力的微观机械论.doc

力的微观机械论的假设热力学第二定律归结为一个词可以是:熵增。这是“热量子”和在其所对应的宏观系统中成立的一种见解。如果有一种极小粒子的存在，在和物体构成的系统中是通过“窜进”物体而不出的方式造成熵减的趋势。极小粒子称做“玄子”。类似内部真空的容器破碎时气体涌入的过程称做“玄子熵减”过程。玄子弥漫在宇宙中做着高速的、无序运动（这和有些时侯所说的以太有所区別）。在玄子熵减的过程中，玄子涌向吸纳玄子的物体，这个物体就形成一个力场，使处在其力场中的物体由于受到涌流玄子的定向冲撞而具有顺着玄流方向运动的趋势。这样的受力称做:“玄力”，记作(1)，表示A受到的力源B的力，箭头方向就玄子涌流的方向。把某处单位面积s、单位时间t玄子涌流量大小称做“玄场场强” (2)。是s、t上涌流过的玄子总数。E是一个矢量，方向是玄子涌流的方向(与气体压强类比，气压是可以指向任一方向的)。为了便于探讨，假设在不同物质的受到的玄涌冲撞的所有质粒等同且均匀分布，其受撞过程也都是等同的(实际上按元素、是否放射性、是否为晶体等分类方法，其过程是有所区別，非理想化的)。这样就可以用放置检测物的方法来测算E的值。检测物必须是由最上层到最下层不存在质元叠磊状态的。平均单个玄子与质元撞击作用用时t内的动量转移量（3），所有受玄子撞击质元面积在单位时间t上的积分值（4），为面积变化的速率的表达。若受力为F，则（5），（6），表示受撞的质元的总数，为单个质元受撞面积。则（7）。表示单个质元的质量，是物体质量。在玄子是以力源为圆心涌向力源的情况的时候，因为圆球表面积S与半径r的关系是（8）。故球体r处单位面积s、单位时间t玄子涌流量即（9）。(精确的表述和计算要运用徽积分的思想，暂不讨论)。力场单位时间t具有吸纳玄子的能力称作场能(U)，即（10），则（11）。 下面讨论一些用理论解释或预测现象的个例： 新理论怎样兼并容纳牛顿万有引力定律：其公式（12）。用牛顿理论推算出在地表的物体具有一定的重力加速度为（13），且其值在日常感觉和相应检测实验中不存在出处。这是因为在观察物较小时，其是可以当作放在地球力场中的场强检测物的(为简化探讨难度暂不再把检测物当作力源)。若我们观察的物体所构含的质粒在其空间内是极小的、几乎平均分布的。现今的认知水平下推测出的原子的半径为米数量级，其核心部分半径为米数量级。原子间又有较大空隙，构造原子核的质粒间应还有空隙。故较小的物体的构成质粒几可以做到无叠磊，都可看作是场强E的检则物。它们受力与质量的关系都是正比的。(为了便于讨论，其实这里都只是理想化的假设)。这情形可以看形象、夸张化的下面两组图片对比来理解。（甲组）（乙组） 也可以把物质构造与宏观感知类比一下:如许多人给出的太阳半径(d)大约为米，太阳与最近恒星比临星距离(D)约为4光年。做个运算(14）。把太阳与玄子等同，物质构成质粒看作是太阳，太阳数量大于个，此物质就一定不可能当作检测物。数量不大于n就有可能做到质粒无叠磊，从而能当作检测物。那么物质内所有质粒面向玄子涌流面的总面积：与其质量m关系是(15)（为单个质粒受玄子冲撞面积， 为单个质粒质量）。可以列出：(16),又（17），有（16）、（17）（18）。可以得出物体受力大小与质量成正比与成反比，进而重力加速度亦与成反比。可是在厚度大于或密度大于，牛顿定律就不再适用了。新理论是追求力的机械论的根源，牛顿的定律的正确处是部分力的现象的近似数学表达。力源场能U与其质量M的关系:在其密度小于一个临界值且小于临界体积时，U与M是一个正比例的关系。在时M的增加U仍会增大，但不再是正比关系。它们的关系如下 丙图： 还有如下图 丁图：这是因为在密度、体积不超过临界值时，物体内各质力源间不存在相互影响。在其中一个超过临界值时，物体的场能不再是各质力源场能之和了。场能与构成质粒个数不成比例，就是与质量不成比例。此时用牛顿定律测力源质量就不适用了。 力场中物体受力情況:(这里仍暂不把受力物体当作力源)。引入玄冲质量()的概念:在一定场强中的物体，理想化地把受到的玄流冲击力平分到一定数目的质粒上，使每个质粒受力大小()等于检测质粒受的力。这样在一个物体质量大于临界值()时，会存在质粒的叠磊，就会有部分质粒受不到玄子流的冲击，把能受到玄子流冲击部分质粒质量和称作:玄冲质量。(这可以类比牛顿理论中的引力质量)。场强不变与质量M的关系如下戊图： 在内，=M，即图形斜率为1。处，不变。 与场强E关系:因E的值是与玄子涌流密度 、速度两个因素有关。 与的关系如下 己图：在所外状态下，构成物体的质元全部都被玄子流冲撞到了。故在段与E是正比关系。在处， 是个小于或等于M的定值。可作检测物时，=M。这是主导E变化时的情况。 主导E变化时，关系如下 庚图：玄流密度不变时，物体受撞击面积不变，相应的受到撞击质元的数量不变，故不变，其值小于或等于M。 由于构成物体的质粒总是在无序运动中，从概念统计的观点看，无论物体作为力源还是受力物，质粒群个性不会是单质粒个性之和。 检验新理论的个案:如下 辛图:e、f是等长、弹性完全相同的弹簧，c为固定立柱，AB间距离为r。在A、B非同一种质粒构成情况下，它们的场能与质量就没有相同比例常数b。也就是无法相等，弹簧伸缩量不同。即使是同种物质, 受力大小涉及到两物体质量、两者之间的距离、两物体形状，调和成相等也很难。例如：看，（19）得出在A、B处在M时情况下，、调和成相等就很难。多数情况下弹簧伸缩量是不同的。但在牛顿的万有引力引力定律下两弹簧永远等长。 如下 壬图：A、B为同种物质，在重力向下情况下，远小于时，为刚性绳，在剪断后，部分将逐渐变短。有（16）得（20），等价于。又（21）。有（20）（21）得（22）。因为假设远大于，B物体厚度大、且置于A下，甚至可以认为是B不再能做场强E的检测物，所以是小于的，故其重力加速度。壬图其设计比下图 癸图更能明显得出小物体快于大物体下落的结论。己经有很多人运用单摆、扭称、愣镜、高速摄像、光珊测速、光干涉仪等各种工具做过比较不同物体加速度大小的实验。 最早说过轻物下落速会有大于重物情况的应该是伽利略。1983年T、B、Settle和R、Miklick做过其验证实验。1922年美国人厄阜等人做过。还有美国费希巴郝为首的科研小组、澳大利亚昆士兰大学的斯塔绥教授、美国爱克森石油公司的探油专家、美国加利福尼亚大学的纽曼。实验设计和数据都不太详。1971年8月2日大卫-斯科特在无空气的月球表面做过使锤子和羽毛同时下落的实验，但这个实验设计的太粗糙了。 探讨一下太阳系一些情况: 暂不行星看作力源，探讨太阳与行星大体的受力情况。太阳很大，行星也都比较大无论作为力源还是受力体，其U值M(玄冲)与质量M都不再是简单的线性关系。但它们大体的规律还是可以推想出的。（23），（24）（25）。由（26）。（27）是个定值，令（28）。开普勒第三定律中的部分由（28）来决定的。距离太阳近的行星大都小于远日行星，这会造成，可以看戊图来理解；但是行星距离太阳越近处，其所在位置场强越大，这会造成，可以看已图理解。这样远日、近日行星的P值就会抵消的差不多大。各行星的P值若能保持大体的相同值则就可以是相差不多的数值了。 月球相对于发射的人造卫星来说大很多的,。发射一颗卫星到月轨，卫星的速度会是远大于月球的，因为远小于。可实际上月球很大，有地球的四分之一大，是不能把月球对地球的引力忽略掉的。 在地球绕日轨道上的人造卫星其运行速度也是远大于地球。 地表物体的潮汐规律也不再是拉普拉斯潮汐动理论与牛顿定律结合这么简单就能解决的了，因为地球月球力的属性与其大小不再是简单的线性关系。 还有许多与力有关的运动异常现象可以探讨:如行星进动的异常、远日星体运行规律与开普勒第三定律不再吻合、远行航天器运行规律的异常(如先驱者1O号、11号，旅行者1号、2号飞到外太空后不再遵循牛顿定律)、慧星运行周期无定值且渐变量大。 在一定的系统中，按热力学熵增定律会发生宏观实体质量减小的趋势。玄熵减存在的话宏观实体质量会是增加的趋势。在两个趋势不能平衡抵消的状态下会造成实体大小、形壮、运动状态的变化。 魏格纳大陆飘移说证明了地球大小、形壮的变化。 美国人威尔斯分析古珊瑚虫化石，从其年轮和生长线推测:地球在6亿年前一年不少于425天，一天约20小时;4亿年前一年约405天，一天约21、5小时;3、7亿年前一年约395天;2亿年前一年约385天，每天约23小时。 英国自然杂志于1978年10月报道：美国人卡姆和谱姆庇数千只鹦鹉螺解剖后发现其是一种奇妙的时钟,其外壁上的生长纹默默地记载着月球的地质年代中的变化历程。通过观察各时代鹦鹉螺化石的生长纹论断出4亿多年前月球绕地球公转的周期为9天，随着年代的变迁逐渐为15天18天22天26天，直到今天的27.3天。 通过三千年来对月食的纪录推测和通过利用现代高新手段如激光测距来测算发现月球自转周期在变大。 现在也知晓了许多太阳系其他星体运行状态渐变的证据。 当然，这些现象也有很多其他的解释。(Galileo Galilei,On Motion and on Mechanics,Univ.of Wisconsin,1960, p. 48.1922)。(T.B.Settle,Galileo and Early Experimentation in R.Aris etal(eds.), Springsof Scientific Creativity,(Minnesota，1983)p.7.科