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2014-05-12
* 运动过程产生的所有效果只相关于物质,而与空间的存在无关;
* 物质在空间中的运动速度不至于使我们感觉到空间流速场的等速曲面的影响;
* 在选定的物体运动范围内,空间的性质处处相等。
理解了牛顿第二定律的上述预设前提之后,就可以将牛顿第二定律的观念扩展运用于考察物体p在地球理想物质系统行为。相对地球质心静止的物体p若以空间作参照就必然相对于空间作加速运动,因而产生力的作用效果,由式(1)可得:
F= mR2g0 /h2 (7)
其中F是引力力值(N)。由前面的论述可知:恒定的物体质量获得恒定的表面加速度,加速度与物质质量成正比,若G0为比例常数,则:
4πR2g0=G0M,令G= G0/4π,
则式(1)可表述为:
F=GMm/ h2 (8)
式(8)牛顿万有引力定理可以由其第二定律无任何假设地推导出来。引力随距离变化采用平方反比衰减的方式就是空间球体运动的结构特性在万有引力定律中的反映,这就可以圆满地解释万有引力的平方反比率的由来。引力
常数(G)的含义可以解释为:单位质量物质所能引发的空间流动在物体表面的加速度值,其单位的量纲对此结论是一个有效的证据,只是目前引力常数与此常数差4π因子。
牛顿第二定律提供了绝对质量的有效测试方法,由加速运动过程测出的可由长度和时间标志的物质质量数值是绝对质量。质量不再是密度和空间占有量的关系常数和纯粹物质自身量的相互比较,质量是物体运动过程中空间与物体相互作用所产生效果的一种具体的表征,由此可以建立运动和重力联系,进而由此出发研究空间的运动。如果没有空间和物质的这种作用,物质将只有可以测量的体积,而没有可测度的质量。因而质量归根到底只是物质与空间相互关系的度量。在现有观念中把质量看作只是物质自身的属性,原因是不懂质量的根本意义。
D.理想物质系统中近地表空间对物体的作用
在近地表运动距离较短时,g = g0为常数,自由落体可视作任意点初速度为零时物体随空间的运动。这时物体的运动速度不等于空间的速度,运动过程中仍受空间的作用。物体运动遵循规律是:
h2dh/dt= R2 g0 t (9)
整理并略去小量得:
V= g0t (10)
其积分形式便是伽利略斜塔落球实验所求证的结果,自由落体等同于匀加速运动。
由于式(1)在地表是间断的函数,结合式(10),从空间方向逼近地表可得最大空间运动速度:
h2dh/dt = R2(dh/dt + g0 t ) (11)
整理,当h→R时,
Vmax =(1/2 R g0)1/2 (12)
代入数值Vmax =5.587km/s ,此即流入地表的空间速度。显然式(12)适用于所有天体系统。物体运动的切向速度等于径向速度时为正圆周运动,由此合成的环绕速度为:
(13)
其中V1为第一宇宙速度。
以上四个方面的表述并不谋求给出经典力学定理新的数理推导,而是希望籍此证明空间性质新的哲学解释在具体应用中的可能性,并用数学推导过程完备的逻辑来检验空间运动论所提供的这种哲学观念的正确性。如果承认上述推导过程所证明的空间运动理论提供了此前物理学所没有的内在逻辑的和谐性和简洁性,使的牛顿第二定律、开普勒定律、万有引力定律之间的相互关联剔除了空间运动假设以外的所有其它主观假设,就应该从理论判断方法的角度承认空间具有受物质作用而产生运动的特性。上述推导过程直接应用了牛顿力学中的速度、加速度、动量等概念而没有重新定义,显示了空间运动理论可以兼容经典力学的所有方面。建立动态空间的观念就可以清晰、完整地理解开普勒第三定理、牛顿第二定理、万有引力定理、加俐略落体实验等经典理论内涵的哲学统一致性,并对其数学的结构形式、常量、适用范围等作出合乎理性的解释。
3.空间性质哲学描述所蕴涵的新的宇宙观
自然界凡物质聚集的地方均存在着不同程度的能量释放过程,例如恒星辐射、星云红化、太阳系行星及卫星均含有内部热源等。天文观测中质光关系的发现更进一步地为这一现象提供了定量的表述。从空间同一性的观点出发宏观地解释这一问题所得到的结论是明确的:伴生于物质存在的能量过剩现象是空间凝聚产能导致的结果。空间在异化为能量与物质之后已经有三种具体的存在形式,这为空间的收聚产生能量提供了三种不同形式的场所,即空间收聚产能分别在空间、能量、物质的内部发生。在空间场所发生的空间产能现象,如宇宙空间的无源x-ray等高能射线爆发、微波背景辐射等都是这一现象的理想侯选对象。空间在能量场所的聚集目前无法观测,因为我们无法对光子或电磁波在统一地点作两次能量变化的测试,对此高能物理的研究也许会提供光子或电磁波在空间的运动中会得到能量的补充证据。相比较而言在物质场所空间聚集产生能量的过程是最容易发现和证明的。对宇宙间普遍存在的能量过剩作空间收聚产能的解释,要比目前通行的核能解释合理和有效。由于以往物理学所知道的产能方式有限,将无法理解的自然过程统统装入了核能解释的口袋。对其解释逻辑上的致命缺陷只能采取视而不见的态度:物质释放核能必然要带来引力持续减小的后果,引力数十亿年持续减小积累的结果对于一个星系发展的历史而言,会造成星系的结构消散的现象,这与星系普遍盘卷、收聚的有序化、组织化的观察特征不相符。相
反,能够合理解释物质收聚的原因只有一个,那就是引力的增加改变了物质的固有存在结构。进而引力的增加只有一种可能的原因——物质质量的增加。核能解释还有一个缺陷——不能对不同聚集态度物质的能量产生过程给出统一解释,例如将太阳发光解释为核聚变,太阳系行星的地热解释为核裂变,但无法解释星云红化。这与本质的存在形式具有单一性的基本认识特征存在深刻的矛盾。对所有现象做个别性的分析不能理解这些现象之间所蕴含的共同特征,而正是这些隐藏在现象背后的共同特征的才是理解过程所要达到的真正目的。直接地将现象所共同拥有的作用要素(如空间、能量)选择作为研究对象去理解不同现象间共性的产能方式是一种宏观的、绕开了复杂的综合和抽象的过程的更为有效的认识方法。
空间在某种意义上说是一种蔬散存在的能量形式,大量流入物质内部在向质心收聚的过程中转化为能量的形式,这种能量是宇宙间能量的根本来源,它维系着宇宙基本能量的过剩支出形式。恒星质光关系和赫罗图的发现更为彻底地揭示物质存量与能量的上述依存关系。物质瞬时存量与空间的流入量可由式(4)导出以下关系:
V=3.546×10-5m(1/ρ)1/2 (14)
其中v为物体表面的空间流速,m为物体的质量,ρ为物体的密度。
空间收缩量与能量值的数量关系为:
E =ηV (15)
以地球引力定义的太阳质量M=1.9892E30 KG。代入式(14)得V=1.8793E24 M3/S。
太阳总辐射功率Q=3.83E26 J/S。则得空能转换系数η=203.8J/m3由太阳数据获得空能转换系数没有考虑其质量增长,因而数值偏小。
对于恒星辐射、星云红化、超新星爆发、类星体发光、太阳系行星及卫星含有内部热源等现象所说明的宇宙物质普遍存在着的能量过剩支出机制,由空间运动论所给出的解释是:我们所知的自然宇宙空间,其最根本的运动是以物质为最终目标的聚集和收缩,因而不可能是膨胀或扩张的。目前公认的、有较大影响的宇宙大爆炸理论的解释是:所有能量来源于更高级的能量存在状态(爆炸前的奇点)。显然这是形而上学的理论推演方法,对一种现象无法解释时往往假设一个更高的同样无法解释的原因来解释现有问题,这从特征上类似于用乌龟下面还是乌龟来解释大地不沉,或者用上帝来解释第一推动的问题,是是哲学对于宇宙间普遍存在的空间、物质、能量的依存关系的认识处于初级阶段的标志,不能发现现象背后的本质而导致对不同的现象本身提出了相对独立的解释。
宇宙大爆炸理论的核心支持论据显然是哈勃红移现象,其它的支持依据缺乏唯一针对性,例如微波背景辐射就可以同时是宇宙收聚产能的证据。这就需要我们对大爆炸理论的另一支持条件——宇宙普遍存在的红移现象——给出不同于以往的解释。哈勃在发现宇宙的普遍红移现象后,应用多普勒效应的原理给出了所有被观测星系都在退行的结论。这里的问题是用多普勒效应解释红移现象的唯一性从方法论的角度如何得以保证。如果仔细考察空间退行引起红移的论断,则显得武断和缺乏论证。这种先验的判断在科学发展的进程中不断地遇到无法逾越的障碍。无法解释的第一个难题是河内星系亦存在红移现象,甚至太阳也存在扣除引力红移以外的无法解释的剩余红移,这些现象都难以用多普勒效应给出令人满意的解释。其次,对于一个由固定结构给出固定距离的体系来说,退行的理解是难于解释物质的成团聚集性和结构的相对稳定性的。第三,哈勃常数数十年测不准的事实也提示我们,在这个问题上完全有机会提出有别于哈勃红移解释理论的新的解释方案。如果不把哈勃红移现象作为简单否定空间运动理论的证据,而采取审慎分析的立场看待这个问题,也许是更深刻地认识和了解我们所处宇宙及其自然
规律的一个契机。
以空间运动论观点为基础建立的宇宙普遍红移现象的解释要点是:由于物质的存在引发了空间向物质的运动,空间运动速度的量值取决于星体物质的质量大小和离开星体物质的距离两个决定性因素,星体物质的质量提供了空间相对于质心运动的可以称为星体特性的绝对速度,离开星体物质的距离提供了空间运动的当地观测速度。我们目前所知的星体的红移实际上包含着决定于上述两个速度的两种内涵有所差异的星体红移。处于星体环形空间流场中与物质质心共线的两点间距离的数值代表着两点间当地观测速度的大小,相对距离越大红移就越大。如果将星体自身作为观测对象,则离开观测体距离的大小与红移的数值相关,观测点离开形体的距离越远红移的数值越大,且越接近一个恒定的值而对距离的敏感性越低。由于上述原因,从离开星体物质的观测点作实际的红移观测操作得到的星体红移数值有两种情况:一是观测点离开被观测点还不够远空间运动的速度与距离明显相关的当地观测红移。一是观测与被观测两点间的距离已经足够远空间运动速度与星体距离相关性差的绝对红移,在观测点所观测到的红移接近于在静止空间观测星体获得的红移数值。视星等与红移的关系从客观上证实了空间运动对光子运动的影响,是空间运动论的最为直接的证据之一。质量越大的星体红移越大,类星体是超大规模的物质聚集体因而有更大的红移现象。
标签:物理学论文
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