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标  题: 第六章　若干世界之谜的新见解(4)
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标  题: 第六章　若干世界之谜的新见解(4)

发信站: The unknown SPACE (Wed Sep 30 05:00:01 1998), 转信

第六章　若干世界之谜的新见解

　　四、再谈牛顿

　　牛顿力学三定律尽管在格朗同哈密顿的研究中受到限制，但它们仍然作为经典理论

存在于大多数场合。因为这三个定律在记录自然界的事实中表现了某种准确性，但是它

基本没为这些事实的成因作出任何说明，更重要的是牛顿在记录事实中还给人们留下了

一些至今尚未被察觉的误会。情况所以如此，是因为在牛顿看来物体的运动总是发生于

绝对空间中。

　　即使没有我们的规范场理论，仅就理论界早已形成的场理论来说，牛顿的绝对空间

也早应被清算，因为“场”的提出实际已揭示了在宇宙间的任何地方都不可能有绝对空

间。　人们的认识却一直没能真正摆脱绝对空间的困扰。这大概是许多重大问题没得出

正确理解的主要原因。

　　“任何一个物体将保护它的静止状态或作匀速直线运动，除非有施加于它的力迫使

它改变此状态。”

　　“物体运动量的改变与所施加的力成正比，并发生于该力的作用线方向上。”

　　以上便是牛顿力学中的第一和第二定律，实际这两个定律并无不同。它们说的都是

物体运动状态的改变完全相对于它每次受力的具体情形。一般说来，牛顿在此所描述的

事除第二定律中物体的运动方向发生于受力作用线方向，（因为这里实际是一条直线）

有关的描述基本还是正确的，但是物体的运动所以持这种状态是否真的就如同公理那样

无须去探讨它们的内在成因吗？事情远非如此简单：

　　1953年至1957年间，法国物理学家莫里斯·阿雷在巴黎郊外圣·热尔曼士实验室利

用一只重7500克的钟对地球引力作长期观察。由于钟依傅科摆原理设计，此钟摆动平面

相对于地表来说处于转动状态。

　　1954年6月30日，因为那天中午将有日食发生，莫里斯·阿雷便比往日更加细心的

守候在钟的旁边，阿雷希望能在这时发现什么异常。异常果然发生了，在日食开始时，

钟摆的摆动平面立即转动了15°，即从原170°转为185°。直致日食完毕钟摆的角度才

恢复原状。自那时起的30年中蒲Ы缫恢蔽茨芾沓稣飧鱿窒笏苑⑸脑颉　　原因虽

未找出，但有一点是确定的：有一种看不见的力量对运动中的钟摆施加了作用，但这个

力决不是牛顿力学所理解的那种力。

　　还有一个更令物理学界头痛的事实：这就是我们前面提到的美国著名的圣塔克斯森

林小屋中悬挂的金属球。它在悬吊中只能在一个特定的方向上推动，否则你所施加的力

就将无效。牛顿力学在此也只好随之无效。

　　这个事实表明，相对于任何物体来说，它所处的空间根本就不空，何止是不空，这

个空间还在用自己那实实在在的质量和结构时时刻刻的向一切物体显示它至关重要的存

在，牛顿的绝对空间纯属天大误会。

　　前面早已说明过我们所在的地表并不是地球的真正表面。我们及我们周围的物体都

置身于地球场的某一层结构中，对这结构的质量仅仅是由于地表物体及我们人体中的原

子相对于外部物理场作了对应调整。因此这个场的质量才在某种抵销中不被显现。但它

却实在的存在于我们周围，并实在地制约和规范着包括我们人类在内的地表物体。

　　人们已经了解任何场都是有统一的规范结构的，它们即有水平方向的物理量的结构

分布也有垂直方向上的物理量分布，地球场的情形亦是如此。那我们人类和人类附近的

所有物体在这种场结构中会发生怎样的事情呢？

　　首先，人类及这些物体就自身质量而言，它们的质量大都大于它们所处的地球场有

关层次所含的质量，因此它们便在地球场中呈向地心方向垂直运动，这个运动用一般概

念表达是由于“比重”关系，而真正准确的内涵是由于物体所含的原子都本能的倾向处

于相对于自身质量状态的环境中，而这个环境一般说来是在地球场较深的层次中，因而

物体在地表呈向下运动，但是由于地壳的阻挡这类运动，这类运动便实际的表现为重量

，而且由于物体的垂直运动的势头远大于地球场水平物理量对物体的影响，因此物体的

运动在地表大都表现为原地不动的指向地心方向。在人们的视觉中物体在不受其它力影

响下它们表现为静止态。这便是静态惯性的由来。

　　静态中的物体虽主要受指向地心方向的各种内外物理量的影响，但是地球场水平方

向的物理量也在时刻作用于物体上，物体所含的原子相对于这些来自地球场的水平物理

量也必须作相应的调整以保护内外的各种平衡。这类调整后的状态也构成物体静态惯性

的另一层原因。

　　但是如果有一种外来的力足够影响物体与地球场结构间的物理量，物体就必然会反

应这个力的存在，这个力在怎样的程度和方向上加强了地球场和物体原子之间的作用强

度，物体就将用运动来最终的实现有关的物理量。以主动和被动区分，这里主要分两类

情况：

　　地球场的质量加强和结构方向改造会形成一种物体的运动以外界场变化为前提的运

动。如地球场在日食发生时其整体结构发生扭转，于是莫里斯·阿雷的钟摆便随之相应

扭转摆动的角度。

　　又如圣·塔克斯森林小屋所在的空间实际是一个独立于地球场整体的场系统，但它

的质量远较地表通常的质量为大，能量也更强。因此物体便在这里明显的显示了外部场

的结构性和方向性。

　　但人类日常受到的情形大都是由于物体内部物理量的变化从而改变了内外的对比关

系而发生物体以运动来释放能量的过程。

　　当子弹头在枪膛内吸收了火药爆发所释放的能量后，弹头的原子和原子间的结构都

发生了一定程度的强制变形。在这种强制不足以使物质发生“相变”从而使被强制吸收

的能量发生转化时，这些能量还是会被物体原子和原子间结构为恢复自然形态而重新调

整释放，释放中对原子们来说当然是会本能的采取最省力的方向，而最省力的方向应该

是使它们立即原路退回，于是便发生与能量进入时，方向上相反的能量释放过程，这个

释放先是作用于施加能量的实体上，接着便是作用于外界场结构上。由于这个能量释放

也不能被所处的外界很好的吸收它，只能在更大的空间内释放它们，这样便发生运动，

运动空间的大小取决于物体所需释放能量的大小，或者说取决于物体最初被强制吸收能

量的大小。（受力的大小）

　　如果我们的思路还称得上顺理成章，那牛顿力学第一第二定律中那些被正确记录的

事实的真正内涵便从此被揭示。但在牛顿的记录中还有一个根本性的错误。

　　“物体的运动发生于作用力的作用线方向上”，换句话说，这里的运动在牛顿看来

是一条直线。

　　人们依照经验也许认为牛顿所表达的是正确的。但是我们想向人们提示的是，牛顿

在这里所说的直线仅仅存在于人视线所及的空间范围内。如果有关的运动可以在较大的

空间内持续下去，人们就会发现这里渐渐出现的是一条曲线以至最后划出一个圆。　　

为什么会是这样呢？原因十分简单：任何一个物理量，它们总要或大或小或迟或早地结

成规范场系统。牛顿的“直线”不过是人在短距离上的感觉。而真正存在于有关场合中

的是某个场系统中表现出来的局部，它在视觉上给人直线的感觉，如此而已。

　　宇宙间不存在牛顿所说的绝对空间。任何运动都发生于相对的场效应中，或者说都

是相对运动。牛顿力学所存在的这个问题，格朗日和哈密顿早就有所觉察。他们曾用自

己的分析力学限制了牛顿矢量力学的适用范围，指出在非惯性座标系那里牛顿的无力。

但是格朗日和哈密顿在研究相对运动时也未能涉及事情的本质，以致使问题留到今天。

　　我们指出了一些理解所需的线索，为了加深一下人们的印象，下面再举几个有关例

子：

　　科里奥利力是以往人们在研究相对运动时发现的一种著名的力，它是由自由落体下

落时的方向都表现向东偏的倾向这个事实中提出的，以往人们用地球自转来解释这个现

象，而且人们还指出在北半球河流都更多的冲刷右岸，而南半球则正好相反的事实也都

是由于这个“科里奥利力”。现在，人们可以用规范场理论来重新衡量一下这些现象：

实际上，它们都是一些场系统的局部。如同前边所说的惯性中的直线，如果它们完整的

表现出来的话，都是一些或大或小的圆。在人们把流体中的涡旋也理解为“科里奥利力

”的表现时，却没能最终理出其它表现的本质，不能说不是一种遗憾。“利里奥利力”

不过是相对地球场运动着的物理量自发的向场系统构造自身的表现，它与地球的自转并

无太大关系。

　　提起“科里奥利力”我们还想起一个类似的事实：这就是那也很有名的“傅科摆”

。

　　法国科学家傅科于1851年为研究相对运动而制造了一种摆：在一根67米长的绳索上

一端悬挂一个28公斤的铁球（另一方法：220英尺长的绳索62磅重的铁球）在使其摆动

起来后，它的摆动便在一个较长的时间内表现为在圆周上移动角度其方向与地球自转方

向相反。人们称此摆为傅科摆⒔飧鲅卦仓芤贫嵌鹊陌诙斫馕厍蜃宰斐傻南

喽晕灰啤　　实际事情并非如此，傅科摆指示的根本不是地球的自转。因为这里所有的

方向都经不起推敲。如果傅科摆是以地球的自转为参照系来运动的，那傅科摆与地球自

转间在地球表面各处（0°-90°纬度）的相对值将存在极大的差异。如果这些差异没被

合情合理的观测到，断言傅科摆是以地球自转为参照系的就不免轻率。而傅科摆现象的

真正成因，在我们看来仍不过是一种场效应：

　　地球的场结构人们已由前面对规范场结构的说明中见到，地球场实际是由一层层一

段段的局部构成。这些局部既保护自己一定的相对独立性，但更多的是对地球整体场的

服从和配合。因为这些局部的质量和能量的节律必须与整体场保持一致。而傅科摆的成

因不过是对地球场的某一局总物理量的“复制”，因此人们可以在此计算出与地球自转

相符的数据。

　　又由于地球场的每个局部都呈正反锥体阴阳相合中的对应，而傅科摆“复制”的是

“反向”锥体。因此傅科摆在摆动中的旋转持是与地球自转相反的方向。

　　人们在此又再次看到由于有了规范场原理，许多事情显得十分简单明了。

　　在上边的说明中，人们可以看到力学并没有什么纯粹意义。特别是在它的理论研究

上，一切几乎完全是在物理学的概念中展开的。这个特点在其它学科中亦是如此。人们

这时是否会感到一种沉重而又令人振奋不已的感概呢？科学界多少年来梦寐以求　“大

一统”王国的脚步声已在不远处响起。

　　人们在“杠杆原理”、“牛顿力学三定律”等力学的经典被重新理解后，也许正在

思考有关的事实。这里还有两个顺便一提的现象或许能加深一下人们的印象。

　　人们在乘坐电梯上下高层建筑时，如果上升，人们会在电梯最初启动的瞬间出现“

超重”。这时，人们会感到一种轻微的压迫。而在电梯下降时的瞬间又会出现一种“失

重”，人们这时会感到一种“悬浮”。这种“超重”和“失重”发生于高速状态时，如

在航天器腾空而起和猛烈下降中，宇航员所经验的“超重”和“失重”就远不是电梯中

的那类情形了。这种“超重”和“失重”究竟依怎样的原理发生的呢？规范场原理给出

的是这样一种解释：

　　人的身体是由与地球场相对调整完毕的原子和分子构成的。这种相对平衡使人一般

感觉不到外部地球场的存在。但这种平衡完全是相对的，它每日每时每分每秒都在构成

身体的原子和分子们与地球场的相对调整中才得以维持。这些相对调整如果发生于一个

较慢的时间内，人的身体几乎感觉不到。但是如果有关的调整呈突发性时，鲜明的对比

就使人感到了不平衡的存在。人们在电梯中的“超重”和“失重”时的不适感就是这样

发生的。

　　电梯突然启动向上升时，它实际就是在把人体由地球场中质量较大的层次中提升到

质量较小的层次中。人体原来相对较大质量调整好的物理状态在上升到质量较小的层次

时，自然就显出自己较外部场大一些的质量关系。在人的身体未能及时作出相对调整时

，人也就感到了这里的质量对比。于是“超重”和超重感就同时发生。

　　但这种“超重”是“一次性”的，因为人体内的原子和分子们很快就自发的进入相

对调整的状态中。它们顺应电梯上升的方向和速度进入连续的调整中，于是“超重”和

超重感也就同时消失。但是如果有关的上升速度过快时间过长，致使上升中的原子和分

子们的自发调整的速度跟不上上升的速度。那电梯上升时一过性超重就会在这时持续下

去。如宇航员在航天器起飞的遭遇巨大超重效应使宇航员即使是在平卧中也在承受难以

忍受的自身重量的压力。

　　前面我们说明了一下“超重”发生的原理，而失重，人们只须在相反的方向上去理

解就是了。

　　最后，这里的话题只剩下牛顿第三定律了，在这里牛顿记录了一个极为普通的事实

，作用力和反作用力方向相反大小相等。我们不反对牛顿的这个定律。

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