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探寻之路续集
作者：董银立 引言 物理学还远非能让我们高枕无忧的真理。牛顿力学、麦克斯韦电磁学、相对论、量子力学就像是令狐冲体内的那几股真气，相互冲突，难以调和。每一股真气都是“乘虚而入”，本欲扶大厦于即倾，却是旧病未除又增新病。把物理折磨的是求生不得，求死不能。不忍看到这种惨状继续下去，便走上了探寻之路。 29肯定光压和否定光压的不同动机 早在牛顿时代，人们就企图用光压来解释彗星尾巴现象，然而假想的光压一直没有被实验检测到。可是到了十八世纪末（当时激光器还未问世），###居然检测到了光压。同时期，麦克斯韦也从理论上“计算”出了光压。而掌握着更加先进技术的现代人却明确告诉我们，激光武器是一种无惯性武器，是一种无后坐力的武器。现代人还明确告诉我们，原子核向外发射能量极高的Y光子时，并不做反冲运动。可见，光压理论并非众望所归、水到渠成的理论，很可能是削足适履。 麦克斯韦关于光压的“计算”过程如下： 当一电磁波射到一物体表面时，物体表面的电子会在（电磁波中）电场的作用下运动。而该运动的电子会受到（电磁波中）磁场的罗仑兹力的作用。根据麦克斯韦的电磁波图象，电子受到的罗仑兹力的方向正好始终指向物体内部，物体便会受到一个压力。麦克斯韦说，这就是光压。 上述计算是错误的。麦克斯韦错误的认为电场的方向就是电子运动的方向。事实上，在电场方向相同的半个周期（半个波长）内，电子在四分之一周期内作减速运动，这期间电子运动的方向与电场的方向相反；电子在另四分之一周期内作加速运动，这期间电子运动的方向与电场的方向相同。可见，即使沿着麦克斯韦开辟的道路走下去，电磁波在一半时间内对物体产生压力，而在另一半时间内则对物体产生拉力，平均作用力是零。 而否定光压却是物理体系内部协调的必然要求。因为机械波不会产生压力。机械波射到一界面时，不论它是被反射，被吸收，还是被折射，也不论是横波还是纵波，都不会对界面产生宏观作用力。电磁波也不用破坏这一规律。 动量并不一定伴随着能量，比如波就是如此。任何一种波，都可以传送能量，却不可能传送动量。 在科学发展的长河中，理论发展的步伐往往落后于技术发展的步伐。理论往往是从成熟的技术中归纳出来的。技术可以通过歪打正着撞出来的，比如，本来是为了炼仙丹，却炼出了青铜器，之后才出现了化学理论。技术还可以通过无数次测试碰出来，最初只是经验，之后才找到原因。而理论的发展则不象技术这么顺利，而是一波三折。没有过时的理论，只有错误的理论；技术则相反，只有过时的技术，没有错误的技术。但科学发展史中也有例外，比如，麦克斯韦是通过理论预言了电磁波的存在，之后才被赫兹用技术手段找到，而这一次，理论却成了歪打正着。采用错误的理论和错误的计算过程，却得到了看似正确的结论。这种错误理论更正起来受到的阻力会更大。 30科学与假设 在自然科学体系中，假设经常是个被回避的字眼儿，或者经常是以贬义词出现。在自然科学体系中，人们常用别的词语代替假设一词，比如：模型、条件、前提等等。而在社会科学体系中，情况却大不一样。比如在会计学中，会计基本假设被置于会计基本原理之上的重要位置。 会计学产生之处，作为一门实用技术，人们并不一定注意到会计基本假设的存在。然而正是研究者从其中提炼了基本假设，会计才上升为一门理论，上升为一门科学。虽然会计学是建立在四个基本假设之上的，但会计是一门科学。 会计学的四个基本假设是，会计主体假设、持续经营假设、会计分期假设、货币计量假设。它的主要意思是，要想进行会计核算，必须：1、事先人为确定会计核算的范围，2、事先假设会计主体可以持续生存下去，3、必须人为确定日、月、季、年等会计期间，4、必须假设币值比较稳定，不会发生严重的通货膨胀。有人可能觉得，这都是些人人皆知的世之常理，有必要作为会计基本假设隆重推出吗？然而这正是会计理论的严谨之处。 物理学中也有许多假设，比如： 胡克定律：F=ks，它是建立在“物体的完全弹性”假设之上的，因为没有考虑物体的惯性，所以胡克定律中，F（力）和s（位移）之间并非瞬时对应关系。 牛顿运动定律F=ma和动能定律Fs=mv2/2是建立在“物体的完全惯性”以及“完全光滑水平面”等假设之上的。 多普勒频移公式同样是建立在假设之上的，该假设就是振源与测量者之间这段距离内存在一个稳定的媒质。如果媒质不稳定，比如，以空气中的声波为例，如果声源处刮北风，测量者处刮南风，在此情况下多普勒频移公式就会失效。 麦克斯韦的“稳定的电流（或均匀变化的电场）可以产生稳定的磁场”或“磁场强度与电流强度成正比”，该定律是建立在“磁场的完全磁容性”假设之上的。因此该定律中的磁场强度和电流强度（或电场强度、电场强度的变化率）并非瞬时对应关系。对于交流电，上述定律已不在适用，但当交流电的频率不太高时，上述定律仍可近似适用，这时称之为“似稳电路”。 麦克斯韦的“均匀变化的磁场可以产生稳定的电场”或“电容器内部的电场强度与电容器两端的电压成正比”，该定律是建立在“电场的完全电容性”假设之上的。因此该定律中的电场强度和电压（或磁场强度、磁场强度的变化率）并非瞬时对应关系。 物理定律和起采用的假设还很多，这里不再一一列举。上述假设针对的都是某个具体的物理定律，而我们的整个物理学体系又是建立在什么假设之上呢？对于一个理论体系来说，采用的假设越少越好，而不使用假设的理论似乎是不存在的。 时间和长度到底是什么？时间和长度是假设，时间是对物质延续性的量度，长度是对物质延伸性的量度，即时间和长度是针对物质的性质的假设。 如何判断假设的对与错？这似乎应该区别对待，对物质性质所做出的假设似乎无所谓对与错，次类假设只有有用和无用之分。比如“绝对光滑”、“完全弹性”、“完全惯性”等假设，对构建物理体系来说，物质的颜色、味道是无用的假设，比如，颜色可以用光波的频率来取代（频率可用时间和长度来构建）。而对物质本身的假设则非对即错，比如“分子”、“原子”、“燃素”、“热质”、“绝对空间”等等，“燃素”、“热质”等假想的物质是不存在的，因此它们是错误的假设。“绝对空间”是“牛顿运动”的参照物，这种“东西”的存在与否，直接关系到该假设的对与错。 “时间”、“长度”并非物质本身，因此时间、长度和绝对空间不是一个层次上的东东（请原谅，我不知用哪个词合适）。 牛顿在其《原理》的开头部分，罗列了质量、时间、位移、速度、绝对空间等“定义”，为什么牛顿只给绝对空间寻找证据？我逐渐认识到，“只有绝对空间是牛顿亲自发明的”可能并不是主要原因。还可能是因为牛顿已经注意到，别的“定义”都是对物质性质的假设，比如，时间是物质的延续性，长度是物质的延伸性，质量是物质的多少性，位移是物质的运动性。而绝对空间是作为运动的参照物引入的，绝对空间是对物质本身的假设，因此牛顿不得不为绝对空间的存在寻找证据。如果牛顿认识到了两种假设的区别，可牛顿为什么又要把它们混在一起呢？牛顿用其亲笔文字明确告诉我们，绝对空间并不是“不需要证明的定义”，可见混在一起并不是为了鱼目混珠。 然而牛顿的这种做法却几乎给整个物理体系带来灭顶之灾，几百年过去了，当又一轮为绝对空间的存在寻找证据的保卫战失败之后，相对论便将矛头同时指向了“时间”、“长度”、“质量”和“绝对空间”。 爱因斯坦也很清楚，“绝对空间不存在”的确会重创牛顿理论的根基，但这并不能危及时间和长度。要想否定或修改时间和长度，就必须寻找新的理由。于是爱因斯坦自作主张把时间和光速联系在一起，在爱因斯坦看来，时钟读数就是时间。当某一观测者以光速远离某一时钟时，该观测者看到的时钟读数是不变的，因此对该观测者来说，时间停止了！相对论便如此出炉了。 上述对假设的分类还比较朦胧，可能会有错漏之处，但希望能起到抛砖引玉的作用。 为什么牛顿不将其成果马上发表出来？而要放置几十年，可能是因为其理论受到了胡克等人强有力的指责。 31 物质的特征 我记不得物质的定义了，只能谈点儿自己对物质的认识。 物质是与人无关的东西，它不会因人是否存在而改变。即使人不存在，物质世界照样存在，照样按照原来的规律运动、变化。 物质不会消失，也不会凭空产生，物质只会运动、变化、转化。 上述对物质本身的认识不应有任何争议。但除了物质本身外，还有许多与物质有关的物理量。 物质的质量、物质的位移量、物质的速度、物质的加速度、物质的动量、物质的动能、物质的温度、味道、颜色等又与人什么关系呢？ 第一类： 物质的质量，是与人无关的物理量，这源于质量的定义：物质多少的量度。 物质的温度，是与人无关的物理量，因为物质分子的内能（动能）与物质整体的宏观运动没有关系。这实际上也是源于（物质分子内能）的定义：分子相对特定物（而非人）的运动量，该特定物就是物质（整体）本身。 物质的颜色、味道，这些也是用来描述物质性质的，但它们并非物理学必须的物理量，可能不是真正的物理量。 第二类： 物质的位移量，位移量是一个与测量者（人）有关的物理量。比如，一辆火车从北京跑到了南京，在地球上的看来，它的位移量是2000公里，而在火星上的人看来，火车的位移量却不同。假如火车上有个蜗牛，在火车上的人看来，蜗牛的位移量是1米，而在地球上的人看来，蜗牛的位移量却是2000公里零1米。 物质的速度、物质的动量、动能，这些物理量中都有速度变量，而速度是一个与测量者（人）有关的物理量。 第二类物理量有如下特征：这些物理量与人有着密切的联系，离开了人（或认为选定的参照物），这些物理量就是不确定的。离开了人（或认为选定的参照物），不仅这些物理量无法反映在测量工具上（因为不事先选定参照物，就无法测量这些物理量），而且无法通过物理定律计算出来。比如在物理定律s=at2/2或v=at中，必须事先约定，在t=0时刻，物质相对人为选定的参照物是静止的。在W=mv2/2或P=mv中也有上述认为约定。 通过上述分析我们可以看到，能量似乎是与人有关的物理量，比如，物体的动能，在不同的人看来，它的数值是不同的，可见物质和能量之间没有必然联系。然而上述归纳并不全面，比如弹簧的弹性势能、物体的重力势能、物体的热能等又都是与人无关的能量。同为“能量”为何却会有上述重大区别？物质和能量之间有联系吗？这种联系具有盖然性吗？ 第三类： 物质的加速度，从其定义上看，加速度也是与人有关的物理量，同一运动的物体，在不同的人看来，其加速度值是不同的。然而在牛顿运动定律中，加速度却是绝对的，是相对绝对静止系（即绝对空间）的，因为在牛顿运动定律中，合外力和质量都是与人无关的物理量。这就是物理学中通常所说的“加速度的绝对性”。之所以列出“第三类”，就是因为这种不协调。不过本段内容对本文整体无关紧要。 上述都是些基本常识，我写上述内容的主要目的是想看看这些常识能否在电磁理论中推广。 对于牛顿力学中的实物体来说，一个物体不论被分为两块、三块、四块……它们分割前后的质量不变，不论是它的引力质量还是惯性质量都不会变。两个实物体的质量和是恒定值，与它们之间的距离无关。这真是太小儿科的常识了。 上述常识可以在电磁理论中推广吗？ 第一种情况：把一个带电体分割成两个带电体。 第二种情况：把一个不带电的物体分割为带等量相反电荷的两个带电体。 对第一种情况，分割前后电体的惯性是不相等的，因为电磁惯性与电场的能量有关，而电场的能量不但与电量有关，还与电场的形状（电荷的分布状况）有关。也正是因此，用电子的球体模型和球壳模型分别计算出来的电磁惯性（电磁质量）是不相等的。难道我们从实物体上得到的常识成为笑柄了吗？不会的，必须承认实物体与场物质是不同的，但实物体与场物质还是有一定联系的，至少分割前后的电量是守恒的，分割前后的重量也是守恒的。 对第二种情况，分割前后的惯性同样是不相等的，但分割前后的电量是守恒的，分割前后的重量也是守恒的。 可见实物体与场物质既有相似之处又有相反之处，发现差异不是目的，寻找差异的原因才是我们要做的。 为什么带电体和不带电体会有如此大的区别？我们必须从“能量”入手，而前面我们刚刚分析过了，能量有两种，即与人有关的能量和与人无关的能量。 电荷与其周围的电场是不可分割的，该电场不会脱离电荷而单独存在，因此该电场不会消失，只会运动、叠加、抵消。 电场周围电场的能量（即电场能，或称之为电场的内能）是与人无关的物理量，通过计算发现，电场的惯性质量与该能量成正比。 运动的电场会感生出（无源、有旋）磁场（B=Ev/c2），而该磁场的能量正好等于电场的动能m电v2/2。这是一种与人有关的能量，它不会对电场的惯性质量产生影响。也就是所，电场的惯性质量只与其内能有关，而与电场的运动速度无关。但在相对论中，物质的质量却与物质的动能有关！ 32 何种质量与何种能量有关系 物理学中有多种质量，如电磁质量、机械质量、引力质量、惯性质量等。能量则更多，如动能、重力势能、弹性势能、热能、电（磁）场的内能、电（磁）场的动能、核能等等。 此质量与彼质量有何关系？此能量与彼能量有何关系？质量和能量又有何关系？ 质量是物质的多少，也是左右物质运动规律的物理量。因此质量必定与人无关，除非人有特异功能。 当前辈们发现电体的电磁质量与电体的电场内能有关系后，爱因斯坦便推出了其“质能方程”。而爱因斯坦并未明确其质能方程中质量是何种质量，其中的能量又是何种能量。于是“物体的动能越大，其质量越大”的观点便出炉了，质量便与速度联系上了。质量从此成了与人有关的物理量，在不同人看来，同一物体的质量是不同的。即便如此，还是不能解决所有矛盾，有人甚至不得不把质量分为纵质量和横质量，但这样做只会带来更多混乱。然而这些却与前辈们的初衷背道而驰，因为电磁质量来源于自感反电动势，而自感反电动势是与电体速度无关的物理量。 相对论带来的混乱还不止这些，有人甚至联想到，电容器充电后，其引力质量（或重量）会增大吗？物质温度升高后，其质量（引力质量或惯性质量）会增大吗？弹簧被压缩后，其质量（引力质量或惯性质量）会增大吗？物体从低处移到高处，其质量（引力质量或惯性质量）会增大吗？ 不要误以为上述问题是精度问题，这是关系到物理是科学还是神学的原则性问题。 事实上，物体带电时与其不带电时的机械质量是相同的，仅仅是带电时会额外增加电磁质量。这是因为仅仅是带电体才可能产生额外的惯性阻力（自感反电动势）。 万有引力只能吸引机械质量（实物体）而不能吸引电磁质量（电磁场），彗星尾巴和宇宙射线可作为其证据。 33造成近视程度加深的唯一罪魁祸首 我们经常会看到或听到眼科医生或眼镜专家的观点：配戴一个合适的近视镜可以防止近视进一步恶化，起到保护视力的作用。这种观点不知害了多少人。 人类的眼睛经过亿万年的进化，形成了现在的功能。但这种功能并非专门用来看书的，更不能适应近代才出现的用硬笔写的蝇头小字。而随着人类知识的不断积累，人类不得不通过读书这种最好的捷径来适应社会的需要。眼球便担起了这份重任，眼球为了能胜任这个超强度的工作，不得不调整自己的状态，经过千锤百炼，终于炼成了一身硬功夫。眼球可以长时间注视一尺远处的文字而不会感到疲倦，这时眼球处于一种最轻松最自然的状态。可是当抬头看远处的风景时，却看不清了。 于是眼科医生便给眼球配了一个200度的凹透镜，并且忠告眼球，必须坚持配戴，不可时戴时不戴，否则的话，近视会加深。于是眼球戴上眼镜，开始了第二轮千锤百炼。因为透过200度的镜片看一尺远处的文字和不用镜片直接看半尺远处的文字完全是一回事。原来炼成的工夫不顶用了，眼球不得不重新调整自身的曲光率，久而久之，眼球又炼到了一个新境界。可是远处的风景又看不清了，不得不再换上一个400度的凹透镜。透过400度的镜片看一尺远处的文字和不用镜片直接看四分之一尺远处的文字完全是一回事。不久以后，就不得不换上800度的凹透镜了，而透过800度的镜片看一尺远处的文字和不用镜片直接看10厘米远处的文字完全是一回事啊！ 未使用过镜片的人，让他看10厘米远处的文字时，他会感到十分痛苦，他会认为这是对眼球的摧残。可是戴惯了800度镜片的人，让他去掉镜片看10厘米远处的文字时，他会有恰到好处的感觉。世界上有多少人在摧残着自己的眼球啊！ 如此荒唐的谬论，通过“权威”的口讲出来后，却会被很多人奉为真理。 正确使用凹透镜的方法是，看远景时戴上，看近物时摘掉，尽量少戴。可是我身边的人却都不接受这种离经叛道的观点。反对这种密切关系人身健康的错误观点居然也不比反对相对论容易。 ※※※※※※ 当用加速度计测量地球加速度的实验出现零结果后，无人惊呼：难道地球的加速度是零？！难道地球是宇宙中心？！当mkex-ml实验测量地球速度是实验出现零结果后，人们又何必惊呼：难道地球静止在绝对空间里？难道地球是宇宙中心？ |