正确解读论动体的电动力学.doc

论动体的电动力学 关键词：牛顿范式，非牛顿范式，自身的能量，放出的能量，垂直观测 “所谓的相对论”爱因斯坦于1905年发表的论动体的电动力学，后来被学界称为“相对论”，因为这种理论依据的两条原理分别是：力学相对性原理和光速不变原理。“事实上，爱因斯坦本来宁愿把他的理论称为不变量理论，而不称为相对论。但是，相对论这个名称强加于他了。他把它叫做所谓的相对论表示了他的不快”（1）。该理论提出没多久，闵可夫斯基在引入四维空时的几何做图描述方法时就指出：“相对论其实是基于绝对空时的理论”（2）。据此不难看出，“相对论”这个名称，与爱因斯坦写作论动体的电动力学的本来意愿并不相符。 经验带来的错误诠释十七世纪牛顿的引力论和十九世纪麦克斯韦的电磁理论，“在本质上是相互矛盾的”（3）。实际上爱因斯坦写论动体的电动力学之初衷，是想把“力学相对性原理”推广到能够描述光电现象的规律；期望可以把牛顿和麦克斯韦的两种理论统一起来。这篇文章的推导过程全部是严格放在“惯性系”框架内进行的。最终得出的基本公式，依旧属于经典物理学的范畴；故而才有“这就是对于任何速度的多普勒原理”（4）这样的明确结论 于是，学术界就有了“狭义相对论属于惯性系，只有广义相对论才属于非惯性系”的传统认知；实际上这种说法就很值得商榷。对论动体的电动力学这篇文章，必须把推导“过程”和“结论”严格区分开对待 因为在文章给出的普遍适用公式中，包含着一个“垂直观测”时不为0的“可观测量”。由于在经典的力学相对性原理框架中，根本就没有这一项；足以说明正是这一项实现了反传统的“对经典的超越”。但是，历来学者们却都没有意识到这种“超越”的真正意义；对于这个“垂直观测”时的可观测量，依旧是按照“惯性系”坐标变换的法则去诠释其物理意义 在原著中这个“可观测量”是当动系观测静系时变大（统称蓝移），就想当然地判定：静系观测动系时，肯定是变小（统称红移）。于是就有了被公认为正确无误的这种诠释：“当=/2=90，即在光源运动速度的垂直方向去观察，便回到（3.29）式，这种红移纯粹是狭义相对论效应，是（V/C）2级的：”(2)。牛顿范式与非牛顿范式从18世纪开始，物理学就有牛顿范式与非牛顿范式之分，围绕所谓“相对论”出现的诸多困惑和悖论，根源就在于将这两种范式混为一谈。由于牛顿范式物理学研究的是“能被看到和摸到的感官知觉的对象”（爱因斯坦语），依据“力”可以改变物体运动状态的原理，去描述物体运动的规律；而非牛顿范式物理学所描述的则是由热、光、电、磁作用所导致现象的规律 现在我们都已经非常清楚，非牛顿范式物理学所研究的对象都跟辐射能直接相关。如果立足于牛顿范式和非牛顿范式所研究的“能量”不同的角度去考察，就不难发现：牛顿范式物理学所描述的是物体自身的能量在相互转移或转化时所遵从的规律；而非牛顿范式物理学所描述的则是物体放出的能量，在介质中以振动波的形式传递时的规律 物体自身的能量物体放出的能量，二者肯定存在本质差异，应该是毫无疑义的；更何况后一种转移是脱离开物体由介质传递的振动能，这就决定着二者不会遵从相同的规律。在牛顿力学中，能量转移都是由两个物体通过碰撞实现的，遵从的是动量守恒定律；而转化则指物体自身的动能与静能（即势能）的相互变化。多普勒原理所描述的，已经是对牛顿范式物理学的超越，迄今学术界都没有意识到这一点；因为声能就是由物体放出的（不是具有的）能量，转化为振动能、凭借分子的碰撞在传递。该原理的物理学机制是：运动物体自身的动能，对由它放出的、以振动形式在介质中传递的声能，在振动频率上一定会有所附加；因为速度是个矢量，这种附加自然就会有正、负之分，具体表现为在频率上有增大或减小之别。论动体的电动力学揭示出的则是：光能从物体中放出时，不但完全遵从多普勒原理，而且在与速度相垂直的方向上，同样又会出现附加 因为声波是纵波，而光波却是横波。从牛顿范式那自身的能量通过碰撞相互转移；到发声体放出的能量转化为振动能（声能是纵波）传递时，发声体的动能在振动频率上就会有所附加（即多普勒原理的物理机制），已经实现了第一次对经典的超越，但是迄今还没有人明确指出过这个问题；再到物体放出光能（即横波）时，物体的动能在垂直于速度的方向上，对频率又会有所附加，这就又是一种新的超越 物理学的理论从描述物体自身的动能，到由它放出的振动能的规律之不同，已经实现了第一次的超越；而光作为横波，跟声波自然也就不会遵从完全相同的规律，论动体的电动力学所揭示的就是这第二次的超越。但是，由于人们的认知理念一直是“以牛顿力学为典范”的，这就是学界不能正确理解和对待论动体的电动力学的真正原因 物理学不注重严格区分“能量”之不同的传统，即是产生观念混乱的最根本原因。综上所述，可以得出如下结论：（1）. 爱因斯坦写论动体的电动力学之初衷，是想把“力学相对性原理”推广到能够描述光电现象的规律；但是，在文章给出的普遍适用公式中，却包含着一个“垂直观测”时不为0的“可观测量”。由于在经典的力学相对性原理框架中，根本就没有这一项 足以说明正是这一项实现了反传统的“对经典的超越”。（2）. 历来的学者们并没有意识到这种“超越”的真正意义；对于这个“垂直观测”时不为0的量，依旧是按照“惯性系”坐标变换的法则去诠释其物理意义，从而铸成一个跨世纪的错误。（3）. 牛顿范式物理学所描述的是物体自身的能量在相互转移或转化时所遵从的规律；而非牛顿范式物理学所描述的则是物体放出的能量，在介质中以振动波的形式传递时的规律 物体自身的能量物体放出的能量，二者肯定存在本质差异，应该是毫无疑义的。（4）. 多普勒原理的物理学机制是：运动物体自身的动能，对由它放出的、以振动形式在介质中传递的声能，在振动频率上一定会有所附加；因为速度是个矢量，就具体表现为在频率上有增大或减小之别。（5）. 论动体的电动力学揭示出的则是：光能从物体中放出时，不但完全遵从多普勒原理，而且在与速度相垂直的方向上，同样又会出现附加 因为声波是纵波，而光波却是横波。传统把论动体的电动力学说成“属于惯性系”是错误的；错就错在把这篇文章误称为“相对论”中的“相对”二字。实际上真正的相对论性效应、即传统谓之“二级多普勒效应”或“横向多普勒频移”那个“可观测量”，早已实现了对力学相对性原理的超越即无论是“观测者静止”还是“观测者运动”，或者观测者和光源是“靠近”还是“远离”，真正观测到的频率都要比应用论动体的电动力学中普遍适用公式计算出来的值大些、即所谓的相对论性效应全都是蓝移。依据现代精密自然科学达到的技术水准，这个结论完全可以通过光学实验或者是比对额定工作温度不同的原子钟实验，得出定量的实证结果。参 考 书 目（1）巴里派克著 爱因斯坦的梦 湖南师范大学出版社 1990年 P29（2）倪光炯等著 近代物理 上海科技出版社 1979年 P