散度01，是受力大小在垂直于面积方向的分量与表面积的乘积，只有正负的差别，如果受力方向平行于表面，这个局部乘积的大小就是零

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以文本方式查看主题 - 成长论坛 (http://www.cedu.cn/bbs/index.asp) -- 亲情港湾 (http://www.cedu.cn/bbs/list.asp?boardid=3) ---- 光学虚像问题的思考——非唯物的不是科学吗？ (http://www.cedu.cn/bbs/dispbbs.asp?boardid=3&id=127022)

-- 作者：董方宏1 -- 发布时间：2009-11-23 19:16:00 -- 光学虚像问题的思考——非唯物的不是科学吗？ 在虚像的解释中，无可避免要有一个假定，就是人眼是如何感觉光的传播路径，当中的一个假定就是，人眼“看到”的光线必定是直线传播的。举例说明，镜中的虚像也是必须假定“镜中”的虚的光线必须是直线才有对称的成像。 更不可忽视的是，这虚拟的光和实际光传播不同的地方就是，实际的光只有在真空中才是直线传播，在非均质介质中倒是曲线传播，在界面时有弯折等，而这个人眼看到的光线却和介质无关，必须是严格按照直线传播的假定才行。譬如，水中的鱼的虚像比实际的鱼的实像浅很多也是这个在水中的光线在空气的延长线不许有弯折的假定才有这个虚像，而相比之下，实际传播的光线却是因为折射而在水与空气的界面处弯折。又譬如海市辰楼的虚像倒是由于实际光线是在空气中曲线传播，而由于人眼感觉却是直线传播从而才有海市辰楼这种高出实像很多的虚像。 一个有趣的思考就是，这个比实际光线的直线传播更普遍成立的光线的虚幻感觉是直线传播更具有是不依赖介质的绝对性。如果考虑广义相对论，引力还导致光线在真空中的非直线传播，实际还不存在直线传播的光线。因此这个感知的直线传播原理居然是这么严格普世成立的一个直线传播的感知原理。 一个疑惑就是，谁能证明这个人眼看出来的虚的光线必须是直线的？更不满的是，无论哪个教科书对这个隐含的假定都不需要对做任何解释甚至假定。 难道这种人的共性的感官科学是不需要证明或者解释的？ 那么科学的基本假定到底是什么？属于唯心的感知领域的虚幻现象的解释不需要有严格的公理吗？ 顺便，实际教育部审批的中学教科书中，有关光学现象的一张虚像图是错的。在玻璃后实像，人眼看到虚像的位置应该是向右错位但看上去是向左错位了。这种错误的出现在唯物论盛行不重视唯心感知解释的中国，到一点也不奇怪。 还有，几乎没有一个中学教师能回答好奇心很强的孩子提出以上的疑问。显然他们的思想早早地被唯物所奴役而禁锢。 难道非唯物的不是科学吗？ [此贴子已经被作者于2009-11-23 19:31:26编辑过]

-- 作者：一身泥巴 -- 发布时间：2009-11-23 21:29:00 -- 请董先生详细解释一下以下问题，根据光的波粒二相性，“实际的光只有在真空中才是直线传播”，光在真空中的传播介质是什么？不依赖于传播介质，在真空中，光为什么不会消失？ 另外，虚像到底是如何形成的？ 谢谢！

-- 作者：董方宏 -- 发布时间：2009-11-23 22:01:00 -- 不明白光在真空中直线传播和波粒二相性有和关系。两者是没有关系的。光在真空中直线传播是光的基本假定，来自于观察的经验：把光源和观察者的直线之间放一个遮光物，就看不见发光体了。 因此，物理最基本的假定来自于感官的经验感知。 真空是什么介质？因为没有人类可感官感知的东西，哪怕光其实也是看不见的（人能看到空气中的直线传播的光线是因为空气的散射，而真空没有散射物质，光线传播的实际线路是看不见的）。因此只有上帝知道！ 所谓光线不依赖于传播介质，是不对的，光的最基本的性质，传播速度就依赖于介质，而且按频率的不同而不同。 光在真空中不会消失的意义不明白。 虚像的形成，是光的传播/反射/折射性质+感官直线传播的几何问题。譬如我可以在这些个基本假定之下，严格证明，镜面反射的虚像与实像反对称全等。 证明步骤如下： 1。直线线段在镜面反射后依旧为直线线段； 2。三角形在镜面反射后依旧为反对称全等三角形； 3。任何实体在镜面反射后依旧为反对称全等； 证明纯为几何问题（我教儿子证明过）。 折射问题也类似。

-- 作者：一身泥巴 -- 发布时间：2009-11-23 22:07:00 -- 以下是引用董方宏在2009-11-23 22:01:00的发言： 不明白光在真空中直线传播和波粒二相性有和关系。两者是没有关系的。光在真空中直线传播是光的基本假定，来自于观察的经验：把光源和观察者的直线之间放一个遮光物，就看不见发光体了。 因此，物理最基本的假定来自于感官的经验感知。 真空是什么介质？因为没有人类可感官感知的东西，哪怕光其实也是看不见的（人能看到空气中的直线传播的光线是因为空气的散射，而真空没有散射物质，光线传播的实际线路是看不见的）。因此只有上帝知道！ 所谓光线不依赖于传播介质，是不对的，光的最基本的性质，传播速度就依赖于介质，而且按频率的不同而不同。 光在真空中不会消失的意义不明白。 虚像的形成，是光的传播/反射/折射性质+感官直线传播的几何问题。譬如我可以在这些个基本假定之下，严格证明，镜面反射的虚像与实像反对称全等。 证明步骤如下： 1。直线线段在镜面反射后依旧为直线线段； 2。三角形在镜面反射后依旧为反对称全等三角形； 3。任何实体在镜面反射后依旧为反对称全等； 证明纯为几何问题（我教儿子证明过）。 折射问题也类似。 虚像的问题明白了。 光在真空中不会消失的设想是因为以下现象：我们能够看到遥远的星球来的光，而星球跟我们之间隔着一段长长的，近似于真空的外太空，对吧？光在其中的传播介质是什么呢？ [此贴子已经被作者于2009-11-23 22:09:31编辑过]

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-23 23:44:00 -- 光的传播规律可以用“最短时间规则”来描述 不考虑相对论效应时，光在均质介质和真空中传播的路径是直线时，从一点到另一点的传播时间最短 在不同传播速度的介质之间传播时，传播时间最短的路径一般不是直线，而是折线，在特例下才是直线 在渐变的非均质介质中传播时，传播速度也是渐变的，这时时间最短的路径是曲线 在反射时，光线到达反射面再折回目标，这时的时间最短路径正好符合反射定律 考虑相对论效应以后，光线的传播路径仍然是最短时间路径，这时光线沿着“弯曲空间”传播 所以，最短时间原则可以描述光线传播的所有规律 光线是一种交变电磁场（电磁波），电磁场可以在真空中建立，因此光线也就可以在真空中传播，因此，真空也是一种介质 人类建立“直线”感觉就是依靠的光线，你想知道桌子边直不直，可以用眼睛去“瞄”，也就是观察桌边是不是与光线路径重合，所以，我们感觉中的直线，就是以光线的传播路径来形成的，而且，我们还没有“第三方旁证”的手段，也就是说，除开光线以外，我们无法获得其他的“直线感觉”，因此当光线走的不是直线时，我们仍然以为那是直线 所以我们能够看到“虚象” 我们的感觉把光线路径默认为直线，这是视觉生理和视觉心理的问题，不是哲学问题，这里扯不上什么唯心唯物的分歧

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-23 23:53:00 -- 物理学、生理学和心理学的问题是一回事，哲学上的唯心唯物是另外一回事，而政治立场又是格外一码事 物理学规律，比如上面说到的最短时间原理，是现象总结的规律，本身不涉及哲学，对同一物理规律，唯心哲学和唯物哲学都可以有自己的解释 哲学本身也是一个具有独立性的学科，它涉及的是对世界的看法，本身不是政治，不同的政治派别可以取相同的哲学观点，同一政治派别的人，也可能信奉不同的哲学观点，唯物主义并不是某一政治派别的专利 老董因为对某种政治反感，因此迁怒于这种政治所信奉的唯物哲学，这已经有点莫名其妙了 然后又用物理学方面的问题去质疑这种哲学，就更没有道理了

-- 作者：一身泥巴 -- 发布时间：2009-11-24 12:49:00 -- 不谈哲学，不谈政治，继续谈光的问题。 自在大哥替我解答了光在真空中传播的问题：光是一种电磁波，真空是一种介质，因此，光这种电磁波可以在真空这种介质中传播。而且，光在真空中是直线传播，在其它介质中，受介质的不均质影响，则会变成曲线。 第二个问题来了： 通过什么实验手段证明光是一种电磁波？理论基础是？请用中学生能听懂的语言。谢谢！

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-24 15:36:00 -- 以下是引用一身泥巴在2009-11-24 12:49:00的发言： 不谈哲学，不谈政治，继续谈光的问题。 自在大哥替我解答了光在真空中传播的问题：光是一种电磁波，真空是一种介质，因此，光这种电磁波可以在真空这种介质中传播。而且，光在真空中是直线传播，在其它介质中，受介质的不均质影响，则会变成曲线。 第二个问题来了： 通过什么实验手段证明光是一种电磁波？理论基础是？请用中学生能听懂的语言。谢谢！   泥巴给我出难题了 这个问题我了解得并不透彻，这就意味着我无法同时满足叙述的简洁和浅显两个要求，既然泥巴提出了浅显的要求，我就做不到简洁了，只能罗嗦一点了 其实这可以作为衡量老师水平的一个参照：如果老师讲课既做不到简洁也做不到浅显易懂，那么，这个老师自己就没有懂，即使讲得正确，也只是在照本宣科；如果简洁和浅显只能同时做到其中一个，要么简洁但深奥，要么浅显而罗嗦，那么这个老师自己是懂了的，但懂得不太透彻；如果能够同时做到简洁和浅显，那么这个老师自己在这个问题上就真的懂了，懂透彻了 为了说明光为什么是电磁波，我需要利用电磁场的麦克斯韦方程，而要说明麦克斯韦方程，我需要讲一下场的特点，所以，我得从一般的场开始，这样虽然罗嗦一点，但也是我的水平限制不得不如此

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-24 18:19:00 -- 我们先来看万有引力 根据万有引力定律，一个具有质量（这里的质量是产生万有引力的充要条件，因此称为引力质量，和牛顿第二定律中作为抵抗加速度因素的惯性质量在哲学意义上是两码事，而两者之间存在严格的正比例关系，正是困惑着科学家们的一个哲学问题，即引力质量为什么恰好正比于惯性质量？至于让引力质量直接等于惯性质量，则只需要改变万有引力系数就可以了，任意两个量只要有无条件的严格正比关系，都可以调整比例系数令其相等）的物体，能够对其它具有质量的物体形成万有引力，引力大小和两者的质量正比，和两者间距离的平方成反比例，而万有引力系数就是为了让引力质量等于惯性质量而确定下来的 因为和距离平方反比，因此两个物体距离越远，引力就越微弱，但始终不等于零，另外，两个物体之间不论间隔有没有其它物质，或者是真空，都不影响引力的存在 这就意味着： 第一，万有引力的作用范围是无穷大 第二，万有引力可以跨越真空传递 这都是万有引力定律的数学形式告诉我们了的，万有引力公式的数学意义就是这样（所以，一个数学公式是必然存在“意义”的，我一直在置疑学校的数学教学忽略数学意义而只重视会不会计算，这是一种残缺的数学教育） 现在，我们把万有引力的作用范围用“引力场”这个术语来描述，那么上面的两条就可以描述成： 第一，一个物体的引力场是无穷大的 第二，引力场可以建立在真空里 这里我们不涉及哲学争论，也就是先不把场当做一种不同于实体物质的不同的物质存在形式去讨论，仅仅看做是为方便描述引入的一个术语，那么，两种描述就仅仅是语言上的不同，没有实质上的新东西，我们就停留在这个层面上继续往下讲 现在，就在这个层面上，我们来介绍引力场的两个十分重要的数学描述：散度和旋度 我们假定有一个封闭的球面包围了一个有质量的点状物体，让这个物体处于球面的球心，然后在球面上假定有一个单位质量的小球，计算小球的受力大小与球面上表面积的乘积，这时就会发现，这个乘积是不变的，因为球面半径增加一倍，力的大小就变成四分之一，但球面表面积却增加成四倍，面积变成三倍，受力大小就变成九分之一，而球面表面积也增加为九倍，这个乘积永远不变，大小和中心物体的质量成正比 如果这个封闭面积不是球面，怎么计算这个乘积呢？就需要计算各点的受力大小与局部小面积的乘积，然后把所有面积上的乘积累加起来，要完成这个计算，需要一种新的数学工具，就是面积积分 现在我们在没有学习面积积分的情况下已经明白了它的数学意义：对受力大小的面积积分，就是把各点的受力大小与周围微小面积的乘积累加起来的一种数学工具 利用面积积分这个工具，我们发现，即使那个封闭表面不是球形，而是任意封闭表面，那个乘积仍然不会改变，仍然正比于球面包围的物体质量 现在我们把这个乘积定义为散度，它的意思我们已经知道了，引力场散度准确的定义是，在一个封闭表面上，一个单位质量物体受力大小的面积积分 力是有方向的，引力的方向总是指向物体本身的，如果我们的封闭曲面包围了一个物体，那么引力的方向就是向内的，假如取这个方向为正，那么可以肯定，计算出来的散度一定是一个正数，而且代表了里边物体的质量大小 这样需要一个补充说明，我们说的散度，是受力大小在垂直于面积方向的分量与表面积的乘积，只有正负的差别，如果受力方向平行于表面，这个局部乘积的大小就是零 如果这个封闭曲面没有包围物体，而是在物体旁边，那么，曲面上单位质量物体的受力方向，就会有时候指向曲面内侧（背离物体的那个部分），力的方向为正，有时候指向曲面外侧（朝向物体的那个部分），力的方向为负，而且，数学推导可以发现，这样计算出来的散度，正负正好抵消，散度为零 结论出来了：当封闭曲面包围了有质量的物体时，散度和曲面内物体质量正比，与曲面的形状和大小都没有关系，也与物体数量没有关系，是代表的内部物体的总质量，当封闭曲面没有包围任何物体时，散度为零 再来考察引力场里一个封闭曲线上的情况，假想这个封闭曲线是一个完全没有摩擦力的轨道，让一个小球在里边滚动 考察这个小球在轨道方向的受力与滚动距离的乘积，这就是机械功的公式，没有摩擦力的时候，它会转换成小球的动能。当小球顺着受力方向滚动的时候，引力对小球做功，小球的动能会增加，逆着受力方向滚动时，动能会减少，现在的问题是，沿着曲线轨道滚动一周回到原位以后，小球的动能会不会和原来一样？ 如果小球的动能在滚动一周以后增加了，这个能量哪里来的，如果减少了，能量又去哪里了？所以，不考虑摩擦力时，滚动一周以后，小球的动能必须保持不变，否则就违背能量守恒定律 就是说，在曲线方向上的受力大小（要考虑正负）与距离的乘积，在滚动一周以后的累计值，必须为零，否则违背能量守恒定律 由于在曲线上任何一点的受力大小和方向一直在变化，所以计算这个乘积的累计值也需要特殊的数学工具，称为线积分，我们仍然没有学习线积分，但已经知道它的数学含义了，它就是计算这个累计乘积的数学工具 把这个累计乘积定义为旋度，也就是沿曲线方向的受力大小的线积分 根据前面的分析，我们知道，在引力场内，任意选择一个封闭曲线计算旋度，结果必须为零，与曲线内部有没有包围物体无关，也与曲线形状和大小无关 引力场的旋度为零，是能量守恒定律的一个体现，或者说它是能量守恒定律的另外一种描述方式 简单总结一下： 1.引力场是万有引力定律的另外一种描述方式，它表示万有引力的作用范围 2.引力场的散度如果不为零，代表假定的封闭曲面包围了实体物质，散度的大小代表被包围物质的质量，散度如果为零，代表假定的封闭曲面没有包围任何物质，内部是真空 3.引力场的旋度必须为零，它是能量守恒定律的必然结果 我们现在就从万有引力定律引出了场、散度、旋度三个概念，它可以推广到其它的场去，其中使用的散度定义和旋度定义是两个专门的数学工具，它就是数学中的“场论”的基本内容 这是为了理解电磁场所做的准备

-- 作者：董方宏1 -- 发布时间：2009-11-24 20:01:00 -- 以下是引用自在在2009-11-23 23:53:00的发言： 物理学、生理学和心理学的问题是一回事，哲学上的唯心唯物是另外一回事，而政治立场又是格外一码事 物理学规律，比如上面说到的最短时间原理，是现象总结的规律，本身不涉及哲学，对同一物理规律，唯心哲学和唯物哲学都可以有自己的解释 哲学本身也是一个具有独立性的学科，它涉及的是对世界的看法，本身不是政治，不同的政治派别可以取相同的哲学观点，同一政治派别的人，也可能信奉不同的哲学观点，唯物主义并不是某一政治派别的专利 老董因为对某种政治反感，因此迁怒于这种政治所信奉的唯物哲学，这已经有点莫名其妙了 然后又用物理学方面的问题去质疑这种哲学，就更没有道理了   这种一统的滥哲学正是导致中国老师讲解时不明不白，教科书写得不明不白的原因，想想，不是吗？

-- 作者：董方宏1 -- 发布时间：2009-11-24 20:06:00 --   光线是一种交变电磁场（电磁波），电磁场可以在真空中建立，   等于没有说。因为交变电磁场可以在真空中传播完全等同于光波在真空中传播，而交变电磁场为什么可以在真空中传播？ 这里无论交变电磁场还是光波，毫无为什么可以在真空中传播的道理，只能说是—— 观察事实。

-- 作者：董方宏1 -- 发布时间：2009-11-24 20:11:00 -- 而且，波粒二象性，一种另外的解释是粒子的光子打出去的，那么真空中光子当然可以直线穿过。 因此，光在真空中直线传播永远只能解释为是观察事实。当中不可能有深奥的为什么，因为真空是什么我们根本不清楚。

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-24 20:23:00 -- 以下是引用董方宏1在2009-11-24 20:01:00的发言： 这种一统的滥哲学正是导致中国老师讲解时不明不白，教科书写得不明不白的原因，想想，不是吗？   唯物主义哲学本身并不滥，辩证法本身也不滥 当把这种哲学与某种政治主张捆绑起来，为了政治需要，做出牵强附会的解释，它才滥了 滥的不是哲学，是哲学和政治的捆绑关系，是政治绑架了哲学造成的 我是信奉唯物主义和辩证法的，但我不认同那种捆绑起来的“政治哲学”，我不承认那是唯物主义哲学的本来面目 你直接把唯物主义哲学称为“滥哲学”，是伤害了我的感情的，因此我完全可以反唇相讥，说你脑子里装的才是一堆滥哲学 就好比宗教信仰一样，我信奉无神论，这也是一种信仰，虽然不叫做宗教信仰 我不试图说服任何人放弃自己的宗教信仰，这是我尊重他人信仰自由的表现，而有宗教信仰的人如果总是试图说服我放弃无神论，那就是不尊重我的信仰自由的行为了，这是伤害我的感情的，就像我如果攻击他人的宗教信仰会伤害人家的感情一样 对哲学观点的选择和对信仰的选择，都属于个人自由，个人是不需要为自己的选择辩护的，宣扬某种信仰或者或者试图说服别人信奉自己的信仰时才需要理由，对哲学的选择也一样

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-24 20:27:00 -- 以下是引用董方宏1在2009-11-24 20:06:00的发言：   光线是一种交变电磁场（电磁波），电磁场可以在真空中建立，   等于没有说。因为交变电磁场可以在真空中传播完全等同于光波在真空中传播，而交变电磁场为什么可以在真空中传播？ 这里无论交变电磁场还是光波，毫无为什么可以在真空中传播的道理，只能说是—— 观察事实。   物理学是事实科学，它的所有理论的最权威的来源就是观察事实，本身并不需要任何先验的“道理” 物理学中的推导原理，才有道理可讲，因为它可以从其他来自观察事实的原理推导出来 你这里质疑的，恰恰是物理学和其他所有自然科学的基本特点——一切基于观察事实 你觉得这不妥，只说明你不了解科学的本质

-- 作者：董方宏1 -- 发布时间：2009-11-24 20:28:00 -- 以下是引用一身泥巴在2009-11-23 22:07:00的发言： 虚像的问题明白了。 光在真空中不会消失的设想是因为以下现象：我们能够看到遥远的星球来的光，而星球跟我们之间隔着一段长长的，近似于真空的外太空，对吧？光在其中的传播介质是什么呢？ 这个问题难了。第一光波没有振幅只有不明不白的亮度（这不是波的特性），如果有振幅可定义，那么在真空中没有阻力或吸收振幅不衰减。这大概是你问的根据。但注意光的亮度随离开光源距离增大而减少。这是因为传远时，辐射的面积增大而减少，因此，八方四射的光线密度是减弱的。 因此，遥远星球的光波，我们看不见的太多了。 光波在真空中传播的介质曾认为是一种以太的物质。但后来从未搞清楚这种以太的介质是什么，这个不清不楚的“以太”概念就淘汰了。 但并非人类已经搞清楚了真空到底是什么。 人类搞不清的东西是： 1.光到底是波还是粒子？ 2.真空是什么？ 3.光如果是波，为什么可以在真空中传播？（声波，水波等必须有介质而不能在真空中传播，但偏偏光波则可以，这就使得要不光奇怪要不真空奇怪，但两者却遗憾都是没有一个搞清楚的）

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-24 20:34:00 -- 以下是引用董方宏1在2009-11-24 20:11:00的发言： 而且，波粒二象性，一种另外的解释是粒子的光子打出去的，那么真空中光子当然可以直线穿过。 因此，光在真空中直线传播永远只能解释为是观察事实。当中不可能有深奥的为什么，因为真空是什么我们根本不清楚。   波粒二象性，其中的“波”代表光是一种电磁波，“粒”代表它具有量子效应，即光所携带的能量不能连续细分，存在最小的单位，即“能量子”，简称量子，而所谓光子就是“光线的能量子”的简称，并不是你理解的能够“打出去”的小球状的粒子的意思 普通电磁波仍然存在量子效应，量子现象是普遍存在的，虽然某些时候无法观察到，但那只是实验手段限制了的 因此，普通的无线电波也一样具有波粒二象性，它不是光线的专利

-- 作者：董方宏1 -- 发布时间：2009-11-24 20:37:00 -- 光是非常做弄人类的迷。 1.宇宙最大的速度； 2.宇宙最小的质量（静止质量为零）； 由此，光子的速度和质量的准确测定没有其他参照物了。而光子就作为测定或观测其他万物的最基本的参照物。 3.是波只有频率却没有振幅； 4.是波却又有粒子性； 5.能确定位置时却确定不了动量，反之也然。量子中光子的不确定性最大。

-- 作者：董方宏1 -- 发布时间：2009-11-24 20:40:00 -- 以下是引用自在在2009-11-24 20:34:00的发言：   波粒二象性，其中的“波”代表光是一种电磁波，“粒”代表它具有量子效应，即光所携带的能量不能连续细分，存在最小的单位，即“能量子”，简称量子，而所谓光子就是“光线的能量子”的简称，并不是你理解的能够“打出去”的小球状的粒子的意思 普通电磁波仍然存在量子效应，量子现象是普遍存在的，虽然某些时候无法观察到，但那只是实验手段限制了的 因此，普通的无线电波也一样具有波粒二象性，它不是光线的专利 所谓的“打”指的是发射粒子。在双缝实验中发散的光子就是可以理解为“打”出去，更有辐射理论中，完全可以把光子看成粒子。

-- 作者：董方宏1 -- 发布时间：2009-11-24 20:46:00 -- 自在是无线电的概念去理解光比较多，因此解释上偏于电磁波。实际光的性质很多，譬如搞（黑体）辐射的，不会用波的角度特地去看光，用光子的粒子性就可以了。 顺便，光子的波粒二象性争论，并非在普朗克之后才出现，而在牛顿的时候就有了。

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-24 20:46:00 -- 机械波和声波都是依靠原子或者分子之间相互作用来传递的，所以必须要在有原子存在的地方传递，真空中自然无法传递 引力、电磁力都属于“长程力”，不像弹力和空气压力一样本质上是“接触力”，它可以跨越真空传递 因此电磁力引发的电磁波可以在真空中传递，如果能够观察到“引力波”（它应该是存在的，只是目前无法观察到，因为引力太微弱，引力突变又太难产生），应该会发现它也可以在真空中传播 至于为什么引力和电磁力是长程力，那是“观察事实”，没有道理可讲，也不需要硬性的讲什么道理 至于弹力和空气压力为什么是接触力，则可以讲道理，用原子和分子间的电磁力可以解释它

-- 作者：董方宏1 -- 发布时间：2009-11-24 20:51:00 -- 以下是引用自在在2009-11-24 20:46:00的发言： 机械波和声波都是依靠原子或者分子之间相互作用来传递的，所以必须要在有原子存在的地方传递，真空中自然无法传递 引力、电磁力都属于“长程力”，不像弹力和空气压力一样本质上是“接触力”，它可以跨越真空传递 因此电磁力引发的电磁波可以在真空中传递，如果能够观察到“引力波”（它应该是存在的，只是目前无法观察到，因为引力太微弱，引力突变又太难产生），应该会发现它也可以在真空中传播 至于为什么引力和电磁力是长程力，那是“观察事实”，没有道理可讲，也不需要硬性的讲什么道理 至于弹力和空气压力为什么是接触力，则可以讲道理，用原子和分子间的电磁力可以解释它 这倒也算是一个某层关系的解释——恢复力。

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-24 20:53:00 -- 老董总是喜欢对自己没有真正理解的东西做“深入思考”，所以怪异说法一大堆 我自己其实也有这个毛病，只不过，我知道这一点，所以在对理解不透彻的东西进行思考的时候，思想深处会有一种“谦虚”，不会那么理直气壮，我只有在了解比较透彻一些的领域，才会理直气壮一些 我不喜欢和老董争论科学问题，根本原因就在这里 还记得有一次老董从我这里听说一些控制论术语，在没有明白其真实含义以前就“深入思考”起来了，令我哭笑不得，只好不理睬了事

-- 作者：一身泥巴 -- 发布时间：2009-11-24 21:37:00 -- 我找到一个关于引力和电场力的最佳答案（给自在大哥参考一下，以便更简单地解释光是一种电磁波的问题）： 引力 所有物质，之间互相存在的吸引力，与物体的质量体积有关。物体如果距离过近会产生一定的斥力。 引力为什么产生，牛顿发现了引力问题，是他在思考问题时被苹果砸在头上。想到了引力的问题。 但是对为什么产生引力目前没有解释。 引力的产生与质量的产生是联系在一起的，质量是由空间的变化产生的一种效应，引力附属质量的产生而出现。 电，是万物之本，它在宇宙中无处不在。跟“电”发生作用的只有两种力：一是磁力，二是电场力。地球确实存在磁场，但磁力除了对铁镍等金属“情有独钟”，对其它物质几乎不起作用，——它不具备“万有特征”。具备“万有特征”的力只有电场力。学过基础物理的人都知道，电场对所有的物体有作用力。带电的打印纸能吸到皮肤上，也能吸到金属上；带电的玻璃棒能吸引任何轻小的物体，纸屑、毛发、小蚂蚁，都会被电场引力捕获。 气象部门证实，地球大气存在电场，地表存在负电场，电离层下部存在正电场，正负电场间的电势约为三十万伏。而且，这个电场间存在着随高度递减的“电势梯度”：地面附近高度每米的电势为120伏（海洋表面要高出10伏），而上升10公里处，每米高度的电势下降到3-4伏。这个大气电场的“电势梯度”说明了什么呢？ 环境保护部门证实，地球表面附近的空气中总是存在着一定数量的负离子，个别地区空气中的负离子含量高达每立方厘米2万个。有关科学家认为空气中负离子的标准值是：每立方厘米应该含有4千个以上。如果哪个地区低于这个值，环保部门就会认为此地区的空气不够清新。物理学的对称性表明，有多少负离子存在，就应该有多少正离子同时存在，这些多余的负离子从何而来呢？而且，太阳每时每刻都在向地球抛来大量正电粒子，这些粒子时刻都在“消灭”（中和）着负离子。千百年来，空气中的负离子生生不息，显然是有着不竭的源泉的。 “电势梯度”和“不竭的负离子”都可以证明地球内部有更强的电场。 很久以前，许多地球物理学家对地核一直迷惑不解：离地面5000公里内的物质为什么与液态物质不一样？这是地震学家在观察地震波的传播情况时发现的：地震产生的纵波偶尔能在本来不该出现的“阴影区”内出现。丹麦的莱曼博士认为只能用“固态地核”来解释，这得到了著名科学家古登堡的赞同。后来科学家们根据地震波的传播情况证实了“固态地核”的存在。 地核的确应该是固态的，是什么样的固态呢？多年来，很少有人深入探讨这个问题。 据科学推算，地心的压力为360万个大气压；地核的温度可达到6000K，与太阳表面温度相当，这样的环境甚至具备热核反应的条件。研究这样一个高温高压的地方，如果用常规物质去对号入座，那无疑是十足的傻瓜。在这种巨大的高温和高压中，“固态地核”绝对不可能是我们常温状态下的固态物质，更不可能是一些人所说的“铁核”。 根据物理学的原理，地核应该是一个由大量的正离子挤压在一起形成的“正电核”，它具有惊人的密度，存在着强大的正电场，这是必然的，也是符合客观实际的。 这可以从物理学的电子能级理论和量子理论推知。 丹麦物理学家阿•玻尔的原子理论认为，绕核运动的电子分布在不同能级的轨道上，当电子吸能（受热）后它会向外层跃迁，释能（放热）后会向内层进动。这种理论因为与实际符合得很好，所以让许多人接受，后来量子理论对之进行了补充和完善，形成了一幅比较真实的原子模型图。 这个原理可以用液体汽化制冷等现象加以证实，也可以用热胀冷缩现象加以描述。 在自然界，几乎所有物质的原子在吸收能量（受到高温）后都会发生电子轨道半径的变化，当电子得到足够大的能量时，其运动速度会达到挣脱原子核引力束缚所必须的逃逸速度，这时的电子将脱离原子核的正电场束缚而逃逸掉。 这也可以用核聚变反应的原理来证实：原子在受到巨大的高温和压力时，大部分核外电子会逃逸掉，最后剩下裸露的原子核。也只有这样，两个原子核才会有机会“亲热”——聚合在一起发生威力极大的聚变反应。 原子的核外电子在高温和高压中逃逸的现象，是必然产生的。这也是物理学的“温差发电”原理。 在巨大的压力和高温中，地核物质中的电子将获得巨大的动能，必然造成大量逃逸，地核会成为一个由大量失去电子的正离子挤压在一起的固态的物质核，这些正离子依靠彼此间的斥力，抗衡着宏观电场引力造成的巨大压力。在地核中心一个小体积内，物质完全由中子和质子构成，我们甚至可以把它看成是一个巨大的原子核。 地核中的大量电子向外层逃逸，但大多数不会逃得太远，因为它们仍然受到地核总体的正电场引力、地幔物质的电阻作用和磁场中的安培力，所以大多数电子只能分布在地幔层与地壳之间的一个低温层面上，形成一个球形的负电层。 但有少量的逃逸电子会克服重重阻力而游离到地表以上，在大气层中的各个层面上（云层、臭氧层、电离层）逗留，最终向太空中逸散。 电子在地层中形成的负电层是一个对内封闭、对外开放的电场，由于有地核的正电场与之相对，就构成了一个内外极式的“电容器”。在这个电容器中，正负电场的电性互相抵消，而且有“几公里甚至几十公里厚的地壳”这个大绝缘层，因此，宏观地看，地表总是显示出中性的特征。 地内电场产生的强大的引力，就是我们感受到的重力。它不仅牢牢地吸引着整个地壳，它还透过地壳吸引着地表上面的一切物质，并与其它星体产生作用力。 我们世代生活的这个自然环境，就是一个巨大电场。在地球表面的环境中，地震光、雷电、极光、电离层、磁层等电磁现象一度被各种“部分理论”解释成不同的原因。如果冷静地综合分析这些现象，就会发现，这些现象与地内电场有着本质的联系，这些电磁现象也是存在地内电场的最好证明。 然而，封闭导体有屏蔽作用，这是人所共知的。最简单的疑问就是：如果重力的本质真的是电场力，那么，我们躲进一个铁柜时，体重为什么不会被屏蔽掉呢？其实，当你把一页带有静电的复印纸贴近金属或接近石块时，你就会发现，电场引力对这两种物体的作用并没有什么不同，金属并没什么特殊。 有的科学家发现雷电发生前几百米厚的云层上下表面可聚集到数千万伏特的电压，这个电压之高是如此的惊人，以至于人们无法想象它的巨大威力。然而，对于地内电场的相对电压来说，云层间这个电压不值一提，因为云层中的电场，只不过是地内电场的 “感应电场”。 地内电场是个巨能的、对外开放式的非均匀电场，它与匀强电场有着极大的区别。麦克斯韦方程表明：电场线如果终止，只能终止在电荷上。中性的导体上没有足够强的电场相抗衡，所以电场线不会终止。导体内的自由电子虽然可以改变一些电场线的方向，但对引力影响极小。可以说，封闭导体对重力的影响，就好比把一枚绣花针放在“地磅”上，它的影响微弱得甚至不如“误差值”那样明显。 地球的电场特性使它本身在宇宙中就好像是一个巨大的电子，对正电场产生吸引力，对负电场产生斥力，在太阳的磁场中受到洛仑兹力。 多年来，人们把水星轨道近日点的进动说成是对广义相对论的证实，把天王星、海王星的轨道偏离说成是万有引力的结果，都是不正确的。 重力场即电引力场，行星是带电体，太阳系九大行星的位置是由其自身的电场决定的。如果电场的能量发生改变，轨道必然改变，水星轨道、地球轨道的进动和外行星（天王星、海王星等）轨道的偏离都是不奇怪的。 宏观宇宙的结构正如物体的微观结构一样，不仅在运动规律上相同，而且在物理性质上也相同，都是虚空与物质的组合，都是引力与斥力的统一。 在地球物质中，斥力与引力是共存的，斥力被引力所掩盖，没有被科学界重视而已。当我们压缩物体时斥力就会表现出来：对物体施加的压力越大，斥力也就越大。可见，引力和斥力的矛盾统一是物质结合的基本原理。 宇宙中的星体也是物质构成的，只是带电的性质不同而已，同性相斥，异性相吸，都是电场力在起作用。所以，星体之间同样应该是引力和斥力的矛盾统一。这就使我们找到了宏观与微观世界的属于共性的东西。没学过《逻辑学》的人也会得出“宏——微同性”的结论。 引力的本质是电场力，这个原理无论在宇宙长距离，还是在地球上的短距离内，都具有“普适性”。它像一把万能钥匙，不仅能诠释牛顿万有引力理论的缺陷，也能解释广义相对论的不足，还能合理破解许多宇宙和自然界的未解之谜，比如，重力异常、地磁的成因、月球之谜、星体的自转动力、公转动力、恒星彼此远离、大爆炸问题、黑洞问题、行星公转的同向性和同面性等问题都迎刃而解，甚至，困扰物理学界多年的自然基本力大统一问题都得到了合理的答案。 电场力，这把万能钥匙，可以解开从微观粒子到宏观星体的几乎所有的运动和力的问题。 引力和斥力都是电场力，圆周运动在于洛仑兹力。

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-24 21:43:00 -- 我继续来完成泥巴给我出的题目，续第9楼： 两个电荷之间也发现了相互作用力，这就是静电力 静电力的公式在数学形式上和万有引力公式很相似，都是距离的平方反比规律，唯一两个差别：第一，系数不一样，这很好理解，因为两者是完全不一样的物理现象；第二，存在方向性，不仅可能是吸引力，也可能是排斥力，取决于两个电荷同号还是异号，这是因为有两种电荷，而引力质量却没有负的 我们模仿引力场的说法，把静电荷产生的静电力作用范围称为静电场，那么，很容易对比出它的散度和旋度来： 静电场的散度，可以定义为假想封闭曲面上一个单位正电荷受到的力，在垂直于曲面方向上的分量的面积分 它的大小代表被假想封闭曲面包围的电荷大小，而且有正负差别，如果仍然把指向曲面内部的力定为正方向，那么，负电荷周围电场的散度就是正的，因为它对正电荷有吸引力，而正电荷周围电场的散度就是负的。如果觉得这样别扭，可以把指向曲面以外的受力方向定为正的，这样，正电荷周围的电场散度就是正值了，这只是一个定义，不会影响分析问题 同样，静电场的旋度，也必须等于零，否则也一样违背能量守恒定律 这样，我们很简单的就把场、散度和旋度概念搬到静电力的关系上了 如果这时那个静电荷很剧烈的振动起来了，在它附近的一个电荷，会不会受到的静电力也是变化的呢，肯定会 利用物理学公式，很容易计算出一个电荷在特定规律下震荡的时候，另外一个电荷受力情况的变化 但是，实验的结果，和理论分析的结果对不上号，观察事实否定了理论分析结论 这时，考虑到早已经观察到的，运动电荷周围存在磁场，同时磁场可以影响电荷运动的现象，如果把磁场也考虑进去，会不会计算出符合实验结果的规律呢？ 麦克斯韦方程就是这么来的，它把电场规律、磁场规律，电磁感应规律集中在四个方程构成的方程组里，很好的符合了实验观察结果 麦克斯韦第一方程的意思是，电场的散度正比于封闭曲面包围的电荷大小，正负号取决于电荷的正负，这就是刚才已经讨论的静电场的散度公式 麦克斯韦第二方程的意思是，电场的旋度正比于封闭曲面所在的磁场变化律，如果周围没有变化磁场，那么旋度为零，这就是静电场的旋度公式。如果周围存在变化磁场，那么这个方程就反映了磁场对电场的影响，即电磁感应规律的一部分 麦克斯韦第三方程的意思是，磁场的散度始终为零。我们知道引力场的散度代表被封闭曲面包围的质量，静电场的散度代表被封闭曲面包围的电荷，质量和电荷都是物质实体的表现。磁场的散度永远为零是什么意思呢？不存在独立“磁荷”！用术语来表达，就是只有南极或者北极的“磁单体”不可能存在，在一个现实的磁体上，南北极永远不能分离，所有的磁体都是偶极体，同时存在南北极。这也可以理解为，磁现象不是一个独立的物理现象，它是电现象的伴生现象，所以，现代物理学中没有了独立的磁学，而是和电学合并为电磁学了 麦克斯韦第四方程的意思是，磁场的旋度，正比于两个项的合，一个是计算旋度时选取的封闭曲线内部流过的电流，第二是封闭曲线内部电场强度的变化，这个方程反应了电场和电流对磁场的影响，是电磁感应规律的另外一部分 麦克斯韦方程就是由电场散度，电场旋度，磁场散度，磁场旋度四个方程组合起来的，它反应了电场规律，磁场规律以及电磁感应规律，也就是把电磁学的所有规律都集中起来了 可以简单的说，读懂了麦克斯韦方程的数学含义，就能够理解电磁学的全部规律，包括静电学、静磁学、电磁学、直流电路、交流电路、电磁场、电磁波等全部规律

-- 作者：一身泥巴 -- 发布时间：2009-11-24 21:46:00 -- “再看到一则关于光依靠介质传递的解释，在真空中也是这样，证明了我的思考是有道理的。” 首先，光作为一种波，在传递的过程中必须依靠介质，即使在“真空”中也不应例外，所以我们以为的“真空”其实并不空，它应该充满某种介质，是什么能？正如力的载体一样很可能就是无数的能量微粒。由于正负能量微粒在总数上数目相等，因此无法表现出电场的性质，更由于他们如此的小，以至于我们用比它大得多的原子尺度下的探测方法很难找到他们存在的证据，当然只好认定由它们充斥的空间为“真空”，另外，用光线这个最主要的探测工具根本无法看到它们，这就象谁也不能用水波的各种性质来观察水分子一样。可是真空根本不可能为“无”，否则光波是无法在里面运动的，同时光波携带的能量也无法进行传递。所以，能量微粒是光的载体、介质，正是由于这个由能量微粒们组成的能量汤依靠自身密度有规律的变化，使我们看到了光的存在，换句话说，我们看到了能量汤里有规律的密度变化——光线，就像我们用耳朵听到空气的震动一样。 光线速度 光在真空中速度最快，但在诸如玻璃或水中传播的速度明显降低，显然这里的能量密度应高于真空中的能量密度，这说明周围能量的密度可能是影响光速的真正原因，也就是说光在能量密度高的地方速度应该较慢。如果这一假设正确应该可以推测，在星际间的距离的条件下，光线可能将在更短的时间内到达目的地，因为在两地间大部分距离内，能量的密度是比较低的，因此光速可能更快。也许有人要问，光速还能比每秒30万公里更快吗？回答应该是肯定的。因为我们测量的光速是地球上的光速，这里能量密度相对较大，光的速度必然慢些才是。另外，如果我们把麦克尔逊——莫雷测定光在以太中传播的实验搬到地球轨道上的话，只要不是在地球同步卫星上，多半会得到意外的收获，条纹也许会有所移动。真要那样的话，将说明实验仪器和地球周围的能量汤有相对速度。不过这个实验最好不要在太空船里面来做，否则太空船带动的能量汤也许会影响试验的效果。差点忘了，麦克尔逊——莫雷实验所以无法测出光速的差异，根本原因在于试验的场所，他们选择的场所在地球表面，这里的能量汤和实验用的仪器没有相对速度，也就是说他们寻找的“以太”相对于实验仪器是静止的。能量汤所以和仪器保持静止，原因在于旋转的地球带动周围的能量汤与其一起运动，仪器也跟着一起运动，所以正是由于周围的能量汤与实验仪器相对静止，使麦克尔逊——莫雷实验没有得到预期的结果。基于以上情况，光速对于任何参考系均显得相同的假设可能存在问题。我们可以试着对绝对参考系重新做个定义：不存在严格意义上的绝对参考系，但在研究某些问题时可以近似的认为存在相对绝对的参考系。比如在地球周围一定范围内可以粗略认为存在一个绝对的参考系，当然，这个参考系的均匀度是不符合条件的，因此它只在某些情况下才适用。 光线折射 光线在能量密度渐变的环境中传递时，总是趋向高密度的一侧，这就是光线在玻璃表面或水面产生折射的原因，因为在两者的表面都应存在巨大的能量落差，如果当水面或空气中存在密度不均匀时，也会产生该现象，夏天的柏油路面就是一个例子，（由于靠近地面处空气密度较低，分子间距离较远，使得该区域内的能量密度相对较低）。 首先明确一个原则：能量微粒的运动，包括运动状态等信息的传递在不同密度情况下，极限速度存在差别（其实不应说是极限速度，而应说是特定速度，该特定速度在密度一定的条件下一般不会加快或变慢）周围能量密度高，速度慢，密度低，速度快。现在就让我们讨论光线折射的原因： 图中M为密度较高的一侧，N为密度较低的一侧，箭头方向表示一束单色光入射方向，其宽度Z表示该光线的振幅，由于处在A侧的光线首先进入能量密度高的一侧，速度首先下降，而B侧光速度不变，使得光束的振幅Z有被拉长的趋势。但是振幅一旦被拉长，则光线中参与运动的能量微粒间的空隙会加大，使A与B具有相互靠近的趋势，这时C也会由于B的影响向A侧靠拢，影响被依次传递，使外侧能量微粒受到的影响逐渐增大，这类似于多米诺骨牌效应。于是从总效上看，光线通过该界面之后，产生了折射。另外，相对于频率较低的光线，频率较高的光线具有更高的能量，也就是说光线的能量密度较高，能量间空隙也较小，这使得光线在通过界面时将受到更大的影响，所以频率较高的光折射率也较高。 根据以上讨论的折射原理应该可以得到一个推论，那就是同一块玻璃在地面附近的折射率和在太空中的折射率应该有所不同，在地面附近的折射率应该比太空中的折射率要小，原因是地面附近的能量密度较高，和太空相比，地面附近的光线在由真空进入玻璃的过程中，光速的差别小于太空环境中，所以光线折射率变小也是必须的。需要说明一点，光速与能量密度应该成反比，这是一种求和的关系，并非指数级的关系。有一个猜测，那就是哈勃太空望远镜主镜上的球面差问题很可能并非人为误差造成的，根据以上推测，问题是否和光线在地面与太空中折射率的不同有关，通过分析，如果太空中折射率偏高，哈勃望远镜也会出现球面差的效果。 再说说连光线都无法逃逸的黑洞，从能量密度的角度看，黑洞周围应该存在密度极高的能量汤，并且存在巨大的能量落差，按照光线依靠能量传播的原理，我们不难发现，光线不仅在黑洞表面时速度会明显降低，而且巨大的能量密度落差将使光线发生巨大偏折，并最终落向黑洞中心，不管黑洞本身是否发光，我们都无法看到从它那里来的一丝光线。 光波的传递 光波传递也许类似于水波。假设从源头发出100个能量微粒，且微粒做适当的运动，这100个能量微粒不会勇往直前的不顾一切向前冲，并且还做着必要的振动。就像水波一样，100个能量微粒只是把密度和运动状态传给了邻近能量微粒，也就是说从源头发出的100个能量微粒，经过一段距离后，振动的能量微粒已不是原先的那100个能量微粒了。在这一过程中，每一瞬间只有100个能量微粒参与传递工作，且向传播方向上移动很短的距离，并且密度最高点处的能量密度总是该点原先的能量密度再加100，比如该点原先有200，当密度最高时，其密度为200加100等于300。 其实，上述特点并不应该只有光才具备，由能量微粒组成的物质微粒在向前运动时同样具有该特点。也就是说，物质微粒在向前运动时，在保持自旋的基础上，参与自旋的能量微粒始终处于不断更新的状态，没有哪个能量微粒能够自始至终都参与物质微粒的自旋。换句话说，在物质微粒向前运动的同时，自身的组成部分始终处于不断变化之中。同时能量自旋体在得到加速的过程中将吸收能量微粒，使自己的能量密度得到增加，并且自旋速度降低。 （猜测：为什么光线在能量汤密度较高处速度较慢？能量微粒与空间结合的过程需要一定时间，而空间传递这种改变信息的能力却很高，几乎是瞬时的，至少比能量与空间结合的速度要快，因此正是这一结合的过程限定了光的速度，于是参与传递的能量微粒越多，光线速度也越慢。）

-- 作者：一身泥巴 -- 发布时间：2009-11-24 21:50:00 -- 看完了自在大哥的解释，我还是没明白光为什么是一种电磁波，我只是明白了光可以在真空中传递，并且速度更快，从星球表面传递来的光线，比我们在地球上计算的速度更高，因为长长的真空状态。

-- 作者：董方宏 -- 发布时间：2009-11-24 21:56:00 -- 我一般只负责解释清楚自己说的，尤其对曲解的问题。思维方式（有些是几何形象思维，有些是逻辑思维，有些是代数思维）完全是不同的情况下，不可能争论。 看问题可以唯物角度（粒子角度更偏向唯物），形式的角度（波动的角度更偏向形式），也可以用经验的角度（观察的角度更偏向经验）。角度还可能不一样。 “怪异思考”同样可以是很深入的，而且更加深入（不怪异还跳不进去更跳不出来），也非跳跃，只是不在这里企图表达深入的，本来怪异思考就浅薄的问题就理解起来困难，深入的怪异思考用文字来表达更加不容易。

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-24 22:20:00 -- 麦克斯韦方程是“凑”出来的方程，并不是在已经理解了电磁场的全部原理以后，根据道理推导出来的 相反，它是在大量观察电磁现象以后，用数学方法“凑”出来的一个方程 这种方式并不奇怪，万有引力定律也是“凑”出来的，行星运动三大定律是从第谷的天文学观察数据“凑”出来的，而牛顿又根据自己的第二定律加上行星运动三大定律，“凑”出了万有引力定律，但这个定律“凑”出来以后，完全能够预测各种天文现象中涉及的引力关系，所以就作为基本的物理学定律存在了 物理学的所有基本的事实观察定律，或者说，所有自然科学中作为基本定律的数学公式，都是从观察事实中“凑”出来的，至于凑对了没有，则取决于用这些公式预测的新现象是不是与观察事实符合 凡是可以用数学方法，借助其他物理学公式反映的原理推导出来的公式，都属于导出原理，不具备作为物理学基本定律的资格 量子力学公式也都是“凑”出来的 麦克斯韦方程是“凑”出来的，并且可以解释所有的电磁学现象，这说明它是电磁学领域唯一的一组基本原理，电磁学领域的其他所有公式，要么是定义公式，要么就是导出公式 既然麦克斯韦方程是电磁学领域唯一的基本原理，那么，电磁波在真空中和介质中的传播速度，以及电磁波在不同介质之间的折射现象，以及电磁波在非均质介质中传播的曲线路径，是不是都可以用麦克斯韦方程的数学解推导出来呢？那是当然，否则麦克斯韦方程就不具备“电磁学唯一基本原理”的资格了 费恩曼物理学讲义的第二册，就讲了麦克斯韦方程的解，并且用它解释了电磁波的传递规律 这个解表明，电磁波在介质中的传播速度，以及在不同介质中（包括非均质介质）的折射规律，都与电磁波的频率有关，而且给出了关系式 所有的电磁波的传播规律，都应该符合麦克斯韦方程给出的关系式，否则麦克斯韦方程就错了。这一点很容易用电磁波来验证，而且已经验证了 然后，倒过来，既然麦克斯韦方程是根据电场和磁场的散度和旋度给出的，它所有的解应该都反映的是电磁现象的规律，可不可以这样认为，如果一个物理现象的规律，完全符合麦克斯韦方程的解，那么它就应该是一个电磁现象呢？ 这个问题不太好回答，从逻辑上看，就是要估计一个非电磁现象却完全符合麦克斯韦方程的可能性到底是否存在的问题 至少在目前的所有自然科学中，还没有发现完全不同的自然现象彼此百分百的共用同一个数学规律的 现在可以谈正题了：不同颜色的光线的频率，已经测出来了，那么，就可以利用麦克斯韦方程的解来预测一下，光在不同介质下的传播速度，以及在不同介质之间的折射规律，还有在非均质介质中传播的曲线路径，都可以预测出来了，这是以光是电磁波为前提做的预测 实验观察的结果，证明光的传播规律和折射规律，都符合麦克斯韦方程的预测 同样，对伽马射线用麦克斯韦方程给出的预测，也和实验观察结果一致 因此，科学就认为，可见光和伽马射线，实际上都是一种电磁波 这个结论在逻辑上不是绝对可靠的，现在的问题是，这个结论错误的概率有多大？ 实际上，科学的所有结论，逻辑上都不是绝对能够站住脚的，全部的问题就是，这些结论错误的概率到底有多大？

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-24 22:25:00 -- 啰嗦了半天，现在可以用简洁的语言说一下了： 麦克斯韦方程是关于电磁场的基本物理原理，它可以推导出电磁波在不同介质下的传播速度、折射规律 光线在不同介质下的传播速度和折射规律，完全符合麦克斯韦方程的推导结果 因此，我们认为光是一种电磁现象，光波是电磁波的一种 这个描述够简洁了，但我觉得这样说不符合泥巴的浅显要求，所以就啰嗦了一大堆 呵呵，抱歉

-- 作者：董方宏 -- 发布时间：2009-11-24 22:27:00 -- 我估计看了25楼会更加糊涂。什么是能量微粒？而且解释中，光出现了振幅。这些都是薛定谔方程中波函数这个本来带有概率（因而本身含义不清）造成的含糊的解释。 因此不如不解释。

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-24 22:39:00 -- 23楼说引力的本质是电场力，这个说法是没有经过科学界认可的 目前科学界普遍认可的说法是，存在四种基本的作用力：弱力、强力、引力，电磁力，前面两种是微距作用力，只在原子尺寸内有效，后面两种是长程力，在无穷远距离都可以有效 这四种力能够解释目前发现的所有相互作用力，比如弹力、摩擦力、气体压力等等 而四种力互相之间不能彼此解释，也就是无法统一起来 爱因斯坦觉得这四种力可以统一成一种，这就是他在完成了相对论以后，用整个后半生试图完成的工作，即统一场论 但是他没有成功 因此，科学界目前仍然把这四种基本相互作用，当作彼此独立的的作用，不能彼此解释，所以，根据目前科学的现状，不能说引力的本质是电磁力 至于统一场论将来是不是能够研究成功，一是取决于科学发展水平，但更关键的一点，是取决于自然界的相互作用到底是不是只有一种 如果自然界的相互作用不止一种，但也不是四种，而是两种或者三种，那么，统一场论将来应该有进展，其中的两种甚至三种可能能够统一，但不可能最后完成到统一成一种 如果自然界的相互作用就是存在彼此独立的四种，那么统一场论永远不能完成，连实质性的进展都不会有 这就是自然科学的特点——不是科学家想发现什么规律就可以发现什么规律，发现的前提是它本来存在

-- 作者：董方宏 -- 发布时间：2009-11-24 22:41:00 -- 关于波的折射，看维基： http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%85%89%E7%9A%84%E6%8A%98%E5%B0%84%E5%AE%9A%E5%BE%8B 这里有两种著名但很清晰的解释：费马原理和惠更斯的解释。

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-24 22:44:00 -- 23楼相当乱弹琴，很多说法完全没有依据，比老董的说法还要异想天开多了 老董的思考，比23楼的文章，还来得靠谱很多 呵呵

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-24 22:47:00 -- 25楼感觉上和23楼是同一作者 反正都特别“敢”说 无知者无畏，呵呵

-- 作者：天菜 -- 发布时间：2009-11-24 23:05:00 -- 打个岔，想起中学一次实验课，我观察到无论是凹透镜还是凸透镜，都有两个蜡烛的虚像，而且一正一反，问老师居然回答不了，还是自己想通的，遂对这个物理老师不再以为然。

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-25 1:18:00 -- 天菜说的情况，其实并不奇怪，讲解书本知识，要比临场回答问题容易很多 如果我当时是那个物理老师，估计一时间也回答不出来，但如果我看到你说的现象，琢磨一下，应该可以回答，但一定需要琢磨一下 天菜说的现象，是不是与透镜表面形成的反射有关？那么，相应的虚象应该淡一些，因为透镜表面的反射率比透射率低很多

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-25 1:26:00 -- 如果立即就能够回答，只可能是两种情况，一是那本身就属于已经掌握了的基本知识的内容，或者是曾经遇到并且琢磨过相同或者类似的问题 第一次遇到不属于基本知识范围的问题，需要琢磨一下才能够回答，完全正常，只要能够回答，水平就不算低 所以，面对同一个问题，能够立即回答的人，水平不一定比需要琢磨一下才回答得出来的人高 而面对问题，要么立即就可以回答，要么就始终答不出来，这样的人，水平一定很低，只有知识，没有分析问题解决问题的能力

-- 作者：董方宏 -- 发布时间：2009-11-25 11:47:00 -- 以下是引用金志鹏在2009-11-25 9:14:00的发言：   从司乃尔定律可否推出费马原理?(先不管定律、原理的先后顺序） 就是一个数学证明的逆证明。 问这个问题有概念错误：费马原理的适应范围大，是质点运动的宇宙法则，而司乃尔定律则是光子（看成质点粒子）的一个不同介质界面时的费马原理的运用，后者适用范围非常狭窄。 两者适用范围不同，如何能反推？ 更何况，当光看成波动时，还是另外的一种惠更斯的解释。 顺便：波粒二象性在牛顿和惠更斯之间就有争论了，并非要等到爱因斯坦和哥本哈根派之间有争论时才出现。因此，光的发射，看成打出去的粒子，是非常简单明了的中学解释，而且这么幼稚说，就是薛定谔也不能说这是错的。光是什么，是粒子是波动，目前只有上帝可以发言，上帝可以嘲笑辐射光是打出去的粒子。

-- 作者：董方宏1 -- 发布时间：2009-11-25 15:11:00 -- 以下是引用金志鹏在2009-11-25 13:39:00的发言：   不要说的这么玄乎，直白一点，就是那个数学证明能否逆推？ 渔和鱼，解说起来渔费事，但并不玄乎；给条鱼也并非直白，而是目的单纯容易得到满足。 给条鱼：不可逆推！

-- 作者：天菜 -- 发布时间：2009-11-25 15:27:00 -- 以下是引用自在在2009-11-25 1:18:00的发言： 天菜说的情况，其实并不奇怪，讲解书本知识，要比临场回答问题容易很多 如果我当时是那个物理老师，估计一时间也回答不出来，但如果我看到你说的现象，琢磨一下，应该可以回答，但一定需要琢磨一下 天菜说的现象，是不是与透镜表面形成的反射有关？那么，相应的虚象应该淡一些，因为透镜表面的反射率比透射率低很多 你琢磨一下不奇怪，因为你不是物理老师 我觉得物理老师在教这些课程的时候对于这些定理早就应该烂熟于胸 这个老师很耐心也很慈祥，可是我觉得他很死板，而且当时给我的感觉就是把他难住了，而且事后也没有给我答复 因为当时年级组有两个物理老师，另一个我就比较喜欢 我问另一个老师一些问题---比如静止时拿重物原则上说没做功为什么会觉得累，拉弹簧和压弹簧方向不同为什么都是我做功，...这个老师一般能在两分钟内给出我答案。

-- 作者：天菜 -- 发布时间：2009-11-25 15:30:00 -- 扯远了，你们继续讨论光吧 但是突然想到一点---绝对的真空不存在，虽然在宇宙的大多数空间近似真空，可依然受到万有引力和宇宙漂浮物以及稀薄气体的影响

-- 作者：llllllllll -- 发布时间：2009-11-25 16:19:00 -- 读自在兄的帖子,总有"茅塞顿开"的感觉。 我最近在培训班，听一个美国科学家的讲座，已经听了一个星期的课。 他讲的东西实在很简单，是我们以往都已经知道的东西。但是他入手的思想方法和我们惯常的方法不一样。他特别强调“平衡--强迫--偏离平衡--响应（反馈）--回到平衡”这样一个过程。我在听课的时候时常想到自在兄关于“控制论”的阐述。 这是一种高屋建瓴的思维方式，在这种方式下思考问题，联系具体的事情，有毛主席以前所说的“纲举目张”的感觉。

-- 作者：llllllllll -- 发布时间：2009-11-25 23:17:00 -- 以下是引用天菜在2009-11-25 15:27:00的发言： 我觉得物理老师在教这些课程的时候对于这些定理早就应该烂熟于胸. 称职的物理老师应该对相关的问题做过广泛的思考，学生问的问题，大多数都是他已经思考过的。 也有少部分问题是没有思考过的，需要琢磨一下，以后再有学生问，又可以很快给出解答......

-- 作者：棉花 -- 发布时间：2009-11-26 9:05:00 -- 以下是引用自在在2009-11-23 23:53:00的发言： 物理学、生理学和心理学的问题是一回事，哲学上的唯心唯物是另外一回事，而政治立场又是格外一码事 物理学规律，比如上面说到的最短时间原理，是现象总结的规律，本身不涉及哲学，对同一物理规律，唯心哲学和唯物哲学都可以有自己的解释 哲学本身也是一个具有独立性的学科，它涉及的是对世界的看法，本身不是政治，不同的政治派别可以取相同的哲学观点，同一政治派别的人，也可能信奉不同的哲学观点，唯物主义并不是某一政治派别的专利 老董因为对某种政治反感，因此迁怒于这种政治所信奉的唯物哲学，这已经有点莫名其妙了 然后又用物理学方面的问题去质疑这种哲学，就更没有道理了   的确，哲学流派本身没有政治，但其实目前的状况哲学政治化也是存在的。 哲学和物理学也是两回事情。 但是，科学问题的思考到极限的时候，和哲学观也是密切相关的。所以，到了终极问题，哲学观的确对物理学是有影响的。 按照我们的唯物哲学，对世界了解得越多应该越唯物才对。可是，美国那些早期的宇航员们，回来后大都信奉了上帝。对这件事情我是很小时候看到报道，一直对此怀有好奇心，但是也一直没有更多的资料的。不过，从那个时候起，我对唯心的那一套的看法是谨慎的。

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-26 16:05:00 -- 以下是引用棉花在2009-11-26 9:05:00的发言： 的确，哲学流派本身没有政治，但其实目前的状况哲学政治化也是存在的。 哲学和物理学也是两回事情。 但是，科学问题的思考到极限的时候，和哲学观也是密切相关的。所以，到了终极问题，哲学观的确对物理学是有影响的。 按照我们的唯物哲学，对世界了解得越多应该越唯物才对。可是，美国那些早期的宇航员们，回来后大都信奉了上帝。对这件事情我是很小时候看到报道，一直对此怀有好奇心，但是也一直没有更多的资料的。不过，从那个时候起，我对唯心的那一套的看法是谨慎的。             哲学政治化，的确存在，但不是哲学的正道 用哲学政治化的倾向去反对哲学政治化，就是自相矛盾 科学论域内的确存在哲学问题，这部分问题只能在哲学层面讨论，科学无法解决，而科学能够解决的问题，就没有哲学插嘴的余地了，比如现在有人从哲学角度反对进化的存在，就显得很荒唐，进化现象的存在科学已经解决了，从哲学角度去“驳斥”它，就和在环绕地球的航行已经完成以后，还从哲学角度出发去驳斥地球是球体的科学结论一样的荒唐，至于对进化现象本身做哲学思考，那才是哲学的本分 唯物观的基本描述可以简化为：我所了解的外部世界是客观存在的，我对其了解得多少，以及了解得正确与否，都完全不影响这种存在 唯心观可以简化描述为：我所了解的所谓外部世界是我内心思想的透射，它依赖于我的精神世界而存在 不可知论观点可以简化描述为：我根本不知道我所了解的外部世界到底是客观存在，还是依赖于我的精神世界而存在，我无法区分这两种可能性 不管对这个世界了解多少，你都可以在三种基本观点中选择一个，所以，即使对科学知道很多的人，选择唯心主义或者不可知主义，都并不奇怪

-- 作者：自在 -- 发布时间：2009-11-26 16:29:00 -- 可以用黑箱比喻来区分科学与哲学 科学想方设法的把黑箱打开，或者借助输入输出关系去分析黑箱的内部结构，科学对打开了的黑箱做出自己的结论，或者对没有打开的黑箱的分析出来的内部结构模式做出结论，但对结构模式的还没有弄清楚的具体细节暂不发表意见 哲学则对黑箱的内部情况做出尽可能合理的猜测 对于一个没有足够的线索去打开或者分析内部结构的黑箱，属于哲学问题，当一个科学家参与这种猜测时，他也是在干哲学的事情 对于一个部分打开了的“灰箱”，看到的部分属于科学范畴，剩下的部分才属于哲学范畴，因为看到的部分不用猜了 对于能够分析内部结构模式的打不开的黑箱，结构模式是科学的范畴，其余内容是哲学的内容，因为这时虽然没有“看到”，但结构模式已经分析完成，也相当于“看到”了，不用再猜 对于已经完全打开的黑箱，也称为白箱，则完全是科学范畴，哲学不再有发言权（什么都知道了，还猜什么猜？） 科学在研究过程中也要猜测（假说），这时它和哲学没有太明确的区别，但科学一旦在某个方面完成了研究，有了充分的证据，那么就没有让哲学再去猜测的余地了 简单的说，一个科学家常常会做哲学家做的事情，但哲学家却不该做已经完全属于科学范畴的事情 有段时间，世界范围的马列主义哲学阵营对控制论进行了猛烈批判，这种从一种哲学观点出发对一门以实验事实为依据发展起来的科学进行批判的事情，真的很荒唐 我敢说，马克思和恩格斯如果还活着，是不会闹这种笑话的 这就有点相当于，我依据控制原理，设计了一个控制系统，而且让它很正常的运行起来了，实现了全部的预设目标，却有人跑来告诉我，你设计这个系统的理论依据，违反了某个哲学原则，所以是一个“错误”的系统 我只能把这人当做疯子看待……

-- 作者：一身泥巴 -- 发布时间：2009-11-26 21:05:00 -- 以下是引用自在在2009-11-24 22:47:00的发言： 25楼感觉上和23楼是同一作者 反正都特别“敢”说 无知者无畏，呵呵 我还是躲了吧，东抄西抄了两篇，愣是没看出问题在哪，给自在大哥说得那么”无知无畏”，呵呵，先看看再发言了。

-- 作者：旺旺狗狗 -- 发布时间：2009-11-26 23:40:00 -- 有意思。哲学的公用是在看不到的情况下的瞎猜。问题是看。什么是看。碰到光这种东西看不准，科学也是弄两个理论。跟瞎猜差不多。

-- 作者：棉花 -- 发布时间：2009-11-27 8:52:00 -- 以下是引用自在在2009-11-26 16:05:00的发言：   唯物观的基本描述可以简化为：我所了解的外部世界是客观存在的，我对其了解得多少，以及了解得正确与否，都完全不影响这种存在 唯心观可以简化描述为：我所了解的所谓外部世界是我内心思想的透射，它依赖于我的精神世界而存在 不可知论观点可以简化描述为：我根本不知道我所了解的外部世界到底是客观存在，还是依赖于我的精神世界而存在，我无法区分这两种可能性 不管对这个世界了解多少，你都可以在三种基本观点中选择一个，所以，即使对科学知道很多的人，选择唯心主义或者不可知主义，都并不奇怪   这样总体划分的三种思维方式其实就是体现了三种哲学观。 持不同哲学观的人，必然影响他对世界的看法和思维方式。 至于具体到个人，很难说就一个人会绝对坚持其中的一种。真实情况是，人往往会在不同的领域持——客观世界和心灵世界——持有不同的观念。 所以很多哲学家都是大科学家，很多物理学家都是哲学家。基本上都同时在两个范畴内进行探索。 理所当然的唯物主义，让人觉得什么地方不对劲。

-- 作者：棉花 -- 发布时间：2009-11-27 9:01:00 -- 以下是引用自在在2009-11-26 16:29:00的发言： 对于一个没有足够的线索去打开或者分析内部结构的黑箱，属于哲学问题，当一个科学家参与这种猜测时，他也是在干哲学的事情 全文对哲学课科学的划分说的很形象。我关心上面这一句。 ------------ 此时这个科学家持有的哲学观对其科学研究是有影响的，完全持有唯物观的人，会特别强调“眼见为实”，很难突破用现有的现象和联想以及经验来探索未知这一思路。所以很难有大的突破。

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