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再读《相对论》

(2022-11-14 23:12:28)
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物理

相对论

分类: 伪科学

我的思考(再读《相对论》,引用内容用斜体字表示)

空间的概念来自于固体的地表,当人类理解了地球只是太空中的运动的一个小的行星后,坐标系根据研究范畴以星系为中心建立,近真空的环境被理想化为坐标空间,这个空间暗设为“无”,虽然后来发现其中有背景波,被视作场的波动仍是背景,有点类似于洛伦兹构思的以太。

前洛伦兹时人们认为有部分曳引,只是一直测不出;逐渐走到相对论,是用相对运动来分析和计算,否定了曳引,将真空只当作坐标系,物体变得与真空绝对不同,甚至物质内粒子的运动都用相对论去计算,虽然计算很成功。而我却觉得物与空间的界限变得无法理解。

界限:如何来设定物体的界限?

从宏观看:太阳的等离子体是质量(物质)的主要部分,可将等离子体面视作界限面吗?太阳表层有大量的复杂的物质结构(即使称之气态,只是表明其运动速度快,其密度远大于地球上的大气,而且元素很丰富),以哪个结构为界限呢?光球层?日珥?太阳风?难道因为标准不同则认为其界限面不同。

与土星(将其视作气态巨行星,常以其厚重气体外壳作为界限)相比,地球的大气太稀薄了,地球以固体作为界限就更合理了吗?或许月球可取其固体表面为界限,可虽然它们的密度、引力相差很大,真的在不同的星体可以用不同的标准去区分吗?

向微观看:月球的密度不大,固体间有大量孔隙,由于月球缺少气体,这些孔隙至少一定程度上接近真空吧,那月球以何为界限面呢?那地球的铁核(假设是)、土星的核心甚至太阳的核心就是无空隙物质吗?物质与虚空的分界实是模糊。

从微观看:原子核占据原子的主要质量,那它是无空隙存在吗?如果夸克依然有更小的结构,那空间与物体的界限究竟在哪里?星体从微观角度看如同一个巨大的布满孔隙的筛子游弋在真空;同样原子也如果星系一样游荡在“真空”。

那就直接考虑“以太”穿透任一物质?以太真的可以这样霸道成为绝对空间的载体吗?

以什么为支点来理解空间?如视物质为“有”,空间如无法对“有”产生作用,相对于“有”而言即为“无”。而对暗能量我仍无法思考,对物质有作用却无法检示,一种充沛于物质周围可使物质膨胀却又与物质毫无作用的存在,是什么呢?爱氏可在其曲率空间中构造这种存在,我想知道万物受到曲率空间的影响,却不会与万物有联系,是一种数学坐标可以陈述的原理吗?如穆斯堡尔效应测出的应该指的是“空间”的变化而不是物质密度的变化吧,空间似乎还是有可以观测的视角的。

设了这么多问题,一是我真的很困惑,另一方面我不理解为什么地球作为一种稳定空间的存在,却要将物质(地球)和空间脱开,使空间与物质间的关系变得混乱。我想物理本应是简单的原理,但也未必是最简的数学原理。

迈克尔逊-莫雷的实验很重要,光于物理世界的不同速度理应能测到,实验成果表明的是光波介质与地表坐标系相一致、还是与所在地表空间相一致呢?由于无法构建一个与旋转且平移的地球相一致的(空间)坐标系,于是让其与地表数学坐标系一致,前者空间与地表运动近似一致,后者采用相对性原理,与地表运动一致的坐标系——对应于地球运动所在的空间坐标系之间构建了相对关系,并构建狭义相对论:在不同坐标系认为光的速度恒为c,无论是地表参照系、火车参照系等,类比实验环境从地表推广到一切参照系。

在前面的分析中并没有限制近完全曳引的可能,只是地球对空间有强曳引时将会导致空间概念的重构,空间不再只是场所,而是与物质相关的可以弯曲、旋转的存在。相对论中认为空间可弯曲,但没有涉及其可运动,实际仍是将空间与物体相脱离,是物体的质量改变了所在空间的数学曲率,而不是空间发生了物理变化。

我无法以洛奇实验来否定地表近完全曳引的可能,若认为空间具连续性,洛奇盘所能曳引的空间范围应相当的小,甚至在金属盘内部也不能完全曳引,那地球与之的区别在哪呢?——总质量和共同旋转的时间(共同状态甚至是在星体形成之前)。如果视空间为“无”那一切便只能去思考数学的相对性,但如果空间存在自身物理性质则存在相互作用(再退一步,不考虑其与物体的关系,暂只是相信空间是有联系的存在,物体内部的空间与外部空间是有机的整体),或许这些实验过程和结论都应重新考虑吧。

 

1.3-牛体系:“描述物体在空间中的位置如何随‘时间而改变是力学的目的。” 爱氏解释:无法通过这个定义“构成概念,因此我们以‘相对于实际上可看作刚性的一个参考物体的运动这句话代之”,“借助此例,我们清楚地知道独立存在的轨线是不存在的,存在的是相对于特定参考物体的轨线。”

译文并不一定达原意。此中包含了牛顿力学、爱氏相对论对空间的理解:

牛顿空间是场所,可以用来定位物体的相互关系、随时间的运动关系,并通过运动关系表达为力学性质;没有赋予空间物理性质,牛顿只是认为存在一种绝对空间来容纳其浩渺的星辰在其中运动。

爱氏觉得空间概念不明晰,采用了实物刚体,实是用刚体对坐标值的进行了定义,然后建立了刚性坐标系,虽然相对论会对这个坐标系进行修正,可当爱氏用刚性坐标系替代了空间概念,并通过轨道和车厢等物质建立不同的坐标系时,已将物理问题转化成数学问题。刚体定义是理想化的不会受物质性质、环境条件(温度等)、空间状态的影响,说是实物,实际只是坐标。转化成坐标系只是把概念更加突出,并暗地取消了空间的物理意义。

考虑低速运动的情况下,可以认为球和车厢于同一状态,球在车厢内运动还是抛出车外其结论是相同的(不考虑空气阻力),因为要考虑的惯性效应是在火车开始启动时就成立的,相互间在某种作用力(一般是通过摩擦力)后形成相互间的惯性效应,是以这已然是两个惯性系,不可以用两个同速的惯性系的观察结论来承认或否定在惯性系之外还有一个实在的空间。

 

1.4“惯性定律:一个自由质点永远以恒定的速度运动。”“如果我们要遵循惯性定律的原则来考察恒星的运动,就只能参照恒星在其中不做圆周运动的坐标系。”

这部分内容仍是对伽-牛体系的解释,但对空间的看法至少在广义相对论之前仍是延续的,力的平衡=恒定速度,与空间状态无关;如果要考虑引力(曲率空间),也理解为力的效应;空间不需要考虑是否有性质,采用力的定义简化了计算同时也不必纠结于空间的本质。可这个恒定速度所能去确认的空间不可能以寥寥数个相对关系的物体去确认,至少如果认为其存在引力体系,这个空间也不是均一的,而其在低速状态所能确认的空间实则是在等引力势面上的运动。

而我正在思考力是否应该也一并取消,而取代之的只有空间的性质,即电磁力、强弱力统一于引力之因——空间性质。

 

1.5“对相对性原理的正确性一开始就有两个强有力的普遍事实来支持这一观点:a.如果在力学的领域中应用相对性原理,必然将达到很高的准确度,在某一领域内具有广泛的普遍性和极高准确度的原理,在另一个领域中无效,从推理的观点来看是不大可能的;b.如果狭义相对性原理不成立,那么彼此做相对匀速运动的一系列伽利略坐标,对于描述自然现象就非等效,即我们的参考物体在一切可能有的伽利略坐标系中,具有特别的运动状态的坐标系K,则我们就有理由称该坐标系是‘绝对静止的。”

“我们可以把地球比作火车车厢,只不过这节车厢是以每秒大约30公里的速度行驶。”“因为公转速度的方向的变化,所以地球不可能相对于假设的坐标系K0处于静止状态。最小心仔细的观察也从没显示出地球实际空间的这种不同方向的物理不等效性,也就是各向异性。这一论据强有力地支持了相对性原理。”

爱氏将如此宏伟的大厦建在这几个假设上我觉得有些问题。我对文中力学领域中相对性原理的应用也不明所指,经典力学是对物体相互间作用的简化,复杂的内部应力可以用合力来表述,是高度理想化、概念化的设定,并不涉及力形成的原因、力作用的方式过程,本身也是一组相互作用力,即在不同参照系(暂不包括引力系,运动系中力能通过基本变换进行计算)如果出现改变也应是成组的改变。我的理解力采用坐标系是适用的,但不能代表可以推广力简化的过程。

在经典物理中,地面参照系是大多应用的基础,那地表系对于近地表的所有运动而言是一个近绝对坐标系,可称之为基础坐标系,我们并不需要一个绝对静止的坐标系。且逻辑上不应有这种想法:如果没有一个绝对的坐标系,那所有参照系都是相对的,都是对等的。我认为参照系需要进行分级,爱氏曲率空间则代表了引力状态,那在区域空间中占主导的引力系就是一个基础坐标系,在其区域内的参照系要以其为基础进行分析。

是以在基础坐标系内的火车只是地球引力系下的移动,其所涉及的物理状态是与地球不可同一的。其对地球的引力效应或许可以用力的对等来模糊,但其内在物体、空气甚或空间受车厢的影响是不可与地球的引力系相对等的;且如果我们给学生讲我们所在的火车是与地球等重要的坐标系,那观察日月星辰将如何分析它们的轨道,当然会有人说这时候应该以太阳甚至银心为坐标系。为什么呢?爱氏可能会觉得通过广义相对论可以解决这样的困惑,坐标系需要加上引力因素,我觉得不是,这首先要分析为什么我们可以将车厢内的一切在低速运动时视作惯性系。

车厢内的一切不是无缘故的保持惯性状态,是通过一系列力的相互作用来保持与轨道的稳定的相对运动;通过车厢的封闭性才能使内部的物体(包括气体)保持相同的运动;所忽略的阻力、动力是保持这一运动的基础;这些条件下的物体本身保持着一种与地表的相对运动,那个落下的球无论在车厢内还是车厢外,球本身与地表保持相对运动,有没有车厢没有关系(从飞机上扔个球),但没有了地表的引力系,一切均将没有了比较的可能。经典物理中的惯性系本就是设定的状态,即使加上匀加速、变速运动都不能排除地表坐标系的稳定,车厢只是一个移动的坐标系,球和地表的关系才是我们观察的内容。

至于将地球视作一个巨型火车,更是不合适的比拟,火车的引力状态与地表物体是完全不同的,火车不可能带着一个各个方向站立的人前进。在火车内倒挂的人需要的拉力来对抗地球引力,而地球的引力足以让一切地面物体向心稳定置放,这就表明两者间有极大的差别,而不是将之视作一列车厢,而是在地球外面包裹着厚重的空间的运动;火车只是在这一稳定空间中的微小的运动。

也正因为地球的球形特点及绕轨公转使前辈觉得这不是一个合适的坐标系,可如果整个宇宙都在运动(膨胀)中,有什么可以用来建立坐标系,于是只能是相对的数学坐标系。

而我觉得至少可以建立旋转的地球为中心的坐标系。按前辈的想法地球的旋转与真空不同步,那则必然有一个界限(此时的空间似乎是比以太还要单纯的不动存在),因为他们觉得有一个更宏伟的坐标系凌驾于地球旋转坐标系之上,故只是两个数学坐标系之间的计算关系。可如果这是物质坐标系,当我们考虑地球的影响范围时,肯定不能是地表固态之处,也不是大气层影响之处,而是我们的引力有明显作用的范围,那即使是真空,或许真的是“无”,却仍存在界限,在这个界限上地球对“无”的影响真的趋近于无了。我们或是“无”当中的一个涡流,宇宙可以是无数涡流组成的更基础的坐标系,这些涡流就是我所认为的引力系(物理视角的)、基础坐标系(数学视角的)。

 

1.7在确信了光速在真空中恒定为c后,爱氏抽空了路基的空气,“因为就像所有其他普遍的自然界定律一样,真空中的光的传播定律,作为参考物体的不论车厢还是路轨,都必须是一样的。”“但保留相对性原理是仔细阅读上述论述的读者几乎一致的意见。这是因为相对性原理的自然与简单给予了人们很大的说服力,因而真空中光的传播定律就必须由一个能与相对性原理一致的比较复杂的定律所取代。”

对爱氏思想实验中的火车,我在前文中构建了不同的火车状况,甚至会将观测者看作一个可作近光速的质子火车(具空间结构的质子火车的稳定存在我无信心)。而且一般从两个观察者信息交流作了分析,觉得外观察者对内观察者接受信息的确认只能通过内观察者本身。但又觉得爱氏可以理解为外观察者坐标系中的内观察者位置,可这样似乎各自只与自己的体系相契合,失去了相互间信息交流的意义。而且我到现在也不理解,相对论是将相对坐标系的运动导致的尺短时长视作不同的坐标系内的计算还是真实的物理变化,似乎是前者,这和我初时对此通过信息交流的理解是不同的,我的理解似乎更多来处爱氏所说的与光同步时的想象。

对这节的思考我重新理了一下,觉得主要有几点思考:光速不变的测定究竟是受制于光源还是光的路径?1.7节第一段能否作为完整的推论存在;1.5节中对光速的相对性是否满足相对性本身的定义和存在条件的限定;如何确认相对物的位置关系,刚性坐标系(轨道)隐含了多少假设;同时性的意义。

——相对性原理的思考

真空光速恒为c应该有两个来源——测量和麦克斯韦方程的计算,前者测量应该是在地球稳定空间下对地表光速度测量和外星光源的干涉分析的成果,后者的计算是真空磁导率和电导率(我没有去查概念,似乎是;仍需测量和定义)。

爱氏想提高一个层次,从逻辑角度去分析之。

首先是通过不同频率的光的速度相同,来表达光速是一个特殊的定值,不受能量大小的影响。我想这是为避免混淆于物理观念中同一物体的速度越大则能量越大,反之亦成立。有关速度与能量的关系我想后面分析,此中我觉得光子仍是一个隐含的可能,至少不同的能量的光可能具有不同的速度性质,但爱氏通过对实验的分析否定之——得到能量不同但速度不变。可这一切是否有另一种可能,光只是能量,如果将之理解为声波,受制于不同的介质条件,但在同一介质条件下其速度不变;波的速度受制于介质而不受制于波源,且也不因波自身能量不同(频率)而改变速度,可对光的理解却从光源去分析,这是受牛顿光是粒子的影响,而爱氏又将之波粒二象性,于是仍需要分析其可能的粒子性质,可将光波视为波苞和光子两者间的理解是不同的,前者是受制于未可名的介质条件,后者受制于自身的能量,在爱氏当时得到的实验成果,无法找到光的介质条件(以太),同时也不能将光视作粒子而因具有不同的能量出现不同的速度,故将光的特殊定值速度绝对化,将运动相对化。

可如果这光仅只是波,就不需要这么多假设了。

如文中说到的德西特双星观察结果,没查到相关细节,以前在某本书里看到:应该指的是双星运动方向相反,观测其到达地球的后的光速差。双星只是光源,其相对运动(相对观察者?相对空间?)改变的只能是波长,不会因为双星的不同运动改变光传递路径的速度,地面系统进行测量其结果如果有速度改变也将只受地球(表面)与可能的介质系——以太(可以用绝对空间等某个定义名)坐标系之间的关系,不能代表光的速度是否可能受到光源运动的改变。

对恒值起决定性作用的是爱氏未具体分析的迈克尔逊-莫雷干涉实验,实验是作为没有能测到预期的与以太系间的速度影响的一个证伪实验,此时是分析光是否为某种介质下的能量波动,这个实验的光源位于地球上,与观察者没有相对运动,为避免人类构筑物可能对实验对象——以太的干扰,甚至拆除了墙壁,这样就理解为:当光离开光源便进入了以太空间(由于此时光路未分开,可以不考虑上节中的效应),而由于观察者相对以太空间存在地球速率,于是我们能在水平垂直两条光路间观测到干涉条纹的变化。可这里暗含了几个假设:介质存在,地球与以太的界面位于地表,地球对以太可以有一定的拖曳。第一点无法确认;第二点我前面进行了分析,不应该存在一个地表界面,地表除了是我们的主要生活面外在物理上并不特殊;第三点更奇怪,是几个实验的排除,并利用斐索中的k进行分析,可霍克实验不能排除完全曳引,洛奇圆盘如果能曳引,地球早就搞定了。与前人实验相同,迈克尔逊-莫雷干涉实验并不能排除完全曳引的可能,但结果似乎相反,前辈们在前提中排除了完全曳引,并最终走向了尺缩效应。

我以前总是去理解地球上的火车思想实验,可觉得爱氏可能是先将地球视作一个巨大的车厢以满足相对性原理。

还回到1.5节爱氏对相对性原理的分析,“如果狭义相对性原理不成立,那么彼此做相对匀速运动的一系列伽利略坐标系对于描述自然现象就非等效,“因为公转速度的方向的变化,所以地球不可能相对于假设的坐标系K0处于静止状态。然而,最小心仔细的观察也从没显示 出地球实际空间的不这种不同方向的物理不等效性,也就是各向异性。这一论据强有力地支持了相对性原理。”相对性原理在其设定的条件下的成立是可以理解的,但爱氏提出的地球公转反而是非匀速运动,虽然他想证明地球必然是非静止的,但却不能满足相对性原理的匀速设定,而且在地球公转的空间内必然受到太阳的影响,地球的公转即是证明。但问题还在于相对性原理的基本设定,如何确定相互间是匀速,或许太空为了不考虑地球自转的影响,将地球视作质点也是可以的,至少避免作为观察者的我们与被测物体的复杂运动,但我们如何来认为一个物体是匀速直线运动呢(虽然广义相对论给出了其它运动的解法,但我仍执着的思考这个问题),地球不断的在公转,物体如果相对观察者匀速直线是应该和地球一起公转还是相对于太阳系的运动呢?可太阳系也在不断运动,那如何定义匀速运动呢?可能我们只能是相信这一物体是匀速运动,只是因为我们不能找到它受力的明证。

或有人觉得爱氏只是表达当匀速运动时,我们能使用相对性原理,那我给出我对相对性原理的设定:当我们构建了相对稳定的坐标系,另一物体相对于观察者在这个坐标系内运动的轨迹,如果观察者测定其以某种状态运动,那对于整个坐标系及可与该坐标系构建联系的坐标系均可以描述之。此中含义是,即使是旋转的坐标系也能构建关系来描述,但此坐标系即K0,并不是因为它是绝对坐标系,而是因为它足够稳定到可以描述该物体的轨迹,相对性已设定稳定相对。

而此坐标系是在不同的运动条件下是不同的,比如对于地球上的运动物体,低速时可以采用地球平面(虽然是假想的);对于高速物体可将球面暂定为平面,因为我们只要加上引力势就足以描述之;对于近光速粒子则需要将地球看作质点或非旋转物体,因为地球对于它们而言穿越只是瞬间。可能更多时我们理解的匀速是由我们的星系构建的空间概念,星际间的物体运动或小而难以观测,当近时则体现为星系内的运动特征,或在我们的星系影响范围之外,那能观测的系外物质当为高能粒子。

相对性原理本身构建于稳定的空间,当将地球在宇宙空间内视作一个物体时应是满足相对性原理的,毕竟宇宙空间是相对稳定的存在。将地球比作火车车厢有问题,是因为地球这个车厢内的环境受到地球本身引力空间的限制,这是与地球上的车厢不同的——车厢中的物体仍然是地表平面坐标系中的物体,有没有车厢并不改变其运动状态(指无阻力条件下),车厢只是一个虚拟的坐标系罢了。如果考虑地球上的车厢与物体或光的作用时,可以使用相对性原理,但其基本坐标系是地球,即光速保持不变(或近似不变)只能是基本坐标系下的。如果将地球实验下得到的光速不变结论应用到火车是完全错误的。

——刚性坐标系思考

1.3节中就涉及到刚体构建坐标系的想法,刚体是理想物体,另外坐标系无论是极坐标或三维坐标,实则已将空间平分为各种刚性坐标值,可空间并不是三维等刻度的世界,在地表构建一个刚体,是与引力势相符算是直线呢?亦或是将地球视为球体构建一个切线X轴呢?我以为只能是前者,后者不能解决任何问题,甚至是地月关系这样的问题。也就是说坐标系在地球为主的引力空间下只能是以地球为核心的球面坐标系,且其刻度不应是数学上的等值。我是觉得无法实现刚性测量,但如果采用光进行测量呢,在较小的引力世界(包括地表)这是相对稳定的测量值,如果要进行均分似乎也是可靠的;但我们的地球尺寸小引力也小,当以光进行测量工具时,地球实则被视为一个质点,不再具有宏观性,即我们的地球并不能对光的传递产生明显的干扰。

问题转回,当我们向外太空发射激光,不需要考虑地球的转动;当我们向水平线发射光线将形成切向光束,也不必计算地球的引力作用;可进行迈克尔逊-莫雷干涉实验时,为何光就成了地球的俘虏呢?第一种情况是地球相对速度较小的原因;第二种情况是地球引力不大;第三种情况则是空间不断在旋转,地球自身旋转,其所在的空间也在旋转,并且空间也绕着太阳在旋转,太阳系也整个在银河系内运动,每一个运动都不只是空间内物体的运动,而是空间和物体在宇宙历史条件下的共同运动。当然这一运动也不是那样的和谐同步,日球层顶在运动方向会受到星际介质的冲击,但这一区域是有很大的过渡空间的,旅行者1号、2号穿越日球层顶后仍监测到的主要是太阳的磁场,表明空间仍处于相对稳定状态。同样这两个“旅行者”如果不是在相对稳定太阳系空间运动,可能只能是被太阳追着跑,而无法穿越。(太阳绕银河系公转速率250km/s,旅行者相对太阳系空间速率16km/s,这也可侧面证明星际并不空,或许也可以理解为太阳带动的物体具有一个星际运动的初速度,可速度这一概念我以为应该以物体与空间来定义,而非以两个物体来定义,有如旅行者有一日终将脱离太阳系在星际间游曳,此时再描述其与太阳的相对速度已没有了意义,它们应仍在银河系中,此时他们将考虑与银心拖动的所在空间的关系。)

我不期待建立理想的三轴坐标系,也不是黎曼坐标系,而是如星系运动一样的基础坐标系上的一个个涡形坐标系,运动都只是相对空间的运动,其所受到的“引力”只是空间曲率或密度所致,而不需要考虑极远处的核心星体。

——真空思考

在思想实验中爱氏进行了一次真空转换,地表抽除气体后的空间视为如太空一样的“真空”,“真空”是指空间中无物质吗?还是与空间本身具有联系呢?

我以为“真空”是空间的一种状态,至少有引力场。爱氏虽然构建了引力场,他并不认为引力场是一种存在。不同的引力环境下,即使是抽空了物质的真空,其空间状态仍是不相同的。

这样的空间中光作为波是易于理解的,而且有关波速不变也易于分析。可这样的空间与此前物体所在的理解不相符,而且爱氏认为这一切不必要,将光视作不需介质的粒子,只需考虑运动的相对性即可,介质、空间等问题被隐藏。

但真空并不是无,根据广义相对论及观测,光线在构建的三维坐标体系下受到引力作用时会弯曲(用闵氏坐标系可认为是直线),这至少可以认为真空具一定性质,是以需要分析真空在相对性原理中的作用。

即使将列车及其所在的路基抽为真空,并不能代表这个空间更空更纯粹,光将无所依,只能根据不同的坐标系进行相对性转换。可同时由于迈克尔逊-莫雷干涉实验等实验证明在地表环境无法测得光速的改变,表明光并不存在地表附近 的相对运动的绝对的以太系,那被理解为在地表的真空环境下光将以光速传递,由于地球具有相对运动,光不能以更快的速度相对其它星体运动,故光速相对于不同参照系将保持相同的c。这个逻辑过程真的没有问题吗??有人会说爱氏只是说“光在真空中的速度c是恒定的”,可这个速度相对的是真空吧,他能承认吗?他说的应该就是相对于某个参照系,而且其狭义相对论中是任意参照系,除了不能以光速运动的参照系。为什么不理解为光只能是相对于真空空间的速度为c,而不是任一参照系,而参照系相对此真空的运动是存在速度加减运算的。

地球具一个稳定的空间,火车也有一个稳定的“空间”,但前者可称为引力空间,后者只是物质共同运动的位置关系不变的状态。斐索流水实验一定程度表明介质空间会物理层面改变“光速”,爱氏的理想实验均在真空中,可真空仍是在地表稳定引力空间中,迈克尔逊-莫雷干涉实验检测的是光在稳定空间中的运动,并不能测到地球与外太空的相对运动,光更不可能以地表为界或与参照者的状态相关。火车壳影响的空间只在其壳层,若能达到极高速运动(材质将相当密实,甚至是质子火车),其影响程度也会增大。

 

1.8在提到两种同时的定义后,爱氏认为确定距离、速度的方法“好像尽围绕着这个逻辑在兜圈子”;而“光从AB处传播到M,所需时间是相同的”“它能对两个或多个我们选定的任意事件的同时性规定出一个确切的意义,而与事件相对于参考物体(在此是铁路路基)的位置无关,我们因而也可以得出物理的‘时间’定义。”

这节爱氏简单的分析了同时性,可同时性究竟指什么?

我们现在适应了全球授时系统,同时性是通过精密计时工具和地球经度(可理解为球面等角度协调,利用电磁波速不变确认等距即等时进行),我以往理解为信息同时性,但似乎只是对计时工具的校核,因为任何信息仍需要时间来传递,任何人的操作即使是国际金融操作,没有人和设备能在信息传递过程中做出不同的选择,而这一同时性的意义在于规则的同一,比如在金融业,当我们作出了选择,但却将选择系统的时间调后了1分钟,则会使整个系统的同时性出现破坏,故我想增加一个社会时的概念,这是我们人类约定的时间规则。

爱氏给同时性设置了极大的障碍,对于运动的系统时间与参照系具相对性,不存在某种绝对时间系统,即使是不在同一处的相对静止观测者的同时性也需要上帝视角才能实现,当然可以约定光到达的时增加一个信息,这仍是利用信息实现同时性,与社会时的同时性虽不相同,确是有同样的内核。

在《通向实在之路》17.5节中提到嘉当的“牛顿时空”,没有用闵氏空间,似乎也得到彭罗斯的认可,这是切片式的空间状态,可以用四维观念来理解,每一切片也意味着同时性。文中未明言,我觉得仍是约定的同时性,此刻对应着世界的此刻。

然而我们获得信息(如光信号)需要额外的时间,对于同时性的空间我们可以通过光锥去分析,即加上时间参数,不需用切片宇宙来理解,而是信息宇宙,光锥面是信息的此刻,亦即观测者的此刻——宇宙相互关联的此刻。信息途径可以理解为光,更应理解为引力波——即空间自身的状态,时间不是空间的第四维,时间只是空间信息传递的参数。引力波将不同区域的“此刻”叠加形成引力场,由于宇宙的相对稳定性,宇宙宏观的引力场也是相对稳定的。而突发的事件将产生引力场变化,以引力波传递到宇宙,最终形成新的相对稳定的引力场,这是一个物理过程,即空间确实的状态。

对宇宙信息的解读可由相对论进行计算(当我们以光速远离信息源时,我们无法得到有效的信息,亦即爱氏的同速波,如存在或连波动也发现不了)。这一点我也一直疑惑,相对论的实用性与理论间实际关联是怎样的。想从两个原子钟的例子分析下:

为了精确地进行GPS定位,GPS卫星和地面测量站的时间,要保持同步。而原子钟时间的计量存在不同,根据爱氏狭义相对论时间本身不同,我的理解是时间计量的不同。现有的资料可见时间值不同分为两个来源:狭义相对论(相对速度因素)和广义相对论(引力因素)。

我计算不行,资料里公式有些是一阶变式,直接引用结论:简单地假设地球为完美球体,GPS卫星轨道为圆形,球径6400公里(R),GPS卫星距地面大约20200公里,即距离地心为26600公里(h),得到狭义相对论的修正大约是每天7微秒(钟慢)。广义相对论的修正考虑地面和卫星轨道之间重力势场的差别,修正大约是每天45微秒(钟快)。综合每天卫星运行快约38微秒。我看的这篇是各自计算进行叠加的,有些简单,但与卫星的校正接近。

另一个是美国华盛顿大学的HalefeKerting进行的。1971年,他们使用了几种铯原子钟,其中4个放置在飞机上,1个放在地面作为标准钟,然后他们将飞机在赤道附近、从西向东飞行,每次大约3天(记得另有文章表明是商务飞机多次飞行),然后观察飞机上的原子钟与地面原子钟上的原子钟之间的时差,以验证相对论的合理性。我只在《环球科学》中看到当时的简介,后来没有从书中看到相应的论证,一些兴趣文章有这些计算,但不知主流物理界是如何看待这个实验的,我先借来分析下。

 

实际值:东行飞行时慢59纳秒,西行飞行时快273纳秒。可说相当完美。公式推导过程也并非简单的叠加,是通过一阶近似得到的。只是考虑到是回到原处,叠加了地球的自转。自转的叠加让我更觉得速度在狭义相对论中的绝对性问题。

卫星修正问题中速度是采用向心力理想化的速度,地球视为质点,飞机时差问题则考虑了地球的自转,两者间多了一个变量,以狭义相对论理解是否应该考虑自转问题,存在一个质心不动体系相当于地球自转位于一个稳定空间系,自转相对这个体系存在速度故钟慢,相对地球向西运动的飞机其速度被抵消甚至可以相对“稳定空间”不动,则其钟慢效应较小甚至为0,这好像正是牛顿的绝对空间。至于卫星,考虑其速度远大于地球自转速度,地球自转效应如果存在也不能测定。

似乎自转可以自洽地确定相互运动。如果地球是一个刚体(月球如果内心完全熄灭或可看作刚体,但其自转已相当小,两者间是否也有关联?),自转表明其赤道内各个层面的角速度是相等的,可切向速度不同,则“向心力”不同、“时间”也不相同(暂时不考虑引力的效应)。自转的确定只需要一个质点,可质点是什么,不需要性质的一个点?还是作为一个整体空间体系的一个稳定点?后者虽可以解释每个层面的绝对速度,但需要一个绝对空间;前者似乎是完全相对的,可如何获得一个无性质的点,如何知道地心质点不是一个旋转体系的一个点,而是一个不动基点,且将之视作一个不动基点与后者的绝对空间有什么区别呢?

且如果地心及其地核以一个不同的角速度旋转时,如何确定这个不定点的状态?当然我们可以利用太阳系构建地心质点,获得地核的旋转状态,也获得一个在太阳系中不动的点(虽然这个点不断在旋转,但我们将之视作一个无自转的质点,可这并不合理)。

那即使可将地表相对地心的圆周运动视作动与静(在这个圆周运动中的圆心的时间态视为基准),可两个相对运动的系统如何说谁的时间更基本。也就是说如果认同飞机与地表的相对运动还要考虑地心的状态时,表明时间实际是有更基本的状态,其它的可以在地心系统时间基础上计算钟慢。而两个不了解与自转星球关系的飞机的原子钟对表时不应该相互间出现钟慢吗?或者只是其中一个出现钟慢,由此获得这个旋转星球地心构建的球空间的信息;这种不等价也出现在双生子悖论中(一老一少,地球成为了这个基准时间,反而具有绝对性了)。

对于相对速度导致时间变化的思考我一直是疑惑的,而对于引力导致的钟快则没有问题,虽然也不是从时间本质角度的理解,而是视为计时器本身在不同引力空间下的效应,我仍无法同意爱氏的时间观。

而将原子钟在低引力空间下的运动,视作部分形成较高的引力状态,我是用引力空间密度来理解:运动形成了额外的空间密度,原子钟的钟快效应变弱了。

 

1.9

我又构建一个火车,这个火车是个玻璃火车,人无法直观感觉到这个玻璃,一个印度神汉漂浮在火车车厢内,AB两处闪击发生时,车厢内的中点与AB的中点重合,眼看到铁轨为位于轨道系,心感位于火车内为火车系,灵与肉孰胜?

我越来越不赞同参照系宇宙,这样是数学构建的,我想要物理的。

 

1.13在分析斐索实验时,“(水)管相当于铁路路基或坐标系K,液体相当于车厢或坐标系K’,光相当于沿车厢走动的乘客或本节引进的移动点。”结合1.16中“本章第13节我们在结束斐索的实验时也得出了相似的结论,实验的结果被相对论的预言所证实,我们不需要引用关于液体的物理本性的假设。”

或许爱氏觉得光(苞)具粒子性,或可不需要介质。若光视为光子,从“光子”角度来看流水,与太空并无太多差别,只是路径上的“星体”稍多些罢了,原子(或许也有空间的因素)对光子的干扰从外界测定时速度变慢了。爱氏不同意去考虑原子和介质的因素,光子只考虑与参照系间的相对速度,以地球表面的大量相对稳定的原子为参照系时执行速度A,以大量运动原子的统计状态(速度v)为参照系时为速度B,其中B被认为是光子相对于水时的速度w,根据相对论A到底应该怎么取?从微观角度看,光子并不知道它的大环境是什么,它并不知道水的外面有管子,管子外面是地表,爱氏觉得用不同的时间系可以解决这些问题,可在微观上并不存在一种物质状态称为水流,光经过物质世界时究竟是什么使之速度为w,是以不考虑环境的物理性质与波的关系是不可行的。

我不想将光视为粒子,不能因为粒子可以解释一些现象就不(同时)考虑光的波的性质。我固执的将光波视作在某种介质环境下的波动,是以将光视作车厢内的人就是一个不合适的比拟了,前文中火车思想实验我也想按照一个独立的参照系进行分析,但在内心仍将这个参照系的介质环境暂定为跟随运动,但介质是否跟随运动是一种物理过程,不是如同数学参照系那样随意进行切换的,物体间宏观视角上的相对性原理对于光而言我认为是不适用的

下面我把我的几个猜想理下:

先不考虑介质本质是什么,至少光在静水中的速度w(=c/n)表明光波在水分子存在的环境下,其测量速度小了。如果我们给水加上高压,我猜想n值会变大即光速变小。水分子的数量不变,体积变化也并不大,但微小体积的变化是由水分子间距的改变,但光波并不会去分析分子关系,光速是宏观体现,只是经历着行进路径上的一切。介质是液体、固体并无本质区别,只是分子运动受限程度的不同,对于光速行进这些运动影响相当小,微观角度看,只是道路上的原子多寡影响而导致“光速”改变。

真空与否正在于空间中的粒子数量,大气中分子并没有结构,在光路中平均存在着很多气体分子,而分子中占据主要质量的原子核如同星空一点,中低能的光波也能损失很小的通过,对于行进的光波而言除了原子核及核外一定范围的空间没有什么再影响光的行进了(暂不考虑介质本身的性质),如果将物体理解为坐标系空间下的粒子组合,或许光会受到影响,但无论反射或绕行,空间使波改变了什么?粒子为何要与波产生反应,是自身能量增加后再次吐出能量?我的想法是原子核可视作能量密集区,具有原子内的主要质量,其影响范围在电子的帮助下可达整个原子(那些易失去电子的金属对外层电子影响能力有限,运动范围甚广,使原子也显得比同周期原子直径大)。这一影响不只是数学坐标系下的运动,也包含了原子影响范围与周边环境的不一致,光直接与原子核和电子相碰产生能量交换是有一定概率(其实对于这一能量交换我的理解也来自于空间能量的改变,电子能量的改变不是直接与光的作用,而是电子运动空间的能量的改变所致的运动能量的改变,是结果而不是原因),至少远少于与核外空间的接触并相互影响的可能,但这一影响正可能是“光速变小”的原因。

我一直在“光速变小”上加引号,原因是我觉得光作为速度并不会改变,改变是由于我们的测量,我们使用刚性测量体系,尺度固然应恒定(在一定环境下),但光受到核外原子空间状态的影响,类似于地球(及更大质量的星体)对光路的影响,波在不同的空间状态下其体现的测量速度不同,而如果可以深入到介质状态下去观测也许速度并没有改变,改变的是测量单位在不同环境下的自身状态,而我甚至以为除了光(能量波)之外无有可一致的尺度(光运动路程才是绝对的尺度,即玻璃长度不由我们的尺确定,而由c*t确定,不是c*t/n)。

车厢坐标系所隐含的车厢“空间”不具备改变空间状态这种能力,是以不能简单的采用车厢作为光的基础参照系,这与物质在车厢体系内的共同运动是完全不可类比的。

斐索的流水可以视作伽利略相对性参照系,但不能作为爱氏思考光路的参照系,地球是比流水具更大能量的存在,从引力效应角度看就很明显,流水几乎不产生任何额外的引力效应(在同一区域内的质量可认为保持不变)。如果将流水对地表引力环境的影响忽略,那暂将地表参照系K当作相对静止系,而流水在其中具速度v,流水表明原子进行了统计意义上的同向运动,带动原子核外空间的共同运动,若核外空间与地表引力均能产生近完全曳引的效应,光通过原子核的影响范围时光速与原子核参照系同步(光的速度在水中的降低也同样是原子核外空间通过的延时效应),光速在宏观角度出现了叠加。切伦科夫射线同样也不会突破光速,只是由于其能量极高,形成类粒子状态,穿行通过浩瀚的空间,但与原子及其核外高能空间产生强烈的次生激发,可视为碰撞,但由于其能量集中,穿透通过介质的射线由于没有经历核子的影响而速度大于c/n

而相对论理论的计算有效表明理论中有更底层的原理,且在高速运动下的理论可能是比斐索的理解更好,再思。

 

1.15在一般相对论的普通结果中爱氏首先提出了质能方程;否定了瞬时超距作用。

在狭义相对论的学习中,我拓展了很多关于时空的知识,虽然不喜欢过于数学的物理,只能理解为自己的数学能力不足。在前面的思考中,我不太认同爱氏对物理性质的漠视,而且不被他认同的掷骰子的上帝在其构建的测量系统中辛劳地工作着。可我很喜欢简洁的质能方程,也许只是被原子能已然利用的事实所说服,同时因为物质的运动不仅是相对另一个物体的运动,也是位于物理空间内的一种运动,相对于谁其实并没有那么重要,只是因为太空中的星体都距我们太远,我们可以用作为参照系罢了。

对于相互作为参照系,可以从地球或μ子角度来构建参照系,可不应说因为地球相对于μ子有近光速运动,而将地球质量在物理角度上大大增加。

我对质能方程的理解是:质量是一种相对于空间的计量,如果将空间视作一种有能量的基础存在,那质量物体是相对于基础能量的增量;当相对于空间存在运动时,质量物体占有的空间相对变多,相当于基础能量的增大,体现为宏观质量的增加。但光能否有动质量呢?我觉得光不是粒子,没有稳定的界限,并不占有空间而仅是空间振荡的体现,不应有质量。

 

1.16“从恒星传播到地球的光的光谱线与地球上相同的光谱线的位置相比,确实有微小的移动(多普勒原理)。”“构成电子的负电及正电在其本身的影响下必然会分散,否则在它们之间一定有另外一种力存在,但这种力的本性迄今为止我们还不清楚。如果我们现在假定组成电子的质量相互之间的相对距离在电子运动的过程中始终保持不变(即经典力学中的刚性连接),那么我们得出的电子运动定律就与经验不相符合。”洛伦兹的收缩假说虽然没被任何电动力学的事实所证明,却在近年来得到了相当高的精确度证实。“相对论导致了同样的运动定律,它不需要电子结构和行为的任何特殊的假设。”“至于造成收缩的主要因素并不是运动本身(我们不能赋予运动本身任何意义),而是相对于在具体实例中选定的参考物体的相对运动。”

我不知道爱氏突然提到多普勒红移在此是否是表明狭义相对论可以证明这种红移量,但我想到的是引力红移,需要在后面的思考中认真分析。

对电性的分析可能是当时的一些理论,现在采用夸克来设定,不把电性当作一个散体的电的组合,不然严格的电荷值就不可能实现,而且真可能如他所担心的分崩离析。可夸克为何有稳定的电荷仍是一个谜。

对于电荷我曾有两个方面的想法:

质子比中子稳定,质子虽被认为有半衰期,可实验尚未能观测到;电子可在能量空间中生成,与正电子共生共灭,这表明带电荷的结构可在能量中成对形成且相对稳定的存在于空间中。设定它们有一种空间稳定构造,虽可与宏观物体类比,但我觉得不存在某种稳定旋转轴,在不断自旋的同时,其轴线也不停的在旋转,两者间存在稳定的比值,不同的微粒均为稳定比值成果,其中最易于出现的是e值,可能是最简比值,我把它称之为结,结的体现或许为1或许为2,可以与其它结有一个稳定的相互关系,即可组对存在,同性则表现为结相抗,异性则表达为空间的相匹配所以结相合,0结则是电中性。异电相吸不会出现电性的相互抵消(非正负粒子时),只是根据其构造形成空间组合,如质子与电子,总能量亦相差甚远。只有结的能级相同、构造相异的正负粒子对可以解旋。

另一个想法:电性不是发散的,单电荷不会形成球面电场,单电荷或可由于较快自由运动体现为带电体周边均有电场,但没有意义,对其的测量均将使其位置发生改变并体现为点电荷;大量稳定的电荷由于自身的相斥特点而呈球面场,而库仑定律实验所反映的是电荷在测量电荷的作用下呈现的汇集性,汇集能量受测量电荷大小及距离影响。

电子对的理解:电子为核子缓释了原子的质量主体核子的旋转对束缚空间产生的空间扰动,助使原子核外空间形成相对稳定的曳引,但电子自身旋转也会产生对空间的扰动,虽然小但存在,而相反的电子旋转可以结对以消除这一扰动,电子对则因自身旋转与核子旋转向的不同状态而呈现能量上的微差(相对曳引空间为相同的状态,但由于能级的因素,核外空间在不同距离上曳引程度不同,进入下一个能级时能量差存在不同)。

 

1.17闵可夫斯基四维空间

前面思考同时性也涉及到时间与空间的关系,可以利用时间作第四维来对过去的状态进行记录,对未来的可能状态进行分析,但并不存在过去和未来的空间,空间只有我们所在的一个,对于地球观测者而言,要把信息(能量)带到构建的宇宙中,这个信息可以用光速去计算,但如果对于物理能量应该用引力波,引力波对空间的改变体现了空间的互动,用地球观测者的视角看,当上亿光年外超星生成的影响通过引力波到达地球时,才真实的改变了它与地球空间的关系,成为一个完整的信息切片。

光波是能量转移的现象,使宇宙内的质量集合体不断流失能量并体现为相对质量的降低,但进程很慢,百亿年的进程使我们看到一个不断相互远离的物质世界;而我们观测到的引力波相当于突发事件,不能因为其来自上亿光年外便理解为地球史的亿年之前的事,其效应此刻传过来便是此刻的事。

有很多神奇的推论让一些理论有了更神秘的色彩,似乎推动了科学的传播,可也增加了混乱,一些说法我没有找到确信的依据。比如量子纠缠被称为具超光速的可能,彭罗斯在《通向实在之路》23章中提出一个类似的可能,是当作一个矛盾提出的,在EPR思想实验中仍是在相应的时间后进行测量,没有采用“对时式直接测量”这一让矛盾更多的说法,并在通过采用相对论进行分析后认为“这两个测量有着同样的地位,我们认为量子纠缠提供了这两个测量事件间的一种联系。二者间无所谓孰先孰后之别,因为我们可将传向过去的和传向未来的量子纠缠看成是等同的。既然不能够直接携带信息,量子纠缠自然也就不受相对论性的因果关系性的制约。它只是招致不同的探测结果的联合概率有所不同。

以前看过一个中子星扫射的悖论,中子星的脉冲波扫射距离足够大时,其扫射面可以存在大于光速的扫射切向速度。文章似乎也是用信息来分析的,光速不会逾越,我们只接受到径向的信息,切向只能分析其间隔,距离越远,接收到的时间占比越少,但无法以此反推信息的来源,更不可得到切向的超光速资料。

恒星向外传递的过程中面积呈平方递增,光波总能填满新的空间吗?尤其是将光视为粒子时(即使是波,高能光的发散性相当小),如何在初始状态时光路就分配好了呢?亦或是虽然光束发散较小,可在光能量密度的驱使下始终在空间中发散,空间不只是一个坐标系,也不断地与能量、粒子相互作用,如同彭罗斯所认为的“纠缠无处不在,似乎宇宙间的每一个粒子最终都与其他粒子纠缠在一起”。这不仅可以用来解释纠缠,也可以理解干涉等现象。

量子波函数的坍塌可能是很多人以为的超光速传递的原因,彭罗斯文中用信息传递的说法来表明这是一个无所谓的想法。我试着从经典物理来理解:刚性物体固定在地表,拉力F,若固定点突然断掉,拉力处多久能感知到力的不平衡?即时。但不可能是即时,因为我们的假定出了问题,绝对的刚性是不存在的,如果设定为绝对刚性则无任何形变,力的传递没有了过程就成为即时传递,可考虑力是由电磁效应构成的,一端力的消失必然需要物体电磁重平衡释放力,这需要时间。我以为这个速度不超过电流速度,如同电路一样,电压消失电流停止,电流速度是有限的,这一效应非即时。

爱氏并没有给空间添加物理性质,虽以质量物体设立了闵氏空间,仍是平直空间系的数学曲率,而非我以前理解的空间弯曲。如果可以弯曲空间,就不会只是一个仅可弯曲的可以随意平移的底色坐标系,而可以是一个运动的体系。星系作为一个相对稳定的存在,其运动对空间的影响可存在一个界限,形成不同等级的相对稳定的坐标系。星体间、星系间则相当于这些稳定坐标系的系外空间,不是无,只是相对较低的能量级,当考虑星体、星系的相互影响时必须要考虑。

 

对狭义相对论的思考:

a.坐标系(无论是绝对还是相对):近真空世界被理解为无物理性质,可理想化为某种坐标系(数学),相对性原理却暗含了这样一个无的空间是一种相对稳定的存在,可认为是基础坐标系。

干涉实验:地球以一定的速度在近真空世界运动,光向不同方向的运动将产生可以观测的干涉条纹;隐含条件——地表因其固体属性成为界面。我觉得物质的状态均是同一的,没有完整的界面只有过渡的区域,故地表任一区域均可认为存在一个相对稳定空间,并同时视之为基础坐标系。

b.相对性原理:爱氏可能喜欢坐火车,将地球与火车等同是其相对性原理拓展的重要思考,我不认同,且我相信空间是某种实在并非坐标系。

火车的运动与地球的运动不具可比性,将火车及车厢内的空间视作一个完整的运动空间是有问题的,其内能不足,引力效应相当弱;车壳包围着一个完整的空间,可那是宏观感觉,里面的空气、饰物可在匀速状态下保持一致(是在起步阶段是由车厢的原子或分子与饰物或空气分子利用电磁力拉动或推动的),对于基本粒子而言仍是空,对引力空间的扰动就几为零;而地球界面外是能量极低的真空,界面内尤其如地表处引力空间相对稳定,在边界存在畸变的扰动效应下保持内部的稳定性。

火车位于地表引力系,其引力效应忽略不计,仍应以地表系为稳定参照系。车壳即使有极致密的外壁(又联想到迈克尔逊-莫雷实验时对墙壁的纠结),也无法带动整列车厢的光介质(若有),如果其能以极高速运动或许会比洛奇实验效果好些,只是除了基本粒子都无法实现近光速的实验,粒子间的电磁力在近光速条件下无法稳定。

——如果有某种光介质,介质与火车运动不可能一致,车内的光速(真空状态下)不可以通过简单的相对性原理设定为c。如果没有光介质,我以为光理解为微观粒子或波动的能量,均不具思考其环境中具体物体的能力和“意愿”。

c.空间:空间是实在的,不仅是物质存在的空间是实在的,若有完全的真空,也不会是无,尚有实在之空间。空间不是爱氏的相对坐标系。

爱氏说引力是空间曲率的体现,空间是实际的存在才有弯曲概念,如果只是一个数学概念,是什么基础上构建了这个性质,用引力场来理解仍需要知道场是在什么基础上建立的,包括电磁场,说不需要介质也是对的,介质常代指物质,但如果一切是无的基础上建立的,那至少表明能量在无之上是有不同的,那能量是怎样的一个存在,高能与低能的区别。固然可以设定不同能量的光子、引力子,但我觉得这不仅不方便,而且基本粒子为什么有那么多种性质,其构建的原理不要再用不知道构成的夸克或再小的结构来建设,一切总有一个基本原理。

我的确信或许无法证明,如同宇宙之外是什么一样(其实宇宙之外是什么另一层含义也就是空间之外为何,那一切尚可表明空间是存在)。

在真空或太空的两块磁体或带电体,相距较远时两者间仍存在相互作用,使它们联系在一起的难道需要无穷多个磁子或引力子精准的工作,我觉得这些只是状态量,可以是空间的一种状态的体现。

空间是一种稳定状态。星系中,核心星体自转,默默地带动着系内运动的星体在相对扁平的面上旋转,稳定后鲜出现大星体的碰撞。系内星体、物质一起旋转并最终与系外形成一个界面,这个界面大概率也是一个过渡空间,并非一层膜面。在太阳系中,被除名的冥王星虽维持一定角度的轨道,也与黄道面相近,我以为星系影响范围内的空间保持一定程度旋转。空间不只是坐标系,也是实质存在——平衡着和旋转着。最近美国航天器撞向一对旋转的小星体也是这一体现,空间的转动是稳定的,并且在大的空间状态下以旋转的形式相对轴心运转,应该可以计算出这种运动旋转量的相对稳定关系,两者间距离并不大,并没有出现靠近或远离的趋势,像一个松散的组合。

d.引力:爱氏构建引力的源起时虽采用了空间弯曲的概念,没有去考虑引力的介质条件,,或许他只是想从数学角度来解释引力,或许他认为场已解释了一切。我觉得前辈们都试图找到这个无介质之力,并试图与其他基本力统一。

可如果引力不存在?我试图从牛顿书中找到其思考理念,除了前面所说的牛顿对于空间的理解外,牛顿也只是期望把观测数据变成可以用数学统一的物理,并在此基础上构建了万有引力。

爱氏已取消了引力,引力源自空间的弯曲,一个相当好的理念,可为何不能直接构建于实在空间。

引力的取消比建立更难,因为这是每个人都实在感觉到的,我现在坐在这里,就直接感觉到自己承受着上体的压力,这就来自于“引力”。可如果爱氏所说的弯曲是一种状态,我们所处的空间有这样一个弯曲,我们有向曲率大的区域运动的可能,可我们受到地面阻力,而且是唯一受到的力,阻止我们掉到地心。我们受到力的方向是地心,不是下面——坐标系的上下,这两者是不一样的,向心的力无法存在施力者,总不能说地心两侧力是平衡力。固然我们可以说这是一个个原子对空间形成弯曲的引力效应的合力,且合力方向指向质心,可我们要感知的亿万个原子为何能对我产生作用呢,引力子?谁配拥有引力子,原子、质子、夸克?可能也只能是空间的弯曲状态(数学或物理的)。

一个球形天体(包括等离子态)使空间处于弯曲态,从几何角度看其核心处曲率最大。不过半径只是一个数学量,是对于球体测量形成的半径的测量值,实际球体的内部具物理状态,不同的粒子态及密度正体现着空间状态极大不同,如果以圆的半径作为曲率半径那所有的星体只有一种引力值;我以为应考虑其内部空间状态,可以试着用空间密度来计量。长度单位的计量也与空间密度相关,上帝视角进行的测量均分后的尺度与物理空间不一致,如果尺度“米”在地球内部、银星黑洞内部的表现完全不同。由于密度差,空间的弯曲也易于理解了。

——引力建立于这一实际的空间密度以及弯曲基础之上,我们并不是感受到一种力,而是粒子有进入更大的弯曲空间的趋势。在牛顿力学中所建立的力使物质有运动的趋势要反过来理解——因为物质在弯曲空间中存在向高密度空间运动的趋势,当物质被阻止于原引力势面的能力体现为“引力”的反作用力,通过此反作用力我们认识了“引力”,这一反作用力来自于物质间的电磁力。

电磁力:强弱力我尚不理解,但从一些观点来看,与电磁力在一定的能量态下是相通的。而我对电磁力也有不同于传统观点的理解:

电场并不是稳态发散场,更不是一些观点中所称的反引力场,是一对一的定向场,电场的均布场是因为电子的自排斥所致,任何检测粒子的靠近均将改变电场源的电子分布,电场将形成集聚状态,同时体现为库仑力的改变;单电子与电子、质子的作用:不将电场视为发散场,单个电子的集束效应在其快速自旋下也会陷入中子星的信息陷阱,可单个电子并没有这么复杂,其能量在背景下太微弱了,只能形成一个小小的旋涡,界面之外并不能起什么波澜,故也能保持自身的稳定性,只有当两个电子足够近时才会产生斥力,这个距离可能就是两者间的界面,而这种相斥可能更体现为碰撞,并没有明显的远程作用。同理电子与质子间也不是传统理解的吸引,质子质量大个头也大,(表面处)自转速度应小于电子,影响范围则大,但切向影响角速度与内部比相差也大,电子与之作用则存在电子运动速度与质子影响程度的匹配,可视为能量量子化级差。单个电子间或电子质子间并不会因为距离的改变而改变力的大小,在质子-电子组合中并未见到直接的碰撞,我的理解是力实则是大量带电粒子的宏观效应,而微观中它们只是空间相协调,虽然存在速度上的变化,我以为更主要的是空间自身能量的大小所致,而非粒子产生了新的能量。空间能量的不同本质上是质子(包括电子)其对空间的影响,而外部能量对整个空间能量的改变,也会导致能量出现扰动,使电子更易或难逃逸。

磁场是两极的反向扭曲,由内部电子形成的稳态扭曲导致空间在磁两端的等值相反作用,另一个磁场的接近,也将改变磁场的形态,以达到新的平衡,其内部电子流可形成新的分布,也可以理解为在另一个磁场的作用下,出现了底环境的改变。此前有文章说长直螺杆中心处磁场较小,实际也是两端距离较远时,两端扭曲段已经平衡于空间之中,所谓磁场连接线是不等性质的,中间段的微小的磁场来源自中间段自身对周边空间的扭曲,但由于本就是非主流,而且有效距离短,不易形成较明显的磁场。磁畴如果形成,易于形成较稳定的方向,如果大量磁畴在内部形成完整路径,将产生协调性,相当于另一端加强了效果。

e.时间:是空间的参数,一些悖论是不现实的,也不存在时间旅行。爱氏否定了绝对时间,但却认为可以采用工具时间,每个参照系都存在一个工具时间体系,并利用之在同一参照系内判断同时性。此同时性我称之为上帝视角,我不愿参照系只是数学定义,而是期望一切回归物理含义。

我为很多悖论着迷,当然少不了许多电影的主题——时空旅行,但也一直为一些说法感到难以解释。其实本就不需要解释,因为无法实现时空旅行,即便在爱氏狭义相对论中,也无法构建时空旅行,极速行进只能加快或减缓对信息的提取。时间不具绝对性,只能是空间的性质,将之视作时间轴可以,但我们在这个时间点的任何操作只能进入下一个时间点。

卫星的原子钟时间值的变化,让很多人更加认为时间旅行是可能的,但我的理解是原子钟作为计时工具因为不同因素的叠加导致了时间节拍的改变,而不是时间自身的改变。变化量包括两个方面,广义相对论理论中引力时间和狭义相对论中的相对速度时间。

前者实则是原子钟工具原理性的改变,从地球到太空,原子所处的空间环境不同,我的说法即是空间密度降低,我此前构建的模型中会得到相反的结论,其实是将跃迁看成了能量在不同轨道切换的过程,理解为当进入太空后,周边环境变低后,用我对引力的理解电子的运动需要更多的能量消耗,走时变慢了。仔细思考后,在高密度空间,对于原子自身而言其稳定性加强,且原子的轨道的稳定性也加强,电子跃迁的意愿变弱,相对时间间隔较大,即低引力区的时间变快。

动钟相当于一定程度恢复地面的引力状态,亦即是相反效应。

这些仍只是技术上的问题,关键是没有绝对时间!!

从狭义相对论看随着接近光速时间越来越慢,可从冷寂的视角看时间在那才是终点,可作为引力小、运动几乎为零的冷寂宇宙应该计时器应该间隔相当小,若将之理解为时间则相当快。

我的理解在高密空间,时间变得缓慢——其含义是以上帝视角看一切运动均非常缓慢,这个时间是上帝的时间、是平缓宇宙的时间、是原子钟进入这个区域时所表达出来的计时方式,这是一个大宇宙空间下的理解。如果真的存在时间这一属性,在此区域内的时间并没有变缓,一切仍在剧烈运动,只是由于其空间相当密,体现得较慢。

冷寂空间则不同,一切均相当缓慢,但我们现时的平缓宇宙建立的物理原子钟则是那最后一抹运动,然后将分解成纯能量不再可以工作,这最后的运动是激烈的,也是宇宙最后的火花。冷寂是一种可能,且在没有“引力”存在的宇宙将是必然的,但又是无穷远的未来,因为物质的自我抱团会使这最剧烈的分解大大延后。

——如果存在时间,也无法由原子钟来定义。

f.质量:

:先讨论μ子在高速状态下的半衰期变长,这也是狭义相对论的重要支撑。什么是半衰期?我理解为衰变中的粒子与产物的平衡,而且是统计值。当衰变发生时释放的粒子抑制甚至逆转其它粒子的衰变过程,这一平衡呈等时性,可实际两者间的比例不断发生变化,与总量无关,只与两者间能级差及稳定程度相关。

此前我对高能粒子的次生μ子高速运动,用质能方程理解为质量增加,是对空间同时占有(运动态),可半衰期与质量无明显相关,即便质量增大也没有额外的粒子形成,衰变数量不受此影响。高速下粒子间的结构无法稳定,同时粒子由于空间密度的增加,粒子如同原子钟的计时一样在高密空间中出现稳定性延缓,即粒子变稳定了,衰变概率变小了。是以此例可以得到的是空间状态的改变,而非质量改变。

:惯性质量和引力质量

爱氏在辨析惯性质量和引力质量时考虑的是物质在环境条件下的变化能力。若考虑空间实在,惯性质量是物质在空间内的变化难度,相当于占有更多的空间;而引力质量则是密度空间在获得更高空间密度时的易度,故两者同源。

:物质世界

原子在高能空间,原子核外空间受空间密度影响收缩,即原子半径减小,核外电子运动区域变小,虽然原子间距同样变小,但受制于电子运动的减弱原子间的连接相对变弱,结构易破坏,如果加之空间扰动那更不利于原结构的稳定;当空间密度继续增大,或空间扰动能量更大,原子核内也出现相同的过程。这一过程从运动中思考,但宇宙的形成过程恰相反。

我构造的宇宙来自一个极高密的黑洞,其中无法存在有构造的粒子,一切以纯能量约束在一个“极小”区域(上帝视角),空间形成生长于斯,宇宙是等大的。为何存在这个能量体,我无法去理解,可从收缩宇宙的现实来看,是必然存在一个起点,但或许相当久远。当能量外泄使空间扰动减弱到一个界限时,形成具一定活跃能力的最初的基本粒子,相互间以结连接。这个过程不断随着能级的降低而重现,最终形成原子,一个在我们的宇宙条件下相对稳定的存在。

 

我为什么要思考,这本不是一个问题,只是一个人的爱好罢了,别人钓鱼、打牌作为娱乐我也不会羡慕或反对,每个人有自己的生活方式,这才是一个正常社会的现象。当然我也考虑过为什么我要去思考物理,毕竟那是一个成熟的理论世界,我是否将大量时间花在无必要的思考中,我可以去想更多的事,事实也是,我会想很多事,可仍是喜欢物理而已,于是总会在此方面看不少书来充实自己。

没有准备去反对什么,也没有什么一定去直接接受的,因为我喜欢的正是思考的过程,有过许多错误的思考,我也不会不悦,因为本来这段思考就没有目的。当有什么觉得无法理解的,我会直接淘本书来继续看,当然如物理专业人士所说,那些东西大多我也看不懂,了解个皮毛而已。

但如果以为网上只是一篇篇反相的文章,只能说爱氏的理论大家都听说了,可大家还不理解,正需要普及这些知识。确实爱氏的理论很难从平常的经验中理解,而且有过很多实验的证实,似乎不需要大家去探讨了。可爱氏自己尚未如此之满意自己的理论,为何不可以去想呢!

我觉得我一直试着去理解相对论,最初让我纠结的是双生子悖论,难道两者间的时间不是相对的,为何一个可以作为另一个的基准;且也无法同时觉得对方变老,当然变老是个不合适的比喻,而是时间的相对性不彻底,我想找到更相对的时间,却最终否定了时间的独立性。

欧拉奇点又让我不断思考引力到底是怎样的存在;引力如何形成,粒子组成的物质看作连续体不合适,那万有引力公式是否有偏差,引力常数测不定是否与此有关;宇宙的加速膨胀是观测现象还是越远的星体与我们之间存在某种运动叠加;……

对于物理生而言,我的辩解是无力的,因为我所思考没有数学的支撑,可对于我而言,物理无法从物理角度去理解是无法理解的。我不是去研究物理,而是想理解物理。对于物理而言我的努力是相背的,因为我在思考过程中试图去反对的远不止是相对性原理,我实是惶恐的,那本不应去辩解些什么。

可我也是努力在学习和思考,也没有人能剥夺我思考的能力,况且对于一个爱好而言,最大的好处就在于没有目的,带着课题去研究固然有不断深入的好处,却也难以去接受不同的可能,就如同社会上一大堆专家去分析问题,会有不同的观点,却没有反对的想法,只是想如何将此事做成做好,这就是我们学习的目的。在上学时,我就不断想学有所专好还是博学好,这其实不是一个问题,社会本来就需要两方面的人,而且从自己工作这么多年而言,我也算是个学有所专的人,喜欢物理只是自己的业娱乐事,且不同于课题压力,经常想到一个执念时我会把他抛在一边很久,忙和工作,看看其它书,哲学、历史、杂谈、地理、小说等等,只要开心就好。

也许对于物理我没办法去真的理解,从哲学角度讲我们无法尽知我们所在的宇宙;从专业的角度看,我也无法做到严格的证明、精确的实验,我所拥有的可能只是逻辑的思维,对各种知识的综合理解,在我看来,一切都是相通的,比如历史之与物理,政治史或无法去相互交流,可物理学史呢?爱氏并不知足于自己的理论,至于麦氏至死也未获理解,牛顿倒是被尊重了下,只是理论中的问题也不少,但都应从历史角度去尊重他们的努力。那我去了解了,去理解了,去对话了,我就知足了。

本不欲写,心一直难平,唯自我安慰罢了。乐吾乐,求无求!

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