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马国梁“绝对—相对时空论”简介

(2018-03-01 08:40:59)

 

绝对相对时空论”简介

山东章丘中职学校 马国梁

 

“绝对相对时空论”是笔者于19964月开始创立的全新的时空理论。汇集了当代一系列最优秀的研究成果。其主要内容已经通过以下途径正式发表:

1. 北京相对论研究联谊会,《格物》2004年第2期,第179页文章,《相对论中的问题和解决方案》;

2. 地质出版社,《时空理论新探》,200511月出版,第52页文章,《我们究竟应该建立一个什么样的时空理论?》;

3. 百度文库,201412月上传,专著《绝对相对时空论》(2014版);

4. 笔者自己在新浪网站上的“emgld的博客",专著《绝对相对时空论》按章发表。

笔者创立发表该理论的目的是:站在辩证唯物主义立场上,以确凿的理论根据,彻底纠正爱因斯坦“相对论”的错误,克服其他人创立的各种形形色色的“时空论”的不足。正本清源,为今后“物理学”的发展开辟一条正确的道路。

现将该理论的核心内容介绍如下。

一、新理论坚持空间是物质的、统一的。认为在广袤无限的宇宙空间里充满了无形的、均匀的真空基态场。这个场是激发产生引力场、电磁场以及其空间波的基础,是实粒子产生的土壤和湮灭后的归宿,是容纳所有实物质系统在里面悬浮、运动的海洋;这个场作为公共背景物质,还使物体间的隔离及相对运动有了实际的物理意义,它使物体有了惯性运动和惯性力产生,它也是使物体的时空特性能够发生改变的外部原因,这一切如离开了空间的物质性则都是不可思议的。按照现代宇宙学理论,宇宙空间至少在距我们150亿光年远的半径范围内是连续、均匀、统一的。这为其中所有实物质的运动、演化提供了广阔的舞台。

二、新理论坚持物体相对运动和绝对运动的统一性。物体彼此间的运动是相对的,但它们在空间中相对背景物质的运动则是绝对的。相对运动是两物体的绝对运动之差,是绝对运动的一部分。两种运动各有各的效应,各有各的用途,且不可顾此失彼。我们可在背景物质上建立绝对静止参照系,而在运动物体上建立绝对运动参照系,选取相对巨大的物质体系作为近似的惯性参照系。

三、新理论坚持物体时空性质的可变性。物体的空间性质即物体在空间中的大小和形状,其时间性质即物体内部各运动、变化过程的快慢或长短。虽然我们已经知道它们在一般情况下具有相当的稳定性,但我们没法证明它们是绝对不变的。它们完全可能因时、因地、因运动状态而异。最起码对于靠电磁力凝聚起来的物质系统可能是这样的。

四、新理论坚持物体质量的守恒性和物体受力的多变性。物体的质量即物体所含物质的多少,在封闭状态下它是没有增减变化的。即使有变也不过是实物质和场物质在形式上发生的改变(如原子核反应中的质量亏损,正反粒子的湮灭等,但物质并没有因此消失);而物体的受力(包括引力、惯性力)则可能因时、因地、因运动状态而异。这样我们就有效避免了在质量问题上的混乱。可惜现在仍有不少人相信“质速关系”,认为质量可变。

五、新理论尊重久经考验的实验事实,并对之进行了独到的科学分析。

1. 观测发现:在空间基态场中,光是以恒定的速度向各个方向传播的,与光源的运动情况无关。其实质是频率很高的电磁波。

2. 在运动的地球上,迈克尔逊莫雷实验没有证明各个方向的单程光速都相等,而是充分证明了在两个垂直方向上的回路光速始终相等

3. 迄今为止的所有“闭路光速测量实验”都证明了各个方向的“平均光速均为一个恒定值”。而各个方向的单程光速是否相等则至今没有有效的证明。

4. 斐索的流水实验成功证明了运动介质对光传播的拖拽,并得出了拽引系数与介质折射率的关系。

其中在运动物体上“闭路光速的恒定”现象如用“地球拽引说”来解释是不能令人信服的,因为它无法给出拽引程度和引力场强的关系;也无法说明当被以太被完全拖拽时地球赤道为什么还会凸出,惯性离心力将如何产生等现象。因此剩下的也就只有尺缩钟慢说了,这是目前唯一可行的途径。

六、新理论在可靠的实验基础上建立了正确的框架,形成了自己的体系。

按照尺缩钟慢说的途径,我们只要认定“在做绝对运动的物体上所有的纵向长度(包括直尺)的收缩率和所有的运动、变化过程(包括时钟运行)的减慢率都是sqrt1 – u2/c2)”那么“回路光速不变”现象即可以得到圆满的解释。这一假设从“物体时空性质的可变性”上是可以理解的,其原因是由于空间基态场的作用。至此我们这个新时空理论的主要结构也就大体明朗了,具体如下所述——

1. 对于同一点的时空坐标,在绝对运动惯性系和绝对静止参照系之间的变换公式是

      x= ( x – ut ) / sqrt ( 1 – u2/c2 

    y= y     

    z= z

      t= t sqrt ( 1 – u2/c2 )

2. 运动速度变换式是

     vx′ = ( vx – u) / ( 1 – u2/c2 )

     vy′ = vy / sqrt ( 1 – u2/c2 )

     vz′ = vz / sqrt ( 1 – u2/c2 )

3. 加速度变换式是

        ax= ax /( 1 – u2/c2 )3/2

        ay= ay / ( 1 – u2/c2 )

        az= az / ( 1 – u2/c2 )

4. 关于力学变换问题

 其中物体质量的变换最为简单,由物体的“质量守恒定律”可知

            m= m

而力的变换式则需要根据力的产生机制、变化规律或力的作用效果来定,恐怕非常复杂。如果在做绝对运动的惯性系中,牛顿第二定律确能保持形式不变的话

F = ma     F = ma   那么加速力的变换式就应当是

           Fx = Fx( 1 – u2/c2 )3/2

           Fy = Fy( 1 – u2/c2 )

           Fz = Fz( 1 – u2/c2 )

 即使在动惯性系中看来是恒力的F,如改在静参照系中看,F也是越来越小的。

重要的是笔者首创将简谐振动引入了运动的惯性系,并根据“动钟频率变小”的特性而推出了与此相同的公式。

 因为  ω'= sqrt (k/m) = ω/sqrt (1 – uu/cc)

    = sqrt (k/m)/sqrt (1 – uu/cc)

 所以得  k= k / (1 – uu/cc)

        Fx= kx= k (x – ut)/ (1- uu /cc) 3/2= Fx /(1- uu /cc) 3/2

        Fy= ky= k y / (1- uu /cc) = Fy / (1- uu /cc)

        Fz= kz= k z / (1- uu /cc) = Fz / (1- uu /cc)

  至少对于电磁力来说应该是成立的。因为电磁力是以光速传递的,当物体的运动速度可与光速相比时,其大小肯定要发生很大的衰减。

5. 物体做绝对运动时的动量和动能

     F dt = m dv = F ( 1 – v2/c2 )3/2 dt

      v = c / sqrt [ 1 + ( mc / Ft )2 ]

    动量   P = mv = F′ t / sqrt [ 1 + ( Ft / mc )2 ]

         F′ t → ∞   v → c    P → mc

 同理由   dEk = F ds = m dv2/2 = F ( 1 – v2/c2 )3/2 ds

      v = c sqrt [ 1 1 / (1 + Fs / mc2)2 ]

    动能   Ek = m v2/2 = F′s ( 1+ F′s /2mc2 ) / ( 1+ F′s /mc2 )2

         F′s → ∞   v → c    Ek → mc2/2

有意思的是在爱因斯坦的相对论中,利用他的动能公式——质增、质能关系

    Ek = [m / sqrt (1 – v2/c2) – m] c2 = Fs

竟能得出和我们完全一样的公式,真是歪打正着,不约而同。颇能迷惑人。

6. 光量子的实质就是可以独立发挥作用且尺度最小的一段段电磁波。在湮灭反应、原子核反应中的“质量亏损”现象其实质是实物质变成了场物质。因为同时伴有强烈的能量辐射,所以我们可以将光量子等效成实粒子。光量子的质量就是亏损的质量,但其动能却比真实粒子的多了一倍。即

         E = mc2 = hυ

这是实验测算的结果。光量子总是以运动的形式存在着,它的能量一旦被吸收粒子即不存在了;其动质量当然也不可能产生引力场,静质量则不存在。

光量子的发射和吸收不一定必然引起物体质量的变化。当物质的形式没有改变时,它们就只是转移能量——能量包。

光量子的质量公式是    m = hυ/c2     与频率υ的大小有关。

        动量公式为    P = mc

单色平行光对黑体表面的压强是   p = n mc2 = ρ c2 = Q / c

式中n为光量子的空间密度,ρ 为质量密度,Q 为能流密度。

7. 光的多普勒效应公式

 设光源的绝对运动速度为v ,运动方向与被观测光线的夹角是α ;观测者的绝对运动速度是u ,运动方向与被观测光线的夹角是β . 那么观测者的观测结果将如下所述.

观测光速是    c′ = ( c – u cosβ) / ( 1– u2/c2       v α无关

观测波长是    λ′ = (c – v cosα)T/ sqrt [ ( 1– u2/c2 ) ( 1– v2/c2 ) ]

观测周期是    T′ = Tsqrt [ ( 1– u2/c2 ) / ( 1– v2/c2 ) ] [ (c – v cosα) / ( c – u cosβ) ]

观测频率是    υ′ = 1/ T

其中,当观测者以光速追光时,u = c   β = 0  c′ = 0.5 c   得半光速。

8. 光在运动介质中的传播规律

在处处均匀的介质内,光速与介质的折射率成反比;而介质的折射率在一定范围内,则与其密度成线性关系。其参数可通过实验测出。

在做绝对匀速运动的介质中,从一点光源发出的光,设光线与x轴的夹角是β;而在与介质同步运动的观测者看来,夹角β则变成了β′。它在各个方向传播的波面呈标准的椭圆球形。其速度公式为

      c′ = c / ( n + cosβ′ u / c )

但在绝对静观测者看来,运动介质内光在各个方向上的传播速度却变成了

      v = u + ( c – u) / n′ = [ c + u ( n′– 1) ]/ n′   (黑体字母表示是矢量.

  其中  n′ = 1 + ( n – 1) ( 1– u cosβ/c )/ ( 1– u2/c2 )

当β= 0   时,朝前的光速为    v1 = (c + nu ) / (n + u/c)

当β= 180°时,朝后的光速为    v2 = (c - nu ) / (n - u/c)

当β= 180°且 u > c/n  时,   v2 < 0   即方向也变成了朝前。此时整个光波球面都不再围绕光源,而是都位于光源的前方了。因为介质拖拽的太厉害了。

当介质做低速运动即 u << c 时,点光源周围光波面的形状近似为偏心球面。光速的大小公式可近似为

       v = c/n + ( 11/n2 ) u cosβ

可见介质的拽引系数为 f = 11/n2  . 这与前人的研究结果是一致的,已被实验证实。

光波椭球面的横半轴为   vx = (n/c) (cc - uu) / (nn - uu/cc)

光波椭球面的纵半轴为   vy = sqrt[ (cc - uu) / (nn - uu/cc) ]

9. 关于同时性和因果律

 同时性和因果律都是用来反映各物质事件的时间关系的,它们当然具有客观自在性。然而我们的观测都是通过信息进行的,所有信息的发出、传递和接收都是一系列因果事件。由于信息种类的多样性和其传播速度的有限性、差异性,所以我们的观测结果不一定能和客观的真实情况相一致。这两者不可混为一谈。

10. “电磁学”问题完全可以在我们上述的时空框架内解决。

首先,电量同质量相似,在任一封闭的空间内也总是一个守恒量,不会随运动发生任何变化。

其次是电磁场的产生与物质实体是分不开的。当场源物体在空间中做绝对运动时,其纵向长度会发生收缩,从而使电荷的分布和密度、电磁场的形状和强度也都随之发生了改变。

   再次就是物体所受电磁力的计算。既要考虑物体所在位置在当时的场强,又要考虑物体所带的电磁量,还要考虑物体和场的相对位置及其运动状态。所以是非常复杂的。

11关于广义相对论的几大证据

 掠日星光的偏转现象不能证明是引力场的作用,也不能证明空间是弯曲的,而是证明了太阳周围离散粒子的折射作用。其偏角大小与这些粒子的密度有关。

还有水星轨道近日点进动也不能证明“空间是弯曲的更不能证明是“质量增大了”或“引力减小了”,而是证明了水星当运转到太阳附近时,多了一个“微扰力”,致使原来闭合的椭圆轨道变得不再闭合了。只有力才是引起水星进动的真正原因。我们是彻底的唯物主义者,我们坚信:如果没有力的作用,那就什么运动变化都谈不上。

我们不相信“引力红移”现象。因为各种场在同一空间内都是可以相互叠加的,不可能产生相互作用,故引力场也不可能让电磁波的波长发生改变。引发“红移效应”的原因很多,例如光源的退行,沿途中的衰减等。还有“黑洞”现象也不是引力对光束缚的结果,而是由于辐射能力的降低、外层物质的阻挡,使光发不出来才变黑的。

以上就是我们这个新时空理论的基本概况。当然它究竟正确与否还有待今后继续对它进行各种检验。为此我们下面特提出几个重要推论以供验证。

 A. 笔者已经从理论上证明:在运动的真空惯性系中,光沿任意闭合路径传播的平均速度都是c ;在运动的介质惯性系中,光沿任意闭合路径传播的平均速度则都是c/n .但还缺乏实验的证明。

 B. 一条固定光线当垂直穿过透明圆柱体的两端面后,屏幕上光点的位置由于旋转拽引所引起的偏移量是

         Δx = ( n - 1/n ) h v/c         v是入射光点的线速度,远远小于光速。

 C. 地球表面东西方向上的激光源,其干涉或衍射条纹的移动量会随地球的自转呈现周期性的变化;在中午或子夜的东西方向,当然也会随实验装置方向的掉转而变化。我们可据此推出地球的绝对运动速度。

        u / c = Δλ / λ = Δx / x

     D. 将两个完全相同的齿轮固定在同一转轴的两端,再从两端外侧让相互平行、方向相反的两束激光同时通过两个齿轮的四个间隙,照到各自的感光电表上,此时两表显示的光的强度就会相同。但当齿轮开始加速旋转时,两表的示数就会以不同的速率减小,先后到达零。这是因为齿轮的斩波频率虽然总是相同,但当两个方向的光速不同时,所得到的斩波波长也就不同。其中光速小的波长短,被遮挡的多,光电表的示数减小快。

           c = v L / b                光速 = 齿速×轮距/齿距

     E. 在做低速运动的惯性系中,沿闭合路径以恒定速度运行的电磁时钟,在循环一周后与在起点固定的时钟相比,将滞后一小段时间。如从地球出发的巡天时钟当返回发射点后就是这样。其滞后时间为

     ΔT = - T ( v/c) 2 / 2

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