正確解讀論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué).doc

論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué) 關(guān)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(cè) “所謂的相對(duì)論”愛(ài)因斯坦于1905年發(fā)表的論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)，后來(lái)被學(xué)界稱為“相對(duì)論”，因?yàn)檫@種理論依據(jù)的兩條原理分別是：力學(xué)相對(duì)性原理和光速不變?cè)??！笆聦?shí)上，愛(ài)因斯坦本來(lái)寧愿把他的理論稱為不變量理論，而不稱為相對(duì)論。但是，相對(duì)論這個(gè)名稱強(qiáng)加于他了。他把它叫做所謂的相對(duì)論表示了他的不快”（1）。該理論提出沒(méi)多久，閔可夫斯基在引入四維空時(shí)的幾何做圖描述方法時(shí)就指出：“相對(duì)論其實(shí)是基于絕對(duì)空時(shí)的理論”（2）。據(jù)此不難看出，“相對(duì)論”這個(gè)名稱，與愛(ài)因斯坦寫(xiě)作論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)的本來(lái)意愿并不相符。 經(jīng)驗(yàn)帶來(lái)的錯(cuò)誤詮釋十七世紀(jì)牛頓的引力論和十九世紀(jì)麥克斯韋的電磁理論，“在本質(zhì)上是相互矛盾的”（3）。實(shí)際上愛(ài)因斯坦寫(xiě)論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)之初衷，是想把“力學(xué)相對(duì)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(lái)。這篇文章的推導(dǎo)過(guò)程全部是嚴(yán)格放在“慣性系”框架內(nèi)進(jìn)行的。最終得出的基本公式，依舊屬于經(jīng)典物理學(xué)的范疇；故而才有“這就是對(duì)于任何速度的多普勒原理”（4）這樣的明確結(jié)論 于是，學(xué)術(shù)界就有了“狹義相對(duì)論屬于慣性系，只有廣義相對(duì)論才屬于非慣性系”的傳統(tǒng)認(rèn)知；實(shí)際上這種說(shuō)法就很值得商榷。對(duì)論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)這篇文章，必須把推導(dǎo)“過(guò)程”和“結(jié)論”嚴(yán)格區(qū)分開(kāi)對(duì)待 因?yàn)樵谖恼陆o出的普遍適用公式中，包含著一個(gè)“垂直觀測(cè)”時(shí)不為0的“可觀測(cè)量”。由于在經(jīng)典的力學(xué)相對(duì)性原理框架中，根本就沒(méi)有這一項(xiàng)；足以說(shuō)明正是這一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)了反傳統(tǒng)的“對(duì)經(jīng)典的超越”。但是，歷來(lái)學(xué)者們卻都沒(méi)有意識(shí)到這種“超越”的真正意義；對(duì)于這個(gè)“垂直觀測(cè)”時(shí)的可觀測(cè)量，依舊是按照“慣性系”坐標(biāo)變換的法則去詮釋其物理意義 在原著中這個(gè)“可觀測(cè)量”是當(dāng)動(dòng)系觀測(cè)靜系時(shí)變大（統(tǒng)稱藍(lán)移），就想當(dāng)然地判定：靜系觀測(cè)動(dòng)系時(shí)，肯定是變?。ńy(tǒng)稱紅移）。于是就有了被公認(rèn)為正確無(wú)誤的這種詮釋：“當(dāng)=/2=90，即在光源運(yùn)動(dòng)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(duì)論效應(yīng)，是（V/C）2級(jí)的：”(2)。牛頓范式與非牛頓范式從18世紀(jì)開(kāi)始，物理學(xué)就有牛頓范式與非牛頓范式之分，圍繞所謂“相對(duì)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(xué)研究的是“能被看到和摸到的感官知覺(jué)的對(duì)象”（愛(ài)因斯坦語(yǔ)），依據(jù)“力”可以改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原理，去描述物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律；而非牛頓范式物理學(xué)所描述的則是由熱、光、電、磁作用所導(dǎo)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(xué)所研究的對(duì)象都跟輻射能直接相關(guān)。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(xué)所描述的是物體自身的能量在相互轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化時(shí)所遵從的規(guī)律；而非牛頓范式物理學(xué)所描述的則是物體放出的能量，在介質(zhì)中以振動(dòng)波的形式傳遞時(shí)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(yīng)該是毫無(wú)疑義的；更何況后一種轉(zhuǎn)移是脫離開(kāi)物體由介質(zhì)傳遞的振動(dòng)能，這就決定著二者不會(huì)遵從相同的規(guī)律。在牛頓力學(xué)中，能量轉(zhuǎn)移都是由兩個(gè)物體通過(guò)碰撞實(shí)現(xiàn)的，遵從的是動(dòng)量守恒定律；而轉(zhuǎn)化則指物體自身的動(dòng)能與靜能（即勢(shì)能）的相互變化。多普勒原理所描述的，已經(jīng)是對(duì)牛頓范式物理學(xué)的超越，迄今學(xué)術(shù)界都沒(méi)有意識(shí)到這一點(diǎn)；因?yàn)槁暷芫褪怯晌矬w放出的（不是具有的）能量，轉(zhuǎn)化為振動(dòng)能、憑借分子的碰撞在傳遞。該原理的物理學(xué)機(jī)制是：運(yùn)動(dòng)物體自身的動(dòng)能，對(duì)由它放出的、以振動(dòng)形式在介質(zhì)中傳遞的聲能，在振動(dòng)頻率上一定會(huì)有所附加；因?yàn)樗俣仁莻€(gè)矢量，這種附加自然就會(huì)有正、負(fù)之分，具體表現(xiàn)為在頻率上有增大或減小之別。論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)揭示出的則是：光能從物體中放出時(shí)，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(huì)出現(xiàn)附加 因?yàn)槁暡ㄊ强v波，而光波卻是橫波。從牛頓范式那自身的能量通過(guò)碰撞相互轉(zhuǎn)移；到發(fā)聲體放出的能量轉(zhuǎn)化為振動(dòng)能（聲能是縱波）傳遞時(shí)，發(fā)聲體的動(dòng)能在振動(dòng)頻率上就會(huì)有所附加（即多普勒原理的物理機(jī)制），已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了第一次對(duì)經(jīng)典的超越，但是迄今還沒(méi)有人明確指出過(guò)這個(gè)問(wèn)題；再到物體放出光能（即橫波）時(shí)，物體的動(dòng)能在垂直于速度的方向上，對(duì)頻率又會(huì)有所附加，這就又是一種新的超越 物理學(xué)的理論從描述物體自身的動(dòng)能，到由它放出的振動(dòng)能的規(guī)律之不同，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了第一次的超越；而光作為橫波，跟聲波自然也就不會(huì)遵從完全相同的規(guī)律，論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)所揭示的就是這第二次的超越。但是，由于人們的認(rèn)知理念一直是“以牛頓力學(xué)為典范”的，這就是學(xué)界不能正確理解和對(duì)待論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)的真正原因 物理學(xué)不注重嚴(yán)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(ài)因斯坦寫(xiě)論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)之初衷，是想把“力學(xué)相對(duì)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(gè)“垂直觀測(cè)”時(shí)不為0的“可觀測(cè)量”。由于在經(jīng)典的力學(xué)相對(duì)性原理框架中，根本就沒(méi)有這一項(xiàng) 足以說(shuō)明正是這一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)了反傳統(tǒng)的“對(duì)經(jīng)典的超越”。（2）. 歷來(lái)的學(xué)者們并沒(méi)有意識(shí)到這種“超越”的真正意義；對(duì)于這個(gè)“垂直觀測(cè)”時(shí)不為0的量，依舊是按照“慣性系”坐標(biāo)變換的法則去詮釋其物理意義，從而鑄成一個(gè)跨世紀(jì)的錯(cuò)誤。（3）. 牛頓范式物理學(xué)所描述的是物體自身的能量在相互轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化時(shí)所遵從的規(guī)律；而非牛頓范式物理學(xué)所描述的則是物體放出的能量，在介質(zhì)中以振動(dòng)波的形式傳遞時(shí)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(yīng)該是毫無(wú)疑義的。（4）. 多普勒原理的物理學(xué)機(jī)制是：運(yùn)動(dòng)物體自身的動(dòng)能，對(duì)由它放出的、以振動(dòng)形式在介質(zhì)中傳遞的聲能，在振動(dòng)頻率上一定會(huì)有所附加；因?yàn)樗俣仁莻€(gè)矢量，就具體表現(xiàn)為在頻率上有增大或減小之別。（5）. 論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)揭示出的則是：光能從物體中放出時(shí)，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(huì)出現(xiàn)附加 因?yàn)槁暡ㄊ强v波，而光波卻是橫波。傳統(tǒng)把論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)說(shuō)成“屬于慣性系”是錯(cuò)誤的；錯(cuò)就錯(cuò)在把這篇文章誤稱為“相對(duì)論”中的“相對(duì)”二字。實(shí)際上真正的相對(duì)論性效應(yīng)、即傳統(tǒng)謂之“二級(jí)多普勒效應(yīng)”或“橫向多普勒頻移”那個(gè)“可觀測(cè)量”，早已實(shí)現(xiàn)了對(duì)力學(xué)相對(duì)性原理的超越即無(wú)論是“觀測(cè)者靜止”還是“觀測(cè)者運(yùn)動(dòng)”，或者觀測(cè)者和光源是“靠近”還是“遠(yuǎn)離”，真正觀測(cè)到的頻率都要比應(yīng)用論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)中普遍適用公式計(jì)算出來(lái)的值大些、即所謂的相對(duì)論性效應(yīng)全都是藍(lán)移。依據(jù)現(xiàn)代精密自然科學(xué)達(dá)到的技術(shù)水準(zhǔn)，這個(gè)結(jié)論完全可以通過(guò)光學(xué)實(shí)驗(yàn)或者是比對(duì)額定工作溫度不同的原子鐘實(shí)驗(yàn)，得出定量的實(shí)證結(jié)果。參 考 書(shū) 目（1）巴里派克著 愛(ài)因斯坦的夢(mèng) 湖南師范大學(xué)出版社 1990年 P29（2）倪光炯等著 近代物理 上?？萍汲霭嫔?1979年 P