进化的力学

进化的力学董银立摘要:因为绝对合外力是无意义的，所以绝对加速度是无意义的，所以牛顿在经典力学中引入绝对静止系（绝对空间）是多余的。地球上运动物体的加速度就是相对地球的。所以惯性导航系统测量出的加速度值是相对地球的而非相对绝对静止系的，惯性导航系统测量出的地球的加速度永远是零，但地球相对其他星球的加速度并不是零。不存在绝对的静止或者运动系，因为所有物体的运动状态都是相对于某个具体的参考物而言的。因为不存在绝对静止系，所以地球上的光（电磁波）的速度就不可能是相对绝对静止系的。与惯性导航系统测量出的地球的加速度为零一样。麦克而巡莫雷实验和特鲁顿实验同样无法测量出地球的速度，我们不必为麦克而巡莫雷实验和特鲁顿实验的零结果感到可怕。因为地球上的麦克而巡莫雷实验和特鲁顿实验只能用来测量运动体系相对地球的速度。电子（电场）加速运动时受到的惯性阻力为“电磁惯性阻力”，其本质上是电场力，这与牛顿力学中的实物体加速运动时受到的惯性阻力是截然不同的，因此牛顿运动定律不适合运动的电（磁）场。主题词：绝对静止系、绝对加速度、绝对速度、无意义、多余的。第一章经典力学在宇观的推广第一节经典力学的错误正如大多数力学著作所说的那样，牛顿力学的最大缺点在于它没有说明“运动”（速度）、“运动的改变”（加速度）是相对那一个参照物的。牛顿当然知道力学所面临的这个困难，因此牛顿不得不引入一个第三者—“绝对空间”。牛顿认为绝对空间是绝对静止的，他所研究的运动就是相对该绝对静止系的“绝对运动”，即牛顿加速度a的值（F/m）是相对该绝对静止系的，或者说是相对于经典力学所谓的“惯性系”的，（即经典力学进一步把牛顿的观点明确为：绝对空间以及相对于绝对空间匀速直线运动的参照系就是惯性系）由此而引出来的困难太多了。第一个困难，即牛顿力学中的逻辑循环问题，如果问牛顿运动定律在什么参照系中成立，回答是惯性系中成立；再问什么是惯性系，回答是牛顿运动定律成立的参照系就是惯性系。形成了逻辑循环（爱因斯坦和英费尔德在《物理学的进化》中对这里存在的矛盾作过详尽的分析）。也就是说惯性系我们还没有找到，事实上惯性系根本就不存在。因为我们根本不能在宇宙中找到一个不受外力或所受合力为零的物质，而只有该物质才是经典物理所说的惯性参照物（系），牛顿假想的“绝对空间”并非真正的物质，它只是一种精神产物，不能用来当作参照物。而且没有一种实验能证明“绝对空间”的存在，即任何企图证明地球相对绝对空间绝对运动的实验都以失败告终了。牛顿为绝对空间的存在提出了一个判据，即“牛顿水桶实验”，牛顿认为旋转的水面是凹的，是因为旋转的水是在相对绝对空间做加速运动，即水相对绝对空间或惯性系具有向心加速度，因此水面是凹的，而只水桶旋转时水面是平的，是因为这时水虽然相对桶皮做加速运动，但水相对于绝对空间或惯性系的加速度是零。牛顿为绝对空间的存在提出的第二个个判据是：“双小球实验”，在“双小球实验”中牛顿认为：两个小球用绳子连接，通过测量该绳子的张力的大小就可以判断小球（相对绝对空间）加速度的方向和大小。首先对“牛顿水桶实验”提出批评的马赫，马赫认为水面呈现凹面是水相对于地球及无数遥远天体旋转的结果。我们认为牛顿及马赫的解释都不正确，正确的解释为，水只要相对地球（更准确的说是相对地球重力场）旋转时，水面就呈现凹面。解释如下：如上图，我们可把“牛顿水桶实验”简化为加速运动的水杯中的水的水面将不再水平，而变的一边高一边低。我们的解释是，水杯只要相对地面或地球重力场做加速运动，水面将一边高一边低，即如果我们在四周有刻度的水杯中加入水，我们把该水杯固定在地面上或地球重力场中，那么水面四周所对应的刻度将永世不会改变，虽然我们知道地球本身也在做加速运动，而且6点钟时地球的加速度向东，大小为0.006米/秒平方(相对太阳)，18点钟时的加速度向西,大小为0.006米/秒平方(相对太阳)，“0.006”这个数字相对于具有高超实验水平、精确测量工具的人类来说，是一个非常巨大的数字，但是无论何时何地该水杯中的水将纹丝不动，即使太阳的质量突然增大一亿倍，地球或水杯的加速度也突然增大一亿倍，但该水杯中的水仍将纹丝不动。“双小球实验”同样无法证明小球的加速度是相对绝对空间的，我们假设两小球的质量相等且都为1千克，让两小球围绕绳子的中点转动，当绳子的张力是一牛顿时，两小球相对绝对空间的加速度值是1米每秒平方吗？回答是否定的，因为这时（早晨6点，绳子方向正东正西时），一个小球相对太阳的加速度值是1+0.006，另一个小球相对太阳的加速度值是1-0.006。但小球相对绝对空间的加速度是多少呢？永远无法知道，无法知道并不是不可知论，是因为绝对空间是不存在的，正如我们永远无法知道鬼是什么一样。与牛顿所期待的结果正好相反，通过测量绳子的张力和利用牛顿运动定律（a=F/m），我们得出的加速度值恰恰是相对地球的！经典物理却认为地球不是惯性系？！再如：我们装在导弹或汽车上的惯性导航系统可以精确（其精度要比地球相对于太阳的加速度小的多）地记录下导弹或汽车每时每刻的加速度，但我们装在地球上的该系统却永世不能测出地球相对于其他天体的加速度。这些现象一点也不奇怪，原因也十分简单，即实物的引力质量等于其惯性质量。即头发相对于太阳的加速度完全是由太阳对头发的引力提供的，而非头皮对头发的拉力。因此，对于地球表面的任何检验牛顿运动定律的力学实验来说，地球是一个绝对精确的惯性系（这在经典力学看来是大错特错）。对于该观点，黄德民先生批评说，地球在自转，凭什么说地球是惯性系？我们的回答是：地球是相对太阳自转的而非绝对空间，研究太阳上的运动时，地球是非惯性系，但当我们研究地球上的运动时，我们对物体受力分析时使用的重力，而重力是地球引力与地球自转离心力的合力，因此我们根本不必考虑地球自转，地球就是惯性系，可悲啊！创造了高超文明的人类，居然不知道呈现凹面的水在相对什么参照物做加速运动，虽然我们的教科书尽量回避这类问题，但我们应知道这个问题是无法回避的。由此可见，旋转的水面呈现凹面只能证明地球的存在；自转的地球变扁只能证明太阳的存在。它们都不能证明绝对空间的存在。第二个困难即近代光学实验和电磁实验与伽利略相对性原理的矛盾。该矛盾也是由“绝对空间”、“绝对运动”等概念导致的，正是这种矛盾导致了相对论的出现。狭义相对论企图通过否定经典时空观来否定绝对运动，但是，狭义相对论并没有确立运动的完全相对性，因为惯性系在狭义相对论中仍然具有象在牛顿力学中一样的特殊优越地位，加速度也仍然具有绝对性，和牛顿水桶实验类似，在狭义相对论中也有双生子佯谬这样的判别性实验，通过比较重新会合的双生子哪一个比较年轻，就可以确定谁经历了加速运动。而只要运动的绝对性仍然部分存在，就不能说已完全否定了绝对空间。狭义相对论仅仅“前进”到这一步却付出了否定时间和长度的定义如此大的代价。相对论总是这样批评牛顿力学，“由于无法证明绝对静止系的存在，所以无法定义惯性系，因此牛顿力学失去了根基。”但相对论却与它自己制造的“矛”相矛盾：首先，狭义相对论使用（应用）时仍然依赖牛顿所定义的惯性系，因为爱因斯坦并没有重新定义惯性系；其次，狭义相对论认为宇宙中存在一个极限速度——光速C，这就必然要承认宇宙中存在一个速度为零的绝对静止系。可见相对论对牛顿力学的批评无异于搬起石头砸自己的脚。我们认为，时间、长度的定义是物理学的基本假设，即假设时间是均匀流逝的，不随参照系的不同而改变，物体的长度是客观的，不随我们所选择的参照系的改变而改变，没有这两个主观假设就没有速度的定义，更不会出现物理学，正如在数学中我们主观规定了每一个自然数与下一个自然数之间的间隔是相等的一样，我们无权通过否定这些基本假设来为一些难题寻找答案。事实上，人类在定义时间时根本不知道光是什么东西，也不知道光的速度是多少，在时间未有定义之前，我们根本无法测量光速；事实上，光作为一种时钟读数的信息载体并非时间本身，它与时间毫无关系，它就象电影胶片一样，我们看到了60年代的记实片不等于我们就回到了60年代。假设并不可怕，因为只有人类才需要假设，可怕的是我们不承认我们使用了假设或不知道我们使用了假设（事实上，经典力学中还隐藏着第三条假设，即空间是不存在引力场的绝对真空。）。我们是通过否定绝对合外力来解决这个困难的，内容如下：第二节力学的进化问题的提出：力具有绝对意义吗？经典物理认为：力具有绝对意义，即力的大小和方向都与人主观选择的参照系无关。比如：火车受到1000牛顿的合力作加速运动，不论对地面上的人还是火车上的人来说，该合力1000牛顿是绝对不变的（虽然在不同的人看来火车的速度不同），因此经典物理认为火车的加速度是绝对的（F/m）。该观点并不错，但经典物理错误的认为该绝对加速度是相对绝对空间的，事实上该“绝对加速度”是相对地球的。我们只能说：机械力是绝对的，牛顿的“水桶实验”和“双球实验”都是通过测量机械力的大小来判断水和小球的加速度的。我们认为新的运动定律应为；a=F/m，它与牛顿运动定律在数学形式上是相同的，但我们规定：第一、所研究物体受的合外力F是不考虑除了该物体所在星球对它的万有引力（即重力）之外所有其他星球对它的万有引力的，即该合外力F是相对于所在的星球这个参照系的。第二、所研究物体的加速度是相对于所在的星球的而非相对于所谓的绝对空间的。第三、新运动定律成立的参照系为新惯性系。牛顿运动定律的错误就在于他没有考虑其他星球对他所研究的物体的万有引力，却认为该物体的加速度不是相对地球的，而是相对于所谓的绝对空间或经典惯性系的。（此观点上，有学者说，牛顿没有考虑其他星球的引力是因为其他星球的引力很微小，可以忽略不计，地球是个近似的惯性系。我们认为并非如此，1、太阳引力可以使地球上的火车产生0.006m/s2的加速度，0.006对于火车来说并不微小；2、牛顿当时不知道引力常数是几（当然也无法计算引力）！而且其他星球的引力无论是非常巨大还是很微小，对我们在地球上“验证牛顿第二定律”的任何实验都毫无影响。绝对不是因为其他星球的引力微小的可以忽略不计！）牛顿没有考虑其他星球万有引力的证据如下：1、牛顿运动定律从来没有提到过太阳引力的影响；2、经典力学受力分析时除了考虑重力外，根本不考虑其他万有引力；3、牛顿是先发现三大运动定律，十多年后才发现万有引力的，即牛顿在研究运动定律时，根本不知道到太阳对他所研究的物体存在引力作用，更不知道该引力的大小是多少（当时也不知道重力就是万有引力产生的）。事实上，在人们知道宇宙中共有多少个天体，以及它们的质量、离地球的距离之前，我们根本无法知道我们所研究的物体受到的绝对合外力，既然不存在绝对合外力，又怎能存在绝对加速度（即经典物理所谓的相对于绝对空间或惯性系的加速度）呢？我们的教科书教导我们说，“在对物体进行受力分析时，不能漏掉物体所受到的实际存在的力，也不能凭空想象出实际不存在的力。”但事实上，这两点经典物理一个也没有做到，首先牛顿运动定律没有考虑物体所实际受到的太阳以及其他星球的万有引力；其次牛顿运动定律在研究物体运动时考虑到了重力，然而重力是万有引力与地球自转离心力的合力，而离心力是惯性力，经典物理认为惯性力是一种假象力，是一种“虚力”，可见，重力（实力与虚力的合力）是凭空形象出来的！从以上分析我们得出结论：地球是否惯性系并不是精度问题，而与我们的和外力有关，如果我们的和外力中包括其他星球引力或不包括地球自转离心力（即使用地球引力而非重力）时，地球就不是惯性系。而直到目前为止，被关在实验室中的人仍然（永远）无法测量出太阳对他所研究的物体的引力和该物体随地球自转时的离心力。由于经典物理没有考虑其他星球的引力，事实上就是引入了第三条假设，即空间是不存在引力场的绝对真空，所以我们根本不必考虑地球相对太阳的公转；由于我们受力分析时使用的是的是重力，而重力并非真正的万有引力，它是万有引力与惯性力的合力，所以我们根本不用考虑地球相对太阳的自转，就可以大声宣布，地球是一个绝对精确的惯性系，但我们必须承认这是建立在第三个假设之上的。从以上观点我们可以得出以下三个相对性原理：第一个