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从正统物理学出发建立以太物理学
张宏

[摘要] 从亚里士多德开始，人们就不断讨论以太，但到了爱因斯坦时代，人们却开始放弃讨论以太了。在不必考虑以太的情况下，人类经过探索终于得到了现代的物理理论，这个物理理论很管用，可以得到很精确的计算结果，可以成功改造自然界，造福人类，实现人类登月，于是绝大多数的科学家便更加不屑于讨论以太了。现在全人类几乎所有的研究者都错误的感觉到，即使不讨论以太，人类仍然可以在将来发展得很高级，甚至可以实现星际旅行。由于以太无孔不入，以太必然参与到一切物理定律中来，我们可以巧妙的利用已知的物理定律来反推以太的运动规律。如果说从本文的推论一到推论五还不足以说服人们相信以太理论的话，那么推论六则是一个有力的证据，使人们不得不重新重视以太理论。
[关键词] 以太，惯性力，引力场。
Establish ether physics through the orthodox physics depart
Zhang hong
[ abstract ] starts through much moralss of more second armyman of liner ，People continuously talk about ether ，Yet reach being fond of as a result of this smooth age ，People yet start abandoing talking about ether 。Being living not needly consider below the ether situation ，Mankind go through to probe obtainning the contemporary physics theory at last ，This physics theory is very effective ，The very exact computational solution may be obtain ，May succeed reform nature ，Bring benefit to mankind ，Achieving mankind mounts the moon ，Then the scientist of the overwhelming majority simply thinked it scorn to to discussion ether more furthermore 。Now nearly all research persons of all humanity wholly mistaken are conscious of ，Even if not talking about ether ，Mankind yet may be living future develops very high-qualityly ，Even to the extent that may achieve the interspace travels 。Since the fact that the ether gets in by every opening ，The ether is certainly haved a hand in up everything physics in the law coming ，We may be clever utilizes the known physics law to come on the contrary to push ether movement regular pattern 。The deduction through the original still is not enough to persuade people to believe in the ether theory up the deduction five in case talking ，Six of deduction is a forceful proof in that way ，Cause people have to value the ether theory once more 。
[ keyword ] ether ，Force of inertia ，Gravitational force 。

从亚里士多德开始，人们就不断讨论以太，但到了爱因斯坦时代，人们却开始放弃讨论以太了。根本原因是，以太看不见、摸不着，与其浪费大量精力与时间在虚无的以太研究上，不如去攻克一些看得见、测得到的实际问题，这样一来，很多研究者必将因为放弃以太研究而在其它科学研究领域取得丰硕的成果。在不必考虑以太的情况下，人类经过探索终于得到了现代的物理理论，这个物理理论很管用，可以得到很精确的计算结果，可以成功改造自然界，造福人类，实现人类登月，于是绝大多数的科学家便更加不屑于讨论以太了。现在全人类几乎所有的研究者都错误的感觉到，即使不讨论以太，人类仍然可以在将来发展得很高级，甚至可以实现星际旅行。这里我要提一个醒，只要还不否定以太的存在，那么一切物理定律，从牛顿力学，到相对论，等等，都是因为以太的存在而存在，在没有以太的极度真空中，物理定律将全部失效，物质将全部消失。由于以太无孔不入，以太必然参与到一切物理定律中来，我们可以巧妙的利用已知的物理定律来反推以太的运动规律。
反推的第一步是进行空间概念的转换。通常人们认为的空间是指人体周围的这个充满空气的一块范围。观察物体在空间中的运动，就可以得出一些力学规律。如果空间中连空气都没有了，就叫真空。真空里肯定有一种到处弥漫的物质，它能传递光线，有人称它为真空介质，有人称它为以太。因此我们所知道的一切物理定律都是在以太中发生的。我们可以称某物体在通常意义的空间中的某种运动为某物体在以太空间中的某种运动。如果进一步进行概念延伸，我们可以把物体周围的以太空间当作是有限大小的以太空间，并且认为这个有限大小的以太空间就是一块待考察的以太物质块。当我们假设某一物体在这个叫做以太空间的物质块内部进行某种运动时，我们可以简称为某一物体在以太中进行某种运动。反过来，当我们假设这个叫做以太空间的物质块相对某一物体在运动时，我们可以更形象的描述为一束以太流流过了某一物体，或者描述为一束以太风流过了某一物体，或者简称为以太流过某一物体。根据相对性原理，我们可以理所当然的认为物体在以太中的运动规律，就是以太流经物体时的作用规律。按照上述反推理念，我们可以利用既有的物质运动规律得到一些非常有趣的以太运动规律。
推论一：根据物理常识，在不考虑空气阻力、地球引力以及其它电磁作用力的情况下，在地表空间中，一个没有受到其它物体直接接触作用的物体，将保持静止或匀速直线运动状态不变。或者说，在地表空间中，一个不与其它物体接触，并做匀速直线运动的物体，除了受到空气阻力、地球引力以及其它电磁作用力之外，将不再受到任何力的作用。如果承认地表空间是由以太充满的以太空间，那么根据上面的分析，以太肯定对匀速直线运动的物体不产生力的作用。因为如果假设以太对匀速直线运动的物体产生力（最有可能的是阻力作用）的作用，那么我们就会意外地发现在地表空间中，一个不与其它物体接触，并做匀速直线运动的物体，除了受到空气阻力、地球引力以及其它电磁作用力之外，还受到一个明显的未知的力的作用。而这种情况从未发生过，也不可能出现。因此我们只能认定以太对相对于以太空间做匀速直线运动的物体不产生力的作用。根据爱因斯坦相对性原理（狭义相对论的第一个基本假设），可以反过来得出一个必然的结论，相对于某一物体做匀速直线运动的以太流对该物体不产生力的作用。换句话说，以太的匀速运动不对物质产生任何推动力，即匀速运动的以太不拖拽物体。光子也具有物质粒子性，因此匀速运动的以太不拖拽光子。在地球表面与地球同步旋转的以太可以在较小范围内被近似看作是相对宇宙背景做匀速直线运动的，因此我们观察不到星光被地球表面以太拖拽的任何现象，即光行差现象并不能否定以太的存在。地球表面的以太附面层是客观存在的，但以太附面层的牵引作用不存在。
推论二：以太就在我们周围，而我们却感觉不到它。无论在宏观还是在微观，以太似乎没有产生任何力的作用。这就叫熟视无睹。因为以太无处不在，所以以太对物质的作用肯定不小，但是我们为什么却感觉不到以太的存在呢？一个有趣的回答是：以太对物质的作用力一定是某种人类已经熟知的作用力，这种作用力长久以来一直被当作是一种不必追究起源的物质固有的基本属性。下面将通过反推法证明，这种作用力就是人们熟知的惯性力。
我们已知，做加速运动的物体，在与加速方向相反的方向上，存在一个惯性力。这个惯性力被定义为物质的固有属性，它等于惯性质量与加速度的乘积。而惯性质量与引力质量成正比，并可以通过选取适当的比例常数使两者相等。我们虽然知道引力是由于引力波或弯曲的空间作用于物体产生的，但是惯性力的起源却没有人能清楚回答，一般都默认为是一种必然属性。就象牛顿发现万有引力定律之前一样，人们都把物体的自由下落当成是一种必然属性，忽视了使物体自由下落的作用力的起源。现在人们仍然忽视着的一个问题是，惯性力的起源。
物体在空间中做加速运动可以通过概念转换而重新描述为：物体在以太空间中做加速运动。前面已经通过反推法论证，物体在以太空间中做匀速运动时，不受到以太的任何作用力。现在我们可以进一步大胆假设，物体在以太空间中做加速运动时，将受到以太的阻力作用，这个阻力与物体的加速度成正比。但是我们发现了物体做加速运动时所受到的任何以太阻力了吗？按通常的看法，没有发现以太所产生的阻力。只不过有一个看起来与阻力很类似的惯性力。既然我们以前说不清惯性力的起源，那就不妨把惯性力与以太的阻力看作是同一个力。于是我们可以这样描述：物体在以太空间中做加速运动时，将受到以太的阻力作用，这个以太阻力就是物体的惯性力，以太阻力等于惯性质量与加速度的乘积。根据相对性原理，可以反过来说，以太空间的加速运动，或者说以太风的加速运动，或者说以太流的加速运动，会对物体产生推力的作用，推力的大小等于惯性质量与以太风加速度的乘积。我们可以说，以太风的加速运动可以带动物体做加速运动，物体的加速度与以太风的加速度相等。反过来可以说，物体的加速运动可以带动以太做加速运动，被带动的以太的加速度与物体的加速度相等。我们可以说，匀速运动的物体以及匀速运动的自然风不能带动以太运动，而加速运动的物体以及加速运动的自然风能够带动以太运动。物体的转动就是一种加速运动，因此转动的物体可以带动以太一起转动。自然界的旋风、龙卷风、台风可以带动以太一起旋转。反过来说，旋转的以太风可以带动物体或空气一起旋转。
为什么匀速运动的以太风对物体不产生推力，而加速运动的以太风却能对物体产生推力呢？借助于流体力学我们可以获得一定的理解。我们都知道，匀速运动的空气或水流是可以带动物体的，这是因为空气或水流在绕过物体时与物体产生了摩擦作用或者说粘带作用，是摩擦力或者说粘滞力推动了物体。而流体的粘滞系数越低，对物体的带动力就越小。当粘滞系数为零时，匀速流体对物体的带动力就为零。以太风正是这种粘滞系数为零的流体。因此匀速运动的以太风不能带动物体运动。那么对于粘滞系数为零，加速运动的流体对物体的带动力还象匀速流体那样是零吗？肯定不是零。因为物体在迎着加速流体一侧所受到的流体压力要大于物体在背着加速流体一侧所受到的流体压力，即存在流体压力梯度。加速流体在经过物体时会产生不规则湍流，而正是不规则湍流阻碍了流体压力的传递，并因此保证了流体压力梯度的持续存在。而匀速流体在经过物体时，或者不产生湍流，或者产生规则稳定的湍流，这样就使得流体压力传递顺畅，进而使流体压力梯度消失。对于以太这种流体的压力梯度可以简称为以太压力梯度。以太压力梯度就是物质惯性力的根本起源。而不规则湍流保证了以太压力梯度的存在。
推论三：按照广义相对论的观点，空间弯曲度是物质所受到的引力的根本起源。那么产生惯性质量的以太压力梯度与产生引力质量的空间弯曲度又有什么区别呢？广义相对论的等效原理认为，一个均匀引力场等效于加速系中的惯性力场。按照反推二中的结论，惯性力场就是以太压力梯度场，因此若把广义相对论的等效原理延伸到以太领域，就可以表述为，一个均匀引力场等效于加速系中的以太压力梯度场。因此可以认为，空间弯曲的本质原因是以太压力梯度。在广义相对论中表示时空弯曲程度的时空度规比较复杂抽象，缺乏直观性。但是以太压力梯度的发现可以使时空弯曲情况变得易于理解。广义相对论中所讨论的短程线的方向就是以太压力梯度的方向，同时也是物体在引力场中运动的方向。
推论四：在狭义相对论中，以一定速度匀速运动的时钟存在一个钟慢效应。在广义相对论中，在一定引力势下，时钟也存在一个钟慢效应。两种钟慢效应的以太作用机制是否相同呢？或者说两种钟慢效应的时空作用机制是否相同呢？在目前的物理研究中，还没有人做这样的类比。但是一旦真正做一下类比，将会得出非常有趣的结论。假定时钟在以太空间中匀速运动会产生钟慢效应，根据相对性原理，以太流在匀速流过时钟时也会使时钟产生同样的钟慢效应。那么一定引力势所产生的钟慢效应的以太作用机制就很可能是这样的：物质所产生的引力场在以太空间中激发产生以太的往复振动即引力波。以太的往复振动就是以太流的往复流动，而以太流的流动可以使时钟变慢。设以太的往复振动的平均速度为u，则u必小于以太的往复振动的最大速度。在研究钟慢等效应时，我们可以粗略认为，一定的引力势产生了平均速度为u的以太流，从而有钟慢等效应的出现。在狭义相对论中，时钟匀速运动的钟慢系数为（1-u2/c2）1/2 。在广义相对论中，引力势所引起的钟慢系数为（1-2GM/c2R）1/2 。令两个系数相等，则可求出u 。
（1-u2/c2）1/2 =（1-2GM/c2R）1/2
则 u=（2GM/R）1/2 --------------------------------（1）
（1）式同时也是星体表面的逃逸速度公式。说明星体所产生的引力场在距引力场中心距离为R处所激发产生的以太流平均速度就是该处的物体逃逸速度。R越小，u越大。说明越靠近引力场源，以太流速度越大。根据流体力学，速度慢的以太流对速度快的以太流存在一个压力。因此在引力源周围存在一个以太压力梯度，方向指向引力源，这就是对万有引力的以太解释。
如果产生以太压力梯度的以太流是匀速稳恒方向的，可以称为稳恒以太流。如果产生以太压力梯度的以太流是往复振动的，且流动方向在三维空间的各向多变、速度多变，则可以称为交变以太流。星体之中的每一个原子都发出一定的以太振动波，星体中所有原子发出的以太振动波汇合起来就一定是交变以太流。因此自然界的引力波都是交变以太流，且交变以太流的平均速度由（1）式确定。当稳恒以太流构成以太压力梯度时，也会产生等效的引力效应。
推论五：按照推论二的讨论结果，物体的加速运动可以带动以太一起做加速运动。那么在加速物体的表面附近，是否有被带动的以太流呢？答案是否定的。因为以太的粘滞度为零，因此加速运动的物体的周围的以太就丝毫不会被粘带或牵连。运动的物体，在它所经过的路径上，也不会留下任何以太流动的轨迹。观察我们周围运动的物体，就可以证明上述观点。假如运动的物体能够在物体后方留下被牵连的以太流，那么我们就会观察到运动物体对静止物体的带动，而这种情况从未被观察到。旋转的物体如果能够产生半径超过物体的以太涡旋，那么旋转物体周围的物质将被牵连带动，而这种情况也从未被发现。因此我们说，加速运动的物体所带动的以太流，仅仅在加速运动的物体的内部存在。我们不能够借助加速运动的物体而产生游离于物体之外的以太流。
推论六：根据推论四与推论五，在空气中不存在因固体物质运动而产生的以太流，因此在空气中只存在两种以太流，一种是因空气本身的加速流动、旋转而产生的以太流，另一种是引力场所产生的交变以太流。交变以太流是一种变加速以太流，是加速流动的以太流，因此是可以带动空气分子做往复振动的，空气分子振动的速度就是交变以太流振动的速度。按照推论四，交变以太流的平均速度就是该处的逃逸速度，因此可以说，空气分子振动时的最大运动速度接近于该处的逃逸速度。在星体外层大气的内部，虽然有少量空气分子可以有一定几率在未碰到其它空气分子时达到逃逸速度，但其逃逸方向却是各向都有的，再加上空气分子的碰撞，因此绝大部分都不会真正逃逸。但是在星体大气层的最外侧，由于空气分子极其稀薄，必然会有一部分空气分子被引力场顺利加速到逃逸速度而离开星体，所产生的粒子流动称为星风。太阳的星风就是太阳风，太阳风的初始速度必然接近于风源处的太阳逃逸速度。现代天文学一直不能解释太阳风的加速机制，其实太阳风是由太阳的引力场加速的，太阳风的能量来自于太阳引力场。太阳风的速度大约介于450公里/秒到1000公里/秒之间，而太阳在光球表面处的逃逸速度为617.7公里/秒，基本上是太阳风速度的平均值。这就可以证明，在太阳的光球层，以太流的往复振动速度大约主要介于450公里/秒到1000公里/秒之间，其平均以太流速度为617.7公里/秒。进一步拓展讲，太阳系每一颗行星、卫星都有星风存在，星风的平均速度就是该星体表面的逃逸速度。地球表面的逃逸速度为11.18公里/秒，此即地球风的平均速度。月球表面的逃逸速度为2.38公里/秒，此即月球风的平均速度。火星表面的逃逸速度为5.02公里/秒，此即火星风的平均速度。依此类推。
如果说从推论一到推论五还不足以说服人们相信以太理论的话，那么推论六则是一个有力的证据，使人们不得不重新重视以太理论。

作者单位：132002 吉林市 工商银行吉林市分行哈达支行综合办公室
作者e-mail: dunwuzher@

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