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如果把它定性为“哲学范畴”而不进一步深入思考，不是严谨和敏锐的物理学者所为
作者:吴沂光 发表时间: 2006/03/22 14:40 点击:49次 修改 精华 删除 置顶 来源 转移 收藏 如果把它定性为“哲学范畴”而不进一步深入思考，不是严谨和敏锐的物理学者所为。这个问题的关键在于：“质点A对于热能ΔQ的贡献量”这份能量究竟能否还提取出来。若是可以想出一个经验方法把它提取出来，那么物理学将面临着一场革命，因为它直接涉及相对性原理来源问题。 我在本论坛有二年多时间了，感觉沈先生是一位敏锐和有前景的物理学者。故希望能与先生就此问题深入讨论。 对于上面质点A、B碰撞的例子来说，我们能确定的是：一个相互作用，质点A和B在室温下作非弹性碰撞后合成一体而静止，冷却到室温，放出ΔQ单位的热能。至于在这两个事件之间都发生了些什么，则纯粹是一种假设性的东西，或更确切些讲，是一个采用什么假设合适的问题。这种假设就是现在物理学常用的方法论——理论家们可以应用他们自己的判断能力而赋予真空以各种性质，但有一个限制，即这引起性质能用来将实际事物的各种变化相互连系起来。 我们知道，任何相互作用都离不开场，场又是通过交换能量而作用的。当我们以单个质点为研究客体时，首先要承认这个事实：一个质点的能量会因运动而变化，而且借助于外力的做功，质点与环境（作用物体）之间发生了能量的转移。我们最关心的：一是如何定量计算转移能量ΔE；二是采用什么实验方法来验证这个定量计算的正确性。 这里，我们自然会想到“质点碰撞”模型，但是从实验物理学角度讲，至少有两种途径可以建立“质点碰撞”力学和外场中的质点力学，而且结果都相同。第一种途径是主流派常用的：相对性原理要求转移能量ΔE必须随参照系改变而不同，而且不能把它“提取”出来以便考查与热能的多少相当，只有在“质点碰撞”中才表现出其能量多少的性质。此时，倘若要求经过考验的牛顿定律在“低速极限”下成立，则只可能有一种洛仑兹变换的力学，转移能量ΔE就是动能Ek，定义为 Ek= Fd r （ dr为质点相对参照系的元位移） （2） 尽管这种力学模型非常优美而今人信服，远比其可能的方案简单，但我要说的是，“美”不能作用正确性的判据。 第二种途径认为转移能量ΔE可以被“提取”出来以便验证它与热能的多少相当（例如，使1克的水温度升高多少），因而它满足能量多少的定义（不随参照系的变换而变化），并且要求经过考验的牛顿定律在“低速极限”下成立，在特殊情形又还原洛仑兹变换的力学模型，则只可能有如下一个方案： 由于ΔE可以被“提取”，那么封闭的观察者可以用这个“提取”实验来确定他的绝对运动，则ΔE的微分定义如下为： dΔE=Fd（r0+ r） （3） 式中，dr0为参照系相对特别参照系的元位移 。由于ΔE、F、r为可测量，自然，r0也是可测的，因而特别参照系的概念在认识论上也是完善的。 不难看出，两种途径所建立的“质点碰撞”力学模型的结论是相同的，而且满足能量转化和守恒定律，目前的实验物理学并不能告诉我们究竟那种模型更客观。 既然从理性的角度看可能存在二种的“质点碰撞”力学模型，而已有的实验又无法分别运动质点的时空形象究竟依赖于ΔE还是Ek，那为什么在相对性原理框架下的第一种力学模型仍受到偏爱。主流派拒绝考虑这个问题，因为实验的结果并没有发现相对性原理的不正确。但是，我们有理由对相对性假说提出异议：要摒弃特别优越参照系就必须假定单个质点的ΔE不可测，要假定单个质点的ΔE不可测又要先摒弃特别优越参照系，很明显是在兜圈子。重要的是，相对性假说所建立的理论不满足爱因斯坦所提出的“同一义”性（一个假设只有同一义时才可以接受的，或是概念和判断只有当它们同观察到的事实相比较而无分岐时才是可接受的）。 重要的是，倘若认为单个质点的ΔE不可测，历史将会重演“人类永远不能获知遥远星系物质成份”这个古老的笑话。因为只要承认质点与环境之间发生了能量的转移，那么这种“转移”必定对物理现象有着影响，转移的量ΔE也就必定可测。换言之，质点在加速过程中从环境获的能量将会以场的形式存在于质点上，使得质点产生时空形象（“沉浸”在这个场中的尺子、时钟时率变化的行为），我们只有测定这一时空形象就能确定ΔE的大小。 有趣的是，如果摒弃相对性原理而以第二方案来建立新的力学，同样是自洽，不仅与当前其它科学概念有着协调性、与实验结果的一致性以及还有更多的预言，而且具有可操作性（采用新的对钟方法、采用类似于爱因斯坦静场方法来定义空间坐标，并且在力学上找到一个可观察的事实来确定优越静止系）。 不知沈先生能否找到反驳的理由？ ※※※※※※ 有所突破——《隐参量在物理学中的作用和地位》，诚请指点。http://wang.sellcn.com/com/wyg/ns_detail.php?id=28976&nowmenuid=83686&cpath=&catid=0 |