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今日凌晨偶然发现各路大侠在这里谈的热闹
忍不住进来说几句,欢迎到 http://relativity.abc.yesite.com http://yangx.abc.yesite.com http://qimeng/forum/science/ 来做客 相对论的新发展12谈 至今,美国的华裔科学家在实验室里发现了超过光速几百倍的光速 存在,理论界一片哗然,对相对论提出疑问,其实这种试图修正相对论的 工作早就暗暗进行了 下面引1999年电磁场研究进展的专业国际会议(Progress in Electromagnetic Research Symposium 1999简称 PIERS1999)上的一 篇文章.文中证明麦克斯韦尔方程是和连续介质方程类似的,那么时间 和空间到底有没有介质背景呢?如果也能够在在麦克斯韦尔方程里面加 上类似的强的非线性项的话,那么方程从精度上变化不大,但是甩开了 协变不变性,发展成一种更广义的不变性,从而为超光速留下了补充的 余地.那么相对论呢? 按这篇文章的思路,首先让我们对麦克斯韦尔方程和连续介质力学方程 相似性的进行讨论 一。相似性问题的提出 电动力学研究的物理现象和连续介质力学研究的物理现象有 许多相似之处。这一点我们可以在在自然界看到许多例子，比如静电 场和不可压流体场的相似，有这个相似性，人们才可以把不同性质的 实验用来相互类比，比如长江的流动如果用无粘流来近似估算它的流 线的话，就可以用静电场的测量来代替水力学实验，为什么呢？这是 因为它们都满足拉普拉斯方程, 然而这些都是静态的方程,对于动态 的情况,让我们从另一个角度来观察电磁场的有关物理现象和连续介质 场变化的相似性，如电场对时间的变化产生磁场的旋度（磁场的涡）， 而磁场对时间的变化产生电场的旋度（电场的涡）这些现象，在续介 质力学中，正好有类似的例子。连续介质力学中力（也就是加速度） 对时间的变化是能够产生涡的旋度的，比方我们在游船上把船桨在水 里一划，于是在我们加力的桨叶周围，就生成了一个涡环，涡环的所 在平面法向和作用力方向一致，也就是说力产生了涡的旋度，然而我 们也熟悉霍姆赫兹定律，涡强的随体导数的变化将产生力的环量，力 产生涡的旋度，涡的变化也产生加速度的旋度. 看起来，这和电磁场 里面的电生磁，磁生电，很相似。 人们不禁要问，电动力学的麦克斯韦尔方程组和连续介质力学的运动 方程，两组方程之间有没有什么相同的规律呢？首先注意到并讨论过 该问题的人是麦克斯韦尔本人，尽管那时连续介质力学还没有得到充 分的发展。这在早期亥维赛的文章里谈到过，《*1》他指出麦氏方程 中可写出类似的场方程，从而引出磁场类似的第二种场。亥维赛的看 法没有得到人们重视，后来布里吉《*2》在逝世前的著作里把电动力 学和经典力学作了对比，他又提出一个疑问，能否对惯性质量系找出 与电磁场相似的方程？尽管布里吉的谨慎是众所周知的，但是他还是 敢于提出上述假设。直到1969年卡司徒《3》提出了引力假设，他考 虑电磁学的E和引力场的F的方程惊人的类似，所以就引入称之为引力 漩涡(的第二引力场，类比电磁场的ε和mu ，对引力场他又引入了两 个引力常数ε_g和mu_g ， ε_g = - 1/G mu_g = - G/C**2 其中G是万有引力常数。 这样他就对引力场写出了与麦克斯韦尔方程组相同的方程组，为了用 ASKII代码书写方便起见, 后面文章中让我们把偏微分的符号用 dif 表示,同时把ASKII码以外的拉丁字母用它们的发音表示。 div (F) = -G mu_g rot omica = 1/c**2 dif F/dif t -G/c**2 J_g rot F = - dif omica/dif t div (omica) = 0 他把omica叫做引力漩涡，这个引力漩涡物理意义是什么？是否存在？ 怎样测量？这个问题，他没有解决。这仅仅是型式上的一种延拓。《4》 从那以后的30年来，虽然连续介质力学有了很大的发展，但是从 牛顿流体框架下得出和上面相似的方程总存在一些困难，下面我们可 以纳维尔斯托克斯方程出发来作这个分析。 ___________ 第二节 二。电动力学基本方程组和连续介质方程组之间相似性的分析。 电动力学基本方程组是： div (εE) = rho 1 dif (εE)/dif t = rot H + gamma E 2 dif (mu H)/dif t = -rot E 3 div (mu H) = 0 4 其中E是电场强度，H 是磁场强度，mu是磁导率， ε是电介常数， gamma是电导率。 下面让我们在连续介质力学领域寻找和它相类似的四个方程: 1 ）首先电动力学基本方程组的1和4式就在连续介质力学中有类似的 表达形式：比如对于静止的涡量场，涡的散度为零 div omiga = 0 5 其中omica是介质流场速度的旋度，omica=rot（V）。 2 ）对于加速度场也有和电动力学基本方程组的4式对应的表达形式 div F = α M 6 其中F是加速度，α是和万有引力有关的系数，M是地球质量。 3）对于电动力学基本方程组的2式，需要我们来寻找一个涡的变化也 产生力的旋度的表达形式，为此我们可以考察一下亥姆霍兹定律，于 是就可以发现这正是我们需要寻找的一个关系，然而亥姆霍兹定律是 无黏的，对黏性流体，我们可以通过考虑柯罗米柯兰姆形式的动量方 程把它写成更一般的形式，下面是牛顿流体动量方程的柯罗米柯兰姆 形式 dif V/dif t+div(V.V/2)+omica X V =F-1/rho div P+1/(div{2([ε]} 7 此处V表示速度矢量，ε表示应变率张量。《5》 | ε11 ε12 ε13 | [ε] = | ε21 ε22 ε23 | 8 | ε31 ε32 ε33 | 对上式两边取旋度得： dif omica/dif t+rot(omica X V)= rot F-rot(1/rho div P) +rot{ 1/rho div {2([ε]}} 亦即： dif omica/dif t = rot F +rot{-1/rho div P-rot(omica X V)+{1/rho div {2mu[ε]}}} 9 由于方程最右面的那一大项的第一层括号里面实际是和加速度一样的量 纲，所以我们不关心它化简的结果而把它记为F2。于是有： dif omica/dif t = rot F +rot{ F2} 10 这个方程的的物理意义是涡随时间的变化产生了力的环量，及和它量纲 相同的另一部分环量。这样对麦克斯韦尔方程组来说我们在连续介质领 域又找到了第三个相类似的方程。 ______________ 第三节 4）为了和电动力学方程3相对应，我们还需要给出一个力产生涡的旋度 的方程来。这是困扰我们的关键问题所在，为此让我们利用NS方程不可 压缩的表达形式来说明这个问题,不可压的NS方程可以写成： dif V /dif t + (div V)V =F-1/rho div P + mu rot omica 14 其中mu是基于应变率的粘性系数，上方程经整理得： F =+mu rot omica+dif V /dif t -1/rho div P-(div V)V 15 其中 方程最右边的三项 dif V /dif t -1/rho div P -（div V）V 也 是加速度记做F3: F = dif V/dif t =+ mu rot omica + F3 16 很遗憾这方程的左边的量纲和我们要找的方程相差正好一个时间因子， 这里是速度关于时间的导数dif V/dif t，而我们需要这里存在加速度关 于时间的导数dif F/dif t,让它等于涡强的旋度，到那里去寻找这个时间 因子呢？这个问题也困扰作者本人多年，最后终于从放大牛顿流体假设的 限制得到解答。 5）为了得到完全和电动力学一致的方程组就必须放开牛顿流体对应力应 变率关系假设的限制，牛顿流体假设的要害是应力和应变率成线性关系。 即主应力方向上表达式为: σ= - P+ａε11+ ｂε22+ｃε33 17 其中a,b,c为常数，εij为应变率主应力方向张量元素。在这个假 设中，缺乏我们所需要的应力也和应变的线性关系，显然这是牛顿流体假 设所限定的，如果我们放宽这个牛顿流体假设的限定，考虑非牛顿流体， 在无限小的时间间隔内,应力和应变本身也有线性关系，就可以解决前面分 析时遇到的量纲上的矛盾。因为假设在无限小的时间间隔内非牛顿流体应 力正是也和应变成线性相关的，这样无限小的时间间隔内主应力方向上表 达式为: σ= - P +ａ* η11+ｂ* η22+ｃ* η33 +ａ ε11+ｂ ε22+ｃ ε33 18 其中ａ*，ｂ*，ｃ*为常数，ηｉｊ为应变张量元素，而实际上最简单的非 牛顿流体的应变是在流动过程中的每一个微运动距离上产生的微应变经过 松驰效应衰减后的积累。如对于平行层流剪切运动来说，在每一个距离微 元ds上在dt~时间间隔内产生的应变是： （dif V/dif y ）dt~ 考虑随时间在介质中任何瞬时产生的应变总要衰减，按最简化的衰减模型 -指数衰减模型来处理，于是应变的实际值是： η12=int((dif V1/dif x1) exp[-(t~-t)]，dt~，t~=-infinit..t) 19 上面这个式子中符号int({...}，dt~，t~=-infinit..t)表示{....}对t~从 负无穷到t的定积分. 引入非牛顿流体应力关系式18以后就可以从非牛顿流体动量方程的柯 罗米柯兰姆形式得到: dif V/dif t+div(V.V/2)+omica X V =F-1/rho div P +1/rho{ div{2ζ[η]+ div{2mu[η]} 20 其中ζ是基于应变的粘性系数 也就是 F =F3+1/rho div P+1/rhoζdiv{2ζ[η]} 21 其中: F3 = dif V /dif t -1/rho div P -（div V）V + 1/rho{ div{2mu[ε]} 22 在上面的21式等号两边同时取对时间的偏微分得： dif F/difｔ= dif F3/ dif t + dif｛１/rho ζdiv{2ζ[η]}／difｔ 23 由于我们后面将考虑的是各量对时间的变化，所以在我们考虑的很短时间间 隔内，松驰效应将还显示不出来，也就是 difηij /dif t = dif{int(dif Vi/dif xj ）exp[-（t~-t）]，dt~，t~=-infinit..t） + int(dif Vj/dif xi ）exp[-（t~-t）]，dt~，t~=-infinit..t）}/dif t =dif Vi/dif xj +dif Vj/dif xi 24 也就是说：新的方程中间的应变张量那部分表达式对时间的偏导数刚好和原 来牛顿流体动量方程中的应变率的表达形式是一样的。通过同样的推导过程， 我们可以得到和新的粘弹性连续介质力学理论中的类似于电动力学方程3的表 达形式如下: dif F/dif t + dif F3/dif t = ζ rot omica 25 ______________ 第四节 三. 关于麦克斯韦尔方程组和粘性流体力学方程组相似性的对比 现在把这两种不同的方程组按对应项写在下方, 电动力学方程组 连续介质力学方程组 div (εE) = rho div F = αM（地球质量） dif(εE)/dif t=rot H+gamma E dif F/dif t=ζrot omica + dif F3/dif t dif(mu H)/ dif t = -rot E dif omica/dif t = rot F +rot F2 div (mu H) = 0 div omica =0 右面这个方程组的物理意义是，连续介质和电磁场相似，力的变化产生介质 的涡的环量，涡的脉动又可以生成力的环量。对连续介质的波动来说它将存 在一种和电磁波类似的"横波"传播形式，这种波动方程实际上很早以前已经 在分析海洋里分层介质中的声波的转播所应用。 观查上表中给出的各物理变量在方程中的地位，发现电和磁这一对 孪生姐妹在连续介质场中有涡和力和它相对应，然而在我们生活着的自然界， 由于他们在方程中扮演的数量级有的很小，比如彻体力F在通常就是地球引 力，这是远小于压力和粘性力的量，有些量对于当代连续介质力学的工程问 题上实际并不那么令人关心，比如非牛顿流体的应力和应变的关系，在通常 工程上采用的数学模型里面，都按牛顿流体近似处理了。然而对引力场论来 说，这样就使我们很可惜的忽略了这么优美的对应关系的存在。爱因斯坦说 过，自然本来就是很完美的。相似就是一种完美。由于这两组方程是如此的 相似，所以我们可以把上表中右边的那套方程组称之为"广义麦克斯韦尔方程 组,而把左边的那一套方程组称之为狭义麦克斯韦尔方程组"。那么我们是否 能从这种完美性继续发现什么更深入的物理联系呢？ 看到这种关系，首先人们联想起的就是电磁场的介质背景是否存在， 以及它们的性质的问题。从我们给出来的方程组，可以很清楚的表明，这种 性质的共同点是存在的，电磁场中的磁场H和不可压缩流体力学中的涡是相 似的，而电磁场中的电场强度和不可压缩连续介质场中的力地位是相同的。 关于物质背景，我们这里特别强调，麦克尔荪的相干光学实验以及 以后所作的狭义相对论的验证实验，都仅仅否认了，那种绝对静止的介质 的存在，他并没有能否定带有如同"粘性附面层效应"的连续介质背景。《9》 从电动力学方程组的发展来看。它的基本方程是上个世纪麦克斯维 尔从法拉第的18世纪的实验基础上推导出来的，这完全是一个线化的一阶方 程组，然而连续介质方程组这两个世纪得到很大的发展，成为一个包括了 可压缩流以及附面层流动的非线性系统。如果电动力学方程组要想进一步 向非线性系统发展的话，至少我们可以联想到，连续介质力学的相似结构 是可以借鉴的。如果这种借鉴是成立的，那么，整个可压缩黏性连续介质 力学的活力将会注入电动力学之中，超过光速在这个理论框架中将被容纳， 从而可以想见，21世纪的物理学就会完全是另一个样子。关于这一点，已 经超出本文的范围，将另文详细论述。 四。结论：连续介质力学存在着相似与电动力学的方程组，广义"广义麦 克斯韦尔方程组"，这个"广义麦克斯韦尔方程组"是非线性的，它为电动 力学的线性的"狭义的麦克斯维尔方程组"的进一步发展提供了借鉴。《11》 参考材料： 1 Heavisid. O., Electromagnetic Thory , New York, 1893 2 Brigiman.P.W, A Sophisticates Primer of Relativity,Middeltoun, connection,1962. 3 Carstoiu J. Comput. Rend., 268,201 (1969). 4 Brillouin L.,Lucas R., Journ.Phsics. Radium,27, 229 1966. 5 连续介质力学， 朗道 1962 6 No Nuwtonian Fluids w.l.Wilkinson 1960 7。 VORTEX FLOW IN NATURE AND TECHNOLOGY，HANS J。 LUGT，1982 8。 No Nuwtonian Fluid mechnics G. Boehme 1986 9。 狭义相对论的实验基础。张元仲 1979 10。 近代物理问题，相对论质疑，郑铨 学术出版社JSBN7-80045-038-22 __________________________ 第五节 前面已经谈到,至今,美国的华裔科学家在实验室里发现了超过光速几百倍的光速存在,理论界一片哗然,对相对论提出疑问,其实这种试图修正相对论的工作早就暗暗进行了,并且从根本上提出了麦氏方程过渡到介质方程的问题.并且上面提到了 麦克斯韦尔方程(可以说是相对论的基石)也是可以修改的,而且修改以后仅仅和介质方程的低级形式相吻合,那么介质方程更一般的形式,比如亚声速,或者跨声速,超声速的可压缩介质方程将对应者麦氏方程更丰富的形式,他们是什么样子呢?很遗憾 麦方程是写成漩涡形式不可压介质方程的,而据作者所知,人类的知识面至今还写不出漩涡形式的可压缩方程来,所以我们只好暂且放下可压缩形式的麦方程的改进的探索,而只保持这样的观念,电磁场是一种介质!它应当满足介质的基本规律. 那么接下来我们从能量的角度来探求 新的质能关系式 如果麦克斯韦尔方程可以修正,那么修正的方向在低速时就应当如前面的不可 压连续介质方程,而在高速时应当是可压缩的连续介质方程.类似于经典的教科书 对这样的方程做线化处理,就会得到单位体积内由于速度带来的能量升高在最简单 的情况下用压力来表示(注意这里本来也是可以用焓来表示的)就是: p总 = p静 / sqrt(1- (v/c)**2 ) 压力实际也是单位体积内部积累的压缩能量.如果把这个变化用和爱因斯坦一致的 形式把能量变化的贡献写成是虚拟质量增加的形式那么质能关系就可以从不可压 方程组最后会得到仍然是: m总 = m静 / sqrt(1- (v/c)**2 ) 这个压力的变化也说明了在介质系统中物体受力和密度也是随之而发生变化,特别 是引力. 光线经过引力场一样也会弯曲.所以其初级近似的结果应当和相对论一样.但是介 质基础会对波粒两相性带来意想不到的好处,下文我们讨论他们如何统一起来. __________________ 第六节 西工大土老帽_ 波粒两像性 粒子性和波动性的统一 前面说过了质能关系由不可压缩介质关系得来,其实这个 sqrt(1-(u/c)**2) 的因子也可以从别的介质关系里面得出 晶格导体里面的电子迁移速度也有类似的关系存在. 这就是说,需要给真空也加上一个介质背景.这个介质背景 可以是如同日本学者板田恒一所提出的层子的背景. 也就是真空中的能量动量传递都是由于这个更深一层背景 粒子的运动,它的自由程决定了光速,也决定了信号传递过程中 粒子加速时的能量积累现象, 只要是高速运动,来回碰闯,就是一个粒子也可以组成气体的. 就像氢电子生成的云一样,他可以无处不在, 这样我们就可以解释波粒两相性了,背景粒子再者能量传递 和动量传递的信号,可以从射线穿过的小孔达到对面的屏幕 在返回穿过小孔回到发射位置,这样从统计学上来说确实也 是一种气体效应,自然也会被高一级的粒子组成的设备测不准 如此,波动性,粒子性,以及测不准就都统一在层次介质模型中了. 请注意到这里引入了层的观念,宇宙是分层次的,我们所在的天体, 从高一层次的宇宙天体看来,不过是银河'气团'中的一个粒子,我们这些 星体的统计平均运动,在他们的测量过程看来,也不过就是一种随机的涨 落而已. 光子对我们来说又是一个低层次,光子下面还有层次,还有介质本底, 由于介质的无规则运动的随机性和统计特性,所以他也还有和我们宏观 看来一样的随机涨落. 西工大有一个搞静电加速器的老学者叫汤文吉,最早注意到 这方面性质,80年代就告诫物理界的同仁要特别注意连续介质 力学渗透到现代物理的每一个角落.希望大家就此讨论,老先生 在天有灵,也许可以告慰. ________________ 第七节 理论浅说之七 两个物理现象之间的惊人相似 3 两个物理现象之间的惊人相似 首先用一唯微分方程来比拟 黏性介质力学 爱因斯坦相对论 d p = C**2 d r(密度); d w = C**2 dm; 1. d p = - r v dv d w = -m v dv 2. r总 = r静/sqrt(1-beta**2) m总 = m静/sqrt(1-beta**2) 3. 其中: beta = v/a beta = v/C 4. 介质有状态方程, 质量和能量之间都有什么关系呢?我们假设他们之间有一条单值 关系,首先考虑 beta<<1 比较小的情况下,这条函数曲线 w = f(1/m) 曲率变 化也不大,作为一级近似,我们可以把过 m 1, W1 点的切线用来近似代表这条曲线, 那么这条曲线的斜率就可以通过把W 对于(1/m静)微分得到: d W/d (1/m静) =m静**2 dW/dm静 5. 把1式的dw代入5式得到: dw/d(1/mj) =M静**2 C静**2 = = 常数 = m总**2 C总**2 6. ,为了BBS上印刷简单我们只好把对 dW/m静 从 W初 到 W 的积分写成 下面的形式,(这种记号用于matlab,maple) int(dW/m静, W= W初.. W) 那么对方程2两边除以m,然后对两边从 W初 到 W 的积分就可以写成 int(dW/m静, W= W初.. W) = int(- v , v= v初.. v) 而 - int(dW/m静, W= W初 W)= -int(dW/dm静 * dm静/m静, W= W初.. W) = -int(C静**2 *m静**2* dm静/m静**3, W= W初.. W) 考虑第六式中假设的关系 c静**2*m静**2 是个常数 可以提到积分号以外 于是他可以写成: c静_初始**2*m静**2_初始 于是上积分可以写成 = -C静_初始**2 *m静_初始**2* int(dm静/m静**3, m= m 初.. m) 积分后两边分别得: v**2 - v_静**2 = -C静_初始**2 *m静_初始**2*(1/m静**2 -1/m静_ 初始**2) = C**2 - C_初始**2 进一步,由于静止时的速度 V_静 = 0, 而我们假想这种静止滞止状态下光速对应 值称之为C静,就有: v**2 = C**2 - C_静**2 把此式两边同时除以C**2,得到: V**2/C**2= 1-(C0/C)**2 = 1 - (m/m总)**2 改写一下, 于是我们从另一条路,得到了和相对论相同的质能关系.值得指出的是, 这是一条迥然不同的路,它是沿着扩大了的连续介质方程_(扩大了的麦克思维尔方 程)走下来的.这样相对论指导核物理实践得到的所有的硕果都将是和新的理 论相容的,然而它将包括超光速!!! _______________ 第八节 理论之八 超光速情况下质能关系可能形式 欢迎指教 当 V/C>>1 时 m 受到高速前进时迎头介质流的压缩非常明显,为了用近似分析来说明问 题 假设 m 和 能量w 之间有一个减函数的关系,在mj时候能量是wj,我们将用 过 mj, Wj点的直线来代替真实的关系,这样近似直线的斜率就是 dW/dm =k m**(k-1) (Wj/mj**k) =kj mj**(k-1)(wj/mj)=kj Wj/mj 又因为 d W/d m = C**2 是已知的,所以C**2 也等于上式的右边 kj Wj/mj 亦即. C**2=kj Wj/mj 把这个方程带入由前面 1,2 得到的式子: mj vdv =C**2 dm 得到: dm/mj = v dv/C**2 =1/(kj wj/mj) vdv 积分之得到 ln( m/A2) =1/2 V**2/C**2=1/2 (v/C)**2 带入初始条件 m=mj 时 v=0 得到 A2=mj 这样超光速下质能关系可能的近似式为 m/mj=exp[1/2 (v/C)**2] 即 m=mj exp[1/2 (v/C)**2] 对于v/C >1 和 V/C ~= 1 时后两个近似式子由于缺乏物理上的验证 说老实话，笔者自己对于其精确程度也不十分信服，尤其中间假设了 能量ｗ和质量ｍ的副幂指数减函数关系，只是为说明有一种泛函表示， 就可以达到一种相对光速的速度比和质量能量比之间的关系，作者自己 取用这种指数关系，并且又做线化，实在也是处于山穷水尽的无奈，并不能 看作这就是是宇宙中唯一的表达形式，这里诚恳求助各路网上大侠给与帮 助，指点，也许柳暗花明．．．． -- 第10节 理论之10 在光速时可能的质能关系 在光速时可能的质能关系是什么样子? 在试验数据不全的情况下想解决它是比较困难的因为现在有 质量 m ,能量W, 光 速C , 速度V 四个未知数而独立的方程只有两个: 1 dW = m v dv 2 dW = C**2 dm 为此补充一种最简单的形式'状态方程' 3 W/m**k = constant ('假设能量处于和压力一样地位,表示更低一层载体介质 粒子受到加速后,其能量以压力相同的函数表示,而名义质量随着压力的增加也和 波意尔定律一样变化,当然我们后面可以用其他形式来表示,如采用水力学公式) 现在在不引用新的假设方程的情况下,先推出一些近似公式 在速度近于光速的情况下 v = C 则由方程1,2 可以得到 mj V d v = c**2 dm 经过变换就可以得到 dm/m = v dv/ c**2 = dv / C 因为 v=0 时, m=mj,带入得 Cj=mj 所以在接近光速时质量的近似公式可能是: m=mj*exp(v/c) = mj *exp(beta) 这就是在 v 接近于光速时质能关系可能的形式,想说明的是无论以后'状态方程' 怎样变化,质量并不是无穷大!!!后面我们将继续说明超光速时的近似形式 上面作了一些质能关系的讨论,但是这些推理都十分不足,看来还要补充方程 比如上面的论证中间提到把密度和(相对论)质能关系中的质量对应 把压力和能量对应,人们会不以为然 就是按照此理论,连续介质的能量也应该包括三个部分: 1.本底介质微粒自由运动的随机'热能' 2.物质(非本底载体)宏观运动的动能 3.压缩做功产生的机械能 那么安最简单的情况来看,不算记耗散,熵增,本底介质微粒 (就按土老帽理论说的是一个微粒随机运动组成的雾状空间) 那么也应当把这种'热能'计算在内. 注意这个热并不是分子运动的热能,分子层次的热能将和声速 联系起来 T = a**2 /R 而空间本底微粒的潜能将应当和光速有一个类似的关系 T = f( C**2 ) 那么准确的质能关系显然是三个方程不够的 必须引进第四个方程 f1(m,W)=0 f2(m,W,C,v)=0 dW=mdv dW=C**2dm 四个方程才能构成质能关系准确解. 十一节 理论之十一 综上所述 一共可以建立有4个关系,他们也可以写成如下形式 f1(m,W) = 0 这个方程也可以用某种微分形式表达 比如 beta = m (dW/dm) 等不同的形式 f2(m,W,C,v) = 0 dW = m v dv dW = C**2 dm 这样许多不同的物质方程哪个更贴切,他们的解答应当满足 试验结果为准 但是从上面的分析可以得到以下的认识 1.在远低于光速的情况下,粒子的质量随速度增加 m = mj/sqrt(1-(v/C)**2) 这样,其近似方程应当和爱因斯坦的结果一致,也就是和现有所有试验的结果一 致. 2.然而到光速附近是这个方程就被另外的形式所替代 如同 m = m总 / canstant 3.物质的速度越过光速再增加,质量反而减小 这里特别强调的实第二点,在光速情况下物体把动能合算在内的 总质量和静止质量有一个比例,超过这个比例永远达不到光速 上面的三点结论是不是有点唐突,笔者自己也觉得写的有跳跃性, 前面有的大虾已经把本地介质特性都搬出来了,其实很有一点等熵的 可压缩特性介质的味道.如果还有耗散特性在里面怎么办? 数学证明希望也许哪个热心人能够补上.我这里特别短缺这一节 站且为合作者空着把.现在从这里沿着横向的思路走,觉得可以参照可压缩介质 理论,或者干脆声速的理论,得到一点新的东西,几百年前人们认为声速不可逾越, 只知道收缩管用来提速,收来收去,前面压力再高,出口也不过声速,带有内部能量 效应的总质量密度和静止时的密度的关系和我们在相对论上面的是一模一样. r总 = rj/sqrt(1-(v/a)**2) 这个 r总 / rj 的值自由达到一定的大小(临界值),出口才达到音速,后来拉瓦 尔横空出世,反向思维,搞了一个扩张管接在出口上,超音速滚滚而来. 那么超光速呢 希望各路神仙指点迷迳 yangx@nwpu.edu.cn 十二节 相对论发展 之十二 从上面的论述可以看到,从修改了的方程组出发,超过光速的解 是可以存在的,但是经典的理论学家都遵循爱因斯坦的解释,当粒子速度增 加以后,越接近光速,质量就越大,达到无穷大,所以速度就上不去了,这样,光速在 数学上就是一个奇点,有超光速的粒子,就只能在超光速的世界游荡,和亚光速的粒 子永不会见面,大约在30年前,数学所老前辈秦元勋先生领导了一群人对此论题发 起过冲击提出这个地方是个鞍点而不是奇点并过修改相对论的种种设想,但是还没 有从物理上对相对论立论的基础,菲涅尔双干试验,以及麦克斯维尔方程组的(试验 上看不出差别的情况下不动声色的)改变这个角度来发动攻击. 现在的新理论和以前不一样,纯数学初级表示的这种奇点是不存在的 而代之以一个连续变化的函数,其原理和高压容器从收缩孔里面流出的气体一样, 我们的热核能引爆加速也好,粒子加速器加速也好,各种推力加速装置也好,相对于 高压气罐来,其效应都不过相当于产生了气源压力,或者在流动过程中外力通过 桨扇等机械办法进一步增加气流粒子的动能,然而气流加速的同时,它的密度也会 提高,同时当地音速也会提高,这样总能量就消耗在密度的增加和光速本身的增加 上了越加大气源总压,越加大压缩机或者桨扇的做工能力,密度和音速就越高,可以 达到音速,但是这个法子超过音速是永远不可能的.加速器里面也是这样,加速的电 子可以达到.99999999999(我都不知道这么多9 怎么来的,哪个大侠给解释一下)倍 的光速,就是不能超.愿因在于电动力学方程组在这个地方是个鞍点,鞍点的特性和 哲学上的量变到质变,否定又否定一样,需要反向思维, 前面说过的工程师拉瓦尔,他不搞管口收口压缩加速,而是管口反向膨胀,结 果反而得到的加速,超声速就这么来了,后来的人们考虑鞍点特性,采取了种种'反 向膨胀措施',如降温,泄压都得到了同样的效果,超音速'意想不到的'来了.这段历 史和我们现在在加速器上面进行的摸索像不像? 怎么办? ___________________________________________ 欢迎质疑,特别欢迎不怕受骗上当的中学生和低年级大学生 携带着他们的的勇敢和年轻的活力参加讨论与合作 回信地址 yangx@nwpu.edu.cn http://relativity.abc.yestite.com> |