等效原理范文10篇

等效原理范文篇1

等效原理是爱因斯坦广义相对论理论的基本出发点，但是还有它的错误。牛顿力学的理论结构需要重新调整，也就是需要重新建立“公理化”体系。我的“惯性力学三定律”就是此新的公理化体系的尝试。

一、等效原理的对与错

有人说“等效原理”违背了力学的知识，这话不假。问题是对这个认识有两个结果：一是全盘否定等效原理，而原来的力学知识是不可动摇的；二是这正说明了目前力学知识的局限性及不完整性，正是说明力学知识需要变革。（“等效原理”是独立于牛顿三定律与引力定律之外的。）

从我的角度来看，等效原理所包含的客观现象事实方面是不可否定的，是原来力学知识（牛顿力学）所没有涉及到的客观事实。所以，力学知识需要变革。爱因斯坦的伟大功绩就在于看到了此客观事实，且力图变革牛顿力学的知识，从而建立了他的“广义相对论”。爱因斯坦思想的精髓就是他在他的《狭义与广义相对论浅说》一书中说的：“物体的同一性质按照不同的处境或表现为‘惯性’，或表现为‘重量’（字面意义是‘重性’）。”（注：读者看一看！就连翻译此文的译者都回避“重性”这一词，可见原来的力学知识的“惯性”。爱因斯坦在写此话的时候是用加重号的，由此可见这是爱因斯坦思想的精髓。）如果说“苹果自己落地”是由于它的“重性”，这等于白说，而爱因斯坦的伟大功绩的伟大就在于把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到了它们是同一性质。把许多人看来是毫不相关的不同客观现象联系起来，认识到是同一的性质，这也许就是科学研究真正价值的最重要的体现。牛顿的伟大功绩不在于“发现了万有引力”，而是发现了“苹果落地”现象与天体的公转“向心加速度”属于同一性质。我们不能怪牛顿把这同一性质归于“引力”，因为在牛顿时代还没有“演化”的观念，没有“场”的概念。牛顿作为一位严谨及严肃的科学家，仅肯定了在此问题上的自己的两点成就：1.肯定了地球上的“重力”与天体“向心力”在性质上具有同一性；2.用数学方法表示了这个“引力”。而牛顿本人也一直怀疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛顿以后的人们至今，还把“万有引力”当作牛顿的伟大发现。更可悲的是，从牛顿时代至今，许许多多的人把解决引力的“超距作用”变为“直接作用”问题当作毕生的研究方向。“引力”呀！“引”无数英雄竞折腰。如果说牛顿把这个“同一性质”用“引力”一词来表达是出于他的无奈，今天的人们可以原谅他的这种无奈，然而，今天的许多人还要承认这个“无奈”是伟大的发现，且绞尽脑汁去虚构什么“微粒子”（不管是什么名称）来实现“直接作用”，那实在是太可悲了。我想起了中世纪教会里的教士们在争论“一个针尖上能站住几个天使”故事，今天的人们一定觉得这样的“研究课题”实在是没有意义。那我也可以说，“引力为什么会超距作用”的研究课题，对于后来的人们来说，也同样是没有任何意义的问题。既然是“引力”，依照“对立”思维，又依然有人弄出个什么“斥力子”，那实在是更可悲了。当然，我并不掩盖我对他们的敬意，因为他们毕竟是“舍生忘死献身于科学事业”的人们，而不是只为自己活着的人们。我们不得不反思我们人类思维的缺陷了。然而，用带有缺陷的思维去探索思维的缺陷，那实在是太难了。我们为什么不转换一下我们的思维方式！

我在给我的东北师范大学物理系同一届毕业的校友说：物体的自由下落是由于物体的“重性”，不是由于“外力”作用的结果，当然不是“地心引力”作用的结果了。此校友又说了：那为什么物体会自己“下落”？我回答道：那为什么不可以认为物体不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此会笑话我，如果物体自己下落，那我们还要研究它干吗！是啊！仅仅如此认识还要研究它干吗。我在上面不是说了吗。仅仅把“自由落体”的原因归于“重性”，不是科学。而重要的是，爱因斯坦把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到是同一的性质，那才是科学，才是科学的真正的价值。再下一步，就是怎样改变原来力学知识结构的问题了。然而遗憾的是爱因斯坦有了正确的出发点，却没有完成改变原来力学知识结构（也就是力学理论结构的重组问题）任务。那为什么爱因斯坦没有完成呢！当然是由于他的认识上的缺陷所造成的了，从而走了很大的弯路。爱因斯坦说卓别林的幽默能被全世界的人所理解，而卓别林说爱因斯坦的理论在这个世界上只有几个人“理解”。依我看来，爱因斯坦的理论只有几个人“理解”，正说明爱因斯坦本人也没有真正“理解”，那更谈不上那几个人的“理解”了。真理应该是简单明了的。然而遗憾的是，一些人把本来是一本“糊涂帐”的东西，自己不理解（也没法理解）却怪别人不理解，然后，又把它变得“高深莫测”，“高深莫测”了，才认为是真理，这是什么逻辑！爱因斯坦的“处境”（见前面的那句话）语言是非科学化的语言。而爱因斯坦对“等效原理”的“科学化”的描述，则是走向“弯路”的开始。

爱因斯坦的等效原理是一个内涵不明确，外延无限大的经验命题，是一个很不成熟的经验命题，是还没有上升到理性认识（本质认识，实际上，真的达到了本质的认识，此经验命题也就完成了它的历史使命。）的经验命题。许多书分别对等效原理的表述都不相同，就说明了这一点。总的来说，有两方面的感性认识角度的内涵表述，一个是“加速度计读数”的观察者角度的表述；另一个是自我感觉的“失重与有重”角度的表述。而局部的“处境”则是以“升降机”、“实验室”来表述。坐标系（参考系）“处境”角度的表述，则没有了“局部处境性”，为了恢复这局部处境性，就用“邻域”与小“度规”来表述。然而这都不是理性认识层次上的表述。

爱因斯坦的等效原理外延无限大的错误的直接后果就是光速的“等效思维实验”。我在此不得不提出一个反例。爱因斯坦说在“自由空间”中接近光速加速直线运动的一个实验室的壁上有一个小孔，光从这小孔射入此实验室中。于是，此光束在此实验室中是弯曲的。从而就“等效”出了在“引力场”中的光束也是弯曲的。于是，什么黑洞，什么引力透镜都出来了。我也可以进行一下“思维实验”：在此自由空间中接近光速“匀速直线运动”的实验室里的光束，也是偏折的，如果有若干个这样的实验室并排作等差匀速直线运动，在这些实验室里的光束也会是弯曲偏折的。这又怎么解释？本来“等效原理”的本源是“低速”现象范畴。

二、否定之否定

我从19岁就决定我这一生要解决“引力”本质问题，我在1987年自认为基本上达到了我的目标，并写了约五万字的论文。后来我没有机会发表我的论文，就转入了科技发明活动。在前几年，也就是在我“天命”之年，我有了发表我观点的机会（见本文后面的参考文献）。我在此网页对我的观点作一下补充说明。我的主要观点的核心就是判断物体是否处于“惯性运动状态”（已经包含了“重性”），用感性语言来说，就是如果物体是“失重”状态，就是“惯性运动状态”。所以，天体的公转运动与自由落体运动都是惯性运动状态。静止在地面上的物体，在水平方向也是惯性运动状态；太空实验室中的失重就意味着其是惯性运动状态。静止在地面上的物体在垂直方向上是非惯性运动状态。

我的观点的前提就是有两种空间，一个是没有重力场的空间，一个是有重力场的空间。在这两种空间里的物体的惯性运动状态或非惯性运动状态基本上是相反的。仅仅涉及运动问题，当然就仅仅涉及空间与时间问题了，同时也涉及运动的相对性的问题了，接着，就涉及到参考系的问题了。然而如今的人们在空间与时间的问题上纠缠得太多太久了。空间与时间本是物质存在的“形式”，在“形式”上纠缠而浪费精力实在是犯不上。现在通常的广泛的提法是说爱因斯坦的广义相对论是把“引力归于几何性质”，这正是说反了（也是认识反了），应该是“几何（空间与时间）被赋予了物理性质”（也就是“场”），就像我们物理学中的许多数学公式具有物理涵义一样。要注意的是，我们认识的出发点是客观物理世界，而不是数学公式。总想在数学公式的推导中来发现真理，在认识论上是错误的。有人动辄就什么依某某定律，岂不知我们“赋予”其物理意义的表达在多大的程度上是准确的，而不去深入地考虑。也就是说，我们应该注意的是，我们的数学公式在多大的程度上准确地表达了我们对“物理世界”的认识。比如：我在我的论文里说牛顿引力定律的真正的物理涵义是物体的广义惯性力，而不是“引力”。数学公式是我们表达对“物理”意义的比较好的方式，而不是认识的出发点。我们对“物理世界”认识的变化，对其表达的数学公式也要随之变化。比如：我在我的论文里提出了惯性力学（区别于牛顿力学）三定律，就是对原来力学基本（公理化）数学公式的改变。在我的惯性力学三定律里包含了牛顿第一第二定律，也包含了“等效原理”内涵，也包含了牛顿的“引力定律”。

在此我多说一句，物理学里的数学公式分两种：一种是公理化（约定）公式，如牛顿三定律；另一种是经验公式（在公理化的力学体系里，经验公式仅具有引用的意义，不具有公理逻辑大前提的意义。）如牛顿引力定律。一般的来说经验公式永远是对的（有的人说“好使”），但不是无条件精确的，比如，既然引力定律如此精确，其质量无论怎么小的两个物体之间的距离，如果小于一个距离单位，并且趋近于零，其引力值应该趋近无穷大，那么，我们就应该无法把书翻开了，在现实世界里为什么没有此现象发生？当航天器在太阳系中“自由”运动时，出现了“不自由”的加速或减速的现象时，一般会提出这多余的“力”是哪儿来的问题。比如，先锋十号飞船与十一号飞船有降速效应,就认为有另一种力在起作用。为什么不能认为这个问题反而说明了引力定律的经验性、局限性及近似性，（美国科学家现在已经开始质疑牛顿引力定律了，认为引力定律有局限性了，见本文的参考文献[6]）这个问题的提出，其思维原因是由于以引力定律为“参考系”。就像当初测量地球自转速度后，发现时钟有快慢的变化，这个“发现”的结论是由于以地球的自转速度的为时间参考系了，当以时钟为时间参考系时，才有了地球的自转速度有快慢变化的发现。

不能认为等效原理的空间局部等效性就是科学的个别问题与次要的问题。经验命题是对大量现象事实的归纳结果，已经具有普遍性了，作为经验命题性质的等效原理当然也具有普遍性了。空间的局部全部与问题的个别性普遍性，是两码事。惯性质量与引力质量的相等性并不意味等效原理本身。而把惯性质量与引力质量的相等性当作普遍性原理，当作出发点，也就偏离了爱因斯坦的使惯性与“重性”的性质归于统一的目标。惯性质量与引力质量的区别本身，就意味着还没有“统一”。本是同一物体的质量却分成两种质量，还要用大量的精力去证明其相等，这是我们思维的过错。问题的本质不是“质量”，而是我提出的惯性力学三定律所表明的本质涵义。

我在此把惯性的绝对性（只要是物体处于“失重”状态，就是惯性运动状态，而不管它是什么运动状态）与运动的相对性分离开来，也许就是否定之否定吧。或者用黑格尔的逻辑来说，是正题（牛顿力学）反题（爱因斯坦的广义相对论）到合题（我的认识）。

由于我把空间（赋予物理意义的空间）分为“熵”空间（已经赋予了力学物理意义的空间）与重力场空间（负熵空间），那么就必然会引出这个重力场空间的来源问题，（而不是引力造成了重力场）这是我们要解决的问题，但决不能企图再用原来的力学知识来解决此问题。我在因特网上很高兴地看到了由何沛平先生与朱顶余先生的论文（见此文后面的参考文献），他们把地球本身的温度梯度现象归于“熵”减小，这就是把热力学中的狭义“熵”的与地球的温度梯度问题联系了起来，这就是科学研究的价值，这就是具有发现性质的新认识。而我与何先生与朱先生在认识上的区别，就是它俩把这种“熵减”的原因归于引力。而我是以此“熵减”（负熵）空间当作出发点，所谓的“重力现象”也是此“熵减”的体现。

三、对评论的评论

在我的第二篇之后，四川大学物理系的吴钦宏先生名为《源于三种引力假说的问题和启示--兼与三位作者商榷》（见本文的参考文献[4]）一文里评论了我的观点。我在此首先说一下，吴先生的学术水平是很高的。我在一定程度上同意他对另两位先生观点的评论。我不怪吴先生称我的观点为“整题论”，因为吴先生发表评论我论文的文章时，我的第三篇论文还没有发表。不过我在此略回答一下对我观点的评论。

1.我所运用的“整体”一词的涵义与吴先生不同。吴先生的“整体”仍是物理学里的物体涵义，而我的“整体”的涵义是“整体大于部分”的哲学涵义，同时也是指整体天体（不是物理学教科书中的物体涵义）。在我的《惯性力学与整体科学体系》论文里我才讲了我的“整体”的涵义，我想吴先生看了我的第三篇论文就不会有什么“父与子物体”之说了吧）。吴先生说的“一大堆沙与从中取出的一小把沙是没有本质区别的”一句话是对的。但是，作为整体天体的地球这一“物体”，把地壳从地球中取出来，与地球整体本身能没有本质的区别吗。

2.我在我的第一篇论文里说的只有“卡文迪许小球之间没有引力作用”，而吴先生又说："引力常量G的测量，大致可分为地球物理学方法测量、实验室内测量和空间测量三大类。"这些实验测量的对象几乎是被整体论视作无引力场的物体。这三类测量中的地球与空间测量中的“物体”都有整体天体，如地球就是整体天体，怎么能说被我视作无引力场的天体呢。只有实验室（卡文迪许实验）一类是我质疑的。从而就笼统地说这三类实验无可辩驳地否定了整体论的思想（我的观点之一），有些不妥。我认为卡文迪许的实验应该重新审查的意见，不是凭空想来的，是由广义惯性观点与大山的“引力”测量事实逻辑推导出来的（见我已发表的三篇论文）。

3.吴先生承认爱因斯坦不再认为引力是一种“力”的观点，同时又说引力的作用效应仍存在，是自相矛盾的观点，因为“力”本身就是作用效应。引力不是一种力就意味着没有力作用效应。

4.吴先生以“‘引力万有’这一思想在科学研究和哲学上被完全默认了”的说法作为论据来否定我的观点是不妥当的。因为被“默认”的观点不一定就是正确的，比如在哥白尼时代被默认的观点是地心说，能说地心说是正确的吗。

5.如果以“实验”来否定我的观点，最好的论据是把你亲自实验的结果拿出来，在科学的历史上以“人云亦云”的结果作为论据太多了。下一节我专门就实验室的“引力”实验问题作一下质疑。

但是，我对吴先生自己也认为很重要的认识，我也觉得很重要，因为吴先生说“……以使它荷感知自己存在的一种本能工具。”的这句话正是在表达一种观点：把某些“作用”归于属性（就是本能）。不过吴先生在其文章的结尾处说“三种引力假说都存在着一些致命性的问题与矛盾”的结论，那吴先生文章中本身的致命性的问题与矛盾，又怎么解释。

四、关于卡文迪许实验问题

我没有做过卡文迪许实验，但我可质疑：（1）如果卡文迪斯实验以成定论，何以在高技术的今天还有人仍在设计此实验方案？（2）牛顿本人曾提出两种测量方法，一是在大山旁测量的方法，二是实验室内的方法。从十八世纪到今天有许多人用第一种方法进行了测量，其结果我在[1]文中已说过。大山的引力为零，那么比大山小得可怜的实验室中的小球之间就有吸引效应？由于有人用地壳均衡代偿假说来解释大山的测量结果，我就提出了在小行星或火星的卫星上来测量的方案，这也是我的预测。（3）力学中的物体概念是抽象概念，而实验中的具体物体一定是某种材料的物体，如果实验中的小球能被地球磁场所磁化，就会有微弱的吸引效应，那是否排除了此种效应？重新做此实验，就应该用各种材料。另外，是否是真的排除了其他各种因素（如气流的扰动、光压等）的干扰。（4）人的思维有一个缺陷，也就是“邻居的斧头”典故似的缺陷。卡文迪斯实验结论是否也是由此缺陷所造成的？有的书中在介绍测量事实方面闭而不谈大山的测量结果，有的书中虽然涉及到了，也闪烁其词地介绍，以什么不良气候与不知道山的密度等理由而回避其为零的测量结果。

实验室中的物体与地球在质量上有多少数量级的差距，都会知道。而实验室中的两个小球在一个单位距离的引力值是多少，依引力定律也会知道。那么，这么小的引力值怎么能测出来？牛顿在当时也说过在实验室中实验“引力”是不可能的。

五、惯性力学三定律的物理意义

（一）惯性力学三定律

1、广义惯性定律：物体总保持其内部的ρ均匀空间时的运动状态。

2、广义惯性力定律：F=kmP内

3、广义惯性运动定律：P外－P内=1/k×a

（二）惯性力学三定律的几种情况

1、当P外=0时，又P内=0时，F=0，a=0，这是牛顿第一定律，也就是说，在ρ均匀空间中的物体总保持其静止与匀速直线运动状态；

2、当P外=0时，又P内≠0时，F=ma，这是牛顿第二定律，也就是说，在ρ均匀空间中的物体要维持其加速运动状态，则需要外力，这个外力的反作用力就是物体的广义惯性力。

3、当P外=g时，又a=g时，P内=0，F=0，这是伽利略自由落体定律，说明自由落体运动是广义惯性运动。也说明自由落体运动与质量因素无关。

4、当P外≠0时，又P内=0时，F=0，也就是说，在重力场中的物体总保持与重力场的强度值相对应的加速运动状态；行星的公转运动、彗星的运动都是重力场中的广义惯性运动。

5、当P外≠0时，又P内≠0及a=0或a≠0时，F≠0，也就是说，在重力场中的物体要维持其静止与匀速直线运动状态或与重力场的强度值不相对应的加速运动状态，则需要外力，这个外力的反作用力就是物体的广义惯性力。

6.当P外=时（所谓的引力场强度），又a=0时，由广义惯性力定律与广义惯性运动定律可导出牛顿的引力定律，这时F的物理意义不是引力，而是广义惯性力。由此可见，a=0的物理意义是指在重力场中的物体只有在其运动状态是静止与匀速直线运动时，物体才有“标准”重量。

7.当P外=时，又P内=0时，其物理意义是指物体在重力场内处在自由落体或“公转”运动状态，是处于“失重”状态，于是，由广义惯性力定律与广义惯性运动定律导出==a，可见此状态时没有什么“引力”了。于是，以往用牛顿引力定律计算正在公转的天体的“引力”是错误的。在此，也说明了我总结的惯性力学三定律包含了“等效原理”的内涵。有了本文的惯性力学三定律，等效原理也就完成了它的历史使命。

（三）与原来习题解法的区别的例子

F与运动定律的分离说明F“直接”与P对应，而F与a的对应，则是有条件的对应，这样才说明了其问题的本质。判别物体是否正在受到真正外力（合外力）的作用，其标准是物体内部的P（ρ梯度。具体表现为压强梯度、胁强）的有否。原来动力学习题解法的区别：1、原来都用力的分析，而我的解法还有P矢量分析；2、我的解法是把乘以质量的力从合外力中分离出来，是物体的广义惯性力，成为真正的合外力的反作用力。

1、例题1：放在桌子上的质量为m的物体，其动摩擦系数为μ，水平方向有一作用在物体上的外力F，求物体的加速度a.

解：设摩擦力为f，f=μmg。

①原来的解法：合外力F-f=ma，得a=（F-μmg）/m。

②我的解法：物体的广义惯性力为ma,其反作用力是F-f，依牛顿第三定律，得F-f=ma，

得a=（F-μmg）/m。

2、例题2：一个物体的质量为m、垂直方向的加速度为a，求物体所受到的外力F。

解：①原来的解法：合外力mg-F=ma,得F=mg-ma。

②我的解法：依运动定律,g-P=a,即P=g-a,物体的广义惯性力为f=mP=m(g-a),其反作用力是F,依牛顿第三定律,F=-f,得F=m(g-a)。

注：这两种解法在形式上好像一样，但在涵义上有本质的不同。以往“mg"的三种涵义，除了一种涵义（即当重力场中的物体处于静止或匀速直线运动时，重力场强度g与物体的内P相等，这时可以乘以质量，其意义是物体的广义惯性力即重力）正确外，此时的重力已不是物体的外力，具有物体外部空间意义的重力场强度g不能乘以质量。自由落体运动也用mg表示，也当作有外力（引力）正在作用之，也是错误的。我的解法在解决复杂的习题方面，将会显示出优越性来。

五、结尾的话

在此本人有四个声明：我在[1]文中说“引力是产生出来的”应该改为重力场是产生出来的，其涵义详见[2][3]文；我在[3]文中的第62页中栏上数第24行“在此轨道的最高点处与最低点处，相对地面方向，也可以物体的加速度实际为零及再用P=v2/r的角度来求解。”这句话作废；在[3]文中的第63页末栏上数第8行中的“火星”一词的后面应加上“卫星”一词；我在《科学》（科学美国人）杂志2000年第三期上发表的名为《引力与广义力学的说明及例题》的文章声明作废，其原因是由于该文在印刷方面造成了许许多多的错误，而[3]文（《惯性力学与整体科学体系》）是此文的正式稿件。

如果我的观点与理论成立的话，我的“成就”只有两条：1.我提出的惯性力学三定律是对牛顿理论与爱因斯坦理论（精髓部分）的总结，是新的“公理化”公式，是力学知识新的系统组合；2.逻辑导出了只有整体天体才具有“重力场”的结论，而重力场是整体天体在其演化初期的一定阶段才会产生出来的。从而提出了要探讨“重力场”产生的物理机制的课题。

参考文献

[1]马英卓：引力是产生出来的，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1998年第五期。

[2]马英卓：引力与广义力学、整体天体，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1999年第三期。

[3]马英卓：惯性力学与整体科学体系，《科学》（科学美国人中文版）杂志，2000年第七期。

[4]吴钦宏：源于三种引力假说的问题和启示--兼与三位作者商榷，《科学》（科学美国人中文版）杂志，1999年第六期。/7-6.htm

等效原理范文篇2

等效原理是爱因斯坦广义相对论理论的基本出发点，但是还有它的错误。牛顿力学的理论结构需要重新调整，也就是需要重新建立“公理化”体系。我的“惯性力学三定律”就是此新的公理化体系的尝试。

一、等效原理的对与错

有人说“等效原理”违背了力学的知识，这话不假。问题是对这个认识有两个结果：一是全盘否定等效原理，而原来的力学知识是不可动摇的；二是这正说明了目前力学知识的局限性及不完整性，正是说明力学知识需要变革。（“等效原理”是独立于牛顿三定律与引力定律之外的。）

从我的角度来看，等效原理所包含的客观现象事实方面是不可否定的，是原来力学知识（牛顿力学）所没有涉及到的客观事实。所以，力学知识需要变革。爱因斯坦的伟大功绩就在于看到了此客观事实，且力图变革牛顿力学的知识，从而建立了他的“广义相对论”。爱因斯坦思想的精髓就是他在他的《狭义与广义相对论浅说》一书中说的：“物体的同一性质按照不同的处境或表现为‘惯性’，或表现为‘重量’（字面意义是‘重性’）。”（注：读者看一看！就连翻译此文的译者都回避“重性”这一词，可见原来的力学知识的“惯性”。爱因斯坦在写此话的时候是用加重号的，由此可见这是爱因斯坦思想的精髓。）如果说“苹果自己落地”是由于它的“重性”，这等于白说，而爱因斯坦的伟大功绩的伟大就在于把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到了它们是同一性质。把许多人看来是毫不相关的不同客观现象联系起来，认识到是同一的性质，这也许就是科学研究真正价值的最重要的体现。牛顿的伟大功绩不在于“发现了万有引力”，而是发现了“苹果落地”现象与天体的公转“向心加速度”属于同一性质。我们不能怪牛顿把这同一性质归于“引力”，因为在牛顿时代还没有“演化”的观念，没有“场”的概念。牛顿作为一位严谨及严肃的科学家，仅肯定了在此问题上的自己的两点成就：1.肯定了地球上的“重力”与天体“向心力”在性质上具有同一性；2.用数学方法表示了这个“引力”。而牛顿本人也一直怀疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛顿以后的人们至今，还把“万有引力”当作牛顿的伟大发现。更可悲的是，从牛顿时代至今，许许多多的人把解决引力的“超距作用”变为“直接作用”问题当作毕生的研究方向。“引力”呀！“引”无数英雄竞折腰。如果说牛顿把这个“同一性质”用“引力”一词来表达是出于他的无奈，今天的人们可以原谅他的这种无奈，然而，今天的许多人还要承认这个“无奈”是伟大的发现，且绞尽脑汁去虚构什么“微粒子”（不管是什么名称）来实现“直接作用”，那实在是太可悲了。我想起了中世纪教会里的教士们在争论“一个针尖上能站住几个天使”故事，今天的人们一定觉得这样的“研究课题”实在是没有意义。那我也可以说，“引力为什么会超距作用”的研究课题，对于后来的人们来说，也同样是没有任何意义的问题。既然是“引力”，依照“对立”思维，又依然有人弄出个什么“斥力子”，那实在是更可悲了。当然，我并不掩盖我对他们的敬意，因为他们毕竟是“舍生忘死献身于科学事业”的人们，而不是只为自己活着的人们。?颐遣坏貌环此嘉颐侨死嗨嘉娜毕萘恕H欢么腥毕莸乃嘉ヌ剿魉嘉娜毕荩鞘翟谑翘蚜恕N颐俏裁床蛔灰幌挛颐堑乃嘉绞剑?nbsp;

我在给我的东北师范大学物理系同一届毕业的校友说：物体的自由下落是由于物体的“重性”，不是由于“外力”作用的结果，当然不是“地心引力”作用的结果了。此校友又说了：那为什么物体会自己“下落”？我回答道：那为什么不可以认为物体不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此会笑话我，如果物体自己下落，那我们还要研究它干吗！是啊！仅仅如此认识还要研究它干吗。我在上面不是说了吗。仅仅把“自由落体”的原因归于“重性”，不是科学。而重要的是，爱因斯坦把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到是同一的性质，那才是科学，才是科学的真正的价值。再下一步，就是怎样改变原来力学知识结构的问题了。然而遗憾的是爱因斯坦有了正确的出发点，却没有完成改变原来力学知识结构（也就是力学理论结构的重组问题）任务。那为什么爱因斯坦没有完成呢！当然是由于他的认识上的缺陷所造成的了，从而走了很大的弯路。爱因斯坦说卓别林的幽默能被全世界的人所理解，而卓别林说爱因斯坦的理论在这个世界上只有几个人“理解”。依我看来，爱因斯坦的理论只有几个人“理解”，正说明爱因斯坦本人也没有真正“理解”，那更谈不上那几个人的“理解”了。真理应该是简单明了的。然而遗憾的是，一些人把本来是一本“糊涂帐”的东西，自己不理解（也没法理解）却怪别人不理解，然后，又把它变得“高深莫测”，“高深莫测”了，才认为是真理，这是什么逻辑！爱因斯坦的“处境”（见前面的那句话）语言是非科学化的语言。而爱因斯坦对“等效原理”的“科学化”的描述，则是走向“弯路”的开始。

爱因斯坦的等效原理是一个内涵不明确，外延无限大的经验命题，是一个很不成熟的经验命题，是还没有上升到理性认识（本质认识，实际上，真的达到了本质的认识，此经验命题也就完成了它的历史使命。）的经验命题。许多书分别对等效原理的表述都不相同，就说明了这一点。总的来说，有两方面的感性认识角度的内涵表述，一个是“加速度计读数”的观察者角度的表述；另一个是自我感觉的“失重与有重”角度的表述。而局部的“处境”则是以“升降机”、“实验室”来表述。坐标系（参考系）“处境”角度的表述，则没有了“局部处境性”，为了恢复这局部处境性，就用“邻域”与小“度规”来表述。然而这都不是理性认识层次上的表述。

爱因斯坦的等效原理外延无限大的错误的直接后果就是光速的“等效思维实验”。我在此不得不提出一个反例。爱因斯坦说在“自由空间”中接近光速加速直线运动的一个实验室的壁上有一个小孔，光从这小孔射入此实验室中。于是，此光束在此实验室中是弯曲的。从而就“等效”出了在“引力场”中的光束也是弯曲的。于是，什么黑洞，什么引力透镜都出来了。我也可以进行一下“思维实验”：在此自由空间中接近光速“匀速直线运动”的实验室里的光束，也是偏折的，如果有若干个这样的实验室并排作等差匀速直线运动，在这些实验室里的光束也会是弯曲偏折的。这又怎么解释？本来“等效原理”的本源是“低速”现象范畴。

二、否定之否定

我从19岁就决定我这一生要解决“引力”本质问题，我在1987年自认为基本上达到了我的目标，并写了约五万字的论文。后来我没有机会发表我的论文，就转入了科技发明活动。在前几年，也就是在我“天命”之年，我有了发表我观点的机会（见本文后面的参考文献）。我在此网页对我的观点作一下补充说明。我的主要观点的核心就是判断物体是否处于“惯性运动状态”（已经包含了“重性”），用感性语言来说，就是如果物体是“失重”状态，就是“惯性运动状态”。所以，天体的公转运动与自由落体运动都是惯性运动状态。静止在地面上的物体，在水平方向也是惯性运动状态；太空实验室中的失重就意味着其是惯性运动状态。静止在地面上的物体在垂直方向上是非惯性运动状态。

我的观点的前提就是有两种空间，一个是没有重力场的空间，一个是有重力场的空间。在这两种空间里的物体的惯性运动状态或非惯性运动状态基本上是相反的。仅仅涉及运动问题，当然就仅仅涉及空间与时间问题了，同时也涉及运动的相对性的问题了，接着，就涉及到参考系的问题了。然而如今的人们在空间与时间的问题上纠缠得太多太久了。空间与时间本是物质存在的“形式”，在“形式”上纠缠而浪费精力实在是犯不上。现在通常的广泛的提法是说爱因斯坦的广义相对论是把“引力归于几何性质”，这正是说反了（也是认识反了），应该是“几何（空间与时间）被赋予了物理性质”（也就是“场”），就像我们物理学中的许多数学公式具有物理涵义一样。要注意的是，我们认识的出发点是客观物理世界，而不是数学公式。总想在数学公式的推导中来发现真理，在认识论上是错误的。有人动辄就什么依某某定律，岂不知我们“赋予”其物理意义的表达在多大的程度上是准确的，而不去深入地考虑。也就是说，我们应该注意的是，我们的数学公式在多大的程度上准确地表达了我们对“物理世界”的认识。比如：我在我的论文里说牛顿引力定律的真正的物理涵义是物体的广义惯性力，而不是“引力”。数学公式是我们表达对“物理”意义的比较好的方式，而不是认识的出发点。我们对“物理世界”认识的变化，对其表达的数学公式也要随之变化。比如：我在我的论文里提出了惯性力学（区别于牛顿力学）三定律，就是对原来力学基本（公理化）数学公式的改变。在我的惯性力学三定律里包含了牛顿第一第二定律，也包含了“等效原理”内涵，也包含了牛顿的“引力定律”。

在此我多说一句，物理学里的数学公式分两种：一种是公理化（约定）公式，如牛顿三定律；另一种是经验公式（在公理化的力学体系里，经验公式仅具有引用的意义，不具有公理逻辑大前提的意义。）如牛顿引力定律。一般的来说经验公式永远是对的（有的人说“好使”），但不是无条件精确的，比如，既然引力定律如此精确，其质量无论怎么小的两个物体之间的距离，如果小于一个距离单位，并且趋近于零，其引力值应该趋近无穷大，那么，我们就应该无法把书翻开了，在现实世界里为什么没有此现象发生？当航天器在太阳系中“自由”运动时，出现了“不自由”的加速或减速的现象时，一般会提出这多余的“力”是哪儿来的问题。比如，先锋十号飞船与十一号飞船有降速效应,就认为有另一种力在起作用。为什么不能认为这个问题反而说明了引力定律的经验性、局限性及近似性，（美国科学家现在已经开始质疑牛顿引力定律了，认为引力定律有局限性了，见本文的参考文献[6]）这个问题的提出，其思维原因是由于以引力定律为“参考系”。就像当初测量地球自转速度后，发现时钟有快慢的变化，这个“发现”的结论是由于以地球的自转速度的为时间参考系了，当以时钟为时间参考系时，才有了地球的自转速度有快慢变化的发现。

不能认为等效原理的空间局部等效性就是科学的个别问题与次要的问题。经验命题是对大量现象事实的归纳结果，已经具有普遍性了，作为经验命题性质的等效原理当然也具有普遍性了。空间的局部全部与问题的个别性普遍性，是两码事。惯性质量与引力质量的相等性并不意味等效原理本身。而把惯性质量与引力质量的相等性当作普遍性原理，当作出发点，也就偏离了爱因斯坦的使惯性与“重性”的性质归于统一的目标。惯性质量与引力质量的区别本身，就意味着还没有“统一”。本是同一物体的质量却分成两种质量，还要用大量的精力去证明其相等，这是我们思维的过错。问题的本质不是“质量”，而是我提出的惯性力学三定律所表明的本质涵义。

我在此把惯性的绝对性（只要是物体处于“失重”状态，就是惯性运动状态，而不管它是什么运动状态）与运动的相对性分离开来，也许就是否定之否定吧。或者用黑格尔的逻辑来说，是正题（牛顿力学）反题（爱因斯坦的广义相对论）到合题（我的认识）。

由于我把空间（赋予物理意义的空间）分为“熵”空间（已经赋予了力学物理意义的空间）与重力场空间（负熵空间），那么就必然会引出这个重力场空间的来源问题，（而不是引力造成了重力场）这是我们要解决的问题，但决不能企图再用原来的力学知识来解决此问题。我在因特网上很高兴地看到了由何沛平先生与朱顶余先生的论文（见此文后面的参考文献），他们把地球本身的温度梯度现象归于“熵”减小，这就是把热力学中的狭义“熵”的与地球的温度梯度问题联系了起来，这就是科学研究的价值，这就是具有发现性质的新认识。而我与何先生与朱先生在认识上的区别，就是它俩把这种“熵减”的原因归于引力。而我是以此“熵减”（负熵）空间当作出发点，所谓的“重力现象”也是此“熵减”的体现。

三、对评论的评论

在我的第二篇之后，四川大学物理系的吴钦宏先生名为《源于三种引力假说的问题和启示--兼与三位作者商榷》（见本文的参考文献[4]）一文里评论了我的观点。我在此首先说一下，吴先生的学术水平是很高的。我在一定程度上同意他对另两位先生观点的评论。我不怪吴先生称我的观点为“整题论”，因为吴先生发表评论我论文的文章时，我的第三篇论文还没有发表。不过我在此略回答一下对我观点的评论。

1.我所运用的“整体”一词的涵义与吴先生不同。吴先生的“整体”仍是物理学里的物体涵义，而我的“整体”的涵义是“整体大于部分”的哲学涵义，同时也是指整体天体（不是物理学教科书中的物体涵义）。在我的《惯性力学与整体科学体系》论文里我才讲了我的“整体”的涵义，我想吴先生看了我的第三篇论文就不会有什么“父与子物体”之说了吧）。吴先生说的“一大堆沙与从中取出的一小把沙是没有本质区别的”一句话是对的。但是，作为整体天体的地球这一“物体”，把地壳从地球中取出来，与地球整体本身能没有本质的区别吗。

2.我在我的第一篇论文里说的只有“卡文迪许小球之间没有引力作用”，而吴先生又说："引力常量G的测量，大致可分为地球物理学方法测量、实验室内测量和空间测量三大类。"这些实验测量的对象几乎是被整体论视作无引力场的物体。这三类测量中的地球与空间测量中的“物体”都有整体天体，如地球就是整体天体，怎么能说被我视作无引力场的天体呢。只有实验室（卡文迪许实验）一类是我质疑的。从而就笼统地说这三类实验无可辩驳地否定了整体论的思想（我的观点之一），有些不妥。我认为卡文迪许的实验应该重新审查的意见，不是凭空想来的，是由广义惯性观点与大山的“引力”测量事实逻辑推导出来的（见我已发表的三篇论文）。

3.吴先生承认爱因斯坦不再认为引力是一种“力”的观点，同时又说引力的作用效应仍存在，是自相矛盾的观点，因为“力”本身就是作用效应。引力不是一种力就意味着没有力作用效应。

4.吴先生以“‘引力万有’这一思想在科学研究和哲学上被完全默认了”的说法作为论据来否定我的观点是不妥当的。因为被“默认”的观点不一定就是正确的，比如在哥白尼时代被默认的观点是地心说，能说地心说是正确的吗。

5.如果以“实验”来否定我的观点，最好的论据是把你亲自实验的结果拿出来，在科学的历史上以“人云亦云”的结果作为论据太多了。下一节我专门就实验室的“引力”实验问题作一下质疑。

但是，我对吴先生自己也认为很重要的认识，我也觉得很重要，因为吴先生说“……以使它荷感知自己存在的一种本能工具。”的这句话正是在表达一种观点：把某些“作用”归于属性（就是本能）。不过吴先生在其文章的结尾处说“三种引力假说都存在着一些致命性的问题与矛盾”的结论，那吴先生文章中本身的致命性的问题与矛盾，又怎么解释。

四、关于卡文迪许实验问题

我没有做过卡文迪许实验，但我可质疑：（1）如果卡文迪斯实验以成定论，何以在高技术的今天还有人仍在设计此实验方案？（2）牛顿本人曾提出两种测量方法，一是在大山旁测量的方法，二是实验室内的方法。从十八世纪到今天有许多人用第一种方法进行了测量，其结果我在[1]文中已说过。大山的引力为零，那么比大山小得可怜的实验室中的小球之间就有吸引效应？由于有人用地壳均衡代偿假说来解释大山的测量结果，我就提出了在小行星或火星的卫星上来测量的方案，这也是我的预测。（3）力学中的物体概念是抽象概念，而实验中的具体物体一定是某种材料的物体，如果实验中的小球能被地球磁场所磁化，就会有微弱的吸引效应，那是否排除了此种效应？重新做此实验，就应该用各种材料。另外，是否是真的排除了其他各种因素（如气流的扰动、光压等）的干扰。（4）人的思维有一个缺陷，也就是“邻居的斧头”典故似的缺陷。卡文迪斯实验结论是否也是由此缺陷所造成的？有的书中在介绍测量事实方面闭而不谈大山的测量结果，有的书中虽然涉及到了，也闪烁其词地介绍，以什么不良气候与不知道山的密度等理由而回避其为零的测量结果。

实验室中的物体与地球在质量上有多少数量级的差距，都会知道。而实验室中的两个小球在一个单位距离的引力值是多少，依引力定律也会知道。那么，这么小的引力值怎么能测出来？牛顿在当时也说过在实验室中实验“引力”是不可能的。

五、惯性力学三定律的物理意义

（一）惯性力学三定律

1、广义惯性定律：物体总保持其内部的ρ均匀空间时的运动状态。

2、广义惯性力定律：F=kmP内

3、广义惯性运动定律：P外－P内=1/k×a

（二）惯性力学三定律的几种情况

1、当P外=0时，又P内=0时，F=0，a=0，这是牛顿第一定律，也就是说，在ρ均匀空间中的物体总保持其静止与匀速直线运动状态；

2、当P外=0时，又P内≠0时，F=ma，这是牛顿第二定律，也就是说，在ρ均匀空间中的物体要维持其加速运动状态，则需要外力，这个外力的反作用力就是物体的广义惯性力。

3、当P外=g时，又a=g时，P内=0，F=0，这是伽利略自由落体定律，说明自由落体运动是广义惯性运动。也说明自由落体运动与质量因素无关。

4、当P外≠0时，又P内=0时，F=0，也就是说，在重力场中的物体总保持与重力场的强度值相对应的加速运动状态；行星的公转运动、彗星的运动都是重力场中的广义惯性运动。

5、当P外≠0时，又P内≠0及a=0或a≠0时，F≠0，也就是说，在重力场中的物体要维持其静止与匀速直线运动状态或与重力场的强度值不相对应的加速运动状态，则需要外力，这个外力的反作用力就是物体的广义惯性力。

6.当P外=时（所谓的引力场强度），又a=0时，由广义惯性力定律与广义惯性运动定律可导出牛顿的引力定律，这时F的物理意义不是引力，而是广义惯性力。由此可见，a=0的物理意义是指在重力场中的物体只有在其运动状态是静止与匀速直线运动时，物体才有“标准”重量。

7.当P外=时，又P内=0时，其物理意义是指物体在重力场内处在自由落体或“公转”运动状态，是处于“失重”状态，于是，由广义惯性力定律与广义惯性运动定律导出==a，可见此状态时没有什么“引力”了。于是，以往用牛顿引力定律计算正在公转的天体的“引力”是错误的。在此，也说明了我总结的惯性力学三定律包含了“等效原理”的内涵。有了本文的惯性力学三定律，等效原理也就完成了它的历史使命。

（三）与原来习题解法的区别的例子

F与运动定律的分离说明F“直接”与P对应，而F与a的对应，则是有条件的对应，这样才说明了其问题的本质。判别物体是否正在受到真正外力（合外力）的作用，其标准是物体内部的P（ρ梯度。具体表现为压强梯度、胁强）的有否。原来动力学习题解法的区别：1、原来都用力的分析，而我的解法还有P矢量分析；2、我的解法是把乘以质量的力从合外力中分离出来，是物体的广义惯性力，成为真正的合外力的反作用力。

1、例题1：放在桌子上的质量为m的物体，其动摩擦系数为μ，水平方向有一作用在物体上的外力F，求物体的加速度a.

解：设摩擦力为f，f=μmg。

①原来的解法：合外力F-f=ma，得a=（F-μmg）/m。

②我的解法：物体的广义惯性力为ma,其反作用力是F-f，依牛顿第三定律，得F-f=ma，

得a=（F-μmg）/m。

2、例题2：一个物体的质量为m、垂直方向的加速度为a，求物体所受到的外力F。

解：①原来的解法：合外力mg-F=ma,得F=mg-ma。

②我的解法：依运动定律,g-P=a,即P=g-a,物体的广义惯性力为f=mP=m(g-a),其反作用力是F,依牛顿第三定律,F=-f,得F=m(g-a)。

注：这两种解法在形式上好像一样，但在涵义上有本质的不同。以往“mg"的三种涵义，除了一种涵义（即当重力场中的物体处于静止或匀速直线运动时，重力场强度g与物体的内P相等，这时可以乘以质量，其意义是物体的广义惯性力即重力）正确外，此时的重力已不是物体的外力，具有物体外部空间意义的重力场强度g不能乘以质量。自由落体运动也用mg表示，也当作有外力（引力）正在作用之，也是错误的。我的解法在解决复杂的习题方面，将会显示出优越性来。

五、结尾的话

在此本人有四个声明：我在[1]文中说“引力是产生出来的”应该改为重力场是产生出来的，其涵义详见[2][3]文；我在[3]文中的第62页中栏上数第24行“在此轨道的最高点处与最低点处，相对地面方向，也可以物体的加速度实际为零及再用P=v2/r的角度来求解。”这句话作废；在[3]文中的第63页末栏上数第8行中的“火星”一词的后面应加上“卫星”一词；我在《科学》（科学美国人）杂志2000年第三期上发表的名为《引力与广义力学的说明及例题》的文章声明作废，其原因是由于该文在印刷方面造成了许许多多的错误，而[3]文（《惯性力学与整体科学体系》）是此文的正式稿件。

如果我的观点与理论成立的话，我的“成就”只有两条：1.我提出的惯性力学三定律是对牛顿理论与爱因斯坦理论（精髓部分）的总结，是新的“公理化”公式，是力学知识新的系统组合；2.逻辑导出了只有整体天体才具有“重力场”的结论，而重力场是整体天体在其演化初期的一定阶段才会产生出来的。从而提出了要探讨“重力场”产生的物理机制的课题。

参考文献

[1]马英卓：引力是产生出来的，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1998年第五期。

[2]马英卓：引力与广义力学、整体天体，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1999年第三期。

[3]马英卓：惯性力学与整体科学体系，《科学》（科学美国人中文版）杂志，2000年第七期。

[4]吴钦宏：源于三种引力假说的问题和启示--兼与三位作者商榷，《科学》（科学美国人中文版）杂志，1999年第六期/7-6.htm

等效原理范文篇3

等效原理是爱因斯坦广义相对论理论的基本出发点，但是还有它的错误。牛顿力学的理论结构需要重新调整，也就是需要重新建立“公理化”体系。我的“惯性力学三定律”就是此新的公理化体系的尝试。

一、等效原理的对与错

有人说“等效原理”违背了力学的知识，这话不假。问题是对这个认识有两个结果：一是全盘否定等效原理，而原来的力学知识是不可动摇的；二是这正说明了目前力学知识的局限性及不完整性，正是说明力学知识需要变革。（“等效原理”是独立于牛顿三定律与引力定律之外的。）

从我的角度来看，等效原理所包含的客观现象事实方面是不可否定的，是原来力学知识（牛顿力学）所没有涉及到的客观事实。所以，力学知识需要变革。爱因斯坦的伟大功绩就在于看到了此客观事实，且力图变革牛顿力学的知识，从而建立了他的“广义相对论”。爱因斯坦思想的精髓就是他在他的《狭义与广义相对论浅说》一书中说的：“物体的同一性质按照不同的处境或表现为‘惯性’，或表现为‘重量’（字面意义是‘重性’）。”（注：读者看一看！就连翻译此文的译者都回避“重性”这一词，可见原来的力学知识的“惯性”。爱因斯坦在写此话的时候是用加重号的，由此可见这是爱因斯坦思想的精髓。）如果说“苹果自己落地”是由于它的“重性”，这等于白说，而爱因斯坦的伟大功绩的伟大就在于把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到了它们是同一性质。把许多人看来是毫不相关的不同客观现象联系起来，认识到是同一的性质，这也许就是科学研究真正价值的最重要的体现。牛顿的伟大功绩不在于“发现了万有引力”，而是发现了“苹果落地”现象与天体的公转“向心加速度”属于同一性质。我们不能怪牛顿把这同一性质归于“引力”，因为在牛顿时代还没有“演化”的观念，没有“场”的概念。牛顿作为一位严谨及严肃的科学家，仅肯定了在此问题上的自己的两点成就：1.肯定了地球上的“重力”与天体“向心力”在性质上具有同一性；2.用数学方法表示了这个“引力”。而牛顿本人也一直怀疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛顿以后的人们至今，还把“万有引力”当作牛顿的伟大发现。更可悲的是，从牛顿时代至今，许许多多的人把解决引力的“超距作用”变为“直接作用”问题当作毕生的研究方向。“引力”呀！“引”无数英雄竞折腰。如果说牛顿把这个“同一性质”用“引力”一词来表达是出于他的无奈，今天的人们可以原谅他的这种无奈，然而，今天的许多人还要承认这个“无奈”是伟大的发现，且绞尽脑汁去虚构什么“微粒子”（不管是什么名称）来实现“直接作用”，那实在是太可悲了。我想起了中世纪教会里的教士们在争论“一个针尖上能站住几个天使”故事，今天的人们一定觉得这样的“研究课题”实在是没有意义。那我也可以说，“引力为什么会超距作用”的研究课题，对于后来的人们来说，也同样是没有任何意义的问题。既然是“引力”，依照“对立”思维，又依然有人弄出个什么“斥力子”，那实在是更可悲了。当然，我并不掩盖我对他们的敬意，因为他们毕竟是“舍生忘死献身于科学事业”的人们，而不是只为自己活着的人们。?颐遣坏貌环此嘉颐侨死嗨嘉娜毕萘恕H欢么腥毕莸乃嘉ヌ剿魉嘉娜毕荩鞘翟谑翘蚜恕N颐俏裁床蛔灰幌挛颐堑乃嘉绞剑?nbsp;

我在给我的东北师范大学物理系同一届毕业的校友说：物体的自由下落是由于物体的“重性”，不是由于“外力”作用的结果，当然不是“地心引力”作用的结果了。此校友又说了：那为什么物体会自己“下落”？我回答道：那为什么不可以认为物体不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此会笑话我，如果物体自己下落，那我们还要研究它干吗！是啊！仅仅如此认识还要研究它干吗。我在上面不是说了吗。仅仅把“自由落体”的原因归于“重性”，不是科学。而重要的是，爱因斯坦把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到是同一的性质，那才是科学，才是科学的真正的价值。再下一步，就是怎样改变原来力学知识结构的问题了。然而遗憾的是爱因斯坦有了正确的出发点，却没有完成改变原来力学知识结构（也就是力学理论结构的重组问题）任务。那为什么爱因斯坦没有完成呢！当然是由于他的认识上的缺陷所造成的了，从而走了很大的弯路。爱因斯坦说卓别林的幽默能被全世界的人所理解，而卓别林说爱因斯坦的理论在这个世界上只有几个人“理解”。依我看来，爱因斯坦的理论只有几个人“理解”，正说明爱因斯坦本人也没有真正“理解”，那更谈不上那几个人的“理解”了。真理应该是简单明了的。然而遗憾的是，一些人把本来是一本“糊涂帐”的东西，自己不理解（也没法理解）却怪别人不理解，然后，又把它变得“高深莫测”，“高深莫测”了，才认为是真理，这是什么逻辑！爱因斯坦的“处境”（见前面的那句话）语言是非科学化的语言。而爱因斯坦对“等效原理”的“科学化”的描述，则是走向“弯路”的开始。

爱因斯坦的等效原理是一个内涵不明确，外延无限大的经验命题，是一个很不成熟的经验命题，是还没有上升到理性认识（本质认识，实际上，真的达到了本质的认识，此经验命题也就完成了它的历史使命。）的经验命题。许多书分别对等效原理的表述都不相同，就说明了这一点。总的来说，有两方面的感性认识角度的内涵表述，一个是“加速度计读数”的观察者角度的表述；另一个是自我感觉的“失重与有重”角度的表述。而局部的“处境”则是以“升降机”、“实验室”来表述。坐标系（参考系）“处境”角度的表述，则没有了“局部处境性”，为了恢复这局部处境性，就用“邻域”与小“度规”来表述。然而这都不是理性认识层次上的表述。

爱因斯坦的等效原理外延无限大的错误的直接后果就是光速的“等效思维实验”。我在此不得不提出一个反例。爱因斯坦说在“自由空间”中接近光速加速直线运动的一个实验室的壁上有一个小孔，光从这小孔射入此实验室中。于是，此光束在此实验室中是弯曲的。从而就“等效”出了在“引力场”中的光束也是弯曲的。于是，什么黑洞，什么引力透镜都出来了。我也可以进行一下“思维实验”：在此自由空间中接近光速“匀速直线运动”的实验室里的光束，也是偏折的，如果有若干个这样的实验室并排作等差匀速直线运动，在这些实验室里的光束也会是弯曲偏折的。这又怎么解释？本来“等效原理”的本源是“低速”现象范畴。

二、否定之否定

我从19岁就决定我这一生要解决“引力”本质问题，我在1987年自认为基本上达到了我的目标，并写了约五万字的论文。后来我没有机会发表我的论文，就转入了科技发明活动。在前几年，也就是在我“天命”之年，我有了发表我观点的机会（见本文后面的参考文献）。我在此网页对我的观点作一下补充说明。我的主要观点的核心就是判断物体是否处于“惯性运动状态”（已经包含了“重性”），用感性语言来说，就是如果物体是“失重”状态，就是“惯性运动状态”。所以，天体的公转运动与自由落体运动都是惯性运动状态。静止在地面上的物体，在水平方向也是惯性运动状态；太空实验室中的失重就意味着其是惯性运动状态。静止在地面上的物体在垂直方向上是非惯性运动状态。

我的观点的前提就是有两种空间，一个是没有重力场的空间，一个是有重力场的空间。在这两种空间里的物体的惯性运动状态或非惯性运动状态基本上是相反的。仅仅涉及运动问题，当然就仅仅涉及空间与时间问题了，同时也涉及运动的相对性的问题了，接着，就涉及到参考系的问题了。然而如今的人们在空间与时间的问题上纠缠得太多太久了。空间与时间本是物质存在的“形式”，在“形式”上纠缠而浪费精力实在是犯不上。现在通常的广泛的提法是说爱因斯坦的广义相对论是把“引力归于几何性质”，这正是说反了（也是认识反了），应该是“几何（空间与时间）被赋予了物理性质”（也就是“场”），就像我们物理学中的许多数学公式具有物理涵义一样。要注意的是，我们认识的出发点是客观物理世界，而不是数学公式。总想在数学公式的推导中来发现真理，在认识论上是错误的。有人动辄就什么依某某定律，岂不知我们“赋予”其物理意义的表达在多大的程度上是准确的，而不去深入地考虑。也就是说，我们应该注意的是，我们的数学公式在多大的程度上准确地表达了我们对“物理世界”的认识。比如：我在我的论文里说牛顿引力定律的真正的物理涵义是物体的广义惯性力，而不是“引力”。数学公式是我们表达对“物理”意义的比较好的方式，而不是认识的出发点。我们对“物理世界”认识的变化，对其表达的数学公式也要随之变化。比如：我在我的论文里提出了惯性力学（区别于牛顿力学）三定律，就是对原来力学基本（公理化）数学公式的改变。在我的惯性力学三定律里包含了牛顿第一第二定律，也包含了“等效原理”内涵，也包含了牛顿的“引力定律”。

在此我多说一句，物理学里的数学公式分两种：一种是公理化（约定）公式，如牛顿三定律；另一种是经验公式（在公理化的力学体系里，经验公式仅具有引用的意义，不具有公理逻辑大前提的意义。）如牛顿引力定律。一般的来说经验公式永远是对的（有的人说“好使”），但不是无条件精确的，比如，既然引力定律如此精确，其质量无论怎么小的两个物体之间的距离，如果小于一个距离单位，并且趋近于零，其引力值应该趋近无穷大，那么，我们就应该无法把书翻开了，在现实世界里为什么没有此现象发生？当航天器在太阳系中“自由”运动时，出现了“不自由”的加速或减速的现象时，一般会提出这多余的“力”是哪儿来的问题。比如，先锋十号飞船与十一号飞船有降速效应,就认为有另一种力在起作用。为什么不能认为这个问题反而说明了引力定律的经验性、局限性及近似性，（美国科学家现在已经开始质疑牛顿引力定律了，认为引力定律有局限性了，见本文的参考文献[6]）这个问题的提出，其思维原因是由于以引力定律为“参考系”。就像当初测量地球自转速度后，发现时钟有快慢的变化，这个“发现”的结论是由于以地球的自转速度的为时间参考系了，当以时钟为时间参考系时，才有了地球的自转速度有快慢变化的发现。

不能认为等效原理的空间局部等效性就是科学的个别问题与次要的问题。经验命题是对大量现象事实的归纳结果，已经具有普遍性了，作为经验命题性质的等效原理当然也具有普遍性了。空间的局部全部与问题的个别性普遍性，是两码事。惯性质量与引力质量的相等性并不意味等效原理本身。而把惯性质量与引力质量的相等性当作普遍性原理，当作出发点，也就偏离了爱因斯坦的使惯性与“重性”的性质归于统一的目标。惯性质量与引力质量的区别本身，就意味着还没有“统一”。本是同一物体的质量却分成两种质量，还要用大量的精力去证明其相等，这是我们思维的过错。问题的本质不是“质量”，而是我提出的惯性力学三定律所表明的本质涵义。

我在此把惯性的绝对性（只要是物体处于“失重”状态，就是惯性运动状态，而不管它是什么运动状态）与运动的相对性分离开来，也许就是否定之否定吧。或者用黑格尔的逻辑来说，是正题（牛顿力学）反题（爱因斯坦的广义相对论）到合题（我的认识）。

由于我把空间（赋予物理意义的空间）分为“熵”空间（已经赋予了力学物理意义的空间）与重力场空间（负熵空间），那么就必然会引出这个重力场空间的来源问题，（而不是引力造成了重力场）这是我们要解决的问题，但决不能企图再用原来的力学知识来解决此问题。我在因特网上很高兴地看到了由何沛平先生与朱顶余先生的论文（见此文后面的参考文献），他们把地球本身的温度梯度现象归于“熵”减小，这就是把热力学中的狭义“熵”的与地球的温度梯度问题联系了起来，这就是科学研究的价值，这就是具有发现性质的新认识。而我与何先生与朱先生在认识上的区别，就是它俩把这种“熵减”的原因归于引力。而我是以此“熵减”（负熵）空间当作出发点，所谓的“重力现象”也是此“熵减”的体现。

三、对评论的评论

在我的第二篇之后，四川大学物理系的吴钦宏先生名为《源于三种引力假说的问题和启示--兼与三位作者商榷》（见本文的参考文献[4]）一文里评论了我的观点。我在此首先说一下，吴先生的学术水平是很高的。我在一定程度上同意他对另两位先生观点的评论。我不怪吴先生称我的观点为“整题论”，因为吴先生发表评论我论文的文章时，我的第三篇论文还没有发表。不过我在此略回答一下对我观点的评论。

1.我所运用的“整体”一词的涵义与吴先生不同。吴先生的“整体”仍是物理学里的物体涵义，而我的“整体”的涵义是“整体大于部分”的哲学涵义，同时也是指整体天体（不是物理学教科书中的物体涵义）。在我的《惯性力学与整体科学体系》论文里我才讲了我的“整体”的涵义，我想吴先生看了我的第三篇论文就不会有什么“父与子物体”之说了吧）。吴先生说的“一大堆沙与从中取出的一小把沙是没有本质区别的”一句话是对的。但是，作为整体天体的地球这一“物体”，把地壳从地球中取出来，与地球整体本身能没有本质的区别吗。

2.我在我的第一篇论文里说的只有“卡文迪许小球之间没有引力作用”，而吴先生又说："引力常量G的测量，大致可分为地球物理学方法测量、实验室内测量和空间测量三大类。"这些实验测量的对象几乎是被整体论视作无引力场的物体。这三类测量中的地球与空间测量中的“物体”都有整体天体，如地球就是整体天体，怎么能说被我视作无引力场的天体呢。只有实验室（卡文迪许实验）一类是我质疑的。从而就笼统地说这三类实验无可辩驳地否定了整体论的思想（我的观点之一），有些不妥。我认为卡文迪许的实验应该重新审查的意见，不是凭空想来的，是由广义惯性观点与大山的“引力”测量事实逻辑推导出来的（见我已发表的三篇论文）。

3.吴先生承认爱因斯坦不再认为引力是一种“力”的观点，同时又说引力的作用效应仍存在，是自相矛盾的观点，因为“力”本身就是作用效应。引力不是一种力就意味着没有力作用效应。

4.吴先生以“‘引力万有’这一思想在科学研究和哲学上被完全默认了”的说法作为论据来否定我的观点是不妥当的。因为被“默认”的观点不一定就是正确的，比如在哥白尼时代被默认的观点是地心说，能说地心说是正确的吗。

5.如果以“实验”来否定我的观点，最好的论据是把你亲自实验的结果拿出来，在科学的历史上以“人云亦云”的结果作为论据太多了。下一节我专门就实验室的“引力”实验问题作一下质疑。

但是，我对吴先生自己也认为很重要的认识，我也觉得很重要，因为吴先生说“……以使它荷感知自己存在的一种本能工具。”的这句话正是在表达一种观点：把某些“作用”归于属性（就是本能）。不过吴先生在其文章的结尾处说“三种引力假说都存在着一些致命性的问题与矛盾”的结论，那吴先生文章中本身的致命性的问题与矛盾，又怎么解释。

四、关于卡文迪许实验问题

我没有做过卡文迪许实验，但我可质疑：（1）如果卡文迪斯实验以成定论，何以在高技术的今天还有人仍在设计此实验方案？（2）牛顿本人曾提出两种测量方法，一是在大山旁测量的方法，二是实验室内的方法。从十八世纪到今天有许多人用第一种方法进行了测量，其结果我在[1]文中已说过。大山的引力为零，那么比大山小得可怜的实验室中的小球之间就有吸引效应？由于有人用地壳均衡代偿假说来解释大山的测量结果，我就提出了在小行星或火星的卫星上来测量的方案，这也是我的预测。（3）力学中的物体概念是抽象概念，而实验中的具体物体一定是某种材料的物体，如果实验中的小球能被地球磁场所磁化，就会有微弱的吸引效应，那是否排除了此种效应？重新做此实验，就应该用各种材料。另外，是否是真的排除了其他各种因素（如气流的扰动、光压等）的干扰。（4）人的思维有一个缺陷，也就是“邻居的斧头”典故似的缺陷。卡文迪斯实验结论是否也是由此缺陷所造成的？有的书中在介绍测量事实方面闭而不谈大山的测量结果，有的书中虽然涉及到了，也闪烁其词地介绍，以什么不良气候与不知道山的密度等理由而回避其为零的测量结果。

实验室中的物体与地球在质量上有多少数量级的差距，都会知道。而实验室中的两个小球在一个单位距离的引力值是多少，依引力定律也会知道。那么，这么小的引力值怎么能测出来？牛顿在当时也说过在实验室中实验“引力”是不可能的。

五、惯性力学三定律的物理意义

（一）惯性力学三定律

1、广义惯性定律：物体总保持其内部的ρ均匀空间时的运动状态。

2、广义惯性力定律：F=kmP内

3、广义惯性运动定律：P外－P内=1/k×a

（二）惯性力学三定律的几种情况

1、当P外=0时，又P内=0时，F=0，a=0，这是牛顿第一定律，也就是说，在ρ均匀空间中的物体总保持其静止与匀速直线运动状态；

2、当P外=0时，又P内≠0时，F=ma，这是牛顿第二定律，也就是说，在ρ均匀空间中的物体要维持其加速运动状态，则需要外力，这个外力的反作用力就是物体的广义惯性力。

3、当P外=g时，又a=g时，P内=0，F=0，这是伽利略自由落体定律，说明自由落体运动是广义惯性运动。也说明自由落体运动与质量因素无关。

4、当P外≠0时，又P内=0时，F=0，也就是说，在重力场中的物体总保持与重力场的强度值相对应的加速运动状态；行星的公转运动、彗星的运动都是重力场中的广义惯性运动。

5、当P外≠0时，又P内≠0及a=0或a≠0时，F≠0，也就是说，在重力场中的物体要维持其静止与匀速直线运动状态或与重力场的强度值不相对应的加速运动状态，则需要外力，这个外力的反作用力就是物体的广义惯性力。

6.当P外=时（所谓的引力场强度），又a=0时，由广义惯性力定律与广义惯性运动定律可导出牛顿的引力定律，这时F的物理意义不是引力，而是广义惯性力。由此可见，a=0的物理意义是指在重力场中的物体只有在其运动状态是静止与匀速直线运动时，物体才有“标准”重量。

7.当P外=时，又P内=0时，其物理意义是指物体在重力场内处在自由落体或“公转”运动状态，是处于“失重”状态，于是，由广义惯性力定律与广义惯性运动定律导出==a，可见此状态时没有什么“引力”了。于是，以往用牛顿引力定律计算正在公转的天体的“引力”是错误的。在此，也说明了我总结的惯性力学三定律包含了“等效原理”的内涵。有了本文的惯性力学三定律，等效原理也就完成了它的历史使命。

（三）与原来习题解法的区别的例子

F与运动定律的分离说明F“直接”与P对应，而F与a的对应，则是有条件的对应，这样才说明了其问题的本质。判别物体是否正在受到真正外力（合外力）的作用，其标准是物体内部的P（ρ梯度。具体表现为压强梯度、胁强）的有否。原来动力学习题解法的区别：1、原来都用力的分析，而我的解法还有P矢量分析；2、我的解法是把乘以质量的力从合外力中分离出来，是物体的广义惯性力，成为真正的合外力的反作用力。

1、例题1：放在桌子上的质量为m的物体，其动摩擦系数为μ，水平方向有一作用在物体上的外力F，求物体的加速度a.

解：设摩擦力为f，f=μmg。

①原来的解法：合外力F-f=ma，得a=（F-μmg）/m。

②我的解法：物体的广义惯性力为ma,其反作用力是F-f，依牛顿第三定律，得F-f=ma，

得a=（F-μmg）/m。

2、例题2：一个物体的质量为m、垂直方向的加速度为a，求物体所受到的外力F。

解：①原来的解法：合外力mg-F=ma,得F=mg-ma。

②我的解法：依运动定律,g-P=a,即P=g-a,物体的广义惯性力为f=mP=m(g-a),其反作用力是F,依牛顿第三定律,F=-f,得F=m(g-a)。

注：这两种解法在形式上好像一样，但在涵义上有本质的不同。以往“mg"的三种涵义，除了一种涵义（即当重力场中的物体处于静止或匀速直线运动时，重力场强度g与物体的内P相等，这时可以乘以质量，其意义是物体的广义惯性力即重力）正确外，此时的重力已不是物体的外力，具有物体外部空间意义的重力场强度g不能乘以质量。自由落体运动也用mg表示，也当作有外力（引力）正在作用之，也是错误的。我的解法在解决复杂的习题方面，将会显示出优越性来。

五、结尾的话

在此本人有四个声明：我在[1]文中说“引力是产生出来的”应该改为重力场是产生出来的，其涵义详见[2][3]文；我在[3]文中的第62页中栏上数第24行“在此轨道的最高点处与最低点处，相对地面方向，也可以物体的加速度实际为零及再用P=v2/r的角度来求解。”这句话作废；在[3]文中的第63页末栏上数第8行中的“火星”一词的后面应加上“卫星”一词；我在《科学》（科学美国人）杂志2000年第三期上发表的名为《引力与广义力学的说明及例题》的文章声明作废，其原因是由于该文在印刷方面造成了许许多多的错误，而[3]文（《惯性力学与整体科学体系》）是此文的正式稿件。

如果我的观点与理论成立的话，我的“成就”只有两条：1.我提出的惯性力学三定律是对牛顿理论与爱因斯坦理论（精髓部分）的总结，是新的“公理化”公式，是力学知识新的系统组合；2.逻辑导出了只有整体天体才具有“重力场”的结论，而重力场是整体天体在其演化初期的一定阶段才会产生出来的。从而提出了要探讨“重力场”产生的物理机制的课题。

参考文献

[1]马英卓：引力是产生出来的，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1998年第五期。

[2]马英卓：引力与广义力学、整体天体，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1999年第三期。

[3]马英卓：惯性力学与整体科学体系，《科学》（科学美国人中文版）杂志，2000年第七期。

[4]吴钦宏：源于三种引力假说的问题和启示--兼与三位作者商榷，《科学》（科学美国人中文版）杂志，1999年第六期/7-6.htm

等效原理范文篇4

等效原理是爱因斯坦广义相对论理论的基本出发点，但是还有它的错误。牛顿力学的理论结构需要重新调整，也就是需要重新建立“公理化”体系。我的“惯性力学三定律”就是此新的公理化体系的尝试。

一、等效原理的对与错

有人说“等效原理”违背了力学的知识，这话不假。问题是对这个认识有两个结果：一是全盘否定等效原理，而原来的力学知识是不可动摇的；二是这正说明了目前力学知识的局限性及不完整性，正是说明力学知识需要变革。（“等效原理”是独立于牛顿三定律与引力定律之外的。）

从我的角度来看，等效原理所包含的客观现象事实方面是不可否定的，是原来力学知识（牛顿力学）所没有涉及到的客观事实。所以，力学知识需要变革。爱因斯坦的伟大功绩就在于看到了此客观事实，且力图变革牛顿力学的知识，从而建立了他的“广义相对论”。爱因斯坦思想的精髓就是他在他的《狭义与广义相对论浅说》一书中说的：“物体的同一性质按照不同的处境或表现为‘惯性’，或表现为‘重量’（字面意义是‘重性’）。”（注：读者看一看！就连翻译此文的译者都回避“重性”这一词，可见原来的力学知识的“惯性”。爱因斯坦在写此话的时候是用加重号的，由此可见这是爱因斯坦思想的精髓。）如果说“苹果自己落地”是由于它的“重性”，这等于白说，而爱因斯坦的伟大功绩的伟大就在于把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到了它们是同一性质。把许多人看来是毫不相关的不同客观现象联系起来，认识到是同一的性质，这也许就是科学研究真正价值的最重要的体现。牛顿的伟大功绩不在于“发现了万有引力”，而是发现了“苹果落地”现象与天体的公转“向心加速度”属于同一性质。我们不能怪牛顿把这同一性质归于“引力”，因为在牛顿时代还没有“演化”的观念，没有“场”的概念。牛顿作为一位严谨及严肃的科学家，仅肯定了在此问题上的自己的两点成就：1.肯定了地球上的“重力”与天体“向心力”在性质上具有同一性；2.用数学方法表示了这个“引力”。而牛顿本人也一直怀疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛顿以后的人们至今，还把“万有引力”当作牛顿的伟大发现。更可悲的是，从牛顿时代至今，许许多多的人把解决引力的“超距作用”变为“直接作用”问题当作毕生的研究方向。“引力”呀！“引”无数英雄竞折腰。如果说牛顿把这个“同一性质”用“引力”一词来表达是出于他的无奈，今天的人们可以原谅他的这种无奈，然而，今天的许多人还要承认这个“无奈”是伟大的发现，且绞尽脑汁去虚构什么“微粒子”（不管是什么名称）来实现“直接作用”，那实在是太可悲了。我想起了中世纪教会里的教士们在争论“一个针尖上能站住几个天使”故事，今天的人们一定觉得这样的“研究课题”实在是没有意义。那我也可以说，“引力为什么会超距作用”的研究课题，对于后来的人们来说，也同样是没有任何意义的问题。既然是“引力”，依照“对立”思维，又依然有人弄出个什么“斥力子”，那实在是更可悲了。当然，我并不掩盖我对他们的敬意，因为他们毕竟是“舍生忘死献身于科学事业”的人们，而不是只为自己活着的人们。?颐遣坏貌环此嘉颐侨死嗨嘉娜毕萘恕H欢么腥毕莸乃嘉ヌ剿魉嘉娜毕荩鞘翟谑翘蚜恕N颐俏裁床蛔灰幌挛颐堑乃嘉绞剑?nbsp;

我在给我的东北师范大学物理系同一届毕业的校友说：物体的自由下落是由于物体的“重性”，不是由于“外力”作用的结果，当然不是“地心引力”作用的结果了。此校友又说了：那为什么物体会自己“下落”？我回答道：那为什么不可以认为物体不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此会笑话我，如果物体自己下落，那我们还要研究它干吗！是啊！仅仅如此认识还要研究它干吗。我在上面不是说了吗。仅仅把“自由落体”的原因归于“重性”，不是科学。而重要的是，爱因斯坦把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到是同一的性质，那才是科学，才是科学的真正的价值。再下一步，就是怎样改变原来力学知识结构的问题了。然而遗憾的是爱因斯坦有了正确的出发点，却没有完成改变原来力学知识结构（也就是力学理论结构的重组问题）任务。那为什么爱因斯坦没有完成呢！当然是由于他的认识上的缺陷所造成的了，从而走了很大的弯路。爱因斯坦说卓别林的幽默能被全世界的人所理解，而卓别林说爱因斯坦的理论在这个世界上只有几个人“理解”。依我看来，爱因斯坦的理论只有几个人“理解”，正说明爱因斯坦本人也没有真正“理解”，那更谈不上那几个人的“理解”了。真理应该是简单明了的。然而遗憾的是，一些人把本来是一本“糊涂帐”的东西，自己不理解（也没法理解）却怪别人不理解，然后，又把它变得“高深莫测”，“高深莫测”了，才认为是真理，这是什么逻辑！爱因斯坦的“处境”（见前面的那句话）语言是非科学化的语言。而爱因斯坦对“等效原理”的“科学化”的描述，则是走向“弯路”的开始。

爱因斯坦的等效原理是一个内涵不明确，外延无限大的经验命题，是一个很不成熟的经验命题，是还没有上升到理性认识（本质认识，实际上，真的达到了本质的认识，此经验命题也就完成了它的历史使命。）的经验命题。许多书分别对等效原理的表述都不相同，就说明了这一点。总的来说，有两方面的感性认识角度的内涵表述，一个是“加速度计读数”的观察者角度的表述；另一个是自我感觉的“失重与有重”角度的表述。而局部的“处境”则是以“升降机”、“实验室”来表述。坐标系（参考系）“处境”角度的表述，则没有了“局部处境性”，为了恢复这局部处境性，就用“邻域”与小“度规”来表述。然而这都不是理性认识层次上的表述。

爱因斯坦的等效原理外延无限大的错误的直接后果就是光速的“等效思维实验”。我在此不得不提出一个反例。爱因斯坦说在“自由空间”中接近光速加速直线运动的一个实验室的壁上有一个小孔，光从这小孔射入此实验室中。于是，此光束在此实验室中是弯曲的。从而就“等效”出了在“引力场”中的光束也是弯曲的。于是，什么黑洞，什么引力透镜都出来了。我也可以进行一下“思维实验”：在此自由空间中接近光速“匀速直线运动”的实验室里的光束，也是偏折的，如果有若干个这样的实验室并排作等差匀速直线运动，在这些实验室里的光束也会是弯曲偏折的。这又怎么解释？本来“等效原理”的本源是“低速”现象范畴。

二、否定之否定

我从19岁就决定我这一生要解决“引力”本质问题，我在1987年自认为基本上达到了我的目标，并写了约五万字的论文。后来我没有机会发表我的论文，就转入了科技发明活动。在前几年，也就是在我“天命”之年，我有了发表我观点的机会（见本文后面的参考文献）。我在此网页对我的观点作一下补充说明。我的主要观点的核心就是判断物体是否处于“惯性运动状态”（已经包含了“重性”），用感性语言来说，就是如果物体是“失重”状态，就是“惯性运动状态”。所以，天体的公转运动与自由落体运动都是惯性运动状态。静止在地面上的物体，在水平方向也是惯性运动状态；太空实验室中的失重就意味着其是惯性运动状态。静止在地面上的物体在垂直方向上是非惯性运动状态。

我的观点的前提就是有两种空间，一个是没有重力场的空间，一个是有重力场的空间。在这两种空间里的物体的惯性运动状态或非惯性运动状态基本上是相反的。仅仅涉及运动问题，当然就仅仅涉及空间与时间问题了，同时也涉及运动的相对性的问题了，接着，就涉及到参考系的问题了。然而如今的人们在空间与时间的问题上纠缠得太多太久了。空间与时间本是物质存在的“形式”，在“形式”上纠缠而浪费精力实在是犯不上。现在通常的广泛的提法是说爱因斯坦的广义相对论是把“引力归于几何性质”，这正是说反了（也是认识反了），应该是“几何（空间与时间）被赋予了物理性质”（也就是“场”），就像我们物理学中的许多数学公式具有物理涵义一样。要注意的是，我们认识的出发点是客观物理世界，而不是数学公式。总想在数学公式的推导中来发现真理，在认识论上是错误的。有人动辄就什么依某某定律，岂不知我们“赋予”其物理意义的表达在多大的程度上是准确的，而不去深入地考虑。也就是说，我们应该注意的是，我们的数学公式在多大的程度上准确地表达了我们对“物理世界”的认识。比如：我在我的论文里说牛顿引力定律的真正的物理涵义是物体的广义惯性力，而不是“引力”。数学公式是我们表达对“物理”意义的比较好的方式，而不是认识的出发点。我们对“物理世界”认识的变化，对其表达的数学公式也要随之变化。比如：我在我的论文里提出了惯性力学（区别于牛顿力学）三定律，就是对原来力学基本（公理化）数学公式的改变。在我的惯性力学三定律里包含了牛顿第一第二定律，也包含了“等效原理”内涵，也包含了牛顿的“引力定律”。

在此我多说一句，物理学里的数学公式分两种：一种是公理化（约定）公式，如牛顿三定律；另一种是经验公式（在公理化的力学体系里，经验公式仅具有引用的意义，不具有公理逻辑大前提的意义。）如牛顿引力定律。一般的来说经验公式永远是对的（有的人说“好使”），但不是无条件精确的，比如，既然引力定律如此精确，其质量无论怎么小的两个物体之间的距离，如果小于一个距离单位，并且趋近于零，其引力值应该趋近无穷大，那么，我们就应该无法把书翻开了，在现实世界里为什么没有此现象发生？当航天器在太阳系中“自由”运动时，出现了“不自由”的加速或减速的现象时，一般会提出这多余的“力”是哪儿来的问题。比如，先锋十号飞船与十一号飞船有降速效应,就认为有另一种力在起作用。为什么不能认为这个问题反而说明了引力定律的经验性、局限性及近似性，（美国科学家现在已经开始质疑牛顿引力定律了，认为引力定律有局限性了，见本文的参考文献[6]）这个问题的提出，其思维原因是由于以引力定律为“参考系”。就像当初测量地球自转速度后，发现时钟有快慢的变化，这个“发现”的结论是由于以地球的自转速度的为时间参考系了，当以时钟为时间参考系时，才有了地球的自转速度有快慢变化的发现。

不能认为等效原理的空间局部等效性就是科学的个别问题与次要的问题。经验命题是对大量现象事实的归纳结果，已经具有普遍性了，作为经验命题性质的等效原理当然也具有普遍性了。空间的局部全部与问题的个别性普遍性，是两码事。惯性质量与引力质量的相等性并不意味等效原理本身。而把惯性质量与引力质量的相等性当作普遍性原理，当作出发点，也就偏离了爱因斯坦的使惯性与“重性”的性质归于统一的目标。惯性质量与引力质量的区别本身，就意味着还没有“统一”。本是同一物体的质量却分成两种质量，还要用大量的精力去证明其相等，这是我们思维的过错。问题的本质不是“质量”，而是我提出的惯性力学三定律所表明的本质涵义。

我在此把惯性的绝对性（只要是物体处于“失重”状态，就是惯性运动状态，而不管它是什么运动状态）与运动的相对性分离开来，也许就是否定之否定吧。或者用黑格尔的逻辑来说，是正题（牛顿力学）反题（爱因斯坦的广义相对论）到合题（我的认识）。

由于我把空间（赋予物理意义的空间）分为“熵”空间（已经赋予了力学物理意义的空间）与重力场空间（负熵空间），那么就必然会引出这个重力场空间的来源问题，（而不是引力造成了重力场）这是我们要解决的问题，但决不能企图再用原来的力学知识来解决此问题。我在因特网上很高兴地看到了由何沛平先生与朱顶余先生的论文（见此文后面的参考文献），他们把地球本身的温度梯度现象归于“熵”减小，这就是把热力学中的狭义“熵”的与地球的温度梯度问题联系了起来，这就是科学研究的价值，这就是具有发现性质的新认识。而我与何先生与朱先生在认识上的区别，就是它俩把这种“熵减”的原因归于引力。而我是以此“熵减”（负熵）空间当作出发点，所谓的“重力现象”也是此“熵减”的体现。

三、对评论的评论

在我的第二篇之后，四川大学物理系的吴钦宏先生名为《源于三种引力假说的问题和启示--兼与三位作者商榷》（见本文的参考文献[4]）一文里评论了我的观点。我在此首先说一下，吴先生的学术水平是很高的。我在一定程度上同意他对另两位先生观点的评论。我不怪吴先生称我的观点为“整题论”，因为吴先生发表评论我论文的文章时，我的第三篇论文还没有发表。不过我在此略回答一下对我观点的评论。

1.我所运用的“整体”一词的涵义与吴先生不同。吴先生的“整体”仍是物理学里的物体涵义，而我的“整体”的涵义是“整体大于部分”的哲学涵义，同时也是指整体天体（不是物理学教科书中的物体涵义）。在我的《惯性力学与整体科学体系》论文里我才讲了我的“整体”的涵义，我想吴先生看了我的第三篇论文就不会有什么“父与子物体”之说了吧）。吴先生说的“一大堆沙与从中取出的一小把沙是没有本质区别的”一句话是对的。但是，作为整体天体的地球这一“物体”，把地壳从地球中取出来，与地球整体本身能没有本质的区别吗。

2.我在我的第一篇论文里说的只有“卡文迪许小球之间没有引力作用”，而吴先生又说："引力常量G的测量，大致可分为地球物理学方法测量、实验室内测量和空间测量三大类。"这些实验测量的对象几乎是被整体论视作无引力场的物体。这三类测量中的地球与空间测量中的“物体”都有整体天体，如地球就是整体天体，怎么能说被我视作无引力场的天体呢。只有实验室（卡文迪许实验）一类是我质疑的。从而就笼统地说这三类实验无可辩驳地否定了整体论的思想（我的观点之一），有些不妥。我认为卡文迪许的实验应该重新审查的意见，不是凭空想来的，是由广义惯性观点与大山的“引力”测量事实逻辑推导出来的（见我已发表的三篇论文）。

3.吴先生承认爱因斯坦不再认为引力是一种“力”的观点，同时又说引力的作用效应仍存在，是自相矛盾的观点，因为“力”本身就是作用效应。引力不是一种力就意味着没有力作用效应。

4.吴先生以“‘引力万有’这一思想在科学研究和哲学上被完全默认了”的说法作为论据来否定我的观点是不妥当的。因为被“默认”的观点不一定就是正确的，比如在哥白尼时代被默认的观点是地心说，能说地心说是正确的吗。

5.如果以“实验”来否定我的观点，最好的论据是把你亲自实验的结果拿出来，在科学的历史上以“人云亦云”的结果作为论据太多了。下一节我专门就实验室的“引力”实验问题作一下质疑。

但是，我对吴先生自己也认为很重要的认识，我也觉得很重要，因为吴先生说“……以使它荷感知自己存在的一种本能工具。”的这句话正是在表达一种观点：把某些“作用”归于属性（就是本能）。不过吴先生在其文章的结尾处说“三种引力假说都存在着一些致命性的问题与矛盾”的结论，那吴先生文章中本身的致命性的问题与矛盾，又怎么解释。

四、关于卡文迪许实验问题

我没有做过卡文迪许实验，但我可质疑：（1）如果卡文迪斯实验以成定论，何以在高技术的今天还有人仍在设计此实验方案？（2）牛顿本人曾提出两种测量方法，一是在大山旁测量的方法，二是实验室内的方法。从十八世纪到今天有许多人用第一种方法进行了测量，其结果我在[1]文中已说过。大山的引力为零，那么比大山小得可怜的实验室中的小球之间就有吸引效应？由于有人用地壳均衡代偿假说来解释大山的测量结果，我就提出了在小行星或火星的卫星上来测量的方案，这也是我的预测。（3）力学中的物体概念是抽象概念，而实验中的具体物体一定是某种材料的物体，如果实验中的小球能被地球磁场所磁化，就会有微弱的吸引效应，那是否排除了此种效应？重新做此实验，就应该用各种材料。另外，是否是真的排除了其他各种因素（如气流的扰动、光压等）的干扰。（4）人的思维有一个缺陷，也就是“邻居的斧头”典故似的缺陷。卡文迪斯实验结论是否也是由此缺陷所造成的？有的书中在介绍测量事实方面闭而不谈大山的测量结果，有的书中虽然涉及到了，也闪烁其词地介绍，以什么不良气候与不知道山的密度等理由而回避其为零的测量结果。

实验室中的物体与地球在质量上有多少数量级的差距，都会知道。而实验室中的两个小球在一个单位距离的引力值是多少，依引力定律也会知道。那么，这么小的引力值怎么能测出来？牛顿在当时也说过在实验室中实验“引力”是不可能的。

五、惯性力学三定律的物理意义

（一）惯性力学三定律

1、广义惯性定律：物体总保持其内部的ρ均匀空间时的运动状态。

2、广义惯性力定律：F=kmP内

3、广义惯性运动定律：P外－P内=1/k×a

（二）惯性力学三定律的几种情况

1、当P外=0时，又P内=0时，F=0，a=0，这是牛顿第一定律，也就是说，在ρ均匀空间中的物体总保持其静止与匀速直线运动状态；

2、当P外=0时，又P内≠0时，F=ma，这是牛顿第二定律，也就是说，在ρ均匀空间中的物体要维持其加速运动状态，则需要外力，这个外力的反作用力就是物体的广义惯性力。

3、当P外=g时，又a=g时，P内=0，F=0，这是伽利略自由落体定律，说明自由落体运动是广义惯性运动。也说明自由落体运动与质量因素无关。

4、当P外≠0时，又P内=0时，F=0，也就是说，在重力场中的物体总保持与重力场的强度值相对应的加速运动状态；行星的公转运动、彗星的运动都是重力场中的广义惯性运动。

5、当P外≠0时，又P内≠0及a=0或a≠0时，F≠0，也就是说，在重力场中的物体要维持其静止与匀速直线运动状态或与重力场的强度值不相对应的加速运动状态，则需要外力，这个外力的反作用力就是物体的广义惯性力。

6.当P外=时（所谓的引力场强度），又a=0时，由广义惯性力定律与广义惯性运动定律可导出牛顿的引力定律，这时F的物理意义不是引力，而是广义惯性力。由此可见，a=0的物理意义是指在重力场中的物体只有在其运动状态是静止与匀速直线运动时，物体才有“标准”重量。

7.当P外=时，又P内=0时，其物理意义是指物体在重力场内处在自由落体或“公转”运动状态，是处于“失重”状态，于是，由广义惯性力定律与广义惯性运动定律导出==a，可见此状态时没有什么“引力”了。于是，以往用牛顿引力定律计算正在公转的天体的“引力”是错误的。在此，也说明了我总结的惯性力学三定律包含了“等效原理”的内涵。有了本文的惯性力学三定律，等效原理也就完成了它的历史使命。

（三）与原来习题解法的区别的例子

F与运动定律的分离说明F“直接”与P对应，而F与a的对应，则是有条件的对应，这样才说明了其问题的本质。判别物体是否正在受到真正外力（合外力）的作用，其标准是物体内部的P（ρ梯度。具体表现为压强梯度、胁强）的有否。原来动力学习题解法的区别：1、原来都用力的分析，而我的解法还有P矢量分析；2、我的解法是把乘以质量的力从合外力中分离出来，是物体的广义惯性力，成为真正的合外力的反作用力。

1、例题1：放在桌子上的质量为m的物体，其动摩擦系数为μ，水平方向有一作用在物体上的外力F，求物体的加速度a.

解：设摩擦力为f，f=μmg。

①原来的解法：合外力F-f=ma，得a=（F-μmg）/m。

②我的解法：物体的广义惯性力为ma,其反作用力是F-f，依牛顿第三定律，得F-f=ma，

得a=（F-μmg）/m。

2、例题2：一个物体的质量为m、垂直方向的加速度为a，求物体所受到的外力F。

解：①原来的解法：合外力mg-F=ma,得F=mg-ma。

②我的解法：依运动定律,g-P=a,即P=g-a,物体的广义惯性力为f=mP=m(g-a),其反作用力是F,依牛顿第三定律,F=-f,得F=m(g-a)。

注：这两种解法在形式上好像一样，但在涵义上有本质的不同。以往“mg"的三种涵义，除了一种涵义（即当重力场中的物体处于静止或匀速直线运动时，重力场强度g与物体的内P相等，这时可以乘以质量，其意义是物体的广义惯性力即重力）正确外，此时的重力已不是物体的外力，具有物体外部空间意义的重力场强度g不能乘以质量。自由落体运动也用mg表示，也当作有外力（引力）正在作用之，也是错误的。我的解法在解决复杂的习题方面，将会显示出优越性来。

五、结尾的话

在此本人有四个声明：我在[1]文中说“引力是产生出来的”应该改为重力场是产生出来的，其涵义详见[2][3]文；我在[3]文中的第62页中栏上数第24行“在此轨道的最高点处与最低点处，相对地面方向，也可以物体的加速度实际为零及再用P=v2/r的角度来求解。”这句话作废；在[3]文中的第63页末栏上数第8行中的“火星”一词的后面应加上“卫星”一词；我在《科学》（科学美国人）杂志2000年第三期上发表的名为《引力与广义力学的说明及例题》的文章声明作废，其原因是由于该文在印刷方面造成了许许多多的错误，而[3]文（《惯性力学与整体科学体系》）是此文的正式稿件。

如果我的观点与理论成立的话，我的“成就”只有两条：1.我提出的惯性力学三定律是对牛顿理论与爱因斯坦理论（精髓部分）的总结，是新的“公理化”公式，是力学知识新的系统组合；2.逻辑导出了只有整体天体才具有“重力场”的结论，而重力场是整体天体在其演化初期的一定阶段才会产生出来的。从而提出了要探讨“重力场”产生的物理机制的课题。

参考文献

[1]马英卓：引力是产生出来的，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1998年第五期。

[2]马英卓：引力与广义力学、整体天体，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1999年第三期。

[3]马英卓：惯性力学与整体科学体系，《科学》（科学美国人中文版）杂志，2000年第七期。

[4]吴钦宏：源于三种引力假说的问题和启示--兼与三位作者商榷，《科学》（科学美国人中文版）杂志，1999年第六期/7-6.htm

等效原理范文篇5

等效原理是爱因斯坦广义相对论理论的基本出发点，但是还有它的错误。牛顿力学的理论结构需要重新调整，也就是需要重新建立“公理化”体系。我的“惯性力学三定律”就是此新的公理化体系的尝试。

一、等效原理的对与错

有人说“等效原理”违背了力学的知识，这话不假。问题是对这个认识有两个结果：一是全盘否定等效原理，而原来的力学知识是不可动摇的；二是这正说明了目前力学知识的局限性及不完整性，正是说明力学知识需要变革。（“等效原理”是独立于牛顿三定律与引力定律之外的。）

从我的角度来看，等效原理所包含的客观现象事实方面是不可否定的，是原来力学知识（牛顿力学）所没有涉及到的客观事实。所以，力学知识需要变革。爱因斯坦的伟大功绩就在于看到了此客观事实，且力图变革牛顿力学的知识，从而建立了他的“广义相对论”。爱因斯坦思想的精髓就是他在他的《狭义与广义相对论浅说》一书中说的：“物体的同一性质按照不同的处境或表现为‘惯性’，或表现为‘重量’（字面意义是‘重性’）。”（注：读者看一看！就连翻译此文的译者都回避“重性”这一词，可见原来的力学知识的“惯性”。爱因斯坦在写此话的时候是用加重号的，由此可见这是爱因斯坦思想的精髓。）如果说“苹果自己落地”是由于它的“重性”，这等于白说，而爱因斯坦的伟大功绩的伟大就在于把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到了它们是同一性质。把许多人看来是毫不相关的不同客观现象联系起来，认识到是同一的性质，这也许就是科学研究真正价值的最重要的体现。牛顿的伟大功绩不在于“发现了万有引力”，而是发现了“苹果落地”现象与天体的公转“向心加速度”属于同一性质。我们不能怪牛顿把这同一性质归于“引力”，因为在牛顿时代还没有“演化”的观念，没有“场”的概念。牛顿作为一位严谨及严肃的科学家，仅肯定了在此问题上的自己的两点成就：1.肯定了地球上的“重力”与天体“向心力”在性质上具有同一性；2.用数学方法表示了这个“引力”。而牛顿本人也一直怀疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛顿以后的人们至今，还把“万有引力”当作牛顿的伟大发现。更可悲的是，从牛顿时代至今，许许多多的人把解决引力的“超距作用”变为“直接作用”问题当作毕生的研究方向。“引力”呀！“引”无数英雄竞折腰。如果说牛顿把这个“同一性质”用“引力”一词来表达是出于他的无奈，今天的人们可以原谅他的这种无奈，然而，今天的许多人还要承认这个“无奈”是伟大的发现，且绞尽脑汁去虚构什么“微粒子”（不管是什么名称）来实现“直接作用”，那实在是太可悲了。我想起了中世纪教会里的教士们在争论“一个针尖上能站住几个天使”故事，今天的人们一定觉得这样的“研究课题”实在是没有意义。那我也可以说，“引力为什么会超距作用”的研究课题，对于后来的人们来说，也同样是没有任何意义的问题。既然是“引力”，依照“对立”思维，又依然有人弄出个什么“斥力子”，那实在是更可悲了。当然，我并不掩盖我对他们的敬意，因为他们毕竟是“舍生忘死献身于科学事业”的人们，而不是只为自己活着的人们。我们不得不反思我们人类思维的缺陷了。然而，用带有缺陷的思维去探索思维的缺陷，那实在是太难了。我们为什么不转换一下我们的思维方式！

我在给我的东北师范大学物理系同一届毕业的校友说：物体的自由下落是由于物体的“重性”，不是由于“外力”作用的结果，当然不是“地心引力”作用的结果了。此校友又说了：那为什么物体会自己“下落”？我回答道：那为什么不可以认为物体不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此会笑话我，如果物体自己下落，那我们还要研究它干吗！是啊！仅仅如此认识还要研究它干吗。我在上面不是说了吗。仅仅把“自由落体”的原因归于“重性”，不是科学。而重要的是，爱因斯坦把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到是同一的性质，那才是科学，才是科学的真正的价值。再下一步，就是怎样改变原来力学知识结构的问题了。然而遗憾的是爱因斯坦有了正确的出发点，却没有完成改变原来力学知识结构（也就是力学理论结构的重组问题）任务。那为什么爱因斯坦没有完成呢！当然是由于他的认识上的缺陷所造成的了，从而走了很大的弯路。爱因斯坦说卓别林的幽默能被全世界的人所理解，而卓别林说爱因斯坦的理论在这个世界上只有几个人“理解”。依我看来，爱因斯坦的理论只有几个人“理解”，正说明爱因斯坦本人也没有真正“理解”，那更谈不上那几个人的“理解”了。真理应该是简单明了的。然而遗憾的是，一些人把本来是一本“糊涂帐”的东西，自己不理解（也没法理解）却怪别人不理解，然后，又把它变得“高深莫测”，“高深莫测”了，才认为是真理，这是什么逻辑！爱因斯坦的“处境”（见前面的那句话）语言是非科学化的语言。而爱因斯坦对“等效原理”的“科学化”的描述，则是走向“弯路”的开始。

爱因斯坦的等效原理是一个内涵不明确，外延无限大的经验命题，是一个很不成熟的经验命题，是还没有上升到理性认识（本质认识，实际上，真的达到了本质的认识，此经验命题也就完成了它的历史使命。）的经验命题。许多书分别对等效原理的表述都不相同，就说明了这一点。总的来说，有两方面的感性认识角度的内涵表述，一个是“加速度计读数”的观察者角度的表述；另一个是自我感觉的“失重与有重”角度的表述。而局部的“处境”则是以“升降机”、“实验室”来表述。坐标系（参考系）“处境”角度的表述，则没有了“局部处境性”，为了恢复这局部处境性，就用“邻域”与小“度规”来表述。然而这都不是理性认识层次上的表述。

爱因斯坦的等效原理外延无限大的错误的直接后果就是光速的“等效思维实验”。我在此不得不提出一个反例。爱因斯坦说在“自由空间”中接近光速加速直线运动的一个实验室的壁上有一个小孔，光从这小孔射入此实验室中。于是，此光束在此实验室中是弯曲的。从而就“等效”出了在“引力场”中的光束也是弯曲的。于是，什么黑洞，什么引力透镜都出来了。我也可以进行一下“思维实验”：在此自由空间中接近光速“匀速直线运动”的实验室里的光束，也是偏折的，如果有若干个这样的实验室并排作等差匀速直线运动，在这些实验室里的光束也会是弯曲偏折的。这又怎么解释？本来“等效原理”的本源是“低速”现象范畴。

二、否定之否定

我从19岁就决定我这一生要解决“引力”本质问题，我在1987年自认为基本上达到了我的目标，并写了约五万字的论文。后来我没有机会发表我的论文，就转入了科技发明活动。在前几年，也就是在我“天命”之年，我有了发表我观点的机会（见本文后面的参考文献）。我在此网页对我的观点作一下补充说明。我的主要观点的核心就是判断物体是否处于“惯性运动状态”（已经包含了“重性”），用感性语言来说，就是如果物体是“失重”状态，就是“惯性运动状态”。所以，天体的公转运动与自由落体运动都是惯性运动状态。静止在地面上的物体，在水平方向也是惯性运动状态；太空实验室中的失重就意味着其是惯性运动状态。静止在地面上的物体在垂直方向上是非惯性运动状态。

我的观点的前提就是有两种空间，一个是没有重力场的空间，一个是有重力场的空间。在这两种空间里的物体的惯性运动状态或非惯性运动状态基本上是相反的。仅仅涉及运动问题，当然就仅仅涉及空间与时间问题了，同时也涉及运动的相对性的问题了，接着，就涉及到参考系的问题了。然而如今的人们在空间与时间的问题上纠缠得太多太久了。空间与时间本是物质存在的“形式”，在“形式”上纠缠而浪费精力实在是犯不上。现在通常的广泛的提法是说爱因斯坦的广义相对论是把“引力归于几何性质”，这正是说反了（也是认识反了），应该是“几何（空间与时间）被赋予了物理性质”（也就是“场”），就像我们物理学中的许多数学公式具有物理涵义一样。要注意的是，我们认识的出发点是客观物理世界，而不是数学公式。总想在数学公式的推导中来发现真理，在认识论上是错误的。有人动辄就什么依某某定律，岂不知我们“赋予”其物理意义的表达在多大的程度上是准确的，而不去深入地考虑。也就是说，我们应该注意的是，我们的数学公式在多大的程度上准确地表达了我们对“物理世界”的认识。比如：我在我的论文里说牛顿引力定律的真正的物理涵义是物体的广义惯性力，而不是“引力”。数学公式是我们表达对“物理”意义的比较好的方式，而不是认识的出发点。我们对“物理世界”认识的变化，对其表达的数学公式也要随之变化。比如：我在我的论文里提出了惯性力学（区别于牛顿力学）三定律，就是对原来力学基本（公理化）数学公式的改变。在我的惯性力学三定律里包含了牛顿第一第二定律，也包含了“等效原理”内涵，也包含了牛顿的“引力定律”。

在此我多说一句，物理学里的数学公式分两种：一种是公理化（约定）公式，如牛顿三定律；另一种是经验公式（在公理化的力学体系里，经验公式仅具有引用的意义，不具有公理逻辑大前提的意义。）如牛顿引力定律。一般的来说经验公式永远是对的（有的人说“好使”），但不是无条件精确的，比如，既然引力定律如此精确，其质量无论怎么小的两个物体之间的距离，如果小于一个距离单位，并且趋近于零，其引力值应该趋近无穷大，那么，我们就应该无法把书翻开了，在现实世界里为什么没有此现象发生？当航天器在太阳系中“自由”运动时，出现了“不自由”的加速或减速的现象时，一般会提出这多余的“力”是哪儿来的问题。比如，先锋十号飞船与十一号飞船有降速效应,就认为有另一种力在起作用。为什么不能认为这个问题反而说明了引力定律的经验性、局限性及近似性，（美国科学家现在已经开始质疑牛顿引力定律了，认为引力定律有局限性了，见本文的参考文献[6]）这个问题的提出，其思维原因是由于以引力定律为“参考系”。就像当初测量地球自转速度后，发现时钟有快慢的变化，这个“发现”的结论是由于以地球的自转速度的为时间参考系了，当以时钟为时间参考系时，才有了地球的自转速度有快慢变化的发现。

不能认为等效原理的空间局部等效性就是科学的个别问题与次要的问题。经验命题是对大量现象事实的归纳结果，已经具有普遍性了，作为经验命题性质的等效原理当然也具有普遍性了。空间的局部全部与问题的个别性普遍性，是两码事。惯性质量与引力质量的相等性并不意味等效原理本身。而把惯性质量与引力质量的相等性当作普遍性原理，当作出发点，也就偏离了爱因斯坦的使惯性与“重性”的性质归于统一的目标。惯性质量与引力质量的区别本身，就意味着还没有“统一”。本是同一物体的质量却分成两种质量，还要用大量的精力去证明其相等，这是我们思维的过错。问题的本质不是“质量”，而是我提出的惯性力学三定律所表明的本质涵义。

我在此把惯性的绝对性（只要是物体处于“失重”状态，就是惯性运动状态，而不管它是什么运动状态）与运动的相对性分离开来，也许就是否定之否定吧。或者用黑格尔的逻辑来说，是正题（牛顿力学）反题（爱因斯坦的广义相对论）到合题（我的认识）。

由于我把空间（赋予物理意义的空间）分为“熵”空间（已经赋予了力学物理意义的空间）与重力场空间（负熵空间），那么就必然会引出这个重力场空间的来源问题，（而不是引力造成了重力场）这是我们要解决的问题，但决不能企图再用原来的力学知识来解决此问题。我在因特网上很高兴地看到了由何沛平先生与朱顶余先生的论文（见此文后面的参考文献），他们把地球本身的温度梯度现象归于“熵”减小，这就是把热力学中的狭义“熵”的与地球的温度梯度问题联系了起来，这就是科学研究的价值，这就是具有发现性质的新认识。而我与何先生与朱先生在认识上的区别，就是它俩把这种“熵减”的原因归于引力。而我是以此“熵减”（负熵）空间当作出发点，所谓的“重力现象”也是此“熵减”的体现。

三、对评论的评论

在我的第二篇之后，四川大学物理系的吴钦宏先生名为《源于三种引力假说的问题和启示--兼与三位作者商榷》（见本文的参考文献[4]）一文里评论了我的观点。我在此首先说一下，吴先生的学术水平是很高的。我在一定程度上同意他对另两位先生观点的评论。我不怪吴先生称我的观点为“整题论”，因为吴先生发表评论我论文的文章时，我的第三篇论文还没有发表。不过我在此略回答一下对我观点的评论。

1.我所运用的“整体”一词的涵义与吴先生不同。吴先生的“整体”仍是物理学里的物体涵义，而我的“整体”的涵义是“整体大于部分”的哲学涵义，同时也是指整体天体（不是物理学教科书中的物体涵义）。在我的《惯性力学与整体科学体系》论文里我才讲了我的“整体”的涵义，我想吴先生看了我的第三篇论文就不会有什么“父与子物体”之说了吧）。吴先生说的“一大堆沙与从中取出的一小把沙是没有本质区别的”一句话是对的。但是，作为整体天体的地球这一“物体”，把地壳从地球中取出来，与地球整体本身能没有本质的区别吗。

2.我在我的第一篇论文里说的只有“卡文迪许小球之间没有引力作用”，而吴先生又说："引力常量G的测量，大致可分为地球物理学方法测量、实验室内测量和空间测量三大类。"这些实验测量的对象几乎是被整体论视作无引力场的物体。这三类测量中的地球与空间测量中的“物体”都有整体天体，如地球就是整体天体，怎么能说被我视作无引力场的天体呢。只有实验室（卡文迪许实验）一类是我质疑的。从而就笼统地说这三类实验无可辩驳地否定了整体论的思想（我的观点之一），有些不妥。我认为卡文迪许的实验应该重新审查的意见，不是凭空想来的，是由广义惯性观点与大山的“引力”测量事实逻辑推导出来的（见我已发表的三篇论文）。

3.吴先生承认爱因斯坦不再认为引力是一种“力”的观点，同时又说引力的作用效应仍存在，是自相矛盾的观点，因为“力”本身就是作用效应。引力不是一种力就意味着没有力作用效应。

4.吴先生以“‘引力万有’这一思想在科学研究和哲学上被完全默认了”的说法作为论据来否定我的观点是不妥当的。因为被“默认”的观点不一定就是正确的，比如在哥白尼时代被默认的观点是地心说，能说地心说是正确的吗。

5.如果以“实验”来否定我的观点，最好的论据是把你亲自实验的结果拿出来，在科学的历史上以“人云亦云”的结果作为论据太多了。下一节我专门就实验室的“引力”实验问题作一下质疑。

但是，我对吴先生自己也认为很重要的认识，我也觉得很重要，因为吴先生说“……以使它荷感知自己存在的一种本能工具。”的这句话正是在表达一种观点：把某些“作用”归于属性（就是本能）。不过吴先生在其文章的结尾处说“三种引力假说都存在着一些致命性的问题与矛盾”的结论，那吴先生文章中本身的致命性的问题与矛盾，又怎么解释。

四、关于卡文迪许实验问题

我没有做过卡文迪许实验，但我可质疑：（1）如果卡文迪斯实验以成定论，何以在高技术的今天还有人仍在设计此实验方案？（2）牛顿本人曾提出两种测量方法，一是在大山旁测量的方法，二是实验室内的方法。从十八世纪到今天有许多人用第一种方法进行了测量，其结果我在[1]文中已说过。大山的引力为零，那么比大山小得可怜的实验室中的小球之间就有吸引效应？由于有人用地壳均衡代偿假说来解释大山的测量结果，我就提出了在小行星或火星的卫星上来测量的方案，这也是我的预测。（3）力学中的物体概念是抽象概念，而实验中的具体物体一定是某种材料的物体，如果实验中的小球能被地球磁场所磁化，就会有微弱的吸引效应，那是否排除了此种效应？重新做此实验，就应该用各种材料。另外，是否是真的排除了其他各种因素（如气流的扰动、光压等）的干扰。（4）人的思维有一个缺陷，也就是“邻居的斧头”典故似的缺陷。卡文迪斯实验结论是否也是由此缺陷所造成的？有的书中在介绍测量事实方面闭而不谈大山的测量结果，有的书中虽然涉及到了，也闪烁其词地介绍，以什么不良气候与不知道山的密度等理由而回避其为零的测量结果。

实验室中的物体与地球在质量上有多少数量级的差距，都会知道。而实验室中的两个小球在一个单位距离的引力值是多少，依引力定律也会知道。那么，这么小的引力值怎么能测出来？牛顿在当时也说过在实验室中实验“引力”是不可能的。

五、惯性力学三定律的物理意义

（一）惯性力学三定律

1、广义惯性定律：物体总保持其内部的ρ均匀空间时的运动状态。

2、广义惯性力定律：F=kmP内

3、广义惯性运动定律：P外－P内=1/k×a

（二）惯性力学三定律的几种情况

1、当P外=0时，又P内=0时，F=0，a=0，这是牛顿第一定律，也就是说，在ρ均匀空间中的物体总保持其静止与匀速直线运动状态；

2、当P外=0时，又P内≠0时，F=ma，这是牛顿第二定律，也就是说，在ρ均匀空间中的物体要维持其加速运动状态，则需要外力，这个外力的反作用力就是物体的广义惯性力。

3、当P外=g时，又a=g时，P内=0，F=0，这是伽利略自由落体定律，说明自由落体运动是广义惯性运动。也说明自由落体运动与质量因素无关。

4、当P外≠0时，又P内=0时，F=0，也就是说，在重力场中的物体总保持与重力场的强度值相对应的加速运动状态；行星的公转运动、彗星的运动都是重力场中的广义惯性运动。

5、当P外≠0时，又P内≠0及a=0或a≠0时，F≠0，也就是说，在重力场中的物体要维持其静止与匀速直线运动状态或与重力场的强度值不相对应的加速运动状态，则需要外力，这个外力的反作用力就是物体的广义惯性力。

6.当P外=时（所谓的引力场强度），又a=0时，由广义惯性力定律与广义惯性运动定律可导出牛顿的引力定律，这时F的物理意义不是引力，而是广义惯性力。由此可见，a=0的物理意义是指在重力场中的物体只有在其运动状态是静止与匀速直线运动时，物体才有“标准”重量。

7.当P外=时，又P内=0时，其物理意义是指物体在重力场内处在自由落体或“公转”运动状态，是处于“失重”状态，于是，由广义惯性力定律与广义惯性运动定律导出==a，可见此状态时没有什么“引力”了。于是，以往用牛顿引力定律计算正在公转的天体的“引力”是错误的。在此，也说明了我总结的惯性力学三定律包含了“等效原理”的内涵。有了本文的惯性力学三定律，等效原理也就完成了它的历史使命。

（三）与原来习题解法的区别的例子

F与运动定律的分离说明F“直接”与P对应，而F与a的对应，则是有条件的对应，这样才说明了其问题的本质。判别物体是否正在受到真正外力（合外力）的作用，其标准是物体内部的P（ρ梯度。具体表现为压强梯度、胁强）的有否。原来动力学习题解法的区别：1、原来都用力的分析，而我的解法还有P矢量分析；2、我的解法是把乘以质量的力从合外力中分离出来，是物体的广义惯性力，成为真正的合外力的反作用力。

1、例题1：放在桌子上的质量为m的物体，其动摩擦系数为μ，水平方向有一作用在物体上的外力F，求物体的加速度a.

解：设摩擦力为f，f=μmg。

①原来的解法：合外力F-f=ma，得a=（F-μmg）/m。

②我的解法：物体的广义惯性力为ma,其反作用力是F-f，依牛顿第三定律，得F-f=ma，

得a=（F-μmg）/m。

2、例题2：一个物体的质量为m、垂直方向的加速度为a，求物体所受到的外力F。

解：①原来的解法：合外力mg-F=ma,得F=mg-ma。

②我的解法：依运动定律,g-P=a,即P=g-a,物体的广义惯性力为f=mP=m(g-a),其反作用力是F,依牛顿第三定律,F=-f,得F=m(g-a)。

注：这两种解法在形式上好像一样，但在涵义上有本质的不同。以往“mg"的三种涵义，除了一种涵义（即当重力场中的物体处于静止或匀速直线运动时，重力场强度g与物体的内P相等，这时可以乘以质量，其意义是物体的广义惯性力即重力）正确外，此时的重力已不是物体的外力，具有物体外部空间意义的重力场强度g不能乘以质量。自由落体运动也用mg表示，也当作有外力（引力）正在作用之，也是错误的。我的解法在解决复杂的习题方面，将会显示出优越性来。

五、结尾的话

在此本人有四个声明：我在[1]文中说“引力是产生出来的”应该改为重力场是产生出来的，其涵义详见[2][3]文；我在[3]文中的第62页中栏上数第24行“在此轨道的最高点处与最低点处，相对地面方向，也可以物体的加速度实际为零及再用P=v2/r的角度来求解。”这句话作废；在[3]文中的第63页末栏上数第8行中的“火星”一词的后面应加上“卫星”一词；我在《科学》（科学美国人）杂志2000年第三期上发表的名为《引力与广义力学的说明及例题》的文章声明作废，其原因是由于该文在印刷方面造成了许许多多的错误，而[3]文（《惯性力学与整体科学体系》）是此文的正式稿件。

如果我的观点与理论成立的话，我的“成就”只有两条：1.我提出的惯性力学三定律是对牛顿理论与爱因斯坦理论（精髓部分）的总结，是新的“公理化”公式，是力学知识新的系统组合；2.逻辑导出了只有整体天体才具有“重力场”的结论，而重力场是整体天体在其演化初期的一定阶段才会产生出来的。从而提出了要探讨“重力场”产生的物理机制的课题。

参考文献

[1]马英卓：引力是产生出来的，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1998年第五期。

[2]马英卓：引力与广义力学、整体天体，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1999年第三期。

[3]马英卓：惯性力学与整体科学体系，《科学》（科学美国人中文版）杂志，2000年第七期。

[4]吴钦宏：源于三种引力假说的问题和启示--兼与三位作者商榷，《科学》（科学美国人中文版）杂志，1999年第六期。/7-6.htm

等效原理范文篇6

《网络学习中的有意义交互：社会建构主义的视角》对交互的定义、有意义的定义进行了系统梳理和分析，并结合社会建构主义学习理论，对该理论视角下的有意义交互进行了深入的剖析和重新定义。文中提出的交互研究中所要关注的四个问题可以帮助我们对每一种学习理论下的交互的本质及其学习过程有一个更清晰的认识。这篇文章的一个更重要的意义在于可促使我们从不同的学习理论的视角深入分析什么是有意义的交互，以及如何建构出高效的有意义交互的环境。

《严谨的网络学习交互研究：对未来远程学习研究的启示》一文指出2007年以前国际上远程教育的交互研究缺乏严谨的方法，以及对交互的数量和质量之间的关系过于积极地假设等问题，这也是目前我国的交互研究中存在和需要反思的问题。更重要的是，文中提出了包括交互的概念、教育与技术设计紧密结合以及评价的效度与信度三个方面的网络学习交互研究的设计与评价模型，在促使未来的网络学习的交互研究更加严谨方面具有重要意义。

因此虽然这篇文章发表于6年前，对于规范我国交互相关研究依然具有重要的指导意义。“等效交互原理”是国际远程教育专家特里•安德森教授2003年提出的重要交互理论，他与日本学者宫添辉美于2010年合写的《等效交互原理》一文对该原理中的几个核心概念进行了审视，并从交互的价值和数量的角度对该原理进行了可视化的表征，且对国际上与等效交互原理直接相关的研究进行了分析和述评，提出了进一步深入探究应该关注的关键问题。这篇文章的重要价值不仅仅在于文章内容本身以及该理论对交互设计的重要指导作用，而且在于对与这篇文章相关的研究的研究思路、研究方法的启示作用，以及研究者不畏权威、通过实证来验证理论，并不断反思和发展理论的求真的精神和严谨务实的态度。

大规模开放网络课程（MOOCs）是目前全世界高等教育领域都普遍关注的热点问题，它标志着一个以开放教育资源为核心的新的开放、非正式学习时代的到来。《开放教育资源、大规模开放网络课程和非正式学习时代的等效交互》一文首先解释了如何将等效交互的框架运用到分析网络和远程教育交互设计中，然后从交互设计的视角出发，运用等效交互的观点对MOOCs的三种变体（xMOOCs、sMOOCs和cMOOCs）进行了分类，由此来进一步明确主要的设计差异。该文章不仅能够帮我们深化对等效交互原理和大规模开放网络课程的认识，而且为大规模开放网络课程的交互设计提供了重要指导，也有助于深入反思非正式学习时代中正式教育的角色转变的问题。

等效原理范文篇7

西安交通大学王兆安和王进军教授主编的，由机械工业出版社出版的电力电子技术（第5版）第八章8.3.4节中的零转换PWM电路为软开关技术中的教学难点[3]，教材中仅仅对其工作原理做了简单阐述，但是相对于其复杂的工作电路和工作波形，课堂上不但教师难以用最简单的讲解使学生明白，而且学生几乎没有什么兴趣去学习，更谈不上很好地掌握并与实际相结合。笔者经过多年的课堂教学，以教材为主，结合参考书和相关的文献资料，对教材上这部分知识进行了适当的改造，在课堂上将其工作原理的文字部分通过图解或者表格的形式展现在学生面前，让学生理解其基本工作原理，然后将计算机仿真软件引入到课堂教学中，通过课堂理论知识的具体应用，激发学生的学习兴趣，从而突破教学难点。下面将完全的课堂教学演算呈现出来。

1.1升压型零电压转换PWM电路的工作原理教材193页8.3.4节中对零电压转换PWM电路常用的软开关电路—升压型零电压转换PWM电路的工作原理做了简单的叙述，相对于其实际的电路的复杂性，简单的几句话不足以使学生理解并掌握其工作原理。现在笔者将升压型零电压转换PWM电路分为两个教学过程，第一个是工作原理的详细介绍；第二个是课堂知识的具体应用。零电压转换PWM电路如图1所示[3]，相对于传统的升压型变换电路—Boost变换电路[4]（在教材第五章直流-直流变流电路的第123页有详细介绍），升压型零电压转换电路在Boost变换电路的基础上增加了一个辅助网络，该网络由辅助开关QZVT、谐振电感Lr、谐振电容Cr及二极管D2和D3组成。电路工作时，辅助开关QZVT先于主开关QMAIN开通，使ZVT谐振网络工作，电容Cr上电压(即主开关QMAIN两端电压)下降到零，创造主开QMAIN零电压开通条件。下面结合其工作波形图详细介绍其工作原理。

设输入电感足够大，可以用恒流源IIN代替，而输出滤波电容足够大，输出端可用恒压源V0代替。设T<T0时，QMAIN和QZVT均关断，D1导通，一个工作周期可分为七个工作模式[3]，其中每个工作模式可以等效一个电路。图2为BoostZVT-PWM变换器工作波形图。下面是一个周期内Boost型ZVT-PWM变换器各个阶段的运行模式分析，一周期内7个运行模式的等效电路如图3所示。

（1）T0～T1Lr电流线形上升阶段。t=T0，辅助开关Tr1开通，谐振电感电流iLr线形上升，t=T1时达Is，二极管D的电流ID则由Is线形下降，t=T1时降到零电流下关断，等效电路如图3（a）所示。

（2）T1～T2谐振阶段。LrCr谐振，电流iLr谐振上升，而电压Vds由V0谐振下降。T=T2时，Vds=0，Tr的反并联二极管导通。等效电路如图3（b）所示。

（3）T2～T3主开关Tr开通。由于Tr的体二极管已导通，创造了ZVS条件，因此应当利用这个机会，在t=T3时给Tr加驱动信号，使Tr在零电压下导通，等效电路如图3（c）所示。

（4）T3～T4iLr线形下降阶段。t=T3，Tr1关断，由于D1导通，Tr1的电压被钳在V0值，Lr的储能释放给负载，其电流线形下降，等效电路图如图3（d）所示。

（5）T4～T5ids恒流阶段。t=T4，D1关断，这时Boost型ZVT-PWM变换器如同普通Boost型变换器的开关管导通的情况一样，等效电路如图3(e)所示。

（6）T5～T6Cr线形充电阶段。t=T5，Tr关断，恒流源Is对Cr线形充电，直至t=T6时，Vcr=Vo。等效电路图如3（f）所示。

型变换器开关管关断的情况一样，处于续流状态，直到t=T0，下一周期开始，等效电路图如图3(g)所示。刚才图3所示的七个工作原理可以用七个运行从上面的分析可以看出，经过教师的巧妙处理，将教材193页上复杂的升压型零电压转换PWM电路的工作原理通过图解结合文字解说的方式，进行详细的阐述，经过这样的处理，学生都能掌握和理解。接下来笔者将所学课堂理论知识与实际应用相结合，达到加深学生印象和突破难点的效果。

1.2课堂理论知识的具体应用上面对升压型零电压转换PWM电路的工作原理进行了阐述，学生对其工作原理有了一定的理解，但是他们可能疑惑，学了这个知识难点，到底它具体应用在哪些地方呢？逆变电路在教材第五章123页对升压变换电路的作用一个是电压抬升，另外一个是是功率因数校正，这两个知识点我们已经掌握，那针对这次学的升压型零电压转换PWM电路，跟普通升压型电路作用没什么差别。于是笔者就将升压型零电路应用于功率因数校正电路中，一个是验证软开关理论，另一个就是验证其功率因数校正功能。图4所示为升压型零电压转换PWM电路在功率因数校正电路中的具体应用，其整个系统的工作原理首先是市电220V交流输入，通过不控整流变成直流电，但是由于采用二极管整流以及大电感电容滤波，因此系统功率因数比较低，而且含有大量的高次谐波。关于功率谐波的危害在本教材69页第三章整流电路中的3.5.1节中有详细的阐述[6]，在这里不做具体叙述。由此可见，在不控整流电路中引入升压型零电压转换PWM电路的主要目的就是提高系统的功率因数，另外一方面，由于引入了新的电路，因此系统的效率会降低，由此需要采用软开关技术来提升系统效率，这也是本节的软开关技术应用的一个具体体现。根据电路理论和模拟电子技术的知识可以算出系统的元器件参数：输入电压Vin为单相220V，升压电感L为470μH，谐振电感Lr为8.3μH，谐振电感Cr为958pF，输出滤波电容Co为2200μF，开关频率f为100kHz。然后在仿真软件Pspice中搭建仿真模型并进行仿真。图中显示了主开关管Tr是在辅助开关管Tr1关断后才开通的，而且辅助开关管导通时间很短，显著地减少了开关管Tr的损耗。图7为主开关管Tr驱动波形Vgs，漏源电流波形Ids以及漏源电压Vds的仿真波形图。图中我们可以看到主开关管在开通前先有电流反向流过其体内二极管，使漏极电压箝位到零，再加驱动脉冲从而实现零电压开通。当驱动脉冲变为零时，由于主开关管Tr漏源极两端并联着谐振电容，使得主开关管Tr漏源两端的电压缓慢上升，从而实现零电压关断，在这里笔者要特别强调这就是这节课学习难点的软开关的工作原理。图8为输入交流电压和电流波形图，从图中我们清楚地看到输入电流很好跟随交流输入电压，实现了功率因数校正的目的。因此通过零转换PWM电路的课堂教学示范，可以得出以下结论：

1）学生可掌握升压型零电压转换PWM电路的基本工作原理；

2）学生复习了功率因数校正的概念；

3）学生通过课堂所学理论知识的应用将前面所学章节和本节课知识联系起来，达到了融会贯通的效果。

4）最重要的是激发了学生的学习兴趣，帮助他们更加容易地掌握课堂教学难点。

2结论

等效原理范文篇8

关键词：负阻VCO克拉泼电路相位噪声

压控振荡器(VC0)是锁相环路的重要组成部分。随着电子技术的发展，出现了许多集成的VCO芯片。考虑到高频率稳定度、低相噪的要求，这里采用Agilent公司生产的低噪声晶体管HBFP0450来设计VCO。常用的VCO一般有三种：晶体压控振荡器、LC压控振荡器和RC压控振荡器。对于超高频段的VCO，采用LC振荡器形式；为了提高频率稳定性，采用了克拉泼电路，并进行了相角补偿。

1负阻振荡原理

这里采用负阻方法来设计压控振荡器，负阻振荡原理图如图1所示。

图中，ZIN是晶体管电路的输入阻抗，RIN和XIN分别是输入电阻和电抗；ZL是负载阻抗，RL和XL分别是负载电阻和电抗。根据振荡原理，起振条件是：

RIN+RL<0（1）

振荡的平衡条件是

RIN+RL=0（2）

XIN+XL=0（3）

2设计与仿真

2．1起振与振荡的仿真

这里用ADS来仿真电路，采用改进型克拉泼电路形式，具体电路如图2所示。选用高增益、低噪声的HBFP0450作为三端器件，它在200MHz工作频率上有20dB的增益，从而保证了较大的振荡幅度。供电电压为5V，通过R1、R2和R3来确定静态工作点，工作电流选定为10mA，Vce为2．5V。

交流等效电路如图3所示。L1、C4和C5串联可以等效成一个电感，从而满足，电容三端振荡器的相位条件。L1、C4、C5、C6、C7构成了谐振回路，振荡频率主要由这五个元件所决定。频率计算公式如下：

式中，L1为线圈绕制电感，Q值为39。C为C4、C5、C6和C7串联后的等效电容，由于C4<<C5、C4<<C6、C4<<C7，所以C≈C4。其中，C4为变容管，通过改变其负偏压就可以改变振荡频率。

从图4(a)的仿真结果可以看出，在200MHz附近，及RIN+RL<0，所以满足起振条件，由于RIN的负阻比较大，所以提供交流能量的能力比较强，故振荡的幅度会比较大，这一点在后面的仿真和测试中可以得到证实。从图4(b)可以看出，当f为200MHz左右时，XIN+XL=0，从而满足相位平衡条件，它决定了振荡的频率。

2．2相角补偿

三极管振荡器要满足相位平衡条件：φY+φZ+φF=2nπ(n二0，1，2，3，…)，由于φY+φF通常不等于0，所以就要求回路工作于失谐状态，以产生一个谐振回路相角φZ来对φY和φF，进行平衡。也就是说，由于电路中有源器件、寄生参量以及阻隔元件等的影响，使得振荡器的实际工作频率严格来讲并不等于回路的固有谐振频率，因此，谐振回路等效阻抗Zp并不会呈现纯阻抗。所以，一般振荡器的振荡回路总是处于微小失谐状态。我们知道，并联谐振回路具有负斜率的相频特性，即<0，当振荡器工作在回路谐振频率上时，它对频率的稳定性能最佳。而当它工作在失谐状态时，会使得振荡器的频率稳定度与效率都降低。在此，采用相角补偿法来提高压控振荡器的频率稳定度和效率。

由参考文献[3]可知，在集电极串入一个电感为Lc=-L/F的补偿元件，就可以实现相角补偿(φZ=0)。其中，L为谐振回路电感值，F为反馈系数，即F=C7/6。和输出回路的C8、C9、L2可以构成等效电感LC，从而进行相角补偿，使得振荡器工作在LC回路的谐振频率上。当输出回路等效为电容时，通过实际测量，在频率214．64859MHz上的稳定度为9．3631e-4；而等效为电感时，在214．26046MHz上的稳定度为4．2278e-4。可见用等效电感进行相角补偿后，稳定度大约提高了一倍。C8、C9和L2同时构成了输出网络，对高次谐波有很好的抑制作用，并使基波输出功率平坦化。

图4

从图5可以看出，压控振荡器的输出频率范围为175MHz~217MHz，基波(频率为214MHz时)输出功率为7．911dBm，二次谐波为-16．368dBm，可见有效地抑制了谐波分量。在实际应用中，对谐波滤除的要求比较高，可以在输出端接入宽带滤波器，其电路原理图和仿真结果见图6。这样，可以更有效地滤除高次谐波，同时有利于输出匹配，减小负载对输出功率的影响。

2．3相噪分析

参考文献[5]给出·了LC压控振荡器的相位噪声表达式：

式中，fm为频偏，KVCO为VCO控制灵敏度，f0为振荡频率，Q为品质因数，F为晶体管的噪声系数，K为波尔兹曼常数，T为工作温度，Ps为振荡信号功率，fc为闪烁噪声拐角频率，Vm为低频噪声源的总幅度。从式(5)可以看出，选择噪声系数小的放大管、增加谐振回路有载Q值、减小VCO控制灵敏度、提高输出信号功率都可以降低相位噪声。通过减小变容管在谐振回路中的接入系数，可以有效减小VCO控制灵敏度，但是也会导致频率覆盖范围的减小，所以要适当选择接入系数。该VCO输出频率为200MHz时，变容管接入系数为0．63。通过适当调整输出回路的电感和分压电容，可以提高负载阻抗，从而有效地提高输出功率，以达到降低相位噪声的目的。通过软件仿真，在频偏10kHz处的输出相位噪声为-101．3dBc／Hz，在100kHz处的相位噪声为-122．5dBc／Hz。

图5

3调试与测量

在软件仿真的基础上，将元件参数做些细微调整，就可以获得满意的结果。通过测量，可以得到如下性能参数：

(1)频率范围：175MHz~213MH

(2)调谐灵敏度：7MHz／V

(3)电源电压：5V

(4)工作电流：10mA

(5)控制电压：0~5V

(6)输出功率：6~8dBm

(7)相位噪声：-95dBc，-115dBc

等效原理范文篇9

【关键词】物理教学方法初探

一、掌握研究物理问题的基本方法

1．掌握观察实验的方法

要在演示实验和分组实验中注意引导学生掌握有意观察。并养成综合分析观察习惯。在观察实验现象时善于根据观察的目的发现现象的特征，这才是有意观察，然而不是所有的学生都会有意观察。测试表明，未经过训练的学生中能够有意观察实验现象的约占10％-15％。例如：我在课堂上做了一个试管装水烧小金鱼的实验，让同学们观察，学生们看到水开了，小金鱼还活着。然后我发给学生每人一只试管，让学生自己做这个实验，结果90％以上的学生将小金鱼烧死了。这说明只有少数学生在观察中有意识地发现了现象的特征，火在试管上端烧上端的水开了，试管下端水温度不高，所以鱼才能活。此实验证明水是热的不良导体。可见有意观察是需要培养训练的。每次观察实验现象均要求学生说出看到了什么，说明什么，引导学生逐步养成有意观察的习惯。同时又要引导学生观察实验现象的全过程，不仅看结果，还要注意观察现象如何随时间变化，注意现象出现的条件，边看边想，养成综合分析的观察习惯。

2．掌握实验方法，提高实验的技能技巧

实验是研究物理问题的基本方法，有计划地对学生进行实验设计思路和实验技能技巧的训练是非常重要的。

在中学物理教材中，实验可分为物理量测量和规律的探索与验证两类。无论对科学家做过的还是现在不能再现的探索性实验，还是现在可做的演示实验、分组实验，我在教学中都注意实验原理的分析和实验设计思路的剖析，以便加强对学生进行设计思路和方法的训练。尽量创造条件让学生根据研究课题的需要独立设计实验。在分组实验中，注意收集有独到见解和实验操作巧妙的学生的经验，用以启发提高其他学生的实验技能技巧。

我将设计实验的基本方法归纳为下面几种：（1）平衡法。用于设计测量仪器。用已知量去检验测量另一些物理量。例如天平、弹簧秤、温度计、比重计等。（2）转换法。借助于力、热、光、电现象的相互转换实行间接测量，例如打点计时器的设计，电磁仪表、光电管的设计等。（3）放大法。利用迭加，反射等原理将微小量放大为可测量，例如游标尺、螺旋测微器、卡文迪许的倒T形架和库仑扭秤等。

3．掌握理想化模型法

将复杂的物理过程、物理现象中最本质的具有共性的东西抽象出来，将其理想化、模型化，略去其次要因素和条件，研究其基本规律，这是研究物理问题的重要思想方法。在中学物理中应用的理想化模型归纳起来有以下几种：（1）实体模型：质点、系统、理想气体、点电荷、匀强电场、匀强磁场。（2）过程模型：等温、等容、等压过程；抛体运动；简谐振动等。（3）结构模型：分子电流、原子模式结构、磁力线、电力线等。

指导学生掌握此研究方法时要特别注意指出理想化模型不是实际存在的事物，是有条件、有范围、有局限性的抽象，所以在运用时要十分注意其规律的适用范围和运用条件。4．掌握等效思想方法

等效方法是研究物理问题的又一重要方法。中学物理教材中体现出的等效思想方法有下面几种：（1）作用效果等效：力的合成与分解，速度、加速度的合成与分解；功与能量变化关系；电阻、电容的串、并联计算。（2）过程等效：将变速直线运动通过平均速度等效为匀速直线运动；将变加速直线运动通过平均加速度等效为匀变速直线运动；交流电有效值的定义；抛体运动等效为两个直线运动的合成等等。

总之，在学生学习掌握物理概念和规律的时候，还要将研究问题的重要思想方法揭示出来，以帮助指导学生掌握这些正确的思考方法。

5．掌握数学方法的应用

研究物理问题离不开数学工具，数学方法在物理上的应用很多，如比例，一次、二次函数方程，三角函数、指数、对数及正、负号，数学归纳法，求极值等等。

值得突出提出的是函数图像在物理上的应用，用图象描述物理过程和物理规律，在力学中有：S-t图，V-t图，振动图像。热学中有：P-V图，P-T图。电学中有：I-V图。可以用图象处理实验数据，导出表示物理规律的函数式；可依据物理图像求解物理量，对物理问题进行判断论证。以上所述为研究处理问题的五种基本方法。在平时章节教学中分散训练，贯彻始终，

总复习时可分专题总结归纳，以达到使学生条理清晰的目的。

二、学习过程中的具体指导方法

掌握了正确的学习方法才能提高学习效率和学习能力。我在平时教学中采用“单元自学总结式”教学法。力图调动学生学习的主动性和学习方法的训练。“单元自学总结式”教学方法有如下四个环节，对学生进行有计划的训练和指导，使学生掌握正确的学习方法，不断提高自学能力。

1．自学质疑课

按照老师下发的单元教学计划，在指定的课堂时间内进行自学，将自学中的疑难问题写在质疑小本上交给老师。初期为了帮助学生质疑，在课堂上专门安排一定时间提问，促进学生思考。

2．讨论研究课

由老师依据学生的疑点及大纲要求确定适当的讨论题目，引导学生各抒己见，通过互相争辩加强对基本概念和规律的理解。对于可以通过实验研究的课题，引导学生根据研究课题设计实验方案（方案中包括原理、器材选择、实验步骤、记录表格和数据处理方法），经过讨论和完善后，学生按自己设计的实验方案动手实验，并分析实验记录，处理实验数据，得出实验结论。这不仅发挥学生的想象力、创造力，而且对学生进行了科学研究方法的训练。

3．教师讲课

引导学生按照知识的逻辑关系整理单元知识（其中包括：概念、规律、方法），指导学生理解重点、难点知识，归纳总结掌握规律概念需要注意的问题。

4．习题课

等效原理范文篇10

关键词：物理教学；化难为易；方法

物理教学化难为易的方法大致有下列八种：

一、实验法

物理思维的最大特点是物理形象和物理概念的不可分离性。教学实践表明，学生学习物理时的“难以理解”，主要是“难以想象”造成的。造成物理教学低效率的原因，从思维方面看，关键问题就在于严重地忽视了形象思维能力的培养。丰富感性认识是防止抽象、帮助学生理解和掌握知识的有效手段，而感性认识的获得源于实践或实验。因此要努力创造条件，注重课堂演示实验(包括实验、模型、图示、实物等)，同时要求学生亲自动手做一些实验(包括分组实验、课后小实验、小制作等)，学生通过观察、实践和思考，丰富感性认识后，对物理概念或规律、定律或原理的理解就会深刻，对新的知识的感受就会比较深刻。

二、类比法

根据认知心理学原理，在学习新知识时，最好能找到一种联系，让新旧知识之间相互沟通，而类比就是建立新旧知识之间联系的一座桥梁。高职生处于从具体形象思维向抽象逻辑思维的过渡阶段，其中具体形象思维仍起重要作用。对一些概念抽象、难以直接用实验来加强感性、且学生又未充分具备知识基础的教学难点，用类比的方法往往可以收到化抽象为具体、化模糊为清晰、化生疏为熟悉的效果，使新的知识顺利地纳入到学生已有的知识结构中。

类比不但可以在物理知识系统内部进行，还可以将许多物理知识与其他知识如数学知识、化学知识、哲学知识、生活常识等进行类比，常能起到点化疑难、开拓思路的作用。例如，在讲楞次定律时，可以这样比喻：在被太阳晒过的烂泥塘里，当人踩上去时，稍硬的表面会阻碍你下沉；当下沉后，你想拔出腿来，烂泥又会阻碍你拔出腿来。在讲解光的波、粒二象性时，可引用苏轼的诗句“横看成岭侧成峰”来帮助突破难点，还可拿起讲台上的粉笔盒，让学生从不同角度观察粉笔盒的形状。在讲授玻耳原子模型时，学生对核外电子可在一定的轨道上运动(不连续)和在不同轨道上的原子具有不同的能级感到非常困惑，教师可把大型的圆形剧场中央的舞台比拟成原子核，周围的一圈圈的台阶相当于电子可能运动的轨道，一个观众(相当于电子)只能在某一级台阶上(不可能在两层台阶的中间)，当观众在不同的台阶上运动时，他的能量(机械能比拟原子的能量)是不一样的。

在物理教学中适时地运用类比法，对教学难点的突破和对教学重点的突出，有非常重要的作用，能使一些不容易直接从理论上理解的问题变得简单而直观。需要指出的是，在运用类比使学生初步了解新的概念后，应指出概念和规律的物理本质，说明它们的区别。

三、等效法

等效思维方法是将一个复杂的物理问题，等效为一个熟知的、简单的物理模型或问题的方法。例如等效电路、等效电阻、合力与分力等效……常见的等效法又有“分解”、“合成”、等效类比、等效替换、等效变换、等效简化等，从而化繁为简，化难为易。

如对于复杂的电路计算，可采取简化电路的方法，将其化为几个简单的问题进行解决。简化电路的原则是根据题目提出的要求，取消被短路与开路的器件，保留通路的器件，从而简化出不同时刻的电路图来，解题自然是水到渠成。对于复杂的混联电路，将电路中各个电阻两端的电势按电势高低分别标上序号，据序号标出每条电路的电流流向，再据序号顺序和电流流向，对电路加以整理，就化成能看清串、并联关系的等效电路图。

四、物理模型法

现实中的事物都是错综复杂的。针对物理问题的特点，抓住其主要因素，排除次要因素，提出物理模型，将对具体问题的研究转化为对物理模型的研究，这就是物理模型法。这种方法的思维过程是，分析物理问题的条件，研究对象和物理过程的特征，建立与之适应的物理模型，通过模型思维进行推理。

转换物理模型，深入理解模型。通过对理想化模型的研究，可以完全避开各种因素的干扰，在思维中直接与研究对象的本质接触，能既快又准确地了解事物的性质和规律。例如，建立起“单摆”这一理想化模型后，理解了单摆的周期公式，可以解决类似于单摆的一系列问题：在竖直的光滑圆弧轨道内作小幅度滚动的小球的周期问题；在竖直的加速系统内摆动的小球的周期问题；在光滑斜面上摆动的小球的周期问题；等等。

借助“物理模型”教学，可以突出物理问题的主干，疏通思路，帮助学生建立起清晰的物理图景，使物理问题化难为易，化繁为简，这样不但起到降低教学难度、增强学生学习的自信心的作用，同时还在潜移默化中培养了学生的解决问题的能力和创新能力。

五、问题讨论法

对比较深奥、学生难以理解的内容，教学时可采用问题讨论法。把复杂的物理现象或物理过程分解为几个简单的现象，提出适当的辅助性问题，帮助学生扫除思考难题中的障碍，把大题化小题，分步提问，引导过渡。课前布置涉及难点的有关问题，学生分组探究，查资料，动手操作，研究讨论，尝试解决问题；课上以问题为线，教师设计一系列循序渐进的问题，调动全体学生自主探索，让学生相互启发、补充，在讨论中理解掌握所学内容；最后以集体讨论、归纳的方式掌握难点，彻底解决问题。如玻耳原子理论抽象、难懂，是学生感到棘手的难题之一。教学中可采用“问题讨论”教学法，形成一幅学生熟悉的知识图象和以一定知识为基础，以一个问题接一个问题为内容，以求得问题的解决为动力，以找到答案为终结的生动、活泼的立体思维模型，使学生处于思考之中，其分析问题、解决问题的能力定可随之日趋增强。六、谐音、口诀记忆法

这是一种巧妙的、用途广泛的记忆方法。恰到好处的谐音记忆，能够激发人的学习兴趣，产生良好的记忆效果，并能激发人的创造精神。谐音记忆的核心，是根据记忆对象的声音编成另一句声音相似的话，来帮助记忆。如三个宇宙速度的数值记法，可按读音编成谐音的三个短句来帮助记忆：v1=7.9千米／秒(谐音：吃点酒)，v2=11.2千米/秒(谐音：要一点儿)，v3=16.7千米/秒(谐音：要留点吃)。记忆这组谐音时，把三个谐音短句作为一个故事情节来理解，意思是：一个无钱的酒鬼向店家喊道：吃点酒，店家不允，酒鬼乞讨说：要一点儿(嘛)，店家答道：要留点(来自己)吃。作了这样的奇特联想后，就很容易记住这三个宇宙速度。

口诀记忆法的核心，是把课内学到的重点、难点编成口诀，赋予它们一定的音韵和节律，使深奥的道理变得生动有趣，读来朗朗上口，便于学生理解和记忆。如在讲完“凸透镜成像规律”后，把凸透镜成像规律编成这样的口诀：“物近像远像变大；实像倒，虚像正；两个分界点：二倍焦距定大小，虚实分界在焦点。”又如牛顿定律的适用步骤：画简图、定对象、明过程、分析力；选坐标、作投影、取分量、列方程；代数据、求结果、验单位、作答案。又如用口诀“增反减同”帮助学生记忆楞次定律；为了区分左、右手定则，可用口诀“右手发电左手动”或“电右力左”来记忆。

七、反证、反演、极端分析法

有些物理问题，正向分析、正面解答，比较麻烦，还思路不清。如从反向角度来处理，采用反演法、反证法等，则可收到化难为易的效果。

对于具有可逆性的物理过程，依照正向思维方法分析遇到困难时，可将过程进行反演，利用逆向思维来求问题的解，这种思维方法叫反演法。反演法可解决具有可逆性的物理问题。如一个匀减速直线运动的空间反演(末速为零时)必是一个初速为零的匀加速直线运动。

反证法是通过证明与论题相矛盾的反论题虚假来确定论题是正确的一种间接证明法。当我们由已知命题的条件去求证结论不易着手时，可以改证它的逆否命题。如证明磁感线不相交。

还有这样一类物理问题，由于物理现象涉及的因素较多，过程变化复杂，人们往往难以洞察其变化规律并对其做出迅速判断。但如果用极端思维法分析，将问题沿已知条件或假设某种变化，依据连续性原理推到极端状态(或极端条件)下进行分析，问题有时会顿时变得明朗而简单，化繁为简，起到事半功倍的效果。

一般，只要在选定的区间内所研究的物理量连续变化，并具有单调性，都可以采用极端分析方法。

例：设人造卫星绕地球作椭圆运动，地心C位于椭圆的一个焦点处，卫星在近地点A距地面l1=440km，在远地点B距地面l2=2400km。有人计算出卫星在D处的速度vD=6.0km·s-1，试判别这一结果是否正确。(设地球半径R=6400km，卫星在A处速度v1=8.1km·s-1)

此题若根据机械能守恒定律直接计算检验，显然比较繁复，现应用“极端分析法”检验之。由机械能守恒定律可知，卫星在A处速度v1最大而在B处速度v2最小，故所述速度vD必应满足关系式v2＜vD＜v1，由角动量守恒定律可知mv1(R+l1)=mv2(R+l2)，所以

v2=v1(R+l1)/(R+l2)=6.30(km·s-1)，故vD=6.0km·s-1的结果错误。

当然，应当明确，v2＜vD＜v1只是结果正确的必要条件而非充分条件。但不管怎样，用“极端分析法”检验不失为一种方法。

八、利用多媒体

许多复杂的物理现象、过程，难以理解和掌握的抽象物理概念和规律，在物理教学中用语言、文字、图片很难把它们讲清楚，学生很难想象出它们的具体情景。在物理教学中巧用多媒体教学手段，可以使抽象的数量关系形象化，使静态的思维材料动态化，如多媒体课件“声音的传播”、“凸透镜成像规律”、“演示惯性的模型”、“楞次定律”等。它不仅能有力地吸引学生的注意力，培养学生的观察力，激发学生学习的兴趣和思考问题的激情，而且是培养学生形象思维能力的有效途径。它还可以提高课堂效率，化难为易，突出重点，等等。多媒体给教学提供了无限广阔的天地，为教学注入了新的活力。

还可充分利用计算机模拟一些无法进行的实验，突出实验重点，模拟物理情景，使课堂教学内容形象化，表现手段多样化，创造一个生动活泼的学习氛围，促使教学过程从静态描述向动态描述发展。如在演示实验的教学中，充分利用计算机辅助教学软件的强大模拟功能、动画功能及大屏幕显示器、液晶投影仪等外部设备，解决了许多常规手段难以表现、难于再现或可见度低的实验。如采用微观放大的方法演示物体的微小形变、波的独立传播、布朗运动、α粒子散射实验、原子弹爆炸现象等；用宏观缩小的办法模拟人造卫星的运行、同步卫星的定点等；还可以采用慢镜头来模拟平抛运动、碰撞过程中的形变和恢复、波的形成、电容器充放电过程等。这些模拟过程画面清晰直观，并且可以暂停、重放，既减少了教师的劳动强度，又使学生理解迅速、印象深刻，增强了教学效果。

物理教学方法很多，但如果我们抓住这些方法中的重要部分，就能使我们的教育方法脉络清晰，也便于学生的学习，化难为易，更有利于培养学生科学思维能力，对于他们以后的成才会有重要作用。

参考文献：