正確解讀論動體的電動力學.doc

論動體的電動力學 關鍵詞：牛頓范式，非牛頓范式，自身的能量，放出的能量，垂直觀測 “所謂的相對論”愛因斯坦于1905年發(fā)表的論動體的電動力學，后來被學界稱為“相對論”，因為這種理論依據(jù)的兩條原理分別是：力學相對性原理和光速不變原理?！笆聦嵣希瑦垡蛩固贡緛韺幵赴阉睦碚摲Q為不變量理論，而不稱為相對論。但是，相對論這個名稱強加于他了。他把它叫做所謂的相對論表示了他的不快”（1）。該理論提出沒多久，閔可夫斯基在引入四維空時的幾何做圖描述方法時就指出：“相對論其實是基于絕對空時的理論”（2）。據(jù)此不難看出，“相對論”這個名稱，與愛因斯坦寫作論動體的電動力學的本來意愿并不相符。 經(jīng)驗帶來的錯誤詮釋十七世紀牛頓的引力論和十九世紀麥克斯韋的電磁理論，“在本質(zhì)上是相互矛盾的”（3）。實際上愛因斯坦寫論動體的電動力學之初衷，是想把“力學相對性原理”推廣到能夠描述光電現(xiàn)象的規(guī)律；期望可以把牛頓和麥克斯韋的兩種理論統(tǒng)一起來。這篇文章的推導過程全部是嚴格放在“慣性系”框架內(nèi)進行的。最終得出的基本公式，依舊屬于經(jīng)典物理學的范疇；故而才有“這就是對于任何速度的多普勒原理”（4）這樣的明確結(jié)論 于是，學術界就有了“狹義相對論屬于慣性系，只有廣義相對論才屬于非慣性系”的傳統(tǒng)認知；實際上這種說法就很值得商榷。對論動體的電動力學這篇文章，必須把推導“過程”和“結(jié)論”嚴格區(qū)分開對待 因為在文章給出的普遍適用公式中，包含著一個“垂直觀測”時不為0的“可觀測量”。由于在經(jīng)典的力學相對性原理框架中，根本就沒有這一項；足以說明正是這一項實現(xiàn)了反傳統(tǒng)的“對經(jīng)典的超越”。但是，歷來學者們卻都沒有意識到這種“超越”的真正意義；對于這個“垂直觀測”時的可觀測量，依舊是按照“慣性系”坐標變換的法則去詮釋其物理意義 在原著中這個“可觀測量”是當動系觀測靜系時變大（統(tǒng)稱藍移），就想當然地判定：靜系觀測動系時，肯定是變?。ńy(tǒng)稱紅移）。于是就有了被公認為正確無誤的這種詮釋：“當=/2=90，即在光源運動速度的垂直方向去觀察，便回到（3.29）式，這種紅移純粹是狹義相對論效應，是（V/C）2級的：”(2)。牛頓范式與非牛頓范式從18世紀開始，物理學就有牛頓范式與非牛頓范式之分，圍繞所謂“相對論”出現(xiàn)的諸多困惑和悖論，根源就在于將這兩種范式混為一談。由于牛頓范式物理學研究的是“能被看到和摸到的感官知覺的對象”（愛因斯坦語），依據(jù)“力”可以改變物體運動狀態(tài)的原理，去描述物體運動的規(guī)律；而非牛頓范式物理學所描述的則是由熱、光、電、磁作用所導致現(xiàn)象的規(guī)律 現(xiàn)在我們都已經(jīng)非常清楚，非牛頓范式物理學所研究的對象都跟輻射能直接相關。如果立足于牛頓范式和非牛頓范式所研究的“能量”不同的角度去考察，就不難發(fā)現(xiàn)：牛頓范式物理學所描述的是物體自身的能量在相互轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化時所遵從的規(guī)律；而非牛頓范式物理學所描述的則是物體放出的能量，在介質(zhì)中以振動波的形式傳遞時的規(guī)律 物體自身的能量物體放出的能量，二者肯定存在本質(zhì)差異，應該是毫無疑義的；更何況后一種轉(zhuǎn)移是脫離開物體由介質(zhì)傳遞的振動能，這就決定著二者不會遵從相同的規(guī)律。在牛頓力學中，能量轉(zhuǎn)移都是由兩個物體通過碰撞實現(xiàn)的，遵從的是動量守恒定律；而轉(zhuǎn)化則指物體自身的動能與靜能（即勢能）的相互變化。多普勒原理所描述的，已經(jīng)是對牛頓范式物理學的超越，迄今學術界都沒有意識到這一點；因為聲能就是由物體放出的（不是具有的）能量，轉(zhuǎn)化為振動能、憑借分子的碰撞在傳遞。該原理的物理學機制是：運動物體自身的動能，對由它放出的、以振動形式在介質(zhì)中傳遞的聲能，在振動頻率上一定會有所附加；因為速度是個矢量，這種附加自然就會有正、負之分，具體表現(xiàn)為在頻率上有增大或減小之別。論動體的電動力學揭示出的則是：光能從物體中放出時，不但完全遵從多普勒原理，而且在與速度相垂直的方向上，同樣又會出現(xiàn)附加 因為聲波是縱波，而光波卻是橫波。從牛頓范式那自身的能量通過碰撞相互轉(zhuǎn)移；到發(fā)聲體放出的能量轉(zhuǎn)化為振動能（聲能是縱波）傳遞時，發(fā)聲體的動能在振動頻率上就會有所附加（即多普勒原理的物理機制），已經(jīng)實現(xiàn)了第一次對經(jīng)典的超越，但是迄今還沒有人明確指出過這個問題；再到物體放出光能（即橫波）時，物體的動能在垂直于速度的方向上，對頻率又會有所附加，這就又是一種新的超越 物理學的理論從描述物體自身的動能，到由它放出的振動能的規(guī)律之不同，已經(jīng)實現(xiàn)了第一次的超越；而光作為橫波，跟聲波自然也就不會遵從完全相同的規(guī)律，論動體的電動力學所揭示的就是這第二次的超越。但是，由于人們的認知理念一直是“以牛頓力學為典范”的，這就是學界不能正確理解和對待論動體的電動力學的真正原因 物理學不注重嚴格區(qū)分“能量”之不同的傳統(tǒng)，即是產(chǎn)生觀念混亂的最根本原因。綜上所述，可以得出如下結(jié)論：（1）. 愛因斯坦寫論動體的電動力學之初衷，是想把“力學相對性原理”推廣到能夠描述光電現(xiàn)象的規(guī)律；但是，在文章給出的普遍適用公式中，卻包含著一個“垂直觀測”時不為0的“可觀測量”。由于在經(jīng)典的力學相對性原理框架中，根本就沒有這一項 足以說明正是這一項實現(xiàn)了反傳統(tǒng)的“對經(jīng)典的超越”。（2）. 歷來的學者們并沒有意識到這種“超越”的真正意義；對于這個“垂直觀測”時不為0的量，依舊是按照“慣性系”坐標變換的法則去詮釋其物理意義，從而鑄成一個跨世紀的錯誤。（3）. 牛頓范式物理學所描述的是物體自身的能量在相互轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化時所遵從的規(guī)律；而非牛頓范式物理學所描述的則是物體放出的能量，在介質(zhì)中以振動波的形式傳遞時的規(guī)律 物體自身的能量物體放出的能量，二者肯定存在本質(zhì)差異，應該是毫無疑義的。（4）. 多普勒原理的物理學機制是：運動物體自身的動能，對由它放出的、以振動形式在介質(zhì)中傳遞的聲能，在振動頻率上一定會有所附加；因為速度是個矢量，就具體表現(xiàn)為在頻率上有增大或減小之別。（5）. 論動體的電動力學揭示出的則是：光能從物體中放出時，不但完全遵從多普勒原理，而且在與速度相垂直的方向上，同樣又會出現(xiàn)附加 因為聲波是縱波，而光波卻是橫波。傳統(tǒng)把論動體的電動力學說成“屬于慣性系”是錯誤的；錯就錯在把這篇文章誤稱為“相對論”中的“相對”二字。實際上真正的相對論性效應、即傳統(tǒng)謂之“二級多普勒效應”或“橫向多普勒頻移”那個“可觀測量”，早已實現(xiàn)了對力學相對性原理的超越即無論是“觀測者靜止”還是“觀測者運動”，或者觀測者和光源是“靠近”還是“遠離”，真正觀測到的頻率都要比應用論動體的電動力學中普遍適用公式計算出來的值大些、即所謂的相對論性效應全都是藍移。依據(jù)現(xiàn)代精密自然科學達到的技術水準，這個結(jié)論完全可以通過光學實驗或者是比對額定工作溫度不同的原子鐘實驗，得出定量的實證結(jié)果。參 考 書 目（1）巴里派克著 愛因斯坦的夢 湖南師范大學出版社 1990年 P29（2）倪光炯等著 近代物理 上?？萍汲霭嫔?1979年 P