相对论是宏观物理真空的定量效应胡昌伟摘要：一般认为物理真空是.DOC

相对论是宏观物理真空的定量效应 胡昌伟 摘要：一般认为，物理真空是量子场的基态，这只是从微观的角度来说的。运用一个流体力学的变换，可以从伽利略变换，推导出洛伦兹变换。这个推导过程展示了宏观物理真空的超流体性，同时也揭示了二种时空观之间的关系：绝对时空观是基本的，但它的时空标准与现实的时空标准之间总会存在着一定的差异，因此不能完全满足定量关系；相对论时空观与现实的时空标准相联系，能在一定程度上反映事物的定量关系，这是由宏观物理真空造就的定量效应。 关键词：洛伦兹变换、物理真空、双重时空观、物理机制、真空包 伽利略变换是绝对时空观的体现；伦兹变换是相对论时空观的体现。这二种变换似乎不会存在什么关系，而实际情况恰恰相反。 1、洛伦兹变换的流体力学导出 在流体力学中，不可压缩流体的具势运动，速度势φ满足方程: （1） 可压缩流体的具势运动，若流体的速度在互相穿插时，相互之间的影响极小，则可以应用势函的线性化方程[1]： (为该流体中的声速、流速) （2） 对（2）作变换： （3） 该方程就成了不可压缩流体的方程形式：。即（3）是将可压缩的流体变换成不可压缩流体的变换式。 设有二股特殊的超流体，能满足使（2）式成立的有关条件，它们以速度作相对运动，那么，在绝对时空观中，它们之间存在着伽利略变换关系： （4）和 （5） （注意，这里将分别写成了） 将（3）代入（4）和（5）[（4）中的因相对静止而不变；同理（5）中的不变。]得： （6） （7） 将（6）中的第一式代入（7）中的第一式，可得：，将代入，得： （8） 如果，特殊超流体中的声速就是光速，那么，（6）和（） 量子理论的发展，使人们越来越清楚地看到：真空中存在着真空涨落、真空极化、真空隧通效应、真空相变、真空凝聚、真空畴结构等等，这些都说明真空类似于介质[2]，是“物”，而不是一无所有的空间。于是，人们把物理真空看成是“量子场的基态”。这种说法包含二层意思：物理真空是“场”；它具有量子性。 其实，“场”是物理量连续分布的一种状态。比如，空气密度场，它是空气密度在空间里连续分布的一种状态；温度场是温度在介质中连续分布的一种状态。由此看来，场不是物质的一种基本存在形式，如空气密度场的物质基础是空气；温度场的物质基础是传播温度的介质，等等。那么引力场、电场等的物质基础是什么呢？是物理真空，一种真空态的介质，它才是不同于实物的另一种物质的基本存在形式。 至于量子性，这只是微观世界的特性，如果只从微观的角度来研究物理真空，那是有片面性的。比如，对于水，我们如果只从微观的角度去研究它，只能发现它是由一个个分子组成的，每个水分子都在进行着运动，从中很难发现有什么规律性；而从宏观的角度来看，就能一目了然地知道它是一种流体，具有流体的基本性质。现在，人们对物理真空进行研究已经几十年了，但关于它的本质的认识似乎越来越复杂了，看来，这同人们只从微观的角度来进行研究有很大关系。这就是说，对于物理真空，我们不但要从微观的角度来进行研究，还应该从宏观的角度来进行研究。实际上，在宏观方面，爱因斯坦早就把物理真空描述成了四维时空连续体，不过，这种四维连续体已经失去了物质的特性 而成了描述时空的几何体。现在，洛伦兹变换的流体力学导出显示，物理真空还可看成是绝对时空中的可压缩的超流体。另外，在一般的超流体中，存在着两种声音：第一声是一般的密度波，即普通的声音；第二声则是传播热量的“温度波”。真空中热量的传播方式是热辐射，即电磁波。可见，包括光在内的所有电磁波就是物理真空中的第二声。 宏观物理真空是一种可压缩的超流体，在这个基础上，我们将可以进一步去认识不同时空观之间的关系，引力场的实质和相对论现象的物理机制等等。 3、双重时空观及对应关系 洛伦兹变换的流体力学导出告诉我们，洛伦兹变换的物理意义是：它是把在绝对时空观中可压缩的物理真空，转换为四维时空观中的不可压缩的物理真空的结果。在这里，出现了双重时空观：绝对时空观和相对论的四维时空观，这两者是互相独立的，并且同物理真空的不同状态有关。绝对时空观及相应的物理真空的可压缩性是基本的，第