我的一篇回复寒门的文章在此间发表以后,寒门以“N复物理大腕”(以下简称“N”文)为题进行了回答,首先我要感谢寒门不惮烦琐对我的问题进行的回答,同时也希望寒门对我在“N”文后面回复时新提出的问题进行回答。
本文对“N”文和我的文章中的几个问题进行一下解释(本文只是阐明我自己的观点,非评判寒门理论正确与否)。
一、为什么我问了许多以前问过的问题(比如牛顿第三定律是否成立等):
道理很简单,寒门以前的回复我找不到了,而且也记不清楚了。寒门博客中有100篇以上的文章,恐怕很难一一寻找。而且许多地方寒门是夹杂着对我的批评进行说明的,我实在没有精力,还请寒门谅解。再者,寒门的一些观点从过去到现在是不断变化的,也许寒门还有观点发生变化也未可知。通过我的询问以及寒门的回答,我得以确认寒门最新观点,这样我以后的分析就可以明确了,不至于仅是对寒门思想主观臆断。
二、关于牛顿定律的发展问题:
我承认科学是在不断发展的,牛顿定律本来就是牛顿“站在巨人的肩膀上”的产物。牛顿以前有哥白尼、开普勒、伽里略等巨匠,牛顿同时代的人中有笛卡儿、惠更斯、胡克等学者,牛顿后尚有欧拉、拉格朗日等人将牛顿定律变换形式为分析力学(只是形式上有所变化,实质是一致的)。牛顿只是这些大科学家中的一员(当然是最伟大的一个)。在牛顿享誉二百年左右后他遇到了真正的挑战——高速运动情况和微观世界不遵守牛顿力学。于是出现了普朗克、爱因斯坦、薛定鄂等新一代科学家。
从上面的回顾我们看到:对于牛顿力学的发展(也可以说对物理规律的发展)有三种情况:
1、进一步提高、补充、整理。牛顿以前科学家没有系统总结过物理规律,这一过程由牛顿完成。如伽里略的《两种新科学的对话》虽然已经是很伟大了,但是比起牛顿的煌煌巨著《自然哲学的数学原理》还只是个孩子。
2、形式上进行变化。比如前面所说和欧拉、拉格朗日。分析力学使牛顿的较为原始的形式更加抽象、严密,从而发挥更大威力。当然,这仅是形式的变化,并不涉及到物理本质。
3、提出新的理论。在牛顿时代,任何人都无法研究高速运动情况和微观情况,人类对天文现象的观测也太粗略。这三种现象和经典力学的差异后来分别发展成为狭义相对论、量子力学、广义相对论。它们分别是使用范围更广泛、更高级的理论。然而,无论其中的哪个理论,在研究低速/宏观/弱引力情况下,所得到的结果和牛顿定律结果相差无几(远远小于实验所能检验的限度*注),只在高速/微观/强引力情况下才发生比较明显的不同,而这些条件是牛顿时代所不具备或者无法检验的。
三、关于寒门是否发展牛顿定律(只针对F-μmg=μma):
寒门说自己发展了牛顿定律,然而寒门理论属于前面哪种情况呢?在我看来似乎属于第三种情况。然而寒门如果是正确的,那么牛顿定律和实际的差异就太远了。因为摩擦因数μ一般都是小于1甚至许多情况是小于0.5的。如果寒门正确的话,那么说明牛顿定律和客观世界竟然有一半的差异。可见牛顿定律和寒门理论的差别并不是因为相差很小而无法验证或者因为μ一般都很接近1不方便验证,而是二者的差异到了令人吃惊的程度。这么重大的差异发生在牛顿定律适用的范围内,能说寒门发展牛顿力学吗?恐怕任何人都要惊呼寒门要推翻牛顿了吧。
寒门一再说“没有定论”,怎么会是没有定论呢?我前面曾以“李杜谁的诗歌成就高”为例说“有定论的问题”,以“李杜是哪个朝代人”说“没有定论的问题”,寒门想必还记得吧。寒门研究的问题恰好在牛顿力学研究范围内,和牛顿定律的差异又足可在一半以上(也可以说一倍,看谁和谁比了),需要条件又不十分苛刻,怎么能仅仅是发展而不是要推翻牛顿力学呢?
注:
为了说明狭义相对论和牛顿力学的差异,这里以“长度缩短”效应为例讨论。按相对论公式,运动物体长度应该由l0*sqr(1-v2/c2)给出,这里sqr是开平方运算,v是物体速度,c是光速(3*108m/s),l0是物体静止时长度。人造飞行器的最快速度大约是10km/s,即104m/s(当然具体数字不是这个,这里只从数量级上进行分析)。假设这个火箭静止时长100m,则当火箭全速前进时,长度应该变为99.99833m,其差异不到2毫米。。当然,对于可以和光速比较的运动物体来说,其差异将越来越大:
物体运动速度为0.1c时,长度变为0.994987l0(相差约0.5%);
物体运动速度为0.2c时,长度变为0.979796l0(相差约2%);
物体运动速度为0.5c时,长度变为0.866025l0(相差13%以上)...
当然,目前人类还难以造出速度达到哪怕0.001c的飞行器,但从对宇宙射线的检验中可以证明以上结论。
广义相对论、量子力学和牛顿定律的差异恕不讨论了。