數論人生

數論是一門學科,也是我的人生。有人把酒論英雄,我用數字描天下。
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功能原理新解

(2022-05-18 09:54:21) 下一個

5月16日下了一場大雨,可15日還是31攝氏度呢,這在5月中旬的加拿大是少見的。植物得以久旱逢雨,必定長得更茂盛。據說南方的美國今年大旱,水來之不易啊!安大略周邊有五個大湖,是世界上淡水最多的地方,幹旱是很少見的。這可是命運把我送到這裏來的原因:多年前曾夢見自己身處一座山上,四周全是水;一年後我就移民到了加拿大,定居在多倫多。這裏的冬季雪也很大;一年四季陽光充足,任何植物種在土裏都能結出豐滿的果實。大地裏的礦藏豐富,全民所有;但地麵上的產出是私有的。土地的擁有者都是大富豪,無地者隻能撿點邊角料。

上天待人不薄,賜予了人類各種賴以生存的物質。靠什麽來填飽肚子?冬天的寒冷,用什麽來抵抗?天上的風、雨、雷電、陽光,怎麽才能抓住?用什麽來裝?要捕捉、存儲、利用這些物質,得有容器、處理工具、利用機製。也就是說,先要有成本付出,還得有法子和腦子。

物質是由有質量的粒子經力子的作用,組合而成的暫時穩定的實體。物質的形體是在變化的,也就是說,一種形態隻能維持一定的時間長度。物質的狀態有:冷凝態、固態、液態、氣態、電漿態。正因為力子的作用,質量體具有了能量—做出改變的能力。能量是一種間接的物理量,數量上定義為力乘以位移(兩個矢量的標量積);也就是說,要作出改變,除了用力,還得要有位移。位移是位置的改變,也就是位置函數在兩個不同時刻之差。位置與時刻有關;位移的時間變化率稱為速度,速度的時間變化率稱為加速度,還有加加速度等等。位置函數應當是時刻的一個可數無窮級數;假定加速度為常量(與時間無關)隻不過是一種近似表述。有人說,在引力場中物體的加速度與時刻無關啊,那行星軌道為什麽隨著時刻漂移呢?

能量分為物質能與機械能。物質可與物質能相互轉化。物質能的形態有熱、汽、流、電、漿、光、波、輻射。數量上真如愛因斯坦的質能轉換公式E = mc^2嗎?一塊不會動的石頭,真有那麽巨大的能量?我查看了此式的理論推導,發現先是改變了動量的定義:p = mru,u為速度矢量,m為靜止質量,r為一個相對因子,值為 1 – (u/c)^2 的負1/2次方;也就是說,當物體以近光速運動時,其質量接近於無窮大。然後改變了力的定義:一個物體所受到的合外力,等於其動量的時間變化率。這與牛頓第二定律不符啊!從F = ma,隻有質量不隨時刻改變時,二者才一致;你把這個定義當公理我也認了。最後,再根據功能原理:合外力對物體所作的功,等於其動能的改變量,去算出動能;再武斷地加上一項 mc^2 (稱為靜止能量),定義為其總能量, 於是就有E = mrc^2。可是,動能的定義還沒有呢!mru^2/2 = p^2/2mr = pu^3/2, 還是mrc^2 – mc^2?兩者不一致啊!如果你用後者,在功能原理的推導中,那可是前者mu^2/2,還得增加一個對質量的積分過程。偉人太武斷了,不顧自相矛盾;Minkowski老師也沒能幫上大忙,看來不懂數學真是不行。

我的觀點是,機械能表現為壓力(由反力子攜帶),是一種對抗物質形式的能力。動能是質量體運動快慢的一種度量,而勢能是因為質量體在引力場中的相對位置而擁有的能量。在一個宇宙中,物質能的總量與機械能的總量相等,沒有正負之分。機械能是物質能的一種動態體現,而物質能是機械能的靜態表現,二者是一對矛盾統一體。機械能與物質能可以互相轉化。數量上的表述需要位置函數與下麵的力式。

引力勢能可以轉化為動能;自由落體就是一個實例。動能也可以化為引力勢能:為了到達遠處的位置,可以用初始動能克服引力換取位移。現有的萬有引力公式是不全麵的:如果與距離的平方成反比,當距離小於一定程度時,引力足夠大,兩個物體豈不合體了?宇宙就將坍塌,而不是膨脹。根據相互作用力的矢量性質,我計算出的力量大小具有形式 q Q min(cd, k/d^2),其中,c, k為常數,d為兩個物體量心之間的距離,q, Q為兩個物體所含的靜量(質量、電量或色量)。

在微觀世界裏,還有電勢能;在超微觀世界裏,則有色勢能。上述式子所表達的一定是保守力,也就是說,這種力沿任何路徑所作的功,都不改變物體的機械能;用數學語言來說就是,積分與路徑無關。宏觀世界裏還有一種彈性勢能,由一種恢複力確定;Hooke定律說其大小與位移成正比,其實還是疏忽了位移平方的反比例項。可能是測量儀器不夠精確所致。

怎麽把實現機械能與物質能的轉化呢?我們首先要假定一個宇宙裏的總質量和總電量不定,並不需要假定光速在真空中恒定;其實哪裏有真空呢?整個宇宙中到處充滿了介質。我們知道,在一個原子內部,亞原子粒子(主要是質子和中子)是犧牲了一些質量才形成一個暫時穩定的核(Nuclide)的。這部分結合能,如果用E = (Δm)c^2,隻能得出近似估計值;要考慮不可控的能量(熵),還得需要我的位置函數和力式。在誇克層次,也有類似的表達式。通過誇克的裂變,也可以生出質量來。

人類能夠操控的事物,隻有質電綜合體:既有質量又有電量的物體。電荷存在於自然中,有取之不盡的電量。電與磁互動而生光,光照物又可以生電。操控的方式有:電擊、粒子束轟擊、激光照射、電磁波(聲、無線電等低頻斷)散射,核裂變,誇克鏈式反應;甚至是一個人長時間祈禱或念咒語,也會對事物施加影響。總之就是讓粒子在力子作用下產生位移,生出能量,影響世界。

我說了這麽一大通,隻是動動腦筋而已,並沒有給我帶來一絲物質財富。要獲得一星半點物質,還得動起來,要有位移才行。閉門造車沒有半點實慧,得出門去幹活了!人生不就是一個過程ma嗎,瞎折騰。

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