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介质力学和相对论到现在还在相互促进发展
作者:yangx2000(xxx.xxx.xxx.xxx) 06.22 11:49 利用介质力学发展相对论方兴未艾 关于介质力学和相对论力学的相互影响和促进这方面研究,在我国也发展得很快, 国际上情况: 近年来.由于美国nasa广义相对论引力B试验卫星发射计划的执行,以及关于光传播方面的媒体炒做,在相对论的研究方面前相对热了起来.当然还有很多人早就默默做着一些基础的工作.有趣的是,在这个队伍中,相当一批人是力学工作者,很多人都搞过流体方面的研究.德国在原子物理上和有建树的一批科学巨匠,原来也都搞过流体力学,比如普朗特,索墨非尔,海森堡,海森堡在量子和流体力学两个方向经过长期的艰苦研究以后,仰天长叹,'即生周瑜, 何生亮!.....'.当然他这句话使用德文说的,严格的字面意义是'啊啊! 为什么要有相对论和湍流!...',到了近几年,苏联新西伯利亚科学院 甚至发现湍流里面也有稳定结构,叫做孤波,它的方程竟然是描述量子力学的非线性薛定鄂方程.不仅在量子力学方面,在相对论研究上,俄罗斯,乌克兰,以及加拿大和美国,都有不少论文对此问题研讨.突出的是nasa工程师paul.这些研究都不是在相对论里面研究相对论,研究什么载体相对信号的来回传播.或者研究什么祥拗问题.而是从全新角度,提出了类似以太动力学的看法. 国内情况: 最早的论著是郑铨的'相对论质疑'一书,提出了对麦克尔孙实 验的不同解释. 国内北京广电学院的黄教授瞄准超光速研究,发表了不少研究作品,还有厦门大学的章均豪教授也是从量子力学角度出发,提出了对相对论质疑.......... 下面说的是介质力学角度进行的研究 北边有最有代表性的是周培源教授,他一直有些想法,但没有公开发表过,另外还有高能所卢鹤拨院士,早年在美国搞原子能,是第一个把制造原子弹的方法在公开刊物上发表的学者,在50年代后很长一段时间搞流体力学.其创造的贡献在体弹性粘性系数的测量,以后在高能所工作,老先生95年鼓起勇气站了出来,理论界对此非常冷淡. 东边上海交大有杨文熊教授,由鲁传迅教授推荐,他用连续介质的办法证明了质能关系的论证在数理学报发表,上交大还有个杨本乐教授,教漩涡的研究生课程,据吴介芝教授讲他企图突破比奥沙瓦定律,想来他可能是从可压缩性漩涡提出对电磁场论和相对论的新见解.然而卡压缩漩涡是否有理论可用力学家们还有争议. 29基地还有个博士冉正,是张函信院士的博士后,他想把量子力学和相对论用在流体力学上,参考别人的结果从杨振宁和斯米尔的量子力学理论推出气体力学方程的哈密顿函数,上海的船舶704所廖铭声也是这样,他用不十分完备的方法证明了流体力学方程和麦克斯韦尔方程一致的结构,尽管他提出把声速及光速不变原理应当用总波速不变(能量守恒)原理代替是独特的,并且他利用洛伦兹变换导出新的可压缩流动的方程,但是还是把相对论用在流体力学上来代替可压缩流方程组的计算并不成功.广州有个李秧华原来设计过船用螺旋桨,后搞原子电池,也提出了同样问题.西安有个余长丰从量子力学到相对论建立了一套独特的理论系统. 除了余长丰,其他人都是搞过流体的,他们的出发点都是一个,要对麦克尔荪的试验给于新的解释.过去传统的解释是这样论述的,第一如果真空是介质,那么就必须是刚体,第二如果是刚体就必须有绝对速度.那么试验否定了绝对速度,就否定了介质存在. 流体力学工作者一般会觉得介质必须是刚体的结论仅仅是个猜想而不是科学的结论,他们由于或多或少和附面层打交道,而对真空可以是不均匀的图景易于接受,所以或多或少都会对仅靠麦克尔荪双干试验测不出绝对运动就否定了介质存在有自己的保留态度. 这里有很多我们未知的领域, 比如,利用空气动力学方法进行的这些研究工作就可以分三部分, 一.利用波尔兹曼叠加原理和非牛顿流体的松弛特性,证明电磁场的麦克斯韦尔方程和不可压流体方程有同样结构.于是自然提出了麦克斯韦尔方程还有没有像流场那样相应的可压缩表达形式的疑问? 二.在空气动力学找到一种变换,它类似于相对论变换,但是它可以把不可压流场变换到可压缩流场,这说明洛伦兹时空变换(在力学里面来讲)就是一种在亚波速情况下用不可压流的解来近似计算可压缩流动的方法而已.其空间精度是二级,时间精度一级.从而联想到电磁场也会有可压缩性,洛伦兹变换就是一种近似计算可压缩电磁场的方法. 三.在无法确知真空的'熵和热力学性质'的情况下利用钱学森的切线气体法推导质量能量的近似关系,得到了爱因斯坦的质能定律.因为物理学界声称不接受任何试验没有做出不同点的新理论,所以只好考虑用数值模拟的办法来计算和评价用相对论加不可压流的算法来代替可压缩流的准确算法带来的误差. 这些论证虽然还有破缺,但是我们已经看到一种物理过程,可以有不同的数学描述,有的精确,有的近似. 相对论里面有个质能关系比例sqrt[1-(v/c)^2],我们不妨把它认作是一套二阶偏微分方程的有关常数,对于空间,时间,和边界条件,从二阶系统偏微分方程看可以有多种表达的处理办法: 把方程线化,系数变成常数,但是位于偏导数系数上,是牛顿物理学的按介质力学系统处理法则,得到的该常数叫压缩性系数.这种方程原始就是是非线性的,它描述的自然规律根本就没有理论物理学家抱着不放的协变不变性.要有也是一种广义的,扩大了的,有'压缩性'等非线性的'协变不变性'. 另一办法是把方程进行变量代换,于是系数就转移到,变换矩阵里面和边界条件里面去,这就是相对论. 而这些系数被叫做尺缩和时间延迟. 还有人把系数搞到强迫项里面去的,利用量子力学的薛定鄂方程或哈密尔顿函数,在强迫项来逼近,甚至可以引进多级近似,做这方面讨论的是杨振宁和斯密尔.. 反过来,牛顿物理学里面方程也可以利用相对论变量变换来算它的非线性(压缩性),虽然数学上可以证明用洛伦兹变换可行,但是时间延迟变换边界条件不直观,而使得人们一般恐惧使用它,而只用了尺缩变换,但是没有人把它叫尺缩变换,称为仿射变换,冠以普朗特和戈劳沃等变换的名字.尽管如此,可压缩的漩涡除了数值解没有别的办法,相对论可以用来从不可压缩流动算出卡压缩流动的解来.于是相对论也反过来促进了空气动力学的发展. 但是相对论的精度不过是空间上两极,时间上一级. 过去行星的运转可以用地心说,加上本轮来描述,本轮有300个之多,现在相对论也要加上五维空间,36维空间,又引进了超玄.实际上成了多级逼近链条上的有限环节.如果我们换一个角度,自然的,简单的描述方法不是不可以找到. 这篇短文只是做一个简短的介绍,希望引起兴趣,交流和讨论,详细的论文和推导,以及数学证明可以参考:下面的网址： http://forrootbasic.51.net/wytk/xtwzh/yangxintie/5.13/adwancerelativity.html 现在讲学科边缘交叉,需要很多数学,物理,新方法和概念希望能够互相碰撞,合作进行研究. 我们的口号是: 关心相对论发展的数学力学工作者及电磁,引力各交叉学科的研究者联合起来! |