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经典物理学的几个问题 - 伽利略相对性原理

李学生 (Li Xuesheng)

山东大学副教授，理论物理教师, 中国管理科学院学术委员会特约研究员, 北京相对论研究联谊会会员，中国民主同盟盟员（作者为中国科学院高能物理所研究员）

xiandaiwulixue@21cn.com, 1922538071@qq.com

Abstract: 在物理学中，力学的终极概念得到了因果解释．对物理学来说，力的概念（力场的概念）是个必须加以分析的概念．物理学确定了力的数值，在个别情况下，当质点无摩擦地运动时（即摩擦力可以忽略时）力可以是坐标的函数．这种函数的形式应由引力论、弹性理论、电动力学理论中对引力、弹性力、电力、磁力的研究给出，并且这种研究与力学不同，完全按另一种方式进行，这些力已不再是终极概念，恰恰相反，现代科学的任务正是要用物理的或数学的方法把它们从另外的量推演出来．

[Li X. 经典物理学的几个问题 - 伽利略相对性原理. Academ Arena 2017;9(16s): 1-124]. (ISSN 1553-992X). http://www.sciencepub.net/academia. 1. doi:10.7537/marsaaj0916s1701.

Keywords：物理学；力学；因果；分析；数学；方法

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狭义相对论的时空观 - 四维时空问题

李学生 (Li Xuesheng)

山东大学副教授，理论物理教师, 中国管理科学院学术委员会特约研究员, 北京相对论研究联谊会会员，中国民主同盟盟员（作者为中国科学院高能物理所研究员）

xiandaiwulixue@21cn.com, 1922538071@qq.com

Abstract: 维数是刻画几何图形拓朴性质(拓朴是译音，原意是形势分析，形是指一个图形本身性质，势是指一个图形与其子图形相对的性质)的一种数，物体占有的空间，只与空间这一元(素)有关，物体占有的空间可以用几何图形来描述.通俗地说，它是确定整个图形中各点的位置所需要的坐标(或参数)的个数. 直线上的点由一个坐标确定，故直线的维数为１.平面上的点由两个坐标确定，故平面的维数为２.同理日常所指的空间，空间中的点由三个坐标确定，故空间的维数为３，物体占有的空间，是有限的三维空间.当整个图形为一点时，点的维数假设为０. 在19世纪前，几何学仅从事三维或低于三维图形的研究.

[李学生 (Li Xuesheng). 狭义相对论的时空观 - 四维时空问题. Academ Arena 2017;9(16s): 125-138]. (ISSN 1553-992X). http://www.sciencepub.net/academia. 2. doi:10.7537/marsaaj0916s1702.

Keywords: 物理学; 力学; 因果; 分析; 数学; 方法

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狭义相对论困难的思考- 狭义相对论效应与加速度之间的关系

李学生 (Li Xuesheng)

山东大学副教授，理论物理教师, 中国管理科学院学术委员会特约研究员, 北京相对论研究联谊会会员，中国民主同盟盟员（作者为中国科学院高能物理所研究员）

xiandaiwulixue@21cn.com, 1922538071@qq.com

Abstract：物理学是一门自然科学，它的理论和应用基础是建立在实验和观测上的．而实验和观测总是离不开某一个具体的参考系(或坐标系)，加上历史上把惯性系之间的伽利略相对性原理和伽利略变换推广到狭义相对性原理和洛伦兹变换，从而建立狭义相对论这样的背景，许多物理学工作者以参考系的属性(惯性系或非惯性系)来界定狭义相对论的范畴是自然的，不足为怪．至于这种界定的优劣，那就是属于“仁者见仁，智者见智”的事情了．

[Li X. 狭义相对论困难的思考- 狭义相对论效应与加速度之间的关系. Academ Arena 2017;9(16s): 139-148]. (ISSN 1553-992X). http://www.sciencepub.net/academia. 3. doi:10.7537/marsaaj0916s1703.

Keywords：物理学；力学；因果；分析；数学；方法

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狭义相对论的验证

李学生 (Li Xuesheng)

山东大学副教授，理论物理教师, 中国管理科学院学术委员会特约研究员, 北京相对论研究联谊会会员，中国民主同盟盟员（作者为中国科学院高能物理所研究员）

xiandaiwulixue@21cn.com, 1922538071@qq.com

Abstract: 一部科学发展史就是实验（实践）—— 理论 —— 再实验 —— 再理论 —— 再实验（实践）的历史.北大的傅鹰老教授说，“实验是最高法庭”.重大自然科学理论的创建，都是由于旧理论不能解释新的实验（观察）事实，重新进行归纳，建立新模型而发展起来的.托勒密的地心说无法说明众多天文观察资料，为哥白尼扬弃，创建了地动说；牛顿力学由于不能解释微观世界诸多实验，推动了量子力学的建立．相对论“并不是起源于思辨；它的创立完全是要想使物理理论尽可能适应于观测到的事实．”“同空间、时间和运动有关的观念，决不能认为是随意的，而只能认为是由观测到的事实所决定的．”【1】由于Einstein深信相对论在逻辑上的完整性，即相对沦的逻辑前提的“自然性”和“简单性”，因而他在提出相对论时，就对自己的理论满怀信心．

[Li X. 狭义相对论的验证. Academ Arena 2017;9(16s): 149-162]. (ISSN 1553-992X). http://www.sciencepub.net/academia. 4. doi:10.7537/marsaaj0916s1704.

Keywords：物理学；力学；因果；分析；数学；方法

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时空平权理论 - 爱因斯坦的探索性科学假设在科学研究中的重要性

李学生 (Li Xuesheng)

山东大学副教授，理论物理教师, 中国管理科学院学术委员会特约研究员, 北京相对论研究联谊会会员，中国民主同盟盟员（作者为中国科学院高能物理所研究员）

xiandaiwulixue@21cn.com, 1922538071@qq.com

Abstract: 早在古希腊时代，著名的哲学家、形式逻辑的创始人亚里士多德就提出了归纳和演绎这两种逻辑方法，并认为演绎推理的价值高于归纳推理.而古希腊名声最大的数学家欧几里得，在《几何原本》中把几何学系统化了，这部流传千古的名著就是逻辑演绎法的典范. 牛顿在建立他的力学理论体系时虽然运用了归纳法，但其集大成著作《原理》的叙述方法却采用的是演绎法.

[Li X. 时空平权理论 - 爱因斯坦的探索性科学假设在科学研究中的重要性. Academ Arena 2017;9(16s): 163-173]. (ISSN 1553-992X). http://www.sciencepub.net/academia. 5. doi:10.7537/marsaaj0916s1705.

Keywords：物理学；力学；因果；分析；数学；方法

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机械能守恒定律与力学相对性原理关系诹议

李学生 (Li Xuesheng)

山东大学副教授，理论物理教师, 中国管理科学院学术委员会特约研究员, 北京相对论研究联谊会会员，中国民主同盟盟员（作者为中国科学院高能物理所研究员）

xiandaiwulixue@21cn.com, 1922538071@qq.com

摘要： 本文分析了牛顿定律、功能原理和机械能守恒定律在不引入惯性力的前提下，仅适用于绝对时空观 （物体或者系统不受外力或者合外力为0）下的低速惯性系，它们都满足力学相对性原理，对于这一问题的争论分析了其原因，使经典力学体系更加统一与和谐. 通过计算得出当物体质量与地球质量相比非常小的情况下，以地球为参照系机械能守恒定律近似成立，并且进一步指明自由落体运动规律也是近似规律.

[李学生. 机械能守恒定律与力学相对性原理关系诹议. Academ Arena 2017;9(16s): 174-182]. (ISSN 1553-992X). http://www.sciencepub.net/academia. 6. doi:10.7537/marsaaj0916s1706.

关键词：功能原理；机械能守恒定律；力学相对性原理；低速惯性系；绝对时空观

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质能方程本质的再认识

李学生 (Li Xuesheng)

山东大学副教授，理论物理教师，中国管理科学院学术委员会特约研究员，北京相对论研究联谊会会员，中国民主同盟盟员（作者为中国科学院高能物理所研究员）

xiandaiwulixue@21cn.com, 1922538071@qq.com

Abstract: 拉格朗日和哈密顿的工作使力学彻底摆脱了对几何学的依赖，成为完全分析的形式，并且以能量取代力的概念体系为力学在物理学领域的广泛应用开辟了道路．能量守恒定律指出：“自然界的一切物质都具有能量，能量既不能创造也不能消灭，而只能从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体，在能量转换和传递过程中能量的总量恒定不变”．

[Li X. 质能方程本质的再认识. Academ Arena 2017;9(16s): 183-191]. (ISSN 1553-992X). http://www.sciencepub.net/academia. 7. doi:10.7537/marsaaj0916s1707.

Keywords: 物理学；力学；因果；分析；数学；方法

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狭义相对论的困难

李学生 (Li Xuesheng)

山东大学副教授，理论物理教师，中国管理科学院学术委员会特约研究员，北京相对论研究联谊会会员，中国民主同盟盟员（作者为中国科学院高能物理所研究员）

xiandaiwulixue@21cn.com, 1922538071@qq.com

Abstract：相对论和量子力学的提出，是20世纪物理学的两个划时代的里程碑，相对论和量子力学理论以前所未有的深度改变了人们的世界观，然而由于它们的基本概念与人们日常生活经验如此不同，诞生伊始至今，对于相对论和量子力学原理的诠释存在持续不断的争论．由于理论的发展和认知理念的进步都应该遵从循序渐进的规律，而爱因斯坦却实现了一次大的跨越，在公众消化和接受他这些全新观念的过程中，出现一些偏差完全都是可以理解的．相对论和量子力学是近代物理学的两大理论支柱，它们的提出推动了人类科学技术的迅猛发展，可以预料再今后相当长的一段时间内，这两种理论还将会处于统治地位并得到进一步发展．但相对论提出后的近100年，一直受到不少人的反对，其中包括一些著名物理学家．但一种科学理论遭到如此多人的反对在科学史上还是少见的，托勒密的地心说尽管是一个错误的理论，但在当时它还是符合人们的直觉经验的，在逻辑上还是自恰的，用托勒密的地心说进行一些历法计算还是相当准确的．

[Li X.狭义相对论的困难. Academ Arena 2017;9(16s): 192-205]. (ISSN 1553-992X). http://www.sciencepub.net/academia. 8. doi:10.7537/marsaaj0916s1708.

Keywords：物理学；力学；因果；分析；数学；方法

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几个理论物理问题

李学生 (Li Xuesheng)

山东大学副教授，理论物理教师， 中国管理科学院学术委员会特约研究员， 北京相对论研究联谊会会员，中国民主同盟盟员（作者为中国科学院高能物理所研究员）

xiandaiwulixue@21cn.com, 1922538071@qq.com

Abstract: 经典相对性原理认为，一切运动都是相对的，它包括匀速、加速、变加速、转动和自旋；爱因斯坦相对论不具有转动的相对性．物体在转动过程中的角速度变大，角动能0.5Iω²也增大，对于不同的匀速转动坐标系转动惯量I是否满足洛伦兹变换？转动增加的能量是否也是静止质量的一部分？狭义相对论认为物理规律对于所有的惯性系是相同的，可是惯性系如何定义？是否是相对于绝对时空的惯性系，如果这样狭义相对论并没有完全排斥绝对时空的存在？如何解释下面的理想实验：假设在一个封闭系统中有两个物体，一个不带电荷也没有磁矩，另一个带有电荷，它们的引力质量相等，分别位于A、B两点，观察者处于线段AB的中点，两个物体同时由静止出发相向运动，它们所受的力大小相等．按照狭义相对论，它们的引力质量在任何时刻都相等，引力能量相等，可是根据经典电动力学由带电的物体将不断地辐射电磁波，那么能量从何而来？如果能量守恒把物体辐射的电磁波考虑在内，由于电磁力满足宇称守恒，因此辐射电磁波的总动量应当为0，由带电的物体速率应当大，能量仍然不守恒．笔者通过电磁质量的量子化以及电磁质量不是引力质量的一部分，圆满地解释了这个问题，不知是否正确？现代物理学认为在引力场中下落的电子速度远低于电磁场的传播速度，即使没有外来电磁场，电子在自己激发的电磁场中的异步运动就导致电磁阻尼使电子的下降速度远落后于自由落体的速度，其在引力场中失去的势能只是部分地转化为它的动能，其余的转化为其内能（σT⁴），其温度升高，它将有热辐射，这又导致其温度下降，但内能不会全转化为辐射能，故其温度仍会继续升高，从而其热辐射频率和强度也越来越强，从而该电子在引力场中失去的势能只是部分地转化为它的动能，其余部分一部分作为辐射能辐射出去，其余的保留为由其升高的温度表征的内能．

[李学生.几个理论物理问题. Academ Arena 2017;9(16s): 206-213]. (ISSN 1553-992X). http://www.sciencepub.net/academia. 9. doi:10.7537/marsaaj0916s1709.

Keywords：运动；相对；匀速；加速；变加速；转动；自旋；爱因斯坦；相对论；坐标系；转动惯量；洛伦兹变换；静止；质量；物理规律

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狭义相对论的哲学观浅议 - 物理学家对于狭义相对论发展的思考

李学生 (Li Xuesheng)

山东大学副教授，理论物理教师, 中国管理科学院学术委员会特约研究员, 北京相对论研究联谊会会员，中国民主同盟盟员（作者为中国科学院高能物理所研究员）

xiandaiwulixue@21cn.com, 1922538071@qq.com

Abstract: 物理过程是客观存在的，人类在黑暗中探索，凭着不完全的感觉——实验观测到的现象、数据材料等，引出新的观念，找出新的规律，说明已有的结果和预言新的现象.这些由实验启发而得出的“基本规律”，是客观世界真实过程的近似描述，肯定有适用的范围.它所用的观念和处理问题的方式，也会深深打下发现者自身的烙印.他们的正确发现使人类对客观世界的认识前进了一大步，他们的某些错误和不足也会引导人们走入歧途.作为学习和研究的正确态度，对任何理论，即使是被认为最“成功”、最完美的理论，在学习与研究时要不为其成功所迷惑，透过表面现象需看到它的不足和局限，自始至终保持清醒的头脑，为更新观念和理论留下创造和接受的空间.尽管我们寻求的理论美是由简洁的基本原理赋予它那种和谐性，但一个理论并不单是从一组预先设定的原理就能用数学推导出来的.有些原理是在过程中产生的，有时来的很恰当，带来了我们希望的那种和谐性.物理学是研究物质的最简单运动规律的科学，其最终目的是：找到物质运动、变化与相互作用的内在联系，以最少的假设，通过分析、推理解释所有相关实验结果，预言新的实验现象.

[Li X. 狭义相对论的哲学观浅议 - 物理学家对于狭义相对论发展的思考. Academ Arena 2017;9(16s): 214-219]. (ISSN 1553-992X). http://www.sciencepub.net/academia. 10. doi:10.7537/marsaaj0916s1710.

Keywords：物理学；力学；因果；分析；数学；方法

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引力场中的高斯定理

李学生 (Li Xuesheng)

山东大学副教授，理论物理教师, 中国管理科学院学术委员会特约研究员, 北京相对论研究联谊会会员，中国民主同盟盟员（作者为中国科学院高能物理所研究员）

xiandaiwulixue@21cn.com, 1922538071@qq.com

Abstract: 万有引力和库仑力都是平方反比力，质点（或点电荷）在平方反比力作用下的运动轨迹是圆锥曲线。引力和静电力都是有势力，相应的引力势和静电势都满足三维空间里最简单的二阶（偏微分）方程——拉普拉斯方程.用ψ代表引力势或者静电势场，它在三维空间里所满足的拉普拉斯方程采取如下的形式：（¶²/¶x²+¶²/¶y²+¶²/¶z²）ψ(x,y,z)=0.由于相应的静电力和引力等于势的微分（的负值），它的大小便与半径r成反比了，即ψ（r）∝1/r,F(r)=- dψ/dr∝1/r²由于万有引力定律与Coulomb^,s law本质是一样的，因此引力场中也存在高斯定理，并且与万有引力定律等价.

[李学生. 引力场中的高斯定理. Academ Arena 2017;9(16s): 220-222]. (ISSN 1553-992X). http://www.sciencepub.net/academia. 11. doi:10.7537/marsaaj0916s1711.

Keywords：万有引力；库仑力；反比力；质点；点电荷；运动轨迹；圆锥曲线；引力；静电力；势力；三维空间；偏微分方程；拉普拉斯方程；万有引力

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狭义相对论困难的思考- 狭义相对论效应与加速度之间的关系

李学生 (Li Xuesheng)

山东大学副教授，理论物理教师, 中国管理科学院学术委员会特约研究员, 北京相对论研究联谊会会员，中国民主同盟盟员（作者为中国科学院高能物理所研究员）

xiandaiwulixue@21cn.com, 1922538071@qq.com

Abstract: 物理学是一门自然科学，它的理论和应用基础是建立在实验和观测上的.而实验和观测总是离不开某一个具体的参考系(或坐标系)，加上历史上把惯性系之间的伽利略相对性原理和伽利略变换推广到狭义相对性原理和洛伦兹变换，从而建立狭义相对论这样的背景，许多物理学工作者以参考系的属性(惯性系或非惯性系)来界定狭义相对论的范畴是自然的，不足为怪.至于这种界定的优劣，那就是属于“仁者见仁，智者见智”的事情了.

[Li X. 狭义相对论困难的思考- 狭义相对论效应与加速度之间的关系. Academ Arena 2017;9(16s): 223-232]. (ISSN 1553-992X). http://www.sciencepub.net/academia. 12. doi:10.7537/marsaaj0916s1712.

Keywords：物理学；力学；因果；分析；数学；方法

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请教几个理论物理问题

李学生 (Li Xuesheng)

山东大学副教授，理论物理教师, 中国管理科学院学术委员会特约研究员, 北京相对论研究联谊会会员，中国民主同盟盟员（作者为中国科学院高能物理所研究员）

xiandaiwulixue@21cn.com, 1922538071@qq.com

摘要 (Abstract): 物理学是科学的基本学科。本文章分析探讨了现代物理学的重要问题，供参考。

[李学生 (Li Xuesheng). 请教几个理论物理问题. Academ Arena 2017;9(16s): 233-241]. (ISSN 1553-992X). http://www.sciencepub.net/academia. 13. doi:10.7537/marsaaj0916s1713.

关键词 (Keywords): 质点；电荷；引力；电力；空间；方程；量子力学；相对论；万有引力

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狭义相对论中万有引力也是保守力

李学生 (Li Xuesheng)

山东大学副教授，理论物理教师, 中国管理科学院学术委员会特约研究员, 北京相对论研究联谊会会员，中国民主同盟盟员（作者为中国科学院高能物理所研究员）

xiandaiwulixue@21cn.com, 1922538071@qq.com

摘要 (Abstract): 物理学是科学的基本学科。本文章分析探讨了现代物理学的重要问题，狭义相对论中万有引力也是保守力, 供参考。

[李学生 (Li Xuesheng). 狭义相对论中万有引力也是保守力. Academ Arena 2017;9(16s): 242-243]. (ISSN 1553-992X). http://www.sciencepub.net/academia. 14. doi:10.7537/marsaaj0916s1714.

关键词 (Keywords)：质点；电荷；引力；电力；空间；方程；量子力学；狭义相对论；万有引力；保守力

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经典物理学的几个问题之一 - 伽利略相对性原理

李学生 (Li Xuesheng)

山东大学副教授，理论物理教师, 中国管理科学院学术委员会特约研究员, 北京相对论研究联谊会会员，中国民主同盟盟员（作者为中国科学院高能物理所研究员）

xiandaiwulixue@21cn.com, 1922538071@qq.com

Abstract: 划分物理学和力学的界限也就把场方程和运动方程加以区分。或许正如前面所指出的那样，既然忽略了离散存在质点和场的相互作用，所以场方程和运动方程都是线性的。在用抽象的理论认证某个质点的时候在力学上就把这个质点看成是一种纯属被动的实体，而力也就施加在它上面，同时又和这个质点本身无关，这也正是解决力学问题的前提。在场论中力场被相应地看成所谓被动的一面，看成是不依赖于场的粒子（即场源）的函数。根据力来确定运动，根据力与坐标的关系确定力是牛顿在《自然哲学的数学原理》中所提出的两个问题。在解决第一个问题时，牛顿依据的是他所阐明的运动公理。同时在《原理》中还解决了另一个问题，确定了把力（引力）和坐标联系起来的函数的形式。如所周知，这是古典物理学的出发点。以后物理学的其他部门就是按牛顿的引力场的式样构成的。 在物理学发展的影响下，当力学把标量也包括到自己的基本概念之中的时候，已知力和初始条件就能决定质点位置的牛顿运动方程将要被另一种方程所取代。

[李学生. 经典物理学的几个问题之一 - 伽利略相对性原理. Academ Arena 2017;9(16s): 244-247]. (ISSN 1553-992X). http://www.sciencepub.net/academia. 15. doi:10.7537/marsaaj0916s1715.

Key words: Finance, community, project, development, government, Nigeria

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