当代科学要以智慧和勇气冲出象牙塔

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  广大读者清楚,《相对论马失前蹄在惯性原理》(下称《马失前蹄》)与《性不在天边》二文(本刊2003年第7、11期)挑战的是:主宰科坛的似是而非理论相对论,和所谓的“主流”科学的错误走向。但陈国基先生的驳文《牛顿的‘误导’应该终止吗?》(见本刊2006年第6期,下称“陈文”似乎并不清楚这点,引出了不少误解。陈文说《不啻牛顿的误导应该终止——答陈咏康先生的驳文》(下称《答陈文》)是“驳文”,其实它和应答王超等先生的驳文诸拙文一样,都是答辩文。
  
  “牛顿的长期误导”已成史实
  
  不带任何成见与偏见者清楚,《马失前蹄》中所说“牛顿的长期误导应该终止”,是针对爱因斯坦曲解与否定惯性原理(和经典力学)而发,而且是言之有据的,如:一、大师说:“惯性正象牛顿的其他各种力一样,也必须取决于物体的相互作用”。此说混淆惯性与惯性力,回到了亚里士多德的主张:物体不受外力作用,就没有运动。二、他认为:机车刹车引起车内物体的“力学行为是不同的”,所以,“伽利略定律对于作非匀速运动的车厢是不成立的。”——一个曲解惯性原理必然导致的小儿科错误。而且,这位顶级大师的谬论,长期来(拙文发表前)从未见有什么“大学的物理课本”指出或批评过。
  正是受大师和某些教科书的影响,经典力学遭到了普遍的误读与曲解,王超与陈咏康(和后来参与争鸣的黄家荣)等先生的驳文便是例证。如王文自称根据高等教材(试用本)而认定:惯性定律只限于质点运动,不适用于物体的转动。然而,不可视为质点之物体的转动,何以解释?他给出“转动的物体的惯性定律”作答——但经典力学中何来一个“转动的物体的惯性定律”?黄文则说:“按照物理教材,‘惯性运动’和‘匀速直线运动’是同义”。据此他只承认质量,不知或无视转动惯量也是物体惯性的一种度量,并断言:物体的转动不是运动:经典力学只能象“小孩穿大人衣”,凑合着用于现实力学问题。可见,牛顿的长期“误导”已成历史事实,任何人都无法否认。
  王超与黄家荣等先生间接或直接否定牛顿误导,理由各不相同。黄先生的理由是:“惯性定律已成了几乎家喻户晓、妇孺皆知的常识,根本不会起误导作用”。否定牛顿误导最直接最强烈的陈文,却不给任何理由,但有一点可以肯定:它同样罔顾爱因斯坦对惯性原理的曲解与否定,无视经典力学遭到了普遍的曲解。
  因之,即便陈先生自认为未受误导,也已改变不了既成的史实。“牛顿的‘误导’应该终止吗”之疑,似乎也该定格于历史。
  
  经典力学不适用于非惯性系吗?
  
  经典力学“只适用于惯性系”之说,起自何人?笔者未专门考证过,但敢肯定:决非伽利略或牛顿,恐怕爱因斯坦不是始作俑者也是先导者之一。我们,与爱因斯坦等的原则分歧就在:经典力学对于非惯性系是否也成立,惯性原理是否适用于一切(机械)位移运动?并从多种不同的视角摆事实讲道理,以明确的论据否证了各种否定之说。
  在此,从诸论据中撷取一个,复述于后:如果仅仅因为可人为选定的参照系的不同,而使一个理论由原来的“成立”变成“不成立”,该理论还有什么价值?从现实运动中总结而成,并经长期考验的经典力学——大师等并不否认它是正确可靠的理论(至少在低速情形下),怎么就不适用于非惯性系呢?一物体的运动,对于非惯性系无非多了一项或几项惯性力——在按达朗贝(d’A1embert)原理建立的力平衡(或动力学)方程中。抱定经典力学“不适用于非惯性系”的大师,众所周知,在广义相对论中利用他的“等效原理”——实际上是盗窃(且歪用达朗贝原理,将加速度或惯性力“等效”成引力后,竟能使本来“对非惯性系不成立的”狭义相对性原理转变成“对非惯性系有效的”广义相对性原理,而经典力学正确运用达朗贝原理却反而不行,岂非咄咄怪事?可见,跟着大师抱定经典力学“不适用于非惯性系”之见者,采用了双重标准,只认名不认理,而“大学的物理课本”从未置以一词。
  陈文举例“停靠列车”的三参照系“表述”,说:第三个不是惯性系,表述停靠列车是作匀速运动,有加速度,从数学式算得外力不等于零。敢问:停靠列车是作匀速运动,有加速度,何以得知,又是从什么“数学式算得外力不等于零”的?这一问,岂不把作为古典力学体系基础的牛顿运动三定律对于非惯性系全不适用,也就是都不成立。这是物理学常识”问了个底朝天?陈先生若仍认为这“不讲理”,何不自检“理解能力”?何必还高论“抽象思维”、“文理”与“文风”等等,真是哪壶不开提哪壶。至于“惯性定律……只是个推论”和“动力学中……不能选择参照系”等信口之论,还是留给论者自己去“补补课”,别漏了“什么是参照系和惯性系”。
  
  惯性原理不适用于非惯性运动吗?
  
  既然经典力学“对于非惯性系不成立”之说经不起推敲,那么作为经典力学之核心基础的惯性原理,自然也就适用于任何运动——不论平移还是转动(或二者兼有的运动),也不管对于惯性系还是非惯性系,“只适用于惯性系’之说便成了不攻自破的谬论。
  王超与黄家荣等先生依据教科书认定:匀速直线运动才是惯性运动,“牛顿惯性定律”不适用于物体的转动。同样仰仗教科书的陈文,本应持同样的见解,但却来了个例外。它说:“惯性定律物体的运动包括‘不变’和‘变’两部分内容’一其“文理”如何姑且不论,试问拿教科书说事的陈先生:此“不变与变”说引自哪个版本的“大学的物理课本”?说穿了,它是个不成功的仿冒,是为“暗渡陈仓”到承认惯性原理适用于转动而设下的一个伏笔。陈文居然还要把“惯性原理对于非惯性系是否也成立”这一“命题”修“改为”什么“物体的惯性对于非惯性系是否也会有?”足露其对“物理学中比较容易理解和掌握的内容”的“理解能力”,可弦外之音竟是:“牛顿三定律”能用于“转动的力学问题”多亏了它这招。有云“人贵有自知之明”,真知出自“知之曰知之,不知曰不知”。
  至于“转动的物体……有没有惯性?”黄家荣先生显然应回答“无”,因为他否认转动是运动,从未提及标征转动物体之惯性的转动惯量。陈文的答案是“肯定有”,但没有给理由,只是说:“物体(刚体)转动的力学问题是建立在牛顿三大定律基础上的”。笔者要问:转动这类力学问题,何以能建立在“对于非惯性系不成立的”那“牛顿三定律基础上”呢?陈文不仅一点“正面商榷”也不给,反倒说物体的转动“不存在于对于非惯性系成立不成立的问题”,将文头所作的断言“牛顿运动三定律对于非惯性系全不适用,也就是都不成立”来了个180度大转弯,踢翻了自己信守的“物理学常识”。
  看来,以既定的思维模式抱住“惯性运动与匀速直线运动同义”不放,就会引出论断:“牛顿惯性定律”,只适用于惯性系,经典力学对于非惯性系不成立。并导致形异实同的各种结果:一如王超,否定惯性原理适用于物体的转动,要另立一个“转动的物体的惯性定律”:二是黄家荣之见:转动不是运动,经典力学只可凑合着用——此见最合逻辑,也最彻底露真,毕竟黄先生较注重形式逻辑和概念一贯性。至于陈文,“偷换”概念、言而无据,结果也最“似是而非”。
  陈文要人们“反复读两个不变与变的牛顿表述和伽利略表述”,并说两种表述“没有什么两样”。但笔者要说:《答陈文》已说得分明,“尚无根据可以定牛顿”否定“运动无需外力,力使运动状态改变”的要义,但并非两种表述“没有什么两样”:看不出有两样,不等于真没有两样,古人云:不识庐山真面目,只缘身在此山中。此外,陈文仅凭推想与猜测就对它所谓的“向群表述”说长道短。这里限于篇幅,只就它“不堪入目”的“或其组成(物质)质点”,说几句:在“质量即能量”、“虚质量”、“虚物质”、“反物质”和“零点能”等等云盖科坛的今天,有必要表明我们所说的“质点”,不是虚质量之点,也不是反物质之点,更不是数学奇点,如此等等。
  陈文说:“伽利略根据他著名斜面实验得出,物体运动的本质就是不变而不是倾向不变。’一撇开其“文理”不论,对此高论笔者要说,(据说用了滑轮小车的)该实验证明的是:运动物体有保持其原有运动状态的倾向,但并不能切实实现该“保持”,这既适用于小车的平移——匀速或非匀速的、直线或非直线的,也适用于滑轮的持续转动。至于所谓的“向群表述”的其余内涵,只要“反复读飞马”《马失前蹄》与《惯性不在天边》二文而不断章取义,就不难领悟。陈先生似有必要明白:挑战名理论,不同于教学——因此,若非要“正面”的回答不可,容在先生读通本文并能提出有根据的质疑点,再奉告不迟。
  本文所言,其实莫过于重温“买鞋”故事:古时一智者,赴市买鞋。行前度足制码(尺),数易之,终成。及抵市,索囊无码,忆遗于家,急往归——回家去取那作为标准足长的码尺!
  信守陈文所说的“物理常识”的教科书,不管“大学的物理课本”还是“中学统编物理课本”,要么修改,要么重编。对此如仍有异议,无妨请全国乃至全球的力学家与物理学家来个大讨论。
  当代科学——不论东方西方,要拿出智慧与勇气来冲出象牙之塔。
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