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[哲学]论意识[第14页] |
作者:侯工22 |
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28. 论速度 侯工 你坐在汽车里,与汽车在一起,是因为你与汽车同“速度”。 但是,你坐在火车里,在火车里走动,你的“速度”与火车不同,为什么你和火车仍然在一起? 还有,我们看到的太阳、月亮和满天星斗,都有几十亿年历史了,各有各的“速度”,为什么直到今天它们仍然在一起? 关键原因是它们的固有的真实速度相同。 其实,我们所看到的“速度”是一种宏观速度,它是相对速度,而不是物体的真实速度。物体的真实速度都等于光速。如果你与光不同速,你就看不到光。而光的速度,就是固有的真实速度,即宇宙本身的速度,称为本速。 为什么无论在什么条件下测到光在太空的速度都是个定值?因为观测者的本速等于光源的本速,两者的“速度差”永远等于0,所以测到的光速是不变的。比如,以速度V运行的火车发出一道光,在任何方向传播的速度都等于光速c,前方的光速不等于c+V,后方的光速不等于c-V,而且不需改变时间和空间的大小。那种通过改变时间和空间来保持光速不变的方法是不科学的,因为这种方法实际上否定了光速不变。 当你明白了光速不变的原理后,你就能够理解看来不同相对速度的物体为什么可以共存了。 你可以这样想:我们搭乘着地球,与地球同速,所以与地球在一起;地球搭乘着太阳,与太阳同速,所以和太阳在一起;太阳搭乘着银河系,与银河系同速,所以和银河系在一起;银河系搭乘着宇宙,与宇宙同速,所以和宇宙在一起——也就是万物同速,所以万物在一起。 地球有地球的速度,太阳有太阳的速度,为什么地球能够搭乘太阳?原来,我们所说的除了可见的物体的宏观速度,还有不可见物体的微观速度,如物体内分子的速度、原子的速度、电子的速度……最后归结为物体内最小粒子的速度。任何一个物体,它所有宏观速度加上所有微观速度的总和都等于光速。这种现象称为速度守恒定律。 虽然物体有了惯性以后,其宏观速度有快有慢,但是万物都要宇宙球面牵引着同步前进,而这个同步就体现在最小粒子上。物体是由最小粒子构成的。最小粒子的速度相同,物体的总速度也就相同了。例如,太阳就是通过调节微观粒子的速度来保持其本速的——由于太阳在自转,表层速度快,里面的微观粒子就要提高速度,才能与表层速度一致,这样里面的温度就升高了,这是太阳产生高温的原因。 物体的总速度是所有宏观、微观速度之和。例如,月球上一块石头的总速度等于月球相对宇宙球面的速度加石头内分子相对石头、原子相对分子、质子相对原子、电子相对原子、最小粒子相对电子……的速度之总和;地球上汽车的总速度等于地球相对宇宙球面的速度加汽车相对地球的速度,再加汽车内分子、原子、质子、电子、最小粒子……的相对速度之总和,两者是相等的,即本速相等,因此地球上的汽车与月球上的岩石能够共存。 根据速度守恒定律,宏观速度与微观速度是可以互相转换的。飞机起飞的时候,宏观速度增大,其微观速度必然减小,汽车刹车的时候,它的宏观速度减小,其微观速度必然增大,否则它们的总速度就会因为脱离本速而湮灭。例如,陨石进入地球大气层,宏观速度速度减小,微观速度随之增大,因而产生高温而燃烧,而在相同纬度的下,高山顶的宏观速度比平原大,其微观速度减小,所以温度比平原低。 由于月球的宏观速度大于地球,所以地球的微观速度大于月球,那么地球温度就高于月球。太阳的宏观速度小于地球,所以太阳温度高于地球。靠近银河系中心星球的速度低于太阳,可想而知,它们的温度高于太阳的温度。 地壳宏观速度比地心的大,导致地心微观速度比地壳的大,因而温度增高而形成岩浆。 随着地球不断远离太阳,现加上潮汐摩擦导致的能量损耗,其宏观速度不断变慢,而微观速度在不断增大,地球温度将不断升高,两极的冰块也会加速溶化,从而使海平面不断上升。 相对速度是物体相对运动的度量。 宇宙本速是宇宙的径向速度。 时间是宇宙径向运动的标志。 宏观速度使物体运动千变万化,但万变不离其宗,万物的总速度——本速,是永远等于光速的。这样,我们就可以解释,为什么定位卫星上的原子钟与地球上的原子钟会产生误差,原因是卫星上的原子钟的宏观速度比较快,其计时的原子的微观振动频率速度变慢,因而产生时间误差,这里并没有相对论什么事,因为是仪器本身的问题,并不是时间变化了——仪器不等于时间。 |
29. 光速不变定律 侯工 有人认为光速是光子的位移速度,其实不存在光子,也就是说,光不是由粒子组成的。光只是一种电磁波。所以,光的二象性纯粹是无稽之谈。 光波与水面的水波在原理上是一样的。水波是水平面的波动,也就是水波介质的振动,并没有水分子沿着水波运动。与水波一样,光的传播也是波形的,难道光“粒子”可以随着波形运动吗? 其实,光的传播也是传播介质——最小粒子(以太)的振动。 水波的介质是水,声波的介质是空气(液体、刚体等),光的介质是什么? 一般人认为光是在真空传播,无需介质。 任何波的传播都离不开介质,光波也不例外——早在十九世纪,先哲们就认为光在以太里传播,这是经典力学的重大发现,可惜后人错误地抛弃了。 其实,宇宙不存在真空,例如,任何物质都挡不住中微子。只要有中微子存在,就不是真空。中微子其实是电子的碎片。中微子继续分解,就是最小粒子。当然,任何物质也都挡不住最小粒子。 宇宙太空充满着最小粒子,还混杂着中微子、贝塔粒子、阿尔法粒子……等射线粒子,其中的最小粒子(旧称以太)是光波的传播介质。 其实,光速虽然是以太振动传播的速度,但是这个速度反映了宇宙球面运行的速度——可以说,光速就是宇宙速度。 由于光与宇宙球面同步,所以其速度等于宇宙球面的径向速度。我们的径向速度也等于宇宙球面的径向速度,所以测不出宇宙的径向速度。由于光是向四面八方传播的,各个方向的速度相等,因而,只要测出光在球面的速度,就是测出了宇宙的径向速度了。。 一,如何证明光速是宇宙速度? 因为宇宙在作径向匀速膨胀运动,宇宙是一个膨胀的球面。我们搭乘宇宙运动。我们能够看到光,说明我们与光同速,也就是光与宇宙同速。 由于光向四面八方传播,所以我们测到的光速是光在宇宙球面的横向(相对于径向)速度。由于面向垂直于径向,所以可以测量出来,而且由于宇宙径向速度不变,所以光速不变。 二,光有纵向(径向)速度吗? 光的纵向速度就是宇宙的径向速度,与我们的径向速度相同,所以测不出来。 光的纵向速度加横向速度等于光速的方根2倍吗? 光不是一般的矢量,不能这样相加。因为光的纵向速度相对于球面横向为0,光不能超出宇宙球面。 有人说,但若宇宙的膨胀速度是光速的话,那你沿膨胀方向发射的光或电磁波,就无法发射出去了? 其实,你沿膨胀方向发射的光或电磁波是可以发射出去的,只不过其速度与宇宙速度相同,你测不出来而已。 三,如何证明宇宙在匀速膨胀? 宇宙是一个统一的整体,各向同性,所有物理公理在任何地方都是适用的,不存在有的星系在膨胀,有的星系在收缩的现象。 宇宙万物是同时存在的,它们的实体同时存在于宇宙球面上。虽然我们看不到它们,但是它们留下的光会传到我们的眼睛,根据它们的距离,我们可以判断它们在球面上的位置。我们观察远方的天体,有的是100亿年前存在的,它的实体现在可能不存在了,但是它们过去曾经同时存在过。现在仍然存在的天体都同时存在于宇宙球面上——这个同时存在的时间就是宇宙膨胀的半径,也就是宇宙的年龄。 由于宇宙在匀速膨胀,所以万物能够同时存在。如有物体速度慢/快了,就不能同时存在了,所以同时是绝对的,不存在相对论说的同时相对性。相对论的错误是不知道万物的本速是相同的,不存在谁快谁慢的问题,相对速度只是假象而已,例如,看起来飞机比汽车快,实际上两者都是地球的乘客,它们的速度都等于地球速度,也就是说,它们是同速的。 一九二九年,美国天文学家哈勃根据“所有星云都在彼此互相远离,而且离得越远,离去的速度越快”这样一个天文观测结果,得出结论认为:整个宇宙在不断膨胀,星系彼此之间的分离运动是膨胀现象。 膨胀是由于膨胀力的作用。膨胀力的反作用力就是万有引力。 气球上的斑斑点点,随着气球被吹胀,球上的斑点各自远离而去,这有点像宇宙球面的膨胀。我们可以假设宇宙是一个正在膨胀的气球,而天体是气球表面上的点。我们的地球就是其中一个点。这些天体不会离开气球的表面,只能沿着表面移动而不能进入气球内部或向外运动。 如果宇宙不断膨胀,也就是说,气球的表面不断地向外膨胀,则表面上的每个点彼此离得越来越远,其中某一点上的某个人将会看到其他所有的点都在退行,而且离得越远的点退行速度越快。人们观察到的红移现象就证明这点。 红光的频率比蓝光的低。天体的光或者其他电磁辐射由于(1)远离拉伸使波长增大或(2)膨胀引起曲率变平缓而使波长变长,这(1)和(2)使频率降低,将它们移向光谱的红端的现象称为“红移”。 第(1)类红移在1842年由布拉格大学的数学教授克里斯琴·多普勒做了说明,它是由运动引起的。当一个物体,比如一颗恒星,远离观测者而运动时,其光谱将显示相对于“静止(远离速度较小)”恒星光谱的红移,因为运动恒星将它朝身后发射的光拉伸了。【类似地,一颗朝向观测者运动的恒星的光将因恒星的运动而被压缩,这意味着这些光的频率较高,因而称它们蓝移了,如相邻两个星系边缘相互靠近的星球。】同星系的恒星和各星系之间都出现红移,说明宇宙在膨胀。但由于大家都不知道宇宙球面的膨胀,因而不了解(2)的情况。实际上所有红移都兼有(1)(2)两种情况。(详情请参考11. 《宇宙的膨胀运动》) 【实例】 1.实验证明,月球每年远离地球95px,这说明宇宙线性在匀速膨胀(在面积上是加速膨胀的)。 2.为什么3年要闰1秒? 时间的单位长度严格不变,一秒钟是原子几十亿次振动的时间,如铯133的共振频率为9 192 631 770Hz,即铯133振动9 192 631 770次为1 秒。但同时要求原子钟所指示的时间与平时人们使用的时间基本同步,两者之差不得超过±0.9秒。若地球运动变慢,原子时误差将超过0.9秒时,便人为地加进1秒去,即将秒针向后拨1秒,反之则要扣去1秒钟,即将秒针向前拨1秒。国际上规定,这种闰秒由国际时间局根据实际情况来处理,但加减必须在特定的时刻进行:12月31日或6月30日最后一分钟的最后一秒之后。 按照这几十年来已知的差异来测算,平均3年多闰1秒,每年闰0.3秒,还没有出现过将秒针向前拨1秒的情形,说明地球运动只会变慢。 一年3.1536*10^7秒,1亿年后,地球公转一周就要现在的2年时间,那时的1秒等于现在的2秒,活到50岁就是现在的100岁。 闰秒现象说明地球运动在变慢。 3.为什么地球运动会变慢? 不是因为季节变化,而是因为(1)潮汐产生摩擦而消耗能量。(2)宇宙膨胀,地球在远离太阳,公转一周的时间延长了,(3)地球在分解,质量在减小。以上3个原因使地球运动变慢了。 四,为什么光速不变? 因为宇宙膨胀速度不变,所以光速不变——光速反映的是宇宙的径向速度。 五,为什么光速刚好是 c=299792458米/秒? 因为最小粒子的能量是个定值,从而决定其速度也是个定值=299792458米/秒。最小粒子的速度就是宇宙球面的速度,因而决定了宇宙膨胀的速度等于299792458米/秒。 六,光速不变定律 在著名的M-M实验中,无论怎样测量,光的速度都是一个常量,即光速与光源的速度无关,也与测量者的速度无关,这种现象称为光速不变定律。 例题1:如果2艘以光速相对运动的飞船,其中一艘测量另一艘的速度是多少? 解:你可能以为是2c,其实是1c,因为两艘飞船的径向速度相同,即本速相同,两者位移为0,互相测量到对方的速度相当于其船身发出的光的速度,这个速度当然等于宇宙速度c,即任何速度加光速仍然等于光速:c+c=c。 例题2:在以光速飞行的飞船A上发出的光(速度为c),或者射出的子弹(速度为v),一艘以光速飞行的飞船B相对而行,请问B测到A发出的光或者子弹的速度是多少? 解:A、B的本速相等,B测A上发出光的速度等于宇宙的径向速度,即任何速度加光速仍然等于光速:c+c+c=c,B测A上发出子弹的速度等于测到子弹身上发出光的速度,任何速度加光速仍然等于光速:c+c+v=c。 所以,光速不变定律表述为:任何速度加光速仍然等于光速:v+u+c=c。V为光源速度,u为观测者速度。当v=u=c时,等式仍然成立。 某物体速度为v,请问它发出的光的速度?——如果v+c大于或小于c,那么这个物体就不在宇宙上了,所以它发出的光的速度等于c。 铁路AB段是直线,火车由A驶向B,行到中点C时闪了一下灯,请问AB谁先看到灯光?——根据光速不变定律,AB是同时看到灯光的。 由上可见,洛仑兹变换中v+c式是不成立的,因为v+c=c,也就是说,爱翁的相对论是不成立的。 【多普勒效应】一个运动物体发出的声波的波长(声调)也有与此完全相似的变化。朝向你运动的物体发出的声波被压缩,因而声调较纤细;离你而去的物体的声波被拉伸,因而声调较雄壮。任何遇到过急救车或其他警车警笛长鸣擦身而过的人对以上两种情况都不会陌生。声波和电磁辐射的上述现象都叫做多普勒效应。虽然天体在远离,无论其远离的速度是多少,根据光速不变定律,它发出的光的速度仍然等于299792458米/秒。 |
30. 相对速度 侯工 在28.《论速度》里,笔者说的万物同速,是从宇宙视角说的,搞得很多人雾里看花一头雾水。由于大家习惯了从地球角度看问题,因此在这里要作补充说明。 从宇宙视角说的速度叫做本速,也就是宇宙球面的径向速度,即宇宙速度,这是绝对速度,其值恒不变。由于宇宙球面牵引着万物同步前进,所以万物同速。 而从地球角度说的速度叫做相对速度,也就是局部的系统内速度。 做为地球人,说飞机比汽车快,是以地面作为参照物的。比如,汽车相对地面速度100km/h,飞机相对地面速度800km/h,当然飞机比汽车快了。 这里要注意的是,相对速度只在系统内成立,在系统外不成立。比如:在人体内,血液对血管有速度,但是在人体外看来,血液、血管和人体是同速的;在地球内,飞机速度比汽车快,在月球上看,飞机、汽车和地球是同速的。如果在宇宙外看,宇宙所有存在的东西都是同速的。 特别要注意的是,光的传播速度不是以地球为参照物的,因为光不属于地球系统,也不是以光源作参照物的,因为光不属于光源系统。光不属于任何局部系统。光是以宇宙原点为参照物的,是以宇宙作为系统的。宇宙原点就是宇宙诞生的地方。 力也是一种波,力的传播速度也等于光速。 为了明确起见,今后在谈到速度时,应该说明是相对速度,还是本速、光速——虽然在量值上,光速等于本速,但是两者概念不同:光速是指光传播的速度,本速是指物体本身固有的速度,所有物体和物元的本速都是相同的。只有这样,万物才能同时存在。 |
24. 恒星为什么会爆炸? 侯工 恒星爆炸一般称为超新星爆发,是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸发出的光极其明亮,过程中波及其所在的整个星系,使整个星系一齐爆炸,因而可持续几周至几个月(一般最多是两个月)才会逐渐衰减变为不可见。有的恒星通过爆炸会将其大部分甚至几乎所有物质以可高至十分之一光速的速度向外抛散,并向周围的星际物质辐射激波。这种激波会导致形成一个膨胀的气体和尘埃构成的壳状结构,这被称作超新星遗迹。如著名的“蟹状星云”,就是在1054年一颗超新星爆发中形成的。 一颗超新星爆炸所辐射的能量可以与该恒星在其一生中辐射能量的总和相仿佛。这是因为其物质基本上分解为碎片,其中部分分解成为最小粒子。根据质能方程E=1/2mc^2,可知释放的能量是相当巨大的。 为什么恒星会爆炸? 一般人认为是因为恒星的燃料消耗完了,温度降低,内部压力减小,导致引力坍塌,在收缩过程中发生碰撞,再次产生高温,从而产生爆炸。 笔者曾经说过,维持原子稳定的电磁力是万有引力的10^37倍,万有引力根本不能压碎原子,怎么可能产生引力坍塌呢? 为了回答这个问题,首先要对恒星受力情况进行分析。 1 恒星首先受到宇宙球面的挟持力,这是恒星能量的来源。由于宇宙球面不断膨胀,从而使恒星不断远离星系中心。当恒星离开星系中心越来越远时,根据本速守恒原理,其宏观速度就会越来越慢,内部的微观粒子的速度就会越来越快,温度越来越高,压力就越来越大。到压力大于恒星凝聚力的时候,恒星就爆炸了。 2 什么是恒星凝聚力?——由于恒星内部存在膨胀力,其反作用力是万有引力。膨胀力使恒星解体,而万有引力则使恒星凝聚,这是凝聚力之一。万有引力除了维持星球稳定外,还维持星系的稳定。由于宇宙球面积不断加速膨胀,导致物质加速分解,标志着分解原子核的弱力不断增强,维持原子核的强力不断减弱。强力是凝聚力之二。由于宇宙膨胀,使原子体积增大,电子不断远离原子核,从而导致维持原子外围电子稳定的电磁负力减弱——电磁负力是是恒星凝聚力之三。重力指向星球中心,是凝聚力之四。膨胀力使恒星体积不断扩大,密度不断减小,导致前三种凝聚力下降,而星球的质量不断减小,导致重力加速度减小,从而使第三种凝聚力下降。由于一方面四种恒星凝聚力都在不断下降,而另一方面,因为恒星宏观速度减慢而微观速度加快温度升高致使内部压力增大,所以恒星不可避免要爆炸。 为什么星球上的物体只能测到重力而测不到万有引力?因为在球面方向上,万有引力与膨胀力互相抵消了,所以测不到,而重力是径向力在球面上的反映,没有力来抵消,所以能够测出来。 3 大质量的恒星,其宏观速度更小,导致其微观速度更大,内部温度更高,压力更大,因而更容易形成超新星而爆炸。 综上所述,恒星是因为宇宙球面膨胀,宏观速度变慢而导致微观速度增大、温度升高、压力增大、凝聚力下降引起爆炸的。 |
31. 光速不是一般相对速度 侯工 一般相对速度的定义:相对速度表征动点在某瞬时相对参照物运动快慢和运动方向的矢量。在匀速“直线(假设)”运动中,速度的大小等于单位时间内物体经过的路程;在设定参照系里,速度是三个互相垂直的分矢量的和。相对速度是随时变化的。 光速定义:光速是光在宇宙球面上的传播速度,表征着宇宙球面的径向速度,所以是一个恒值。 在以任何速度运行的物体上发出的光线,在太空中其速度恒不变,因为光速反映的是宇宙球面的径向速度,与光源速度无关,与观测者速度也无关。光速不是矢量,因为其径向与球面的相对速度为0,光速也不是一般的标量,因为一般标量是变量,而光速不变,所以光速可以作为长度标准,1标准米即光在1秒内光走过的距离的倒数1/299792458。 光速实际上代表宇宙的特性——宇宙在径向是恒速运动的。 从定义上看,相对速度是指具体物体的运动状态,而光速是指整个宇宙的运动状态,两者所属范畴不同,是不能进行混合加减乘除运算的。爱因斯坦就犯了这样的错误,他在进行相对论的数学证明时,引用了洛仑兹变换,其中有普通速度v和光速c的混合运算: 洛伦兹变换是狭义相对论中两个作相对匀速运动的惯性参考系(S和S′)之间的坐标变换。若S系的坐标轴为X、Y和Z,S′系的坐标轴为X′、Y′和Z′。为了简单,让X、Y和Z轴分别平行于X′、Y′和Z′轴,S′系相对于S系以不变速度v沿X轴的正方向运动,当t=t′ = 0 时,S系和S′系的原点互相重合。同一个物理事件在S系和S′系中的时空坐标由下列关系式相联系: 这个关系式称为洛伦兹变换。爱因斯坦认为不同惯性系中的物理定律在洛伦兹变换下数学形式不变,它反映了空间和时间的密切联系,是狭义相对论中最基本的关系 。但是在变换中出现的vx/c^2、β=v/c都含有光速和普通速度的混合运算,可见洛伦兹变换是个伪命题,那么相对论也是个伪命题了。 爱因斯坦口头上说光速不变,但是他不知道光速为什么不变,实际上他仍然将光速当成普通相对速度,即光速是可变的。所以他异想天开地说,在运动的参照系上,时间会变慢,例如火箭速度是30000km/s,时间就会变慢为1.1秒,那么在火箭上测光速,330000/1.1仍然等于光速300000km/s,如果火箭速度等于光速,那么时间变成无限慢即时间停住了,火箭上一切定格变成一幅画面,像一张照片一样,火箭上的人不会动作,也不会思考,死了也不会腐烂,因为动作、思考和腐烂都要时间变化。 据说全世界懂得相对论的只有两个半人,但是维护相对论的人却成千上万,可见大部分维相者都是随大流人云亦云的,说明爱因斯坦的忽悠能力无人可及。 如果你能用脚趾头想一想,宇宙一切是同时存在的,如果火箭的时间不同,它还能够存在吗? 至于火箭上的尺子会缩短,质量会变大,就由看官自行判断了。 |
32. 光速是宇宙特性 侯工 什么是矢量?一般人认为,有大小和方向的量称为矢量。在坐标系里,一个矢量可以分解成三个互相垂直的分量,这三个分量就是以这个矢量为对角线的立方体的三条边,方向分别对应于坐标系的三条轴。如果矢量某条轴的分量为0,那么这个矢量就成为长方形的对角线。如果矢量有两条轴的分量都为0,那么这个矢量变成了平行于某条轴的一条直线。 按照地球思维,方向无非是上下左右前后,这些概念都是有参照物的。由于宇宙是唯一的,对于宇宙球面来说,唯一参照只有一个原点。所以上下左右前后是地球思维,并不适合宇宙。 在宇宙里没有绝对的平面,宇宙只有球面。宇宙也没有绝对的直线,宇宙只有曲线。光速不是地球思维里的数量,不能用地球思维来下定义,所以,光速是不是矢量就是个伪命题。 什么是标量?一般人认为,标量指在坐标变换下保持不变的物理量。用通俗的说法,标量是只有大小,没有方向的量。按照地球思维,标量可以进行四则运算,如长度是标量,一米加二米等于三米,一般速度当速率时也是标量,也可以加减。但是光速不能进行四则运算,任何速度加减光速仍然等于光速,M-M实验证明光各向同速,而且与系统运动无关,即无论观测者与光源之间作什么运动,所测到的光速不变。 船在河里顺流航行,船的速度要加上水流的速度。这里的速度是速率,是标量,可以相加这叫做伽利略变换。但是,伽利略变换不适用于光的传播。船上灯光传播的速度,加上船和水流的速度,仍然等于光的速度。因为船的速度的参照物是河岸,而光速的参照物是宇宙原点,与船、河岸无关。虽然光速在不同参照系里数值不变,似乎是个标量,但是,光速是宇宙的特性,不是一般的数量,所以光速不是标量。 什么是常数?常数是指固定不变的数值。如圆的周长和直径的比π﹑普朗克常数h等。π可以用来计算圆周、圆面积等,普朗克常数可以用来做函数的系数,如Ek=hv(能量与频率成正比)。然而,光速虽然不变,但是不可以参加运算,也不可以做函数的系数。因为光速有特定的含义,它表示宇宙的径向速度,是宇宙特性,所以不是一般的常数。 概而言之,光速不是矢量,不是标量,也不是常数,甚至不是一般的数。光速代表宇宙的本速,是宇宙的特性。 |
33. 光速实例解疑 侯工 物理吧有个学者y提出了一个典型光速问题,并且做了解答。 实例如下: 学者y:在讨论超光速这个问题之前,我们先来看这样一个例子。 例子里面有个观测者C,刚出生的婴儿A,刚出生的婴儿B。C在原点静止,A在-a处静止,B在a处静止。对于C来说,A和B是同时出生的。翻译过来就是在C眼里,A和B这两个事件同时发生。 现在问题来了,如果在C的眼里,A、B出生的那个瞬间,在C的位置刚好有另一个人D擦身而过,正在以v的速度向右跑。那么在D的眼里,A和B还是同时发生的吗? 这里我们把问题简化一下,在相对静止的C参考系里,事件A和B发生的地点分别为x=-a和x=a,发生的时间点是t=t1。其中空间相距Δx=2a,时间差Δt=0。然后求在匀速运动的D参考系里,事件A和事件B的时间差Δt’是多少? 这里我们要用到最简单的洛伦兹变换(默认读者都会用) 其中x和t是C眼里的坐标。x’和t’是D眼里的坐标。因此我们要求Δt’,这里只要带入Δx=2a和Δt=0就行了。 注意,得到的Δt’不等于0。也就是说,在C眼里,A和B是同时发生的,但在D眼里,A和B不是同时发生的,而是B先发生了,然后A才发生的。 那如果,D是以v的速度向左运动,那么此时D的眼里,是A先发生还是B先发生,还是同时发生呢? 因为完全是相对于原点对称,猜都能猜出来,这次是A先发生,然后B才发生。 这说明了什么呢? 1.说明时间不是绝对的(这个大伙应该都知道)。 2.在一个人眼里同时发生的两个事件,在其他人眼里,可不一定是同时发生的。可以是A先发生,也可以是B先发生。 鄙人点评如下: 按照学者y的解答,完全可以把人忽悠瘸了——两个同时发生的事件,经过洛仑兹一变换,就像变魔术一样,变得不同时了,而且还可以任何一个先发生。洛氏真是神了,居然可以将时间任意改变! 本来,同时发生的两个事件,必然是绝对同时的,无论观测者是C还是D,观测到的结果是一样的,不仅Δt=0,而且Δt’也等于0。 问题就出在洛伦兹变换上。洛伦兹虽然很伟大,但他不是神仙,也是会犯错误的。 洛伦兹变换的错误在于v^2/c^2。因为光速是宇宙运动速度,代表宇宙的特性,不是一般相对速度,不能与一般速度一起进行混合运算。如果可以的话,光速就是可变的了,显然是错误的。所以洛伦兹变换是不成立的,那么学者y的解答也就是错误的了。 再看学者y提出C和D不同参照系来忽悠人,好像真有那回事。其实任何运动都离不开时间。所谓参照系必须以同一时间作前提条件。不同时间的参照系是不能比较的。所以,在同一时间里,C的参照系是AB,D的参照系也是AB,两者是同一参照系。在同一参照系里,时间是相同的,不可能有时间差Δt’。以后看到本是同一参照系却要另立参照系的,基本上是忽悠人的。 学者y的时间差Δt’是怎么回事呢?实际情形是,由于D和C的本速相等(28.《论速度》),即使D以v的速度向左(右)运动,他与C并没有产生本速差,相当于在同一个观测点上,没有产生位移。我们看到的位移只是假象而已,实际上两者的本速是相同的,都等于宇宙球面的径向速度。因为M-M实验已经证明,无论观测者与光源之间如何运动,所测到的光速不变。就是因为观测者与光源的本速相等,无论如何运动,观测者与光源没有本速差,相当于两者没有位移,就像没有相对运动一样,所以光速不变,而不是因为时间改变了。时间是宇宙球面径向运动的记录,是可以人为改变的吗? 有人以为M-M实验不能证明任何条件下光速都不变,其实,一个结论,只要没有反例是光速可变的,那么就是成立的,没有必要做任何条件下的实验。 本实例与M-M实验原理相同,无论是观测者是C还是D,在观测光速的时候,与光源之间在本速上是没有位移的。根据光速不变定律,光源无论以什么速度运动,以及观测者以任何速度运动,观测到的光速都是不变的,说明时间是绝对的,同时性也是绝对的。 分享: |
34. 光速与时间 侯工 有人说光速是宇宙最快的速度,其实所有物体的速度与光速相同。如果你站在宇宙外面,光速与万物是同速膨胀的,都在宇宙球面上,所以不能说光速是宇宙最快的速度。 有人说时间是一条独立的河流,在匀速地静静地流淌。然而,这条河流在哪里? 其实,光和时间是同一条河流——宇宙球面的径向运动。 光速与时间方向相同,都是宇宙球面的径向,但是两者定义不同。光速是光在宇宙球面的传播速度,等于宇宙球面的径向速度。时间是宇宙球面径向运动的轨迹。 有人说光速有大小没有方向,其实,对宇宙来说,光是有方向的,光的方向是径向和球面向。 光速是宇宙球面径向运动的快慢。虽然光速有方向,有大小,但是径向与球面的位移为0,光速大小是个恒值,因而不是矢量,不能进行矢量合成。光速的径向与面向的合成仍然等于光速,如果是矢量,就会大于(小于)光速,大于(小于)光速就会离开宇宙,这是不可能的。例如我们的速度等于光速,我们打开手电筒,手电筒光的速度还是等于光速,即:c+c=c。 如果手电筒光的速度大于c,就会跑到宇宙外面去了,我们就看不到手电筒的光。即使你在以光速飞行的飞船上(完全是假设,只有最小粒子才能达到光速)打手电筒,其光速也是等于c,即c+c+c=c。因为以光速飞行的飞船仍然在宇宙球面上,它发出的光也仍然在宇宙球面上。所以,在宇宙内任何物体发出的光,其速度都等于c,而且时间、空间和质量等都不会发生任何变化。 有人说光速是速率,所以是标量。但是标量可以进行四则混合运算,光速则不能,所以光速不是标量。例如距离是标量,可以加减乘除,但是光速不能。 有人说光速有不变量值,所以是常数。但是常数可以作为函数的系数,例如根据普朗克的能量子理论,ε=hν,ε是最小能量单位,称为能量子,此式表示能量和频率是正比关系, h是普朗克常数,是式中的系数。但是光速不能作系数,所以光速不是常数。 其实,矢量、标量、常数都是来自地球思维的产物,因此不符合作为宇宙特性的光速。光速是宇宙的本速,是宇宙的运动特性,不能作为一般数量来看待。 虽然时间有方向,但是只有一个径向,所以不是矢量。时间是宇宙球面径向移动单位距离的间隔的度量,距离不同,间隔就不同,所以时间是标量。 光与时间有个共同点——任何运动都离不开它们。因为运动需要时间,没有时间就不能运动,而任何物体的本速都等于光速。 不管在任何相对速度的物体上,都与光速同步,否则就看不到光。即使你在以光速飞行的飞船上,仍然可以看到光,说明你与光同速。高于或低于光速(即离开了宇宙),都看不到光。 不管你在任何时间,以任何速度运动,都表现为现在的运动。你现在不能见到明天下雨,也不能参加昨天的篮球比赛。你不能回到童年,也不能飞跃到下个世纪。虽然你看到的是过去的月亮,但是当你登月时却是当时的月亮。虽然明天一定会到来,但是你等到明天来临时,却又变成了当下。现在就是真实的你,没有现在,你什么都不是。时空隧道使你可以回到过去,高速飞船使你保持年轻,都只是童话故事而已。 可见,光和时间将你紧紧绑住,使你与它们寸步不离。专家说量子纠缠可以超光速,说明量子纠缠不是物质的运动,而是人的意识的运动。人的意识的运动可以将人忽悠瘸了。 |
35. 如何正确理解光速 侯工 欢迎广大读者对我的论点进行反驳,只要不喷就行。 有个网友就很好,他提出了不同意见:“如果我们从光观察者所观察到的客观事实出发,而不是从我们头脑中的主观臆想出发,我们就会发现,光观察者所观察到光是从光源发出而运动到他这里,其运动速度是方向由光源指向他的向量,而不是标量,你离开光速向量来‘论光速’纯粹是无稽之谈,瞎扯。” 人的思维往往被其居住的环境困住,就象井底之蛙,被四周的井壁困住一样。如果井底之蛙要想了解世界,它必须爬出水井。同样,人类要了解宇宙,就要跑出宇宙,起码在思维上跑出宇宙。 就如这个网友,他只相信眼睛所看到的,却没有怀疑所见所闻,那么也是一种井底之蛙的思维,因为所见所闻不一定是真,也就不是事物的本质。 人见到光从光源发出,这只是表面现象,不是事物的本质。实际上光源是被宇宙球面牵引着运动的,所以光源的速度等于宇宙的径向速度,当然光速也等于宇宙的径向速度。 由于我们随着宇宙球面运动,所以测不到宇宙的径向速度。好在光是向四面八方传播的,我们可以测量光的速度,测到光的速度,也就等于测到宇宙的径向速度。 既然光是向四面八方传播的,那么是不是有个方向是径向的?这就是最迷惑人的地方,也就是百思不得其解的问题。 这个问题只有站在宇宙外面才能解决。假如你站在宇宙外面,你看到光源发出的光,只在球面上传播,因为光的径向速度等于宇宙球面的径向速度,虽然向着四面八方传播,但是不可能离开宇宙球面,离开球面,等于速度超过宇宙的径向速度,这是不可能的,所以你测光的任何方向的速度,都是光在宇宙球面方向的速度。 由于两个向量可以合成一个向量,合成的总量大于分量,而光速不能合成,如果可以合成,其总量就大于光速了,这是不可能的,所以光速不是向量。 为什么我们看到光是向四面八方传播的?这是人的错觉。宇宙在最短的1霎时间内只是一个二维的面,就像一张照片,照片里有一盏灯,是没有立体感的,照片上的灯光只能在照片上传播,不会传到照片外面,当然不会向着你运动,所以不是向量。照片的物理意义就是时间为0。但是事实上时间是延续的,平面就有了立体感,相当于无数个不同方位拍摄的照片叠加在一起,这样光就像在向四面八方传播了。 |
36. 多维世界 侯工 0维是一个点,没有长度,没有大小。被拴在牢房的木桩上的囚犯是0维生物。 一维度是一条线。只在一条线上来回活动的蚂蚁是一维生物。 二维度是一块“平面”。只在井底活动的青蛙是二维生物。 三维度是自然界。球面是二维,加上时间是三维。一般能够在立体空间活动的动物是三维生物,例如猫、狗、飞鸟等等。 第四维度是具有智慧意识形态。有智慧意识的人类是四维生物。 人一思想,或者做梦,就进入四维世界。 四维的人类可以洞悉三维、二维、一维和0维。 高维不受低维限制。维度高的看维度低的,看得清清楚楚,比如人类看动物世界,无所遁形,毫无隐私可言;而维度低的,看不到维度高的。比如,井底之蛙就看不到井上世界,低维度的动物完全看不到人类的隐私,也不明白人类的思想与行为。 其实,人类里面还可以再分为四维,五维,六维,七维,八维。不开悟的是四维。如曾参,孔子当面对他说:“参乎!吾道一以贯之。”孔子之意,是以自然规律之道贯彻始终。但是曾参却对同学说:“夫子之道,忠恕而已矣。”道包罗万象,而“忠恕”只是其中一小集,相当于大树上的一片叶子。一片树叶可以等于一棵大树吗? 曾参将这一观点坚持到死,误导中华两千多年,贻害无穷。 前几天,有个网友问我电子结构问题,我向他作了详细讲解。你猜他听后怎么说? 他说:“知道了。不过,说实话,没有什么价值。” 你说气人不?不气,当你知道他是第四维度的,而电子结构属于第五维度,你还生气吗?人的价值观不同,对价值的理解就不同。不同维度的人,有不同的价值观。高维度的人认为真理有价值,低维度的人认为食品有价值。猪觉得吃饱睡就是有价值。 农夫陈胜都会说:“燕雀安知鸿鹄之志哉?”——请注意,北大某校长将“鸿鹄”念成“红号”,是因为他是低维度的“燕雀”,不知道高维度的鸿鹄[hóng hú]。 鸿鹄听到堂堂国之重器之长的演讲,笑掉了64颗牙齿——这是花边新闻。 三维以下的,要受时间空间限制。四维的不受时间空间限制。例如人类可以回忆,也可以做梦,回到以前的岁月,见到已经死去的人,或提前进入未来社会,精神上过着乌托邦式美好生活。 君子包容小人,小人不一定包容君子。 高维度的人明察低维度的人,而且包容低维度的人,知道世界本来如此。而低维度的人无法理解高维度的人,因而不能包容高维度的人——他们对自己不理解的,通通骂为“民科”。 马克思都有很多高深思想没有对恩格斯说,因为说了也是白说,只好记在手稿上。——但这并不影响他们的友谊。 大智慧的哲人是高维度的。越高维度的,就越接近真理,但是,如果没有道德,维度高的可能会忽悠维度低的——维度高的将维度低的忽悠瘸了,就可以将拐高价卖给他们——本山叔对范哥就是这么干的。 世界是多维的。俗话说,一粒米养百种人。由于社会里存在各种维度的人,所以要多点包容。对不理解你的人要包容,对你不理解的人也要包容。互相包容,是世界和平的前提条件。 |
37. 提升维度 侯工 唐代诗人杜甫在《望岳》诗里有这样的诗句:“会当凌绝顶,一览众山小。”这两句诗的意思是:当人登上泰山的顶峰,俯瞰那众山,而众山就会显得极为渺小。 如果你站在山脚,就完全看不到山顶,说明人所处的高度决定人的视野。 笔者在上章《多维世界》里谈到人的维度问题,是比自然高度更深层次的问题,通俗地说,是思想境界问题。思想境界决定人的人生观、价值观和世界观,也就决定人的前途和命运。 既然思想境界这么重要,所以人必须不断学习、思考和实践,力求提高思想境界。思想境界提高了,人的维度才可以提升。 为什么人会受骗上当?在某种意义上说,是受骗者的维度比骗子低。骗子可以看透你,而你看不透骗子,被骗子的包装迷惑了,还以为骗子是好人,甚至将大骗子当作伟人来崇拜。所以,提高自己的维度是非常必要的。 还有一种人,他主观上不想骗你,但是他的名声大,使你对他产生了迷信,对他的错误也当成真理,因而上当受骗,其中主要原因还是因为你的维度太低了。 在科学发展上,迷信权威是当前最大的障碍。权威说了什么,没人敢怀疑,若有人怀疑,就会遭致围攻甚至围殴。什么“无知民科”、“民科狗乱叫”、“民科滚”……权威成了无形天花板,长期以来科学就被这天花板压住了,哪儿还能发展?——迷信是低维度的表现。 最近,我发表了一些自己的思考,就遭致某些不理解的准官科的谩骂和狂喷,甚至删帖风沙。你不理解,或者你的维度不同,应该首先检查自己,然后提出商榷,弄清楚个中原因,有必要围攻和删帖吗? 有人看不懂,就将鄙人的理论胡乱地向别人理论上套,其实,鄙人的理论自成系统,完全不同别人的理论。如果你真想研究,那就放下身段吧! 其实,对我的文章感到难以理解,原因有: (1)是与过去受到的教育不同。由于先入为主,在头脑里已经形成旧的观念,不容易接受新的观念。如果要接受新的观念,必须破除旧的观念,从清零开始。问题是你舍不舍得? 一个思维正常的人,一个充满智慧和心胸开放的人,一个相信和尊重事实的人,一个随时可以丢掉错误拥抱真理的人,是可以理解新的宇宙观的。如果你还是不理解,可以搁置起来,以后慢慢理解。 如果你不屑一顾,安于低维度也是可以的,但是不可以乱喷,乱喷自曝其短。 (2)过分相信教科书,迷信权威,以为教科书、权威说的百分百正确。 其实,教科书是前人的实践经验总结,权威只是个人当时的见解,然而随着时间的推移,有些已经落后,有些经过检验证明是错误的,我们就要有勇气进行改正。但是有的人认为改正了,自己几十年的努力就付诸东流了,名誉地位没有了,经济利益也没有了,所以必须誓死捍卫权威,而通过教科书捍卫权威是最有效的方法。——这样就误人子弟了。 (3)理解新的观点缺少方法。 我们常常陷入认识的盲区,例如仅仅知道物体之间存有引力而不知其来自哪里,只知道磁力同性相斥、异性相吸而不知其成因。谈惯性不知惯性何来。说光速不变不知为何不变。论时空未知时空概念…… 人们不去探究这些问题的根源,却长久以来沉溺在现象当中做无谓的纠缠,绞尽脑汁以人为的办法去描绘自然。热衷讨论诸如引力子、光子、超光速、空间弯曲、引力透镜、钟慢尺缩,从爆炸到坍缩,从黑洞到虫洞,从量子纠缠到量子通讯,从暗物质到暗能量等等虚幻的概念,进行着繁琐的推演、计算和实验。例如,光速不变是有条件的,条件是光在太空中传播速度不变,然而有人却热衷于在水中做光速不变的实验,也是醉了。 另一方面,崇拜权威,迷信已有结论,以为凡权威说的,都是对的,或者过分相信数学,以为数学计算对了,在物理上也就对了,例如洛仑兹变换在计算上没有错误,但是将光速混同于普通相对速度,因而得出错误的相对论。这些好比在滔滔大海中寻找江河的源头,又如同盲人摸象般以偏概全,只会将探索之旅引向歧途而迷失了真相。方向反了方法错了,越努力只能离目标越远! 人类思维的东西不是自然界的实在,比如欧氏几何图形就纯粹是人类理象的产物,在自然界不存在绝对的圆,也不存在绝对的直线。人能用矩规绘制出精确的正方形图案,自然界却永远找不到完全标准正方形的东西。人能用圆规画出标准的圆,但自然界的圆总是不确定的。然而,欧氏几何图形作为抽象,却可以解决很多理论问题,如宇宙的数学模型、宇宙的动因等等,所以要懂得正确运用数学工具。 自然界的东西又是人的思维无法准确描述和复制的,比如一棵大树,你说它长得很高,很多树叶,颜色很绿……在别人听来,也只是一个模糊的印象。大自然的花儿争香斗艳,人类却永远制作不出和自然界一模一样的花儿。你可以捕捉只鸟儿,但请你制作一只活生生的小鸟试试?可想而知,人类感知的都是自然界的表象,即物质的意识层面,不可能接触到其实质——你可以看到火光,但不能摸到火的本质。用人类的思维和手段去复制自然,其结果必然南辕北辙,事与愿违。可惜,这往往是人类很喜欢做的事情,甚至有人想人工合成生命,只能徒劳无功。 认知自然,从身边的事物开始,一块石头就蕴含着宇宙的本原和全部密码,但又不要囿于地球思维,必须以宇宙全局的思维来观察,透过现象发现本质,用自然的原本规律去说明自然现象,这无疑是了解自然宇宙真相的必由之路! 有人对鄙人的理论持否定态度,因为彻底颠覆了教科书,触犯了权威,无法接受。但是,判断一种理论,不应以现成理论为标准,而应看其是否能够自洽。只要自洽,那么就能成立。 综上所述,理解真相需要钥匙,这个钥匙就是不断提升维度。维度提升了,看问题自然就透彻了,对鄙人新的宇宙观也就容易理解了。 |
39. 速度补偿 侯工 运动员在赛场上赛跑,其中一个运动员被另一个运动员绊在一起,两个一齐倒在地上,跑不动了,这种情况叫做失速。同理,一个物元被另一个物元绊住了,两个抱在一起不能动了,那么这两个物元都失速了。如果没有外力作用,它们就不能运动,就会离开宇宙。解救的办法,是宇宙球面牵引着它们运动,这种情况叫做速度补偿,表现为对该物体的牵引力。牵引力来自宇宙的结构能。也就是说,速度补偿是通过结构能实现的。 结构能如何实现对物体的速度补偿? 首先,在宇宙诞生的时候,宇宙婴儿最早合成电子,由电子耦合成质子,由质子与一个电子合成氢原子,这样,宇宙形成了物质,产生了惯性而不能运动,于是结构能使宇宙“婴儿”旋转,这样“婴儿”就获得最初的速度补偿,由于内部物质的相对外部的速度较慢,因而使“婴儿”体内的微观粒子以接近光速运动,从而产生亿亿度高温和亿亿亿个大气压。这个时期是聚合反应生成各种元素的最好时期。 其次,随着球面扩大,就将“婴儿”撕裂成若干碎片,这些碎片保持旋转习性,然后逐步形成星系,星系仍保持着旋转习性,而且星系内各星球也保持旋转习性,甚至微观粒子也保持着旋转习性,电子更形成了特有的半奇数的自旋方式。 旋转一方面作用是维持速度平衡,另一方面使天体运动形成轨道,从而实现天体有序运行。 结构能E=Mc^2/2 上式中,M是宇宙最大质量,c为光速。 结构能E是个恒量,足以驱动整个宇宙,并且提供万物的能量补给。 结构能与球面大小无关。 结构能是正能,物体接收到的结构能称为负能。 物体的负能=-mc^2/2 m是物体的质量。 平时用的是负能的绝对值。 宇宙万物都要被宇宙球面牵引才能运动。 看看实际例子: 1.地球质量M地=5.965×10^24kg,地球重力加速度g=9.8米/秒^2,这个重力加速度可以看作是速度补偿的标志。速度补偿越大,其重力加速度也就越大,也就是需要的牵引力越大。 那么宇宙球面对地球的牵引力F地=M地g=9.8*5.965×10^2? =5.8457×10^25牛顿 宇宙球面对地球上1kg物体的牵引力是9.8牛顿。 2.月球质量M月=7.35*10^22kg,月球重力加速度=1/6g 那么宇宙球面对月球的牵引力F月=1/6g*M月=1.2005*10^23牛顿 对月球上1kg物体的牵引力是1/6*9.8=1.6333牛顿。 说明月球的相对速度比地球快,所需要的速度补偿就相当于地球的1/6,这也是地球比月球高温的主要原因。 3.太阳表面重力加速度=2.74×10^2米/秒^2 ,为地球表面重力加速度的279倍。 太阳质量M日=1.9891*10^30千克,那么宇宙球面对太阳的牵引力 F日=279*9.8*1.9891*10^30=5.4386*10^33牛顿 那么宇宙球面对太阳上1kg物质的牵引力是地球的279倍=27.9*9.8=2734.2牛顿 说明太阳的相对速度比地球慢,所需要的速度补偿就相当于地球的279倍,这也是太阳比地球高温的主要原因。 由上说明,宇宙球面对星球的牵引力,与其质量和重力加速度的乘积成正比。在一定时间内,质量是个常量,所以重力加速度相当于速度补偿量,与该星球的相对速度有关,相对速度越大,速度补偿量就越小,例如,月球的速度补偿量只有地球的1/6。 各星球温度的差别是不同的速度补偿的体现。 在同一个物体内,各部分的速度补偿是通过微观运动速度的变化实现的。例如,地心的速度比地壳慢,那么地心的分子运动速度就会加大,从而使温度升高成为岩浆;再如太阳表面只有6000度,而太阳内部却高达1500万度,这也是因为两者速度不同引起的。 在微观上,粒子是如何实现速度补偿的呢?以电子为例: 电子结构如图: 图一 如果要使5个粒子速度相等,像图一这种构体只绕着实轴旋转显然是不行的,因为这样,A组蓝色两个粒子没有位移,就相当于停在那里不动,因此必须“摇转”才行。所谓“摇转”,如下图: 图二 如图二所示,电子一边绕着实轴旋转(自转),一边绕着虚轴摇摆着转动(公转),让两个蓝色粒子也产生位移,使其跟3个红色粒子速度一致,从而对5个粒子实现均衡的速度补偿,使它们速度相等。这样,电子要绕2周才能回到原来的位置,也就是说,公转2周刚好自转1周,这种旋转方式叫做半奇数(1/2)自旋。自旋包括公转和自转。这种自旋方式的粒子叫做费米子。 任何物体的本速是不变的,称为本速守恒定律。物体的宏观速度与其内部的微观粒子的速度是可以通过互相调节来实现本速守恒的。例如,陨石进入大气层宏观速度变慢,其微观速度就会变快,因而产生高温,而冰箱内高压气体以高速排出,其微观速度就会减小从而实现降温。地心的宏观速度比地壳慢,因而微观速度快,因而温度高;同一纬度,高山的宏观速度比平原快,微观速度慢,因而温度比平原低。以上这些是速度补偿在物体内的体现。 综上所述,速度补偿是结构力挟持物质(体)运动的唯一方式,是通过旋转和速度调节来实现的,也是使天体有序运动的最佳方式,不同的相对速度表现为不同的温度,相对速度越快,微观粒子的能量越大,温度越高,这就是相对速度与温度的关系。 |
28. 论速度 侯工 你坐在汽车里,与汽车在一起,是因为你与汽车同“速度”。 但是,你坐在火车里,在火车里走动,你的“速度”与火车不同,为什么你和火车仍然在一起? 还有,我们看到的太阳、月亮和满天星斗,都有几十亿年历史了,各有各的“速度”,为什么直到今天它们仍然在一起? 关键原因是它们的固有的真实速度相同。 我们先明确一下一些速度的概念:线速度是指圆周上切线方向的速度,相对速度是指两个物体之间位移的速度。宏观速度是指肉眼可观测的物体的速度,微观速度是指肉眼看不到的微观粒子的速度。其实,我们所看到的“速度”是一种宏观速度,它是相对速度,而不是物体的真实速度。物体的真实速度都等于光速。如果你与光不同速,你就看不到光。而光的速度,就是固有的真实速度,即宇宙本身的速度,也是物体本身的速度,是物体宏观速度与微观速度之总和,称为本速。 为什么无论在什么条件下测到光在太空的速度都是个定值?因为观测者的本速等于光源的本速,两者的“速度差”永远等于0,所以测到的光速是不变的。比如,以速度V运行的火车发出一道光,在任何方向传播的速度都等于光速c,前方的光速不等于c+V,后方的光速不等于c-V,而且不需像相对论那样改变时间快慢和空间的大小。那种通过改变时间和空间来保持光速不变的方法是不科学的,因为这种方法实际上否定了光速不变。光速实际上是宇宙球面的径向速度,即宇宙本速,本速不变,光速就不变。 当你明白了光速不变的原理后,你就能够理解看来不同相对速度的物体为什么可以共存了。 你可以这样想:我们搭乘着地球,与地球同速,所以与地球在一起;地球搭乘着太阳,与太阳同速,所以和太阳在一起;太阳搭乘着银河系,与银河系同速,所以和银河系在一起;银河系搭乘着宇宙,与宇宙同速,所以和宇宙在一起——也就是万物同速,所以万物在一起。 地球有地球的速度,太阳有太阳的速度,为什么地球能够搭乘太阳?原来,我们所说的速度,除了可见的物体的宏观速度,还有不可见物体的微观速度,如物体内分子的速度、原子的速度、电子的速度……最后归结为物体内最小粒子的速度。任何一个物体,它所有宏观速度加上所有微观速度的总和都等于光速,这种现象称为速度守恒定律。 虽然物体有了惯性以后,其宏观速度有快有慢,但是万物都要宇宙球面牵引着同步前进,而这个同步就体现在最小粒子上。物体是由最小粒子构成的。最小粒子的速度相同,物体的总速度也就相同了。例如,太阳就是通过调节微观粒子的速度来保持其本速的——由于太阳在自转,表层速度快,里面的微观粒子就要提高速度,才能与表层速度一致,这样里面的温度就升高了,这是太阳产生高温的原因。 物体的总速度(本速)是所有宏观、微观速度之和。例如,月球上一块石头的总速度等于月球相对宇宙球面的速度加石头内分子相对石头、原子相对分子、质子相对原子、电子相对原子、最小粒子相对电子……的速度之总和;地球上汽车的总速度等于地球相对宇宙球面的速度加汽车相对地球的速度,再加汽车内分子、原子、质子、电子、最小粒子……的相对速度之总和,两者是相等的,即本速相等,因此地球上的汽车与月球上的岩石能够共存。 根据速度守恒定律,宏观速度与微观速度是可以互相转换的。飞机起飞的时候,宏观速度增大,其微观速度必然减小,汽车刹车的时候,它的宏观速度减小,其微观速度必然增大,否则它们就会因为总速度脱离本速而湮灭。例如,陨石进入地球大气层,宏观速度减小,微观速度随之增大,因而产生高温而燃烧,而在相同纬度的条件下,高山顶的宏观速度比平原大,其微观速度减小,所以温度比平原低。 由于月球的宏观速度大于地球,所以地球的微观速度大于月球,那么地球温度就高于月球。太阳的宏观速度小于地球,所以太阳温度高于地球。靠近银河系中心星球的速度低于太阳,可想而知,它们的温度高于太阳的温度。 地壳宏观速度比地心的大,导致地心微观速度比地壳的大,因而温度增高而形成岩浆。 随着地球不断远离太阳,再加上潮汐摩擦导致的能量损耗,其宏观速度不断变慢,而微观速度在不断增大,地球温度将不断升高,两极的冰块也会加速溶化,从而使海平面不断上升。 相对速度是物体相对运动的度量。 宇宙本速是宇宙的径向速度。 时间是宇宙径向运动的标志。 宏观速度使物体运动千变万化,但万变不离其宗,万物的总速度——本速,是永远等于光速的。这样,我们就可以解释,为什么定位卫星上的原子钟与地球上的原子钟会产生误差,原因是卫星上的原子钟的宏观速度比较快,其计时的原子的微观振动频率变低,因而产生时间误差,这里并没有相对论什么事,因为是仪器本身的问题,并不是时间变化了——仪器不等于时间。 |
41.速度守恒定律 侯工 1971年,两位科学家利用5台铯原子钟做实验来测试相对论。他们将四台原子钟放到一架飞机里,地面上留一台作为标准钟,随后让飞机在赤道附近环球飞行,往东飞一周,再往西飞一周,将两次飞行的4个原子钟和地面原子钟的时间差异记录下来。 这次实验得到的数据如下表: 平均实际值:向东飞行一圈,飞机上的时间比地面慢了59纳秒(10^-9秒);而向西飞行时,飞机上时间比地面时间快了273纳秒。 可以发现,飞机在向东和向西绕地球一圈后原子钟的差异还是很明显的。 这是什么原因? 有人认为根据广义相对论,是因为飞机上重力发生了改变,但是,飞机上向东和向西的重力是一样的,为什么两者快慢不一样? 有人认为根据狭义相对论,是因为飞机速度比地面上的快,但是,相对论说的是相对速度。飞机向东向西与地面的相对速度是一样的,为什么两者不一样呢? 其实,真正的原因是速度守恒。 一般人们只关注物体的宏观速度,如银太阳系相对银河系的线速度,地球相对太阳的线速度……觉得飞机比汽车快,汽车比自行车快,所以觉得速度是变化的而且各有不同,怎么可以守恒呢? 但是,物体除了宏观速度外,还有微观速度,如物体内分子的速度,分子内原子的速度,原子内电子的速度……将不同物体各自所有各级的宏观相对速度加上其所有各级的微观相对速度,其总和是相等的,都等于各自的本速,也就是等于宇宙运动的速度。如果有一个物体的总速度不等于本速,就会被宇宙抛弃掉。根据物质守恒定律,宇宙不会抛弃任何一个粒子,所以所有物体的本速是相等的,这种现象称为速度守恒定律。 根据速度守恒定律,物体的宏观速度与微观速度是可以互相转化的。比如:(1)陨石进入大气层时,其宏观速度减慢了,其微观速度就相应增快,因而产生高温而燃烧。(2)冰箱由于压缩气体流出时宏观速度增大,其微观速度相应减小,因而产生低温而制冷。——这样我们就可以解释上面飞机上的原子钟快慢的问题了。 向东飞行的原子钟之所以比地面的慢,是因为向东的要加上地球自转的速度,其宏观速度比地面的快了,其微观速度就会减慢,原子钟反映的就是微观速度,所以向东飞行的原子钟比地面的慢。 向西飞行的原子钟之所以比地面的快,是因为它与地球自转速度的方向相反,因而其相对速度是负数,即其宏观速度比地面的慢了,其微观速度就会增快,原子钟反映出来就是向西飞行的原子钟比地面的快。 至于各个向东和向西的钟为什么数值不一样,那是因为仪器本身的误差。之所以要带4台原子钟,是为了说明时钟仪器的误差不等于时间的差别。那些忽悠大师往往将时钟仪器的误差当成时间的差别,将飞机上原子钟慢了,说成是飞机上的时间变慢了。好在这次又有快又有慢,而且4台钟也不一样,他们才无话可说。如果只带一台钟,只向东飞一次,那就是相对论的伟大成功了。 |
42. 光是按照拓扑学原理传播的 侯工 什么是拓扑学? 拓扑学,是研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的学科。它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的形状和大小。 我们经常接触到的拓扑学,就是地铁交通图。地铁的轨道虽然错综复杂千变万化,但是地铁交通图却一目了然,应用起来非常方便,就是因为地铁交通图保持了地铁站位不变的性质,可以指引你正确搭乘,这就是拓扑学的贡献。 由于光速不变,所以,无论光的传播路径如何变化,但是时间是不变的。这样就可以运用拓扑学原理了。 以前的物理课本说,光是直线传播的。到现在,一般人还是这样认为。 自从知道宇宙是个球面,又知道光一边沿着径向匀速运动,一边沿着球面方向匀速传播。这样,光的路径就不可能是直线的。 光的路径如下图: 光的拓扑原理图 A是观测者,BA是宇宙球面上的弧线。光传播是需要时间的,也就是说,光是比实体滞后的,所以光是沿着曲线OA传播的。某天体B从宇宙原点沿着径向运动,现在已经到达球面的B点,但是我们看到它仍然在原点O处。光的路径是曲线OA,但是OA不是光传播的距离。光传播的距离是OA或弧线BA,等于138亿光年,即时间是138亿年。有人将曲线OA当作天体B的距离就错了,因为光是按照拓扑学原理传播的。 为什么光要沿着曲线OA传播?不是说光是沿着球面方向传播的吗? 光确实是沿着球面方向传播的,但不是沿着球面传播的。请注意“球面方向”与“球面”的区别。“方向”仅仅是方向而已。当球面运动时,路径就会随时改变。所以在光传播这个过程中,光一边沿着径向运动,一边沿着球面方向传播,其路径就相当于两个矢量的合成,沿着对角线方向走了,这样就形成一条渐开线(图中的OA)。 但是计算光速的时候,又不能按照OA的长度来计算,因为光在实际上只能沿着球面方向传播,所以是按曲线OA上的相应点在弧BA上投影的长度来计算的,当然也可以按曲线OA上的相应点在半径OB上投影的长度来计算,因为光在球面传播的速度等于径向速度。这是符合拓扑学原理的:光线沿着曲线OA传播,必须符合光速不变性质。拓扑学就是关于几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的学科。 光的传播也是错综复杂千变万化的,但是离不开拓扑学原理。当你掌握了拓扑学,你就能正确认识光的传播,可以知道光不是沿着直线传播的,也不是沿着球面传播的,而是按照拓扑原理传播的——始终保持光速不变。 |
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