六 再谈参照系

  用物质多参数与物质时空变换理论,从物理关系和数学关系上明确证明了物质的惯性存在于绝对参照系中,明确证明了光速不变性存在于绝对参照系中。那么,为什么地球上运动的物体可以在惯性参照系中进行加速度解算,而空间星体却不可以在惯性参照系中进行加速度解算?严格讲,所有物体的加速度解算都应该在绝对参照系中进行,在惯性参照系中解算就存在误差。但是,地球上的物体处于惯性状态,它的惯性状态与地球的惯性状态相同,它受到地球的引力与自身的质量差值很小,所有发生于地球表面上的物体加速时间又很短,在惯性参照系中解算加速度与在绝对参照系中解算加速度两者误差并不大;而空间星体的质量与它受到的引力差值较大,一个公转周期的连续加速时间大于几十天,在惯性参照系中解算加速度与在绝对参照系中解算加速度两者的误差会很大;如:地球的轨道加速度用惯性参照系解算为0.006m*s-2,用绝对参照系解算为0.05m*s-2。由于工程应用都有精度要求,在满足工程精度的前提下,允许数学上取极限与近似;显然,在地球表面上的物体,当它的运动速度与光速相比很小且加速时间很短时,可以在惯性参照系中解算加速度。

  牛顿力学的本意是绝对参照系但使用的却是惯性参照系,相对论的前提是确认了惯性参照系而排斥了绝对参照系,参照系的争论由来已久,今天再提参照系的问题,是因为参照系就是物理学的坐标系,物理关系是规则,数学关系是依照规则在坐标系中进行的数学变换,物理实验是对数学变换的验证。物质多参数与物质时空变换理论只解决了两个问题:真实物质最基本的物理关系和坐标系中的数学关系。其他所有的问题均是由最基本的物理关系所建立的规则在最基本的物理关系所存在的坐标系中进行的数学变换。

  绝对参照系是一个哲学概念,在人类的生产活动及物理实验中,永远找不到可视的空间绝对定位点,就是说绝对参照系永远看不到。但是,绝对参照系是一个物理概念也是一个数学概念,它指的是物理学中存在着一个不随时间、空间变化的数学尺度,用一个不变的数学尺度衡量时间、空间、真实三者的变化量。在绝对参照系中,牛顿运动学定律及万有引力定律是速度的零空间,相对论是速度的光速空间,物质多参数与物质时空变换理论连接了经典力学与相对论力学,并把力学扩展到速度的任意空间。