牛顿万有引力定律律究竟是怎么发现的

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2013沪科版必修二《万有引力定律是怎样发现的》课件2.ppt39页
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上一节我们学习了什么?现在让我们回顾一下 1、人类对行星运动的认识 ①地心说 ②日心说
日心说: 你知道吗? ●开普勒定律揭示了行星运动的规律,但是行星为什么沿着一定的轨道 ,绕着太阳能作如此和谐而有规律的运动呢? ●是什么力量支配着行星的运动呢? ●下面请同学观看,行星如何绕太阳运行的。
牛顿是怎么发现万有引力的呢? 关于行星运动原因的猜测 英国的吉乐伯特根据他对磁体相互作用的研究,猜想行星是依靠太阳发出的磁力维持着绕日运动的. 法国数学家笛卡儿提出”旋涡”假设,认为空间充满着一种看不见的流质,形成许多大小、速度、密度不同的旋涡,从而带动行星转动。 法国天文学家布利奥首先提出平方反比假设。认为各个行星受太阳发出的力支配,力的大小跟行星与太阳距离的平方成反比。 其中,英国物理学家胡克、雷恩和哈雷都对此做出了重要的贡献。 站在巨人肩上的牛顿 1、有一个流传很广的美丽传说:牛顿看见苹果落地而发现万有引力定律。你相信这一传说吗?这个传说对你有什么启示? 2、苹果受到地球的引力作用,而产生加速度落向地面,月亮也受到地球的引力作用,也产生加速度吗?为什么月亮没有掉到地球上?你能运用牛顿万有引力的概念和圆周运动的知识解释吗? 前进道路上的困难 困难一、行星沿椭圆轨道运动,速度的大小、方向不断发生变化,如何解决这种变化的曲线运动问题,当时还缺乏相应的数学工具。 困难二、天体是一个庞然大物,如果认为物体间有引力,那么如何计算由天体各部分对行星产生的力的总效果呢?当时同样缺乏理论上的工具。 困难三、如果天体间是互相吸引的,那么在众多天体共存的太阳系中,
正在加载中,请稍后...Bad Request (Invalid URL)“万有引力现象”中的“超距作用”到底是怎么回事?
“万有引力现象”中的“超距作用”到底是怎么回事?
“万有引力现象”是牛顿发现的。但是,牛顿始终都没能理解在这个现象中存在的“超距作用”到底是怎么一回事。所谓的“超距作用”指的就是两个被空间隔开的物体之间存在的相互作用。例如,地球与月球之间,地球与正在自由下落的苹果之间存在的相互作用等。
其实,不仅牛顿不能理解,而且几乎所有的人都不能理解这种超距作用。尽管不能理解,但人们还是在试图做出各种各样的解释。
人们对这种超距作用做出的解释基本上都是基于想象。首先,笛卡尔认为,两个被空间隔开的物体之间存在的相互作用(力)是通过一种叫作“以太”的东西传递的。在宇宙空间中充满了这种叫作“以太”的东西。“以太”是人们想象出来的一种很奇特的东西。说它奇特是因为人们认为“以太”是一种物质,而这种物质却没有质量。牛顿也不得不相信以太的存在,否则就无法解释超距作用。然而,以太仅仅是一种想象中的东西,没有人可以证明它的存在。不仅如此,那个原本想要用来证明以太存在的著名的“迈克尔逊-莫雷实验”得到的却是零结果。这个实验非但不能证明以太的存在,反而彻底否定了以太的存在。因此,万有引力现象中的超距作用依旧还是一个谜。第二个对超距作用做出解释的是爱因斯坦。爱因斯坦认为,在万有引力现象中根本就不存在相互吸引作用。也就是说,在万有引力现象中“超距作用”根本就没有存在的必要。地球围绕太阳转的原因与万有引力无关,而是太阳的巨大质量使得其周围的空间发生了弯曲,地球只不过是按照太阳周围空间的弯曲方式运转罢了。这个理论至今还没有被彻底推翻,但存在很多自相矛盾的地方。首先,“空间弯曲”是一个抽象的说法,那个实际弯曲的客观存在到底是什么?是“以太”被弯曲了吗?可是爱因斯坦的理论是在不存在以太的前提下形成的,如果说空间的弯曲离不开以太存在的话,就会与爱因斯坦的基本理论相悖。不仅如此,“空间弯曲”仅仅是一个数学模型,完全无法从物理机制和客观存在上得到验证。例如,假如说地球的质量导致地球周围的空间发生弯曲,到底空间应该向那个方向弯曲呢?是向地球的北方弯曲还是向西方弯曲?向哪个方向弯曲都不对。不过,不管爱因斯坦的理论是否成立,他提出来的观点是新颖的:在万有引力现象中,“万有引力”这个相互吸引的作用是根本就不存在的。这虽然能够应付解释超距作用这个问题,但爱因斯坦的理论本身是很难让人接受的。第三种对超距作用的解释基本上是来自民科。认为万有引力现象不是物体之间的相互吸引导致的,而是来自空间的斥力把两个物体推到一起的。这个解释也是站在引力不存在的立场上。但用斥力来取代引力其实就是引力的翻版。用斥力解释万有引力现象比用引力解释显得更没有道理。原因很简单,一个悬浮在空中的苹果如果受到斥力作用的话,这个斥力应该是来自苹果周围所有方向的,不可能只来自天上。因此,苹果没有理由非要落向地球的方向。
所以说,至今为止,牛顿没能理解的超距作用之谜依旧还是一个谜。那么,在万有引力现象中的超距作用到底是怎么一回事呢?我的看法和分析如下:
1、牛顿建立了“三大运动定律”。这三个定律是根据物质的实体所表现出来的物理现象和规律建立起来的。因此,这三大定律只适用于物质的实体所产生出来的物理现象。在牛顿的力学理论中用“质点”来表示“独立的物质实体”。每个物体无论大小都可以用质点来表示。因此,“牛顿力学”也可以称作是“质点力学”。质点力学完全不考虑“物理场”在物理现象中的作用。所以,牛顿的三大运动定律只适用于质点,不适用于与场的作用有关的物理现象。
2、牛顿发现了“万有引力现象”并对这一现象做出了数学分析,但没有做过本质上的分析。后人在牛顿的发现和分析的基础上构建成了“牛顿万有引力定律”。众所周知,牛顿的万有引力定律一直都是孤立于他的三大运动定律之外的。没有把万有引力定律与三大运动定律合并到一起不是没有其道理的。这个道理今天看来很简单,就是因为“万有引力现象”实际上是由“场的相互作用”产生出来的,而不是由质点(实体)之间的相互作用产生出来的。所以,牛顿的万有引力计算公式所反映出来的其实是场的相互作用关系。而三大运动定律反映的是质点的相互作用关系。质点与场遵循着不同的规律,因此,万有引力定律是无法与三大运动定律合并到一起的。但是,因为在牛顿的时代没有人知道这个场的存在,所以,在牛顿的心目中也就不可能会想到用场来解释万有引力现象。不仅如此,其实在牛顿之前,天体之间存在“引力”这个说法早就已经存在了。只不过人们不知道地球表面的苹果落地与天体之间的引力现象是同一回事罢了。是牛顿发现这个引力现象的“万有性”。所以,在牛顿对万有引力现象进行数学分析的时候,他因为承传了前人的引力说法,早就先入为主地认为地球与月球,地球与太阳之间存在着质点之间那种吸引力的相互作用关系。因此他是用三大运动定律的思路对万有引力现象进行数学分析的。由于牛顿的头脑中只有质点没有场,因此,他就很自然地用解释质点规律的思路去解释实际上是由场的相互作用所产生出来的万有引力现象了。用质点去解释万有引力现象当然就离不开“力”、包括“碰撞”、“吸引”和“拉扯”等直接的或通过某种媒介来传递相互作用的思路了。于是牛顿就把“万有引力现象”人为地(没有任何根据地)想象成了是物体与物体之间相互吸引的过程。这一想象非同小可,在他之后的几百年里受到他影响的所有后人都相信在地球与月球之间以及任何两个物体之间都有力通过一种什么东西拉着它们。
3、显然,数学结果把牛顿给骗了。牛顿和所有的物理学家一样,过分相信用数学解决物理问题的能力。他也许从来都没有想过这样一个道理:数学是计算不出真理来的。如果建立数学模型就能计算出真理来的话,那么法官判案的时候找数学家来计算一下结果就可以了,何必还要做现场调查呢?牛顿的万有引力计算公式虽然是正确的,但那个公式不是从物理机制中推导出来的,也不是用数学一步一步严格推导出来的,而是根据某些相关的数学关系“构建起来的”。实际上,数学计算出来的结果可以是实际存在的物理结果,也可以是非实际存在的预测结果。所以,数学计算出来的结果并非一定就是实际存在的物理现象。例如,用牛顿万有引力公式(F=GMm/r2)计算出来的地球与月球之间的所谓“引力”就是非真实存在的预测结果。这个计算出来的所谓“引力”并非是实际存在的。这个计算结果所表示的真实意义是:如果月球与地球在满足该计算公式中的所有条件(静止不动、地球半径到达月球表面等)下接触在一起的话(就像苹果放在地球上一样),它们之间就会产生出F这么大的一个力。但在地球与月球之间没有接触的情况下,那个计算出来的引力只不过是一个“数字”而已,并不是一个真实存在的力。举个通俗的例子来说明:假如你找到一份工作,签订了5年的合同。每个月的工资是5千块,那么你一年的工资收入就是6万块。5年就是30万。但这并不表示你在签完合同的那一瞬间就已经拿到了30万块。这时的“30万块”只不过是一个数字而已。如果你拿着这个数字到车行去买汽车,车行的人肯定不会把车卖给你。你如果因为车行的人不卖车给你而感到不理解的话,这就象牛顿不理解超距作用的道理是一样的了。其实,只有当所有的条件都实现之后,数字才能成为现实。同样道理,计算出来的万有引力并非就是现实存在的力。计算结果是计算结果,现实是现实,不能等同起来。然而,在物理学理论的研究历史中,人们经常把计算出来的数字当成现实的客观存在使用。牛顿也是如此,把计算出来的那个非现实的力当成了真实存在的力。因此他无法理解在万有引力现象中的超距作用。
4、实际上,在万有引力现象中根本就没有什么超距作用。苹果放在称上就会显示出苹果的重量。这是因为苹果与称之间有相互作用。重量所反映的是重力的作用。在这个相互作用中不存在超距作用的问题是显而易见的。月球与地球之间没有实体与实体之间的相互作用,因此,在月球与地球之间没有力的关系存在。但是,如果这时把用牛顿引力公式计算出来的地球与月球之间的那个“引力数字”当成真实存在的力对待的话,那么就难以理解为什么会出现超距作用了。相反,如果知道地球与月球之间根本就没有引力存在,也就不会为“超距作用”的事情而烦恼了。可见,牛顿的烦恼是完全没有必要的。
5、问题是,如果月球与地球之间没有实体与实体之间的相互作用,也就是说没有引力存在的话,那为什么地球与月球之间会相互影响呢?其实回答这个问题并不难。这涉及到牛顿不曾认识到的“场”的问题。从最新的研究结果得知,物质自身具有两个基本属性:一个是“质量属性”,另一个是“质量场属性”。质量属性是通过质点反映出来的,但质点却不能直接反映出质量场属性。由于牛顿力学是质点力学,因此,牛顿力学没有涉及到物质的质量场属性。这就是牛顿理论的主要缺陷所在。牛顿虽然在他的理论中没有涉及到质量场,但实际上他的万有引力计算公式却在不知情的情况下间接地涉及到了质量场。牛顿引力公式中的距离平方反比定律所反映出来的就是质量场的一个特征。质量场密度的计算公式是D=M/4πr2。显然,牛顿引力公式中的距离平方反比所反映的就是这个质量场密度中的距离平方反比关系。
由于质量与质量场是物质的基本属性,因此,所有的物体都有一个质量和一个质量场。地球和月球也都不例外。地球的质心位于月球的质量场中,月球的质心位于地球的质量场中。地球的质量场对地球自身的质心而言是对称的,但对月球的质心是不对称的。同样月球的质量场对月球自身的质心是对称的,但对地球质心是不对称的。既然存在质量场与质心之间的不对称,那么这个物理系统就处于不稳定状态。不稳定的系统一定会向着稳定(对称)的方向调整。也就是说,地球和月球的质心就会向着二者的共同质心移动。这个过程从外观上看就是“自由落体运动”。自由落体运动的加速度是由质量场的密度决定的:g=GmD(Gm是一个常数)。也就是说,月球与地球之间存在的关系是因为物质属性的不对称导致的月球落向地球和地球落向月球的关系,而不是二者之间相互受力的关系。
6、如果地球与月球之间没有引力作用的话,为什么月球不会掉下来,也不会飞走?估计大多数读者会提出这个问题。众所周知,如果月球不围绕地球运动的话,它是必定会掉下来的。正是因为月球在围绕地球做圆周运动,而这个运动刚好使月球抵消了它落向地球的那个“自由落体加速度”。因此,而达成了动态的平衡。所以,月球既不掉下来,也不飞走。在月球与地球之间,是“运动”导致的动态平衡状态维持着它们之间的稳定关系。显然,维持这种动态稳定关系的并不是“力”,而是“运动”。“力”只有在维持物质静态稳定的关系中才起作用。“运动”是维持“动态稳定”的原因。所以,在天体与天体之间的万有引力现象中,维持它们之间稳定状态的原因不是力,而是运动。因此,在天体与天体之间根本就不存在“万有引力”。因为牛顿对场一无所知,因此他所提到的“超距作用”显然是指质点(实体)之间的相互作用,而不是场之间的相互作用。因此,他无法理解地球与月球之间是怎样互相影响对方的。一旦了解到物质同时具有“实体”和“场”这两个基本属性,就不难理解物质之间存在着两种不同的相互作用。一种是实体与实体之间的相互作用,另一种是场与场之间的相互作用。这两种相互作用都属于物质之间的相互作用。但因为包括牛顿在内的很多人只知道物质的实体属性,而不知道物质的场属性,因此就很难理解物质的场与场之间的相互作用。场与场之间的相互作用不是以力的形式表现出来的,而是以改变物质实体的运动状态的形式表现出来的,具体来说,就是以物质运动加速度的形式表现出来的。
两个物体的场与场之间的相互作用最终会反映在实体的行为上。从实体上观察到的就是物体速度的改变。速度的改变就意味着加速度的出现。因为在数学上,力与加速度存在着一个固定的关系,那就是F=ma或a=F/m。
从物理过程上讲,F=ma和a=F/m表示的是两个不同的因果关系。F=ma指的是:一个质量为m的物体以a这么大的加速度运动就会产生出F这么大的力。a=F/m指的是:一个质量为m的物体受到F这么大的外力作用就会产生出a这么大的加速度。然而,这样用作用力来解释F=ma让人感到有些别扭。但是,如果把F=ma换成F=mg,就很好理解了。
显然,力与加速度之间存在两个不同的因果关系。1)力是改变物体运动状态的原因(a=F/m),2)力是物体运动状态改变的结果(F=mg)。这两个是完全相反的物理过程。但在数学关系上却是完全一样的。也就是说,单纯从数学公式上看不出其中的物理过程和因果关系是什么。正是这个原因,人们就很容易用一个正确的计算结果去描述一个错误的物理过程。
牛顿万有引力定律就是一个典型的例子。牛顿引力公式的计算结果是正确的,但是,万有引力定律的文字解释却是错误的。实际上,从那个公式中计算出来的那个力是从物体运动状态的改变过程中产生出来的,而不是导致物体运动状态改变的力。遗憾的是,自从牛顿万有引力定律建立以来,几乎所有相信这个定律的人都认为,万有引力是物体之间相互吸引物体的一个作用力,是一个改变物体运动状态的外力。却没有人从相反的因果关系上分析过万有引力。
牛顿的三大运动定律是围绕a=F/m的理论,而不是围绕F=mg的理论。因为在a=F/m与F=mg中的力是两个因果关系完全不同的力,因此,万有引力理论是无法与三大运动定律合并到一起的。出自这同样的原因,我们也不能用三大运动定律去分析和解释万有引力现象。如果用三大运动定律去解释万有引力现象,就会得出很多无法理解的结果,其中就包括了无法理解的“超距作用”。
从以上分析可知,在万有引力现象中根本就不存在真实的万有引力,也不存在任何其他的力。既然没有力存在,当然超距作用也就无从谈起了。在万有引力现象中真实存在的是自由落体加速度。这个加速度是从物质的基本属性的不对称中产生出来,由质量场密度决定的。天体与天体之间的稳定状态是通过物体的运动实现的。月球围绕地球的圆周运动刚好平衡了月球向着地球方向的自由落体加速度。因此,月球既不会掉下来也不会飞走。天体之间的平衡是动态平衡。维持动态平衡的原因是“运动”,而不是“力”。“力”只在维持静态平衡中起作用。因为物质不但具有实体的属性,而且还具有场的属性,因此,物质之间的相互作用既有实体与实体之间的相互作用,也有场与场之间的相互作用。万有引力现象是场与场之间相互作用的结果。牛顿三大运动定律是描述物质实体的运动和力学关系的定律,因此不适用于由场的物理作用所导致的物理现象(包括万有引力现象)。
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以上网友发言只代表其个人观点,不代表新浪网的观点或立场。1.关于万有引力,下列说法正确的是(  ) a.万有引力只有在天体之间才能明显表现出来 b.一个苹果由于质量很小,所以它受的万有引力几乎可以忽略 c.地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引力 d.地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近解析:选d.自然界中任何两个物体之间都有相互吸引的力的作用,故a错误;苹果质量虽小,但由于地球质量很大,故引力不可忽略,b错误;物体间的引力是相互的,由牛顿第三定律知等大,故c错误. 2.关于行星绕太阳运动的正确说法是(  ) a.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 b.行星绕太阳运动时,太阳位于行星轨道的中心处 c.离太阳越近的行星运动的周期越长 d.所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等解析:选d.不同的行星围绕太阳运动的椭圆轨道不同,a项错;太阳处在所有椭圆的一个焦点上,b项错;由r3t2=k知,离太阳越近,周期越短,c项错;正确答案是d. 3.人造卫星受到地球的万有引力为f,且f=gmmr2,下列说法正确的是(  )
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2012高一物理同步练习 5.2_万有引力定律是怎样发现的_(沪科版必修2)
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万有引力:并非一种自然基本作用力!
& 00:07:37
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万有引力:并非一种自然基本作用力!
万有引力:一种本源于真空能的力量!
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(陕西西安 英才教育研究室 710200)
【内容摘要】随着科学技术的迅猛发展现代物理学真空观和经典物理学真空观之间的差异性、矛盾性也愈加明显,空间在经典物理学里是一个平直而光滑和物质及运动没有任何关系的非物质性的“虚无”,但在现代物理学里则演变成一种具有能量、可以弯曲、形变并与物质运动密切关联的“实物”。
在继承爱因斯坦弯曲时空观的基础上本文提出了一套全新的空间假说:空间不仅可以弯曲、形变重要的是弯曲、形变后的空间如同弯曲后的弹簧、形变后的弓箭且具备一种“弹力”属性,这可是继牛顿和爱因斯坦之后最具革命性的空间理论学说。
在此基础之上本文还惊讶的发现,弯曲、形变后的空间所具有的这种“弹力”才是自然界中最为基本、更为深刻的“原始作用力”!不仅仅如此,就连已知的那个万有引力、尚未确认的那个“暗能量”也只不过是这种空间“弹力”的外在表现形式!
此外本文又惊奇的发现,最终造成经典物理学“虚无”真空观和现代物理学“实物”真空观差异性和矛盾性的“根结”,竟然存在于物理学史上一个关于真空的著名实验及结论中,为了甄别以上假说的真伪性文章末尾不仅设计了一套判决性的“新真空实验”并且预测了一个惊世骇俗的“实验结果”……
【关键词汇】 “空间弹力”、熵力、“原始作用力”、
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21世纪的物理学早已经发展壮大为一门支撑其它学科发展的基础性科学,与此同时自身也发展到了一个前所未有的高度和尖峰,但随之而来遇到的却是解决了一个旧有的疑难问题立刻会引发一群新的疑难问题的尴尬境地,原有的问题还没有彻底解决则新的问题则蜂拥而至,比如现代物理学所面临的“夸克禁闭”、“西格斯子”、“引力波”等,还有被誉为21世纪物理学最前沿、最重大的“暗物质”、“暗能量”两大科学之谜,除此之外,物理学历史上还留有许许多多未解之谜,仅就万有引力本身就拥有一系列的未解之谜,本文将在此着重探讨和万有引力本源有关的诸多未解之谜!
一、物理学目前所面临的困惑和尴尬
1.“引力超距传递”疑谜!
万有引力理论是牛顿于17世纪在前人研究成果的基础之上而建立起来的一整套力学理论体系,他以物质(质点)为研究对象并采用了力、质量、惯性、动量等一系列概念着重推断、处理整个物质(质点)系统的位置变化及运动状态问题,牛顿万有引力理论不仅能成功解释地面上各种物体的运动状态诱因问题,还能精确计量、计算出该物体运动变化的轨迹和位置;更为重要的是牛顿力学还可以诠释、预测并且精确计算出太阳系内各天体的运动状态发生变化后的轨迹和位置。鉴于以上种种功绩当时的人们一度乐观的认为,物理学大厦已经完成科学家余下的工作只是对经典力学进行修修补补而已,然而一个不起眼的小问题最终击破了人们这种乐观情绪,同时也摧垮了牛顿力学体系在人们心目中的崇高地位,迫使牛顿力学从主流的科学地位急转直下转变为科学的附属物。到底是一个什么问题促使牛顿力学从巅峰瞬间逆转至谷底、从炙热转变为冷遇呢?
牛顿的三大力学定律为我们揭示了一个机械的、精确的物质世界,而万有引力定律则更是把地球上的物质运动规律一下子扩容、扩大到了太阳系的范围并将天体的运动变化规律也囊括其中,牛顿力学不仅可以预测、计算出地球上苹果等物质体下落、上升等运动变化规律,同时还能预测、计算出地球与月亮、地球与太阳之间的天体的运动变化规律。由于地球上的物质运动变化和宇宙间天体的运动变化有一个根本性的区别,那就是从感官上看前者则是接触性运动变化,而后者则是一种非接触性运动变化,所以牛顿及其牛顿力学自然而然的、不可避免的就会面临一个疑难问题,即在浩瀚无边的宇宙之中天体与天体之间相隔非常遥远,在虚无的真空空间中,一个天体是如何把自身的引力作用传递到另一个天体之上的?也就是说,两个相距遥远的天体不互相接触是如何相互作用的呢?这就是物理学史上著名的“引力传递疑难”问题。
牛顿可能是最早遇到这个疑难问题的人之一,作为科学巨匠的牛顿对这个疑难问题的答案一开始也是一筹莫展,在百思而不得其解之后迫不得已他最终这样认为,引力应该就像质量一样是一切物质固有的、根本性的自然属性,相隔遥远的天体物质其引力作用应该是不需要任何中间物质来传递就可以从一个天体到达另一个天体之上的。这就是物理学史上著名的“超距作用论”。虽然牛顿用“超距作用论”解答了天体间引力传递问题但是这个回答并非圆满无瑕,通过牛顿书中的表述可以明显的看出他对这个结论也并不满意,他的书中这样写道,在我看来“超距传输”是一种非常荒谬的言论,引力的传递不会也不应该是这个样子的,引力传递应该是由一种中间媒介按照某种未知规律相互传递的,至于这种媒介是物质性的还是非物质性的、以及是按照什么样的规律传递的这些问题,我还是把它留给我的读者们自己去思考吧!
直至逝世牛顿也没能找到这个问题的确切答案,后来人们把哲学上的“以太”概念引入到物理学中试想用“以太论”替代掉“超距论”来诠释“引力超距传递疑难”问题,“以太论”虽然在理论诠释上非常成功、非常圆满,但是于1887年用来证明“以太”客观存在性的-却意外的得到了一个零结果,由于这个实验的零结果最终导致了“以太论”的崩溃和覆灭,更为严重的是也直接导致了以牛顿力学体系的颠覆和垮塌从此经典力学体系就此夭折,“引力超距传递疑难”问题就此演变为以牛顿力学理论体系的一个死穴问题,经典力学理论体系由此被迫退出了物理学的主流地位。
1915年爱因斯坦的广义相对论问世之后这个问题似乎有了一个“答案”,而这个“答案”其实并非是在继承和发扬牛顿力学的基础上正面解答牛顿力学中那个“引力超距传递疑难”问题,而是采用了一种全新的视觉、全新的方法、全新的思想从根本上去除掉了牛顿力学中“力”的概念(及否认力的客观实在性)继而消除引力“超距疑难问题”的实在性,取而代之的是爱因斯坦的“几何形状”引力理论,换言之,由于爱因斯坦的理论根本就不承认“力”的客观实在性,所以自然而然也就不存在解答引力传递这个问题的问题了。
&牛顿和爱因斯坦的引力理论分别建立在两种完全不同的思维方法基础之上的理论体系,其思维方法不但不相同甚至互相排斥,牛顿力学以物质(质点)为研究对象,把空间和时间确定为不变量或者说可测量的量,预想通过数学公式的计量、计算从而达到一个精确确定物质运动速度、位置及状态的研究目的;而爱因斯坦的理论体系则恰恰相反,以物质的运动状态为研究对象,把速度确定为不变量或者说可测量的量,预想通过数学方程式的运算从而达到一个描述、反映空间、时间关系和存在状态的研究目的。也就是说,只要站在牛顿的研究角度上,使用“力”概念来考察世界时就必须面临解答“引力超距传递”这个疑难问题。
直至现在物理学一直面临着这么一个尴尬局面:一方面在科学技术实践中特别是航天技术领域中广泛应用着牛顿力学中的定律、定理和公式(这意味着承认力的概念、认可力的实在性),另一方面却熟视无睹牛顿力学中那个重要的“引力超距传递疑难”问题。换言之,时代虽然已经进入到21世纪,但是我们对引力的认知依然还停留在17世纪牛顿的那个时代里;现代人关于“引力超距传递疑难”问题并不比几百年前牛顿那个时代的人们知道的多多少;“引力超距传递疑谜”至今依然高跷的、醒目的悬挂在牛顿力学殿堂的大梁上虽经百年沧桑却无人破解、无人问津!
小结:如何才能在不抛弃牛顿“力”的概念的基础上再结合并继承爱因斯坦时空观的前提下彻底的诠释“引力超距传递疑难”问题呢?这就将成为21世纪新时代背景下物理学中关于引力本源的一个全新的科学问题和全新的科学使命!
2.“引力禁融”疑谜!
目前的物理学理论体系在自然界中已经总共发现了四种基本作用力,即万有引力、电磁力、强力和弱力。电磁力和万有引力主要存在于宏观领域中属于长程宏观作用力;而强力和弱力主要存在于微观领域只有通过仪器才可以检测得到属于短程微观作用力。
鉴于牛顿对地球上和天空中力学的完美统一和麦克斯韦儿对电力和磁力的完美统一,爱因斯坦将晚年全部时间都致力于引力与电磁力的统一工作,可惜直至逝世他的引力与电磁力理论统一工作也没能够完成,但是他这种极力寻求理论大一统的精神却被后来的科学家所继承和发扬,于是就又有人经过进一步的研究,试图寻找到一套理论或者一组方程,来诠释全部粒子以及这四种自然基本作用力,人们把这种不但可以诠释全部粒子现象而且可以完整说明这四种基本作用力的理论体系称之为“大统一理论”。
20世纪60年代,三位科学家提出一套理论体系,较为完美的把弱相互作用和电磁相互作用统一起来,这种理论不但分别解释了弱相互作用和电磁相互作用中的各种现象并且还预言、预测了几种新的粒子的存在,1983年实验中发现了该理论所预言的粒子随即证明了其理论的正确性,于是他们于1979年荣获诺贝尔物理学奖。
从60年代末70年代初开始鉴于弱相互作用和电磁相互作用的完美统一,在粒子物理学领域的科学家们逐步构建并完成了一套“标准模型”,这个模型目前囊括了自然中四种基本相互作用之中的后三种:强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用,最为惊奇的是这个理论能够精确预测实验的结果并同实验结果惊人的符合,它一次又一次不断的预言、其预言一个又一个被实验结果所证实,从此“标准模型”就成为现代物理学的一个主流理论。
“标准模型”理论认为:自然界一切物理现象和力学现象均是由费米子及玻色子这两大类粒子所派生,费米子是组成一切物质的基本粒子而玻色子则是负责传递各种作用力的基本粒子,这样以来变化万千的物质现象和力学现象都被还原成为了一种简单的粒子现象。
“标准模型”取得了前所未有的成功,但是就在“标准模型”取得辉煌的成就的背后出现了两朵让人不安的“乌云”,其中一朵乌云就是作为将为“标准模型”“封顶”的“希格斯子”至今渺无音讯、不见踪影;(乐观的科学家认为发现为“希格斯子”只是时间问题;悲观的科学家则认为,作为整个“标准模型”“基石”的“希格斯子”也许永远找不到)另一朵则是“标准模型”虽然完满的统一了四种基本作用力中的电磁力、核弱力和核强力后三种,但是就是无法将作为四大基本作用力之首的引力统一起来,虽然理论物理学家们通过各种努力尝试把引力和其它三种基本作用力能够统一起来,但每一次努力的结果都像爱因斯坦一样均遭到彻底的否定和失败,大一统理论工作就此搁浅、停滞不前。为什么其它三种作用力可以完美统一起来而唯独引力作用无法与此相融合呢?这就是物理学上“引力禁融”疑难问题,“引力禁融”问题至今困惑、困扰着着每一位理论物理学家,致使他们寝食难安、坐卧不宁。
小结:为什么唯独引力无法与其它三种基本作用力相融合呢?到底是大统一理论自身有问题、还是引力理论自身有问题呢?直至今日也没有一个人能够完美解答这个疑难问题,“引力禁融”之谜也就成为了21
3.“暗能量”之困惑!
20世纪90年代末以前人们普遍认为,把人们束缚在地球上的力以及使物体下降的力、地球围绕太阳、月球围绕地球的力都是引力作用的结果,所以引力是一种促使物质体相互靠近的作用力,如果没有了引力作用星系立刻就会四散分离、毫无秩序,可是如果只有引力作用那么星系就会塌陷、收缩成一团,不会呈现出目前这种井然有序、稳定和谐的局面。
于是有人就猜测,目前的宇宙之所以如此稳定、井然有序其中绝对不会只有引力一种作用力,应该还存在着一种可以抵消、均衡引力的、未知作用力,也只有这种作用力和引力作用相互平衡后,宇宙才会如此稳定、如此井然有序,这种认识在当时并没有引起人们的普遍重视,人们还是一如既往的认为,这种可以抵消、均衡引力的、未知作用力只是理论上的一种假设和猜想而客观实际中其实并不存在这种作用力,宇宙在引力作用下呈现的是一种减速膨胀的状态。
1998年天文学家通过天文观察却意外发现,宇宙并非人们所认为的在减速膨胀恰恰相反宇宙是在作加速膨胀,这可是一个惊世骇俗的发现,这一发现则意味着宇宙当中的的确确存在着一种可以抵消、均衡引力的、未知作用力,人们把种可以抵消、均衡引力的未知作用力的载体命名为“暗能量”,可见“暗能量”是相对于引力而言的、是作为一种能够抵消、可以抗衡引力的作用力,
在1998年以前科学界坚决抵制“反重力、反引力”作用力的一切言论,1998年之后科学界不得不承认这种反重力、反引力作用力是客观存在的,同时并着重加大“暗能量”的搜索和发现力度,但是12年过去了没有直接发现任何关于“暗能量”的蛛丝马迹,只知道“暗能量”是一种“反引力”、“反重力”的作用力,目前关于这个“暗能量”的本源即作用机制是什么还没有得到一个统一的认识。
小结:是“暗能量”从客观上根本就不存在、只是概念上一个错误的假设和猜想呢?还是“暗能量”客观上是存在的只是我们的理论研究方向和研究方法根本就不正确呢?问题究竟出在哪一方面呢?“暗能量”本源即作用机制之谜也就成为了21世纪新时代背景下物理学中关于引力的又一个全新的物理问题和全新的科学使命!
4.相对论与量子论不兼容之困惑!
牛顿认为,空间是平直而光滑的、只是提供给物质用来运动的场所而已,物质的运动变化和空间本身没有任何关系,在此基础之上牛顿发现了万有引力并建立了自己的力学体系,即各物质体之间存在着一种看不见、摸不着的引力作用,这种作用源于物质的质量并与质量成正比关系,正是由于这种源于质量的引力作用的存在天体运动才如此有序、和谐。由于牛顿引力理论无法诠释在虚无的真空中相隔遥远的天体之间引力的传递问题和水星近动等问题从而被爱因斯坦的广义相对论所替代。
爱因斯坦的广义相对论认为,真空空间并非牛顿所认为的那样是平直而光滑的,恰恰相反空间本身是具有形状的,只有当真空空间内没有任何物质和能量存在时空间才是光滑而平直的,当空间内进入大质量物质体时原本平直而光滑的真空空间立刻就发生形变弯曲并产生“褶皱”,牛顿理论体系中的“力”在爱因斯坦的理论中成为了一种假象和虚拟,空间弯曲、形变的“褶皱”到成为了一种本质,牛顿的引力现象在爱因斯坦的理论体系内变成了“几何图形”。
爱因斯坦的“几何图形”引力论虽然可以美满的诠释了引力现象以及很多宏观范围内的自然和物理现象,但是当用这种“几何图形”引力论去诠释其它三种作用力以及微观领域中的粒子现象时彼此排斥且互相矛盾,爱因斯坦的“几何图形”在这里被破坏殆尽、毫无用处,相对论在此第一次遭遇到了无法超越的阻碍和困难。
量子理论在诠释微观领域粒子现象却如鱼得水而游刃有余,该理论认为:一切物质及作用都是由微粒子组成的,费米子是组成一切物质的基本粒子而玻色子则是负责传递各种作用力的基本粒子,如电磁力由光子交换产生、弱力由玻色子交换产生、强力则由胶子交换产生。量子理论虽然能够圆满解释电磁力、强力和弱力这三种基本作用力但是当量子理论遇到爱因斯坦的“几何图形”引力时却显得牛头遇到马嘴而茫然不知所措,迫不得已科学家们假设出一种所谓的“引力子”来试图通过它将引力融合到量子论当中来,但是至今从未检测或发现关于“引力子”的任何蛛丝马迹,量子力学虽经多次努力还是无法涵盖引力现象,量子力学首次碰到了前所未有的困难和障碍。
爱因斯坦创建的相对论,在描述宏观世界时尽显其强大的理论诠释和预测功能,可是当把相对论应用到微观领域解释微观离子现象时却遭到了彻底的失败;同样量子理论在描述微观粒子现象时取得了巨大成功,但是当把量子理论应用到宏观宇宙天体星系时也遇到了空前的失败!
作为现代物理学的两大根基、磐石理论的相对论和量子论,在探索、考察自然宇宙这一个相同的研究对象时,其内部之间却存在着一个不可调和的、形同水火的矛盾和隔阂,这种矛盾和隔阂也就成为了现代物理学界最重大的危机和最核心的灾难!
为了协调、统一这两个理论体系,理论物理学家们绞尽脑汁做过大量的尝试,虽然每一次都豪情壮志、胆识过人,但结果大都是屡败屡战、屡战屡败,均以彻底的失败而终结。
为什么面对同一的客观世界而出现两个分裂又难以统一的理论体系呢?这个问题无时不刻的缠绕着主张“大一统”物理学家们的身心,迫使他们日夜不宁、百思不得其解,于是不少科学家发出了物理学到底怎么啦?这样的疑疑惑和呼喊!
以色列一位科学家对这种现象研究分析后指出,世界本应该由一个非常简单的原则和规律构成或组建,之所以造成目前物理学这么多复杂的的谜团和窘境的诱因,一定根源于我们已知的旧有理论体系当中某个理论认知出现了偏颇和错位,也正是这个理论认知上的偏颇和错位才最终造就了物理学目前的这些谜团、困惑,也促成了现代物理学界目前的窘迫和窘境。
小结:事实是否如这位科学家所预料的这样呢?我们以往的旧有理论体系当中到底哪个理论认知出现了偏颇和错位呢?下面就让我们深入到茫茫的物理学海洋之中去探寻、去发现已知的旧有理论体系当中是否真真有某个理论的认知发生了偏颇和错位。
二、物理学中一个玄妙的空间——真空
真空问题,既是一个古老问题又是一个崭新问题,说其老是因为从古希腊有文字记载开始它就是一个重要的哲学问题,说其新是因为在现代物理前沿它仍是一个悬而未决的科学难题,可见,真空问题自古至今在人类思想发展史中都占据着极其重要的地位和作用。
经典物理学和现代物理学就真空问题存在着对抗性的观点和看法,经典物理学认为,真空空间就是一无所有、就是虚无、其本身和物质及其运动没有任何关联;现代物理学则认为事实恰恰相反,真空是一种能量、能够弯曲形变具有物质实在性,其本身和物质运动具有密切关联。那么真空空间到底是经典物理学所认为的“空无”呢?还是现代物理学所认为的“实物”呢?下面重温一次真空的发现和发展史,希望能从中挖掘到全新的认知。
⑴ 传统物理学真空观的建立
公元前460-370年间,古希腊有一位大哲学家叫德莫.克利特他认为,世界的本源应是由原子组成的物质和虚无构成的空间共同组成,且原子在虚无中做永恒的运动。但是他这一观点却遭到公元前384-322年间的另一位大哲学家亚里士多德的强烈反对,亚里士多德则认为,虚无的空间(真空空间)绝不可能客观存在,因为空间必须有物质性才能相互作用,所以空间决不会虚无到没有任何物质和作用存在,空间即使没有物质存在也必须是一个具有作用存在的实体。从此关于虚无空间(真空)的客观存在性的争论一直延续到了公元十七世纪。
在公元1640年,以数学家、天文学家辈尔梯为代表的(即承认真空客观存在的)一组人,预想通过实验“制造”出来一个真空空间并依此来证明真空的客观存在性,实验思路是这样的,他们给一个大约10米高上端带有玻璃钟罩的铅管里先注满了水然后两端都堵上塞子后放进一个装满水的木桶里并靠在墙角,之后打开铅管下端的塞子,预想水在重力作用下水会流到铅管下端的木桶中,而铅管上部内就会空缺出来一个空间,这空缺的空间不就是真空了吗?但实验结果却出乎意外的什么也没有发生变化,实验遭到了失败而没有达到他们所预期的目的。
与此同时,十七世纪的西方由于文艺复兴和工业革命社会得到迅猛发展,特别是蒸汽机的发明和广泛应用促使社会对煤炭的需求大大增加从而煤矿业得到迅猛发展,由于当时生产力低下、技术的落后矿井内漏水成灾、事故频发所以严重阻碍了煤矿业的正常发展,此时有人发明了真空泵用它可以排除矿井中的积水,但就在使用过程当中工程师们发现了一个奇怪的现象,无论如何改进真空泵的构造和精度都无法将水抽到约10米以上的高度,在百思不得其解的前提下有人带着这个奇怪的问题去请教当时的著名科学家伽利略。伽利略听到这个消息后非常感兴趣并据此推测:真空泵能克服重力并把水传输到高处可能因为管子内部的真空具有某种作用力的缘故,并且他还把这种作用力称之为“真空力”;不仅如此伽利略还进一步猜测,真空泵之所以只能把水输送到10米左右的位置可能是“真空力”具有一定限度造成的。当时的伽利略由于年事已高无力研究此现象便把这个问题交给了他的一个学生拖里拆利,并提示他如果水有这么一个高度限制,那么其它液体也一定有一个类似的高度限制并且其液体密度越大则高度越低,可以利用这个原理改进天文学家辈尔梯先前那个失败了的实验。
在伽利略的提示下托里拆利将水改为水银、将铅管改为玻璃管成功的制取了一个以他的名字命名的、著名的托里拆利真空,那个制取真空的实验就是物理学史上著名的托里拆利实验。据史料记载,亲手做此实验的还并非是托里拆利本人而是另外一个名叫维维安尼的人于1643年在佛罗伦萨进行的,托里拆利只是实验的组织者和设计者,维维安尼做完此实验后就当场确认管内汞柱上方空缺的部分就是真空(托里拆利真空)。由于托里拆利实验第一个成功的“制造”出了一个“真空空间”,从而为存在了上千年的关于真空的客观存在性问题的争论画上了一个完美的句号。可见当时托里拆利实验目的只是为了制造出一个真空,其意义主要在于证明真空的客观存在性。
托里拆利实验虽然完美的结束了亚里士多德和德莫.克利特哲学之争,但是却又引发了一个全新的物理问题,即其实验中的汞柱高度差现象与连通器原理相互违背且互相矛盾,为什么托里拆利实验现象不遵循连通器原理呢?是什么因素导致了实验中那个汞柱高度的呢?受那个时代科学技术水平的限制以及传统思想的束缚维维安尼最终认定,由于玻璃管内是什么也没有的“空无”空间,而玻璃管外则是上万千米且具有重量的大气层,正是这玻璃管内、管外存在着这种气体压力差才最终导致了托里拆利实验中那个汞柱高度差现象。
&& 1647年法国科学家帕斯卡的多姆山实验和1654年德国科学家冯.格里克的马德堡半球实验的相继出现则被进一步认为是维维安尼“气体压力差”结论的全面证明,从此“大气压强”这个概念被正式引入到了物理学当中并成为诠释真空泵现象的主流思想和理论,而伽利略的“真空力”概念和思想还未被人们所了解和认知就淹没、消失在了茫茫历史河流之中。(特别注意:据史料记载,可能鉴于伽利略“真空力”的提示,而托里拆利本人就托里拆利实验及其结果未作任何正式声明和发表)
小结:托里拆利实验中那个玻璃管内的真空空间真的就是一个“什么也没有、什么都不能”、“既没有物质性、也没有作用性”的“虚无”空间吗?汞柱高度和管内真空之间就没有任何关联吗?伽利略的“真空力”猜测具不具备科学性呢?在这个“认知的十字路口”前,我们应该追随伽利略的足迹还是追随维维安尼的足迹呢?
⑵ 现代物理学真空观的发展
时间很快进入到20世纪,随着科学技术的迅猛发展以及各种新发明、新发现的涌出,特别是被誉为现代物理学两大科学支柱——相对论和量子论的出现,标志着物理学进入到一个崭新的新纪元,此时的物理学对待真空的研究和认识更加全面、更加深刻。
根据现代量子物理学海森堡测不准原理,不可能同时以较高的精确度得知一个粒子的位置和动量,这就意味着:当温度降到绝对零度时粒子必定仍然在振动;于是现代物理学量子论就此猜测,真空空间中存在着一种不同于常规物质能量的一种新的能量形式,并把真空在绝对零度下内部存在着的这种新形式的能量称之为“零点能”或“零态能”,目前真空空间中的这种“零态能”的客观性被现代物理学越来越多的证据所证实,“真空能”逐渐成为现代量子物理学的主流理论学说。
早在1915年,爱因斯坦写下一组方程后完成了他的广义相对论,这组方程就是著名的爱因斯坦方程:
  R_uv-1/2*R*g_uv=κ*T_uv
  (Rμν-(1/2)gμνR=8GπTμν/(c*c*c*c) -gμν)
  方程中的R_uv为里契张量其物理意义是在表示空间的弯曲状况。T_uv为能量-动量张量,其物理意义是在表示物质分布和运动状况。g_uv为度规,系数κ可由低速的牛顿理论确定。“_”表示下标,“^”后字母为上标。
  这个公式翻译成语言文字就是:空间物质的能量-动量(T_uv)分布=空间的弯曲状况(R_uv)
从数学上解这个方程后这个方程就可以转换为以下这种形式:
ds^2=Adt^2+Bdr^2+Cdθ^2+Ddφ^2
  式中A,B,C,D为度规g_uv分量。
为了简洁方便,通常让T_uv等于0,对于对称、静止的真空外部状态则另有一解。
若把宇宙常数项添加到方程式中后的爱因斯坦场方程就变为了:
  R_uv-1/2*R*g_uv+Λ*g_uv=κ*T_uv
  其中方程式中的Λ*g_uv则表示宇宙项,方程式中的“Λ”则就是宇宙常数,现代物理学中一般把宇宙常数理解为真空状态。
  如果我们单从数学形式上理解上面的爱因斯坦的场方程也可得出以下这种形式:
  ds^2=Adt^2+Bdr^2+Cdθ^2+Ddφ^2
  其中方程式中的A,B,C,D表示为:度规g_uv的分量。
方程式中的ds则表示空间弯曲的程度量,由于考虑到4维空间与时间的特殊关系,ds则是一个变量。
假若我们不去添加宇宙项时,ds和时间成正比关系,此时的宇宙就表现为一种膨胀状态;如果我们添加了宇宙项当Λ值恰当后,ds脱离与时间变化关系,此时的宇宙就表现为一种稳定状态。
  如果我们把宇宙常数项从方程式左边移项到方程式的右边,这样这也可以并不违背数学原理,推导、变换后的方程就成为如下的形式:
  R_uv-1/2*R*g_uv=κ*T_uv-Λ*g_uv
  这其实就得到一个二阶偏微分方程的负解,即方程式中Λ项是一个负值,由于这个负值的宇宙项平衡了常规物质的引力作用,所以可以得到一个宇宙稳定的方程解。
这则意味着,只有当真空中具有一种能抵消或平衡常规物质产生的引力的斥力作用后,宇宙才会处于一种稳定、有序状态。
1948年荷兰物理学家亨德里克.卡西米尔设计了一项检测真空中能量存在的方案:在真空中将两个不带电的金属薄盘靠在一起时金属薄盘会产生吸引力,而且这两个金属盘越靠近两者之间的吸引力就越强,1996年物理学家首次对此方案进行了测定其实际测量结果与理论计算十分吻合,于是把这种作用力命名为“卡西米尔力”,2009年科学家进一步发现卡西米尔力不仅仅是一种引力作用,在某种前提下卡西米尔力也可以转变为一种斥力作用。于是科学家就此认为,卡西米尔力是真空能量的一种表现、是一种源自真空能的力量!
综上所述,本文在深入思考后得出一个惊人的推断:空间内的天体、星辰的运动以及空间本身的弯曲和形变,其根源均在于真空空间本身具有一种“弹性作用力”的缘故!
小结:“真空空间具有弹力作用”这可是继爱因斯坦空间可以弯曲形变之后又一个惊世骇俗的时空观!
“空间弹力论”不但是爱因斯坦时空观的继承更是一种光大和发扬,它将爱因斯坦的那种难以抽象、难以理解的“几何引力论”、“形状时空观”,在一个全新的高度上有机的整合、还原为牛顿那种容易理解、能够计量的“力”的概念上来。
“空间弹力论”不仅仅是充沛了爱因斯坦的物质性空间观;而且是进一步扩大了空间的物质性;更是世界物质性唯物哲学观的有力证明!
三、 “空间弹力假说”的物理学意义及应用
如果说现代人都可以理解空间能够弯曲、形变,那么具有“弹力”的空间就不难理解了;如果说弯曲、形变的空间人们都弄明白了,那么空间具有“弹力”也更容易被人们所接受。更为重要的是具有“弹力”的空间和空间的“弹力”具有非凡的物理学意义,它能对物理学过去的、现存的一部分重大未解之谜给予彻底的诠释并且揭示的天衣无缝、美妙绝伦。
下面本文将试着先用“空间弹力论”去解释物理学史上著名的“万有引力起源之谜”、“超距之谜”、“惯性之谜”、“真空悬浮”之谜以及目前被誉为现代物理学十大科技谜团之首的“暗能量之谜”。
1.超距之谜。
牛顿因为无法解释在虚无缥缈的真空中,相距遥远的天体之间万有引力是如何相互作用的问题,最终导致了他亲手建立起来的引力力学体系的崩溃和瓦解,现在我们假设真空空间并不虚无飘渺而是一个“力”的客观存在体,那么真空就立刻从一种“虚无”瞬间成为了一种“实在”;从一种“空空”瞬间转眼变为了一种“媒质”,“空间媒质”的出现立刻就化解并消除了引力超距作用的问题,关于“弹力”的空间具体是如何化解超距问题的,请继续往下看。
2.暗能量之谜。
当我们利用“空间弹力论”去解释“暗能量”本源之谜时,我们会发现这个21世纪现代物理学中这个头等的科技谜团竟然是那么的简单和简洁,关于“空间弹力论”具体是如何解释超距问题的请继续往下看。
惯性现象是一种最为常见的自然现象它在现实生活中随处可见,主要表现为,物体质量越大越难以运动而一旦运动起来又难以停止,质量越大促使其运动状态发生变化所使用的作用力也就越大,也就是说,只要想促使物体状态发生变化就必须产生相对应的作用力,状态变化越大相对应的作用力也就越大。
惯性定律是牛顿力学体系中三大定律之一、是建立牛顿力学体系的基础,惯性定律同万有引力一样也依旧遇到了一个本质是什么的问题,也同样遭遇到了牛顿无法解答的尴尬结局,万般无奈的情况之下牛顿不得不像定义万有引力那样也将惯性定义为物质的基本属性已完结对这个问题的解答,但是牛顿的追随者们一直没有放弃关于惯性定律本质的追问和回答,四百年过去了关于惯性本质的问题至今还是物理学史上一个未解之谜。
如今当以上三个“千古谜团”遭遇到“空间弹力论”时,我们会发现这几个让牛顿苦苦思索且毫无头绪的问题竟然是那么的简单和简洁,关于“空间弹力论”具体是如何解释惯性问题的,请继续往下看。
※4.万有引力本源之谜。(本文的核心部分)
& 牛顿的力学体系虽然完美的解释了引力是如何作用物质并促使物质运动的,并可以精确地预测物质的运动状态,但是牛顿无法诠释万有引力是怎么产生的这个本源问题,也正是由于这个问题无法解答才诱发了引力超距疑难问题的出现,继而引发牛顿力学体系的崩溃和瓦解,下面本文将利用“空间弹力论”着重详细诠释万有引力的产生机制和作用机制。
在经典物理学当中,真空空间被视之为是一种没有物质亦没有作用存在的虚无空间,当真空空间被赋予一种具有弹力性质之后,空间的意义立刻变得十分神奇且无比强大。
&(一)、 假设当真空空间内没有任何常规物质、能量存在时,空间本身天然的具备、存在着一种均衡的“弹力”作用,依据力学相互作用原则,由于没有任何物质与其接触此时的真空空间本身对外不表现任何的力学特征,即此时的空间“弹力”对外作用力表现为零、作用方向表现为“零”,此时的“空间弹力”呈现出一个绝对的“零状态”。(见图解1)
(二)、假设当真空空间内进入了一个具有质量的天体时,(即一个物质天体与真空空间发生接触)真空空间随即从上上下下、左左右右、前前后后(即从物质体的四面八方)对这个天体产生一种“撕扯、拖拽、拉拢”的作用力,依据力学相互作用原则,与此同时物质天体也同时对真空空间本身相对应的产生一种相反的作用力,(我们暂且把空间和物质天体发生的这种作用形式称之为“偶合作用”这种作用力的大小相等但方向相反)这种“偶合作用”发生以后原本只是一种隐性状态的空间“弹力”被立刻表现出来并分化为具有两种方向性的作用力,一种作用力的方向由该物质体内部指向真空内部;另一种作用力的方向由真空内部指向物质体内部,由于这两种作用力大小相等、方向相反所以在物质天体周围空间内呈辐射状态发散,于是该物质体就被“镶嵌”在真空空间中呈悬浮状态。(见图解2)
作个比喻,假设真空空间中只进入了太阳一个天体,把太阳辐射的光线想象成太阳与真空相互“耦合”所产生的力线,(真实的这种作用力是隐性的、看不见的)真空就凭借这种力线“拖拽”着太阳而太阳也凭借着这种力线“拉扯”着真空,当二力平衡后于是太阳就轻松、自由的“镶嵌”在虚无的真空中呈现悬浮状态。这样一来就完美的解释了质量和体积都特别巨大的星系和天体为什么可以“悬浮”在虚无的真空空间这个千古疑谜了。
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