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惯性——通往宇宙真理的必经之路

灵遁者周易文化
2018-03-01 17:31:01

导读:本文摘自灵遁者物理宇宙科普书籍《变化》一书中。为最新收录的思考。我推荐大家仔细去阅读,去思考此问题。你一定会受益匪浅的。世界就是这么奇妙。

惯性——通往宇宙真理的必经之路

——灵遁者

本章的标题是《惯性——通往宇宙真理的必经之路!,也许会有人不赞同这个观点。因为惯性好像很简单,我们初中,高中就开始接触学习了。但事实上,我们只是学习了而已,却没有深刻去思考它。

只要你认真的去看看物理学的发展,物理学重大的理论成果,你就能发现,惯性的影子无处不在。比如我这样来阐明一下。宏观物理学有两个时代代表人物。一个是牛顿,一个是爱因斯坦。牛顿在物理学上最大的贡献,是牛顿三大定律和万有引力理论。其次是光的色散,微积分理论。而爱因斯坦的最大贡献是狭义相对论和广义相对论。其次量子力学也有贡献。

牛顿三大运动定律的根基就是惯性定律。爱因斯坦广义相对论中涉及到的等效原理其实就是和惯性有关的。狭义相对论中的狭义相对性原理和广义相对论中广义相对性原理,又与参考系【惯性系和非惯性系】有关。

所以惯性这个概念和与惯性有关的物理学概念,有多重要,就不言而喻了。探究其根本,对于现在的

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导读:本文摘自灵遁者物理宇宙科普书籍《变化》一书中。为最新收录的思考。我推荐大家仔细去阅读,去思考此问题。你一定会受益匪浅的。世界就是这么奇妙。

惯性——通往宇宙真理的必经之路

——灵遁者

本章的标题是《惯性——通往宇宙真理的必经之路!,也许会有人不赞同这个观点。因为惯性好像很简单,我们初中,高中就开始接触学习了。但事实上,我们只是学习了而已,却没有深刻去思考它。

只要你认真的去看看物理学的发展,物理学重大的理论成果,你就能发现,惯性的影子无处不在。比如我这样来阐明一下。宏观物理学有两个时代代表人物。一个是牛顿,一个是爱因斯坦。牛顿在物理学上最大的贡献,是牛顿三大定律和万有引力理论。其次是光的色散,微积分理论。而爱因斯坦的最大贡献是狭义相对论和广义相对论。其次量子力学也有贡献。

牛顿三大运动定律的根基就是惯性定律。爱因斯坦广义相对论中涉及到的等效原理其实就是和惯性有关的。狭义相对论中的狭义相对性原理和广义相对论中广义相对性原理,又与参考系【惯性系和非惯性系】有关。

所以惯性这个概念和与惯性有关的物理学概念,有多重要,就不言而喻了。探究其根本,对于现在的物理学而言,依然不过时。就像爱氏在思考出等效原理时说:“我为它的存在感到极为惊奇,并且猜想其中必有一把可以更深入了解惯性和引力的钥匙。”

我在科普书籍《变化》中提出引力是惯性的源泉。即惯性的产生与引力有关。即引力场有关。并且对惯性作了修改。我也专门就如何理解“引力是惯性的源泉”写过文章,但我依然觉得介绍的再多,都不够。所以今天我依然是补充说明,该如何理解该思想,以便于大家深化对于惯性的认识。

新牛顿第一定律表述是这样的:在引力场中,物体具有保持当下运动状态的性质,叫做惯性。

所以就很明显,惯性的产生必然和引力,引力场挂钩。我相信很多人其实看到这里,并不了解上面的表述该如何深化理解。所以我再次深入分析一下。大家跟着思路走,看你能否理解。

解决和理解一个问题的最佳方法,往往不是直接去理解和表述,而是提出问题。从回答问题,来理解你需要理解的内容。

我来问你一个问题:为什么10kg的铁球和0.1kg的羽毛在真空中会同时下落?这个问题不难,你会说因为他们的重力加速度是一样的,所以会同时下落。那为什么惯性不同,重力加速度却一样?

很明显,铁球惯性大,羽毛惯性小。看一下惯性的定义:在引力场中,物体具有保持当下运动状态的性质,叫做惯性。

物体保持当下运动状态的性质,其实可以理解为物体抵抗运动状态改变的性质。铁球惯性大,意味着它抵抗重力加速度的能量也越强。所以它和羽毛的重力加速度是一样的。即我们所说的,质量和惯性是成正比的。

看到这里,你应该更谨慎,因为我要提出下一个问题,问题是:重力加速度是有变化的。理论分析及精确实验都表明,随纬度的提高,重力加速度g的数值略有增大,如赤道附近g=9.780米/秒^2。

比如上海g=9.794米/秒^2,而北京g=9.801米/秒^2。这意味着什么呢?同样是10kg的铁球从同一高度落下,北京的铁球先落地。我的问题是难道同质量的物体惯性不一样吗?这和我们学习的不一样啊!

是的,大家不要被我的问题所迷惑。你没有被迷惑,就说明你理解的更深刻。北京的铁球下落快,是因为铁球受到的重力比上海的大。这是由于离地心距离不同而造成的。所以在地球上海拔越高,重力加速度越小。跟惯性不牵涉。也就是惯性依然是原来的惯性。惯性还是那么大。

大家一定要理解,惯性是无法具体量化的,也就是说惯性不是力,平时提到的惯性力也不是真实的力。是为了方便大家理解才说的。你不能说这个物体有5N的关系。而惯性质量是可以量化的。

而且大家都知道,引力质量和惯性质量是相等的。爱因斯坦在深入分析引力质量同惯性质量等价的基础上,提出引力场与加速度场局域等效的概念;将狭义相对论中惯性运动的相对性推广到加速运动。 广义相对性原理(广义协变性原理)可简述为:一切坐标系(包括非惯性系)都是平权的,即客观的真实的物理规律,应该在任意坐标系下均有效。通过上面的分析,你现在如何理解惯性?问题一定依然很多!

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再看一遍表述:在引力场中,物体具有保持当下运动状态的性质,叫做惯性。

首先如果你理解为引力大,惯性就大是片面的。该表述中,也没有反应出这一点。因为衡量惯性的因素是质量,不是引力。引力是可以量化的,而惯性强调的是物体性质。同样质量的铁球,在地球上任何一个地点,惯性大小是相同的,在其他星球上,也是相同的。

那这个时候,你可能会问了:那么为什么不说质量是惯性的源泉?

各位其实这个问题,就是问题的最关键部分了!牛顿的惯性定义,其实正有此义。虽然牛顿本人并没有具体指出惯性是如何产生的。但用质量大小来衡量惯性大小,本身就是一种指向。

我的思考结果是牛顿惯性作用的定义,不涉及时间。也就是惯性作用是超距的。这和牛顿不清楚光速数值是有关的,也就是不清楚引力作用速度是有关的。

所以不能因为用质量衡量惯性大小,就说质量产生惯性。因为惯性性质是物质物体普遍存在的,也就是具有开放性的,而这样的开放性,就要想到宏观的物质场性质,即时空性质,即引力场。爱氏的引力场场方程也符合这样的特点,我不止一次这样说过。

所以有质量的物质能具有惯性,是因为时空性质使然,是引力场使然。马赫是第一个意识到这个问题的人,但他也将惯性作用的速度设为超距。这是错误的。正确的理解应该是惯性是作为引力的“附属产品”出现的。但它与近场引力场物质和远场引力场物质影响一样大。并不是像引力那样,随着距离增大,而引力变小。就像地球的引力与距离1千万光年的星球的引力,是很小很小的。而惯性却不会是这样的。惯性大小与距离无关。

所以引力是惯性的源泉。正确的理解要把握四个点。

1、惯性作用的速度是光速。

2、惯性是引力场性质。

3、是惯性和参考系选择无关。第三个点,也是爱氏广义相对论的基础。所以对于惯性定律的表述,一定要加上“在引力场”中这样的条件。这样也可以避免现在教科书中的定义的循环论证,变的更科学和严谨。

4、惯性大小与距离无关。即不成比例关系。

而且我也在《变化》中写到过。引力的本质就是时空,引力是时空性质表现。而惯性就是这种时空性质,引力场的从属性质,它能出现,与引力紧密相连。如果处于时空中的物质不产生引力,那么惯性就不会有。

在这里还要说明一个点,那就是时空场和引力场其实没有严格的区别。任何一个引力场都是全域性的。但我们为了方便处理数据和计算,会优先处理近场引力场,而对距离地球遥远宇宙引力场做忽略。

时空能量分布不均,就说明引力场强度不均。而且我也提到过,正是由于引力,惯性,才使得“守恒定律”在宇宙中普遍成立。

所以我再次总结一下思考过程和思考观点:

1、任何过程要考虑时间,考虑时间就要涉及速度。速度的上限是光速。所以惯性作用的速度也是光速。超距作用不可想象,没有理论基础,也没有实质想象的实验,包括量子纠缠也不算。

2、任何具有质量的物质具有惯性,就说明这是一种普遍的性质。就要考虑到物质的整体。而这样东西就是时空,就是引力场。惯性与距离无关,因为这是一种性质。我们不能说A物质对B物质的惯性是多少。没有这样的说法。我们只是说A物质的惯性怎样,B物质的惯性咋样?说惯性作用的速度是光速,是说物体抵抗运动状态改变的速度是光速。但有一个不争的事实是——任何时候,物体都具有惯性。也就是从某种意义上来说,任何物体在任何时刻,都处于在抵抗运动状态改变态中,且这种反应速度是光速。就好比一个静止的杯子,它在以“光速”保持静止的这样的状态。这种思维带来一种“变态”情况,就是任何静止和运动的物体,都处于隐形“光速”中。所以爱氏的光速不变理论,是真理!就是这一点,才是惯性让人难以想象的地方!但一定要明白,这种光速不变的性质是由于时空赋予的。我曾经就此写过文章。在这里就不展开讨论了。

再重复一遍,任何物体在任何时刻,都以光速来抵抗运动状态的改变!即都以“光速”来保持原来运动状态的性质,就是惯性。这才是惯性的真谛!

3、根据上面的思考,我们可以得出。惯性大小其实和距离没有关系。因为这是一种性质,处于引力场中的物体,都具有这种性质。你对于地球的惯性是多大,那么对于其他星球而言也是多大。

4、引力质量和惯性质量相等的根本原因,就在于他们同属一个体系的东西。那就是“引力理论体系”。都与引力场有关。都以质量为量化衡量的标准。惯性强调“自身”状态是咋样的,而引力强调“与它物”的作用状态是咋样的。与其他物体的作用状态,就必须考虑距离,和引力常数。这是引力和惯性的区别。

5、所以狭义相对性原理和广义相对性原理是没有错的,也是基于此的。引力场中,物体惯性的存在与参考系无关!因为惯性的“光速”作用是恒定的。所以一切坐标系(包括非惯性系)都是平权的,即客观的真实的物理规律,应该在任意坐标系下均有效。我不知道爱氏本人,是否也思考到关于惯性的这点认识。但他一定是通过引力质量和惯性质量相等去认识狭义相对性原理和广义相对性原理的。

6、而关于质量的产生,必须回归量子力学的相关理论。也就是说用希格斯场,希格斯机制来实现。所以整个理论体系,一定是一个圆圈。大统一理论的构想,是没有错的。数学家精于计算,但不一定也这样考虑问题。所以我必须说出自己的思考,来告诉人们,简单的物理现象中【惯性现象】,蕴含着直达宇宙真理的秘密。

不看此文,你无法想象,你时时刻刻在以隐形的“光速”运动,虽然这种光速你看不见,但它确实存在于一切物体之中。

生命在于运动,更在于探索。祝君学习愉快,思考愉快。

2018年2月19日晚。

摘自独立学者灵遁者物理宇宙科普书籍《变化》

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