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[转载]牛顿力学统一的潜在隐患是什么?

(2020-11-23 02:13:46)
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牛顿力学统一的潜在隐患是什么?
马海飞
(http://blog.sina.com.cn/gfis 2020年11月2日星期一)
牛顿凭借他敏锐的洞察力从苹果落地和月球围绕地球转却不掉下来这些司空见惯的自然现象中发现了这样一个真理:地上的自然规律和天上的自然规律是相同的。具体来说,他发现在苹果落地与月球围绕地球转不掉下来这两个不同天地的自然现象中有一个共通的自然规律在起着决定性的作用。为了解释这个发现,牛顿想像出了一个叫做“万有引力”的相互吸引力。而且,因为他把这个引力与普通的作用力看成是同一性质的力,因此,他的这个发现被后人称之为是“牛顿对地上力学和天上力学的统一”。也被视为是物理学的第一次大统一。可是,经过本人的研究发现,这种说法是错的。牛顿实际上并没有把地上和天上的力学统一起来。直到今天,地上的力学公式依然是F=ma,天上的力学公式是F=mg或F=GMm/r2。地上的力学计算公式与天上的力学计算公式无法用同一个统一的力学公式来取代。这是不争的事实。这就说明牛顿根本就没有也无法把地上的力学与天上的力学统一成一个统一的力学体系。为什么?原因就是因为地上力学中的加速度a与天上力学中的加速度g具有本质上的不同以及来源上的根本不同。无法把加速度a与加速度g统一起来的事实是导致地上的力学与天上的力学无法统一的根本性原因。因此,把牛顿的贡献说成是力学统一的说法是完全错误的。正确的说法应该是:牛顿把地上的自然规律与天上的自然规律统一了起来。所以,从今以后希望物理学主流不要再使用“牛顿把地上和天上的力学统一起来”的说法。应该改为“牛顿把地上和天上的自然规律统一起来”的说法。尽管如此,为了理解上的方便,本文在以下部分仍然有可能会使用牛顿力学统一种这个说法。但是实际上指的是“自然规律的统一”而不是“力学的统一”。
虽然牛顿并没有把地上和天上的力学统一起来,但是,因为他把地上和天上的自然规律统一了起来,这个贡献让他成为科学史上最伟大的科学家一点也不为过。自然规律的统一告诉人们,同样的物体在地上和在天上所遵循的自然规律是完全一样的。这让人们从那以就可以把“在地上研究天上的问题”变成了可能。这无疑是对科学研究的巨大促进。一直到今天人们也是这样在做着他们对天上的研究。可是,在牛顿巨大贡献的光环的背后,很少有人察觉到,在牛顿这个力学统一(实际上是自然规律统一)的重大发现中实际上潜在着的一个影响科学发展的巨大隐患。
牛顿对地上和天上自然规律的统一把人们的注意力几乎全部都集中到了“地上的物体和天上的物体都遵循着相同自然规律”这个无可争议的事实上。却让人们没有想到的是,牛顿的这个统一也误导人们错误地以为“地上和天上的所有物体所遵循的自然规律都是相同的”。请读者注意,“地上的物体和天上的物体都遵循着相同的自然规律”这句话其实是并不是一句严谨的科学说法。严谨的说法应该是:同样的物体在地上和天上所遵循的自然规律是相同的。而不同的物体无论是在地上还是在天上所遵循的自然规律却可能是不同的。后面这句话就是“牛顿力学统一”所带来的潜在隐患。而这个潜在隐患让物理学在过去的三百多年里受害无穷。
同样的物体在地上和在天上所遵循的自然规律都是相同的。比如说,同样物体的康乐球在地上和在天上所遵循的自然规律都是相同的。这毫无悬念。可是,不同的物体无论是在地上还是在天上却有可能遵循着不同的自然规律。例如,不同物体的康乐球和保龄球在地上和在天上所遵循的自然规律都是相同的,但康乐球与月球也是不同的物体,而它们所遵循的自然规律实际上是不同的。而且这种不同与是在地球上还是在天上无关。由于在牛顿的力学统一中没有提到这一点。因此就成了一个隐患。它导致了历代的物理学家都错误地把康乐球与月球当成了同样的物体对待。并错误地以它们遵循着相同的自然规律为前提进行科学研究。因此从研究中得到的结论都是错的。而且错了三百多年之久。给科学研究的发展带来了巨大的不良影响。
其实,物理学家早就知道康乐球与月球是不同的。例如,在没有任何其他影响因素存在的情况下,用一个运动速度为1m/s的康乐球沿着连心线去撞击另一个静止不动的康乐球,其结果是原来运动着的那个康乐球变成静止不动。被撞击的康乐球变成了以1m/s速度的运动状态。可是,如果在相同的条件下让两个月球撞击,结果是两个月球“粘”在了一起不分开。与康乐球的结果完全不同。这本来是可以充分说明“不同物体遵循的自然规律可能是不同的”。可是,物理学家明明知道康乐球与月球的这些不同,却从来都没产生出“康乐球和月球所遵循的自然规律是不同的”想法。这就是牛顿力学统一所产生的误导所致。牛顿力学的统一让人们误以为所有的物体所遵循的自然规律都是相同的。无论物体与物体之间有什么不同都是如此。这就是牛顿力学统一带来的一个隐患。导致无数人受害。
为什么人们不容易看到这个隐患呢?关键的原因是人无法在地球上用月球这么大的物体做实验。只能凭借想象认为它与康乐球是一样的物体。人可以把康乐球拿到太空站上去做与地球上相同的实验。两个实验得到的结果是一样的。于是就以为这样的实验结果可以证明任何物体在地球上和在天上都遵循着相同的自然规律。从来都没有人想过康乐球与月球遵循不同自然规律的问题。由于人们发现康乐球这样的物体在地上和在天上都遵循着相同的自然规律。因此,就误以为天上的物体(天体)也一定遵循地上的自然规律。想不到其实地上的自然规律与天上的自然规律并不是地理位置上的问题,而是物体大小的问题。虽然地上和天上的自然规律都是相同的,但是,小质量物体和巨大质量物体所遵循的自然规律却是不同的。这是以前的人所没有认识到的。也是牛顿力学统一没涉及到的。实际上这与在地上还是在天上无关。只不过在地上,除了地球之外不可能再有其他天体尺度的物体而已。人可以把康乐球拿到天上去做实验,却不可能把天上的月球拿到地球上做实验。所以说,尽管地上和天上的自然规律都是相同的,但是,因为地上和天上的物体尺度不同,实际上地上的小质量物体和天上的巨大质量的天体所遵循的自然规律还是不同的。
也许有人会说,如果地上的小质量物体所遵循的自然规律与天上的巨大质量天体遵循的自然规律不同,牛顿怎么可能从苹果落地这种自然现象中发现万有引力现象呢?苹果落地不就是因为遵循着与天体所遵循的自然规律相同才让牛顿发现地上与天上自然规律相同的吗?
没错。但请不要把眼睛只盯在苹果上,而要把眼睛盯在地球上。在苹果落地这个自然现象中起决定性作用的是地球而不是苹果。如果不是苹果也无所谓,因为任何物体都会下落。苹果落地这个自然现象只不过是地球作为天体所具有的自然规律的一个表象而已。如果没有地球,苹果就不会表现出天上(天体)的这个自然规律特点。而如果没有苹果,任何一个物体在地球上都会表现出天体的这个自然规律的特点。还是上面那句话,不要用地上和天上进行划分,而应该从小质量和天体质量上来划分。苹果落地是地球自然规律的特征不是苹果的特征。
接下来的问题是,为什么小质量物体与天体尺度质量的天体所遵循的自然规律不同呢?这个问题的答案与物质的基本自然属性相关。物质具有两个基本的自然属性。一个是实体属性,另一个是场属性。也就是说,任何一个由物质构成的物体都同时具有这两个本质不同的基本自然属性。无论是苹果还是地球,是康乐球还是月球甚至原子和电子等等都是如此。在数学上,表达物质实体属性的物理量是质量m。物质的场属性也可以用数学形式来表达。它就是物质属性场强度D=M/4πr2。由于小质量物体的物质属性场强度D非常弱,因此,在小质量物体之间相互作用的时候物质的属性场几乎不起任何有效的物理作用。这时候,小质量物体所遵循的自然规律是物质实体属性的自然规律。但是,由于巨大质量天体的物质属性场强度都很强,因此,在它们的物理行为中,属性场的作用变成了主导因素。这时候,天体所遵循的自然规律就是物质场属性的自然规律,而不是物质实体属性的自然规律。这就是为什么小质量问题所遵循的自然规律与天体所遵循的自然规律不同的原因。在苹果落向地球的现象中苹果本身不发挥任何物理功能。对苹果来说,地球的属性场就是它的外环境。苹果的运动形式完全是由这个外环境决定的。而且这个外环境也不是专门针对苹果的。任何物体在这个外环境中都会作出同样的反应。苹果下落的速度完全就是由地球的属性场强度决定的:g=GmD。公式中的Gm是一个常数。叫做统一常数。在地球表面,决定这个加速度大小的全部原因就是地球属性场强度D,与苹果无关。
由此可见,严格地来说“苹果落地”这个自然现象所反映出来的其实并不是地上的现象。而是天体(地球)所产生出来的一个现象。这就是为什么这个现象与月球和所有天体现象有关的原因。所以说,牛顿并没有把地上的力学与天上的力学进行统一。只不过是通过苹果落地而发现了天体的一些自然现象和规律而已。可惜,牛顿并没有从物质属性场的正确方向上去解释这些现象和规律。而是把它们当成了普通的力学现象用力学定律去解释。实际上,牛顿所说的万有引力现象根本就不是他所认为的力学现象。而是一种物质的基本自然属性现象。就是因为牛顿把它看作是一种力学现象才导致这个问题至今都无法解决。也给相关问题的解决带来了巨大的不良影响。变成了一种具有破坏力的潜在隐患。
除了质量之外,速度也具有相同的问题。慢速运动的物体遵循的自然规律与宇宙速度运动的物体也遵循着不同的自然规律。比如说,一个以慢速运动的康乐球所遵循的自然规律是牛顿的力学定律。但是,一个以接近光速运动的康乐球所遵循的自然规律就不再是牛顿的力学定律了。出现这种情况的原因也是因为物质自然基本属性及其相关自然规律的问题。慢速运动的物体遵循的自然规律是物质实体属性的自然规律。宇宙速度运动的物体遵循的自然规律是物质场属性的自然规律。遗憾的是在地球上人类无法让物体产生出宇宙速度。就像无法把月球尺寸的物体拿到地球上做实验一样。人们很难通过物理实验知道宇宙速度的自然规律。不过,从水星近日点进动这些自然现象中可以间接知道,水星高速的运动速度会影响到水星与太阳之间的所谓引力关系。这就是为什么会出现所谓水星近日点进动异常的原因。这种异常很有可能就来自水星的高速运动。而不是像爱因斯坦理论中说得那个样子。这实际上就是一种场属性的现象。巨大质量的水星遵循着物质场属性的自然规律。以宇宙速度运动的水星也遵循着物质场属性的自然规律。二者叠加在一起就表现出了所谓的水星近日点进动异常现象。其实这个现象根本就不是异常现象。而是因为人类对它的认识不正确才会说它是异常现象。
所以说,只有在认清了小质量物体与天体质量物体所遵循的自然规律不同以及慢速运动的物体与宇宙速度运动的物体所遵循的自然规律不同这些事实之后才有可能正确理解和解释发生在地球以外的自然现象。它们都是物质的实体属性和场属性这两个物质的基本自然属性决定的。由于尺度和速度上的巨大差别,事实上天上的巨大质量和宇宙速度运动的物体(天体)与地上的小质量和慢速运动的物体所遵循的自然规律是不同的。这不是天上的地上的自然规律不同造成的,而是因为物体质量和运动速度的不同造成的。缺乏这一部分内容是牛顿力学统一的一个巨大缺陷。

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