时空理论的演化历程

 关于空间与时间的理论,从古至今有许多的哲学家和自然科学家为其倾注许多的心智和汗水。大体上可分为三个时期。第一个时期可称为古代的探索时期中国古代的庄子就对宇宙有一个自己的看法:“有实而无乎处者,宇也。有长而无本剽者,宙也。”“有实”是指有形体的物质实在,而每一物质实在都有一定的体积、一定的外形,占有一定的空间;“无乎处”,即没有穷处,没有界限。因此,庄子所谓“宇”是指广阔无边的空间实在。“有长”是指时间而言,时间只讲长度,即古今前后,它没有上下左右;“无本剽者”,即无始又无终。因此,庄子之谓“宙”是指无始无终的古往今来。     

对惯性质量与引力质量相等的讨论

许多教科书上都谈到了表现物体的惯性的质量称为惯性质量，而决定两物体间引力的质量称为引力质量．然而读者不容易懂的地方在于为什么会出现两种质量．万有引力定律不是清清楚楚地写着：“两物体问的引力和质量成正比”么？这里已经说了引力和质量成正比，为什么又要讨论这个质量与牛顿第二定律里的质量的差别呢？问题再提尖锐一点：为什么没有人讨论库仑定律中的电量q和电容器公式中的电量q的区别呢？这个问题提得不是没有一点道理的．     

耗散系统不可逆过程中的可拓展广义相对论时空关系

在引入非保守非惯性系的基础上对不可逆过程建立非保守系等效性假设，在引入广域度规的基础上对具有复杂行为的时空建立非保守系协变性假设；利用密度分布的不均匀度h(ρ)和粗粒熵S（ρtε）及推导的多标度因数η*计算式，引入非保守惯性质量和非保守引力质量.分析表明，新结果使引力理论与非平衡态统计理论和非线性动力学达到应有的谐和，发展并修正广义相对论. 关键词： 时空关系 耗散系统 不可逆性 可拓展广义相对论 非保守引力质量     

广义相对论的实验验证

 自1687年《自然哲学的数学原理》问世以来,牛顿力学取得了很大的成功与发展。很少有理论能和万有引力定律的预言的准确性相比拟。但即使如此,牛顿的理论也不是十分完善的。一个例子是水星的近日点的进动。水星轨道长轴的方向在空间不是固定的,在一世纪内会转动5601秒弧度。用牛顿理论计算出所有行星对它的影响后,还差43秒弧度与观测不符,另外,牛顿引力理论有一个很严重的缺陷,就是它认为引力的传播不需要时间。例如,如果太阳表面某处突然爆发日珥(喷出明亮的气团),按牛顿理论,其引力变化在地球上即时即可发现,这一点直接违反了狭义相对论.     

扭秤的发明应用对物理学发展的贡献

 自然科学史的研究中大量事例表明:一项科学技术的发明,它不但对科学技术本身甚至对整个人类的文明进步都将产生重大的影响.本文拟就扭秤的发明应用,全面简述它对物理学理论体系发展的重要贡献.     

“光”有“重量”吗?

 四百年前,伽利略曾利用实验深入地研究了落体和抛体的运动.后来,从盛传的比萨斜塔实验中,人们发现任何物体的惯性质量m_I都等于引力质量m_G.大约80年前,上述发现又成了广义相对论的基本出发点--等效原理.爱因斯坦还告诉我们,光子在引力场中也遵循这一原理.     

几种测量惯性质量的方法

本文介绍了应用常用的力学实验仪器测量惯性质量的几种方法。这几种方法^都具有原理清晰、方法简单、操作方便的特点。     

牛顿第二定律在引力场中失效

牛顿第二定律只阐明物体的加速度ａ、质量ｍ和所受合外力Ｆ三者间的关系 .对于质量相同的物体 ,加速度跟受到的合外力成正比 ;相同的合外力作用于质量不等的物体 ,其加速度跟质量成反比 .在国际单位制中 ,该定律的数学表达式为 :Ｆ =ｍａ…………………… (1 )此定律适用于惯性参照系 ,式中的ｍ叫物体的惯性质量 .至于物体所受的力跟它的质量是否有关 ?却未涉及 .理论和实践都证明 ,物体除了受孤立的万有引力或重力之外的不平衡外力作用时 ,牛顿第二定律都适用(在经典力学范围内 ) ,并且这种合外力跟物体的质量无关 .然而在孤立的引力场或重…     

Black Holes and Photons with Entropic Force

We study the entropic force effects on black holes and photons. It is found that application of an entropic analysis restricts the radial change △R of a black hole of radius RH, due to a test particle of a Schwarzschild radius Rn moving towards the black hole by △x near a black body surface, to be given by a relation RH△R = Rh△x/2, or △ R/λM = △x /2λm. We suggest a new rule regarding entropy changes in different dimensions, △S = 2πkD △l/λ, which unifies Verlinde＇s conjecture and the black hole entropy formula. We also propose the extension of the entropic force idea to massless particles such as photons. It is realized that there is an entropic force on a photon of energy Eγ with F = GM（Eγ/c^2）/R^2, and therefore the photon has an effective gravitational mass mγ= Eγ/c^2.