生物力学的定义范例(3篇)

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生物力学的定义范文篇1

本文主要是对我的前两文[1]与[2]的进一步说明。需要读者结合我的前两文来读此文。由于[1]文中用引力一词,需用[2]文与此文重新理解之。本文的例题可以增强对我观点的理解,同时也体现了由于其进化性而带来的在习题解法上的取代性、新颖性、思路明晰性及简捷性。我的观点核心是“广义惯性与整体天体”,对这两个方面的理解的最大障碍就是我们已经习惯了的牛顿力学的思维方式。只知道用所学到的“知识”去思考世界,而不反省作为思维的基本要素——概念及各种概念、命题、观念之间的逻辑关系的内在合理性问题,这是科学理论研究之大忌。如果现有的概念、命题与观念不能表达新的内容,就需要改变它们,或重新建立。

一、惯性力学

严格说来:牛顿第三定律(互为作用力定律)应该是力学“体系"定律,是在各种作用方式力以及各种属性力之间建立关系的定律;去掉牛顿第三定律后的广义力学核心四定律(见[2]文),应该称为”惯性力学“核心三定律(以下简称”惯三律“)。”广义“是相对牛顿力学及牛顿惯性而言的。之所以还保留”广义惯性“一词,也是因为只有惯三律被大多数人接受后,才会完成它的历史使命,再改变为”惯性“一词。牛顿第一第二定律(以下简称牛二律)是惯三律的物体外部空间在ρ均匀空间情况下的定律,是其推论,不再是惯性力学的核心公设性质的命题

(一)广义惯性使牛顿力学进化

爱因斯坦独具慧眼,从司空见惯的现象中及自由落体运动与质量因素无关的经验事实,总结出了等效原理,且明确与准确地说:物体的同一性质按照不同的处境或表现为“惯性”,或表现为“重性”([3]第55页)。这个同一性就是广义惯性,这个处境就是空间。牛顿第二定律实质是其第一定律涵义的数学表达式。所以,广义惯性的发现,其革命意义是指动摇了牛顿第一定律的核心地位。广义惯性包含了牛顿惯性,所以,又是其进化。同时,也说明了需要建立一个取代牛二律的进化性质的核心命题系统的新力学理论。广义惯性又引出了两种空间及其区别的新问题。这个新问题困扰了爱因斯坦的一生,走了一大圈“弯”路后,在他晚年时,才看到了解决这个问题的曙光——物体具有空间的广延性([3]第十五版说明),由此“广延性”再往前走一步,就是[2]文说

*男,1949年生,1983年毕业于东北师大数学系,长春市吉林工学院家属宿舍14号楼43号(130012)

的ρ空间及其区别的标志是其梯度值的有否。这说明还需要一个新的涉及空间的基本概念及与其相对应的原来等效原理所没有涉及到的新的经验事实:物体质量部分的压强梯度现象(注:在固态的具体物体内部,此“压强梯度”表现为“胁强”),也就是爱因斯坦的物体的空间广延性的具体体现。同时也引出了物体的非刚性及其具有内部空间结构的抽象性质([4]第六章)。于是,“万事俱备”,只欠建立一个新的核心命题系统了。可以说,惯三律就是这个系统。广义惯性是由于把“重性”也归于同牛顿惯性一样的物体属性,所以,其革命意义也主要体现在“重力”方面。“引力”是对重力本质的错误认识。广义惯性与场概念把原来引力中的两个平权的物体分离开来:一个是仅表现广义惯性的一般(非整体)物体;另一个是具有产生重力场的特殊性的中心物体。一般物体与中心物体之间已经没有“力”的关系了。但通过重力场(原来引力场与自转惯性离心力合成的重力场涵义需要改变)有“能”的关系(见此文的“ρ空间与能”一节)。到此为止,广义惯性已经完成了其逻辑任务,即取消了引力及导出了中心物体的特殊性(当然也具有广义惯性的一般性)。这个特殊性的中心物体就是整体天体。

(二)再看牛顿力学

为什么人们回避牛顿第二定律中的“力”(外力)的反作用力就是物体的惯性力的道理呢?就是因为把重力也当作外力(引力)时,物体本身没有反作用力——惯性力(重力加速度与物体质量的大小无关),这正是牛顿力学理论内部的不能“自圆其说”的地方,这也正是爱因斯坦所注意的地方。为了回避这矛盾性(无意识的),不得不让其“外力”担当“广义”的力的重任。“力是物体加速运动的原因”这一没有条件限制的观念,是牛顿力学最主要的思维定势。不管是相对的加速运动还是“绝对”的加速运动,人们都在头脑中马上反映出来要乘上物体的质量,使力成为其运动的原因。于是,其直接错误后果就是把非牛顿惯性系内或重力场内的物体“自由”或有阻力的“不自由”的加速运动,也当作有外力(不包括阻力)正在作用之。之所以把非牛顿惯性系中的外力惯性力叫做虚构力,是说明牛顿力学中还有第二个观念:“力是物体对物体的直接作用”——这是作用方式力,但有的教材除了摩擦力外,把作用方式力几乎都归结于弹性力则是错误的。又从这第二个观念来看其外力惯性力时,真的不存在另一个物体来表现之,只得权宜称为虚构力。当把重力也当作外力时,发现确实有另一个物体(中心物体)与之对应,这可是“真实”的外力了。麻烦又出现了,这个引力是超距作用性质的力,从作用方式力的观念角度来看时,又难理解了。为了让引力回复到可理解的直接作用性,又引起了从牛顿时代起至今的许多人去虚构在两个超距的物体之间飞来飞去的各种“微粒子”,以此物来担当引力成为直接作用性的重任。引力本来也是虚构力,还要为这虚构的“东西”再虚构一些东西,麻烦可就大了。因为凡是具有质量的物体都具有广义惯性,也可以说是“万有”惯性。之所以惯性力学在力学体系中占有主要及重要的地位,而其他属性(如弹性与磁性等)力学占次要地位,且以“惯性力”作为力的物理单位,也是由于其“万有”的原因。但作为表现广义惯性力的重力的空间(重力场)及场源物体(整体天体)可不“万有”。这两个角度分不开,还会认为重力(引力)“万有”,这又会回到为什么会超距作用的难理解的怪圈。广义惯性使探索“引力作用机制”的研究方向成为毫无意义的方向,是徒劳无功的方向,因为引力本身是由牛二律的局限性而派生出来的虚构的力。

(三)再看广义相对论

爱因斯坦特有的知识结构(马赫哲学、狭义相对论、四维时空、光、场及黎曼几何),决定了他走上了一条充满荆棘的理论之路。马赫的功绩是看到了牛顿力学体系中有一个缺陷,就是物体的运动状态依参考系的不同而有所不同,于是,作为判断牛顿惯性运动的前提也就成为不确定的了(相对性)。不得已,马赫把现象世界的远处的恒星当作其绝对参考系了。马赫的错误就是把牛顿惯性定律中的物体的属性(保持性)与其运动状态问题混在一起了。爱因斯坦受马赫哲学的启发,又发现了等效原理,但同时又继承了马赫的错误。被夸大为改变人们时空观念意义的四维时空,只不过是用“运动”(还是光运动)角度来规定空间的一种方法。规定有结构的空间可有各种方法,其各种方法是平权的。用什么方法来规定空间则取决于理论与实践的需要。如果去掉了“光速”的弯曲时空还有力学意义的话,与牛顿引力定律正是互为补充的关系本体性的场的描述:一个是以广义惯性“运动”的角度的描述;一个是以广义惯性“力”的角度的描述。而牛顿引力势所包含的空间意义,正是中心结构的ρ非均匀空间(重力场)的经验性的描述。终究是“描述”,都不能代替核心命题性质的“表述”。没有明确的命题表述,其描述也就没有明确的理解前提。惯三律与广义相对论都以等效原理为其经验基础。只不过爱因斯坦又走上了光速的等效原理之路。而光速的等效原理是由“思维”实验得来的,且唯一能验证其理论的星光在太阳附近偏转现象,爱因斯坦在具体计算其偏转角度时,实际上是“非常谨慎地用惠更斯原理”([5]第23页)。而惯三律所依据的“低速”等效原理,连幼儿园里的儿童都可以感觉到坐滑梯时的加速度与坐汽车时的汽车加速度的区别,因其身体内有胁强的有否或大小之区别。战斗机飞行员已经体验了低速等效原理的所有内涵。所以,任何脱离与回避“低速”等效原理的力学理论,肯定是不会成功的理论,因为其现象普遍存在于客观世界,且与力学密切相关。爱因斯坦之所以对“光”情有独钟,也许是无意识的回避其理论中的一个内在矛盾:“产生”引力场的中心质量(中心物体)必须很大,而体现弯曲时空(引力场)作用的物体必须很小且产生与不产生引力场无关紧要,这与引力中的两个平权的物体涵义是矛盾的。而“光子”正好是最小的物体,也就回避了这个矛盾。只有“整体天体才产生重力场”的结论,才可以解决这个矛盾。

引力波、黑洞与四种相互作用力的统一的课题,来源于爱因斯坦。引力已经不存在了,当然“引力”波也不存在了;如果重力场有边界,重力场就与电磁场不同,当然引力“波”也不存在了。如果以光线在重力场中弯曲的角度而导出的“黑洞”,黑洞不存在,因为光线在重力场中弯曲的原理不是由于“引力”;如果是由于“弯曲时空”原理而导出的“黑洞”,黑洞也不存在,因为本来弯曲时空是由光线的弯曲(光子的广义惯性运动)而规定出来的,反过来又认为光线的弯曲是由弯曲时空所造成的,这是什么逻辑?如果光线在重力场中有红移效应,那么,由此原理而导出的黑洞,黑洞有可能存在。引力都不存在了,也就无所谓四种相互作用力的统一的问题。目前的“大统一理论”仅剩下“引力”没有被统一进去,也正说明了这个问题。

二、ρ空间概念

生物力学的定义范文

摘要:马克思对历史唯物主义关于物质生活方式的经典表述是在《政治经济学批判序言》中,在此书中,马克思回顾了自己研究政治经济学的经过,阐述了《政治经济学批判》一书产生的历史条件及背景。通过研读《序言》,我们不难发现,物质生活的生产方式制约着整个社会生活、政治生活以及精神生活,是历史唯物主义的基本范畴。确定这一基本范畴并阐明其基础性解释意义,对准确理解历史唯物主义具有重大意义。

关键词:历史唯物主义生产方式基石

历史唯物主义是人类社会发展一般规律的科学,马克思主义哲学的重要组成部分。科学的社会历史观和认识、改造社会的一般方法论,亦称唯物史观。历史唯物主义为马克思和恩格斯所创立。历史唯物主义用以观察社会历史的方法与以前一切历史理论不同,它充分肯定世界的物质性,同时承认人在历史发展过程中的主体作用。而物质资料的生产方式制约着整个社会生活、政治生活和精神生活的过程。彰显历史唯物主义整体理论中最重要的部分,即物质生活的生产方式。历史唯物主义的一些基本观点也都是围绕物质生活的生产方式而展开的,因此我们可以说:历史唯物主义的基石是物质生活的生产方式。

一、物质生活的生产方式制约着整个社会生活、政治生活和精神生活

物质生活决定精神生活,还是精神生活决定物质生活,或者说,是社会存在决定社会意识,还是社会意识决定社会存在,对这个根本问题的不同回答,划分了两种截然对立的历史观:历史唯物主义与历史唯心主义。马克思在《政治经济学批判序言》里用简洁的语言阐明了物质生活的生产方式决定整个社会生活的历史唯物主义原理。他透过各种社会现象,发现了一个简单的,但却长期被人忽视的事实。这就是:无论在哪一个社会当中,人们都必须首先解决了吃喝穿住的问题,然后才能从事政治、科学、艺术、哲学、宗教等活动。物质生活的生产方式制约着整个社会生活、政治生活和精神生活的过程。没有物质生活资料的生产,就不可能有其他种种社会活动,也不会有社会历史按照历史唯物主义的观点,不仅应当把社会关系区分为物质关系和意识关系,而且,只有把社会关系归结于生产关系,把生产关系归结于生产力的高度,才能有可靠的根据把社会形态的发展看作自然历史过程。这也就是说,归根到底,社会生产力决定生产关系乃至整个社会关系的变迁和改革。

生产力是社会生活中最革命的因素,社会变革总是首先从生产力开始的。生产力的发展推动着人类社会从低级阶段向高级阶段发展,推动着历史前进。一切先进的阶级和人们总是热心发展生产力,而一切反动的阶级总是阻碍生产力的发展。这是衡量一切阶级、政党、派别是革命的、进步的,还是反动的、落后的根本标准。马克思指出,有什么样的生产力,就有什么样的生产关系。上层建筑的变革,要从经济基础方面去寻找原因,生产关系的变革,要从生产力方面寻找原因。这是历史唯物主义的一条基本原理。判断一个革命时代不能以它的意识为根据,只能从生产力和生产关系的矛盾中去解释。社会生产力发展了,生产关系不适合了,它由生产力的发展形式变成了生产力的“桎梏”,生产力要求打破这种“桎梏”,社会革命的时代才会到来。所以,人类始终只能提出自己能够解决的任务,这个任务的提出科学与否,就看其有无客观条件。而这个客观条件,就是新的生产关系赖以建立的客观基础。而物质生产方式的发展以及物质生产力的变革是社会变革的终极原因,无论生产力与生产关系的矛盾运动规律,还是社会存在与社会意识的矛盾运动规律。都离不开物质生活的生产方式而单独存在。

二、物质生活的生产方式是社会历史发展的决定力量

历史唯物主义认为,物质生活的生产方式制约着人类社会生活的各个方面。物质生活的不同生产方式表征着人类的各个阶段的文明。随着人类社会的发展伴随物质文明、精神文明的进步,生态发展也必然走向文明形成生态文明。

马克思主义认为人类社会发展内含有机统一的两个方面:首先,社会发展是主体的需求与愿望满足过程和价值目标不断实现的过程;其次,社会的发展是具有客观必然性和内在规律的进程,所以社会发展是合规律性和合目的性的统一。马克思在论述社会历史发展之时,更注重社会的种种冲突和变革的经济根源与“物质条件”。他认为,一切政治的和思想意识的冲突和变化,都“必须从物质生活的矛盾中,从社会生产力和生产关系之间的现存冲突中去解释”。一切社会变革及社会历史发展都必须由物质条件来保障。因为“人类始终只能提出自己能够解决的任务”,甚至“任务本身,只有在解决它的物质条件已经存在或者至少是生成过程中的时候,才会产生”,否则就往往是空想,并会归于失败。

人们为了维持自己的生存而通过生产劳动向自然界谋取所必需的生活资料的方式,是一定的生产力和生产关系的统一。生产方式和地理环境、人口因素,都是社会赖以存在和发展的社会物质生活条件。地理环境和人口因素对社会的发展起着重大作用,它们的状况如何,能够加速或延缓社会的发展,但它们都不是社会发展的决定因素。只有生产方式才是社会发展的决定力量。这主要表现在:人们要从事政治、科学、艺术等等活动,首先要吃、喝、住、穿,能够生活。为了能够生活,就需要有食物、住房、衣服等生活资料。为了获得这些生活资料,就必须从事物质生产。如果停止物质生产,人类就会很快灭亡。一个社会处在什么样的发展阶段上,它的社会制度、阶级结构以及政治、法律、道德、哲学等观点如何,人们的社会关系、生活方式怎样等等,归根到底决定于生产方式。马克思指出:“物质生活的生产方式制约着整个社会生活、政治生活和精神生活的过程。”原始社会、奴隶社会、封建社会、资本主义社会和社会主义社会,之所以互相区别,形成不同性质和面貌的社会,根本原因就在于它们有着不同的生产方式。有什么样的生产方式,就有什么样的社会形态。物质生产总是处在不断的发展变化中,随着生产的发展,生产方式也会发生变化。当着一种生产方式被另一种新的生产方式代替的时候,社会制度、阶级结构和意识形态等等也就必然发生根本的变革。人类社会从原始社会向奴隶社会、封建社会、资本主义社会和社会主义社会的转变,以及将来进入共产主义社会,都是生产方式发展和变革的结果。

三、物质生活的生产方式不仅是人类历史的起点,而且是人类存在和发展的原动力

物质生产是社会存在形式的生产,是人们改造自然、创造物质财富的活动。人类所经的一切社会形态都无法离开物质生产活动,社会的变迁、时代的更替都伴有物质生活的生产方式。马克思说:“任何一个民族,如果停止劳动,不用说一年,就是几个星期,也要灭亡,这是每一个小孩都知道的。”所以物质生产是人们每日每时都要进行的一种历史活动,是一切历史的一种基本条件。就这一点来说,文明的现代人和蒙昧的古代人并没有什么两样。人类的历史首先是物质生产发展的历史。

物质生活资料的生产,把人同自然界联系起来,形成生产力系统,同时也使人发生一定的联系,形成生产关系系统,派生出社会的上层建筑,并且由于脑力劳动和体力劳动分工,产生出政治法律思想,以及道德、哲学、科学、艺术、宗教等社会意识形式。这样,生产力、生产关系和上层建筑,就构成了社会生活的基本领域。而这些社会生活的基本领域并不是平行的、各自独立的,而是彼此交融、彼此共生的关系。而所有这些社会基本要素的最终根源都是物质生活的生产方式。

马克思说:“手推磨产生的是封建主为首的社会,蒸汽磨产生的是工业资本家为首的社会。”人类各种社会制度的变革,都是由物质生活的生产方式发展到一定阶段所引起的。人类社会发展到今天,已经经历了五种社会形态,它们是物质的生产方式发展的必然结果。由此可见,物质生产是人类社会历史发展的基础,是人类历史得以不断向前的巨大动力。从物质生产这个原动力出发,联系物质生产发展的各个阶段,考察人类历史发展的状况,就为我们揭示和掌握人类社会的发展规律提供了一把钥匙。依据这一历史观,人类的历史就不再是许多偶然历史事件的堆积,而是由物质生产所制约的、人类社会形态由低级到高级的有秩序的更替。于是,人类社会发展的客观规律就清楚地展现在我们面前了。

四、物质生活的生产方式原理是历史唯物主义的理论基石

既然物质生产的原理是人类历史的出发点,是人类历史的原动力,那么,这个原理就应当是历史唯物主义的理论基石。也就是说,就应该由此出发来探讨历史唯物主义的理论体系。物质生产的原理是历史唯物主义其他各个原理和范畴的基础。应该而且可以判定,历史唯物主义的其他各个原理和范畴,都是物质生产这一原理的逻辑演变和引申。众所周知,社会存在是历史唯物主义的一个基本范畴。马克思和恩格斯关于社会存在决定社会意识的原理,把唯心主义的历史观从最后一个防空洞里驱逐出去了,这个原理的重大意义是勿庸置疑的。可是,这个重要的原理,则是以物质生产的原理为理论基石的。

马克思从生产力和生产关系、经济基础和上层建筑的矛盾运动,揭示了社会发展的一般规律。这个规律同自然界的规律一样,是客观的、必然的、不以人的意志为转移的。所以,马克思把社会发展看作是一个“自然历史过程”。当然,社会过程不同于纯粹的自然过程,自然过程无需人的参与,它的规律也在那里起作用。社会过程是人本身活动的结果,而人的活动都是有意识、有自觉意图的。所以,不能把社会规律和自然界的物理过程、化学过程、生物过程等同起来,忽视人的作用。马克思说过:“历史活动是群众的事业,随着历史活动的深人,必将是群众队伍的扩大。”过去的历史已经证实了这个论断。我们只要坚持物质生产这个原理,我们的群众队伍还会更加扩大。

五、小结

马克思从生产力和生产关系、经济基础和上层建筑的矛盾运动,揭示了社会发展的一般规律。这个规律同自然界的规律一样,是客观的、必然的、不以人的意志为转移的。所以,马克思把社会发展看作是一个“自然历史过程”。当然,社会过程不同于纯粹的自然过程,自然过程无需人的参与,它的规律也在那里起作用。社会过程是人本身活动的结果,而人的活动都是有意识、有自觉意图的。所以,不能把社会规律和自然界的物理过程、化学过程、生物过程等同起来,忽视人的作用。在整个社会历史发展过程中,物质资料的生产是人类历史的基础,理所当然的,也是反映人类社会历史发展的最一般规律的科学历史唯物主义的基础。如果把物质生产方式原理这块理论基石抽掉,历史唯物主义的理论大厦就会倒塌。显而易见,只有以物质生产原理为出发点,才能同历史唯心主义划清界限,牢固地建立起历史唯物主义的科学理论体系。(作者单位:西南民族大学)

参考文献:

[1]马克思、恩格斯:《马克思恩格斯选集》第1卷,北京:人民出版社,1995年

生物力学的定义范文

物体在受到外力(去掉外力性质的重力—引力及合外力不为零的情况下)的时候其内部到底发生了什么情况?这才是区别物体是否是广义惯性运动状态的根本标准。这涉及到牛顿力学物体概念内涵的改变。如果把熵状态(熵空间)作为力学思维的出发点,许多纠缠不清的问题都好解决。

前言

——把简单的事情搞复杂了,太累;把复杂的事情搞简单了,贡献。——摘自某电视广告词。

无论是维护还是反对广义相对论的人,其实都面对的是一团“乱麻”,说它对,也说不清对在哪,说它错,也说不清错在哪,那是因为没有一个“对的理论参考系”。我的惯性力学三定律,也许提供了此“参考系”。相对论的产生,就是把空间问题(也是场的问题)引进到物理学里来,无论如何,这是一个进步。但是,仅把“运动”当作出发点,来定义空间,总觉得有点犯了循环逻辑错误的嫌疑,因为运动(速度)本身就是由时间与空间(距离)来定义的。用时间与空间来定义时间与空间,就好象是自己拽自己的头发把自己拽起来一样,不解决问题。因为“运动”仅是物体对它物的位置关系,而位置关系仅是物体属性对外关系体现的一方面,不是全部。反过来,又仅以运动与空间角度来认识“属性”,就犯片面性的错误了。广义相对论还是正在“探索”过程中的不成熟的不能算作真正理论的理论。

我在我以前的文章里说过,物体的广义惯性的对它物关系的体现有两种,一个是力(作用关系),一个是运动(位置关系)。而许多人总是在运动(机械运动)上来思考什么惯性啊、引力啊、什么等效原理啊、什么参考系等等,这是片面的,是许多问题纠缠不清的根源之所在。又把“运动”关系当作出发点来思考,或仅以“运动”角度以为就可以解决什么属性问题,就是本末倒置了。通常说“标”与“本”的关系,在力学里,仅从“运动”角度来解决力学问题,就是“治标”,不是治本。广义相对论就是如此错误之大成者。永远要值得注意的是,关系是某物属性的体现,不是属性本身。抛开了某物及某物的属性,而要解决属性问题,是解决不了的。广义相对论就是抛开了物体这一最基本的前提,仅用什么度规什么坐标系(参考系)的变换来解决惯性及“引力”等问题,引得许多人到如今还在争论不休,就是此原因。我们还是回到“物体”本身上来,回到体现其属性的另一个关系——力作用关系上来。就容易解决许多纠缠不清的问题。在我这里,同样的物理常识,就有了不同的思维方式。我在此是在重新调整力学的思维方式。

一、受力的物体内部到底发生了什么情况?

有人说受力(接触力,像磁性力另说,而外力性质的重力与虚构性质的惯性力是在此我要重新认识的“作用”。)物体发生了形变,但这是外在的问题,此外在的形变也有因为物体内部的情况的变化引起的因素。受合外力为零(接触力)的物体也形变。我们要看看在受到合外力为零与不为零情况下的物体的内部到底发生了什么情况。我现在举几个现象方面的例子:先用水性质的物体来说明一下。

1.有“重”的情况:

(1)在地面上的装满水的容器,当该容器在水平方向上,受外力的作用(也有加速度),此容器中的水里就压强梯度情况发生。

(2)在离心机中的装满水的试管,在离心机转动的情况下,其水里也有压强梯度情况发生。

(3)静止在地面上的装满水的容器,在垂直发生方向上,其水里也有同样的压强梯度情况的发生。此容器的外力就是地面对其支撑的力。

2.“失重”的情况:

(1)在地面上以静止或匀速直线运动的装满水的容器,水平方向上,水里没有压强梯度情况的发生。此情况没有外力作用之。

(2)处在自由落体运动状态下的装满水的容器,其水里没有压强梯度情况的发生。此情况没有外力作用之。

(3)在公转的太空实验室里装满水的容器,其水里没有压强梯度情况的发生。此情况没有外力作用之。

(4)在车厢里的地板上,有此装满水的容器,假设此容器与其地板之间没有摩擦力,当此车厢突然在水平方向上加速时,在车厢里的人看来,此容器有加速运动(在地面上的人看来,此容器还是静止的),但其容器里的水在水平方向上没有压强梯度情况的发生。此容器没有外力作用之。

说明:

(1)在原来的力学里,有“重”的情况的(1)与(2)的压强梯度被解释为虚构的惯性力(也被称为没有来源的力)造成的。其(3)的压强梯度被解释为“引力”(也是虚构的力)造成的。在我这里,其压强梯度不被解释,是认识的出发点(公理化。如果除了虚构的惯性力与引力的原因的解释,而有其他的原因的解释,我的此出发点不成立。)。是表示其物体有外力作用之,也是表示对此外力有反作用力,其反作用力就是其物体的广义惯性力。反过来,其物体有外力作用之,必有物体内部的此“压强梯度”情况的发生。其外力或其广义惯性力与此“压强梯度”在量上有正比关系。“失重”的情况也“统一”理解为没有外力作用之。

(2)气体也有此“压强梯度”情况的发生;固体的此“压强”表现为“胁强”。

(3)离心机里的此“压强梯度”的二阶导不为零。

(4)把此“压强梯度”的“唯象”性,变为抽象的ρ梯度(就是我的惯性力学三定律里的P内),是新的物理量,物理单位名称为“坦”。

(5)于是,原来牛顿力学的“刚性”的与“没有内部结构”的物体概念就变为有不是“绝对刚性”与有“内部结构”内涵的物体概念。

(6)当一辆汽车突然撞在“刚性”障碍物上时,此汽车就撞坏了,是由于其负加速度突然非常变大,依我的广义惯性运动定律,其汽车的P内也突然变大,也就是其质量部分的胁强变化突然变大,就造成了车体的破坏。其前面(被撞的部位)之所以被破坏得厉害,是因为汽车不是绝对刚性的物体(有一定的弹性)。

(7)在实践上,人们在说战斗机里发生的“失重”与“超重”时,已经没有了所谓的“引力与惯性离心力”原因的区别,已经都统一为“重力”的说法了。所以,我的“理论”容易被一般人理解,不是“超玄”的。完全可以直接代换中学力学里的“牛顿相应的定律”。在中学力学教材里独立的“失重与超重”问题,就不必讲了,此内容已经包含在惯性力学三定律里了。

(8)在爱因斯坦的“等效原理”里说什么“在惯性系(所谓的自由空间等)里与在引力场里的局部惯性系(某加速值的)里的所有的物理规律是相同的或所有的实验结果是相同的等同类不同方式的说法,比形而上学还形而上学。实际上只有一个“现象”是相同的,就是此“压强梯度”现象。如此的比形而上学还形而上学的“等效原理”,带来的直接错误后果就是把“光束与升降机的运动速度合成思维实验”带到了“动力学”里,也随带着把狭义相对论的理论带到了“动力学”里,于是,就繁衍出了什么“一级近似、强引力场、光线引力弯曲、引力透镜、黑洞”等劳什子。而爱因斯坦实际上是用“广义惯性”(用度规)在重力场里的“广义惯性运动”(测地线)

来定义引力场(弯曲时空),本来是“同一关系”,其定义结果——弯曲时空的前提(广义惯性)已经解释了“引力”,结果被人(爱因斯坦本人在此也糊涂)错误地理解为几何性质造成了引力的因果关系。如果还有人以为我的惯性力学三定律是什么广义相对论的什么级近似情况的定律,那实在是为广义相对论的继续存在找借口。不能为了“光”一定存在在力学里,把我们的认识搞混(昏或浑)了。我的惯性力学三定律是已经吸取了广义相对论的合理内核的结果。

(9)参考系是“观察”及“失重与有重”是体验,但这都是感性表达,而理论必须是客观性与理性的表达,于是,用此“压强梯度”现象与“ρ梯度”来说明与表达,这就是客观性与理性。(牛顿第一定律的物体的状态也是表示物体的失重状态)

二、空间问题

1.物体的内部空间问题

物理意义的空间与物体的内部空间的涵义是什么?这是困扰爱因斯坦一生的问题,(见爱因斯坦晚年对他的早年著作《狭义与广义相对论浅说》第十五版的附录)当物体有体积的时候,就应该说有内部空间。但是,爱因斯坦就在此问题上拿不定主意。比如一只两头没有盖(有盖也可以)的大油桶,你说此大油桶占据了什么空间,是圆柱体积?我想通了,是油桶的质量部分占据的空间才是物理意义上的物体内部空间。爱因斯坦的“物体具有空间的广延性”,应该就是此涵义。P内就是指此空间结构。

爱因斯坦之所以没有总结出此惯性力学三定律,其原因是把注意力用在了参考系的变换,而忽略了物体的内部空间性,而他到了晚年认识到“物体(不是物质)具有空间的广延性”时(见《狭义与广义相对论浅说》第十五版的附录说明),就已经说明了他开始注意到了物体的内部空间(物体质量部分所占据的空间)性问题,但他已经来不及总结出此惯性力学三定律了。

2.物体的外部空间的问题

地球有重力场,地球也是物体,地球的内部空间也可以定义为物质质量部分占据的空间。地球的此空间,也有此质量部分的“压强梯度”现象(中聚度,如在地球的大气层与海洋中也有此压强梯度。),也可以说P内,但是,具有物理性质的重力场(空间)可以延伸至月球轨道之外,而与质量无关。为了解决此问题,只得承认有一个独特的有物理意义的空间——重力场。而此空间的物理量P外与P内的物理单位相同。P内与P外对距离的积分,还可以理解为有的书中所说的“内势与外势”问题。于是,就一定应该有具有重力场的物体与不具有重力场物体之分情况。只有此种区分,许多问题都顺理成章。进而,重力场必须是有范围的。否则,许多悖论都出现了,许多“应该”发生的“异常现象”没有发生就无法解释。比如:“九星连珠”现象的发生,按理(万有引力)应该有异常现象发生,结果,什么异常现象都没有发生。而按我的结论,就可以很好地说明为什么没有异常现象发生。所以,我说的“只有整体天体才具有重力场,而重力场是有范围的”,是合乎情理的。

3.引力场概念必须抛掉

只要承认在任何物体之间有所谓的引力,引力场概念就没有存在的意义。只要承认任何物体之间有引力作用,广义相对论也不成立,我的惯性力学三定律也不成立。有“引力”的作用,就没有“场”的“作用”(属性问题),这是不相容的。然而,奇怪的是,多年来学术界竟可以同时运用之。爱因斯坦把把统一场论问题留给了后人,而后人又把此问题转化为四种相互作用力的怎样统一的问题。而通常的解决此不相容的办法是假设什么微粒子的传递,复杂了,麻烦了。靠假设的“东西”(不是某客观东西的抽象)建立的理论,不是理论。

4.熵空间

有重力场的空间与无重力场的空间是我的理论的前提,是思维的出发点。但是,最好是用“负熵空间与熵空间”(不是狭义的熵)来理解此出发点。因为此空间具有物理意义。有了我的惯性力学三定律,有了熵空间与负熵空间,与其分别对应的原来的绝对空间、欧氏空间、平直时空与惯性系及原来的弯曲时空、非惯性系与引力场这些概念也就没有存在的必要了。

离心分离机之所以有"分?quot;效应,也说明其试管在旋转的情况下,试管内部空间是负熵空间。而放在地球重力场内的静止的"试管"中也有此"分离"效应。

重力场可类比静电场,但又不是静电场。但有人把重力场(引力场)当作“电磁场”来看待,又弄出个什么“引力波”来,是没有客观事实根据的。

5.有关的若干问题

(1)什么绝对运动、相对运动、加速系、绝对时间、相对时间、平直时空、弯曲时空等等,统统撵回到纯运动学那里去;坐标系是描述用的;参考系是操作性问题,不是力学思考的前提问题。把参考系与坐标系也“撵”回到纯运动学那里去。物理就是研究物质的道理,抽象的空间、时间与运动的“本身”没有物理。去掉物体的抽象运动,是形式的问题。不能说空间有物理的属性,弯曲时空有“引力属性”是错误的。弯曲时空是不能证明存在与否的,因为是形式,是抽象的。物质的物理与其形式(空间时间与运动)是同一性关系(内容与形式的关系),不是因果关系。

在操作上,有重力场的空间有确定的参照物,而没有重力场的空间就是熵空间。通过我的广义惯性运动定律的加速度a可以转换出其他的运动形式,如a=v2/r等,然后再运用什么坐标系与参考系来描述。绝对参考系问题是具体问题具体分析的问题。如有绝对方向参考系,飞机上的“陀螺仪”就是例子。

(2)牛顿的惯性定律实际上包含两个涵义:物体在惯性运动状态时有“被动性”(无外力情况下),而在非惯性运动状态时(有外力的情况下)又有了要改变非惯性运动状态的主动性(能动性)。这才叫对立统一。然而人们只注意了“被动性”方面。

(3)自由落体运动(包括抛体运动),都是广义惯性运动。

(4)把物体的惯性问题与坐标系什么参考系结合起来,叫什么惯性系,这是把“关系”直接赋予了属性的逻辑错误。要把运动状态本身与为了描述运动状态的参考系问题分离开来。

(5)静止在空间中的卫星才可以用“引力定律”计算其“力”,但此力不是“引力”,是其卫星的广义惯性力,此广义惯性力的反作用力的外力应该是某一个阻止卫星下落的另一个实在“力”。宇宙中的天体运动都是广义惯性运动。而与其广义惯性力抗衡的外力,除了碰撞和爆炸等外力外,几乎没有恒定的其它外力与之进行“强”相互作用。所以,计算正在公转运动的行星“引力”是错误的。

(6)当我说“战斗机飞行员已经体验了等效原理的所有内涵”时,有人也许会问:战斗机是在地球的重力场内飞行的,重力场是大范围的ρ非均匀空间,而大范围的ρ均匀空间的等效原理的情况没有算在内,怎么能说战斗机飞行员已经体验了等效原理的所有内涵?回答是:因为地面的水平方向的空间也是ρ均匀空间,重力等势面是二维ρ均匀空间。

(7)像这样的提法:“一个观察者,当他的加速度计读数为零时,他不能辨别他是否在外层空间相对于恒星匀速运动,还是在地球重力场中自由降落因而相对于恒星作加速运动。”这是马赫哲学的提法。把恒星当作了“绝对参考系”。这是抽象的理论与具体问题分不开的错误,容易造成思维的混乱。

(8)之所以我说可能仅在恒星、大行星及部分的整体性的卫星周围存在重力场。也是考虑了重力场内的天体的广义惯性运动一般都是圆锥曲线运动,而拿不准星团、星系内的天体的运动是否是属于这样的运动,从而也拿不准其是否也具有重力场。但从星系内的星体的运动速度角度来看,不符合“引力”定律。因此,我倾向于星团和星系空间不是“重力场空间”的认识。它们仅是类似“流体力学旋涡效应”。接着,就不得不说星系内的真空空间不是“真空”。无论怎样的“真空”,在星系这样大空间范围内,仍然有“流体效应”。

所以,以“引力”为原因来描述天体起源过程,真是牵强附会的提法,而原始星云各粒子"小质量"之间不会达到足以吸引其它粒子的“能力”。在此方面问题上,笛卡儿的“旋涡理论”也许还有它的存在价值。

(9)当我们说产生重力场是整体天体的功能时,可用导电(直流电)螺线管产生磁场的类比来理解其不依赖中心“质量”的机制。而仅对于重力场本身,我们只要能够测量与描述它就够了。目前热核聚变控制问题是靠外因的控制方式,从整体科学的角度,最好是用系统自我控制方式才能解决。太阳就是自我控制方式的热核聚变,重力场的产生机制问题的解决,就与此相关。

(10)天狼星的视曲线的运动被解释为有密度非常大的伴星(白矮星)存在。掉过来的看法,则是其伴星也许仅是一般类似地球密度的行星,因其公转运动与天狼星无“力”的关系,其视曲线运动需另外解释。

(11)没有发现距离很近,且体积与质量都相等的两个星体互相公转的现象存在。天文观测发现某恒星亮度周期变化,说明有不发光的星体公转,可以类似日食现象。但不能说明是同样的星体。在宇宙中发现的两棵很近的恒星,实际距离很大,并不互为公转。所以,只有一种质量很大的中心星体,而绕其公转的星体体积相对来说又很小的现象存在。这说明如果水星体积与太阳体积同样大,那么会造成内部压强梯度不均匀分布的情况出现,于是,不是被这压强不均匀性所撕裂,也会落到太阳上去。客观上,天体在起源与演化过程中,自然就避免了这种情况的发生。如果水星的体积与太阳体积一样大,则会碎裂,因为会造成其内部的ρ梯度值方向的不平行情况。所以,要保证在重力场内的天体公转的广义惯性运动状态,还有其自身线度及与中心整体天体距离的限制(因为重力场的ρ梯度分布是不均匀的)。星体产生重力场也有尺度的限制,超过了,就爆炸。小了,就不能形成。行星是重力场产生后,有火山不断爆发的阶段及吸收大量星体撞击阶段。

(12)当有人说“苹果自由下落运动是惯性运动”时,有人就反驳道:“重力是万有引力,惯性是运动状态。”这是目前普遍典型的错误认识。“重力是万有引力”的错误自不必说。而“惯性是运动状态”错误认识的实质是把“关系当作了属性”,同时,又是抛开了惯性的另一个在“关系”方面的体现——“力”。

(13)在我的理论里,只有“卡文迪斯实验”与之不相容(实际上与广义相对论也不相容),除了此实验,一切都顺理成章。在此,我完全有理由声明:“卡文迪斯实验”是个伪事实。是一个人云亦云,以讹传讹的伪事实。也许是卡文迪斯本人的测量误差造成的,也可能是卡文迪斯有意的在欺骗公众。这也许是科学历史上最大的“欺骗事件”。如果此实验出现在牛顿发现“万有引力”之前,还有余地承认它。可是,此实验是发生在万有引力被发现之后,是“马后炮”,是“事后诸葛亮”,就有理由否定它了。

(14)有人说:1.新理论必须比现有的理论能解释更多的观察事实;2.新理论必须能够推出现有理论全部成功的结论;3.新理论建立的基础必须比现有的理论的基础更深刻、更基本。又有人说,一个好的理论,至少满足三个条件:1.与实验事实符合;2.能解释现有现象;3.能预测新的现象。

我的惯性力学三定律满足了“新理论必须能够推出现有理论全部成功的结论”条件,因为,该三个定律能推导出牛顿第二三定律、自由落体定律、牛顿引力定律、浮力定律与包含了爱因斯坦的“等效原理”。我的惯性力学三定律本身就满足了“新理论建立的基础必须比现有的理论的基础更深刻、更基本”的条件。我的此三定律与重力场仅产生于整体天体的结论,已经解释了大量的现有现象(也算被我的理论排除的原来理论解释的现象)。我的新理论仅与“卡文迪斯实验”不符合(是伪事实),其它都符合。实际上,“能够预测新的现象”条件是非常重要的条件,也就是说有指导“实践”的意义。我的理论能预测人类能够制造“重力场”,接着,就能够解决“热核控制”等实际问题。

广义相对论似乎也满足该条件,但是,其一,把牛顿力学借口为“近似”,就原封不动地退回到中学教科书中去,没有满足“新理论建立的基础必须比现有的理论的基础更深刻、更基本”的条件;其二,没有“比现有的理论能解释更多的观察事实”;其三,仅预测了太阳的星光偏转现象,而此现象可有另外的解释。其它的预测,如引力波、黑洞等,到目前还没有证实;其四,到目前还没有表现出具有指导实践意义的事例。可以说,广义相对论仅有一句话有意义,就是“物体的同一性质按照不同的处境或表现为‘惯性’,或表现为‘重性’”这句话。也就是这一句话,才有“一字千金”的份量,在科学的历史上有“永垂不朽”的价值,从而,把人类对大自然的认识向前推进了一大步。

广义相对论也许还有一个价值,让许许多多的物理人跟着学了一遍连“数学系”都当作“选修科目”的黎曼几何,不白学,也许还有“书到用时方狠少”的意义。如果黎曼在天有灵,应该对爱因斯坦感激涕零。

2001年8月9日完稿

参考文献

[1]马英卓:引力是产生出来的,〈科学〉(科学美国人中文版)杂志,1998年第五期。

[2]马英卓:引力与广义力学、整体天体,〈科学〉(科学美国人中文版)杂志,1999年第三期。

[3]马英卓:惯性力学与整体科学体系,《科学》(科学美国人中文版)杂志,2000年第七期。

[4]马英卓:等效原理的对与错,《当代物理世界—物理论文集》网站。

[5]马英卓:万有引力真的失灵了吗?《当代物理世界—物理论文集》网站。

[6]马英卓:用惯性力学三定律解力学习题。《当代物理世界—物理论文集》网站。

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