两束鲜花寓意,诸葛亮和什么树有缘?
从现在流传的诸葛亮相关的记载来看,在南阳武侯祠大拜殿左侧,有两株300余年的银杏树,随着岁月的流失,这两束竟然亲密地相连,融为一体,就像耳鬓厮磨的爱人相偎相依而这银杏树就被称为公孙树,他是有健康长寿,幸福吉祥的象征,银杏叶像一颗心,代表着永恒的爱,或者说一生守候南阳,卧龙岗上的银杏树,寓意诸葛亮与黄野营的爱情天长地久,不随岁月灰飞烟灭而已,永恒天地间,年复一年,深深不息
爱因斯坦的相对论是如何被验证的?
争论一个问题而没有解决它,比解决一个问题而没有争论它要好! ——约瑟夫·朱伯特(1754年-1824年)
这句话什么意思呢?很简单,结论没那么重要,重要的是充分的讨论才能保证我们不会误入歧途。这段话被法国数学学会采用,而成为数学家们的科学信条。
法国作家勒旁告诉我们,乌合之众有一个特点,就是只迷信权威,只接受对或错的答案,他们对得出结论的经过没有兴趣,因为他们不愿使用大脑来思考。
相对论被验证过吗?回答这个问题并不难,重要的是想让人们了解,任何一个观点成为结论之前都有一个讨论的过程,这期间,有许多不同的观点在竞争,只有经过时间考验的观点才能成为一个结论。但是,没有谁能保证这个结论会成为终极结论,因为任何一个反例就能让一切推倒重来,这才是科学的真谛:比结论更重要的是,我们必须建立一种机制来保证科学的发展不误入歧途。只有经得起考验的理论才能称之为科学理论,反之,这些所谓的理论不过是些假说。
我们身处在同一个宇宙,却有经典物理学、相对论、量子力学和弦理论四种观点尖锐对立,结论互不相容的物理理论。理性告诉我们,只有一个能够解释宇宙所有疑问的理论才能称之为终极理论。目前哪种理论符合终极理论的标准呢?请坐好扶稳!答案是,目前的理论没有一个可以自洽地解释宇宙所有的疑问,也就是说,没有一个理论是完全正确的理论。请注意,包括被人奉上神坛的相对论,因为狭义相对论和广义相对论都不能自洽的解释宇宙的运作原理。 抱歉!让人失望了,不过责任不在我,如有疑问,请左转一万公里找爱因斯坦本人去评理。
我们知道,经典物理学认为量子是一种波;相对论和量子力学认为量子是不同的粒子。波动说和粒子说争论了300多年,正当人们沉浸在波粒二象性调和了波动说和粒子说尖锐的矛盾的美梦中时,弦理论有横空出世。弦理论认为量子既不是波,也不是粒子,而是不同振动模式的弦。量子现在不仅具有波粒二象性,而是具有波粒三象性。怎么样,目瞪口呆的感觉还好吗?你觉得哪种理论正确呢? 人性有个弱点,那就是“证实性偏见”。证实性偏见是指个人(包括学者)在主观上支持某种观点的时候,往往倾向于寻找那些能够支持自己原来的观点的信息,而忽视那些对己不利或矛盾的信息,以支持自己想法的现象。人们总是相信自己愿意相信的观点,而对不利于自己观点的客观事实视而不见。回顾300多年的近代物理发展史,我们可以发现,各种解释一大堆,采用哪种解释是看波动说和粒子说谁占上风,谁主导话语权。具体来说,支持波动说的人只会认为波动说的解释正确,支持粒子说的人会认为粒子说的解释正确。事实上,目前认为验证了相对论的证据其实还有不同的解释。今天,我们简要列举几个重要的“证据”,大家看看哪一种解释更自洽。
三个相对论
三个相对论?对!你没有听错。经典物理学也有一个相对论,即伽利略相对论,也称伽利略变换,是经典物理学的逻辑基础之一。经典物理学认为空间由以太构成,以太是一种绝对空间,伽利略变换是物体相对于空间(绝对空间)作绝对运动。 狭义和广义相对论以洛伦兹变换为基础。洛伦兹变换不以空间为参照系,空间为空无一物的真空,物体与物体(狭义相对论称为惯性系,广义相对论称为参照系)互为参照系运动。 两种相对论描述的都是相对运动,两者差别不太大,仅仅是参照对象(参照物)不同。问题是,哪种理论解释符合客观事实呢?
大多数人只知道伽利略坚定支持哥白尼的日心说,反对亚里土多德和托勒密的时空观——地心说,但是,人们不知道具体的细节。 17世纪,地心说的支持者们对哥白尼的日心说提出了质疑:如果地球处于高速地运动中,为什么在地面上的人一点也感觉不出来呢? 1632年,伽利略在《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》著作中给出了答案。假设一艘船的船舱里带几只苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫,当船舱封闭时。无论船以任何速度前进,只要是直线匀速的运动,苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫就可以自由飞翔。但是,当打开封闭船舱顶部的甲板后,苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫都会被风吹到船舱的角落。如果盖上甲板,一切又恢复正常。详见[伽利略,《两大世界体系的对话》,第130~131页]打开船舱的甲板,风就会破坏船舱这个密封的空间,船舱内的空间就与船舱外的空间统一。是否存在绝对空间,船舱是否密封是关键。事实证明,当船舱封闭是,船舱内的空间是一个绝对空间,船舱内部空间与船舱外的空间相对运动。同时,船舱内的空间又是一个相对空间。伽利略用伽利略变换把地心说送进了垃圾堆,并奠定了经典物理学的基础。
但是,新的对手又来了。狭义/广义相对论的洛伦兹变换(事实上和洛伦兹一毛钱关系也没有)的惯性系或参照系没有内部空间,只有质点的性质,也就是说,船只只是一个质点,没有船舱内的空间。洛伦兹变换只有质点与质点之间的相对运动。
我们的地球围绕着太阳旋转,为什么地球上的鸟儿、苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫可以自由飞翔呢?船舱顶部的甲板打开后,为什么鱼缸里的鱼仍在自由的游动呢?即使我们把鱼缸搬到船甲板上,鱼缸里的鱼也可以自由的游动。为什么呢?
还是 举例说明吧。在时速500公里的火车车厢里,一个箱子以5公里的时速拖动,箱子里有一只时速1公里飞行的蚊子。根据伽利略变换,火车相对于对地面上的人来说时速是500公里,箱子相对车厢的时速是5公里,蚊子相对于箱子的时速是1公里,但是,对地面上的人来说,箱子的时速是505公里,蚊子的时速是506公里。 根据洛伦兹变换,火车、箱子、蚊子的时速相当于对地面上的人来说都是500公里。这就是光速不变。怎么样?伽利略变换和洛伦兹变换哪一个符合我们的客观现实呢?
星光偏折现象
星光偏折现象爱因斯坦是从荒村野夫变成科学巨匠的转折点,也是相对论被视为正确理论的转折点。
根据广义相对论的引力模型,星体的引力使空无一物的时空产生弯曲,也就是时间和空间一同弯曲。爱因斯坦认为:过去曾错误地认为物体通过引力来对其他物体的运动发生影响,而现在认为是物体影响其他物体在其中作自由运动的时空几何,改变后的时空中的这种自由运动,就是曾被错误地认为在原来时空中的受迫振动。现在,自然定律是一种涉及时空的几何命题,时空变成了一种度规空间。[爱因斯坦,《狭义与广义相对论浅析》,导读第36页]如图。因为时空的弯曲让我们可以看到恒星背后的星光。
问题来了,如果空间空无一物,那么,是什么在弯曲呢?
经典物理学有没有更自洽的解释呢?当然有。根据费马最小光程定律,不同的煤质中光的传播速度不同,光线的传播路径应是使光尽快地传到终点。光的路径如有很小的偏差,所需时间就会延迟。请注意! 根据光的波动理论,空间介质密度越高,光速越慢,空间介质密度越低,光速越快。以地球大气层为例,越接近地面大气密度越高,距离地面越远(越高)大气密度越低。薛定谔认为:当光从太空进入大气层越深,空气的密度越大,光的传播速度的越慢。虽然在传播速度上差异很小,但是根据费马原理,光线应向地面弯曲。这样,虽然在光速大的较高的大气层中路径较长,但也要比原比沿着较直线路径的光更早的到达终点。诸位一定看见过太阳落到地平线时不是圆的而是扁的,看起来垂直方向的直径好像缩短了,这正是光线弯曲的结果……根据光的波动理论,严格地说,光线只是虚构的意义,光线不是某些粒子的物理路径,而是一种数学图形,即所谓波阵面的正交轨迹,也就是想象的有指向的线。有向线垂直于波阵面,指向波的前进的方向。[薛定鄂《薛定鄂讲演录》207~208页]
(图三,波正面是同心球面,光线是直线)。(图四表示光线弯曲的情形。)
薛定谔用一队正在前进的士兵来描述光的路径偏折原理。如果队伍中的人的步子不一样,右边人的步子小,左边人的步子大,那么队形将出现右倾,即光的传播路径向右偏折。薛定鄂的观点是:只有从波动理论的观点出发,才能正确理解费马原理,才不会感觉费马原理深不可测……从波动的观点看,把所谓的光线弯曲理解成波阵面偏斜更容易一些,因为当波阵面的相邻部分以不同的速度前进时,显然就会出现这种光线弯曲的情况。光线在大气折射时,波阵面的一部分应当偏斜,因为它的左半边处在(大气层的)较高层,这里空气稀薄些,因此比较低层的右半部分要前进得快一些……这是波阵面偏斜理论得出的结论……如此可见费马原理是波动理论的精华。[薛定鄂《薛定鄂讲演录》208页]用经典物理学的波动说来解释,空间弯曲的原理就非常简单,就是空间介质密度的不均匀造成了不同传播路径上的光的速度不同,形成折射现象。如果宇宙空间由以太构成,解释星光偏折现象就非常简单,即以太空间密度不均匀引起了光的折射。
广义相对论的真空空间弯曲和经典物理学的以太空间密度不同引起光的折射,哪一种解释更能自洽呢? 我们知道,经典光学可以自洽地解释海市蜃楼、幻日、佛光等等大气现象,这些都是空气密度不均匀引起的光的折射,是一种大气透镜现象,这是非常简单的科学常识。
空间探测器通讯延迟现象是广义相对论的三大“天文验证”之一(另两个是水星进动和引力红移),1976年的海盗号火星探测器和2003年卡西尼土星探测器与地球的通讯延迟现象被认为是时空弯曲的证明。
时间真的会变慢吗?
根据几何原理,两点之间最短的距离是直线。当电磁波穿过恒星附近密度异常的以太空间时产生折射而沿曲线传播,因为弯曲的传播路径比直线路径的传播距离更长,任何弯曲的路径都比直线路径更长,更长的路径使光需要更长的传播时间。假设光速不变,根据费马最小光程原理,光的路径如有很小的偏差和弯曲,传播时间就会有延迟。用费马最小光程原理可以非常简单地解释航天探测器通讯路径靠近恒星时的通讯延迟问题。恒星附近的时间并没有变慢,到目前为止,没有任何证据可以摧毁时间因果律。事实可以证明,时间的因果律是符合客观事实的铁律!
空间是什么?
引力波是什么在波动呢?爱因斯坦也意识到空无一物的真空不存在弯曲不弯曲的问题,也不存在波动问题。经过反思,爱因斯坦对空间的观念发生了天翻地覆的变化。1920年,爱因斯坦出人意料地在荷兰国立莱顿大学宣称否认以太存在是不合理的,他提出:物理学家在那个从日常生活中抽象出来的有重物质的观念之外,为什么还要建立起存在另一种物质——以太的观念呢?其理由无疑在于引起超距作用力理论的那些现象,以及导致波动论的光的那些性质……19世纪上半叶,当光的性质同有重物体的弹性波的性质之间存在着广泛的相似性已经变得明显的时候,以太太假说就获得了新的支持。光必须解释为充满宇宙空间的一种具有弹性的惰性媒质的振动过程,这看起来似乎是无可怀疑的了。从光的偏振性也好像必然得出这样的结论:以太这种媒质必须具有一种固体特性。因为横波只能在固体中,而不可能在流体中存在,这就势必导致‘准刚性’的光以太理论,这种光以太的各部分,除了同光波相应的微小形变运动以外,相互之间就不可能有任何别种运动。这种理论也叫做静态光以太理论,它从那个也作为狭义相对论基础的菲索(Fizeau)实验,进一步得到了有力的支持,人们从这个(菲索)实验必定推断出,光以太不参与物体的运动,光行差现象也支持准刚性的以太理论……人们可以采取最近便的观点似乎是认为以太根本不存在……然而,更加精确的考察表明,狭义相对论并不一定要求否定以太。可以假定以太存在,只是必须不再认为它有确定的运动状态,也就是说,必须抽掉洛伦兹给它留下的那个最后的力学特征。”[爱因斯坦,《狭义与广义相对论浅析》,第170~174页]
按照广义相对论,一个没有以太的空间是不可思议的;因为在这样一种空间里不但光不能传播,而且量杆和时钟也不可能存在,因此也就没有物理意义上的空间-时间间隔。[爱因斯坦,《狭义与广义相对论浅析》,第175页]
广义相对论以太是这样一种媒质,它本身完全没有一切力学和运动学的性质,但它却参与对力学(和电磁学)事件的决定。[爱因斯坦,《狭义与广义相对论浅析》,第176页]
就这样 以太复活了,以太的拯救者正是以太的掘墓人,有几人听说过“广义相对论以太”呢?是谁在隐瞒真相?是粒子学家还是波动学家?
动钟变慢原理
人们大都认为GPS是验证相对论的动钟变慢效应的证据。 那么,在地球同步轨道卫星上的时钟变快了还是变慢了呢? 真相是:卫星上的时钟变快了! 卫星上的时钟变快了! 卫星上的时钟变快了! 面对铁的事实,崇拜者们只好改口:卫星时间走时快是因为它同时受到时空扭曲效应和时间膨胀效应的双重影响,而时空扭曲效应影响更大一些,引力越大走时越慢,相互叠加之后,它走时仍然比地面快一些。
问题是,是时间有快慢还是时钟走时不稳定呢?怎样解释“二楼钟慢效应”呢? 一楼和二楼的原子钟并无相对运动,两者相距只有几米,谈不上什么时空扭曲效应和时间膨胀效应吧!!!为什么仅仅因为微小的高度的差异就产生相对误差呢?狡辩的一个重要特征就是逻辑混乱。
是卫星在运动?还是地球在运动?相对于卫星,地球处于相对运动状态,相对地球,卫星处于相对运动状态,这才是真正的“双生子佯谬困境”。事实上,地球在自转,也围绕着太阳旋转,太阳围绕着银河系中心旋转,而银河系也在太空中漂零。宇宙中没有绝对静止的物质,也没有绝对静止的时钟。所有的“钟”都是“动钟”,只有假设地球完全静止,即回到地心说时,“动钟变慢”假设才有可能成立。 怎么样,还有人敢说GPS是动钟变慢效应的证据吗?
E=mc²
E=mc²质能公式可以说是神一样的存在。E=mc²的E表示能量,m表示质量,c表示的是光速(约30万公里/每秒)。E=mc²公式可以转换为M=ec²和C=em²,不仅简洁,思路也相当新颖,可以把质量和能量统一在一个公式里,所以备受推崇。人们认为相对论替代了牛顿力学。问题是,目前人类的科技进步依赖的是这个神奇的公式吗?
结论是,小心你的眼珠别掉地上了!因为,E=mc²质能公式根本就无法使用!
E=mc²质能公式根本就无法使用!
E=mc²质能公式根本就无法使用!
我们知道,目前,在宏观领域,经典力学的牛顿力学公式E=1/2mv²不可替代。E表示能量,1/2是系数,m表示质量,v表示速度。从扔块石头到子弹、穿甲弹,从弹道导弹到宇宙空间探测器降落在小行星,所有的计算都依赖牛顿力学公式。微观领域,因为光子和电子无法称量,所以光子和电子的能量计算依赖的都是普朗克E=hν公式。E表示能量,h是频率,ν是普朗克常数,即能量=频率×普朗克常数。目前,微观领域能量和质量的计算依赖的但是E=hν。
麻烦的是,E=mc²公式中只有一种速度,即能量=质量×光速。任何有质量的物质乘以光速都会得到无穷大的结果,无质量的物质(例如光子)则无法计算。我们知道,根据相对论,把任何有质量的物质加速到光速,需要无穷大的能量。这个结论怎么来的?是不是很吊诡?好了,既然大家都认为相对论是正确的理论,那么不使用E=mc²公式是说不过去的。于是,人们想到了一个简单的“解决”办法。费恩曼和他的同事们提议说:“不管在什么情况下,只要这个讨厌的无穷大出现,我们都可以通过引入电子的已知质量来回避这个问题。在现实中,你也许会把它叫做蒙混过关,不过理论上我们称之为重正化。这只是我们遇到讨厌的无穷大——这个在现实中绝对不会出现的情况时所采取的一种数学辅助手段。不过别担心,这种方法是行之有效的,并且在和上面所提及的精密计算吻合的相当好。就这样,我们回避了质量问题,但并没有解决它。它仍像一颗滴答作响的定时炸弹,随时可能引爆。”[《上帝粒子》291页]
需要说明的是,电子的已知质量由普朗克E=hν公式得出。简单的说,重正化就是人们可以心安理得地声称计算结果是根据E=mc²公式得出,但是实际上使用的却是普朗克E=hν公式的计算结果。E=mc²公式根本无法在实践中应用,这是物理界半公开的秘密,但是没人敢于说破。
水星进动现象
根据牛顿引力理论计算,水星进动的速率为每世纪1°32′37〃,即5﹐557.62角秒的进动;实际观察得到水星进动的速率为每世纪1°33′20〃,即5﹐600.73角秒的进动,两者之差为每世纪43.11角秒。而根据广义相对论所计算的进动值在扣除了其他行星的影响后应是每世纪向东进动42.91角秒,这也被认是广义相对论比牛顿力学更优越的证据,即爱因斯坦的计算比牛顿的微扰计算方法更精确。人们认为广义相对论成功地解释了“水星近日点进动”问题。
事实上,两个理论计算数值差异的原因是牛顿使用的是微扰偏微分计算方法。微扰法是一种近似的计算方法,优点是简单快捷。在牛顿的万有引力公式中只有物体的质量因子,而没有自转量,即太阳对行星的引力大小只与太阳和行星的质量有关,而与它们的自转快慢无关,也没有考虑其他行星的引力扰动。爱因斯坦是抛物型偏微分方程的计算方法,只是他的计算不仅有物体的质量,而且也将物体的自转快慢考虑进来。两个没有自转的物体之间的引力与它们自转起来之后的引力是不同的。行星在运动过程中,它的自转轴会慢慢变化,考虑更多的因素当然会得到更精确的数值。也就是说,将这些其他因素考虑进来之后,牛顿引力理论完全可以得到一个更精确的精度。
霍金对此的评价是:在现实中经常发生的是,设计出的新理论实际上是原先理论的一个扩展,例如非常精确的观测水星,发现它的运动和牛顿引力理论预言之间有一个微小的差异。爱因斯坦的广义相对论预言了和牛顿理论略微不同的运动,爱因斯坦的预言和观测的相符合,而牛顿理论做不到(这句话有失公允),这个事实是对这个新理论的一个关键证实。然而在我们正常处理的情形下,牛顿理论和广义相对论的预言之间差异非常小,所以为了所有实用的目的,我们仍然使用牛顿理论,牛顿理论还有一个巨大的优点:用它计算比用爱因斯坦理论简单多了![史蒂芬•霍金《时间简史》,第17页]
需要注意的是,抛物型偏微分方程不是爱因斯坦创建的,不是相对论的专用方程,是通用的数学工具。简单地说,和相对论没有什么关系,谁都在用。
“天文验证”还有引力频率红移。我们知道,频率是波的概念,粒子说无法解释。所以,波动说的解释更能自洽。限于篇幅,就不详细展开了。
综上所述,相对论所有的验证都有波动说和粒子说的不同解释,您认为哪一派的解释更能自洽呢? 科学精神是:理性!怀疑!批判!需要注意的是,比结论更重要的是,我们必须建立一种机制来保证科学的发展不误入歧途。
最后,让我们重温一下先贤们忠告: 我们面对(科学先贤们)不朽的理性群碑,也就是面对永恒的科学灵魂。在这些灵魂面前,我们不是要顶礼膜拜,而是要认真研习解读,读出历史的价值,读出时代的精神,把握科学的灵魂,我们要不断地吸取深蕴其中的科学精神,科学思想和科学方法,并使之成为推动我们前进的伟大精神力量。[牛顿,《自然哲学之数学原理》,弁言第5~6页]
孩子不会写作文该怎么办?
问题不着急回答,先呈上一篇小女三年级时的习作。
看完别划走,下面这篇文字我写的内容很多,相信会对提升孩子写作能力有帮助。
下面是答题时间。
很多家长会发现一个问题,就是孩子看了不少书,背过很多诗,平时小嘴巴巴得比谁都能说。可是一坐在桌子前写作文,要不就是半天憋不出一个字,要不就是流水账,言之无物。平时看的书,背的诗完全用不上。给他辅导下,说一句写一句。老父母们的那种绝望简直是肉眼可见。
什么原因?
很简单,只是因为没有掌握正确的写作方法。说白了,孩子不会写。
有人说这不废话么?会写的话就不关注这个问题了。其实不会写的原因有很多,我们逐一分析下并提出解决方法:
1)积累:现在的孩子积累都不会太差,从小就开始背各类文字,诗词歌赋基本上张口就来。但有没有想过,很多类似的积累是无效的。孩子们对诗词的语境、意境、含义完全不懂,那就无法做到触景生情、信手拈来;
背诵很关键,会用才是王道。我采取的方法是根据诗词写小练笔。比如下雪了,就让孩子把“千山鸟飞绝,万径人踪灭”改成四五十字的一段文字;秋游后,回家就写“霜叶红于二月花”;这样不间断地练习下去,孩子遇到什么场景,自然而然就会引用到相关内容;
2)结构:很多孩子写作文之所以显得空洞,杂乱,主要原因是文章结构不清晰。想起什么来写什么,写到哪里算哪里。
怎么解决?
这个是需要家长给一点儿指导的。我当时就是给孩子画了一张大树的图片。首先是树干,这就是文章的主线;然后是枝叶,这就是文章的各个部分;最后是涂上树干的颜色,画出叶子的纹理,这就是细节。孩子通过这种方式,会对文章结构有了比较清晰的认识,从而在写作时才会有意识地布局。
主线是有顺序的,比如时间顺序,空间顺序,游览顺序等。像上面那篇习作,按四季顺序来写是我给孩子提示的,剩下的内容她自由发挥。要按不同的顺序来锻炼孩子在文章架构上的能力。
3)细节:
孩子的作文之所以显得空洞乏味,主要是欠缺细节描写。有时候是懒得写,更多的时候是不知怎么写。
我的练习方法是:
随便找一支笔,让孩子写一篇500字的习作。这个方法我试着教过很多孩子,在刚开始时,所有孩子都认为不可能。但经过引导后,几乎所有孩子都完成了,有的孩子甚至写了1000多字。下面我们看下引导过程。
问孩子,“这是什么?”
“一支笔”
“一支什么笔?”
“一支钢笔。”
“一支什么颜色的钢笔?”
“一支黑色的钢笔。”
好了,文章的第一句有了,“这是一支黑色的钢笔。”
“请根据空间顺序来描述下这支钢笔。”
孩子在引导下,对钢笔的笔帽、笔尖、笔杆等部分进行详细的描写,这就是对细节的练习。
大部分孩子在写完这部分内容后,最多只有200字左右。
“这支笔有故事么?”
到这时候大部分孩子就睁大眼睛了,一支钢笔还有故事?但大部分孩子都摇头,“没有故事。”
“没有故事就编个故事。”
孩子的兴趣被激发出来,编出各种各样的故事。有些孩子越写越兴奋,写完之后还和我说,“原来作文可以这么写啊。”
4)鼓励:
听说读写,是人类掌握一门语言的必经之路。前面三项都比较容易也应用最多,在“写”这个方面遇到困难也是很正常的。记流水账,文字干巴巴,这都是进阶的必由之路。要随时让孩子练习,并随时给孩子鼓励,让他提升对写作的兴趣。
上面孩子那篇习作,老师的点评可以说是不吝溢美之词。有些地方可能是夸大了,但对孩子信心的提升效果非常明显。
写了很多,希望能对您有所帮助,谢谢。
从造字法看挺属于什么?
一般来说,汉字的造字方法有象形、指事、会意、形声.我国古代对造字法有“六书”的提法,除了上述四种外,还包括“转注”和“假借”.但严格说来这两种应属于用字的方法.
六种构造条例解说
象形
属于“独体造字法”.用文字的线条或笔画,把要表达物体的外形特征,具体地勾画出来.例如“月”字像一弯明月的形状,“龟”字像一只龟的侧面形状,“马”字就是一匹有马鬣、有四腿的马,“鱼”是一尾有鱼头、鱼身、鱼尾的游鱼,“艸”(草的本字)是两束草,“门”字就是左右两扇门的形状.而“日”字就像一个圆形,中间有一点,很像我们在直视太阳时,所看到的形态.
象形字来自于图画文字,但是图画性质减弱,象征性质增强,它是一种最原始的造字方法.它的局限性很大,因为有写事物是画不出来的.
指事
属于“独体造字法”.与象形的主要分别,是指事字含有绘画较抽像中的东西.例如“刃”字是在“刀”的锋利处加上一点,以作标示;“凶”字则是在陷阱处加上交叉符号;“上”、“下”二字则是在主体“一”的上方或下方画上标示符号;“三”则由三横来表示.这些字的勾画,都有较抽像的部份.
形声
属于“合体造字法”.形声字由两部份组成:形旁(又称“义符”)和声旁(又称“音符”).形旁是指示字的意思或类属,声旁则表示字的相同或相近发音.例如“樱”字,形旁是“木”,表示它是一种树木,声旁是“婴”,表示它的发音与“婴”字一样;“篮”字形旁是“竹”,表示它是竹制物品,声旁是“监”,表示它的发音与“监”字相近;“齿”字的下方是形旁,画出了牙齿的形状,上方的“止”是声旁,表示这个字的相近读音.
会意
属于“合体造字法”.会意字由两个或多个独体字组成,以所组成的字形或字义,合并起来,表达此字的意思.例如“酒”字,以酿酒的瓦瓶“酉”和液体“水”合起来,表达字义;“解”字的剖拆字义,是以用“刀”把“牛”和“角”分开来字达;“鸣”指鸟的叫声,于是用“口”和“鸟”组成而成.
转注
属于“用字法”.不同地区因为发音有不同,以及地域上的隔阂,以至对同样的事物会有不同的称呼.当这两个字是用来表达相同的东西,词义一样时,它们会有相同的部首或部件.例如“考”、“老”二字,本义都是长者;“颠”、“顶”二字,本义都是头顶;“窍”、“空”二字,本义都是孔.这些字有著相同的部首(或部件)及解析,读音上也是有音转的关系.
假借
假借就是同音替代.口语里有的词,没有相应的文字对应.于是就找一个和它发音相同的同音字来表示他的含义.例如“自”本来是“鼻”的象形字,后来借作“自己”的“自”.
六书的运用
实际上,古人并不是先有六书才造汉字.因为汉字在商朝时,已经发展得相当有系统,那时还未有关于六书的记载.六书是后来的人把汉字分析而归纳出来的系统.然而,当有了“六书”这系统以后,人们再造新字时,都以这系统为依据.好像“軚”、“锿”是形声字,“凹”、“凸”、“氹”是指事字,“畑”、“奀”是会意字.
在甲骨文、金文中,象形字占大多数.这是因为画出事物是一种最直接的造字方法.然而,当文字发展下去,要仔细分工的东西愈来愈多,好像“鲤”、“鲮”、“鲩”、“鳅”等事物,都是鱼类,难以用象形的造字方法,仔细把它们的特征和区别画出来.于是,形声字就成了最方便的方法,只要用形旁“鱼”就可以交代它们的类属,再用相近发音的声旁来区分这些字.也由于形声字在创造新文字方面十分有效率,甲骨文时代约仅有一半不到的字是形声,但到了近代,有80%的汉字是形声字.还是靠画图案、绳索打结、物品做标记····
爱因斯坦的质能方程怎么推导出来的?
本文较为硬核,请酌情跳过部分内容。
你之前看到的推导过程基本上从一开始就错了。
网上流传的推导方法很多,不过几乎都不是爱因斯坦在1905年的论文中的推导过程。
既然问题中提到了“爱因斯坦的质能方程”,那我就介绍一下爱因斯坦本人的推导方法。这种推导方法非常简单,而且能很好地反应出物理学各个分支的统一性。
然后再谈一下典型的反面教材,也就是从质速关系开始推导的方法,这种推导方法流传甚广,但却是在循环论证。
爱因斯坦的最初推导物体的惯性同它所包含的能量有关吗?
这是爱因斯坦在1905年写的一篇论文的标题,其中有一个简单的推导过程,不过为了让大家看得更明白,本文把推导过程进一步简化并加入一些额外的说明。
这与原文有出入,但是思路是一样的。想象一个物体,在某个参考系(参考系1)中静止,此时它的能量是E0,然后它向两个相反的方向各发射了一个光子,这两个光子的能量相同,两个光子的总能量是L。
两个光子的能量相同,就说明动量也相同,所以物体依然静止,发射光子之后的物体的能量是E1。
现在换一个参考系(参考系2),重新看待上面的过程。在这个参考系中物体原本做匀速直线运动,能量是H0,然后它向运动方向的前后各发射了一个光子。
发射光子之后的物体依然做匀速直线运动,此时物体的能量是H1。
接下来就要把两个参考系中的能量守恒方程联系起来,联系的途径就是光。
光子的能量和频率成正比,这就是普朗克公式,具有普遍意义,在这里可以使用(别以为这个公式只能在量子力学里出现)。
在参考系1中,两个光子的能量相同,所以频率也相同。而在参考系2中,光会产生多普勒效应,这会使参考系2中的光子频率和参考系1中的光子频率不同。
不同参考系中的光的频率的计算公式可以用简单的分析和“钟慢效应”的公式得到,在这里就直接使用了,感兴趣的读者可以看我之前写的文章,评论区里会附上链接。
根据普朗克公式可以知道,光子的能量之比就等于频率之比,这就可以让参考系1和参考系2中的光子能量建立联系。
我们可以重新写出两个参考系中的能量守恒方程:
然后就需要做一些近似,把参考系2中的光子能量公式做一个被称为“麦克劳林展开”的操作,大家不必对这个操作感到恐慌,其实我们常用的十进制数字就使用了类似的思想。
做了近似之后,经典力学中的动能公式也可以借用一下,物体在参考系2中的能量应该比参考系1中的能量多了动能。
然后我们就可以发现其中的一个式子似乎可以理解成质量。
物体发射光子,不仅发出了能量,还发出了质量,并且发出的能量和质量之比是光速的平方!
没有简单的严格推导上面的推导过程可能让很多读者都无法满意,这很正常,因为它本身就不是一个严谨的推导过程,仅仅只是相对论力学的萌芽时期的探索。
爱因斯坦在1907年的论文(关于相对性原理和由此得出的结论)里面写了严格的推导过程,不过很复杂。
所有严格的推导过程都要用到麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式,“动体的电动力学”可不是白叫的,没有受过专门的训练是理解不了的,在这里就不提了。
典型的反面教材(质速关系)大部分人都在使用下面这张图片的推导过程,把质速关系式当成了前提条件。
那么质速关系式是怎么推导出来的?
有些人会说:
为了在相对论的速度叠加公式下保证不同参考系中的动量守恒定律都成立,要让质量随速度变化,得出质速关系式。
不过大部分这么说的人只是说说而已,根本不展示具体的推导过程。我也从没见过有人真的按照这个思路推导出质速关系式。
当然,有人真的按照这个思路做过推导,不过是在瞎推导,推导过程中,质量一会儿与速度有关,一会儿又与速度无关,纯粹是胡乱凑出了质速关系式。
注意,用上面的思路是推导不出质速关系的,要是能推导出来就违背相对论了(具体内容在下一小节介绍)。
而且质速关系式是在质能方程提出之后才有的,也就是说质速关系式是质能方程的推论。
你没看错,质速关系式是质能方程的推论!
所以从质速关系式开始推导质能方程的方法都是在循环论证。很多人把注意力都放在了推导过程中的微积分上面,根本就没有考虑前提条件合不合理。
动量四矢量在这里要具体谈一谈上面挖的坑了:
为什么用动量守恒推导不出质速关系式?注意,上面说的动量守恒指的是经典力学中的动量守恒。当然,这也是很正常的事,因为相对论力学已经包含了质能方程,如果用相对论力学中的“动量守恒”去推导,又是循环论证。
动不动就是循环论证,从零开始推导的难度可想而知。这也是爱因斯坦在1905年就提出“质能等价”的思想,却在1907年的论文里才写出严格推导过程的原因。
经典力学的动量守恒和相对论力学的动量守恒的最大区别就是:
经典力学中的动量守恒和能量守恒是独立的,考虑动量守恒的时候可以不考虑能量守恒。相对论力学中的动量守恒和能量守恒是相互关联的,考虑动量守恒的时候必须考虑能量守恒。相对论是用“四维的语言”书写的,就像三个空间维度和一个时间维度组成“四维时空”一样,动量和能量组成了“动量四矢量”。
参考系改变时,动量四矢量也会改变,不同参考系中的动量四矢量之间的变换是洛伦兹变换。
就像下图展示的一样,新的参考系中的动量与旧的参考系中的能量有关,新的参考系中的能量也与旧的参考系中的动量有关。
也就是说,在不同参考系中考虑动量守恒的时候,也一定要把能量守恒考虑进去。
所以用经典力学的方法,单纯考虑不同参考系中的动量守恒根本就推导不出质速关系式。
写在最后质能方程并不是一个可以轻易推导出来的公式。在物理学中,很多知识都是没法速成的,你以为的捷径,往往是陷阱。
凡事还是要脚踏实地,尤其是对待物理学。