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再复清华小猪的评议
[楼主] 作者:my_gzsh  发表时间:2004/01/16 14:16
点击:238次

再复清华小猪的评议
    首先要表示歉意的,是我并非网络高手,不会成天泡在网上做网虫,因此不可能及时在网上答复您的评议。
    元月十五日我在“关于惯性原理的对话(续)”的后面,曾问及您看过我多少帖子?对此您并无答复。看来您并未看过“关于惯性原理的对话”一帖,还是把我提出的惯性原理和牛顿的惯性定律混为一谈,时而用惯性定律的惯性状态来非议惯性原理的惯性状态。
    下面把“关于惯性原理的对话”一帖(不知何故,该帖在论坛上发表不足48小时,即被人删去,点击的不过十余人),重新发表如下,欢迎您继续评议。

关于“惯性原理”的对话
作者:孟 源
    甲:听说你设计了一个受恒力作用的惯性系?
    乙:不是设计,而是描述了一个引力世界里的惯性运动体系。当然,说是描述,还是有所取舍的,并非按客观存在的蓝本照搬照抄。
    甲:取了些什么?又舍了些什么?
    乙:取的是符合描述对象引力系基本要素的内容,舍的是会对这个惯性体系起干扰作用的因素。
    甲:愿闻其祥。
    乙:这个体系是唯一的,周围没有其它的体系对其起干扰作用。
    甲:可以接受,理想化的体系都是这样描述的。这个体系里都有些什么东西呢?
    乙:体系里可以有我们地球上的一切物体,但这些物体都有些理想化的性质。
    甲:怎样理想法?
    乙:这个地球是一个三轴等长的刚性球体,相应形成了一个三轴向心的引力场;这个刚体表面非常光滑,光滑到任何物体在其上运动时阻力为零,可以在其上保持其运动状态。
    甲:你说的是一个引力系?
    乙:不错,确实是一个引力系。但这个引力系里的物体不会改变其运动状态或保持其惯性运动状态。
    甲:请说清楚保持什么样的惯性运动状态。
    乙:静止的物体永远保持其静止状态,运动的物体永远保持其匀速圆周运动状态,其线速度....
    甲:慢,你的叙述或许有些道理,但圆周运动可不是惯性运动,而是受力作用的非惯性运动。
    乙:你那是按照牛顿的惯性定律来理解的。请不要忘了我们描述的惯性体系的前提条件就是受恒力作用;物体既然已经是受力作用,且为刚性表面的反作用力所抵消,你说该运动物体将作什么运动?
    甲:当然是匀速圆周运动。可是把圆周运动说成是惯性运动,总觉得别扭。
    乙:你那是思维习惯使然。因为我们说的惯性原理是“不会改变其运动状态”,并未特指何种运动状态。因此只要调整一下思维方式,一切就都好理解了。
    甲:刚才打断你的话了,请继续讲下去。
    乙:说到哪儿啦?对,说到惯性原理的惯性运动状态。归结一句话,保持其运动状态不变。
    甲:保持运动状态?保持静止或匀速直线运动状态吗?
    乙:你的思维习惯还是没有改过来,物体的运动状态并非只有匀速直线运动一种。物体的基本状态是两种:一是静止,二是运动。而运动又有粒动和波动,粒动又有匀速运动和变速运动,变速运动又有直线运动和曲线运动,曲线运动又有三维运动和高维运动...;所有这一切运动状态都将保持不变。
    甲:照你这么一说,岂非所有的运动状态都成了惯性运动状态了?
    乙:可以这样理解。但保持静止状态不变,是指保持其与引力中心的距离不会变,保持匀速运动状态不变,是指保持匀速运动的速度不变;保持变速运动状态不变,是指保持变速运动的频率不变;保持曲线运动状态不变,是指保持曲线运动的周期不变,....。如果静止物体与引力中心的距离(即高度)变了,匀速运动的速度变了,变速运动的频率变了,曲线运动的周期变了,多维运动的维数变了,等等,都意味着受到了恒力以外的力的作用。
    甲:如何理解你所说的恒力?
    乙:字面意义很简单,就是大小和方向都不改变的力。符合这一条件的力,只有引力;因为无论怎样运动,指向引力中心的方向是不会变的。但不能理解为在同一个引力场中,不同的物体都有相同的引力;因为每个物体的质量不同,位置不同,与引力中心的距离不同,引力的大小当然也各不相同。但如果与引力中心距离相等的点,由点所连接而成的线和面,就会构成一个球形表面,同一个物体在这个面上运动时,所受到的引力是恒等的,是为恒力。这样的恒力面,在一个引力系统中,每一个特定物体都有其相应的恒力面,因此可以有无数个恒力层面。换句话说,在这个引力系统中,每一个物体受到的引力都是恒力,虽然它们的引力值各不相同。
    甲:请你举一个具体的例子来说明。
    乙:定点人造地球卫星就是一个现成的例子。定点卫星受到地心引力的作用(既然是定点,引力的大小和方向都不会改变),可以看作是恒力。如果没有其它变轨力的话,将永远保持其对地定点的运动状态;对日心(太阳系)、对银心(银河系)等都将保持与地球同步的运动状态。换言之,“受恒力作用的物体,不会改变其运动状态。”
    甲:定点卫星的离心力与地心引力相等,应该是处于零力,也就是不受力作用。用牛顿的惯性定律来说,不受力作用的物体将保持静止状态或对地定点的运动状态;并不存在受恒力作用的问题。
    乙:不然,你那是按照牛顿的惯性定律来理解的。如果我推了你一把,给了你一个作用力;而你受到了我的作用力,又给了我一大小相等、方向相反的反作用力,能否理解为反作用力与作用力相互抵消,等于我也没有给你作用力,你也没有给我反作用力?
    甲:当然不能,作用力和反作用力是作用在两个不同的物体上,怎么可以相互抵消呢?
    乙:不错。定点卫星受到地心引力的作用,那是实实在在、真实存在的力;而离心力是对于地球而言、定点卫星所具有的惯性力,是一种虚拟的力。两者的受体不同,是不可能抵消的。因此,你用离心力与地心引力相等,等于不受力来解释是并不成立的。对于卫星而言,受到的只有地心引力,因为是定点,所以是恒力。
    甲:那么在你说的惯性系里,如何理解恒力以外的力的作用呢?
    乙:与现实的地球环境一样,牛顿第二定律和第三定律继续成立,不需要加以任何变换;不会有任何一片瓦会莫名其妙地掉下来。
    甲:照你所说,我们所生活于其中的地球,不就是一个受三维向心恒力作用的惯性系吗?
    乙:确实如此,但严格说来,又只是个近似的惯性系。
    甲:为什么?
    乙:忘了一开始就提出的限制条件啦?
    甲:那些限制条件?
    乙:就是理想化的条件。第一、地球不是唯一的物质系统,而是多层次复杂巨系统中极其普通的一员,各层次、各系统、各成员之间要相互影响而摄动;第二、地球不是均质的、三轴等长的刚体,而是一个表面地形复杂的圈层体,因此引力的分布,也不是绝对严格意义上的三维向心引力场。其三、地球在自转,在转动过程中,要出现所谓的达兰贝尔力,这个力在地球上不是均匀分布的,而是象气候一样按纬度分带的。此外,多多少少还有一些其它因素。
    甲:那岂不是又不能成立了?
    乙:可不能这么说,惯性系的基本要素还是具备的;已经在很大程度上接近真实了,因此只能说是近似的。
    甲:那么你所说的受恒力作用的惯性系和牛顿的惯性系的区别何在呢?
    乙:牛顿的惯性系是两维平面(包括爱因斯坦的升降机理论)的,无法与任何三维的运动系统相协调,因此是一个虚拟的、超理想化的系统。而建立在我们提出的惯性原理基础上的惯性系,是三维球形曲面的,适应于物质世界的任何一个运动系统,因而是现实的、最接近真实的惯性系统。
    甲:广义相对论说的就是惯性系与引力系的“等效”,与你提出的惯性原理论述的引力系就是惯性系,区别何在呢?
    乙:相对论的前提是同时性是相对的,把时空这种事物的属性拟物化,把物质世界的运动变化归结为空时的洛伦兹变换,等于把(人的属性)精神人格化,用精神的变化来解释人的变化,或把人的变化归结为精神的变化,是当代科学中的唯心论。
    当然,我们提出的惯性原理、引力系就是惯性系,确实是受到了广义相对论引力系与惯性系“等效”的启发。但我们是从改变牛顿定律的描述推导而来的,完全没有采用相对论的洛伦兹空时变换那一套,目的正是为了把被相对论颠倒了的关系扭正过来。
    具体就广义相对论的引力系与惯性系的等效来说,爱因斯坦的升降机理论是局域等效理论,仍然无法解决两维平面惯性系与三维引力系之间的矛盾。只有通过惯性原理,才能导出三维球形曲面惯性系的全域解决方案。
    甲:听说你的惯性原理还有推论?
    乙:确实有。但在惯性原理还没有被人们认同之前,人家还没有弄明白你的基本思路,就一古脑儿提出来,纠缠在一起,以至根本不知道你在说些什么,实在是画蛇添足,是一处败笔。
    甲:那还是先不讨论为好。
    乙:谢谢!欢迎继续与我合作探讨。

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 [2楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2004/01/16 14:55 

回复:您是否将椭圆运动也叫做保持运动状态不变呢?

这个帖子以前以看过,没有什么内容,完全是一些类比思维。

在地球引力场中的物体如卫星并非只做匀速圆周运动,更普遍的是椭圆运动。

你把运动中有一个量不变都叫做“运动状态不变”,如到地心的距离不变,把力的大小相等而不管方向就叫“恒力”,这套强造的术语只对您有意义。

您是否将椭圆运动也叫做保持运动状态不变呢?

任何运动中都有一些不变性,按照您的思维方式,则任何运动都是“运动状态不变”。

如卫星的椭圆运动就有卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积不变(本质是角动量不变),尽管其速率和到地心的距离在变。

[楼主]  [3楼]  作者:my_gzsh  发表时间: 2004/01/17 13:25 

小猪先生:很好,总算有些实质性的内容了,答复如下:

问:您是否将椭圆运动也叫做保持运动状态不变呢?

答:对,那是推论要解决的问题,是在时间周期内受恒力作用。

问:你把运动中有一个量不变都叫做“运动状态不变”,如到地心的距离不变,把力的大小相等而不管方向就叫“恒力”,这套强造的术语只对您有意义。

答:您看引力的方向性变了吗?不是永远指向地心吗?

问:任何运动中都有一些不变性,按照您的思维方式,则任何运动都是“运动状态不变”。

答:任何运动都有其两面性,惯性就包含在非惯性之中,它们是辩证统一的。

问:如卫星的椭圆运动就有卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积不变(本质是角动量不变),尽管其速率和到地心的距离在变。

答:有更简洁的表达方式不更好吗?速率和到地心的距离确实在变,但在其运动周期中处于动态平衡,这正是在推论中要论述的内容。

欢迎您和我继续探讨,为什么不给我发电子邮件呢?我喜欢深思熟虑,实在不适应这种即问即答。    孟源

 [4楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2004/01/17 14:09 

小猪先生:很好,总算有些实质性的内容了,答复如下:

问:您是否将椭圆运动也叫做保持运动状态不变呢?

答:对,那是推论要解决的问题,是在时间周期内受恒力作用。

[[小猪:时间周期内平均受力和瞬时受力是两个概念,平均受力不变不等于瞬时受力不变。]]

问:你把运动中有一个量不变都叫做“运动状态不变”,如到地心的距离不变,把力的大小相等而不管方向就叫“恒力”,这套强造的术语只对您有意义。

答:您看引力的方向性变了吗?不是永远指向地心吗?

[[按您的说法,我从深圳到上海和您从北京到上海运动方向是相同的。这真是只对您有意义的一套术语。]]

问:任何运动中都有一些不变性,按照您的思维方式,则任何运动都是“运动状态不变”。

答:任何运动都有其两面性,惯性就包含在非惯性之中,它们是辩证统一的。

问:如卫星的椭圆运动就有卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积不变(本质是角动量不变),尽管其速率和到地心的距离在变。

答:有更简洁的表达方式不更好吗?速率和到地心的距离确实在变,但在其运动周期中处于动态平衡,这正是在推论中要论述的内容。

[[又一次将一个周期中的平均值与瞬时值混为一谈。或者您喜欢这样思考,但又一次只对您有意义。]]

欢迎您和我继续探讨,为什么不给我发电子邮件呢?我喜欢深思熟虑,实在不适应这种即问即答。    孟源

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