期的追溯和对未来运动周期的计数可以是连续的和无限的,时间也是连续的和无限的。也就是说时间既没有开端,也不会终结。
四、时钟的结构
时间的量度正是通过对一个具体运动周期的计数来实现的。所有测量时间的钟都是由一个特殊的周期运动和对运动周期多少进行计数的机构所组成的。例如,一个机械手表里有一个作周期运动的摆轮和对其摆动周期进行计数的时分秒齿轮计数机构。石英钟也是由一个石英晶振和相关的分频器及由各种门电路构成的计数器组成。
五、相对时间的相对性
相对时间不是绝对的而是相对的。这是因为选作时间基准的特殊的周期运动会受到其它因素的影响,其运动周期之间并不是绝对地保持不变。例如,精确测量表明:年、月、日的周期都在不断地变化,有时变快,有时变慢,总的趋势在变长。它们之间的变化也不成比例。根据对古珊瑚虫化石以及当今珊瑚虫的年轮和日生长线的研究表明,晚石炭纪的珊瑚化石每年平均有385—390条生长线,而现代珊瑚在一年的生长期中约有360条生长线。也就是,晚石炭纪一年约有385—390天,而目前一年约是360天。
特别地,每种具体的物体或其周期运动都有一定的寿命,无论其寿命多长。若作为某种时间基准的物体或其周期运动消失了,那么这种具体的周期运动也就根本不存在了。我们必须选取新的时间基准。因此,绝对不变的运动是不存在的,绝对精确和永恒的钟是不存在的,牛顿的绝对时间也是不存在的,但绝对时间可以抽象。
[楼主]  [55楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/07 12:50 

六、时间与运动的不可分割性
时间和运动是不可分割的。离开物质运动的时间和没有时间的物质运动都是不可能存在的。
首先,时间离不开物体的运动。时间只是形式,它总是以物质运动为内容的。如果说什么事情都没有发生过,那就是没有经历时间,也就是没有这种现实的时间。
从时间的量度也可以说明时间离不开物质的运动。时间是以物质在空间中的运动来度量的,例如,地球绕太阳公转一周就是一年,地球绕地轴自转一周就是一天。可见,离开物质的运动,时间是不可思议的。
同样,物质的运动也离不开时间。物质的运动不能没有时间的形式。如果说某种东西过去没有、现在没有、将来也不会有,那就是不存在于任何时间中的东西,也就是根本不存在的东西。肯定了时间与物质运动不可分,也就肯定了时间的客观存在性。时间是运动着物质的存在形式,它们同物质运动一样是客观存在的。
七、绝对时间是不存在的,只能抽象。
牛顿经典力学的绝对时间是机械论时间观的典型代表。牛顿的所谓“绝对时间”,就是把时间看成是同物质运动无关的绝对均匀流逝的纯粹的持续性,时间就象川流不息的河流,发生什么事也好,不发生什么事也好,发生这样的事也好,发生那样的事也好,它总是均匀地流逝着,一句话,时间同物质的运动是无关的。 显然,牛顿经典力学的绝对时间是不存在的,但是,这种牛顿经典力学的绝对时间作为数学上的抽象是完全可以的,同时也有其重要意义。
八、时间与空间的关系
时间和空间是从不同的侧面和运动相关联的。空间是从位移的角度和运动相关联,时间是从某一特殊物体运动周期和运动相关联。位移和特殊运动的周期是两个相互独立的属性,因而时间和空间也是两个独立的概念。也就是说,时间和空间除了和运动相关联外,再没有其它的关联。因此“尺缩钟慢”的观点是没有道理的,迟早会被实践证明是错误的。
空间、时间和质量是与速度的大小无关的。那种认为时间随着速度的增大而变慢,尺子随着速度的增大而变短,物质的质量随着速度的增大而变大的说法是没有道理的。
九、时间、空间和运动的关系
如果对象的运动速度用v来表示,对象的空间位置用S来表示,对象的时间位置用t来表示,那么运动速度等于对象的空间位置变化(对象的位移)与对象的时间变化(位移所用的时间)的比值。这里的运动和位移是有方向的矢量。

黄宝:
你的这些说法虽然很简单很直观,我们还是难以接受。

葛兴:
我还没有说完呢!接着上面继续,写成数学式子,也就是:
v = S2 - S1 / t2 - t1 = S / t
1、不难看出,速度是对运动的量化。因为速度的方向就是运动的方向,速度的大小可以看成是运动的大小,运动和速度有完全相同的意义。因此物体的运动完全可以用其速度来表示。
2、 如果S2 - S1 = 0,则v = 0,运动没有发生。t2 - t1也不能为零,否则就没有意义,也就是说运动只有在不同的时刻才能作出判断,否则就没有实际意义。只有S2 不等于 S1 ,t2 也不等于 t1运动才有意义。因此,运动必须具备空间变化和时间变化这两个要素才行,单独一个要素并不能描述运动。
通过物体的运动把空间和时间联系了起来。在这里空间是与位移相关联的,时间是与运动过程相关联的,时间和空间各自独立,它们之间并不存在任何关系。
 [56楼]  作者:caozhongyin  发表时间: 2012/11/07 13:55 

向叶先生致敬
[楼主]  [57楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/07 19:35 

3、运动和空间、时间的关系是:运动等于对象的空间变化与相应的时间变化的比值
十、度量时间的工具和基准
时间度量的工具是钟。测量时间的钟都是由一个特殊的周期运动和对其周期多少进行计数的机构所组成的。
在远古时期,人类以太阳的东升西落作为时间尺度;公元前二世纪,人们发明了地平日晷,一天差15分钟;一千多年前的希腊和我国的北宋时期,能工巧匠们曾设计出水钟,精确到每日10分钟误差;六百多年前,机械钟问世,并将昼夜分为24小时;到了十七世纪,单摆用于机械钟,使计时精度提高近一百倍;到了20世纪的30年代,石英晶体震荡器出现,对于精密的石英钟,三百年只差一秒。
自十七世纪以来,天文学家们以地球自转和世界时作为时间尺度:当地球绕轴自转一周,地球上任何地点的人连续两次看见太阳在天空中同一位置的时间间隔为一个平太阳日。1820年法国科学院正式提出:一个平太阳日的1/86400为一个平太阳秒,称为世界时秒长。
由于地球自转季节性变化、不规则变化和长期减慢,所以世界时每天只可精确到1×10-9秒。
1953年世界上第一台原子钟研制成功。1963年13届国际计量大会决定:铯原子Cs133基态的两个超精细能级间跃迁辐射震荡9192631770周所持续的时间为1秒。此定义一直延用至今。
十一、什么是时空
因为空间只是某一瞬间实空和虚空的图象,它是静止的。因此要全面地认识自然界,还必须考虑到实空的运动。这种考虑到实空和虚空不断变化的活动图景称为时空。如果用公式来表示就是:
时空 = 空间 + 时间
空间是反映物质的存在性,时间是反映物质的运动的过程。它们是物质两种不同的基本属性。
由物质不灭可知,自然界是永恒存在的。由一切物质都在不停地运动可知,自然界是永恒运动着的。因此,自然界既无起点又无终点。也就是时间无始无终。
十二、两种时空观
在牛顿力学中,时间与空间是绝对的。即:空间是绝对的——空间任意两点的距离与惯性系的选择无关;时间是绝对的——事件(过程)持续的时间与惯性系的选择无关;同时性是绝对的——同时发生的两个事件,在所有的惯性系中观察都是同时的;质量是绝对的——物体的质量与惯性系的选择无关。这一时空观与人们的经验是完全相符合的。
而狭义相对论时空观认为:时间是相对的,运动的时钟延缓——时间膨胀(钟慢)效应;空间是相对的,运动的尺度缩短——长度收缩效应;同时性是相对的——同时发生的两个事件,在不同的惯性系中观察是不同时的;质量是相对的,质量随着运动速度的增加而增加。这一时空观与人们的经验是完全不相符合的。这一时空观错在哪里呢?
狭义相对论的一个假设即运动的相对性是对的,但狭义相对论的第二个假设光速不变不是指真空中光速为常数,而是指在以不同速度运动的惯性系看同一束光的速度不变。这个假设从迈克尔逊——莫雷试验中得出的错误结论。这是因为人们至今并不了解光的本质,不懂得以太传光似固体。实际上洛仑兹变换是不存在的,狭义相对论中随运动速度的增加,时钟变得越慢、尺子缩得越短以及质量不断增加的效应都是不存在的。

黄宝:
你的时空观与牛顿的时空有很多是相同的。而且你的时空观与物质的概念搅和在一起,很难区分开来。
[楼主]  [58楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/08 08:32 

葛兴:
在生命和人类诞生以前,物质就是存在的,世界和人类都是因为物质的存在而存在。物质构筑了纷繁美丽的大千世界。因此,世界和空间是充满物质的。
什么是物质?
列宁给物质下了一个哲学定义:“物质是标志客观实在的哲学范畴,这种客观实在是人通过感觉感知的,它不依赖于我们的感觉而存在的,为我们的感觉所复写、摄影、反映。”
在哲学中,物质是不依赖人的意识而存在的客观实在。物质是第一性的,意识是第二性的,物质决定意识,意识从属于物质。
意识是有了人类以后才有的。即使没有意识,物质也照样存在。因此,不应该把物质同意识扯在一起。没有意识,什么是物质?所以,应该在客观世界中去寻求物质的定义。
什么是物理意义上的物质呢?
只要全面认真地考察一番,不难知道物质是对空间的占有。这里占有空间的泛指石头、水、原子、中子等任何一种客观实体。
具体地说,已占据了某空间的物质就会反抗别的物质来占领该空间,这就是碰撞。因此,凡是能相互碰撞的双方都是物质。
在碰撞过程中,总动量保持守恒。这就是动量守恒定律,也是碰撞过程的规律。当然,这里的碰撞包括人们宏观上看得见的和微观上看不见的。
我们知道,意识或精神是不会占有空间,它们是不会发生碰撞的,因此它们不是物质。
物质的这一定义是不会产生任何矛盾的,而且和人们哲学上的物质概念也是兼容的。
人体是靠视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉来感知物质世界的。人体的感觉并不一定是完全可靠的,同时人体的感觉只能感知自然界很少的一部分。例如,我们看到的虚象、海市蜃楼等就不是物质,因为它们不会占有空间,不会发生碰撞。但是它们是客观存在,可见客观存在的东西并不一定是物质。只有客观实在的东西才是物质。我们看到的世界只是客观世界的很少的一部分。原子分子和暗物质我们就看不到。人们听到的声音是物质,是空气分子运动而产生的声波。嗅觉、味觉和触觉所感知的当然是物质,但也只是物质中很少很少的一部分。
质量是物质一个重要属性,什么是质量?质量是对物质的量化,也就是物质的多少。物质和质量是互为存在的,没有无物质的质量,也没有无质量的物质。
怎样来求出质量的多少呢?实际上,可以根据动量守恒定律来测量物质的多少。可用“千克原器”的仿制品作为质量的基准,使它去碰撞待求质量的物体,只要测出它们碰撞前后的速度,就可以用动量守恒定律公式求出另一个物体的质量。
质量基准是由人们规定的。1791年法国政府规定1(分米)3的纯水在4℃时的质量为1千克,并于1799年用铂制成质量与此相等的圆柱体,叫做标准千克,保存于法国档案局。因此也称之为“档案千克”。1872年经过精确测量发现,档案千克比4℃时1(分米)3的纯水质量小0.04克。此后就选取了档案千克作为质量单位的基准器。
1883年,用铂铱合金制出的质量基准器1千克原器是仿照档案千克制定的。它是一个高和直径都为39毫米的圆柱体。当时共制成41个千克原器的质量基准,现在在国际单位制中仍采用千克原器作为质量的基准。
测量物体质量最简单的方法是利用受力平衡,例如使用天秤或弹簧秤。称量的方法归根到底仍然是在使用碰撞的方法,只不过这种碰撞是人们看不到的。因为力是物体间的相互碰撞,我们会在第二篇中详细地讨论这一问题。
占据空间、客观实体、能碰撞和有质量是同一个意思。“实”就是占据了一定的空间。有质量,就意味着有碰撞能力。反过来,占据空间的多少、碰撞能力的大小就含有质量多少的意思。质量是通过碰撞过程来测量的。有质量的地方就一定有物质。总体空间和空间中的物质是整体和部分的关系,因为物质只占有空间的一部分,另外一部分空着。
[楼主]  [59楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2012/11/08 12:38 

什么是物体?物体这一概念可以看作是不言自明的,如果硬要下个定义,则物体是由各种物质和各种层次构成的某个整体。其实物质也是有一定层次的,因此物体和物质并没有一个严格的界线。只不过在物体和物质这两个名词同时使用的时候,似乎物体的层次和结构要更大一些,所包含的物质种类要更多一些。
从所掌握的资料来看,物质结构有一个重要的特点,那就是物质以不同的层次分布,这种分布是不连续的。目前,通常认为可分为微观、宏观和宇观三个大的层次,每个大的层次又可以再分为若干个小的层次。
1、微观系统的层次
微观系统是指目前已知的分子、原子、原子核和基本粒子所构成的物质系统。
2、宏观系统的层次
宏观系统包括地球上的物体、卫星、行星和恒星所构成的物质系统。
3、宇观系统的层次
宇观系统一般是质量或尺度很大物质系统。它包括星团、星系、星系团、超星系团和总星系所构成的物质系统。
物质的层次是互相联系和无限可分的。任何一个物质层次无不都是上有更高的层次,下有更深的层次。层中有层,层层相联。任何一个物质层次只是无穷层次系列中的一个“关节点”,从而形成层次的等级性。某个层次总是由下一个或下几个层次所组成。
物质的种类极其繁杂,性质也千奇百怪。就拿恒星来说吧,太阳只是一颗普通的中等恒星。恒星中有光度比太阳亮几十万倍的巨星,也有光度只及太阳几十万分之一的矮星;有的恒星体积比太阳大千、百倍甚至百亿倍,但密度只有地面空气的千、万分之一,有的恒星体积比地球甚至月亮还小,但密度却大到水的密度的几万倍甚至于上亿倍;恒星的质量有比太阳质量大或小几十倍的,恒星的表面温度有几万到十几万度的,也有表面温度只有几百度的红外星;中子星的直径只有20到40公里,质量却同太阳相当,密度大到每立方厘米上亿吨,表面温度高达一千万度。
在自然界中,物质以各种形态出现。例如大家熟知的固、液、气以分子或原子为基本单元的三种不同的聚集状态。此外还有由高速运动着的正离子和电子组成的等离子态、有由中子构成的中子态、有弥漫于较大空间的各种场态物质、还有所谓的由正电子反质子反中子构成的反物质等等。
总之,辽阔的大地,巍巍的群山,无边的星辰,微微的粒子都是由物质组成的。

宗荣:
你的时空是由物质的运动所引起。只要有了物质的运动,时空也就自然而然地产生了。所以物质的运动是非常关键的。

葛兴:
你的理解是深刻的。如果没有运动,时间就不能存在,空间也只有一种永不变化的状态。
运动一词是不言而喻的。它在哲学里研究得比较透彻。哲学中关于运动的主要观点是在物理世界中抽象出来的。
运动是物质的根本属性,世界是物质的。世界是处在永恒的运动和变化之中的,物质是运动着的。物质世界无限丰富的多样性正是在它的运动中展现出来。
一、运动和物质不可分割
运动是物质所固有的属性,是一切物质形态的存在形式;物质是运动的担当者,是一切运动变化的实在基础。一般说来,没有无运动的物质和没有无物质的运动。
 [60楼]  作者:马国梁  发表时间: 2012/11/08 14:41 

赞同叶先生的物质观、时空观。

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