博客年龄:16年11个月
访问:?
文章:116篇

个人描述

沁园春*旋波孤子 ................. 自然迷宫,千年雪藏,万年冰封。望银河内外,繁星闪闪;基本粒子,以太波涛。原子行星,背景辐射,等级宇宙延伸中。须类比,观物质层次,广微雷同。世界如此美妙,引无数科匠争粱栋。赞牛顿笛卡,科学奠基; 高斯麦克,电磁鼻祖。一代枭雄,爱因斯坦,相对理论乱时空。溯物源,惟旋波孤子,谁与争锋!

以 太 简 史 下(刘久明整理)

分类:文章转载 | 标签: 以太   电子论  
2008-04-17 13:31 阅读(?)评论(0)
 接上部份

五、以太的性质的非常化假定

        在这一时期还曾建立了其他一些以太模型,不过以太论也遇到一些问题。首先,若光波为横波,则以太应为有弹性的固体媒质。那么为何天体运行其中会不受阻力呢?有人提出了一种解释:以太可能是一种像蜡或沥青样的塑性物质,对于光那样快的振动,它具有足够的弹性像是固体,而对于像天体那样慢的运动则像流体。

        另外,弹性媒质中除横波外一般还应有纵波,但实验却表明没有纵光波,如何消除以太的纵波,以及如何得出推导反射强度公式所需要的边界条件是各种以太模型长期争论的难题。

         为了适应光学的需要,人们对以太假设一些非常的属性,如1839年麦克可拉(?)模型和柯西(Cauchy)模型。再有,由于对不同的光频率,折射率也不同,于是曳引系数对于不同频率亦将不同。这样,每种频率的光将不得不有自己的以太等等。以太的这些似乎相互矛盾性质实在是超出了人们的理解能力。

         19世纪90年代,洛伦兹(Lorentz)提出了新的概念,他把物质的电磁性质归之于其中同原子相联系的电子的效应。至于物质中的以太,则同真空中的以太在密度和弹性上都并无区别。他还假定,物体运动时并不带动其中的以太运动。但是,由于物体中的电子随物体运动时,不仅要受到电场的作用力,还要受到磁场的作用力,以及物体运动时其中将出现电介质运动电流,运动物质中的电磁波速度与静止物质中的并不相同。

         在考虑了上述效应后,洛伦兹同样推出了菲涅耳关于运动物质中的光速公式,而菲涅耳理论所遇到的困难(不同频率的光有不同的以太)已不存在。洛伦兹根据束缚电子的强迫振动,可推出折射率随频率的变化。洛伦兹的上述理论被称为电子论,它获得了很大成功。

         但以太的引入,也使物理学家们碰上了新的困难。光波是一种横波,而只有固体介质才能传播横波,如果说光波由以太传播,那么以太就必然是固态的,而且它必须渗入万物之中,密度比气体稀薄,弹性比金属还大,驯服到不影响人的眼睛的眨动。同时具有这么多神奇特性的以太的存在,谁也觉得是不可能的。

 

6、以太理论的再次衰落

        19世纪末可以说是以太论的极盛时期。但是,在洛伦兹理论中,以太除了荷载电磁振动之外,不再有任何其他的运动和变化,这样它几乎已退化为某种抽象的标志。除了作为电磁波的荷载物和绝对参照系,它已失去了所有其他具体生动的物理性质,这就又为它的衰落创造了条件。

        如上所述,为了测出地球相对以太参照系的运动,实验精度必须达到很高的量级。到19世纪80年代,迈克耳孙(Michelson)和莫雷(Morley)所作的实验第一次达到了这个精度,但得到的结果仍然是否定的,即地球相对以太不运动。此后其他的一些实验亦得到同样的结果,于是以太进一步失去了作为绝对参照系的性质。这一结果使得相对性原理得到普遍承认,并被推广到整个物理学领域。

        在19世纪末和20世纪初,虽然还进行了一些努力来拯救以太,但在狭义相对论确立以后,它终于被物理学家们所抛弃。人们接受了电磁场本身就是物质存在的一种形式的概念,而场可以在真空中以波的形式传播。

        量子力学的建立更加强了这种观点,因为人们发现,物质的原子以及组成它们的电子、质子和中子等粒子的运动也具有波的属性。波动性已成为物质运动的基本属性的一个方面,那种仅仅把波动理解为某种媒介物质的力学振动的狭隘观点已完全被冲破。   

 

七、狭义相对论不需要以太

         对以太的错误认识最终导致了狭义相对论的产生。相对论是德国伟大科学家爱因斯坦提出的。1905年,26岁的爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》,创立了狭义相对论,成为物理学发展史上划时代的杰作。

        在狭义相对论中,爱因斯坦认为,以太不是必要的。爱因斯坦从光速不变原理和狭义相对性原理这两条基本原理出发,推导出了一系列崭新的物理学和哲学结论,这些结论主要有:

    (1)抛弃了以太假说,否定了绝对时间和绝对空间的概念;

    (2)物体的质量与物体运动速度有关,物体运动速度越快,其质量也越大;

    (3)物体的能量与质量有关,原子内部蕴含着巨大能量,人类有利用这种能量的可能性;

    (4)光速是运动的极限速度,一切物体运动的速度都不可能超过光;

    (5)当物质在高速运动情况下,会发生钟慢尺缩效应。

      虽然爱因斯坦的这些推论不免有些违背了人们认识自然时由已知推断未知的一贯原则,但却能够解释迈克尔逊-莫雷的实验结果,受到了人们的极力推崇。但爱因斯坦本人仍深感不完备,于是继续研究广义相对论问题,经潜心研究于1916年发表了《广义相对论基础》一文,标志广义相对论的正式诞生。广义相对论的基础是广义相对性原理和等价原理。广义相对论指出:引力场和加速运动都是改变时空结构的原因,物质、运动、引力、时空都是有机联系,辩证统一的。

        现实存在的空间不是平坦的欧几里得空间,而是弯曲的黎曼空间,空间的曲率体现着引力的强度。他还从广义相对论作出了可供验证的三个推论,即水星近日点的进动;引力场会使光线偏转;光谱线的引力红移。爱因斯坦的相对论认为单独的空间改变或单独的时间改变都是不可能的。空间和时间的变化是必然地联系在一起的。不仅如此,时空的变化和时空结构又与物质的运动和姿态不可分离。这种新的时空观、运动观、物质观对整个自然科学和哲学均产生了极大的影响。

 

八、摆脱不掉的以太影子

         然而人们的认识仍在继续发展。到20世纪中期以后,人们又逐渐认识到真空并非是绝对的空,那里存在着不断的涨落过程(虚粒子的产生以及随后的湮没)。这种真空涨落是相互作用着的场的一种量子效应。

        今天,理论物理学家进一步发现,真空具有更复杂的性质。真空态代表场的基态,它是简并的,实际的真空是这些简并态中的某一特定状态。目前粒子物理中所观察到的许多对称性的破坏,就是真空的这种特殊的取向所引起的。在这种观点上建立的弱相互作用和电磁相互作用的电弱统一理论已获得很大的成功。

        随着天文观测的不断发展,一些宇宙局部引力异常、暗能量等现象的发现,又需要真空中充满某种神秘的物质。

        早在1920年,爱因斯坦就撰文指出:依照广义相对论,空间已经被赋予物理性质;因此,在这种意义上说,存在着一种以太。依照广义相对论,一个没有以太的空间是不可思议的。爱因斯坦的新以太观认为:广义相对论的以太是这样的一种媒质,它本身完全没有一切力学和运动学的性质,但它却参与对力学和电磁学事件的决定

        这样看来,机械的以太论虽然死亡了,但以太概念的某些精神(不存在超距作用,不存在绝对空虚意义上的真空)仍然活着,并具有旺盛的生命力。

......

  最后修改于 2018-06-11 18:13    阅读(?)评论(0)
上一篇: 该日志被锁定 下一篇:该日志被锁定
 
表  情:
加载中...
 

请各位遵纪守法并注意语言文明