《当今物理学在基础理论中存在的问题》

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《当今物理学在基础理论中存在的问题》

三百多年前，物理学家牛顿（，）发表了他的三大定律和万有引力

定律，使人类对自然界的认识的深入，科学的进步和社会的发展做出了光辉不朽的巨大贡献。

牛顿力学的物理基础是惯性系。世纪初爱因斯坦（，）的相对论的

物理基础仍然是惯性系。如果自然界不存在惯性运动，只有变速运动存在。那么，这些理论就不可能正确无误的反映自然界的物理真实。因此探索牛顿力学理论，在非惯性参考系中不能成立的原因，对物理学的发展将具有重大意义。

在物理学中，惯性的概念是物体的质量具有保持原有状态不变，抵

抗运动状态改变的能力的物理性质。所以，牛顿的惯性定律说：物体在不受外力作用的情况下，将保持静止或做匀速直线运动。所以，匀速直线运动就是惯性运动，做匀速直线运动的坐标系就是惯性系。因此，惯性系就具有下述的物理性质：

第一，任何运动的描述，必须要有在相对静止意义上的参考系才能

进行。既然惯性运动与静止的意义是等效的，那么，惯性系就具有定态参考系的物理意义。没有静止也就没有运动。所以运动与静止是不可分割相互联系的，应该严格区分的，相对的物理概念，然而在牛顿第一定律中，惯性运动与静止的意义是等同的，因此说明建立在惯性系基础上的物理规律是静、动状态不分的，不具有相对性的物理规律。

第二，在运动的概念是时、空变化的意义上，表明参考系的性质就

是时、空的性质。在牛顿力学中，空间的概念是在欧几里得几何的点和直线意义上，物体在所处位置到坐标原点的直线距离。时间是与空间无关的，表示过程顺序计数的物理量。运动的度量是用空间间隔与时间间隔的比值表示的速度进行的。在物体运动的轨迹上如果用割线的斜率表示的平均速

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度，与用切线的斜率表示的瞬时速度，在各个运动状态都严格相等。那么物体做的就是匀速直线惯性运动。（包括匀速周围运动）因此，说明惯性系的空间、时间是绝对不变性质的。

第三，在时、空绝对性质的概念上，以惯性系为参考系去检测其他

与它静止或作匀速直线运动的坐标系，也必定是惯性系。因此，一切惯性系都具有平权等价的性质。这种平权等价性的物理属性是：

、在一切惯性系中，伽里略（，）的坐标变换方程都是相同的。因

而表明在以坐标原点计量的空间间隔，时间间隔也是相同的。所以，惯性系的时、空性质是绝对性质的。用任何惯性参考系去检测做加速运动的物体的加速度（·）是相同的，用质量（）乘速度（·）表示的动量和用二分之一质量乘速度的平方表示的动能是相同的。用运动与动力学本性质量无关的，质量乘加速度表示的力的规律方程：

…………（）

也是相同的。于是牛顿就在这些物理量都相同的意义上，把在一切惯性系中力学定律具有相同形式的规律叫做力学相对性原理。

然而，如果是表静止状态的参考系，’是相对于以速度为做匀速直

线运动的坐标系。那么，根据惯性系的平权等价性或时、空的绝对性，则’系中的时间’、坐标’，与系中的时间、坐标是可以进行等同代换的。从伽里略的坐标变换方程可见，’与，’与进行等同代换的结果是运动速度。即运动并不存在。与物体处于静止状态的意义相同。物体既然静止，又如何具有动量、动能和加速度？这是不可理喻的。由于牛顿力学规律在非惯性参考中是不成立的。因此，要使牛顿力学规律具有物理意义，那么，物体在’中的运动就必须是变速运动。根据任何变速的直线运动都是一条曲线运动的运动学规律，物体的运动就不是直线运动了。实验表明，物体做加速运动时，将有惯性力的出现。因此说明，牛顿力学规律和力学相对性原理是不能反映客观世界的物理真实的。

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、惯性系的平权等价性是必带来描述物体运动的参考系，可以任意

选择都是具有物理意义的结论。即是说可以把描述物体的运动建立在静止意义上的其他别的物体基础上。因而使描述物体的运动规律和所得的结果，因参考系选择不同而各异。在参考系的性质是时、空性质的意义上，任意选择参考系必然造成运动与物质和时空相互脱离的后果，而违背了自然界因果关系规律的存在。所以参考系是不能任意选择的。只能是唯一的，必须以运动物体自身的相对静止状态为参考系，才能得到符合运动与物质和时空相互联系因果关系的自然规律。

在以物质自身的相对静止状态为参考系的意义上，就必然得出自然

界只有相对的变速曲线运动存在。匀速直线运动是不存在的结论。惯性系就只能具有相对静止状态参考系的物理意义。

在运动是时、空的变化，变速运动的发生是力作用结果的物理概念

上，那么力就具有使物体运动状态改变产生与时、空变化成反比规律联系的动量，能量变化的意义。在牛顿力的定义中，运动状态的改变是与动力学的本性质量无关的，力的方程中只有动量，时间的变化，而没有能量、空间的变化。所以这种意义上定义的力是不全面的，力的方程不可能是正确无误的。

、惯性系的平权等价性成立的基础，是以不存在绝对静止参考系为

条件的，因为，如果绝对静止参考系成在的话，用它为参考系去检测其他惯性系，就能检测到因运动速度不同在运动状态上差异。惯性系就不具有平权等价的性质。一些物理学家为了证实处于绝对静止状态的，传播光的载体“以太”绝对参考系是否存在，进行了地球的运动是否能带动“以太”的光学实验。最著名的是年迈克尔逊（，，）莫雷（，，）反复多次进行了光的干涉实验。实验结果证明，绝对静止的“以太”是不存在的。即是证明了时空具有绝对性质的绝对静止的坐标系是不存在的。在对此实验的数学分析所得的方程中，表明空间间隔、时间间隔是相对可变性质的。同时表

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明光速具有极限常量速度的性质。因在物体的匀速运动的概念上极限速度是没有意义的，只有变速运动才有极限速度的存在。因此就证明了时空具有相对变换的方程，是时空具有相对可变性质的变速系的规律，而不是时、空具有绝对不变性质的惯性系的规律。时空具有绝对性质的惯性运动的坐标系就不存了。也就证明时空具有绝对性质的惯性系是不存在的。所以物理学家汤姆逊把这个实验结果说是经典物理学上空的“一杂乌云。”

在运动与物质和时、空不可分割相互联系的物理概念上，力的全面

定义应该是：力是动量（）对时间（）的变化率，力也是能量ε（）对空间（）的变化率，前者是具有矢量性质的动量力（），后者是具有标量性质的能量力（）二者是相互联系，在方向上是相互垂直，在数量上是相等的力，所以力的全面定义方程是：

ε……………………（）

力的全面定义方程具有重要的物理意义是：

、从方程式（）可以导出一细列对立统一，一分为二的质量、能量、空间、时间具有洛伦兹（，）变换形式的，在静、动状态的相对变换规律。

、在能量与周期，动量与波长成反比联系规律的意义上，表明静质量不为零的宏观物体和微观粒子，静质量为零的光和幅射都具有波、粒二象性，从而揭示了时、空物理性质的量子性，几何性质的弯曲性：量子性是用频率、波数表示的，弯曲性是用曲率圆的圆周弧长（π，π）表示的，表明时、空相对变换的效应，不是钟、尺实体的快、慢、伸、缩效应，而是以周期、波长表示的能量、动量相对变换的物理效应。从而消除一个世纪以来人们对爱因斯坦（，）提出的不具有相对性的，片面的“尺缩”，“钟慢”方程所带来的谬误认识。

、导出了力的规律方程是：

ma…………………………（） 221?v/c（）、式（）表明：只有在建度变化（）等于零时，方程才能成立，

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