资源描述：
《惯性质量和引力质量相等原理与马赫原理的自洽问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、1993年第l期《新粗师范大学学报)(自然科学版)惯性质量和引力质量相等原理与马赫原理的自洽问题(物理裴永祥扣牛顿的.,“摘要本文讨论了关于物体惯性质t棍念的两种和马赫的观点应用准马赫—”。原理来论证引力质1和惯性质黄的等效性关键:.。词马赫原理引力质t和饭性质圣子效原理,:在经典力学中有二种质量的概念牛顿概念的惯性质量物体相对于绝对空间的一种—,。性质马赫概念的惯性质量由远方星系确定的物体的一种性质—,,牛顿力学规律只有在惯性系中成立并在伽利略变换下具有不变性但是还有许多的,,变换不能使运动方程(力学规律
2、)不变例如若变换到加速坐标系或旋转坐标系中运动方,,程不配保持它的形式因此只有在一个特定的坐标系即惯性系中运动方程才可以保持它,,,的通常形式那么是什么性质确定哪些参考系是惯性系呢?牛顿回答说一定存在一个““”,与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的绝对空间〔1〕而惯性系就是在绝对空间中静止或相对于它作匀速直线运动的哪些参考系。牛顿还用他的水桶实验来论证绝对:;,;;空间的存在一个装满水的桶a)最初水和桶都静止水面是平的然后让水桶转动b)刚,,,;c,,开始时水未被带动桶转水不转水面仍是平的)过一段时间以
3、后水逐渐被桶带动最后一起以角速度。,,。,转动这时水面是凹的沮)再让桶突然静止水仍以角速度转动水面仍是。,,,凹的由此可见水面形状与水桶的相对运动无关在a)和c)中水都相对于桶静,,,,止而。)时是凹的;但水面在a)时是平的而在b)和d)中水都相对于桶转动可在b)时,。,水面是平的在d)时水面是凹的牛顿解释说只有当系统相对于绝对静止的空间作绝对,。,加速运动时就出现惯性力水面之所以是凹形的是由于水相对于绝对空间转动而受到,,,,惯性离心力的作用的结果情形b)中水虽然相对桶转动但并未相对于绝对空间转动c,,,
4、所以水面是平的;情形)中水虽然相对于桶静止但相对于绝对空间转动所以水面是·24·裴永样引力质t和惯性质t等价原理与马怂原理的自洽问超.,,。凹形的因此按照牛顿观点惯性是物体相对于绝对空间的一种性质马赫否认.,,有绝对空间的存在他说牛顿旋转水桶的实验仅仅告诉我们水对于桶壁,“的相对旋转不显示出任何离心力惯性离心力是水相对于地球或其他天体作相对转动时”,“”,。才显示出来〔2〕即地球或其它天体的质量对决定惯性系有影响这就是马赫原理下,,,,面用一个例子予以说明夜间我们站在星斗之下我们看到满天的星星是静止的这时我
5、们。,,的两臂自然地下垂当我们突然旋转身躯时我们看到有两件事同时发生了一是星星,。,开始旋转二是我们的两臂也被甩向外边牛顿认为这两件事是没有直接关联的而是存,,在着第三者绝对空间相对于绝对空间的转动才可引起惯性离心力是绝对空间的存—,,,在决定了两臂被甩开相反马赫认为不存在这个想象中的第三者关键是上述同时看到,的两现象间有直接联系转动的远方星系决定了两臂的甩开运动即惯性离心力是水—,,(或人臂)相对于地球或其它天体作相对转动时才显示出来的这样正是由于相对于宇宙,,.,中所有星体的转动也正是由于这些星系的相互
6、作用导致了这些惯性力的出现于是马,赫原理也可表述为物体的惯性只有通过周围的质量才能加以决定所以当其它质量—,。移去后物体惯性消失[a]:,看来我们面临着不可回避的选择或都承认存在着牛顿的绝对空间它定义了惯性,,系;即并且典型星系对于它恰好是静止的或者我们必须相信马赫的主张惯性归因于与宇宙平均质量的相互作用.,,爱因斯坦当年创立广义相对论时曾受到马赫原理的启发但后来又不得不摒弃它。,:〔4]按爱因斯坦提出的引力惯性等效原理〔5〕马赫原理可表述为一切惯性力都归之于引力作用。它既不同于牛顿的绝对空间,也不完全与马
7、赫的结论一致,按等效原理表述的:马赫原理应该期望、,。1在物质附近有物质存在时它的惯性应增加2、邻近物体作加速运动时,此物体受到与加速度同方向的加速力。、,。3转动的中空球壳必在其内部产生径向离心力和科里奥莱力,上述结论是先由梯尔令获得[6〕但休斯和伊瓦什等人在实验精度内并未发现马赫原,,理所预言的结果〔7〕况且梯尔令模型把星系当作转动的中空球壳处理时得到我们除受,,,众所周知的惯性离心力外还应受到轴向力这显然与事实不符所以梯尔令模型不能充分证明马赫原理。·25.《新报师范大学学报》(自然科、学版1993年
8、第1期),,,1961年布兰兹(Bran)和迪克(ncke)提出了引力的标量场理论[8〕他们的出发点,。,是马赫的观念即惯性现象是由相对于宇宙总质量分布的加速度而引起的因此各种基,,本粒子的惯性质最并不是基本常数而是代表着粒子和某个宇宙场的作用但基本粒子的绝对标度,2(不是它们的比值比值大体上与宇宙场有关)只能通过测t引力加速度Gm/r。,,来量度这样引力常数G应和标量场甲的平均值有关(在爱因斯坦的引力理论中G是
