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宇宙论
对以太的一种解释
宇宙论
四、以太
关于以太的争议是起于迈克耳逊•莫雷的以太漂移实验。麦克斯韦建立了近代的以太观念,认为以太是绝对静止的实体。科学家们据此推测,地球在以太中的运动就会产生迎面扑来的以太风,就像我们在空气中奔跑一样。然而迈克耳逊•莫雷的以太漂移实验却否定了这种以太风,没有以太风。为了解释这种尴尬的结果,洛伦兹提出了相对于以太运动产生长度收缩的理论,而爱因斯坦却干脆否定了以太。在这里,科学家们没有发现以太并不是实体。以太风只有在将以太视为实体形态的前提下才能产生的,而以太并不是实体;而且以太也并不是绝对静止的。以太不是实体,那它是什么呢?在前面,我们已经提出过,以太是时间、空间与能量三者所构成的时空场。
宇宙从原始形态向表象形态的脱变中,有许多的时间、空间与能量在极限范围内质变为质量,但仍有许许多多的时间、空间与能量是以以太的形态存在的。我们在前面已经论述了能量的原始形态是场能,因此我们可以把时间、空间与能量三者构成的形态称为时空场;以太就是时空场。以太虽然不是实体,却是宇宙的组成部分。质量是时空场的极限浓缩。由于时空场是不逝的,质量的浓缩减弱了质量周围的时空场自身的旋涡运动,从而产生以质量为中心的引力场。很显然,引力场同样是一种时空场,所不同的是,引力场构成了一种趋向封闭的时空场。其实,爱因斯坦在广义相对论中提出时空弯曲,而在这里,引力场便是一种大限度的弯曲。在引力场中,时空场的自身旋涡运动是按一种封闭的曲线运动的,它相比较于质量内的时空场而言,具有小得多的密度。
引力场与以太相比较起来,以太是更接近均匀的时空场。在以太中,时空场的自身旋涡运动几乎被无限地拉长了,可视为直线的极限。以太是时空场接近弱均匀形态的极限,没有哪种时空场比以太更接近弱均匀的了,也没有哪种时空场比以太更能使实体作直线运动的了。以太的这种接近弱均匀的形态使得几何学中的直线概念有了意义。
如果我们把以太视为一种闭合的循环系统,这有背于宇宙的无限性。由于以太的接近弱均匀,它不会像水一样有从高势向低势运动的趋向。在以太中,由于能量的无惯性趋向使得以太可以从低势向高势运动。当然,我们把以太视为一种开放式的循环系统更为合理。以太的循环系统并不需要闭合的支持,就是直线,它也能产生循环。事实上,在宇宙的原始形态,时空场都是从低势向高势运动的,时空场的吸聚性不就是这样的吗。只是当宇宙迈入了表象形态,由于质量的内趋性束缚了吸聚性,激发了释放性,才使得能量不会自动地从低势向高势运动。
克劳修斯把热力学第二定律引入到整个宇宙,从而形成悲观的热寂说。热力学第二定律只能说明热能是可逝的,在热能转化为有用功时总要损耗掉一部分热能。热能只是能量的一种表象形态,它在一个闭合系统中转化逝去,只能说明热能是可逝的,并没有其他的什么意义。至于热能不能自动地从低温向高温传递,那只有在封闭的引力场才成立,是受质量的内趋性束缚导致的。在以太的开放式循环系统中,凭借能量的无惯性趋向,麦克斯韦的妖怪实验完全成立。在麦克斯韦的妖怪实验中,分子被关在一个质点的封闭系统中,用两个自动的阀门只让高速分子通过,从而使热处于不逝状态。但在宇宙中,哪有质点闭合系统,但却有以太的开放式的闭合系统。热只是能量的表象形态,受质量的内趋性约束;热力学第二定律只是描述热能传递规律的。
如果我们把微观粒子的运动所具有的能量称为核能或原子能的话,那么核能也是可逝的。微观粒子在相互碰撞中会丢失一部分核能,这部分核能转化成场能形态,这就意味着核能是可逝的。进而,由微观粒子所构成的原子或分子所具有的的能量称为热能,热能也是可逝的,等等。这些能量形态都是受到质量的内趋性约束而变成能量的表象形态,它们都是可逝的。正是由于它们是可逝的,它们之间的转化才是双向的,否则它们只能是单向转化了,那样的话,世界将会变成什么样子?正是这种双向转化,我们才可以较容易控制能量的转化,让它造福于人类。我们何必为热能的可逝而悲观呢,相反地,我们应该感到高兴,它是美好的。它的可控性使得我们可以把握它,使得它有利于人类。提到能量的转化,我们就会联想到能量的守恒定律。很显然,我们把质量中所含能量包含进来,那么能量无疑是守恒的。当然,能量的某种表象形态却是不守恒的。在众多的能量形态中,我们不得不提出光能是一种很特殊的能量形态,这个命题我们先放在一边,到后面再论述它。
麦克斯韦的妖怪实验引我们说了这些题外话,还是让我们看看以太的漂移实验是怎么样的?我们在前面已经提出过以太不是绝对静止的实体,而是一种被无限拉长了的作旋涡运动的时空场。以太不是静止的,这使得它对引力场会产生微弱的影响。光在以太中的运动轨迹可视为直线的标准,没有哪种轨迹比它更直的了。但我们知道它并不是直线,而是螺旋式的轨迹。在光子射入引力场时,由于引力场不是均匀的,而是以质量为中心向四周梯度减弱,就像电荷周围的电磁场一样,光子的运动将会发生弯曲。
从迈克耳逊•莫雷的以太漂移实验的设计思路来看,有两点是需要重新思考的。一是有质量的质点运动与时空场运动的叠加问题,二是引力场的作用。迈克耳逊•莫雷的以太漂移实验明显没有考虑到引力场的作用,光子在射入引力场中,地球相对于以太的运动速度已经在引力场中叠加到光子的速度之中。由于光子的速度是极速,引力场在把地球相对与以太的速度叠加到光速上只改变了光速的方向,而没有改变光速的大小。这样一来,相对于质点运动的叠加,这里就表现为速度收缩了,也就是说相对与矢量合成的速度减小了。
质点运动的叠加在牛顿力学中已经获得了充分的研究,它是遵循矢量合成的叠加原则。可时空场运动的叠加可不遵循这样的叠加原则。在这里,时空场的叠加是原始的,我们只能用时空场运动的叠加来解释质点运动的叠加,而不能反过来。
以上,我们提出了对以太的一些论述,以太是接近弱均匀的时空场。以太是宇宙的统一机制,是宇宙的组成部分;以太把宇宙里所有的时间、空间与能量都连接在一起,形成一个无限的宇宙实体。否定以太是不可能的,无论把以太视为纯粹的时空或是实体都是荒谬的事情,那将会陷入不可自拔的困境中。
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