|
北京晚报22日将有观测修正论.场的强弱的相对性是代替和定相对论的思想理论
观 测 修 正 论 王志海 （ 北京市海淀实验中学 100037） 摘要：由于光的速度是有限的，人类利用光观测高速运动或远距离运动的物体时，观测值与物体的实际运动有较大的差异，这个矛盾是由于人类利用光信号观测产生的，与运动物体无关，解决这个矛盾只有修正观测结果。 关键词：媒介光 观测值失真 修正观测结果 从爱因斯坦相对论的创立，至今已有80多年的历史。在这段历史发展过程中，相对论被视为研究近代物理的基础，并且应用它“解释”了大量的物理现象和物理实验。然而相对论不是客观真理，它创立的基础——光速不变原理是错误的。 那么，为什么由研究低速运动的物体揭示出来的客观规律对于高速（或远距）运动的物体就不适用了呢？是由于物体运动状态的变化造成的吗？不是的。这个矛盾是由于观测值与真实值相差较大而明显暴露出来的。观测值失真是这个矛盾的实质。如果我们把失真很大的观测值强加于客观体物，视为客观事实，那么企图用已知规律解释观测值或以观测值为依据研究运动的物体达到掌握物体运动的客观规律的目的都是不可能的。 我们知道，人们要认识客观世界，揭示物体运动的客观规律，其主要手段是对客观物体进行观察和测量，不论是直接观测，还是通过某种仪器进行间接观测，都离不开光，光是我们观测的媒介。如果我们把对我们观测起作用的那些光叫媒介光，那么媒介光是否能把运动物体的运动状态（指相对观测者的时间和空间）真实的传递给观测者呢？回答是否定的。 一、人们看不到该时刻的世界 B A X 当我们环视一下周围的世界时，记下环视的时刻，于是就会说此时刻周围的世界怎样；当观测者看到空间某点发生一闪光事件时，记下看到的时刻，于是观测者就说此时此刻该点发生闪光事件。如果我们假定测定时间的钟都是同步的，且绝对均匀的；测定空间的尺是同一基准的，且绝对钢性的，记时过程不需时间，测量过程没有误差。那么在这种情况下，人们测得事件发生的时刻与事件发生的真实时刻是否一致呢？下面我们就来分析这个问题。 设有一光源在空间A点，相对于A静止的观测者在空间B点，A、B两点的空间距离为X，显然光源沿AB方向发出的光就是B点观测者观测的媒介光。如果媒介光相对于观测者的速率为C，那么媒介光由A点传播到B点所需的时间为X/C，所以若光源t时刻发光，观测者测得光源发光的时间是（t+ ）时刻，或者说若观测者测得光源发生的时间是t时刻，则光源发光的真实时间是（t— ）。由上面的分析不难看出，我们观测任何物体或事件，都与被测物体或事件有一定的空间距离，而媒介光指对于观测者的速率又为有限值，那么媒介光通过这段空间距离就需要时间。于是，观测者在某一时刻观测到物体的情形总是前一段时间某一时刻物体的情形，观测者观测到某一事件发生的时刻总要比事件发生的真实时刻晚，这就是说，人们看不到该时刻的物体，也看不到该时刻发生的事件。 观测者测得事件发生的时刻与事件发生的时刻的差异与观测者和被测事件的相对空间距离及媒介光相对于观测者的速率有关。那么当某一时刻我们看周围的世界时，如果周围各个物体离观测者距离不等，则我们看到各个物体某一时刻的情形，分别是前一段时间，不同时刻各个物体的情形，所以观测者看不到观测时刻周围世界的情形，也看不到前一段时间某一时刻周围世界的情形，人们观测到的世界与客观世界并不是简单的同步映射，因此说人们看不到该时刻的真实世界。 二、观测者测不准相对运动物体的空间位置 物体的运动主要表现在空间位置的变化，而观测者能否准确的测出某一时刻相对运动物体的空间位置呢？ 设一光源以速度V相对于B点的观测者运动，在t时刻观测者测得光源在空间A点那么在媒介光由A点运动到观测者这段时间内，光源已在其运动的方向上发生了一段位移运动到空间A’ 点，这就是说t时刻 B A A’ 观测者在B点测得光源在空间A点，而实际光源运动到A’ 点。再比如当人们看到太阳刚要离开地平线上的时刻，实际上此时刻太阳的方位已经离开地平线一定的高度了。因为媒介光从太阳表面运动到地面上是需要时间的。在这段时间内太阳已在以地球为参照系的运动轨道上运动了一段距离。 观测者观测任何相对运动的物体，在媒介光由物体表面运动到观测者这段时间内，物体都要在其运动方向上运动一段位移，观测者在某一时刻测得运动物体的空间位置，实际上总是前一段时间某一时刻物体所在的空间位置，观测者测不准运动物体的所在的空间位置。 三、观测失真与认识观律 时间和空间是物体存在的形式，物体的运动表现在时间和空间中，所谓物体运动的规律就是指物体的空间位置随时间变化的规律。而规律是客观的，是物体运动过程中本身所固有的，与观测者无关，人们只能通过对运动物体的观测、研究来揭示物体的运动规律，但由前面的分析我们看到，观测者即看不到观测时刻的物体，也测不准相对运动物体在观测时刻所在空间位置，这就是说，人们通过观测还不能把运动物体自身的时空属性如实的反映出来，那么是不是由此就得出人们不能通过观测来揭示物体运动的客观规律的结论呢？ 我们来分析一下观测值与真实值这对矛盾，当被测物体与观测者之间的距离不太远，物体相对于观测者的速率远小于媒介光相对于观测者速率情况下，观测值与真实值相差很小，观测运动的物体符合伽略变换——客观真理，或者说在这种情况下，以观测为手段，以观测值依据，研究运动的物体，揭示物体运动的客观规律，是完全可能的，也是可以的，自然科学发展的历史已经证明了这一点。 反之，如果观测者与物体间的距离比较远，物体相对于观测者的速率可以与媒介光相对于观测者的速率相比较，则观测值与真实值相差较大，这个矛盾表现得很明显，观测运动的物体不再遵循伽俐略变换了，那么在这种情况下，是去盲目的创立所谓新的时空理论，修改物体运动的客观规律呢？还是通过修正我们失真的观测值来解决这个矛盾呢？显然前者是没有正确的分析这个矛盾，也就没有找到正确解决矛盾的方法，因为他把人们观测过程中本身存在的不足，观测值失真强加于客观物体，这只能使人们在认识论上走向唯心主义，只有通过对观测结果的修正，才能正确解决这个矛盾，达到认识世界，掌握物体运动的客观规律的目的。 四、观测修正理论 时间和空间是物体运动统一不可分割的基本属性，观测失真实质上就是测得运动物体的时间和空间不能和物体的运动统一起来，表现在认定观测时刻测得空间位置失真，或者认定物体的空间位置观测时刻失真，所以在修正观测时要遵循如下两条原理： 1、观测者测得事件发生的时刻总等于事件发生的真实时刻加上媒介光传播的时间； 2、观测者测得物体的空间位置总是前一段时间（媒介光运动的时间）那个时刻物体的空间位置。 观测修正基本原理适用于任何观测，是人们在观测过程中存在着的客观真理。 y r(t) r’(t) X O r0 y 若物体在三维空间中的运动规律是r=r（t），观测者观测到物体的运动“规律”为r′=r′(t′)，观测者在空间r0处观测，则 t=t′+tc r(t)=r(t′) Cr0=Vt′+C 又r′(t′)=X′(t′)i+y′(t′)j+z′(t′)k r(t)=x(t)i+y(t)j+z(t)k r0=x0i+yoj+zok 上面的修正关系还可以表示成 t=t′+tc x(t)=x′(t′),y(t)=y′(t′),z(t)=z′(t′) 观测失真是客观存在的，任何观测都可以通过上述修正理论进行修正，但观测值与真实值差异的大小，还要具体观测具体分析。 下面，我们就对匀速直线运动的物体的观测结果进行修正： y v xo o y 1、发光物体对于观测者的速率为V′，方向远离观测者，而媒介光的方向恰好与物体的运动方向相反，若媒介光相对于发光物体的速率为C，则媒介光相对于观测者的速率为（C-V′），观测者能观测到物体的条件是C-V′>O，即V′ t=t′+tc x(t)=x′(t′) ∴x′(t′)=x′0+v′t′ ∴x(t)=x0′+v′t′ ∴ 即 上式表示t时刻测得物体所在的空间位置与该位置物体所对应的真实时刻t′的修正关系，可以设想如果发光物体是一个钟，那么观测者观测到这个钟比我们手中与其同步的钟比较要慢。当然这是一种观测失真效应，并不是因为钟的相对运动会变慢。t′=O时， 其物理意义：运动物体开始时刻对应的位置X′.，观测者在 时刻才能观测到，t=0时，t′= 观测开始时刻观测到物体的位置对应的真实时刻是 ，负号表示在开始之前。 若t1.t2是观测者观测过程中不同的两时刻，则： ， 两式相减 另t2-t1=△t，t2′-t1′=△t′ 则 △t= △t′ 上式表示观测者测得物体由X（t1）运动到X（t2）所需的时间间隔与物体实际由X（t1）运动与到X（t2）所需时间间隔的修正关系，显然测得时间间隔较实际间隔长了，这就是观测者观测到失真的时间延缓效应。 由t= + 得t’= 又：x(t)=x0′+v′t′ ∴ 这就是观测者观测到物体的空间位置随时测时间t变化的规律，将上式变成 ∵ 这就是t时刻测得物体的空间位置和t时刻物体实际空间位置的修正关系，测得物体的空间距离较实际近了。 若t1,t2是观测者观测过程的两个不同时刻，则： 令x(t2)-x(t1)= △x x′(t2)-x′(t1)= △x′ 则△x= △x′ 这就是测得物体所通过的空间距离与物体实际所通过空间距离的修正关系，观测者测得物体通过的空间距离较物体通过的空间距离短了，这就是观测者观测到失真的空间收缩效应。 由 可以看出，观测者观测到物体的运动是以 为初始位置，速率为 的匀速直线运动即： 这就是观测者观测到物体运动的速率与物体运动速率的修正关系，测得物体运动的速率较实际物体运动的速率小了。 2、若发光物体以速率v′彼近观测者 媒介光相对于观测者的速率为（c+v′），设物体的运动规律为X′(t′) =X′－Vt′, Y′(t)=O y v' x'o o y Z′（t）=O Xo.=Yo.=Zo.=0。则由观测修正的基本原理 由上面的修正议程可以得到如下修正关系： …………………（1） △ ………………………… （2） ………（3） ………………… （4） △ ……………………… （5） 这就是观测者观测彼近我们运动的物体观测值与真实值的修正关系，将（1）变形为 因为 是物体到观测者之间的距离，所以 ，则： ，物体离观测者越近，t与t′的差别越小，所以如果发光物体是一个钟，观测者观测到这个钟也慢了，但却越来越准了。 上面讨论的两种情况都是物体本身是发光体，如果物体本身不是发光物体。那么就要具体分析媒介光的速率，具体观测具体分析。 从上面观测值和真实修值正方程中不难看出，如果物体运动的速率远小于媒介光的速率，运动物体距观测者距离较近，也就是媒介光运动的时间很短的情况下，观测值与真实值相差很小，观测值能够反映物体运动的状态，所以在这种情况下观测物体的运动遵循伽列略变换，反之对于高速、远距离运动的物体，观测值与真实值相差较大，如果把观测值代入伽列略变换将出现矛盾，这个矛盾是由观测者利用光信号观测造成的，解决这个矛盾只有通过修正观测来解决。 绝对静止的物体是不存在的，所以以太学说是不可取的；光速不变原理更是荒谬的，相对论必须抛弃。迈克迩逊-莫雷实验，即测不出地球运动的绝对速度，而且这类思想的实验也不能成为光速不变原理的实验基础。相对论把人类认识世界神秘化了，给人们的认识造成了很大的混乱，所以我们必须放弃它，用观测修正论的思想来进行对未知世界的探索。 物体之间、电荷之间相互作用力的 统一及场的强弱的相对性 王志海 （ 北京市海淀实验中学 100037 ） 摘要：物体之间，电荷之间的相互作用力是通过它们之间不断发射物质和吸收物质来实施的，物体之间电荷之 间的作用力不仅与其质量、电量、距离有关，还与物体之间、电荷之间相对运动有关。场的强弱与场中的物体或电荷的运动是有关的。 关键词：交换物质 动态平衡 场的强弱是相对的 物体间、电荷间作用力的一般表达式 物体间的万有引力和电荷间的相互作用力，都是通过各自产生的场来实施的。有一个物体或电荷，在物体或电荷周围的空间就会产生引力场或电场，那么场是什么呢？我认为场是一种物质，是从物体或电荷内源源不断向周围的空间发射的物质。电荷之间、物体之间就是通过它们各自发射出的物质实现着它们的相互作用。 电荷和物体在源源不断的向外发射物质，那么其质量为何不减少呢？我认为这就和自然界中许多事物一样，都是处在一种动态平衡状态。电荷和物体在源源不断的发出物质，而同时也在源源不断的接收其它电荷和物体发出的物质。电荷之间、物体之间就是在不断的交换物质的过程中实现它们的相互作用，对于电荷和物体发射物质和接收物质的过程下面提出如下假说： 1、任何电荷和物体都在源源不断的向周围的空间发射物质，在真空中发出的物质相对本身的速度为C；同时电荷和物体也在时刻接收着其它电荷和物体发出的物质；电荷之间、物体之间就是通过它们各自发出的物质实现着它们的相互作用。 2、电荷和物体在单位时间内发射或接收到的物质质量与其电量或物体的质量成正比。 下面我们在这个假说下来研究电荷间、物体间的作用力。 一、同种电荷间的相互斥力 同种电荷间的相互斥力的产生，就是一个电荷在源源不断的发射物质，另一个电荷在其周围的空间接收到那一电荷发出的物质产生持续稳定的作用力。同样另一电荷也在发出物质对那一电荷产生的作用力。 设空间A、B两点有两个电量分别为q1、q2的电荷，A、B两点的距离为r，此时B点电荷正以V的速度沿AB连线远离A运动。令单位电量的电荷在单位时间内发出物质的质量为k1，则q1在单位时间内发出的物质量为k1q1，若设q1发出的物质质量在空间B点单位时间垂直于连线单位面积通过的物质质量为ρ则 ρ.ds=k1q1 由于ρ在以A点为球心，r为半径的球面上各点的值都相等。 因此 •ρ=k1q1 ρ 显然B点电荷q2在单位时间内接收到的物质质量与ρ及q2皆成正比，设比例系数为k2。则q2相对于q1静止时在dt时间内接收到的物质质量 ρ 。那么q1、q2以V速度远离时在dt时间内接收到物质质量dm’,与dm有怎样的关系呢？如右图相对静止时在dt时间内接收到物质质量相当于scdt体积内的质量，而相对运动时在dt时间内接收到物质质量只相当于s(c-v)dt体积内的物质质量。因此 ，而q1发出射向q2的物质相对于q2的速度为（c-v），所以q2在dt时间内受到q1射来物质的冲量。 • 所以q1对q2产生作用力的大小 • 同理可以求出电荷q2通过它发出的物质对电荷q1的作用力。 • 由上面求出电荷q1对q2的作用力和电荷q2对q1的作用力大小相等，这也与作用力与反作用力大小相等的规律相一致。由前面的推导还可以知道，两个电荷在发生相互作用的过程中，在相等的dt时间内交换的物质质量相等，都等于 • 所以说电荷在相互作用的过程中是处在一种动态平衡。所以两个同种电量为q1•q2，相距为r，以速度v沿连线远离运动时的相互作用力大小为： • 将上式变形为 • 令 =k 则上式可表示为： • 同理我们可以推导两个同种电荷以相向速度v运动时的相互作用力大小为： • 即 • 所以两个同种电荷相互作用力的大小可表示为： • 电荷沿连线远离运动时取负，相向运动时取正。 当v<<时， 这便是库仑定律的形式，可见库仑定律只是两电荷沿连线方向速度v< 异种电荷，也可说是异性电荷，异性电荷发出的物质结合在一起繁衍出某种单性电荷物质。电荷物质在通过异性电荷物质，一部分电荷物质与异性电荷物质结合（或接收），大部分电荷物质要通过异性电荷物质，通过异性电荷物质通过方向发出物质。我认为发出物质的质量是接收电荷物质质量的二倍，这样异性电荷就获得了靠近另一电荷的冲量，产生引力，下面就来推导其引力的大小。 设异种电荷q1和q2分别在A、B两点距离为r。此时电荷q2以相对于电荷q1以v的速度远离。则q1单位时间内发出物质质量为k1q1，q1在空间B点单位时间内垂直连线方向上通过单位面积上物质质量为ρ，则 ρ.ds=k1q1 ， ρ 而q1在dt时间内接收到物质的质量与q2及ρ成正比，比例系数为k2则 ρ • dt，所以q2接收到q1射来的物质的冲量为（c-v）dm，而q2沿连线向外发出物质质量为2dm，使q2获得指向q1的冲量为2cdm。所以在dt时间内q2受到的冲量大小。 • 方向指向q1，所以q2受到q1作用力 • = • ，令 =k 则 所以异种电荷以相对速度v远离时的相互吸引力应表示为： 当异种电荷以相对速度v互相接近运动时，q1在q2位置单位时间垂直于连线方向单位面积通过的物质质量ρ ，由于q1、q2相向运动，所以 • q1发出射向q2的物质相对q2的速度为（c+v），所以q2受到的冲量为 = • 所以q1受到q2的作用力 • 令 所以 与异种电荷远离时表达式相同。因此异种电荷间的相互吸引力的表达式为（真空中） v< 三、物体间万有引力的大小 由万有引力和异性电荷间引力的相似性。我们同样可导出物体间的万有引力的大小 ，v仍为两个物体沿其质心连线方向上的相对速度。当v< 物体之间、电荷之间的相互作用，其作用力大小不仅与物体的质量、电荷的电量及距离有关，而且与它们沿连线方向相对速度的大小有关。因此我们说场的强弱是相对的。 1、点电荷所形成的电场 设点电荷电量为Q，在距Q为r的空间一点有一点电荷q，若沿连线方向运动的速度为v。 若q与Q是同性电荷，则q受到Q的电场力 ，则场强E= 若q与Q是异性电荷，则q受到Q的电场力 ，则场强 由上面推导的结果看出，当v< 2、物体在周围空间产生引力场 设物体的质量为M，在距M为r的空间的一点，有一质量为m的物体沿连线以相对速度v运动，则m受到M产生的引力大小为 则这一点处引力场的强度 若在地球表面 电荷之间、物体之间各自通过它们发射吸收物质来实现它们的相互作用。而相互作用的强弱与电量、质量、速度及物质的性质有关，这是与近距作用的观点相一致。这就如同一个拳手打的拳头，那么这次出拳作用的强弱不仅与本身有关，还与被击物的质量及速度有关，若对方是一支羽毛或以同样速度躲闪的拳头，则作用都会很弱。 电荷和物体与自然界中其它事物一样，都处在一种绝对变化之中，不变是相对的。电荷和物体间通过交换物质实现它们的相互作用。而库仑定律和万有引力定律只是电荷或物体间径向速度为零（或较小）的情况。所以对于高速或远距离运动的物体或电荷，一方面在实践上要用观测修正论的思想去分析观测结果；另一方面，在理论上要结合场的强弱的相对性。 |