物理科学探疑-网友天空-系统观点-张舒润-论证10位空间（五）

论证10维空间（五）
作者：张树润

提要：实物物体不存在“尺缩”。宏观空间X1，2，3存在“尺缩”，实物物体的运动是以空间变化和时间变化同步进行的，不存在没有时间的空间“尺缩”。本文以广义《材料力学》来证明“尺缩”。物质是以时间和空间形式存在，不存在只有空间没有时间的物质。

关键词：广义《材料力学》，光线弯曲，工程《材料力学》，梁的弯曲

    所谓广义《材料力学》就是用应力和应变关系解析宏观空间X_1,2,3，世界空间里充满物质，“空-时”也具有材料力学的性质。建立“应力和应变的关，首先，设空间由无穷多个小单元立方体组成，单元立方体的边长为1，取不变量光波速C=30万公里/秒为一个长度单位,见图-1。本文取X₁-X₂平面作为研究对象。

    1、光通过太阳表面的弯曲是光子的速度变化弯曲线，其中包括空间和时间因素，可谓“时-空” 弯曲线。这里我们把宏观空间X_1,2,3当作梁处理，梁在没有外力作用时，单元立方体平直排列，梁在有外力作用时单元立方体逐个变形，梁产生弯曲。

    在爱因斯坦文集 第二卷 第221页有图-2图样，在广义相对论中有：

    以静止的量杆和计时为准，在引力场中有：

    单位量杆的长度

                    1 - κM/8πR

    单位时间间隔

                    1 + κM/8πR

    单位速度

                    1 + κM/4πR

    当κM/8πR =Δ很小量时，（1-Δ）/（1+Δ）= 2Δ

    在图-2三角形QqA中有sinα= V/C，当α是很小量时，sinα=α= V。

    α角称为切线角，也叫形变角。

    当光子在Q点是，其速度变为C-V，这时我们有α= 2Δ=κM/4πR。光线进入太阳表面和离开总计偏转角度为2α。

    在爱因斯坦的广义相对论中，当光线通过太阳表面时，偏转角度为：

    α= 4Δ=κM/2πR

    根据实测和计算值非常相近，α= 1.7 ”。

2、我们把图-2旋转90度变成图-3。单元立方体正方形被引力挤成棱形，棱形的边长不变。

    α角为单元立方体面积剪切应变角，

    因为α= 2Δ=κM/4πR =K/R 其中K=κM/4π，为常数。

                   α=K/R

    剪切应变角是距离的倒数的函数，根据α=K/R我们就可以画出光线偏转图-4。

    当R为无穷大时，剪切应变角等于零。

3、“空-时”弯曲的实验

    (1)直观近似看到光线弯曲。设N层折射率不同的透明体连接在一起，排列次序是折射率见图-5。一束单色光穿过这个组合透明体时，光线成为折线，如果密集了就成了曲线。

（2）用陀螺法测量地球周围空间的弯曲

    设OX₁为水平线，OX₂为垂直地面的铅直线。在地面上静止时，陀螺轴线在OX₂线上，陀螺轴线定为基准线，见图-6。当运载火箭把工作仓加速到速度V时，工作仓脱离运载火箭作匀速运动，这时陀螺轴线和OX₂成“剪切应变角”。工作仓以速度V远离地球而去，根据α=K/R“剪切应变角”和距离R的关系， α逐渐减小，直到R= ∞时α“剪切应变角”等于零。本文认为地球的质量远比太阳小，“剪切应变角”也是相当小的，再加上陀螺进动的干扰，这种测量地球周围空间的弯曲的难度是相当大的。

（3）用多普勒频移法测量地球周围空间的弯曲[1]

    通过测量卫星发出的无线电波的多普勒频移，我们完全可以判断出卫星飞行的速度和方向。

    图-7中可见到四维时间的方向是物体运动方向，也是光源运动方向。α角正好是单元立方体面积剪切应变角，α角的变化引起光源的光波长λ的变化。这是我们通过测量光源的光波长λ的变化换算成α角的变化。

λ₀是光源的光初始波长，运载光源火箭开始作惯性运动时光源的波长。发光体远离地球而去，光源的光波长λ逐渐变长。根据剪切应变角是距离倒数的函数α=K/R，我们就可以画出地球周围空-时的曲线。
在实验室里作这种多普勒频移实验，请见《氢的极隧射线实验》[2]。

    这种用多普勒频移法是物理法，它不受机械设备故障的干扰，所用的设备简单，比用陀螺法精确。
广义《材料力学》开辟了研究宏观空间的新理论，它可以研究更复杂的宏观空间。宏观空间是由物质组成的（是“以太”或暗物质？），宇宙各处的弹性模数一样吗？这些内容还有待研究。

工程《材料力学》

    物质是以空间和时间形式存在的。世界上没有只有空间而没有时间的物质，也没有只有时间而没有空间的物质。

    我们现在工程设计所用的《材料力学》是牛顿力学，它把空间和时间分为各自独立的事物，因为物体都以低速运动，工程材料力学的计算精度足够达到我们的需要程度。

    举一个例子说明：一根简支梁中部受一个压力F=dP/dt（其中：P=mV是动量，t是时间）后弯曲，通过弯矩图把应力分配到梁的各断面。我们截取梁两个相邻横截面，相距非常小的量V₀

    我们先不管V₀是什么单位，受力后底部纤维拉伸，上部纤维压缩，我们画出近似

    图-8。底部拉伸就是把质点m₀由A点在单位时间t内加动量m₀×V到B点，F=dP/dt。

    在底边A-A线段上加的是速度V（矢量），严格地讲A-A线段V₀应该是速度（矢量）单位。工程材料力学中把下纤维画的是长度单位，这就把物质说成只有空间没有时间了。在图-9中凡是变形线都是代表速度（矢量）的意义。

    光线通过太阳表面弯曲是光子速度变化的结果，图-4是速度变化曲线，它也是“空间”实测曲线。我们画的图-8“空间” 变形线实际上也是速度变化曲线。

结论：实物物体在宏观空间中运动和在引力场中没有“尺缩”；宏观空间X_1,2,3确实存在“尺缩”，空间弯曲证明“尺缩”的存在。宏观空间X_1,2,3也是物质。

作者介绍：
张树润 男 出生于1938年11月 退休前是农机院高级工程师，任呼和浩特分院工程设计所的所长。退休后，现为上海卢鹤绂格物研究所的研究员，北京相对论研究联谊会的会员，联谊会的教授级审稿人。我的E-mail：zhangwt72@163.com


参考资料：
[1]地球周围空间弯曲的测量 张树润 《格物》第五卷
[2]狭义相对论实验基础 张元仲
2007/1/16

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