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(第六章的内容---给“光以太”招魂,与前两稿雷同,这里上传帖子太困难,暂略) 第七章、 “万有引力”被误解为“超距作用”,应该得到平反 20、牛顿终身未能找到“引力以太”,致使万有引力被误解为“超距作用” 1687年《原理》正式出版,万有引力理论也随之面世,但是,牛顿既不知道万有引力的本质,也不知道其传递机制,这就为莱布尼兹、贝克莱等人反对他的引力理论留下了把柄。 牛顿在1674年(32岁)之前主张原子论,在引力传递机制方面,牛顿用重力射线说明重力的本质,认为物质以发射的某种物质粒子流而相互作用,重力可以不通过介质的传递,直接穿过虚空发射到另一个物体上。[42] 但在他的光的微粒说和颜色理论受到胡克和笛卡尔-惠更斯学派的有力批评之后,牛顿开始向以太说妥协。 1674~1684年间(32~42岁),牛顿向以太说的妥协由光学扩展到了整个物质观方面。牛顿的重力观点也转向以太效应,即认为重力是由以太密度差异产生的压力差引起的。这种解释可以使重力的产生和传递的原因相一致。[42] 牛顿的以太,“极端稀薄(细小),无限延伸,在物体周围和物体自身中都存在,能运动,能流动。几乎不是气体,但也还不是虚空。(门捷列夫最初甚至还指出了以太在化学元素周期系中的位置,并称之为牛顿素!)” [43] 但是,1684年之后,牛顿对以太的看法又发生了转变,很少再提及以太,主要原因是:1)“他自己和波义耳的真空实验都未证明以太的存在”;2)牛顿的运动理论似乎也不需要以太;3)笛卡尔的以太旋涡理论与牛顿的引力理论有冲突(笔者按:牛顿主要批判的是旋涡,并不是以太)。[44] 不过,牛顿并未完全倒退回原子论,1717年牛顿在晚年发表了《光学》第二版,并且附加了《疑问17 - 24》,在这些疑问中,牛顿都围绕着以太提问,探讨是否可以用以太做出解释。[45] 其中的《疑问21》专门用“以太”探讨了重力问题。 可见,牛顿对以太并未完全否定。牛顿对以太一直处于非常矛盾、纠结和“苦恼”之中,主要原因就是:“以太”应该有,但却始终找不到。 麦克斯韦认为牛顿在《光学》的《疑问》和给波义耳的信中,试图用介质的压力说明引力,只是因为未能在实验和观察上证实以太介质的存在,而未发表。[46] 尽管牛顿一再坚决反对超距作用,例如在1693年2月25日给本特雷的信中,他写道:“如果一个物体可以通过真空而没有其他东西的中介,超距作用到另一个物体上,不经过任何东西就传递作用或力,对我来说是极其荒谬的,我相信没有一个在哲学上有思考能力的人,会陷入这种谬论之中。”[47] 但是,莱布尼兹和笛卡尔-惠更斯学派却坚持认为,牛顿的引力理论是以原子论为基础的,原子论的基本观点是原子和虚空,于是引力只能通过虚空而传递,这就是不合理的“超距作用”。[48] 21、传递“万有引力”的“引力以太”,怎么可能不是“引力场” 在我们现在看来,物质之间的“万有引力”,通过物质所产生的“引力场”而发生传递,难道不是天经地义的事吗?不然,凭什么称为“引力场”呢?牛顿当年拼命寻找的这个“引力以太”,难道不是明摆着的吗?难道还需要寻找吗? 但是,在牛顿时代,完全没有“场”的概念,牛顿找不到“引力以太”,太正常不过了。既然什么都没找到,当然就是虚空,莱布尼兹们产生误解,好像也不难理解。 让人难于理解的是爱因斯坦对“引力以太”的态度。 一方面,在同柯恩的谈话中说,他相信:“牛顿所最强烈反对的是一种能够自己在虚空空间中传递力的观念,牛顿希望用以太来把超距作用归结为接触力。”[49] 而另一方面,爱因斯坦在《广义引力论》中写道:“在牛顿的物理学中,物体的理论描述所根据的基本理论概念,是质子和粒子。这样,物质先验地被看作是不连续的。这就使它必然认为质点相互之间的作用是‘超距作用’。” [49] 这显然就有“为了推广自己的引力理论而故意抹黑牛顿引力理论”的嫌疑。 第八章 、 总论 我们已经看到,牛顿终身未能寻找到的“引力以太”和水桶实验的“绝对处所”,二者居然会是同一个东西——“引力场”,还有那几乎全世界的物理学家都探寻不到的“光以太”,居然会与前二者也是同一个东西——“引力场” ! 真可谓“众里寻他千百度>,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处”。 当年牛顿批判笛卡尔的“以太旋涡”理论,真不该“倒洗澡水,连小孩一起倒掉了”,笛卡尔的以太论,还是非常有思想深度的。 找到了“引力场”这个“以太”,宇宙变得更简约、更和谐:我们只要借助于“引力场”,就可以轻松驱除那朵物理学上空的乌云;就可以消除对牛顿力学的误解,就可以明白牛顿体系是建立在“引力场”这个“绝对参考系”之上的,从而真正找到惯性运动和惯性力的起源,牛顿体系变得更加完美,不再“与引力理论和宇宙图像矛盾”[50];《原理》中唯一的一个假设也不再需要了,牛顿的宇宙体系也变得更加严密! 找到了“引力场”,就让“绝对运动”得以存在,狭义相对论的支柱——“相对性原理”自然不堪一击。 牛顿火车思想实验(本文第6节),更是彻底粉碎了“同时的相对性”。 难道本文的思辨还不足以攻占“狭义相对论”?! ======== 参考文献 [1] 赵峥、刘文彪,广义相对论基础,清华大学出版社,2010,11 [2] 郑永令 等,力学(第二版),高等教育出版社,2002,453 [3] 郭奕玲、沈慧君,物理学史(第2版),清华大学出版社,2009,196 [4] A.P.弗伦奇,狭义相对论,人民教育出版社,张大卫译,1979,102~109 [5] 张元仲,狭义相对论实验基础,科学出版社,1994,20 [6] 张元仲,狭义相对论实验基础,科学出版社,1994,22 [7] A.爱因斯坦,相对论的意义,科学出版社,李灏译,1979,18。 [8] A.爱因斯坦、L.英费尔德,物理学的进化,上海科学技术出版社,1979,132 [9] 刘辽、赵峥等,黑洞与时间的性质,北京大学出版社,2008,228 [10] 赵峥,相对论百问,北京师范大学出版社,2010,39 [11] 刘辽 等,狭义相对论,科学出版社,2008,27 [12] A.爱因斯坦,狭义与广义相对论浅说,上海科学技术出版社,1979,21~22 [13] 费邦镜,《“同时性”是绝对的,引力场就是“以太”》,北相网站,2004.12.18,(豆丁网等) [14] A.爱因斯坦、L.英费尔德,物理学的进化,上海科学技术出版社,1979,114 [15] 郑永令 等,力学(第二版),高等教育出版社,2002,79 [16] D.KLEPPNER 等,力学引论,人民教育出版社,宁远源 等译,1980,541 [17] A.爱因斯坦,物理学的进化,上海科学技术出版社,1979,156 [18] 牛顿,自然哲学之数学原理,北京大学出版社,王克迪译,2006,6、7 [19] (同上) [20] 牛顿,自然哲学之数学原理,北京大学出版社,王克迪译,2006,4 [21] (同上) [22] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989,381 [23] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989,389 [24] 赵峥 等,广义相对论基础,清华大学出版社,2012,11 [25] (同上) [26] 林德宏,科学思想史,江苏科学技术出版社,2004,87 [27] 朱鋐雄,物理学思想概论,清华大学出版社,2009,17 [28] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989,378 [29] 高炳坤,探索惯性系,大学物理,2010. 29 (8) [30] 郑永令 等,力学(第二版),高等教育出版社,2002,455 [31] A.爱因斯坦,物理学的进化,上海科学技术出版社,1979,154 [32] 赵峥 等,广义相对论基础,清华大学出版社,2012,10 [33] 朱鋐雄,物理学思想概论,清华大学出版社,2009,26、27 [34] D.KLEPPNER 等,力学引论,人民教育出版社,宁远源 等译,1980,436 [35] (同33) [36] 牛顿,自然哲学之数学原理,北京大学出版社,王克迪译,2006,270 [37] 朱鋐雄,物理学思想概论,清华大学出版社,2009,24 [38] R.瑞思尼克,相对论和早期量子论中的基本概念,上海科学技术出版社,上海师范大学物理系译, 许国保校,1978,16~30 [39] 郭奕玲、沈慧君,物理学史(第2版),清华大学出版社,2009,170~171 [40] В.И.雷德尼克,场,科学普及出版社,周昌忠译,1981,50 [41] 张元仲,狭义相对论实验基础,科学出版社,1994,24、28 [42] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989,418 [43] В.И.雷德尼克,场,科学普及出版社,周昌忠译,1981,24 [44] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989,412 [45] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989,306 [46] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989,429 [47] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989,433 [48] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989,421 [49] 阎康年,牛顿的科学发现与科学思想,湖南教育出版社,1989,430 [50] 王顺金,物理学前沿---问题与基础,科学出版社,2013,159 若要从网上下载MS Word格式的本论文,可登陆到“国家科技图书文献中心”网站(http://www.nstl.bov.cn),点击“预印本服务”,再点击“文章检索”功能,检索范围选“自然科学”,条件选“作者”,并填写“费邦镜”,即可检索到。 本文【摘要】上传完成。特别期待各位版主及其他网友提出不同观点,谢谢! |