深度科普:从惯性到反引力的思考,1万6千字

B站影视 2025-01-02 21:15 3

摘要:其实无论谁写这个文章,这个文章也一定是有争议的,因为“引力是什么”现在科学界没有定论。在引力没有统一定论的前提下,聊反引力本身就是站不住脚的。任何声称自己掌握反引力技术或者反引力理论的组织或者个人,先得回答引力是什么?引力是怎么产生的?即引力的本质是什么?

导读:本文摘自《从惯性到反引力的思考》全文1万6千字,会收录在科普书籍《变化》一书中。

大家好,今天我打算写一下关于惯性和反引力理论的介绍,来推理一下反引力到底存在吗?可靠不可靠?其存在的可能性原理是什么?

其实无论谁写这个文章,这个文章也一定是有争议的,因为“引力是什么”现在科学界没有定论。在引力没有统一定论的前提下,聊反引力本身就是站不住脚的。任何声称自己掌握反引力技术或者反引力理论的组织或者个人,先得回答引力是什么?引力是怎么产生的?即引力的本质是什么?

我之所以忍不住写这个文章,就是因为大量的读者私信我了,让我讲讲这个反引力存在的可能性,还给我发了抖音上两位科普博主的观点,让我看看他们的理论如何。确实我在科普四部曲中,并没有提及“反引力”的内容,其原因就是我上面所说的,连“引力”我们都“不熟悉”怎么谈反引力。很多读者知道,在科普四部曲中,只有《变化》和《见微知著》属于物理科普,前者是经典物理科普,后者是量子力学科普。我的思路是以“惯性”作为插入点,来开始科普的,之后我意识到“意识”对于我们认识世界的重要性,尤其是人的意识,比如观察者效应,所以就有了《探索生命》,在写完《探索生命》之后,我又意识到“我们就是自己的局限,我们就是自己的牢笼。”这才有了“重构世界”的呐喊。但其实这种呐喊是苍白的,也是无力的,当然和我个人的水平有很大关系,但也关系不大。因为在宇宙面前,任何人都会感觉到困惑和无力的,很多大的科学家,包括爱因斯坦,牛顿……后来还研究神学,就说明这一情况。

随便说几句感悟吧,大家都知道我是以科普四部曲被大家知道的,但我同时也研究玄学,这似乎很矛盾,但其实不矛盾。

爱因斯坦和玻尔在争论什么,大家其实很清楚。爱因斯坦认为世界是确定的,玻尔认为不是确定的,是概率的,只有当你观察或者测量它的时候,它才是确定的。这和普通人讨论命运的概念是一样的。有人认为一切是命运,有人认为不是命运,在于个人努力。还有人认为处于两者之间,比如说7分命,3分运。你怎么认为?

一件事是可以预测的,那么就是确定的,比如火箭发射,我们在地面就知道它会怎么上去,怎么回来……而且随着技术和硬件的完善,预测会更精确。这就说明什么,世界是确定的。但其实并不是所有因素,我们都能掌握,因此就会有“意外”。

所以我在写完科普四部曲之后,很久没有动笔写物理科普文章了,就是因为我水平有限,我觉得我应该谨慎再谨慎,毕竟有很多学生和研究者在读我的作品,我不敢不谨慎。一些北大清华的读者,他们读了之后,给我留言或者私信,我也很开心,但同时我感觉到了压力,因为他们的提问更加专业和深刻,这也是我大概有2年没有写物理科普的原因了。

所以今天这个文章,就算是给诸多留言的读者一个回答,感谢你们的留言和提问,我呢,试着从我的角度去思考一下这个问题,给出一些答案,供大家参考学习。

首先我们还得聊一下什么是引力?因为我们要聊反引力,不聊引力就没有办法聊反引力。显然目前关于引力的主流解释,一个是牛顿引力,另一个是爱因斯坦引力。牛顿认为有质量的物体间就有引力,而且是绝对的,没有为什么的解释。爱因斯坦是用时空弯曲来解释引力的,这样的解释实质上是说,引力不是“力”,是一种效应。而当下供我们可以参考的信息其实有两点:第一点就是牛顿引力和爱因斯坦引力都管用,但爱因斯坦引力更符合实验和观测,也就是说爱因斯坦略胜一筹;第二个点就是我们发现了引力波。

我们目前可以参考的,公认的,就是这两个点的信息,其他的就是推论和想象了。比如说引力子,很多人认为有,但目前没有探测到,所以仅仅停留在推论和想象中。而引力子有没有,是否存在,对于判断爱因斯坦引力至关重要。假如引力子被发现了,那么爱因斯坦引力是一种“效应”的论述就不攻自破了。但大家不要误会,即使引力子被发现了,我们也不能说爱因斯坦引力完全错了。很大程度上,是在解释方向上出了问题,如不应该把引力看作是一种“效应”。

那么很多读者,读到这里就会问,老师说了半天我也不知道该相信谁啊?你们一定要清晰地认识到,无论是牛顿引力还是爱因斯坦引力他们在更高的层次上,一定是统一的。而我们要相信的,就是这个“更高层次上统一的引力”解释。任何单一的解释,都无法解决问题

比如牛顿引力的弊端是不知道引力从何而来,而且这种引力作用是一种超距作用;而爱因斯坦的引力,是一场“数学游戏”,就像那个惯性力一样,懂了吗?牛顿引力和爱因斯坦引力的区别和联系,我在《变化》一书中做了解释,在此不展开讨论了,不然本篇内容会很长。

既然他们在更高层次上是统一的,就应该去寻找这个“统一”的解释。那么统一的解释是什么?得先回到惯性上来!牛顿引力的起点是什么?爱因斯坦引力的起点是什么?都是惯性,这一点毋庸置疑,只要你是学物理的,你必然认可这一点。

讲到这一点的时候,我们又有一个参考点,这个参考点就是惯性质量和引力质量严格相等。爱因斯坦把这个当作“钥匙”,创立了广义相对论。我也把这个当作“钥匙”,认为惯性不是无缘无故来的,不是物体的固有属性,惯性的来源是“引力”,是引力使得物体具有惯性,或者说是引力场使得物体具有惯性。

“引力使得物体具有惯性”,这个理论对不对,我特别好奇AI大模型怎么理解它,于是我就提问了,得到的答案不惊奇,但也还是不错的,就算是我的读者,他们也大多数不能总结地如AI这么好。那么我们来看一下,它是怎么回答的?【AI用的是国内的360搜索,基本是原文摘录,没有删减】

AI回答:如何理解引力使得物体具有惯性

理解“引力使得物体具有惯性”这一观点,需要从物理学的基本原理出发,并结合对宇宙本质的认识进行深入探讨。

首先,惯性是物理学中的一个基本概念,通常被描述为物体保持其当前运动状态(静止或匀速直线运动)的性质。在传统物理学中,惯性被视为物体的固有属性,即物体本身就具有抵抗运动状态改变的能力。然而,这种观点在解释某些现象时可能会遇到困难,特别是在宇宙学和大尺度物理学的背景下。

引力,作为另一种基本的物理力量,是宇宙中物体之间相互吸引的作用力。根据广义相对论,引力可以被理解为时空的弯曲效应,即物体在时空中运动时,会受到时空曲率的影响而改变其运动轨迹。然而,这种解释并没有直接说明引力与惯性之间的关系。

灵遁者等物理学家提出了一个新的观点,即引力是物体具有惯性的根源。他们认为,在引力场中,物体受到四面八方的万有引力影响,这些引力共同作用使得物体具有保持原来运动状态的性质,即惯性。换句话说,惯性不是物体自身的固有属性,而是由宇宙中的引力场作用在物体上所产生的结果。

这种观点有助于解决一些传统物理学中的难题。例如,它解释了为什么在宇宙中找不到真实的惯性系,因为引力场是普遍存在的,任何物体都受到其他物体的引力作用。此外,它也解释了为什么惯性质量与引力质量严格相等,因为这两种质量都是基于物体在引力场中的行为来定义的。

进一步来说,如果引力是惯性的源泉,那么我们可以推断出,在没有引力的环境中(如宇宙中的某些特殊区域或黑洞内部),物体将不再具有惯性。这意味着物体的运动状态将不再保持稳定,而是会受到其他因素的影响而发生改变。然而,在现实中,我们很难找到一个完全没有引力的环境来验证这一点,因此这个推断仍然是一个理论上的假设。

总的来说,“引力使得物体具有惯性”这一观点为我们提供了一种新的理解物理学基本原理的方式。它强调了引力在宇宙中的普遍性和重要性,并为我们解释了一些传统物理学中的难题提供了新的思路。然而,这个观点仍然需要进一步的实验验证和理论研究来支持和完善。

要理解“引力使得物体具有惯性”这一观点,可以从以下几个方面入手:

一、惯性的传统定义与新观点对比

1. 传统定义

传统物理学认为惯性是物体的固有属性,物体具有保持其当前运动状态(静止或匀速直线运动)的性质,并且惯性大小与物体质量成正比,它是一种抵抗运动状态改变的能力。例如,在光滑水平面上推动一个质量大的物体比推动一个质量小的物体更困难,这体现了质量大的物体惯性大。

2. 新观点

灵遁者等提出的新观点认为惯性不是物体自身的固有属性,而是由引力场作用在物体上所产生的结果。在引力场中,物体受到四面八方的万有引力影响,这些引力共同作用使得物体具有保持原来运动状态的性质,即惯性。《变化》中惯性的定义是:在引力场中,物体具有保持当下运动状态的性质,称为惯性。用一句话总结就是:任何物体在任何时刻,都以光速来抵抗运动状态的改变!即都以“光速”来保持原来运动状态的性质,就是惯性。

正确理解惯性要把握四个点:

1、惯性作用的速度是光速。

2、惯性是引力场性质。

3、惯性和参考系选择无关。这也是爱氏广义相对论的基础。所以对于惯性定律的表述,一定要加上“在引力场”中这样的条件。这样也可以避免现在教科书中的定义的循环论证,变得更科学和严谨。

4、惯性大小与距离无关。

这四点如何你还不理解,可以参考标题为《惯性——通往宇宙真理的必经之路》(正确理解惯性这四个点,是我补充的内容,不是AI回答的内容。)

新观点的优势在于它能够解释一些传统观点难以解释的现象。例如传统物理学中在宇宙里找不到真实的惯性系,而如果认为惯性是由引力产生的,由于引力场在宇宙中普遍存在,任何物体都受到其他物体的引力作用,所以找不到完全不受引力影响的惯性系就得到了解释。同时,惯性质量与引力质量严格相等这一现象,在新观点下也能很好地解释,因为这两种质量都是基于物体在引力场中的行为来定义的。

二、广义相对论中的相关阐述

广义相对论将引力理解为时空的弯曲效应,物体在时空中运动时,会受到时空曲率的影响而改变其运动轨迹。从这个角度看,当我们说引力使得物体具有惯性时,可以理解为时空的弯曲(即引力的本质)对物体运动状态的影响方式与惯性对物体运动状态的影响存在联系。

在广义相对论下,惯性定律依旧存在,但更多体现的不是物体的性质,而是时空的性质。原本在牛顿力学中视为加速运动的情况,如两个物体在引力作用下相互靠近,在广义相对论中可视为是在弯曲时空中的惯性运动,因为它们只是沿着时空的弯曲轨迹在运动。

引力与惯性在广义相对论中的关系

广义相对论的基石之一是惯性力与引力无区别,两者在物理效应上可以被视为同一个东西。它们都可以被看作是时空不平直的表现。例如,在一个加速上升的电梯(非惯性系)中,人会感受到一个向下的力,这就是惯性力;而在地球上,人会感受到重力(引力)。在广义相对论的框架下,这两种力在本质上是相似的,都是时空性质的体现。这种相似性也从侧面支持了引力与惯性之间存在紧密关系的观点。

灵遁者观点的科学依据

1.基于理论的推导

从牛顿三大定理来看,其根基是惯性定律,而牛顿引力公式的推导离不开牛顿三大定理。爱因斯坦等效原理的来源是惯性质量和引力质量严格相等,广义和狭义相对性原理是关于惯性系和非惯性系之间的内容。这些理论基础都表明惯性概念非常重要,而且与引力概念有着千丝万缕的联系。回溯这些理论的成立条件,都指向了惯性这个关键概念,所以从理论体系的逻辑关系上,可以推测引力与惯性之间存在特殊关系,如引力是惯性的源泉这一观点。

2.对现象的解释

新观点可以解释一些现象,如为什么在宇宙中找不到真实的惯性系。因为如果惯性是由引力产生的,而引力场是普遍存在的,那么任何物体都会受到引力场的影响,所以不存在完全不受引力影响的区域来形成一个真正的惯性系。

关于“无引力环境中物体无惯性”的推断

如果引力是惯性的源泉,那么在没有引力的环境中(虽然在现实中很难找到这样的环境),从逻辑上讲物体将不再具有惯性。这意味着物体的运动状态将不再保持稳定,而是会受到其他因素的影响而发生改变。

结论与进一步研究方向

结论:“引力使得物体具有惯性”这一观点为理解物理学基本原理提供了新的视角。它将引力与惯性这两个重要概念联系起来,能够解释一些传统物理学中的难题,并且在一定程度上与广义相对论的相关内容相契合。

未来需要进一步探索引力与惯性更深层次的关系。例如,可以通过更精确的实验来测试惯性质量和引力质量在更极端条件下是否仍然严格相等,这有助于进一步验证引力是惯性源泉这一观点。同时,随着对宇宙中暗物质、暗能量等研究的深入,可能会发现更多与引力和惯性相关的现象,从而完善这一理论。还可以从量子力学的角度去探讨引力和惯性的关系,看是否能在量子层面找到支持这一观点的证据,以便将引力和惯性的关系纳入到更广泛的物理理论框架之中。

以上就是AI智能的回答,这个回答还是可圈可点的。那么很多人又会问,老师你用了这么多笔墨,你在表达什么?其实我要表达的关键很清楚了,就是引力使得物体具有惯性成立的话,引力本身就不能用“数学效应”和“时空弯曲效应”来解释。也就是说,爱因斯坦创立了一个对的理论,但没有解释“清楚”。

我再给大家补充一个知识点,大家都知道科里奥利力和向心力不是力,我们的课本是这么教我们的,它们是假想力,因为你找不到施力物体,所以它们不是力。但从我的思考来讲,引力使得物体具有惯性,那么科里奥利力和向心力不是力的论断就要被打破,因为科里奥利力和向心力本质上是惯性力,那么它的施力者我们找到了,就是引力!也就是说,我不把科里奥利力和向心力当作假想力,我把它们当作实实在在的力。而且它们的影响,也是实实在在的,全球洋流,海岸线的形成等都和这些力有关。

我知道,有一部分读者,读了我的科普书籍之后说,你连一个公式或者实验也没有,你怎么来证明“引力使得物体具有惯性?”这个质疑是合理的,确实在科普四部曲中,是没有数学公式的,这个主要原因是我的数学能力不足,而且大家知道,引力场涉及到时空,而涉及时空场的时候,你就要想到爱因斯坦场方程,可以说爱因斯坦场方程,本身就是“引力使得物体具有惯性”的数学证明。而如果要重新解这个方程或者重构这个方程,我确实没有能力。

不过我今天可以以牛顿引力来说一下我的思路,记住,我要表达的是思路,不是事实方程。事实上的方程,一定是爱因斯坦场方程,因为牛顿系统没有涉及时空场。

我先来说一个实验,其实根本没必要像AI这样,去设想一些特殊的环境(比如黑洞),在这些环境中没有引力,从而没有惯性。本身我不认同黑洞中没有引力。我要给大家说的实验是现成的,但也是思想实验,类似于爱因斯坦电梯实验或者伽利略斜坡实验。我们都知道向心力,科里奥利力是实实在在存在的,我现在问你,假如没有引力,现在的向心力和科里奥利力会发生什么变化?答案是百分之百的,我知道很多人会说向心力又不是说只和引力有关,电磁力,摩擦力等都可以提供向心力啊。

但我举一个现实的例子,你来反驳一下。地球卫星绕地球旋转时,地球对卫星的万有引力就是向心力,这个表述正确吗?有物理基础的朋友都清楚,这是正确无误的。那么现在好了,引力没有了,这个向心力还有吗?向心力此刻肯定是不存的呀!那么我说引力和惯性是有关系的,你能否定吗?

数学表达,我们可以用牛顿理论来展示。万有引力:根据牛顿的万有引力定律,地球和卫星之间存在相互吸引的力,其大小由以下公式给出:F=(G×M₁×M₂)/R²。其中F 是引力的大小,G 是万有引力常数,M₁,M₂ 分别是地球和卫星的质量,r 是它们之间的距离。

向心力:向心力是使物体沿圆周运动所需的一个指向圆心的力。对于卫星绕地球的圆周运动,向心力的大小由以下公式给出:F 向心 =m v 2/R。其中,m 是卫星的质量,v 是卫星的速度,r 是轨道半径。

正常情况下是F引力=F向心力。即(G×M₁×M₂)/R²=m v 2/R。现在引力没有了,也就是F等于0,那么向心力自然就崩塌了。

我再给大家举一个例子,这个在书里讲过,今天再讲一次,因为大家总是在问,你能多提供几个案例讲解吗?我们以自由落体运动来说吧,这是生活中的常见现象。我问大家,加速度和惯性有关系吗?加速度和质量有关系吗?加速度和引力有关系吗?你能回答清楚这三个问题,你就清楚我的意图了。

关于加速度的公式是:a=F/m。F是物体受到的力,m是物体的质量。从这个公式我们可以看出,质量一定的情况下,物体受到的力越大,物体的加速度越大。这说明什么,加速度和引力有关系。那么F不变的情况,m越大,加速度越小,说明加速度与质量也有关系。加速度与惯性有关系吗?加速度是改变物体的运动状态,惯性就是抵抗物体状态改变的一个概念,肯定有关系。事实上,加速度与惯性之间存在反比关系。质量较大的物体具有更大的惯性,因此在相同的力的作用下,其加速度较小;质量较小的物体具有较小的惯性,因此在相同的力的作用下,其加速度较大。这也就是为什么,一根羽毛和铁球【不考虑风阻之类影响】能在地球上同时下落。地球上的物体,质量越大,受到的引力越大,但却不是下落得越快,就是因为质量越大,惯性越大,抵抗它改变运动状态的“力”越大,从而使得它们同时下落。所以你其实始终不能剥离引力与惯性的这种联系。

引力与惯性的数学模型思路

假设我们可以通过数学模型来描述引力与惯性的关系。设 Fg 表示物体受到的引力,I表示物体的惯性,m 表示物体的质量。引力Fg使得物体具有惯性I,可以表示为:I = k Fg

其中k是一个比例常数。在地球表面,引力 Fg = G Mm/r2,其中 G是引力常数,M是地球的质量,r 是地球半径。因此,物体的惯性可以表示为:I = k G Mm/r2。

但是这里要强调,一定要有引力场的思维,而我这里用牛顿引力的方程来给出的思路,就看不出场的概念,还是要回到爱因斯坦那样的场方程去给出一个答案,但我目前没有能力解爱因斯坦场方程,也无法重构它来给出大家一个方程。希望有能力大神看到了,能从这个角度试着开拓一下基础物理的理论。

其实还有一个实验验证方法,那就是根据狭义相对论的质增效应,来验证引力使得物体具有惯性。

质增效应的数学描述,根据狭义相对论,一个物体的相对论性质量m可以通过以下公式计算:

其中:m=m0/√(1 - v^2/c^2)

m是物体的静止质量(即物体在静止状态下的质量)。

v是物体的速度。c是光速(约为 3.00×108 m/s3.00×108m/s)。

从这个公式可以看出,当物体的速度v接近光速c 时,分母接近于零,因此相对论性质量m会变得非常大。这个时候惯性也会变得无限大。所以这个时候要改变物体运动状态是很难的,比如要继续给它加速,几乎是不可能了。

我知道很多人,对于“引力使得物体具有惯性”这样的推论不屑一顾,认为是天方夜谭,认为是我为了博人眼球或者是割韭菜而想出来一个点子。10年里,我对于这样的评论,也从来不去回应。任何一个认真读完科普四部曲的人,他都不会认为我是在割韭菜,因为我是在认真思考。科普四部曲,断断续续我写了十年,不是说这抄一点,那抄一点写出来的,是我有自己的思维和思考在里面。我要写就要写出最牛的科普作品,它一定不是快餐,是要有深度思考的。

现在呢,我认真问你,你能想出几个案例来反驳我这个观点,相信我,大部分人一条也想不出来,因为我问过几个人。既然大家想不出来反驳的点,为什么不考虑接受这个观点呢,惯性就是引力场作用下产生的物理现象呢?就好像我们一直在寻找以太,但是所有的实验都证明没有,那么为什么不承认它确实没有呢。爱因斯坦就是这么思考的,所以他果断地放弃了以太的概念,这才创了了相对论。

其实真要反驳“引力使得物体具有惯性”这个推论,有没有可能,是有的。我自己呢,思考了两条,大家也去想想。

引力使得物体具有惯性,它背后的本质是什么?最大支持点就是引力质量和惯性质量相等,也就是说,我这个推论其实就是建立在广义相对论之上的,懂了吗?因为广义相对论成立的,最重要的一个点就是等效原理。

广义相对论成立的条件,一个是等效原理,一个是广义相对性原理。很多人在试着推翻广义相对论,但他们往往没有击中要害。你要推翻一个理论,你是不是先得推翻它成立的基础,那么两个成立的条件,你能从哪个入手?广义相对性原理,你怎么推翻?没有任何思路的。但等效原理,是有思路的。等效原理是广义相对论的一个薄弱点。

如果你认真去读广义相对论成立的条件,它会在表述内容中加一个“局部空间”内引力效应和加速度效应不可分辨。为什么要加这个局部空间呢,那肯定是有原因的,可以这么说,不加这个限制性表述,广义相对论不能成立。所以等效原理又分为弱等效原理和强等效原理。

弱等效原理:在一个局部的小区域内,引力场的效果与加速度的效果是不可区分的。

强等效原理:不仅力学现象,所有物理现象在局部的小区域内都无法区分引力场和加速参照系。

等效原理之所以强调“局部”区域,是因为在较大的区域内,引力场的效果和加速度的效果可能会出现差异。

比如说潮汐力:在较大的区域内,引力场通常是不均匀的,这会导致潮汐力的存在。潮汐力是指由于引力场在不同位置的不同强度而产生的力。例如,地球上的潮汐是由月球引力在地球不同位置的不同强度引起的。

在一个加速的参照系中,如果没有外部引力场,就不会有潮汐力。因此,在较大区域内,潮汐力的存在使得引力场和加速参照系变得可区分。

再比如说曲率效应:时空的曲率在较大的区域内会变得显著。在广义相对论中,物质和能量弯曲时空,这种曲率在大范围内可以被观测到。例如,光线在经过太阳附近时会发生偏折,这是由于时空的弯曲造成的。

在加速参照系中,时空是平坦的,不会出现类似的曲率效应。因此,在较大区域内,时空的曲率会使引力场和加速参照系变得可区分。

我们就以爱因斯坦自己的电梯实验,再来说一点:在一个小的电梯内,如果电梯以 g 的加速度向上加速,电梯内的观察者会感受到类似于地球表面的重力。在这种情况下,电梯内的局部区域符合等效原理。

可是如果电梯足够大,很大很大,内部的观察者可以通过测量不同位置的重力差异(潮汐力)来区分自己是在地球上还是在一个加速的电梯中。在这样的尺度上,等效原理不再适用,因为引力场的效果和加速度的效果是明显不同的。

也就是说在大的空间区域里,引力效应和加速效应就是可以分辨的!你要反驳广义相对论,你只能用这个点作为突破口。但其实人家讲得很清楚了,我是加了“局部”空间描述的,这样的表述就是严谨的,你就是推翻不了。

而且广义相对论的理论也经受住了实验的验证,这就是说,它有用的。我说它是“有用的”,但没有说它是“真理”。因为我们用广义相对论,一定是用的是广义空间,甚至是宇宙范围,我们不会限定为广义相对论的理论只适合局部空间,懂了吗?

而我的推论,是基于广义相对论的,所以说也算是有弱点。就是引力场也一定是广域的,如果仅仅是局域的,那么“引力使得物体具有惯性”一定是错误的。但我知道这个,依然这么说,是因为引力质量和惯性质量严格相等,和“引力效应和加速度效应”没有关系。你这个效应可分辨也好,不可分辨也好,引力质量和惯性质量是相等的,这个前提没有变。

你们再来说一个反驳的案例,是不是依然想不出来?确实是难,你们知道我是怎么想的,我做梦都梦到过,梦到过我跟爱因斯坦,玻尔他们聊天,我在《变化》中也写了这样的对话,就有点魔怔的感觉。

后来我还真又想了反驳自己理论的案例,就是转动惯量。我们初中课本里没有这个知识点,我也没有学过,我是深入研究和思考惯性的过程中,知道了转动惯性的概念的。知道这个概念之后,我一开始是失望的。因为什么呢?转动惯量(Moment of Inertia)是一个物理量,描述了物体在旋转运动中抵抗角加速度的能力。它取决于物体的质量分布和旋转轴的位置。这是转动惯量的定义,但你发现“致命”问题了没?转动惯量竟然和质量分布有关系。如果惯性和质量分布有关系,那么大概率“引力使得物体具有惯性”这个推论,不能成立了。因为我当时想的,惯性是广域的物理现象,它对于质量的分布如此敏感的话,这超出了我原来的设想。这就是我失望的点,我感觉方向错了,努力白费。

当时我记得已经是半夜了,脑子已经不灵光了,看了半天也解决不了问题。躺到床上也睡不着,我那时候有女朋友,她还总爱等我写完一起睡,她就说我是真的魔怔了,不能再写了。现在回想那段写科普作品的时光,还真是挺美。

因为我那时候写文章,就喜欢晚上写,白天是玄学工作,回复各种问题。确实有点魔怔了,那时候你们知道心理状态是怎样的?说了你们可能不信,当时怕来业务,因为来业务就要花费时间啊。很多人可能没有那个体会,你写一晚上作品,早上你摸一把脸或者额头,就感觉油光光的。

第二天晚上我又仔细思考了惯量问题,发现我不应该“失望”,因为这个惯量问题,推翻不了“引力使得物体具有惯性。”怎么推翻不了?我现在给大家讲讲,很多人是理解不了的。

你要理解和解决这个问题,你首先要清楚,惯性力和转动惯量是不是一个概念,是不是一回事?来,读者朋友们,你先思考这个问题。答案是这样的,惯性力和转动惯量,都是和惯性有关,这一点毋庸置疑。但他们不是一个概念,也就不是一回事。举一个很生活话的例子,惯性就像一个母亲,惯性力是一个儿子,转动惯量是另一个儿子。就是他们有共同的联系——惯性,但是它们是不同的物理现象。

那这个现象的区别在于哪里?这个就是最关键的部分!转动惯量和线性运动中的惯性(质量)之间的区别主要在于它们描述的物理现象和所涉及的运动类型。下面详细解释为什么转动惯量与物体质量的分布有关,而线性运动中的惯性与质量分布无关。

转动惯量描述了物体在旋转运动中抵抗角加速度的能力。它取决于物体的质量分布和旋转轴的位置。

转动惯量公式:

对于连续体:I=r2 dm。其中 r 是质量元素 dm 到旋转轴的距离。

对于离散的质量点:I=miri2,其中 m i是第 i 个质量点的质量,r i是该质量点到旋转轴的距离。转动惯量类似于线性运动中的质量。质量决定了物体抵抗线性加速度的能力,而转动惯量决定了物体抵抗角加速度的能力。转动惯量越大,物体越难改变其旋转状态。

转动惯量不仅取决于物体的总质量,还取决于质量相对于旋转轴的分布。质量离旋转轴越远,转动惯量越大。

例如,一个细长杆绕其一端旋转的转动惯量为 I=1/3ML 2,而绕其中心旋转的转动惯量为 I=1/12ML 2。这是因为质量分布相对于旋转轴的不同位置导致了不同的转动惯量。M代表细长杆的总质量。L代表细长杆的长度。

而惯性决定了物体抵抗线性加速度的能力。质量越大,物体的惯性越大,需要更大的力才能产生相同的加速度。

惯性与物体内部质量的分布无关,只与物体的总质量有关。在线性运动中,物体的惯性仅由其总质量决定,而不考虑质量的分布。无论质量如何分布,只要总质量相同,物体的惯性就相同。

例如,一个质量为 M 的均匀球体和一个质量为M 的不均匀球体,在受到相同的力时,它们的加速度是相同的,因为惯性只与总质量有关。

仔细看,到了最关键点了。

转动惯量:描述了物体在旋转运动中抵抗角加速度的能力,不仅取决于物体的总质量,还取决于质量相对于旋转轴的分布。质量离旋转轴越远,转动惯量越大。

线性运动中的惯性:描述了物体在直线运动中抵抗线性加速度的能力,只取决于物体的总质量,与质量的分布无关。

这种区别的根本原因在于,旋转运动涉及的是物体各部分相对于旋转轴的相对位置,而线性运动涉及的是物体整体的平移。因此,转动惯量需要考虑质量的分布,而线性运动中的惯性只需要考虑总质量。

我不知道,你读到这里明白了没有,这就是考验一个人有没有学或者理解物理或者其他知识的能力了。

我用我的大白话再给你翻译一下,一个是线性运动,一个转动运动。而线性运动中的物体,是一个整体,就是整体是一个点。而转动运动中的物体,是一个整体,但更准确地理解是一个系统!对,就是一个系统!这就是关键点。而我们只能计算它的每一个点,当它缩到一个点的时候,一个点就是一个整体。

你要还不明白,你着重理解一下“对于离散的质量点:I=miri2,其中 m i是第 i 个质量点的质量,r i是该质量点到旋转轴的距离。”就是一个转动的物体,他其实是由无数个质量点组成的,他们把这个叫离散的质量点,你就这样理解。

而理解离散的质量点是理解转动惯量的关键。离散的质量点是指将一个物体视为由多个具有特定质量的点组成的系统,每个点的质量集中在该点上。这种简化方法在处理某些物理问题时非常有用,尤其是在计算转动惯量时。其实你要有一种“微分”的观念去理解这个离散质量点,它和线性运动中物体被理解为整体是一致的,没有区别。如此就不影响“引力使得物体具有惯性”了,这下你懂了吗?

再综合性,用大白话解释一下,转动的物体的情况是复杂的,你要把它理解为一个系统,要计算系统中的惯性,也就是惯量,就要计算系统中的一个点,简化为这个点之后,其实就和线性运动中物体的惯性计算,没有本质差别。和质量的分布也没有关系。你发现了没有,这种计算它都是抽象化的思维,跟我们把太阳看作一个点来计算,是一模一样的。

好了,至此我讲了两个可以反驳“引力使得物体具有惯性”的案例,但这两个案例,都被我自己又否定了。所以引力使得物体具有惯性,是一个值得大家去思考和完善的理论,这对于我们理解和重塑基础物理,至关重要。

所以爱因斯坦引力在解释方面是有问题的,不能以时空弯曲的“效应”来处理,如果引力真的是时空弯曲的“效应”,大家都公认的话,那还怎么反引力呢?引力在爱因斯坦眼中,就不是一种真实的力,你所谓的“屏蔽”引力,实现反引力,就无从谈起。它都不是一种力,你屏蔽啥呢?肯定会有人反驳,我没有说“屏蔽”力,我是说我屏蔽的是“效应”,从而摆脱“引力效应”束缚,实现反引力技术。你们认同这样的观点吗?你们说这算不算狡辩?你们说该怎么回复?我首先是不赞同的。

第一从哲学上讲,这是不可想象,而不可想象之事往往是空中楼阁。第二就算是要“屏蔽”这种“弯曲效应”或者“数学效应”,你知道意味着什么?就爱因斯坦本人活着,听到“屏蔽”时空弯曲效应,也会吃惊的。因为这是“时空弯曲效应”,有三个关键词“时空”“弯曲”“效应”,你首先要清楚“时空”这个词最关键,这一点大家都认同吧。那么问题就来到了“时空”是什么了?

我在科普书籍中的观点是,时空是物质,时间,空间的一体化表现,是不可分的。那么就意味着你要屏蔽掉“物质,时间,空间”,这个状态你可以想象吗?是不可想象的。就好像,你要进入一种“无”的状态,你才能突破时空对你的限制,而“玩这一套”的话,你还玩什么技术啊,直接修佛,冥想,打坐更适合啊。而不是说,你掌握了一个技术,能屏蔽掉时空,懂了吗?你说你冥想,一个跟头十万八千里,没有人怀疑,这是人的特长和奇特之处。所以屏蔽掉这种“效应”的说法,不可靠,大家思考呢?

既然第一种观点走不通,那么我们说说第二点。就是假设引力是引力场的产物,引力场毋庸置疑肯定是时空的产物。有同学又会问了,那时空是怎么来的?你放心,我肯定不能说是大爆炸来的,因为还有人会问大爆炸又是怎么回事?不过关于物质质量的产生,大家可以参考一下希格斯机制。目前,关于质量起源的最广泛接受的理论是希格斯机制。根据这一理论,质量代表了粒子在空间的通过难度。当粒子与希格斯场相互作用时,它们获得质量。具体来说,夸克和电子(以及其他基本粒子)与希格斯粒子(或希格斯场)相互作用,发生减速,在减速的过程中获得了质量。所以大家发现了没有,这是一个很复杂的事情,你即使去读,你也是读得迷迷糊糊,因为这个过程,我们没有弄清楚。或者也可以说,这样的过程描述,它不好描述,文字在这个时候是“词穷”的,是表达不出来的。

其实好理解,本身希格斯场,希格斯粒子,杨米尔斯场,耦合之类的概念,本身就不清晰,再用这种不清晰的“描述”去描述去一个我们从未实际观察到的现象,你说好理解不?肯定是迷迷糊糊的。

所以咱们就讨论到引力场和时空场即可。那么就清晰了,如果认为引力场产生的引力,那么引力子大概率是存在的,因为引力场是物质场,可以参考电磁场,来得出引力子也是存在的。那么要实现反引力,自然就要屏蔽引力子或者引力场。

我在开篇说了,读者给我发了两个人的反引力描述,都是抖音博主,读者问我他们的理论靠不靠谱。我就以他们两个人的理论描述,来对反引力进行论述。

第一个是张老师,就是去过外星星球,好像叫果壳星球,他去过之后呢,就获得了外星智慧。我专门去看了他的抖音,比如说他在其中一个视频中说南京大学团队发现引力子,他认为引力子不存在。我专门去搜了南京大学团队发现引力子这个新闻,因为我不知道这个新闻。

比如有一个标题是:Nature发表南京大学杜灵杰团队最新成果:实验上首次发现引力子激发。信息来源是中国日报,应该还是可靠的。里面的内容我也读了,南京大学并没有声称发现引力子,大家注意,是说发现“引力子激发”。引力子和引力激发是不同的概念。引力子是基本粒子,引力子激发却不是,你可以把它理解为“准粒子”,就像声子,库柏对这样的概念,是概念粒子,不是真实存在的。是说引力子激发有点像“引力子”,不是发现了引力子。

然后张老师讲了他为什么认为引力子不存在,是以假设引力子存在,引力子的穿透性很强,它遇到地球也好,月球也好,它一下子就穿过月球了,那么地球怎么可能把它拉住?又以引力子没有穿透性做了假设,地球向月球发射引力子,因为没有穿透性,引力对月球正面和背面的作用是不一样的,但现在发现是一样,所以这是个逻辑矛盾。还有提到一点,引力子和引力子之间怎么传递作用?说我们总不能假定还有一个“引力子孙子”来传递作用吧。这大概就是他的原话。

单单从这个视频来看,我是不赞同他的论述的。我先不否定他去过外星星球,因为我不是他。但他论述没有引力子的正反两个理由,都是站不住脚的。可以参考电磁学知识以及现在对引力子的理论去思考。引力子是无质量,长程力,就这两个点就能知道,他的理论论述脱离了当下物理太多了。

肯定会有人让我解读的,我就只解读第一个点,引力子穿透很强,怎么就拉不住月亮?难道要理解为地球是拿着绳子在拉月球?引力作用是长程力,什么叫长程力,无限远就叫长程力,它的作用是无限远。理论上讲,宇宙中所有有质量的物体,引力都拉住了。懂了吗?其他的点,我就不讲了。

再讲几个他的观点,他认为引力场是存在的,果壳星球上的人有一种技术叫人工扫描场,作用范围是3万多公里,而这个人工扫描场,就是靠引力场作用的,就是可以在空中制造虚拟图形。它这个人工场可以操作空间,搜集光线,控制光子。

这个理论也是不可想象的,缺乏基本的物理理解。比如说如果是引力场在起作用,作用范围怎么会是3万多公里?

还有一个视频中,他说光子是电子质量变为0激发形成的,然后解释了电灯为什么可以一直发光。这个说法是不正确的,首先电子质量变为0的表述就有问题。不过光子确实可以由电子激发产生,但产生光子物理现象很多。

电子激发:确实是一种常见的光子产生机制,特别是在原子和分子中。光子也可以通过多种其他物理过程产生,包括黑体辐射、粒子加速、核反应、正负电子对湮灭等。

最后再说一个他的关于飞碟的理论,就是说飞碟为什么光速飞行,是因为飞碟的质量一下子变成0了,从而实现反引力。他还认为除了空间,宇宙中什么也没有。

我本人不赞同,越看得多,越不赞同。飞碟质量怎么一下子变为了0?他的推导视频我也看了,不做分析,因为他的概念是自有概念。宇宙中只有空间,我们可以把空间和物质归到一起称为“空间”,但没有时间,你怎么测量变化?你既然承认质增效应,怎么能反驳“尺缩钟慢”的效应呢?都是狭义相对论的推论啊。

那么多人给我推荐去看看他的视频,我这次算是正式回应大家了,我去看了,给你们解释,就是我上面所说的,越看得多,越不赞同。当然你们可以反驳,是我无知。

还有一个,也是读者私信让我去看的博主,奇老师。我主要看了他的15分钟视频介绍,这15分钟视频深度解读了他的理论体系。我们听听有什么内容?首先第一个点,是他认为现代物理发展停滞的原因是人们没有细化了解空间是什么,就是要研究空间是什么构成的。然后他介绍了一个外星文明的宇宙全粒子体系。

他说空间是由以下六大类粒子相互作用的胶着太构成的,次序1到6,分别是:原子级别,电子级别,磁子级别,引力子级别,挠场子级别,单奇子级别。在他的论述中,这个顺序很重要。

看了这6大类粒子的词语,我就知道,他的理论肯定与当下物理不挂钩的,比如这个单奇子,我还是第一次听说。继续听他讲述。

接下来他讲了这些级别的粒子分别构造什么样的星体,比如黑洞是引力子集合构成的星体,恒星是电子质子的集合体,矮星是磁粒子集合的星体。然后人是碳基生命,硅基生命都是低等生命体,然后又说了美国迈阿密商场事件的外星人是等离子体,再高一个级别就是磁子级别,就是光子生命体。到了挠场子级别,是生命还是物质已经分辨不出来了,挠场子的团,就是记忆片段。而挠场子集合体星球就是智慧库,灵性之类的就来自智慧库。这个挠场子是超越时间存在的,所以可以回到过去,遥视现在。说梵蒂冈档案馆保存的耶稣照片,就是回到过去拍的。更小的粒子,单奇子星体,超越了时间与空间,是我们无法理解的了。按照他的描述,这个例子类似于太极,介于虚实之间。这个描述有点像物理学里面的虚粒子。而多个单奇子构成的粒子就是挠场子,挠场子震荡,产生挠场波,也就是我们常说的意识和信息。这个波的传播速度,是光速的数亿倍。而人的松果体,可以接收和发射这种波。由几万个挠场子构成的粒子叫引力子,从引力开始就是甜甜圈的状态,是一个立体漩涡,已经有了粒子的基本属性了。

正反引力子构成两个不同的世界,类似于太极生两仪。挠场子相近的构成全同引力子,全同引力子下,时间流速相同,就是频率相同。不同的引力子,相互之间的空间体积,与时间流逝速度,均不同,被称为平行空间或者多重空间。引力子可以传递震荡的能量,这个叫引力波。他的速度远高于电磁波的光速。引力波与引力场不同,利用引力波可以远距离控制天体。而利用引力场只能控制物体的惯性和加速度。

变化的引力子可以向上产生磁场,也可以向下产生挠场。由几万个引力子构成的粒子叫磁子。磁子也分正反绕行两种状态,再结合引力子的正反物质太,就是四种粒子。磁子也分大小与自旋速度概念,大小相同的磁子,由于可以相互诱导引力子,并且相互交换引力子,相互之间就可以衔接构成引力,这个是万有引力的来源。所以实现反重力的其中一个方法,就是创建自己的引力场,包裹着自己,使得整个地球的引力场无法衔接这个物体,实现失重。后面还讲了很多,就是所有的现象都可以通过这六种基本粒子解释,最后他是怎么得到这些信息呢,就是他研究反重力的时,通过能量塔,开悟下载的信息。

以上这些文字呢,我尽量是按照他的原话给大家打出来的,并不是我的话。那么我现在来说说我的感受。首先我认为他的阅读量是不少的,他的基础也比张老师好多了。能“命名”这么多粒子,又自说其圆,说明他认真思考了,也思考了很多,这点是值得肯定的。

但张祥前和奇人老尚有一个“共通”处,就是理论来源都是“外星文明”。奇人老尚在其他视频中,还说美国已经掌握了一些反重力的技术,现在的国内的研究总是被“封杀”。

写到这里,我其实已经没有信心去分析奇人老尚的理论了,有明显的错误没,肯定有,比如现在引力波是被发现了,引力波传递速度是光速,他的表述是超过光速很多倍。而且在经典广义相对论中,引力波是时空几何的波动,不需要引入引力子的概念。引力波的产生和传播可以通过爱因斯坦场方程来描述。

至于其他的,就不再分析,是因为没有能力分析,你像单奇子,挠场子这样的粒子,我压根不懂,单奇子第一次听,怎么给你们分析。不过也感谢诸位留言,但让大家失望了,我就不分析了。

我对两位老师没有偏见,我自己有时候也被称呼“民科”,我都乐意接受,本身咱不是科班出生,学历也不高,数学也不行,硬要来科普,被人说再正常不过了。欢迎诸位批评,不过我此刻又有了新的冲动,就是把我写得科普四部曲,再从数学方面加一些内容,虽然我数学能力差,但边学边解决,应该能完成一些内容,不过这个修改多久能完成,又是一个变数。

奇人老师多次提到无极生太极,太极生两仪,两仪生四象……这个我太熟悉了。科学的尽头是玄学,而对于玄学,我相信抖音大部分科普博主或者说物理学家,科学家都没有我有话语权,因为我算是从业者。从大国学,到小国学我都进行了学习,怎么说呢?确实听到过很多离奇的故事,甚至我就是主角,跟随他们经历这些,但说真的,我没有什么彻底“顿悟”,我只能是继续思考。

关于反重力,我最后再说一点,现在没有哪个国家掌握这一技术,那些说这些国家故意隐藏实力之类的言论,太不靠谱。人生百年,宇宙这么大,真要有哪个国家掌握这门技术了,还隐藏个屁,直接就飞出地球了,还用马斯克天天发射火箭调整姿态,升级技术吗?

说白了还是没有,谁不想降维打击对手?但有没有外星人,我是认为有的,外星文明也是有的。抖音上还有一个博主叫严伯钧,他的科普更靠谱,他也科普过反引力为什么不靠谱,主要还不是钱的问题,而且基础理念我们都没有弄懂。就说这么多吧,祝大家思考愉快。能跟着读到这里,也思考了很长时间了吧。现在是凌晨5点,写这篇文章,我大概用了小一个星期吧。可能将来AI,一分钟搞定,还要比我写得严谨,生动,你说气人不?

摘自独立学者灵遁者科普四部曲。

来源:灵遁者国学智慧一点号

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