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3、物体作为动态物质系统的动态质量
[楼主] 作者:youngler  发表时间:2005/06/19 08:42
点击:290次

  3、物体作为动态物质系统的动态质量
  实际上物体的动态质量与物体的加速历程无关,而与物体相对与系统的运动速度有关。所以,把运动物体的质量增加解说成是物体吸收加速物质的结果,不是很符合实际的。根据对许多物象规律的考察,通常物体的动态质量函数为:
    m = m 0 ( 1 - u 2 / c 2 ) -0. 5
与相对论给出的质速方程形式上相同。其具体的形象物理数理分析在第七篇《形象物理的方法》一文。相对论能够给出一些比较符合实际的规律,这一点是无可否认的事实。这也是这一理论赖以存在的基础。现在我们不是讨论这方面的问题。我们关注的是这一函数式的可靠性。从严格意义上讲,实验是否完全表明这一规律的正确性不是不可以打个问号。其实,高速领域速度是不容易被测量准确的。不过,相比而言相对性理论这些式子中,质量方面的规律比较靠得住。也正因为这一点,很多地方用这一关系式来校核粒子的运动速度。另一方面,根据 Compton 效应也可以反证这一公式的合理性。

  不过有人对于动态物体的质量提出疑问,有人指出说正负电子在相互吸引走向湮灭过程中,电子的运动加速过程电子的质量肯定没有增加。的确,电子系统内力导致的相互加速肯定不会导致电子的质量增加。其实这可能是一个典型的 m 0 减少的过程,在这个过程中,动态质量 m 可以认为是一个恒定量,m 0 按 m ( 1 - u 2 / c 2 ) 0. 5 这样一种规律减少。后来想到,将正负电子问题可能与双星运动问题有关,根据对于双星问题的研究翻过来理解正负电子问题中认为 m 0 按 m ( 1 - u 2 / c 2 ) 0. 5 这样一种规律减少就不是很妥当。这个解释只不过是对于这种算式 m = m 0 ( 1 - u 2 / c 2 ) -0. 5 形式上的一种拯救行为。一个微观物体或者远处物体我们可能只能知道它的外部惯性,至于内部惯性机理,内部物质组成划分,更多的是一种猜测成分。比如,很多人听说有个美国,可能不是很了解美国内部的政治派别。我们只是关心美国对于其它国家的态度,而不关心这个态度是那个党派做出的。据此我们有时也觉得,猜测运动电子的本体质量是否减少,这个问题可能没有实际意义。如果我们不认为 m = m 0 ( 1 - u 2 / c 2 ) -0. 5 形式上总是正确,那么我们认为有些学者的观点是正确的,他们认为正负电子相互吸引过程中,正负电子的质量可以是不变的。事实上,正负电子系统的运动是一个不稳定过程,随着电磁辐射,正负电子的质量会减少,当然理论上在不考虑辐射的问题因素基础上,认为正负电子系统,电子运动质量恒定的认识应该值得肯定,具有认识进步意义。不过天文上的双星问题作为一种极限情况,可能完全真实体现了这一动态质量不变思想,即平衡双星问题。一对质量相等的双星,如果相互绕转不会发射引力波,双星运动质量应该理想恒定。后来本书作者觉得真实的事情这个过程应该是体现着一种系统性行为,物体运动时产生动态吸附场气体的数量,不仅与物体在系统环境中的运动速度有关,也与物体在系统整体中的质量份量有关。这里本书作者提出一个最简单形式的更具普遍意义的动态质量规律,
    m = m 0 ( 1 - u 2 / c 2 ) -0. 5 ( 1 - 2 m / M ) 。
M 是系统总体质量 。这个算式虽然是一个假设,但是也是根据双星运动行为特征而提出的,这一假设的思路令人意外地在双星进动问题上表现得比较满意。具体数理过程请读者参见《太阳的引力和行星的运动》一文。



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[楼主]  [2楼]  作者:youngler  发表时间: 2005/06/19 08:58 

流体场论推出的双星进动算式 Δ φ = 24 π 3 ( a 2- A 2 ) / T 2 c 2 ( 1 - e 2 ),
  6.双星进动问题   2000 年,本书作者在中国台湾崔思珑博士的文章中了解到,世纪之交双星进动问题困扰着天文学界。说的是美国宾西法尼亚州 Villanova 大学的两位天文学家根据 84 年中观测到的 3000 多个轨道历史数据分析 DI .Herculis 双星运行规律,计算出其累积进动值仅为 0.64 度,而按照广义相对论理论公式计算,得出的理论进动值为 2.34 度。浩瀚的天文观测资料文献,什么结论都有,其中有我们的科学理论能够解释的东西,肯定也有当今科学理论不能解释的东西,应该都在在人们的意料之中。近来本书作者试图在朴素的模型上理解这一双星进动问题。   在计算行星运动动态引力场转动惯性的时候,我们认为动态引力场是围绕着恒星转动。显然精确地说,动态引力场是围绕着系统的质心转动,只是一般而言行星对于恒星质量显得微乎其微,我们近似地把恒心当作系统的质心进行处理,在满足计算精度要求的情况下可以认为获得方法上的成功。但是对于双星问题,显然我们应该回到基于系统质心来考虑问题。当然这会增加问题的复杂性。我们将以系统质心为基点来建立坐标系,重新考虑动态引力场的转动惯量。   ……   此算式告诉我们平衡质量的双星(M = m,α = 1)动态引力场球状对称,环向均匀分布,所以我们认为双星绕转而动态引力场可以保持不动。或者说平衡双星的动态引力场转动惯性为零,即我们认为平衡双星没有轨道进动。   现在将双星运动化为行星运动的问题,这个问题基本上相当于 m 星上的部分小质量受到系统质心的引力作用。这个行星恒星系统称为等效系统,其中等效恒星质量为 M x ,行星质量为 m x << M x 。假设不平衡双星问题单星运动综合惯性增加,     ξ GM x mrc -2 = 2[ ( 1 - α ) / ( 1 + α ) ] GMmrc -2 , α = m / M ,或者 α = A / a ,A 为主星轨道半长轴,a 为主副星轨道半长轴。m 星按质量反比例分到的转动惯性,根据 m 恒星处相同加速度效果计算等效质量 M x ,由     GM / ( r + ar ) 2 = GM x / r 2 , 得到     M = ( 1 + α ) 2 M x ,代入上式得到,     ξ GM x mrc -2 = 2( 1 - α 2 ) GM x mrc -2 。 因此双星运动方程,单星综合牵动系数     ξ = 2 ( 1 - α 2 ) 。   由行星进动算式     Δ φ = 3 π ξ GM / c 2 a ( 1 - e 2 ) , 得到双星进动算式,     Δ φ = ( 1 - α 2 ) 6 π GM x / c 2 a ( 1 - e 2 ) 。   考虑恒星的质量实际上是通过轨道数据推算的。我们将上面算式变换成轨道数据,     Δ φ = ( 1- α 2 ) 2 4 π 3 a 2 / T 2 c 2 ( 1 - e 2 ) , 或者,     Δ φ = 4 π 3 ( a 2 - A 2 ) / T 2 c 2 ( 1 - e 2 ) 。   不知道 DI . Herculis 双星准确的轨道数据,但是知道广义相对论的计算计算 DI . Herculis 双星 84 年累计进动值结果 2.34 度。我们猜测 2.34 度 是按主副星平均轨道数据 6 π 3 ( a + A ) 2 / T 2 c 2 ( 1 - e 2 ) 来计算得到的。现在把双星进动算式写成,     Δ φ = 24 π 3 ( a 2 - A 2 ) / T 2 c 2 ( 1 - e 2 ) ,        = [ 4 ( a 2 - A 2 ) / ( a + A ) 2 ] 24 π 3 A 2 / T 2 c 2 ( 1 - e 2 ) 。 重新计算 DI . Herculis 双星 84 年累计进动值结果 = 0.62 度,在数据精度范围内与观测数据是一致的。
[楼主]  [3楼]  作者:youngler  发表时间: 2005/06/19 09:25 

1.行星运动的动态质量
  1.行星运动的动态质量   本节的主题问题是,不考虑太阳和行星之间的转动部分引力场气体,就运动的行星而言,行星本体的质量是否恒定?当然对于过去不曾涉及的问题,各种可能性都存在,我们可以自由假设行星本体质量恒定,也可以自由假设行星本体的质量是一个变数,如果假设行星本体的质量是一个变数,只是有一个较为困难的问题,行星本体质量以一个怎样的规律变化?   本文约定行星物体并不包括行星和恒星之间转动的那部分动态引力场质量。通俗说,如果将行星问题理解为行星是被太阳用一根绳子拴在太阳上,行星这个物体不包括那根绳子。前面讨论过绳子的质量是个变量 GMm / rc 2,这里说行星本体的动态质量不包括这部分质量。当然通常意义上说行星运动质量,吾人认为实际上包括这根绳子问题,包括了绳子的质量,因为通常的处理方法上考虑物体的惯性增加包括了这根绳子的惯性。只是由于过去没有看到这根看不见的绳子,发现运动物体表现为更强的惯性更多地倾向于理解为是物质的质量性能增强问题。   2005 年 6 月 13 日夜里,可能是由于发现了引力中光速变化更好的规律引起了神经的兴奋,夜不能昧。躺在床上突然想到另外一个事情,系统内力导致的物体运动加速,物体动态质量可能不会增加。很明显这个问题与正在研究之中的行星轨迹问题有关,起于此,也导致了本文关于行星运动动态质量很多说解说文字的产生。   本文由于方法需要,更精细的问题,牛和拴牛的绳子是需要分开考虑的。绳子问题前面做了很多的论述,撇开复杂的绳子问题,这里还有牛本身的问题需要考虑,这个牛是活牛还是石头做的模型牛?当然要搞清楚牛的问题,我们可能仍然无法撇开那根拴牛的绳子,这根牛绳子藤藤是什么东西做的?比如,如果牛绳子藤藤是牛毛做的,那么牛毛是出在牛身上,牛有一个质量亏损问题。这根牛绳子藤藤是根麻绳,那么也就是说,牛毛是长在树身上,太阳用来拴住行星的绳子是从太阳那里长出来的,与行星无关。在这样的思想之下,行星本体可以假设质量恒定,数学描述也就变得简单,处理的结果也一定会更加优美。当然还可以假设行星运动时候,本体还会从太阳那里以某种途径和方式吸收物质,那么这个问题可能就复杂了。   既然想到了牛毛是出在牛身上这种事情,也就再详细解说一下。也许学者们会觉得牛毛是出在牛身上多少也有一些道理,但是可能由于思维定势方面的原因不喜欢行星因为运动质量要减少的设想。要解释这个问题我想到列车的事情,列车要加速不能期望别人推动,只能消耗自己身上的煤炭来推动。行星的运动也许并不是因为恒星的引力,而是自己的推动。太阳系的行星们是喜欢太阳,喜欢太阳的魅力,喜欢环绕太阳运动,乐此不疲,仅此而已。太阳的引力线也许只是铺设行星椭圆轨道的枕木,行星列车的运动需要依靠自己的推动。   科学的道理有时候与来自于生活的道理不同,牛毛出在树身上,这是过去科学通常的做法。这个假设是,太阳自己长出藤藤拴住运动的行星围绕着自己运动。那么太阳拴着转圈子的牛是活牛还是石头做的模型牛呢?今天科学流行的说法和实验偏向于支持活牛的观点。郑铨老先生的处理方法中考虑了通常运动质量增加的问题因素,本书作者也曾考虑过行星本体运动质量减少的问题。当然流行的说法并不总是正确,比如有人指出正负电子相互吸引的过程,正负电子的质量不会增加。《物体论》中也讨论过汽车火车运动以后质量不会增加的问题。   也就是说,行星运动除了考虑行星恒星之间那个转动的引力场,可能还要考虑本份引力场的变化问题,这个本份引力场变化的原因主体,称为本体动态引力场,这里牵涉到了引力场的引力场概念。本体动态引力场是随行星运动的,不过它和本份引力场一样是一种平动,没有转动,引力磁场概念就与这个本体动态引力场有联系。   很久以来,本书作者没有考虑行星在恒星的引力中运动质量到底变不变化这方面的问题,因为这个问题并不明显影响数学上的处理形式。也许方法上行星本体质量是个无所谓的问题。我们注意到更深的问题,行星的轨迹与行星的质量大小无关,可能也与行星的质量变化无关,地球的概念是否概括了月球,可能并不影响行星的椭圆轨道。我们更倾向于关注行星原来那部分质量的运动,而把动态质量作为另一个物体看待。但是从系统角动量守恒要求上考虑问题,如果行星的运动质量是变化的,是必须要考虑行星动态质量变化问题因素的。但是后来引力中钟慢的问题牵涉到了这个问题,于是重新引起本书作者对于行星本体质量是否恒定问题的关注。后来明白很多物象其实是一个问题,总会找到统一模式解决,同时不同风格的学者可以设计不同风格的思路,这就是聪明的 Einstein 先生能够用一个弯曲时空解决几乎所有的引力问题的原因。就其朴素思路而言,实际上引力处理方法上无法区分行星质量是不是恒定,是亏损还是增加,而只能确定一个总体惯性效果。所以某种意义上说,本体动态引力场在概念上的重新确立,可以说是一个理论思辨的结果。   正负电子构筑的系统总体质量两个电子电子的质量都不会变化是可以理解的。一个电子质量又总是系统恒定质量的一半,恒定的一半当然是恒定的。正负电子之间是相互做功,能量对等交换,谁的能量都没有增加,也没有减少,所以质量可以没有变化。那么再说太阳和行星的问题,太阳把行星从远日点拉到近日点,你是想说太阳对于行星没有做功?但是水体的降落在水轮机中是做功的,水电站是一个做功产生电能的工厂。再回去思考正负电子的事情,正负电子的引力也是有办法让它做功的,然后是系统的质量和各个电子的质量减少。那么经过发电的水体质量会减少吗?要回答这样的问题显然是困难的。科学可以任意假设发电的水体质量会减少或者不减少,这个问题最终决定于方法意义上的需要。很多事情总是为难,假设行星本体质量可以变化,符合通常意义的功能概念理解,假设行星本体质量恒定,我们能够从零件角度理解那个整体机器的那个质量守恒。   电磁场中的电荷问题,电场加速电子,对电子做功和转移能量和质量,导致电子质量增加,这个问题是比较清楚的。当然正负电荷相互吸引这样的例外情况不存在动态变质量问题也是清楚的。也许我们也并不完全了解电场磁场,但是我们肯定更加不了解幽灵似的引力场。虽然有时我们模仿电磁场的方法来研究引力场的问题,但是这种做法更多的只是一种猜测,同时也有不少困难问题。引力场可能并不完全类似于电磁场,比如行星靠近恒星,行星运动变快质量增加,一个问题,这增加的质量来自何处?来自于引力场吗?因为这个时候引力场的质量也似乎是增加的,当然这里假设引力场的质量密度与引力强度平方成正比例的关系。其实在前面我们也是根据这样的思路来处理引力物质密度问题的。   说了这么多,各种假设都可以找到理由,但是问题还是没有解决。这个问题的复杂性,本书作者后来发现远远超出了作者当初的想象。作为一种谨慎的思路能够考虑更多的问题总是好事,于是后来就采用多种方法来考这个问题,最后寄希望于从方法实用性角度来考虑来选择假设。   

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