有9.8米每平方秒的重力加速度
已解决问题
在真空中单个物体应该受重力吧,重力由万有引力提供,万有引力存在于一切物体间,那真空就一定受摩擦力(接触面粗糙)吗?
满意答案
十八世纪初,人类对三种相互作用迷惑不解:(1)重力 任何抛出的物体都将作自由落体运动,落向地面而不是其他方向;(2)月亮的圆周运动 月亮在上帝的第一推动下,沿公转轨道运动将产生一种离心力,这就需要与之相平衡的向心力;(3)天体平衡 天体之间为什么相互平衡?为什么既不靠拢而碰撞,又不排斥而远离?
据说,有一次牛顿坐在一棵树下,思索着为何月球以地球为中心作圆周运动,这时,一只苹果掉在他的头上,在这一瞬间,一种灵感便闪电般出现了:月球受到的力与苹果受到的力会不会一样呢?由此便产生了万有引力定律。但是,这个定律合理吗?
我们先探讨一下重力的本质、天体平衡的本质以及月亮圆周运动的本质,再来看万有引力有没有存在的必要?而且万有引力将导致哪些矛盾和危机?
一、物质的分布
我们在一个不受任何力场作用的孤立体系中,不断地通入水蒸汽,当水分子浓度达到饱和值时,水蒸汽将凝为水珠,这时,物质的密度发生了突跃:高密度的“液态”水珠与低密度的气态水分子共存!在没有重力场的情况下,蒸汽的密度是均匀的,这种均匀包括两方面的含义:
(1) 相同的体积内含有的水珠数相同;
(2) 相同的体积内含有的总分子数相同。
熟悉现代物理的人们,很自然地会将此归功于分子的热运动,其实不然,杂乱无章的分子热运动并不能导致如此美妙的平衡。这种平衡是由物质的本性所决定的。因为每个水分子都将与周围的空间相平衡,这使得每个分子连同它周围的连续物质形成了一个个的“弹性球”(真空并不虚无,在整个宇宙中都充满着一种连续物质,它构成了天体的运动背景――关于这一点在以前的有关论文中已经论证)。这些弹性球是等同的,每个球所占据的体积也应该完全相同,虽然分子之间不断地发生相对运动,但是,各个分子总保持着相当的势力范围。这就如同我们在负电荷的海洋中洒进去一批正离子,正离子将均匀地分布于这个海洋之中一样。
我们的整个宇宙是一个孤立的体系,它不受到任何外力的作用,没有任何因素来影响它内部的物质分布以及它的存在状态。因此,宇宙中物质的分布是完全均匀的,由于这些连续物质弥漫于整个宇宙,传递相互的平衡,而宇宙中各个大"弹性球"都要与自己相匹配的势为范围。这就导致:
(1) 星球在宇宙中均匀分布;
(2) 物质在宇宙中均匀分布。
当然,这是在一个足够大的尺度,来观察到的一种整体分布。假如我们只是考察其中的一个"弹性球"时,情况就大不一样,例如,在地球与真空平衡的边缘,背景连续物质及大气层的密度呈梯度下降。
正是整体的均匀性导致了天体平衡,正是个体的不均匀性导致了重力。无论是天体平衡还是重力,都只是物质的一种分布特性。
二、重力与物体的密度成正比
刚才已经讲过,地球周围的背景连续物质密度是呈梯度下降的,或者说地球周围的重力场是逐渐降低的。
既然物体的分布要与背景连续物质达到平衡,那么,密度大的物体所平衡的连续物质的密度也大,密度小的物体所平衡的连续物质的密度也小。因此,必然地,密度大的物体将趋向于占据重力场大的地方,密度小的物体将被排斥开而占据重力场小的地方。例如,在重力场中,铁球将下落,而氢气将上升!前者是因为铁块的比重大于空气,它将优先占据背景密度大的地方,后者是因为氢气球的比重小于空气,对于地面上某一体积来说,空气去占据它比氢气球占据它显得更为稳定,因此氢气球被排斥而升至高空。
这种情况我们并不感到奇怪。在海洋中也是这样,铁块在水中将努力下沉,而木块却千方百计地上浮。这时的原因是,铁块比水的密度大,因此它将取代水的位置而占据更稳定的地方,而木块的密度比水小,它的位置将被水所取代。
一般来说,在海洋中,密度比水大的物体都将下沉,而密度比水小的物体都上浮。不仅如此,我们还可以得出更详细的结论:密度越大的物体下沉的加速度越快,密度越小,则加速度也随之越小。
地球周围的重力也服从同样的规则,物体所受的重力的大小是由物体的密度所决定的。密度越大,物体所受重力就越大。它也有两个相似的结论:
(1) 密度大的物体下坠,而密度小的物体则上升;
(2) 与空气的密度差越大,重力加速度就越大。
按照这个规则,那么,比重较空气大的物体作下落运动,比重比空气轻的物体则上升。例如铁球、木块都下落,而氢气球则上升;铁球、木块、鸡毛由于比重不同,下降的加速度也不同,比重较大的铁球一离开控制马上就奋不顾身地向地面撞去,比重较轻的鸡毛却在空中晃晃悠悠……。
在重力问题上,物理学上曾经出现过两种学说。一种是亚里士多德的,他认为物体越重,下落得则越快,所有物体都与其重量成比例地加速自己的下落。这种观点被伽利略所批驳,因为事实表明5公斤的铁球与10公斤的铁球下落的加速度都一样大。
重力的另一种学说是伽利略的,他提出自由落体运动的学说。他认为,所有的物体,不论轻重,在重力场中都具有同一的加速度:g=9.8米每平方秒。按照这个理论,物理学上盛传了一个所谓的“比萨斜塔实验”:伽利略让不同材料构成的物体从塔顶上自由落下,并同时测定下落时间的快慢和先后,结果发现,各种物体都是同时落地,而不分前后。无论木制球还是铁制球,如果同时从塔顶上开始下落,它们将同时达到地面。这与我们的经验和常识大为矛盾。但是,这毕竟是实验事实呀!科学胜于常识!
据说,亚里士多德之所以出现错误,是因为他没有作实验,是因为他那个时代,还不是用实验与理论相对比的方法来认识自然,而更多的是求助于思辨。据说,现代科学之所以能发现这个错误,是因为我们开始重视实验了,据说实验是检验理论正确与否的至高无上的判官。但可惜的是,比萨斜塔的实验谁都没有作过,伽利略没有,他的后继者也都没有,然而那些重视实验的学者却以讹传讹,将此写进了教科书,作为他们那个理论的最强有力的佐证,这些重视实验的学者,非常善于编造实验结果,但从不亲自动手去作。假如我们真的去作一下实验,将会发现什么呢?我们将会发现:
(1)、比重相同,则下降的加速度相同。例如5公斤的铁球并不比10公斤的球下降的慢,这否定了亚里士多德的观点。
(2)、比重不相同,则下降的加速度也不相同。例如铁球、木块、鸡毛的速度大不相同,这否定了伽利略的学说。
亚里士多德到伽利略,是从一个极端走向另一个极端。为什么在批判一个错误的同时,又能够毫不怀疑地引进另外一个错误呢?这正如某人证明了3+4=6是错的,那么他所说3+4=8就一定是对的了!
三、空气不受到重力作用
更准确地说,并不是每一个物体都受到重力作用,例如空气就完全不受到重力,而氢气球却受到与重力恰恰相反的作用一一背离地球的排斥力。
按照现在的重力理论,大气层就应该不存在。因为每个气体分子都受到重力作用,都具有9.8米每平方秒的重力加速度,都在每时每刻作着自由落体运动。在伽利略的理论中,所有物体不论大小都具有同一速度,当然,分子也不例外,而且由于分子的体积特别小,所受的阻力可以忽略不计,那么,这些分子假若在空中只呆了一天,它最后的速度该是多大?
有人会胡扯什么还有分子的热运动,试想一下,要抗拒9.8米每平方秒的加速度,分子该要多大的向上的运动速度?该要多大的向上的推动力?然而热运动是什么动力?纵使我们承认有这种作用,但碰撞虽然能使部分分子获得向上的动能,然而毕竟向下的速度还是传递给了其他的分子,这个分子将以更快的速度下落,平均加速度还是9.8米每平方秒,解释不通呵!假如某人又创造一种向上的动力,这个动力又是怎样产生的呢?我们何妨将这个动力与“重力”合并,考虑它的合力呢?也只有这个合力才具有现实意义,才代表真正的重力,事实上,我们将物体在地球重力场中的行为也只归结于一种力,并且称为重力。
所以,重力只是一个经验的概念。重力只是现象而不是本质。重力并不是每个物体都必须承受的。只有那些密度比空气大的物体才表现一种竭力下降的趋势,它们不能毫无依托地悬在空中,抛出的石头以及抽掉托板的铁球都将作自由落体运动。每个物体都竭力到达能使自己完全平衡的位置,在这个地方它既不上升也不下降。在空中,有的物体受到重力,有的物体恰好平衡,不受到任何力,而有的物体却受到恰恰相反的上升力,例如,氢气球不仅完全不受到任何重力,反而受到反方向上浮的“负重力”。
而现代科学却将所有的物体同等看待,规定每个物体在地面上都具有9.8米每平方秒的重力加速度。至于事实为什么不是这样,例如铁球下落得很快,而鸡毛却可以在空中飘飘悠悠地游荡好半天才落到地面,自由落体学家提出了一个空气阻力来进行解释,认为木块之所以比铅球下落得慢,是因为受到较大的空气阻力。但想一想,既使一个下落的泡木每一瞬间都与等重的空气分子进行碰撞,按照动量守恒和能量守恒,最后的速度也应为铅球的一半呵。何况木块每个时刻所碰撞的空气质量是本身的几亿分之一?几亿亿分之一?
四、重力方向并不是指向地心
重力的产生是由两个方面的因素所决定的:一是物体自身的比重,二是背景连续物质的密度差。密度差越大,对于同一物体来说,所受的重力也就越大,密度差越小,所受的重力也相应越小,这很类似于电荷在电场中的状态。一般来说,在地面上空,随着高度的增加,密度是依指数规律而降低的,因此密度变化率也是逐渐下降的,因此我们可以推知,物体离地面越近,所受的重力越大;当物体逐渐远离地球时,所受的重力也将随之减小,直至无穷小。
重力的方向是连续物质密度梯度的方向。这是必然的,在电场中也是如此。准确地说,重力的方向并不是指向地心,只有在偶然的情况下,背景密度的变化方向才能与地球的向径完全重合。重力的方向与地球的重心没有任何直接的联系。按照现代理论,重力是万有引力的一种形式,重力的方向永远指向地心。但事实并不如此。由于地形分布的起伏,连续物质的分布也是起伏的,它的密度等值面并不是以地球为中心的平滑的球面,而是随着地势的高低而不平地铺在地面上,因此密度梯度的方向并不总是与水平面相垂直,有时甚至倾斜非常大的角度。其他的物理因素也会造成对重力的影响,例如某种强磁性或者高密度的物质也会影响连续物质的密度,从而改变重力的大小和方向。在相对论的功与过一文中已谈到过旧金山的神秘地带,在那里我们解释了这个地带光学方面的异常,但这只是两个异常现象中的一个,另外一个“奇异”的现象是关于重力方面的。
从石板到“神秘地带”的中心,是一条坡度很大的步道。人们走在这条步道上可以看到一个奇景:周转的树木好像遭受了强台风的袭击,全都向一个方向倾斜着;走在这条路上的行人,竟也因为极度的倾斜,以致看不到自己的脚,他的身子倾斜到几乎与坡道平行的程度。
“神秘地带”的中心,有一幢用木板搭成的简陋的小屋。来到这所木屋里的天井中的游客,全都向同一个方向倾斜着,即使他们拼命地挺直身子,也会有一种无形的力量把身体拉向一边,使企图改变站立姿式的努力归于徒劳。不仅如此,在这间小木屋中,人们可以在没有任何扶持的情况下,站立在房子的板壁上,甚至可以毫不费力地在板壁上行走。
小木屋的一侧,有一块向外伸展的木板,不论人们从那个方向观察,这块木板的远端都是明显向地上翘起的。可是当游客把一个高尔夫球放在木板的顶端时,球儿竟不象人们所想象的那样沿着斜面往下落,即使用手去推它,也只是被迫向“下”滚动几圈,然后又自动滚向“上”端。它到达木板的顶端以后,开始向下坠落,但你若在垂直方向去接它,那是一定会落空的,因为它是沿着倾斜的方向掉下来的。“自由落体”的运动规律在这里遭到了蔑视。
五、天体的平衡
前面已经讲过,两个相当的星球不可能互相靠拢。每个星球都平衡有大量的连续物质,而且从里至外存在着很大的密度差,这样,对于宇宙空间来说,连续物质似乎形成了一个个的弹性球,而星球则位于这种弹性球的中心。宇宙就是由这些弹性球堆砌而成,弹性球之间可以不断地产生相对运动,但是两个球心却永远不能无限靠近,永远要保持一定的距离。每个星球都有着自己的势力范围,在这个范围内,它是不能允许其他星球进入的。天体在宇宙中的分布,就大尺度来说,是均匀的,天体之间永远保持一定的距离,既不能无限靠近而碰撞,也不能无限远离而分散。
那么,有人会问,这是由什么作用力所决定的?很明显,既不能是引力,也不能是斥力,因为引力将使天体无限靠近,而斥力将使天体无限分散。事实上,天体之间什么作用力也没有,它们只是均匀地分散在宇宙中,各自处于一定的势力范围之内。正如北京、上海、武汉三个城市之间保持一定的距离、保持着一定的平衡,那么它们之间是引力,还是斥力?天体的相对位置只是由宇宙中物质的分布规则所决定,也就是说,一定的体积中有一定质量的天体。因此,引力和斥力都是多余的,而且,引力和斥力的引入并不能解释天体之间为何存在着平衡。天体之间没有任何引力和斥力,它们保持平衡是一种内在的性质。
但是,我们设想,假如有一种超自然的力量,将某个星球从平衡位置移开一些距离,那么将会发生什么呢?这个星球将力图回复原来的平衡。从回复的方向来看,它趋向于靠近,似乎相互吸引,而从相反的方向来看,却趋向于远离表现为斥力,这就如同在正、负电荷相互中和的海洋里,将正电荷从平衡位置移开一样,这就是引力和斥力的本质。平衡是根本性的,而引力和斥力只是在不平衡时回复原来位置的一种趋势,平衡是本质,而吸引和排斥只是在平衡被人为地破坏时的现象。
六、行星的运行轨迹
太阳系一共有九颗行星,都绕着太阳向同一方向运行。行星为什么要公转呢?公转的动力是什么?为什么公转方向都一致?牛顿将其归功于上帝的第一推动。事实上太阳的自转拖曳着周围的连续物质一起运动,在我们看来,位于其中的行星在绕着太阳公转。由于拖曳速度随着半径的平方根而降低,即V1√R1= V2√R2,我们将V=2πR/T代入此式中,得
2πR1/T1*√R1=2πR2/T2*√R2
即: Ti2/Ri3= Tji2/Rj3 (由于在BBS中不支持公式,只好简写了)
这便是开普勒的第三定律。
可见,牛顿引力定律的提出对天体运行解决了什么问题呢?牛顿引力定律之所以也能符合开普勒第三定律,是由于幸运地在提出引力的同时还引入了离心力,并要求二者相等:
fMm/R2 = mV2/R
化简得V=√fM/R,即V1√R1= V2√R2。
因此,在不考虑物理意义时,牛顿所得的引力公式只不过是开普勒第三定律的另一种表达形式而已,如果考虑引力的物理意义,那么行星将无限地向太阳靠近直至碰撞。
人们常常津津乐道,根据牛顿引力定律发现了海天星,果真如此吗?我们知道,假如自转拖曳着整个太阳系都以等角速度运转,那么行星之间的相对位置将从不改变,每个行星的运行轨迹都是严格的圆周。但是,事实上,整个太阳系并不是以等角速度运转,而是内部旋转得快些,外部旋转得慢些,这就导致行星间的相对位置不断在改变,从而各个行星之间的运动受到达相互影响,运行轨迹受到相互修正。
在太阳系之中,行星之间保持着平衡,也就是说,各个弹性球之间紧密而又均匀地堆砌,由于在圆周方向上星的相对位置在不断地改变,那么径向方向上的相对位置也得作相应的调节才能保持均衡。或者说,当一个行星运动至另外一个行星的周围时,由于弹性球的排斥作用,它将尽量避开这个星球而改变其轨道,因此,我们可以通过轨道的变化而发现未知的星球,进一步地,物质是均匀分布的,而太阳系都几乎在同一平面上,那么相同的质量必然占据相等的面积,即m/r2是一个近似的常数,据此,我们可算出未知行星的质量或者算出更为精确的行星轨道。
我们注意到,m/r2与万有引力定律的表达式代号何其相似!在应用万有引力定律计算行星轨道时,人们摸索出这样一个规律:两个行星F1=fMm1/r2,F2=fMm2/r2,再要求F1=F2,这样就相当于m1/r2=m2/r2=常数,可见,这只是一个数据上的巧合,海王星的发现并不能证明万有引力的存在。
另外,我们不要忘记,根据引力定律不仅预测了“海王星”,而且了也预测 “火神星“,但可惜的是,几十年过去了,”火神星“被观测所证实是不存在的。这对万有引力定律是一次沉重的打击。但是,为什么你们总是对海王星讲得不厌其烦,而对火神星却又闭口不谈呢?科学难道只是收集和夸大有利的证据,而同时对于不利的证据又要加以剔除和改造吗? 七、万有引力并不存在
如前所述,重力只是物体在存在着密度差的空间的一种运动趋势,而不是所谓的“远程力”;天体平衡只是宇宙间星球的均匀分布,并不需要任何“吸引力 ”和“排斥力”;月球只是被地球的自转拖曳着一起公转,并不产生离心力,因而不需要任何“向心力”。因此,万有引力没有存在的必要,没有任何让它起作用的场合。
在另一方面,引力的概念将带来许多错误的结论,给物理学造成各式各样的危机。例如,考虑一般物体,例如空气分子 ,按照牛顿的引力定律,每个分子时刻都受着向下的引力作用,时刻都受着向下的加速,空气分子早已都被拉向地面,大气层何以存在?
考虑单个星球。因为宇宙无中心,无边界,因此在足够大的尺度内,星球是均匀分布的。我们以地球为球心,以各种距离为半径作一系列球壳,在每个球壳内,单个星球对地球的引力作用与球壳半径的平方成反比,但每个球壳内星体的数目却与球壳半径的平方成正比,二者的效应互相抵消,因此,随着球壳的无限增多,引力将是无限加和,如此迭加起来的万有引力将是无穷大,地球、太阳、月亮不早被撕得粉碎?
考虑整个星系。壁如银河系,处于最边缘的星球受到很大的指向银心的万有引力合力作用,但在它的外围,很远的距离之内都没有星球,向外的引力远远小于向银心的引力,因此这个星球将不断地向银心靠拢,直至银河系塌缩为一点。万有引力左引右引,一切宇宙不早就缩为一点?
因此,万有引力不仅是一个概念和理论上的错误,而且是一个本质性的错误,只要存在着万有引力,我们的宇宙就不得安定!
牛顿引力定律是为了解释天体平衡所提出的。但是,我们考虑如图所示的三个天体m1、m2、M之间的平衡:
m1-------------------M--------------------------------m2
R1 F1 R2 F2
图中R1、R2分别代表m1、m2到M的距离,F1、F2分别代表m1、m2与M之间的万有引力。显然,若M向m1稍微有一点点移动,由于引力是与距离的平方成反比,因此F1将增大,F2将减小,将进一步向m1移动。如此F1迅速增大,F2迅速减小,平衡将不可逆地被打破,直至相撞为止。可见,牛顿引力定律根本不能解释天体平衡,相反的,既然平衡体系也是不稳定的,那么这个平衡体系怎么能达到呢?按照牛顿引力定律,世界根本就不存在!
在牛顿引力体系中,星球所处的位置是最不稳定的,它所对应的能量并不是我们所希望的极小植,而恰恰相反,它是能量的极大值,无论星球是前进一步还是后退一步,都会比现在要稳定得多,我们是否可以说,只是万有引力的表达公式F=GMm/R2不太准确,只要通过修正某个系数或某个指数就可以解决问题呢?不能!纵使我们让半径的指数不再是2,而是0.5,或者为1,或者为1.5,或者为3,都逃不脱同样的命运,都将导致同样的结局。只要引力与半径的某次方成反比,就必然不可逆地使两个星球相互靠近,那么,假如我们认为是负指数呢?例如-1、-2等等,也就是说,引力与距离的某次方成正比,在这种情况下,当两个星球稍微有一点远离,那么它们就必将不可逆地无限远离下去!因此,只要引力与距离有一点关系,那么星球就永远达不到平衡,永远是处于极大点,唯一的结论是为零指数。引力与距离毫无关系,进一步来说,就是没有这种引力。
综上所述,万有引力没有它存在的必要性,引力的提出并不能解决任何问题,相反,万有引力却在概念上和逻辑上存在着致命的错误,它导致了物理学上更大更严重的危机。因此,我们没必要迷信权威,没必要将牛顿当作终极真理,要能够允许其他理论的出世,展开学术争论,而促进科学的发展。
(附注:作者自以为穷尽世界之本源,从最基本的物质出发,推导出了物质的一切形式和所有运动状态,从而将整个自然科学统一为一套自洽的完整统一的演绎体系。但可惜的是,却被人冠上“不符合牛顿引力定律”而判以死刑,历经二十年还不允许出世,请问:这是科学的态度吗?作者迫切需要各位权威和学者的理解和支持。)
据说,有一次牛顿坐在一棵树下,思索着为何月球以地球为中心作圆周运动,这时,一只苹果掉在他的头上,在这一瞬间,一种灵感便闪电般出现了:月球受到的力与苹果受到的力会不会一样呢?由此便产生了万有引力定律。但是,这个定律合理吗?
我们先探讨一下重力的本质、天体平衡的本质以及月亮圆周运动的本质,再来看万有引力有没有存在的必要?而且万有引力将导致哪些矛盾和危机?
一、物质的分布
我们在一个不受任何力场作用的孤立体系中,不断地通入水蒸汽,当水分子浓度达到饱和值时,水蒸汽将凝为水珠,这时,物质的密度发生了突跃:高密度的“液态”水珠与低密度的气态水分子共存!在没有重力场的情况下,蒸汽的密度是均匀的,这种均匀包括两方面的含义:
(1) 相同的体积内含有的水珠数相同;
(2) 相同的体积内含有的总分子数相同。
熟悉现代物理的人们,很自然地会将此归功于分子的热运动,其实不然,杂乱无章的分子热运动并不能导致如此美妙的平衡。这种平衡是由物质的本性所决定的。因为每个水分子都将与周围的空间相平衡,这使得每个分子连同它周围的连续物质形成了一个个的“弹性球”(真空并不虚无,在整个宇宙中都充满着一种连续物质,它构成了天体的运动背景――关于这一点在以前的有关论文中已经论证)。这些弹性球是等同的,每个球所占据的体积也应该完全相同,虽然分子之间不断地发生相对运动,但是,各个分子总保持着相当的势力范围。这就如同我们在负电荷的海洋中洒进去一批正离子,正离子将均匀地分布于这个海洋之中一样。
我们的整个宇宙是一个孤立的体系,它不受到任何外力的作用,没有任何因素来影响它内部的物质分布以及它的存在状态。因此,宇宙中物质的分布是完全均匀的,由于这些连续物质弥漫于整个宇宙,传递相互的平衡,而宇宙中各个大"弹性球"都要与自己相匹配的势为范围。这就导致:
(1) 星球在宇宙中均匀分布;
(2) 物质在宇宙中均匀分布。
当然,这是在一个足够大的尺度,来观察到的一种整体分布。假如我们只是考察其中的一个"弹性球"时,情况就大不一样,例如,在地球与真空平衡的边缘,背景连续物质及大气层的密度呈梯度下降。
正是整体的均匀性导致了天体平衡,正是个体的不均匀性导致了重力。无论是天体平衡还是重力,都只是物质的一种分布特性。
二、重力与物体的密度成正比
刚才已经讲过,地球周围的背景连续物质密度是呈梯度下降的,或者说地球周围的重力场是逐渐降低的。
既然物体的分布要与背景连续物质达到平衡,那么,密度大的物体所平衡的连续物质的密度也大,密度小的物体所平衡的连续物质的密度也小。因此,必然地,密度大的物体将趋向于占据重力场大的地方,密度小的物体将被排斥开而占据重力场小的地方。例如,在重力场中,铁球将下落,而氢气将上升!前者是因为铁块的比重大于空气,它将优先占据背景密度大的地方,后者是因为氢气球的比重小于空气,对于地面上某一体积来说,空气去占据它比氢气球占据它显得更为稳定,因此氢气球被排斥而升至高空。
这种情况我们并不感到奇怪。在海洋中也是这样,铁块在水中将努力下沉,而木块却千方百计地上浮。这时的原因是,铁块比水的密度大,因此它将取代水的位置而占据更稳定的地方,而木块的密度比水小,它的位置将被水所取代。
一般来说,在海洋中,密度比水大的物体都将下沉,而密度比水小的物体都上浮。不仅如此,我们还可以得出更详细的结论:密度越大的物体下沉的加速度越快,密度越小,则加速度也随之越小。
地球周围的重力也服从同样的规则,物体所受的重力的大小是由物体的密度所决定的。密度越大,物体所受重力就越大。它也有两个相似的结论:
(1) 密度大的物体下坠,而密度小的物体则上升;
(2) 与空气的密度差越大,重力加速度就越大。
按照这个规则,那么,比重较空气大的物体作下落运动,比重比空气轻的物体则上升。例如铁球、木块都下落,而氢气球则上升;铁球、木块、鸡毛由于比重不同,下降的加速度也不同,比重较大的铁球一离开控制马上就奋不顾身地向地面撞去,比重较轻的鸡毛却在空中晃晃悠悠……。
在重力问题上,物理学上曾经出现过两种学说。一种是亚里士多德的,他认为物体越重,下落得则越快,所有物体都与其重量成比例地加速自己的下落。这种观点被伽利略所批驳,因为事实表明5公斤的铁球与10公斤的铁球下落的加速度都一样大。
重力的另一种学说是伽利略的,他提出自由落体运动的学说。他认为,所有的物体,不论轻重,在重力场中都具有同一的加速度:g=9.8米每平方秒。按照这个理论,物理学上盛传了一个所谓的“比萨斜塔实验”:伽利略让不同材料构成的物体从塔顶上自由落下,并同时测定下落时间的快慢和先后,结果发现,各种物体都是同时落地,而不分前后。无论木制球还是铁制球,如果同时从塔顶上开始下落,它们将同时达到地面。这与我们的经验和常识大为矛盾。但是,这毕竟是实验事实呀!科学胜于常识!
据说,亚里士多德之所以出现错误,是因为他没有作实验,是因为他那个时代,还不是用实验与理论相对比的方法来认识自然,而更多的是求助于思辨。据说,现代科学之所以能发现这个错误,是因为我们开始重视实验了,据说实验是检验理论正确与否的至高无上的判官。但可惜的是,比萨斜塔的实验谁都没有作过,伽利略没有,他的后继者也都没有,然而那些重视实验的学者却以讹传讹,将此写进了教科书,作为他们那个理论的最强有力的佐证,这些重视实验的学者,非常善于编造实验结果,但从不亲自动手去作。假如我们真的去作一下实验,将会发现什么呢?我们将会发现:
(1)、比重相同,则下降的加速度相同。例如5公斤的铁球并不比10公斤的球下降的慢,这否定了亚里士多德的观点。
(2)、比重不相同,则下降的加速度也不相同。例如铁球、木块、鸡毛的速度大不相同,这否定了伽利略的学说。
亚里士多德到伽利略,是从一个极端走向另一个极端。为什么在批判一个错误的同时,又能够毫不怀疑地引进另外一个错误呢?这正如某人证明了3+4=6是错的,那么他所说3+4=8就一定是对的了!
三、空气不受到重力作用
更准确地说,并不是每一个物体都受到重力作用,例如空气就完全不受到重力,而氢气球却受到与重力恰恰相反的作用一一背离地球的排斥力。
按照现在的重力理论,大气层就应该不存在。因为每个气体分子都受到重力作用,都具有9.8米每平方秒的重力加速度,都在每时每刻作着自由落体运动。在伽利略的理论中,所有物体不论大小都具有同一速度,当然,分子也不例外,而且由于分子的体积特别小,所受的阻力可以忽略不计,那么,这些分子假若在空中只呆了一天,它最后的速度该是多大?
有人会胡扯什么还有分子的热运动,试想一下,要抗拒9.8米每平方秒的加速度,分子该要多大的向上的运动速度?该要多大的向上的推动力?然而热运动是什么动力?纵使我们承认有这种作用,但碰撞虽然能使部分分子获得向上的动能,然而毕竟向下的速度还是传递给了其他的分子,这个分子将以更快的速度下落,平均加速度还是9.8米每平方秒,解释不通呵!假如某人又创造一种向上的动力,这个动力又是怎样产生的呢?我们何妨将这个动力与“重力”合并,考虑它的合力呢?也只有这个合力才具有现实意义,才代表真正的重力,事实上,我们将物体在地球重力场中的行为也只归结于一种力,并且称为重力。
所以,重力只是一个经验的概念。重力只是现象而不是本质。重力并不是每个物体都必须承受的。只有那些密度比空气大的物体才表现一种竭力下降的趋势,它们不能毫无依托地悬在空中,抛出的石头以及抽掉托板的铁球都将作自由落体运动。每个物体都竭力到达能使自己完全平衡的位置,在这个地方它既不上升也不下降。在空中,有的物体受到重力,有的物体恰好平衡,不受到任何力,而有的物体却受到恰恰相反的上升力,例如,氢气球不仅完全不受到任何重力,反而受到反方向上浮的“负重力”。
而现代科学却将所有的物体同等看待,规定每个物体在地面上都具有9.8米每平方秒的重力加速度。至于事实为什么不是这样,例如铁球下落得很快,而鸡毛却可以在空中飘飘悠悠地游荡好半天才落到地面,自由落体学家提出了一个空气阻力来进行解释,认为木块之所以比铅球下落得慢,是因为受到较大的空气阻力。但想一想,既使一个下落的泡木每一瞬间都与等重的空气分子进行碰撞,按照动量守恒和能量守恒,最后的速度也应为铅球的一半呵。何况木块每个时刻所碰撞的空气质量是本身的几亿分之一?几亿亿分之一?
四、重力方向并不是指向地心
重力的产生是由两个方面的因素所决定的:一是物体自身的比重,二是背景连续物质的密度差。密度差越大,对于同一物体来说,所受的重力也就越大,密度差越小,所受的重力也相应越小,这很类似于电荷在电场中的状态。一般来说,在地面上空,随着高度的增加,密度是依指数规律而降低的,因此密度变化率也是逐渐下降的,因此我们可以推知,物体离地面越近,所受的重力越大;当物体逐渐远离地球时,所受的重力也将随之减小,直至无穷小。
重力的方向是连续物质密度梯度的方向。这是必然的,在电场中也是如此。准确地说,重力的方向并不是指向地心,只有在偶然的情况下,背景密度的变化方向才能与地球的向径完全重合。重力的方向与地球的重心没有任何直接的联系。按照现代理论,重力是万有引力的一种形式,重力的方向永远指向地心。但事实并不如此。由于地形分布的起伏,连续物质的分布也是起伏的,它的密度等值面并不是以地球为中心的平滑的球面,而是随着地势的高低而不平地铺在地面上,因此密度梯度的方向并不总是与水平面相垂直,有时甚至倾斜非常大的角度。其他的物理因素也会造成对重力的影响,例如某种强磁性或者高密度的物质也会影响连续物质的密度,从而改变重力的大小和方向。在相对论的功与过一文中已谈到过旧金山的神秘地带,在那里我们解释了这个地带光学方面的异常,但这只是两个异常现象中的一个,另外一个“奇异”的现象是关于重力方面的。
从石板到“神秘地带”的中心,是一条坡度很大的步道。人们走在这条步道上可以看到一个奇景:周转的树木好像遭受了强台风的袭击,全都向一个方向倾斜着;走在这条路上的行人,竟也因为极度的倾斜,以致看不到自己的脚,他的身子倾斜到几乎与坡道平行的程度。
“神秘地带”的中心,有一幢用木板搭成的简陋的小屋。来到这所木屋里的天井中的游客,全都向同一个方向倾斜着,即使他们拼命地挺直身子,也会有一种无形的力量把身体拉向一边,使企图改变站立姿式的努力归于徒劳。不仅如此,在这间小木屋中,人们可以在没有任何扶持的情况下,站立在房子的板壁上,甚至可以毫不费力地在板壁上行走。
小木屋的一侧,有一块向外伸展的木板,不论人们从那个方向观察,这块木板的远端都是明显向地上翘起的。可是当游客把一个高尔夫球放在木板的顶端时,球儿竟不象人们所想象的那样沿着斜面往下落,即使用手去推它,也只是被迫向“下”滚动几圈,然后又自动滚向“上”端。它到达木板的顶端以后,开始向下坠落,但你若在垂直方向去接它,那是一定会落空的,因为它是沿着倾斜的方向掉下来的。“自由落体”的运动规律在这里遭到了蔑视。
五、天体的平衡
前面已经讲过,两个相当的星球不可能互相靠拢。每个星球都平衡有大量的连续物质,而且从里至外存在着很大的密度差,这样,对于宇宙空间来说,连续物质似乎形成了一个个的弹性球,而星球则位于这种弹性球的中心。宇宙就是由这些弹性球堆砌而成,弹性球之间可以不断地产生相对运动,但是两个球心却永远不能无限靠近,永远要保持一定的距离。每个星球都有着自己的势力范围,在这个范围内,它是不能允许其他星球进入的。天体在宇宙中的分布,就大尺度来说,是均匀的,天体之间永远保持一定的距离,既不能无限靠近而碰撞,也不能无限远离而分散。
那么,有人会问,这是由什么作用力所决定的?很明显,既不能是引力,也不能是斥力,因为引力将使天体无限靠近,而斥力将使天体无限分散。事实上,天体之间什么作用力也没有,它们只是均匀地分散在宇宙中,各自处于一定的势力范围之内。正如北京、上海、武汉三个城市之间保持一定的距离、保持着一定的平衡,那么它们之间是引力,还是斥力?天体的相对位置只是由宇宙中物质的分布规则所决定,也就是说,一定的体积中有一定质量的天体。因此,引力和斥力都是多余的,而且,引力和斥力的引入并不能解释天体之间为何存在着平衡。天体之间没有任何引力和斥力,它们保持平衡是一种内在的性质。
但是,我们设想,假如有一种超自然的力量,将某个星球从平衡位置移开一些距离,那么将会发生什么呢?这个星球将力图回复原来的平衡。从回复的方向来看,它趋向于靠近,似乎相互吸引,而从相反的方向来看,却趋向于远离表现为斥力,这就如同在正、负电荷相互中和的海洋里,将正电荷从平衡位置移开一样,这就是引力和斥力的本质。平衡是根本性的,而引力和斥力只是在不平衡时回复原来位置的一种趋势,平衡是本质,而吸引和排斥只是在平衡被人为地破坏时的现象。
六、行星的运行轨迹
太阳系一共有九颗行星,都绕着太阳向同一方向运行。行星为什么要公转呢?公转的动力是什么?为什么公转方向都一致?牛顿将其归功于上帝的第一推动。事实上太阳的自转拖曳着周围的连续物质一起运动,在我们看来,位于其中的行星在绕着太阳公转。由于拖曳速度随着半径的平方根而降低,即V1√R1= V2√R2,我们将V=2πR/T代入此式中,得
2πR1/T1*√R1=2πR2/T2*√R2
即: Ti2/Ri3= Tji2/Rj3 (由于在BBS中不支持公式,只好简写了)
这便是开普勒的第三定律。
可见,牛顿引力定律的提出对天体运行解决了什么问题呢?牛顿引力定律之所以也能符合开普勒第三定律,是由于幸运地在提出引力的同时还引入了离心力,并要求二者相等:
fMm/R2 = mV2/R
化简得V=√fM/R,即V1√R1= V2√R2。
因此,在不考虑物理意义时,牛顿所得的引力公式只不过是开普勒第三定律的另一种表达形式而已,如果考虑引力的物理意义,那么行星将无限地向太阳靠近直至碰撞。
人们常常津津乐道,根据牛顿引力定律发现了海天星,果真如此吗?我们知道,假如自转拖曳着整个太阳系都以等角速度运转,那么行星之间的相对位置将从不改变,每个行星的运行轨迹都是严格的圆周。但是,事实上,整个太阳系并不是以等角速度运转,而是内部旋转得快些,外部旋转得慢些,这就导致行星间的相对位置不断在改变,从而各个行星之间的运动受到达相互影响,运行轨迹受到相互修正。
在太阳系之中,行星之间保持着平衡,也就是说,各个弹性球之间紧密而又均匀地堆砌,由于在圆周方向上星的相对位置在不断地改变,那么径向方向上的相对位置也得作相应的调节才能保持均衡。或者说,当一个行星运动至另外一个行星的周围时,由于弹性球的排斥作用,它将尽量避开这个星球而改变其轨道,因此,我们可以通过轨道的变化而发现未知的星球,进一步地,物质是均匀分布的,而太阳系都几乎在同一平面上,那么相同的质量必然占据相等的面积,即m/r2是一个近似的常数,据此,我们可算出未知行星的质量或者算出更为精确的行星轨道。
我们注意到,m/r2与万有引力定律的表达式代号何其相似!在应用万有引力定律计算行星轨道时,人们摸索出这样一个规律:两个行星F1=fMm1/r2,F2=fMm2/r2,再要求F1=F2,这样就相当于m1/r2=m2/r2=常数,可见,这只是一个数据上的巧合,海王星的发现并不能证明万有引力的存在。
另外,我们不要忘记,根据引力定律不仅预测了“海王星”,而且了也预测 “火神星“,但可惜的是,几十年过去了,”火神星“被观测所证实是不存在的。这对万有引力定律是一次沉重的打击。但是,为什么你们总是对海王星讲得不厌其烦,而对火神星却又闭口不谈呢?科学难道只是收集和夸大有利的证据,而同时对于不利的证据又要加以剔除和改造吗? 七、万有引力并不存在
如前所述,重力只是物体在存在着密度差的空间的一种运动趋势,而不是所谓的“远程力”;天体平衡只是宇宙间星球的均匀分布,并不需要任何“吸引力 ”和“排斥力”;月球只是被地球的自转拖曳着一起公转,并不产生离心力,因而不需要任何“向心力”。因此,万有引力没有存在的必要,没有任何让它起作用的场合。
在另一方面,引力的概念将带来许多错误的结论,给物理学造成各式各样的危机。例如,考虑一般物体,例如空气分子 ,按照牛顿的引力定律,每个分子时刻都受着向下的引力作用,时刻都受着向下的加速,空气分子早已都被拉向地面,大气层何以存在?
考虑单个星球。因为宇宙无中心,无边界,因此在足够大的尺度内,星球是均匀分布的。我们以地球为球心,以各种距离为半径作一系列球壳,在每个球壳内,单个星球对地球的引力作用与球壳半径的平方成反比,但每个球壳内星体的数目却与球壳半径的平方成正比,二者的效应互相抵消,因此,随着球壳的无限增多,引力将是无限加和,如此迭加起来的万有引力将是无穷大,地球、太阳、月亮不早被撕得粉碎?
考虑整个星系。壁如银河系,处于最边缘的星球受到很大的指向银心的万有引力合力作用,但在它的外围,很远的距离之内都没有星球,向外的引力远远小于向银心的引力,因此这个星球将不断地向银心靠拢,直至银河系塌缩为一点。万有引力左引右引,一切宇宙不早就缩为一点?
因此,万有引力不仅是一个概念和理论上的错误,而且是一个本质性的错误,只要存在着万有引力,我们的宇宙就不得安定!
牛顿引力定律是为了解释天体平衡所提出的。但是,我们考虑如图所示的三个天体m1、m2、M之间的平衡:
m1-------------------M--------------------------------m2
R1 F1 R2 F2
图中R1、R2分别代表m1、m2到M的距离,F1、F2分别代表m1、m2与M之间的万有引力。显然,若M向m1稍微有一点点移动,由于引力是与距离的平方成反比,因此F1将增大,F2将减小,将进一步向m1移动。如此F1迅速增大,F2迅速减小,平衡将不可逆地被打破,直至相撞为止。可见,牛顿引力定律根本不能解释天体平衡,相反的,既然平衡体系也是不稳定的,那么这个平衡体系怎么能达到呢?按照牛顿引力定律,世界根本就不存在!
在牛顿引力体系中,星球所处的位置是最不稳定的,它所对应的能量并不是我们所希望的极小植,而恰恰相反,它是能量的极大值,无论星球是前进一步还是后退一步,都会比现在要稳定得多,我们是否可以说,只是万有引力的表达公式F=GMm/R2不太准确,只要通过修正某个系数或某个指数就可以解决问题呢?不能!纵使我们让半径的指数不再是2,而是0.5,或者为1,或者为1.5,或者为3,都逃不脱同样的命运,都将导致同样的结局。只要引力与半径的某次方成反比,就必然不可逆地使两个星球相互靠近,那么,假如我们认为是负指数呢?例如-1、-2等等,也就是说,引力与距离的某次方成正比,在这种情况下,当两个星球稍微有一点远离,那么它们就必将不可逆地无限远离下去!因此,只要引力与距离有一点关系,那么星球就永远达不到平衡,永远是处于极大点,唯一的结论是为零指数。引力与距离毫无关系,进一步来说,就是没有这种引力。
综上所述,万有引力没有它存在的必要性,引力的提出并不能解决任何问题,相反,万有引力却在概念上和逻辑上存在着致命的错误,它导致了物理学上更大更严重的危机。因此,我们没必要迷信权威,没必要将牛顿当作终极真理,要能够允许其他理论的出世,展开学术争论,而促进科学的发展。
(附注:作者自以为穷尽世界之本源,从最基本的物质出发,推导出了物质的一切形式和所有运动状态,从而将整个自然科学统一为一套自洽的完整统一的演绎体系。但可惜的是,却被人冠上“不符合牛顿引力定律”而判以死刑,历经二十年还不允许出世,请问:这是科学的态度吗?作者迫切需要各位权威和学者的理解和支持。)
匿名 回答采纳率:16.4% 2011-02-24
20:17
相关知识
- 如图所示,各图中物体总重力为G,请分析砖与墙及砖与砖的各接触面间是…1回答2011-11-20
- 为什么说重力一定存在,万有引力不一定存在4回答2012-07-08
- 摩擦力和物体的接触面的粗糙程度和物体所受压力大小有关?当物体所受…1回答2008-06-12
问题状态
获得第一个回答耗时4分钟
擅长学习帮助的专家有15人
问问已经帮助过的人1.9亿人
成千专家、上万团队、数亿网友......
秒杀你的疑惑,从问问开始!
秒杀你的疑惑,从问问开始!
No comments:
Post a Comment