今天 (2022-06-12) 晚上 看到 @物空必能 (@tigeduy ) 在 反相吧 发的 《荒谬的相对性原理这幅毒药,药不死伪科学相对论的》 ttps://tieba.baidu.com/p/7875476697 , 5 楼 的 内容 是 一个 大发现 。
5 楼 内容
“
自然世界中,物质速度的高低是绝对的
不然就会立刻得到荒谬的结论。
比如加速一个电子到高速,然后停止加速,电子保持大致恒定的高速,然后在电子动系回头看,似乎没有受到对应力的作用的整个宇宙中,所有的宏观物体都具有了所谓的相对高速了。
那么,它们的所谓相对动能就会非常巨大了。
人们还苦于缺少能源干什么,只要把整个人类设法加速到一定的速度上,回头看看,是不是,地球及月球就会有较大的动能了呢,很显然不是。
更为形象的说,如果把全体人类都用火箭发射到卫星上,全部活人加在一起实际与地球相比,也没多大的份量。
人人都获得了一个不错的所谓相对绕转线速度,那么,地球是否相对于它们,就都有另一个相对绕转的相对线速度了呢,到底是人类自身的动能改变了呢,还是地球的动能改变了呢。
两者加起来总的能量增加了吗,好像并没有。
”
这是 一个 大发现 。
我们 想一想, 一个 电子 以 光速 向 地球运动, 以 电子 为 参照系, 地球 以 光速 向 电子运动, 地球 以 光速 运动, 这个 动量(动能) 是 巨大 的 。 如果 地球 和 电子 发生 碰撞, 以 光速 运动 的 地球 的 全部 动量(动能) 传递 给 电子, 那 电子 的 能量 也是 巨大 的 。
再看 以 地球 为 参照系, 电子 以 光速 向 地球 运动, 这个 动量(动能) 很小 。
其实 这两种 情况 是 一种 情况 , 就是 以 太阳 为参照系, 电子 以 光速 向 地球运动 。 以 电子 为 参照系, 动量(动能) 巨大, 以 地球 为 参照系, 动量(动能) 很小 。 这是 怎么回事 ?
以 太阳 为 参照系,
电子 以 光速 向 地球运动, 记为 情况 (1)
地球 以 光速 向 电子运动, 记为 情况 (2)
把 地球 看作 大球, 电子 看作 小球,
情况 (1) 中, 以 电子 为 参照系, 也是 地球 以 光速 向 电子运动, 但 即便如此, 都是 “地球 以 光速 向 电子 运动” , 情况 (1) 和 情况 (2) 的 碰撞过程 (表现) 也是 不一样 的 。
说到这里, 想起 我 前几天 发的 《新一代物理入门课题 : 统一 洛伦兹力 安培力 磁力》 https://tieba.baidu.com/p/7862128345 ,
现代物理学 一直 没有 搞清楚 惯性系 到底 是 什么, 也 没 搞清楚 电磁力 是 什么, 就要 去 统一 4 种 力, 搞 超弦, M 理论, 这 ?
不知道 惯性系 是 什么 的 “终极理论” 是 终极理论 吗 ?
再看看 《大自然的密码揭开后需要的是枝繁叶茂的计算机自动控制系统工程》 https://tieba.baidu.com/p/7872693951 , M 理论 和 大自然 的 密码 沾边吗 ? 虽然 M 理论 看起来 充满符号, “密码范” 十足 。 其实 我没 看过 M 理论 。
本文 所讲 的 问题 (大发现) 和 非惯性系 有关, 即 非惯性系 不满足 牛顿定律, 按照 牛顿定律 计算出的 结果 当然 也和 惯性系 的 计算结果 不一样 。 本文 所讲 的 问题 当然 和 这 有关, 但 本文 的 问题 又 别具特色, 反映了 一个 特定 层面 的 问题 。 这个 层面 的 问题 要 把 地球(大球) 和 电子(小球) 的 动量(动能) 转化成 其它形式 的 能量 才能 显著 的 看出来, 看出 问题 。 因为 如果 按 动量(动能) 来看, 从 相对速度 上 来看, 非惯性系 和 惯性系 里 按 相对速度 来 看 动量(动能), 有一些 差别, 但 差距不大, 问题 不显著, 只有 把 动量(动能) 转化为 其它 形式 的 能量, 比如 热能, 才能 看出 动量 / 动能 / 热能 / 能量 的 差距 巨大, 才 显著 的 看出 问题 存在 。
也可以看 地球(大球) 和 电子(小球) 碰撞 的 剧烈程度 和 影响, 但 这 还是 和 参照系 有关, 所以 不是 很好看 。 比如 剧烈程度 看 飞溅出去 的 碎片, 碎片 速度 大 当然 表示 碰撞剧烈, 但 速度大小 和 方向 相近 的 两个 碎片 之间 的 相对速度 则 小 。 而且 电子(小球) 碰撞粉碎 后 碎片 四处 飞溅, 那 以 电子(小球) 为 参照系 还 怎么 参照 ? 以 其中 一块 碎片 来 建立 参照系 ? 或者 假想 电子(小球) 的 核心 不改变 运动状态, 以 电子(小球) 的 核心 来 建立 参照系 ? 但 核心 只有一个 点, 还要 找另一个点 才能 画出 x 轴, 进而才有 y 轴 吧 ? 当然 这也容易, 我们 取 这个 核心 是 一个 小球体 而不是 一个 点 就行了 。 但 总之, 这些 都 涉及 参照系 问题, 还是 未 跳出 非惯性系 的 问题, 因此 看 碰撞 的 剧烈程度 和 影响 不好 来 显著 清晰 的 发现 和 观察 动量(动能) 的 大小 , 也就是 不好 显著 清晰 的 发现 和 观察 本文 的 问题 (大发现) 。
这些 问题 展开来, 也许 可以写一本书 。 正如 学帝 @XDDongfang 说的 “物理学错误太多, 200 年也写不完 。”
本文 的 问题 也 反映 出 , 似乎, 我们 习惯 从 某个 视角, 标准 去 看待 事物 的 状态, 幸运的是, 从 我们 习惯 的 视角 和 标准 去 看待 事物, 结果 似乎 和 “客观事实” 符合, 至少 近似 。 也就是, 我们 (主观) 的 习惯 和 需要 和 客观世界 的 运行规律 基本上 一致, 是吗 ?
上面提到 要转化为 其它形式 的 能量, 比如 热能, 才显著看出问题 。 热能 也是 有 绝对标准的, 比如 绝对零度 。 热 有 绝对标准, 大家 早就接受, 机械运动 是否 有 绝对标准, 大家 还 不太清楚 不太确定 争论不休 。 但 按照 传统 的 定义, 热 是 分子 原子 的 无规则运动, 这 还是 机械运动, 还是有 参照系问题, 热 的 绝对标准 可能会不成立 。
绝对零度 是 怎么 测算出来 的 ? 我想 是 根据 气体 的 温度 和 气压 的 关系 。 气体 的 温度 和 气压 和 热量 挂钩, 三者 成 正比 。 我好像 想起一个词 “理想气体” ……
气压 也是 分子运动速度, 气压 和 分子速度 成 正比 ; 温度 是 分子运动 的 剧烈程度, 温度 也和 分子速度 成正比, 于是, 气压 和 温度 成正比, 另一方面, 实验 上 也可以知道 气压 和 温度 成正比 。 这里面 谁是因,谁是果,因因果果,果果因因 …… 说不清了 。 其实 严格的说, 气压 应该是 分子 动量(动能) 。 正比 应该是指 单一气体 的 情况, 如果 是 混合气体, 大体上 还是 正比, 但不是 严格 的 正比, 大家 列式子 看一下 。
与其 说 温度 是 分子运动 的 剧烈程度(分子速度), 不如说 热 具有 “温度 速度 二象性”, 热 同时 表示 为 温度 和 (分子)速度, 温度 和 速度 两者 可以 互相 代偿 。
哇, “代偿” 这个 词 用的 太好了, 我自己都起 鸡皮疙瘩 了 。
按照 传统 的 定义, 热 和 温度 是 分子运动, 温度 是 分子热运动的剧烈程度, 我们 试试 把 “剧烈程度” 理解 为 分子运动 的 速度, 那么, 相同 的 温度, 分子速度 相同, 设 A 的 比热 大于 B, A 、B 温度相同, 因为 A 的 比热更大, 因此 A 的 热量 更大, 因为 A 、B 温度相同, 分子速度一样, 但 A 的 热量(能量) 更大, 这是不是 应该 表现 在 A 的 分子 动量(动能) 更大 ? 因为 速度一样, 所以 是 A 的 分子 质量 更大, 注意, 定量 的 计算 A 、B 的 分子动量(动能) 要 符合 比热 。 简单的说, 以 动量 的 绝对值 来算, 设 A 分子 的 动量 为 Pa, 质量 为 ma, 速度 为 va, B 分子 的 动量 为 Pb, 质量 为 mb, 速度 为 vb ; A 的 比热 为 Ca, B 的 比热 为 Cb, 则 应 有
| Pa | / | Pb | = Ca / Cb
| ma * va | / | mb * vb | = Ca / Cb
因为 va = vb, 约掉
ma / mb = Ca / Cb
注 : | Pa | 是 Pa 的 绝对值
即 应该有 ma / mb = Ca / Cb , 实际上 是 这样 吗 ? 这里 是用 动量 的 绝对值 来算, 用 动能 算也可以, 结果一样, 也是 ma / mb = Ca / Cb 。
其实 这样算不对 。 比热 是 单位质量物质改变单位温度时吸收或放出的热量, 上面 ma != mb , | Pa | / | Pb | = Ca / Cb 不成立, 即 | ma * va | / | mb * vb | = Ca / Cb 不成立 。 而 如果 让 ma = mb , 则 | ma * va | / | mb * vb | = 1, 即 Ca / Cb = 1 , Ca = Cb, A 和 B 的 比热 一样 了, 这 也 不对 。 对于 后一点, 用 文字描述 , 分子 的 速度 是 温度, 分子 的 动量 是 热量(能量), 若 A 、B 质量相等, 温度相等, 则 温度相等 就是 分子速度 相等, 又 质量相等 且 分子速度 相等, 则 分子动量 也 相等, 也就是 热量 也相等, 于是, A 、B 质量相等 温度相等 时, 热量 也相等, 这样, A 、B 的 比热 也相等 。 以此类推, 各种物质 的 比热 都 相等 。 这 当然 不对 了 。
用 (分子)动能 表示 热量, 也是 一样 的 结果 。 而且, 如果 分子动能 表示 热量, 分子速度 表示 温度, 则 单位质量 下, 应该是 ⊿ 动能 / ⊿ 速度 = 比热 = 常量, 但 实际上 ⊿ 动能 / ⊿ 速度 != 常量 , 从 这一点看 也 不对 。
这 是 把 分子 速度 看作 温度 。 如果 把 分子 动量 看作 温度, 会 怎么样 ? 把 分子动量 看作 温度, 又 看作 热量, 也会 得出 A 、B 的 比热 一样, 各种物质 的 比热 一样 。 把 (分子)动能 看作温度, 又 会怎么样 ? 把 分子动能 看作 温度, 又 看作 热量, 也是 一样 的 结果, A 、B 的 比热 一样, 各种物质 的 比热 一样 。
如果 把 分子动量 看作 温度, 分子动能 看作 热量, 如何 ? 和 上面一样, 单位质量 时, 应该是 ⊿ 动能 / ⊿ 动量 = 比热 = 常量, 但 ⊿ 动能 / ⊿ 动量 != 常量 。
/* 分子运动 的 动量(动能) 总和 是 热量(能量), 如果 把 动量(动能) 看作 是 温度 的 话, 动量(动能) 总和 又是 温度, 那么, 温度 和 热量 就 一样了, 你给 物质 多少 热量, 就有 多少 温度, 各种物质 的 比热 都 一样 了 。 注 : 这里 的 动量 是 动量 的 绝对值 。*/
以上 是 按 一个 分子 来算, 用 多个分子 来 算 试试, 设 有 n 个 分子 。 其实 A 、B 的 分子数量 不一定相等, 可以设 A 有 na 个 分子, B 有 nb 个 分子, 但 这样在下面的 推导 里 显得啰嗦, 于是 统一 用 n, 读者 自行理解 。
Pa = | ma * va1 | + | ma * va2 | + …… + | ma * va_n |
Pb = | mb * vb1 | + | ma * vb2 | + …… + | ma * vb_n |
设 A 的 n 个 分子 的 平均速度 为 va, B 的 n 个 分子 的 平均速度 为 vb, 即
va = [ va1 + va2 + …… + va_n ] / n
vb = [ vb1 + vb2 + …… + vb_n ] / n
va1 + va2 + …… + va_n = n * va
vb1 + vb2 + …… + vb_n = n * vb
Pa = | ma * va1 | + | ma * va2 | + …… + | ma * va_n |
= ma * ( va1 + va2 + …… + va_n )
注 : va1, va2 …… va_n 是 速度, 有方向, 在 一维 上, 用 正负 表示 方向, 在 二维 三维 里, 用 乘以 矢量 来 表示 方向, 即 va1, va2 …… va_n 通过 乘以 矢量 来 表示方向, 所以 va1, va2 …… va_n >= 0 , 可以 去掉 绝对值 号 。
= ma * n * va
= Ma * va , Ma = ma * n, 是 A 的 总质量
Pb = | mb * vb1 | + | ma * vb2 | + …… + | ma * vb_n |
= mb * ( vb1 + vb2 + …… + vb_n )
= mb * n * vb
= Mb * vb , Mb = mb * n, 是 B 的 总质量
Pa = Ma * va (1) 式
Pb = Mb * vb (2) 式
由 (1) 式 (2) 式 可知, n 个分子 的 计算结果 和 1 个 分子 的 一样, 若 Ma != Mb, 则 Pa / Pb = Ca / Cb 不成立, 若 Ma = Mb, 则 Ca = Cb, 各种物质 的 比热 一样, 也不对 。
用 动能 算 , 因为 是 va1 ² + va2 ² + …… + va_n ² , 是 平方和, 不能 用 平均速度 来得到 一个 n * va ² 这样的, 但 可以用 平均动能 来得到 一个 n * va ² , 即 va1 ² + va2 ² + …… + va_n ² = n * va ² , 这让 我 想起 交流电压 的 有效值 是 求 U 在 t 上 的 均值, 还是 U ² / R 在 t 上 的 均值 对应 的 那个 U ? 均值问题 在 《今天看到了一个 求 平面图形 Centroid 的 办法》 https://tieba.baidu.com/p/7507138541 也有涉及 。
但 这样一来, 温度 的 定义, 也就是 分子运动 的 剧烈程度, 应该是 分子运动速度 的 平均数 va = [ va1 + va2 + …… + va_n ] / n , 还是 分子运动速度平方 的 平均数 va ² = [ va1 ² + va2 ² + …… + va_n ² ] / n ?
照这样, 也许 再弄出个 速度立方 的 平均数 怎么办 ? 或者, 一般的, f ( va ) = [ f ( va1 ) + f ( va2 ) + …… + f ( va_n ) ] / n , 用 f ( va ) 作为 温度 的 定义 。
从 这里, 又 引出了 什么是均值, 如何使用均值, 如何正确使用均值 …… 这些 又 可以 写一本书 了 。
这样的话 …… 接下来干嘛 ? 下一个动作 是 什么 ? 哎 ? 我们是要做什么来着 ?
气压 和 温度 成 正比, 可以 试试用 气压 来 表示 温度 。 A 、B 的 质量相同,为 M, 分别装在 体积相同 形状相同 的 2 个 容器 里, 压强 为 Qa 、Qb 。
设 压强 和 分子动量 成正比, 就直接用 分子动量 来表示 。 设 A 、B 的 分子 平均动量 为 pa 、pb , 和 容器 表面 接触 的 分子 数量 为 na, nb 。
因为 A 、B 容器 的 体积相同 形状相同, 故 表面积 相同, 设 表面积 为 S 。
Qa = na * pa / S
Qb = nb * pb / S
因为 表面积 都是 S, 只是 Qa 和 Qb 比较, 可以把 S 省掉, 直接 用 动量 表示 压强
Qa = na * pa
Qb = nb * pb
设 A 、B 在 容器 里 的 分子总数 分别为 Na , Nb , A 、B 分子 质量 为 ma, mb
Na = M / ma
Nb = M / mb
Na / Nb = mb / ma
从 逻辑 推理 可以知道 , na / nb = Na / Nb , 则
na / nb = Na / Nb = mb / ma
na / nb = mb / ma
设 A 、B 的 热量 相等, 即 分子总动量 相等, 为 P 。 设 A 、B 分子总动量 为 Pa, Pb, 即 Pa = Pb = P 。
pa = P / Na
pb = P / Nb
Qa = na * pa = na * P / Na
Qb = nb * pb = nb * P / Nb
Qa / Qb
= na * P / Na / ( nb * P / Nb )
= na * P * Nb / ( nb * P * Na )
= na * Nb / ( nb * Na )
= na / nb * Nb / Na
= Na / Nb * Nb / Na
= 1
Qa / Qb = 1
Qa = Qb
也就是说, A 、B 的 质量相等, 体积相等, 热量相等(分子总动量(分子动量 绝对值 总和) 相等), 则 气压相等 。 因为 质量 体积 都 相等, 所以 密度 相等 。 如果 将 密度 相等 时 气压相等 视为 A 、B 气体 的 温度 相等, 则 此时 气压相等, 因此 温度相等 。 因为 质量相等, 热量相等, 温度相等, 所以 比热相等 。 这又回到了 A 、B 比热相等, 各种物质 比热 相等 的 结论, 不对 。
也就是说, 用 气压 表示 温度 也 不对 。
用 分子总动能 表示 热量 的 计算结果 也是 一样 。
如果 A 、B 不互相比较, 比如 只是 A , 保持 密度不变, 则 气压 和 温度 成正比, 可以 用 气压 表示 温度 。 但 如果 A 、B 互相比较(温度), 则 用 气压 表示 温度 会 推导出 A 、B 比热 相等 的 问题 。 当然, 这 是 模型 存在问题 。 所以, 在 物理理论 上, 要 怎么 描述 温度 ?
温度 是 个 什么 鬼 ? 我的意思是, 兄弟们, 谁来 描述 一下 温度, 在 理论上 描述一下 温度 ?
要 处理 热量 温度 气压 三者 的 关系 。
可能 存在 这样的情况, A 、B 的 热量相等, A 的 温度 大于 B 的 温度, 但 A 的 气压 小于 B 的 气压 。
/* 实际上, 用 气压 表示 温度 是 可以的, 若 A 、B 的 比热 不等, 则 相同温度 下, A 、B 的 气压 应该 */
其实 可以 用 平均动量 表示 温度, 平均动能 表示 热量, 因为 平均动量 相同 时, 平均动能 并不相同, 这样 就可以 避免 A 、B 比热一样, 各种物质 比热 一样 的 结果 。 但 这 符合 实际情况 吗 ? 其实 类似 这样 的 玩法 还可以有很多, 可以 组合 出 各种 玩法 。
n 个分子 , na, nb
容器 表面积
以上 。
液体 和 固体 的 温度 和 分子速度 不一定 成 正比, 但 用 气体 计算出的 “绝对零度”, 套用到 液体 和 固体 上, 在 实践 中 居然 妥妥 的 适用 和 吻合, 这 不是 很 奇妙 吗 ? 这 不得不让人 想起, 这是 大自然 巧妙的 有意的 安排 和 设计, 不是吗 ?
实际上, “冷” 要 无限 的 冷下去, 理论上 是 可以的 。 可以 无限 的 冷下去, 效果 是 什么样 ? 大家 脑补 。
负数 是 数学 的 一大发明, 和 虚数 一样 为人们 津津乐道, 那么, 以 绝对零度 为 0, 也可以有 小于 0 的 负温度 嘛, 这个 负温度 是 负数, 当然 可以 负 到 负无穷 。
按照 @物空必能 (@tigeduy ) 的 说法, 没有 负数, 负数 应该叫 差数, 差不多 就是 那个 意思 了 。
这几天 又 想到, 能量不守恒 和 违反 热力学定律 的 现象 实在 是 太多 了 ! 在 自然界 里 。 比如 热胀冷缩, 油脂 和 明胶 的 凝固 和 融化 。 当然, 只做了 初步的分析 和 提出设想 。