试论阻力原理

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  摘 要:本文从多方面举例并论证了物体的阻力根源于物体内部阻力弧的状况及其变化情况。
  关键词:存量 概念数 阻力弧 阻力原理(动势原理)
  中图分类号:TU471.8 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)08(c)-0094-02
  1 世界的运动结构
  首先我们先从一个小故事入手。有一个兔子追乌龟的小故事:乌龟在兔子前面50米,兔子追乌龟,在兔子追上乌龟这50米多的时候,乌龟向前爬了5米,兔子再向前追了5米,这时乌龟又向前爬了5/10米,兔子又追了5/10米,乌龟又向前爬了5/100米,以此类推,5/1000米、5/10000米、5/100000米……以至无穷,得出兔子永远也追不上乌龟的结论。速度、时间、路程的关系小学生也会明白,而我们在这里可以探讨“无穷小”的问题,按这个故事情节下去,这5/100米、5/1000米、5/10000米……无限推移,只要是分数有个值,兔子和乌龟间就有一段距离,不管距离长短有多少。但是“小”有极限吗?如果“小”有极限,而我们确定的国际长度单位的标准值“米”是绝对的,那么“无穷小”就有个值,兔子和乌龟间按速度、时间、距离关系式追上乌龟的话很容易理解。那如果“小”没有极限呢?小可以无限的小下去,兔子追乌龟是无限的接近这个“小”呢?根据爱因斯坦的相对论,时间失去了绝对性,那么兔子只能是无限的接近这个小,永远也赶不上了。而根据牛顿的绝对时空论,兔子确实是赶上了而且超过乌龟,但根据本文最新的物理理论,却是错误的。我们应该把牛顿的绝对时空论和爱因斯坦的相对论结合起来,才是正确的。正是由于时空的绝对性,所以兔子才能追上乌龟。兔子追乌龟的具体过程已经分解成很多小段,那么为什么人会有兔子追不上乌龟这样的感觉呢,原因就在于每一段的时间是非均匀的,时空发生了曲变。实际上兔子追乌龟一开始时空便发生了曲变。如图1:注解由于兔子速度较乌龟快,所以曲率较大,与一般的生活常识恰恰相反。
  图1
  而对应于反映到人感觉、思维的时间则发生了裂变。所以我们的头脑里会感觉兔子永远也赶不上乌龟。
  牛顿曾提出绝对时空论,我们是不能完全否定的,完全否定则意味着否定了时空。而爱因斯坦的时空观则认为时空都是相对的,实际上否定了时空的绝对性,也失之于片面。我们只需把(绝对时空)作为一个理解的内容加入到现实时空中,现实时空中蕴含了(绝对时空),因此,我提出“兔子永远也赶不上乌龟”作为一个命题,也就不无道理。也就是兔子虽然在现实时空中赶上甚至超过乌龟,如果兔子和乌龟的质量相同,兔子的绝对量则永远也赶不上乌龟。所谓绝对量也就是物体的存量。我们以前有一个倒数的概念,两个分数相乘乘积为一的两分数互为倒数。这里我们提到一个新的概念,也就是两分数相加为一的两分数互为关系数,(也叫概念数),在数学和物理学中我们常常要用到概念数(关系数),比如爱因斯坦相對论计算的物体的质量随速度的变化有一个计算公式里面的1-v2/c2就是计算v2/c2的关系数(概念数)。以物体静止质量为标准1,则物体的存量与物体的质量增量的关系互为关系数(概念数)。假定物体的静止质量为100,运动时物体的存量为20,运动时与静止时比值为1∶5,那么运动时物体的质量为100+20×4=180。如运动存量为80,则运动质量为120。鉴于以上所说,我想谈谈爱因斯坦的狭义相对论中的钟慢、尺缩效应,如图2。
  图2
  由b点运动到a点,可见v1>v2,两者相比之下,v1的时间绝对量坍缩,释放时间有效量,在物体的相对运动中,时间有效量予以补充。释放的时间有效量是虚的,但在现实世界中却有效用,是有效的。
  t1=t绝对+t有效 t2=t绝对
  为什么会释放时间有效量呢,这里也有一个“赶不上”的问题,“赶不上”是由时空弯曲造成的,因为时间中有绝对量,“赶不上”的话,就会由“时间有效量”予以补充。为什么会由时间有效量补充呢。因为现实世界的时间是统一的,时空是物质运动的形式,没有超时间,也没有超空间,现实时空的法则必须在可能中予以实现,在这里,时间有效量也可叫做时间空量。一般的话t1中的t绝对不可能大于等于t2中的t绝对,只可能小于t2中的t绝对,当然这种小于是概念上的,其值随两物体的相对关系变化而变化。正是概念上的小于,所以t1中的t有效进行补充。在现实时空中,当t1中的t有效越大,那么t1中的t绝对较t2中的t绝对越小,或者说小得更多,所以体现在时钟上就是时钟变慢了。从b到a的可以很短,v2=0,t2=0,直至为0,也就是处于静止。而v1可以很大,一直大下去,大到v1=300000 km/s,也就是速度的极限,速度和运动状态的比对,在现实时空中体现为时空的弯曲性。爱因斯坦的相对论只看到了时间的相对性,没有看到时间的统一性,也是不对的。像运动的火车与火车站的人相互之间的关系,实际上,由于时间的统一性,爱因斯坦计算的火车上的钟变慢的时间比实际要大,因为统一的时间会中和一部分火车上时钟变慢的时间。
  同样道理,尺缩效用也可以作如下解释,尺子在一般时空(现实时空)是笔直的,如果速度较大,时空弯曲,空间绝对量坍缩了,释放了空间有效量,以光速为标准,尺子的速度多大,曲率就有多大,也就是尺子弯曲的曲率,尺子在弯曲,在人的眼中观测犹如变短了,不难得之。按数学的观点,尺子也确实变短了。如果尺子的运动速度达到光速,那么尺子曲率会极大,大到坍缩为一个点,连长度也没有了。这很容易让人想到“命运”之类的东西。因为“赶不上”,所以就必然会出现“旋转”,为什么呢?我们看看下面的路程、速度、时间的关系图(见图3)。
  图3
  速度与路程是两个相对立的概念,在现实世界中,速度×时间不可能大于等于路程,只可能小于路程,(或者可以说是概念上的小于)但是现实的统一的时间要实现自己,就必然通过曲变实现自己,所以时空曲变,物质运动得以“曲线”运动,宏观天体中的太阳系九行星绕太阳作椭圆运动,电子绕原子核运动,根本原因也在于此,不仅宏观天体、微观世界如此,地球上一切具体事物,例如一块木头,其内部也是在不断的旋转,我们可以给予一个专有的物理名称或概念叫“阻力弧”,当然这里不是说其内部的分子、原子在绕木头中的一个质点旋转,而是一个力的系统。如图4所示。   图4
  这个力的系统既实也虚,“虚”的是木头内部分子、原子并不是实有的围绕一个点运动的。“实”的话是指其阻力弧是一个力的系统,这个力的系统与外界相关联。现实世界中的一块木头是一个力的系统,一个氢分子是一个力的系统,太阳系是一个力的系统,整个宇宙是一个大的力的系统。这样阻力弧有何意义呢?下面我将阐述本文主要观点。
  2 阻力原理
  太阳系有九大行星以椭圆形式绕太阳作有规律的运动,相对而言行星运动位置不会发生太大的变动,为什么呢,这里牵扯到一个动势问题。对于太阳而言,行星位置越发生较大的变动阻力越大,相对位置变化与阻力有比例关系,所以九大行星与太阳相对位置基本恒定,这就是自然界的反动势原理。而对于人而言就不同了,恰恰相反,假如一个人有太阳系那么大,他用手摁地球,最开始的时候,地球偏离轨道很小,这时的阻力最大,越往下摁,阻力越小,摁下去的距离越大,阻力越小。同样,相对位置变化与阻力也有比例关系,这就是动势原理,也就是我所说的阻力原理。其实在生活中我们小时候玩陀螺,也有类似的体验,在陀螺转动时,一开始去掰陀螺就需要较大的劲,越往下掰所用力越小是一个道理。那么有不有阻力为零的情况呢?是可能的。当摁下去的地球到达一个极点阻力为零。我们知道的高铁的原理就是超导材料在常温下通电时电阻力为零的运用。这是自然界的一个特定的情况。我们把阻力弧与太阳系运动相联系加以理解,可以得出如下推论。
  2.1 推动木头的内部展示
  我们在向木头水平方向施加一种推力,不论多小的力,都会是木头内部的“阻力弧”发生偏转,在发生较小偏转时阻力很大,随着推力的加大,内部的阻力弧会发生较大的偏转而阻力减小,基于此,当木头的阻力减小到与推力相等时,木头被推动了,出现了木头的匀速运动,如果继续加大推力,木头内部的阻力弧发生了更大的偏转,阻力变得更小,基于推力和阻力的比例关系,便出现了木头的加速度。如果一开始施加很大的推力,木头内部的阻力弧会在短时间内发生很大的偏转,阻力迅速减小,基着推力与阻力的比例关系,便出现加速运动。如图5所示。
  图5
  这是根据阻力原理得出来的,和以往的物理学不同,以前我们认为“阻力”是恒定不变的,而这里看,“阻力”是可变的。当然我们也可以从木头上方垂直向下施力,这时木头内部的阻力弧不会发生变化,变化的将是木头的运动值(后面将会讲到)。如果往上提,木头内部的阻力弧也不会变化,变化的也是木头的运动值。像人类研制的原子弹也就是根据已有条件和物质性质制造出的超大运动值的武器。
  2.2 探讨滑动摩擦力与滚动摩擦力的区别和本因
  在相同情况下,滚动摩擦阻力都要比滑动摩擦阻力较小,原因就在于在滚动摩擦的运动结构下,物体内部相对于滑动摩擦的运动结构,载物内部的“阻力弧”较易发生较大或更大的偏转,所以阻力较滑动摩擦阻力较小。阻力缘于事物之间的关系,无关系则无所谓阻力,这在滑动摩擦和滚动摩擦的区别和比较中可以得出。
  2.3 摩擦力大小的比对
  高中物理教科书提到:滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比,压力一定,摩擦阻力也一定,而且恒定,不会改变。而实际上呢,阻力是会随外部情况的变化而发生改变的。比如在冰面上比在水泥地上拖动一个物体所需力较小,答案是放在冰面上的物体相对于水泥地上,其内部的“阻力弧”更易发生了更大的偏转,所以阻力较小。我们站在冰面上会有一种异样的感觉,这种异样的感觉不是担心滑到,而是我们人自身内部的“阻力弧”发生了比地面较大的偏转,人敏锐地感觉到了这一变化。我们的思维不能局限停留在物体之间的接触面上,阻力的大小虽与它有关,但根本原因不是接触面,而是物体内部的“阻力弧”变化偏转的结果。我们国家研制和开发的战斗机,速度更快,更灵敏,更省油,如果从阻力方面去考量,则是飞机与空气的摩擦关系中,在动力的推动下,飞机内部的阻力弧更易、更快的发生变化偏转的缘故。
  2.4 动势原理(即阻力原理)之“阻力弧”的特征
  恒定性。一切物体(或一块木头),在没有外力作用的情况下,“阻力弧”不会发生偏转。能够改变“阻力弧”状态的是力。回复性。具体物体(如木头)“阻力弧”受到外力影响会发生偏转,外力消失后,内部“阻力弧”会回复原状。物体的惯性从根本上讲,是由于物体内部的“阻力弧”的存在和变化状况。
  2.5 根据动势原理(即阻力原理)和反动势原理,探讨牛顿的万有引力定律
  引力这一概念是不正确的,我们知道宇宙飞船中的宇航员是处于失重状态,宇宙飞船实际上等价于一个小天体、小宇宙,宇宙飞船与宇航员相互之间是不存在压力关系的。那么地球上的物体之间以及地球本身呢?实际上也不存在压力关系。比如地球上的一块石头,石头的重量对地球来说是没有意义的,石头的重量只对人或人类有意义,运用反动势原理,阻力极小,小到为零。这时石头的重量对于地球来说没有意义也就不难理解,而根据动势原理(也就是阻力原理),石头的重量对人来说是有意义的,前面通过移动小木头就已经展示了。在太阳系中,九大行星都是遵循阻力的极小值,反过来动力值也是极小值,既然无所谓动力又无所谓阻力,所以说太阳对九大行星的吸引力也为零。而牛顿根据万有引力定律计算的地球对石头的吸引力即石头对于地球的重力,并非石头对地球的压力,而是计算的是石头的运动值。这个运动值是时空曲变造成的,而时空曲变的根本原因是“赶不上”的缘故,而“赶不上”根源于绝对量(或存量)之间的相互关系或矛盾。例如相互间的速度关系。因此,万有引力定律中的引力概念和名称表述都是不正确的,会阻碍物理学的发展。
  3 结论
  物体的阻力根源于物体内部阻力弧的状况及其变化情况。“阻力原理”思想将对物理学界业已形成的一些本极的认识和观点将产生重大影响,在某种程度上可能颠覆我们过去对物理世界的原初的認识和感知,从而使我们更加从本因的、更深的层面去理解分子运动、天体运动、现实世界的物理运动而进入一个新的境界。
  根据前面爱因斯坦的钟慢、尺缩效应,时空是统一的,钟慢的话,实际上的话,钟的时间延长,变大,而尺子的话,是空间量变小,由此而得之,时间和空间是对立的,但又是统一的,原子弹的爆炸就是时间转化为空间。按理说原子弹的爆炸的能量释放应该是呈几何级增长,如果我们可知原子弹的爆炸能量总量,那么以时间秒(或者以更小的时间单位)为参考系,我们可以精确计算爆炸是以怎样的几何级增长。当然空间也可以转化为时间,比如知识理论来源于空间,理论联系实际,通过实践把事业推向前进,便是空间转化为时间的表现。
  把科学简单化是科学的一个任务,不光是物理学,像本文便是把爱因斯坦的相对论简单化,过于复杂化不是科学的本质要义,科学是遵循简单化原则的,思想的问题只能由思想去解决。“随风潜入夜,润物细无声”,让我们共同期待物理学的又一个春天吧!
  参考文献
  [1] 千年十大思想家牛顿篇[M].安徽:安徽人民出版社,2010.
  [2] 千年十大思想家爱因斯坦篇[M].安徽:安徽人民出版社,2010.
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