恒光速运行 续.docx
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恒光速运行续
恒光速运行续:
少年回忆
我小时候,家住在农村。
上小学时,班级里一共有16人,只有一个班。
我从小身体就很瘦弱、缺钙,长得瘦小枯干。
不但在男生中是第一矮的,就算把女生算上,仍然是第一矮的。
记得冬天教室里生炉子,坐在最前边的我,烤得难受啊。
我从小好静,不好动,性格孤单。
下课了,男生、女生都出去玩了,教室里常常只剩下我一个人。
也不看书,也不学习,就在坐在椅子上,静静的一呆。
由于缺乏运动,我的身子骨果然没有发育起来。
姑姑家、舅舅家比我小一岁、小两岁的妹妹,以前没有我高;后来个子就超过我了,而且一直比我高。
我从小好玩,爱好做实验。
期末考完试,假期作业就发下来了。
作业留得不多,只有数学、语文两本。
开始写作业。
反正老师不会检查,至少不会认真检查。
草草的写完就完事,不管对错。
放假的第三天、第四天,这两本作业我就都写完了。
小学从一年级到六年级都是如此。
只是一年级寒假作业写了十几天。
这不算什么,高年级的学生,他们写作业“分工”,每人写几页作业,然后彼此一抄。
放假了,作业也就“写完”了。
没有任何负担。
这假期玩的多开心啊!
我不像他们那样爱出去玩,倒是看了一假期动画片。
老师非让我写作文,在三年级时让我写800字作文。
我根本就不会写。
我最害怕的就是背课文、写作文了!
我找来一本故事书,每个故事摘一小段抄写,勉强的写了三四百字。
每个假期都让我写,可恶的是作文字数还在往上涨,搅得我假期过的不安宁。
在小学五、六年级时,我迷恋上了做实验。
玩一些放大镜、电池、灯泡什么的。
以前放学回到家,第一件事是写作业。
那时贪玩的我回到家,第一件事是做实验。
到了初中,我又迷恋上了电子实验。
我哥借给我一本书《无线电》,我从废、旧收音机上拆下来一些零件,按照书上做实验。
我太贪玩了,每次回到家,都不写作业,先玩。
每次返回学校,作业都没有写完,锥心刺骨的难受。
初中和小学真是鲜明的对比。
在初三的寒假,只有两三天,快开学了,想起写作业来了。
这一次作业写得太猛了,写了一天一宿。
不但一宿没有睡觉,而且熬了一夜,累得我头晕眼花。
早上我想睡一觉,趴了一个多小时,根本没睡着。
导致开学后一个月,脑袋昏昏沉沉,忽忽悠悠的。
(即便这样,寒假作业也没写完)一次在语文课堂上,老师说:
“别像××同学似的,上课处于睡眠状态啊!
”老师倒是很厉害,竟然看出来我处于“睡眠状态”!
做实验
1.电磁铁
上小学时,我爱做小实验。
有一次在书上读到“电磁铁”:
把导线绕在铁钉上,引出两根导线,接上电池,铁钉就有了磁力。
于是我找来一根长导线,剥去绝缘皮,然后将这根裸导线绕在铁钉上,引出两端,接在电池的正负极上,铁钉根本没有磁力!
是骗人的,还是我没有成功?
偶然有一次,我在电视上看到了制作电磁铁的小实验,是将导线直接绕在铁钉上,没有剥绝缘皮!
这样行吗?
想一想,可以的。
磁铁拥有磁力,它是不需要接触的。
我重新绕制了电磁铁,这一次成功了!
磁极。
一根缝衣针,用磁铁磁化(注意磁极),再用细线吊起来,就成了一个指南针。
电磁铁的磁极如何呢?
和正极相连的那一端是南极,另一端是北极?
我把线圈减少为一圈,(除去铁钉)靠近指南针,连接电池。
结果发现与端的方向无关,而是与线圈是“顺时针”还是“逆时针”有关。
顺着导线的方向,从电源正极出发,如果是“顺时针”的绕向,那么这一面是“南极”;如果是“逆时针”的绕向,那么这一面是“北极”。
后来上了初中,在物理课上学习了通电螺线管“右手螺旋定则”。
发现我曾经研究过的,和定则是一致的。
2.发电机
自感。
还是在小学。
我用一节电池(1.5V)给录音机的插头接电,很意外的发生了“触电”。
(怎么可能!
并没有连接220V市电!
)我在想:
录音机里究竟有什么,有电?
还是有电瓶之类的东西?
重复实验,发现不是在通电的时候,而是在断电的瞬间“触电”。
就一下,不是持续的电。
不知我爸从哪弄来一绺电线,将近一米长。
一根一根的的细电线,我数了一下,90多根。
里面是一根细铜丝,外面一层绝缘皮,线径一毫米。
我找来一根细铁棍,用这些线绕制电磁铁。
一有时间,就把这些线(铜芯)连接起来,缠上透明胶带,做好绝缘。
把线绕在铁棍上,电磁铁越来越粗。
连接电池,磁力很强,已经不弱于普通磁铁了。
用三节电池连接,磁力会不会更强?
果然如此。
我似乎被电打了一下。
每次在断电的瞬间,手指上的筋像是被什么东西挑动了一下。
我似乎明白了。
线圈里的电返了回来,变得更强了。
后来我知道,录音机里是变压器,就是在铁上缠绕着铜线。
之所以会触电,是同样的道理。
发电机。
我小的时候,见过发电机。
我问我爸:
“那里有什么?
”“有吸铁石!
”那时我就知道,用磁铁能够发电。
我开始“研制”发电机。
我知道是用磁铁,却不知怎样发电。
首先必须用铁!
我找来一叠“长方形铁片,夹住一根铁丝(为了不让铁丝乱动,被铁片夹住的部分弄成折线形),用透明胶带把铁片缠上。
一是绝缘,二是固定。
然后在上面缠绕裸铜线。
两手托起铁丝,(并用手指去拧动)转了起来,感觉不错!
我找来一块磁铁,把“发电机”悬空在上面转。
还可以,就是手指头有点吃力。
我找来一个电容器,其中一极连接铁丝,另一极连在裸铜线上。
把“发电机”在磁铁上“转”一会。
把电容器拆下,把它的两极连接扬声器,扬声器响了一声。
这就表明电容被充了电。
于是我认为,发电机制作“成功”了!
可是为什么,电如此微弱呢?
我从旧收音机上拆下了一根磁棒(中波天线)。
把导线绕在上面,做成电磁铁不错!
偶然有一次,我在上面绕了两个线圈。
把一个线圈连接扬声器,另一个线圈连接电池。
扬声器响了。
我知道了!
线圈本身可以发电!
我马上改进发电机:
把裸铜线拆下,改用漆包线(外面带一层绝缘皮)绕制,漆包线刚开始的一端与一端铁丝相连。
在另一端铁丝上缠上胶布(绝缘),又在胶布上缠绕一层裸铜线,作为“环”,(与漆包线末端相连)用一根弹性铜片作为“电刷”。
用铁丝架成一个铁架,铁架钉在木板上,木板上固定磁铁,把“发电机”放到铁架上,“电刷”接上,两根电线引出,连接扬声器。
一切准备好后,转动“发电机”。
扬声器响了!
此时绕制的漆包线不超过20圈。
由于成功了,我重新绕制了漆包线,厚厚的一层。
用做好的发电机发电,扬声器很响,可就是点不亮小灯泡。
(手电筒里的小电珠,用两节或三节电池供电)我又制作了一个“发电机”,改用细漆包线缠绕,厚厚的一层。
(这样圈数更多)用它发电,还是点不亮小灯泡,但可以点亮发光二极管。
以前我一直以为,用电器、通电元件一旦和导线并接,就会“混电”(短路),所以,相当于短路着的电线、线圈本身不可能发出电。
在很长一段时间,我被这种错误的观念“禁锢”了思想,导致发电机没有成功。
在后来我发现了“自感”现象。
它和发电机实质上是同一个道理。
此时我已经快小学毕业了。
后来上了初中,在物理课上学习了电磁感应。
到了高中,在化学课本上,看到了“原电池”原理。
我懂了!
为什么绕制裸铜线的“发电机”,好像成功了,其实并没有成功:
手会出汗(会导电),相当于盐水、电解液。
手去拿“发电机”时,它的铁丝、裸铜线同时与手接触。
铁丝相当于原电池的负极,裸铜线相当于正极。
这一过程,给连接着的电容器充了电。
我被“骗”了!
和法拉第相比,差距仍然很大。
父亲告诉了我用磁铁发电,等于是告诉了我答案。
法拉第先生在研究“电磁感应”时,一定心存疑虑:
到底磁能不能生电?
而我在“研制”发电机时,就没有这样的疑虑。
之所以没能够发出电,是暂时没有找到正确的方法而已。
通过那一次实验,我知道了怎样发电;更重要的是,我从中得到了感悟——想起来、看上去不可能的事,往往是有可能的。
就是在物理这一学科。
它为我后来敢于提出“恒光速”理论,打下了基础。
3.电子实验
在放假的时候,我照着《无线电》书上所写的,开始做实验。
我二舅给了我一台坏了的收录机。
同村的近邻知道我爱“玩”,也给了我一台报废的电子管收音机。
一有时间,就从上面拆零件,可以说电子元件还是很充足的。
我逐渐认识了电阻、电容、变压器、二极管、三极管等电子元件。
由于没有电烙铁,也不会使用,我只能用铜丝连接。
拨开旧电线,取出一绺细铜线(很多根),两根或三根捻在一起,然后往电子零件的引脚上“绑”,需要绝缘的部分用透明胶布粘。
(此时我已经小学毕业了)也不知是怎么的,实验很少成功,可能是零件不行。
我也没有万用表,从来没有过精密测量,也不重视理论。
电学实验伴随着我整个初中(假期),经常失败,使我很苦闷。
父母还总申斥我“贪玩”。
确实是耽误学习了。
我在小时候曾做过很多实验,主要是光学、电学。
这里只写了电学中电磁铁、发电机两小部分和电子实验部分。
做实验的利弊
1.实验过程是对事物直观的、直接的理解。
有的时候,现象就是本质。
电磁铁的发明、应用,说明电流产生磁场;电磁感应现象,说明磁场产生电流。
麦克耳逊通过实验,发现了光速不变现象;爱因斯坦把它作为其中的一个条件,提出了相对论。
光速不变现象就是光速不变原理。
2.实验是一个学习的过程,更是一个探索的过程。
做实验并不是总有好处,其实是有坏处的:
1.费时间、耗精力。
做实验其实是很耗费时间的。
记得我在小学毕业的暑假,几乎一个假期都在做实验。
刚才还是早上呢,再一抬头,下午两点多了。
时间在不知不觉中就过去了,可以说时间过得飞快。
人的热情似乎也是有限的。
在后来物理、化学的实验课上,已经明显的感觉到厌倦了。
2.耽误学习。
在这方面的精力用得多了,在别的方面的精力必然用得少了。
把时间用在做实验,就没有足够的时间学习,也没有时间写作业了。
虽然在物理这一学科没有问题。
3.暗藏危险。
曾记得在小学一年级寒假,我在《自然》课本上看到了“土电话”。
就是在两个圆筒形的盖子,中间连一根线。
把线拉直,在一头说话,在另一头听声音。
我在当时就是找不到合适的盖子。
我又到垃圾堆里去找。
偶然找到了一个,偏偏连着厚厚的玻璃。
我把这个瓶子朝着很远的石头一扔……鼻子流血了!
回家照镜子,鼻梁在流血。
一定是碎玻璃碴崩回来,打在鼻梁子上。
至今落下一道疤痕。
应该庆幸,当年崩回来的玻璃碴没有向左、或者向右偏一点。
4.浪费资源。
为了做实验,我耗费了很多东西。
虽然基本上没有直接花钱。
单说铜线,都是从零件上拆下来的。
有些漆包线太细,轻轻一拽就会断;还有在做实验弄断的线,短的漆包线,都让我当垃圾扔了。
后来才知道铜线那么贵重。
如果人人都像我一样,白白扔掉几两铜线,将会损失多少铜资源?
学习回忆
在上初中时,我学到了物理。
在学到杠杆原理的时候,我感觉到了古人的智慧。
两千多年前,古希腊阿基米德就已经会利用杠杆,并提出了浮力定律。
F浮=G排,实在了不起。
我在当时学习起来都很吃力。
上初二时,在当时刚刚接触公式变换,而浮力又是最难的一章。
一到物理课我就打瞌睡,脑袋前点后仰的。
而且老师说话声音越大,我越是犯困。
下课了,我醒了,也精神了。
但老师讲的东西始终在云里雾里。
托里拆利用一个简单的实验证实了大气压的存在,而且直接测出了大气压的值。
我在当时看到这个实验的感觉:
漂亮!
我小时候也“玩”过水,把一个瓶子浸没在水中,灌满水后,瓶口朝下(倒立),再把瓶子慢慢地向上提起。
只要瓶口不露出水面,里面的水就不会倾泄出来(掉下来)。
我在当时并不明白其中的道理。
到了高中,在物理教科书上看到一个倒立的漏斗,漏斗下面是一个乒乓球。
然后往漏斗的管里吹气。
还有几个实验,没有看懂。
心想:
那又能怎么样呢?
!
当看到伯努利方程的推导过程,才知道压强与流速的关系。
好厉害!
在此之前,我根本不认为压强会与流速有什么关系,就算是凭“直觉”,我也猜不到!
在电学方面,我做的实验是最多的。
觉得那些东西都很简单。
在我很小的时候,就在一本书上看到“磁力线是一个闭合的圈”。
我在当时很不理解。
通过中学阶段物理的学习,我懂了,也相信了。
那么,狄拉克所提出的“磁单极子”的概念必然是错的。
课本上的基础知识,是在漫长的历史中沉淀下来的,是多少代人的努力。
作为一个学生,要懂得它的价值。
在上学期间,我在物理这一学科没什么学不会的,从未缺乏过自信。
(不像现在,反倒是缺乏了自信)我给自己定的目标是,对于100分的物理试卷,成绩在95分或以上,就算“成功”了;低于90分就算“失败”。
事实上我在平时的测验、考试基本上没有失败,但“成功”的时候也没有几次。
在物理这一学科,我从来不在乎在谁“之上”,在谁“之下”。
在初三,我参加了物理知识竞赛(初赛),只有一道题(关于柴油机)没有答出来,图没有看明白。
剩下的题目都答上来了。
我获得了“辽宁赛区二等奖”,却没有资格参加复赛。
中考物理、化学是一张卷纸(理化综合),满分150分。
物理卷的最后一题,我在解答时困难一些。
不在于难,而是复杂(十几分值的题目),我还是第一次见过这么“复杂”的题目。
没有时间检查卷纸。
成绩下来后,知道自己得了142分。
和“成功”的标准还是差了0.5分。
现在回想起来,我并不比别人聪明,而在于“底子”厚(基础好),比别人更“投入”、“热情”,所以物理学得好。
“恒光速”理论的提出
在复习相对论时,看到假设之一“光速不变原理”和麦克耳逊在实验中发现“光速不变”现象。
我想问题的症结不仅仅在于光速不变,而是世间万事万物都在以光速运行,并且与参考系的选择无关。
这又能意味着什么呢?
宇宙中一切事物以某种速率匀速运行,不正是时间的理论吗!
(当然也可以反过来想:
从日常生活经验来看,时间是很普通的。
它应该均匀流逝。
我们所能见到的最快速度是光速,时间的流逝很可能就是光速)有这种可能吗?
要是在平常,或者常人看来似乎不可能。
这个念头一闪就过去了,不再提起。
而研究发电机成功的实验曾经告诉过我——没什么不可能。
这就是为什么我能够抓住“恒光速”理论。
按照这种新思想,光速不再是速度的极限,而是普遍意义上的一个恒量。
我先试想速度有三个方向,
,由于速度增加而引起的相对论效应,只是其中的一个,比如vx。
由于引入的速度太多(三个),太复杂,无法理解。
没有成功。
根据狭义相对论时间的相对性,无限接近于光速时,时间会静止。
我又试想光子是绝对静止的,它所在的空间相当于一个平面,再从静止开始,由一个平面拓展为三维空间。
难以理解的是光子可以朝向任意方向,结果又失败了。
偶然的一次,我在本子上写道
,推出
。
然后嘲笑自己所写:
看,这不就是相对论公式中的
吗!
当时只是写着玩的,开个玩笑,没想到后来“成真”了!
用它来解释时间的相对性。
正、反物质湮灭后,产生光子(能量)。
并不能够完全的称之为“湮灭”。
因为物质并没有完全消失,而是转化成为光子。
我一直怀疑。
若本来就以光速运行,这一切就说得通了。
如果承认“恒光速”,就要舍弃绝对静止;还要解释一般速度是如何形成的。
虽然有很多小问题都在指向“恒光速”,但是其中的每一个都没有足够的说服力。
我想到了一个办法,那就是把它们集合在一起,去证明“恒光速”。
我收集、整理各个小节,就是在2016年整个七月份,到月末大体完成。
后来已经想不出什么了,应该差不多了。
几天后,我从图书馆借阅的《第一智慧》中有关于时间这一节,令我自己感到很吃惊。
又在其中增添“负时间”和“第四维”两小节。
13是一个不吉利的数字。
当我写到“反证法”时,恰巧是第13小节。
我把“时光之箭”和“物质消失”合并为一个小节,这样总共恰有12小节,相当于一年的12个月份。
如果再增添一个小节,我还可以把“一般速度”和“惯性”合并为一个小节,总共仍会是12小节。
第9小节,故事“时间的一致性”,本来我写的是老师教学生。
师教生是天经地义吗!
后来想一想,不妥!
言外之意我是老师,未免显得自己太狂傲。
所以我把“老师”和“学生”对调。
我调换这十几个小节的顺序,使之更为合理,更有说服力(更有力量)。
最后看语句有没有毛病,读起来是否通顺。
后来,又在附加部分中补充了“立体粒子”这一小节。
“恒光速”整篇文档就完成了。