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user: 2. 宏观以太及相对论性效应的物理机制 早在20世纪80年代，本人以笔名月弓撰文指出：洛伦兹变换可以用流体力学的方法导出 [ 1 ] 。这个导出过程有着丰富的物理内涵，是可压缩性以太论的一个基础。后来，我在这个基础上，逐步进行了充实、提高 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。本文是对其比较系统的论述。 2.1. 洛伦兹变换的流体力学导出 让我们先来进行一次特殊的理论推导。 在连续介质力学中，不可压缩流体的速度势 满足方程： (1) 设想有一个物体以速度 在一无限大的可压缩流体中运动，这将在流体中引起速度(包括方向、大小)和密度、压力之类的扰动。如果我们可以假设这些扰动是一阶无穷小量，则有线性化的方程 [ 5 ] ： (2) 其中 为无穷远处流体中的声速。对(2)作变换： (3) 该方程就成了(1)的形式： 。即(3)是将可压缩的流体变换成不可压缩的流体的变换式。 如果存在一种特殊的流体，它能满足(2)式成立的有关条件。那么，我们在这样的二股相对地作惯性运动的特殊流体上，建立二个平行的直角坐标系 、 ，它们的X轴互相重叠，O 2 相对于O 1 以速度 沿X轴正方向运动，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 是相对于坐标系静止的固有长度，不会因变换(3)而变化；同理，(5)中的 也不变。]得： (6) 和 (7) 将(6)中的第一式代入(7)中的第一式，可得： ，把 代入，得： (8) 如果上述特殊流体的声速就是真空中的光速，那么，(6)和(8)二式合起来就是洛伦兹变换！ 上述推导有着丰富的内涵，为我们进一步探讨物质观、时空观等提供了依据和线索。 2.2. 真空不空 上述推导过程中的特殊流体，在空间里无限分布，其声速就是真空里的光速，它不可能是一般的流体，只能是物理真空。这从一个理论的角度表明了物理真空的实在性。 真空不空，量子物理显示了真空起伏、真空隧通效应、真空相变、真空凝聚、真空畴结构等等现象 [ 6 ] ，这些都说明物理真空类似于介质，是种物理实在。卡西米尔效应 [ 7 ] [ 8 ] 等实验也证实了物理真空是“物”，而不是一无所有的虚空。 张操教授说：“‘物理真空’这个术语很容易被人误解为虚空，并与空间概念相混淆。所以笔者宁愿采用19世纪的物理学常用的术语‘以太’来代替‘物理真空’” [ 9 ] 。这句话很实在。我们就将物理真空称为“以太”。 以往，人们所研究的主要是微观以太，认为真空是量子场的基态。大家知道，宏观的生物体由微观的无生命的原子、分子构成；宏观的连续性介质由不连续的微观粒子构成。可见，同一种物质，其特征在微观和宏观系统里会有所不同。上述的洛伦兹变换的流体力学导出显示宏观以太是一种特殊的连续性流体。 任何物体，无论它的表面是光滑还是粗糙，无论它的内部是否布满了缝隙，都能在真空里毫无阻力地运动，因此，以太无疑是一种超流体，而且只有超流体才能完全满足(2)式成立的条件，即运动物体在流体中引起的扰动是一阶无穷小量。在一般的实物性超流体中，存在着两种基本的声音：“第一声”是一般的密度波，即普通的声音；“第二声”则是传播热激发量的“温度波”。真空中热量的传播方式是热辐射，即电磁波。可见，包括光在内的电磁波就是以太中的第二声。这表明，光的横波性是以太的电磁激发造就的，而不意味着以太的切变模量非常大，密度非常小。 以太的可压缩性可解释许多实验现象，从而弥补了旧以太论的不足。比如，一般认为，麦克尔逊-莫雷实验有力地否定了以太论。对此，国内已经有人用数值模拟和声干涉实验证明 [ 10 ] ：在可压缩性流体中，存在着回路声干涉条纹不随流速变化的现象。德国工程师Norbert Feist也在高速移动的车辆上作了多普勒测速仪试验，得到的干涉条文同样是不移动的 [ 10 ] 。这些事实充分表明：相对于流体的运动效应被流体本身的可压缩效应抵消了。因此，麦克尔逊-莫雷实验否定不了可压缩性以太的存在。其实，后面将指出：所有相对论性效应都可看成是以太的可压缩性(密度可变性)效应。这样就消除了以太论与相对论的对立。 许多主流学者意识到了以太的存在，但他们认为现代的以太将完全不同于19世纪的以太。比如诺贝尔物理学奖的得主维尔切克认为现代意义上的以太是一种“网格” [ 11 ] ；也有不少人认为希格斯海就是现代意义上的以太，等等。实际上，19世纪以太和现代物理学的以太指的都是同一种的真空态物质，不过前者是站在绝对时空观的基础上来说的，而后者是从相对论性时空观的角度来看的结果。下面就来分析一下这两种时空观之间的关系。 2.3. 两种不同性质的时空观 伽利略变换表达绝对时空观，洛伦兹变换表达相对论性时空观，所以，上述的洛伦兹变换的流体力学导出把绝对时空观和相对论性时空观联系起来了，它显示：相对论性时空观是将绝对时空观中的可压缩性以太转换成四维时空中不可压缩的以太所产生的结果。这意味着：(由于时空标准的不同)在绝对时空观中，以太是可以压缩的；而在相对论性时空观中，以太是不可压缩的。因此它们是两种不同性质的时空观，而不是一个否定另一个的关系。 牛顿说 [ 12 ] ：“我没有定义时间、空间、处所和运动，因为它们是人所共知的。唯一必须说明的是，一般人除了通过可感知客体外无法想象这些量，并会由此产生偏见。为了消除偏见，可方便地把这些量分为绝对的与相对的，真实的与表象的以及数学的与普通的。” 显然，牛顿认为，绝对时空观是“人所共知”的，它好比一条公理。牛顿物理学就建立在这条公理之上。在绝对时空观中，既有绝对时空，也包含了相对时空。测量是两物(测量工具和被测量的物体)之间的比对过程，绝对时空与物质无关，是无法直接测量的。所以，物理学的时空都是可量度的相对时空，如车厢空间、地面空间、太阳系空间等等，人们是通过相对时空来抽象出绝对时空的。那么，什么是绝对时空观的最基本的特性呢？是时空标准的不变性，它导致了空间和时间的各自独立以及时空与物质环境的无关。由于时空标准的不变性，我们可以在任何地方建立一个刚性的三维坐标系和一维的时间轴，它们就是绝对时空观中的一个相对时空的数学表达。而伽利略变换是绝对时空观的数学表达，很容易证明，其中的空间间隔和时间间隔是不变量，即时空标准不变。 物理学的时空都是可量度的相对时空，其值也就必然会与衡量工具有密切关系。普通的量尺和钟表会因为热胀冷缩而变化，对此，人们不会说：时空变化了。因为可以用更精确的衡量工具来证明：这变化的只是量尺和钟表本身。在现代物理学中，时空标准都是用光来定义的。比如，国际单位制米的定义是299，792，458分之1秒的时间间隔内光在真空中行程的长度，其中光在1秒钟的时间里在真空中通过的距离总是299，792，458米，无论它走得快还是慢，光速成了一种不变的定义速度。相对论乃至整个现代物理学就是建立在这样的时空标准的基础之上，或者说现代物理学是以光作为时空衡量标准的。因为光是已知的传播信息的最快速度，这样定义的时空标准是切合实际的。在这里，如相对论所示，时空标准是会变化的，这被物理学界普遍认为：这种变化是时空本身的变化。如果站在绝对时空观的立场上，我们完全可以这样理解：这变化的只是时空的衡量标准，绝对时空本身不会变，因为它无所谓形状大小，何来变化？把时空标准的变化当作时空本身的变化，这是一种可行的数学模型，但偏离了事实真相。 一方面相对论性时空观是将绝对时空观中的可压缩性以太转换成不可压缩的以太所产生的结果；另一方面相对论是以光作为时空衡量标准的时空观。这两者看起来有差异，其实并不矛盾，因为光是一种以太波。在绝对时空观看来，光速会随着以太密度而变化，正如声速会随着空气密度而变化一样。这里显示了以太是相对论的物质基础，相对论性的时空标准与绝对时空中的以太密度有关：单位长度同以太的相邻质点的间距成正比；单位时间同光通过以太质点间距的时间间隔成正比。因此，绝对时空观中以太密度较大的地方，相对论性的量尺较短，时钟也走得较慢。相对论中的真空的洛伦兹不变性就是相对论性的以太密度不变性，这与绝对时空中的以太可压缩性表面矛盾，本体一致。绝对时空是与任何物质无关的纯粹的真正的时空；而相对论性时空是一种以以太为基础的物质性时空。狭义相对论的时空连续区仍然可以看作欧几里得连续区，但它的时空坐标轴是非刚性的，可以伸缩。广义相对论的时空连续区是非欧几里得连续区，时空可以弯曲——下面我们将指出，这实际上是把绝对时空中的以太密度变化率当作了相对论性四维时空中的曲率。 在绝对时空观基础上的描述被称为“绝对描述”；在实验数据基础上的描述被称为“定量描述”；这两种描述之间的差异被称为“定量效应” [ 13 ] 。有人会说：在物理学中，除观察的东西外无物为真，绝对描述是没有意义的。此话差矣，绝对描述中的空间、时间等，是对事物本质属性的抽象，它们虽然是不可观测量，但比能够直接测量的相对概念更真实，更有普遍意义。量子力学显示：任何一种守恒定律都对应一种不可观察量，如能量守恒对应绝对时间；动量守恒对应绝对空间位置等等。这是有关绝对描述量的真实性的一个证据，因为守恒律具有普遍性。另一方面，绝对描述好比是我们用眼睛直接看到的事物形象，是不受任何介质作用的事物真相；而定量描述好比是我们的眼睛透过“以太镜片”看到的事物形象，是被以太扭曲了的事物“假象”。我们要正确理解现代物理学的定量描述，就应该在绝对描述的基础上，弄清楚因以太的作用而引起的定量效应的物理机制。 在宏观(弱引力场)、低速的情况下，定量效应微不足道，牛顿物理学既是绝对描述，也是定量描述，它比较清晰地反映了事物真相；在微观(强引力场)、高速的情况中，定量效应变得明显了，在定量上，牛顿物理学就难以胜任。相对论修正了牛顿物理学的定量描述，但偏离了事实真相。 2.4. 两种描述之间的对应关系 许多学者早就指出 [ 14 ] [ 15 ] ：相对论与流体力学有一定的联系。从流体力学出发可以推导出许多相对论性形式的方程。 将连续介质力学中的连续性方程 对洛伦兹变换协变，可得一组变换式: (9) 其中， 是物体的运动速度； 是参照系 相对于参照系 的运动速度，其方向与 轴平行， 。 将(9)中的第一式代入第二、第三和第四式，可得： (10) 由(9)、(10)式还可以证明 [ 14 ] ： (11) 另外，在理想流体中有物态方程： (12) 其中 是压强， 是声速， 是密度。 显然，(10)式就是相对论中的速度变换公式；若把密度的微小变化量 换成质量 ，压强微小变化量 换成能量 ，那么，(11)式就是相对论中的质量-速度关系式；(12)式就是相对论的质能公式！ 其实由前面的论述可知，对经典的流体力学方程进行洛仑兹变换协变，就是把一个绝对时空中的方程变换成相对论性时空中的方程的过程。因此，通过洛仑兹变换协变得到相对论性方程是不足为奇的。但这里出现的对应关系，即相对论性的质量对应以太密度的微小变化量；相对论性的能量对应以太压强的微小变化量，很值得关注。 一个质量为 的物体，它的引力势 的分布与离开它的距离 成反比： 。通过简单的计算，可以知道：在地面上的任何一点，地球的 <太阳的 <银河系的 …，因此，如张操教授所说：以太背景场好象是很深的海洋，实物源附近的以太密度变化仅是海洋表面小小的起伏。所以对一般的物体来说，在定量描述中，我们把物体的质量看成是以太流体里的微小的密度增量是可取的。这个密度增量显然是相对于该实物所在处真空的以太密度。我们将一个实物所在处的真空中的以太密度称之为“基态”，不同的以太密度是不同的基态。那么，实物的质量会随着基态而变化。基态是质量和能量的零点或起点。因此，在现代物理学中，质量和能量都有相对性。能量的相对性相当明显，而质量的相对性比较隐蔽，因为质量与能量之比是 。前面指出相对论性的时空标准会随着以太密度的不同而变化，实际上它们是在随着基态而变化。 质量与以太密度的增量有关。考虑到质量与万有引力场之间的联系，以太、引力场、实物三者之间的内在联系就显现出来了：在宇宙的统一的以太海洋里，以太密度的分布与实物密切相关——实物是以太密度波包的核心，实物的质心是以太密度的极大值点，引力场就是以太密度场。在这里，定量描述的概念与绝对描述的概念之间的对应关系是：引力势的绝对值对应以太密度；引力场强度对应以太密度梯度；质量对应实物的以太波包的密度的增量(相对于基态)；能量对应以太波包的压强的增量(相对于基态)。表1显示了更多的对应关系。 由上可知，以太本身无所谓质量。定量描述的质量是以太不均匀分布，其密度存在极大值点的产物，它所代表的是实物多少的量。 物质是存在于时空中的，有一定形态的客观的东西。实物和以太是两大不同形式的物质。人们一般认为场是不同于实物的另一种物质的基本存在形式。其实，场只是物质的一种分布形式，它可以由实物造成，也可以由以太造成。空气密度场由空气密度在空间中的分布造成，而引力场由以太密度在空间里的分布形成；温度场是热激发实物的分布，它也可延伸至真空中而成为电磁激发以太的分布。 2.5. 定量描述的物理机制 在绝对时空观中，一个刚体的质量和形状大小不会由于它的位置和运动速度的变化而变化，因为衡量标准保持不变。但在相对论时空观里则不然，因为随着位置和运动速度的变化，基态会发生变化，以至衡量标准也在相应变化。这是引起定量效应的基本原因。 因为在相对论性时空观中以太是不可压缩的，这意味着其中以太密度的分布是处处均匀，各向一致 Table 1 The corresponding relations between absolute and quantitative description 绝对描述 定量描述 以太是一种可压缩的超流体 以太是一种不可压缩的四维时空连续体 以太密度 引力势的绝对值 以太密度场 引力场 以太密度梯度 引力场强度 以太密度的增量(相对于基态) 质量 以太压强的增量(相对于基态) 能量 以太密度均匀分布 平直时空 以太密度不均匀分布 弯曲时空 以太密度变化率 时空曲率 时空标准不变 时空标准可变 以太密度的增加 空间收缩，时间膨胀 光速会随着以太密度变化 光速恒定 光线向以太密度增加的方向弯曲 光沿短程线传播 每一个实物都有以它自己为核心的以太密度波包， 它们的叠加构成了宇宙 实物的存在使时空弯曲，宇宙有限而无界 表1. 绝对描述和定量描述之间的对应关系 (其中有些对应关系后面将作进一步说明)。 的，因此被维尔切克形象地称之为“网格”。由于以太分布的均匀性，所以光速不变，并且这也是真空洛伦兹不变性的物理意义。这里也意味着光速不变和真空洛伦兹不变性是定量效应的表现。 至于光线在引力场里的弯曲，就是光线向以太密度较大的方向弯曲，因为以太密度对应引力势的绝对值。这在道理上与声音向空气密度较大的方向弯曲完全一致。 狭义相对论所讨论的是没有引力场或以太均匀分布的状况。由于以太的可压缩性，运动物体本身的以太密度会随着速度的增加而提高，从而单位时间 和单位长度 会随着速度 而变化： (13) (14) 广义相对论讨论的是存在引力场，或以太分布不均匀的状况。在这里，引力势对应绝对时空中的以太密度，以至相对论性的时空标准，即单位时间 和单位长度 会随着引力势 而变化： (15) (16) 广义相对论还进一步把以太密度的变化率当作了相对论性时空的曲率，这就是说，以太好比一面哈哈镜，它把平直的绝对时空变换成了弯曲的相对论性时空，这如图1所示。图中绿色的深浅表示以太密度的大小；在相对论性时空观A中，以太均匀地分布在弯曲的时空里；在绝对时空观B中，以太密度在平直的时空里不均匀地分布。 相对论显示，质量会随着相对速度 和所到之处的引力势 而变化： (17) (18) (17)式的意思是：当实物在可压缩的以太中运动时，它自身的以太密度波包的密度增量比它静止时有所提高；而(18)式的意思是：由于以太密度对应引力势的绝对值，因此实物的质量会随着引力势变化。 图2是物体的相对论性质量随着引力势而变化的示意图：横轴表示矢径；纵轴表示引力势的绝对值或以太密度；在A处有一天体，蓝的长曲线P表示该天体引力势的径向分布，AB是其渐近线；纵轴上的虚线表示宇宙背景的以太密度很大；物体M和N，在相同基态中质量相同，当它们处于不同引力势中 图1. 两种时空观之间的相互关系 图2. 物体质量随着引力势而变化 时，在M处的观察者看来，定量地说，真空中的以太密度处处为C，N所在处也不例外，但N的质量变大了。 大家知道，原子核外的核子的质量要大于束缚在原子核内的核子质量，而构成这个核子的三个夸克的质量之和远小于该核子本身的质量。这一般用结合能来说明，实际上，用基态来解释更自然。如图3所示，那是由于它们所处的基态，即核外基态、核内基态和核子内部基态，各不相同造成的。图中的绿色代表原子核外的基态；蓝色代表原子核内核子间的基态；紫色代表核子内的基态；棕色代表可见的质量。可以打个恰当的比方：珠穆朗玛峰相对于海平面来说高8844.43米；但它相对于青藏高原来说只有4000米左右高了；如果站到它邻近的山岙上来观察，它的高度只有几百米了，因为这里看到的只是“山冠”，是整个山体的一小部分。海平面、青藏高原和邻近的山岙相当于不同的基态。 现在，粒子物理学的标准模型对质量起源问题的回答是：所有基本粒子的质量都来源于希格斯现象，即一种局域的规范对称性自发破缺。这其实只是一种数学描述，它只是把我们想要理解的基本粒子的质量值转嫁给了希格斯场的真空期待值、规范耦合常数以及Yukawa 耦合常数，从而不能被认为是对质量起源问题令人满意的回答 [ 16 ] 。对希格斯现象的数学描述可作这样的物理解释：规范场就是局域的基态场，其中的粒子质量为0 (一种虚粒子)。微观真空是不平静的，所谓的规范对称性自发破缺，是指虚粒子从基态的局域中释放出来，或者从这个基态变换到另外一种基态，它们就成为了有质量的实粒子。质量的起源往往被解读为物质的起源，实际上，物质会从一种形式转化为另一种形式，但不会创生或消亡。 2.6. 相对论的局限性 相对论性现象由以太密度变化引起，那么，可以把相对运动分为形式上的运动和实质性的运动：运动物体自身的以太波包密度不发生变化的运动，是形式上的运动；运动物体自身的以太波包密度会发生 变化的运动，是实质性的运动。狭义相对论公式对形式上的运动无效，对实质性的运动有效。比如，由地球自转引起的恒星绕地球转，这是形式上的运动，不会引起相对论性效应。事实上，离地球1光年远的天体，在地球上来看，它们绕地球转的速度已大大超过光速。当然，纯粹的实质性的运动或纯粹的形式上的运动一般是不存在的，相对运动的双方，有可能一方是实质性运动为主；而另一方是形式上的运动为主。比如，粒子在地球以太场里的运动，是实质性的运动；而地球相对于该粒子的运动是形式上的运动，因为，从总体上说，地球的以太波包不会因为某一粒子的运动而发生变化。地球和太阳之间的相对运动，比较起来，地球绕日运动是实质性的运动，而太阳绕地运动是形式上的运动，所以，日心说要比地心说伟大。可见，运动的相对性在形式上总是成立的，但相对运动的双方在实质上不一定平权。 由于实质性的运动学效应是以太的可压缩性造成的，物体所在处的外界基本以太场应该被用作基本 图3. 不同基态中的核子质量 参照物。研究银河系内天体的运动时，所有河外星系的以太波包之和，可看成是种均匀的宇宙背景场，而应该以银河系的以太波包作为参照物；研究太阳系内行星的运动时，因为银河系的以太波包对各行星的作用几乎相等(各行星与银心之间的距离几乎一样)，成了均匀的宇宙背景场的一部分，所以，应该以太阳系的以太波包作为参照物；在地面上，太阳系的以太波包也成了均匀的宇宙背景场的一部分，应该以地球的以太波包作参照物。1971年Hafele和Keating进行的铯原子钟环球飞行实验 [ 17 ] [ 18 ] 的结果证明了这一点。该实验显示，向东环球飞行后，飞行钟比地面钟平均慢了59 × 10 −9 秒；向西环球飞行后，飞行钟比地面钟平均快了273 × 10 −9 秒。显然，这实验的结果与相对论的“动钟必慢”的观点大不吻合，因为，相对于地面来说，向东环球飞行和向西环球飞行都是一样在运动。在这里必须取地心坐标系，这样才能以相对论的公式来计算，并获得与实验基本相同的结果。这里的地心坐标系，实际上就是把地球的引力场以太波包作为参照物的坐标系。 另外，洛伦兹变换的流体力学方法的导出，显示了相对论性公式的近似性，因为这是流体力学方程线性化的结果，只有在以太是完全超流体时才正确。超流体都有一定的“临界速度”、“临界密度”和“临界压力”等等，当某些临界线被突破时以太将失去超流动性，相对论公式就将不再有效。比如，如果一个实物的速度达到了光速，这实物周围的以太将被激发成光子，以至相对论公式不再有效。实际上，爱因斯坦自己也说过：“对于很大的场的密度和物质的密度，场方程以及这些方程中的场变量，都不会有真实意义……总之，需要认清方程不得推广到这样的区域去” [ 19 ] 。 相对论认为，当一个物体的速度达到光速时，它的前后长度将收缩为零，时间停止了，质量却变得无穷大，因此超光速是不可能的。真的如此吗？不！相对论性效应是以太密度变化效应，即真空效应。实物不会完全遵循相对论性的变化规律。如果不能超光速，人类将永远被束缚在太阳系里，这从发展的角度来看才是不可思议的。 许多迹象显示超光速是可能存在的。这方面已经有许多关于超光速的理论研究、观察和实验的成果 [ 20 ] [ 21 ] 。一般认为，超光速会否定相对论，破坏因果关系。其实这种顾虑是不必要的。超光速现象不是否定相对论而只是超出了相对论的适用范围。因为相对论以光作为时空的衡量标准，达到或超过光速，这种时空尺子就卡死了。在我们看来，超光速好比超声速，超声速不会破坏因果律，超光速也不会破坏因果律。这是因为，超光速或超声速会在介质中形成骇波，瓦解了破坏因果律的信息传播。 2.7. 关于突破光障 真正的超光速是相对于外界基本以太场的实质性运动的超光速。大家知道，物体在空气中运动时，会使前进路上的空气受到压缩而产生阻力。当物体的运动速度接近声速时，它前方(运动方向上)的空气密度极大提高，从而形成了声障。同样，一个物体在以太中运动时，随着运动速度的提高，它的质量和能量，即它自身以太波包的密度和压力随之增加，当速度接近光速时，这以太的密度和压力将趋向一个很大的值(下面将说明这不是无穷大)而成为“光障”。 人类早就征服了声障，其理论上的研究过程很值得借鉴。在早期亚音速流的研究中，按照线性化的小扰动理论，对于缩口管道流动来说，如果把相对静止时的质量密度看成是 ，那么相对速度为 时的质量密度 就为： (19) 其中 为声速。 (19)式与相对论中的质速关系形式上完全一样。如果 ，密度就会无穷大而成为奇点。如果超声速，则将出现虚质量。在实验方面，早期的试验(图4左)是不断提高压力和缩小出口截面积以提高出口流速。但发现出口处的密度(或能量)也随之提高，速度总也超不过音速。后来有个名叫拉瓦尔的工程师，他在不断缩小的喷管后面接上了一段截面扩大的扩张管(图4右)，发现只要压力足够大，在扩大截面部分出现的竟然是超音速流 [ 22 ] ！这表明： 时密度会无穷大是理论上线性化的结果。实际上，在 点附近，流体密度和速度的关系是非线性的，密度不会趋向于无穷大；越过音速点后，压力越低，密度越小，能量越少，速度反而越高 [ 22 ] 。这表明：(19)式只适用于亚声速；在超声速中，不会出现虚质量，而是(19)式应该变成(20)式： (20) 我们认为，相对论性质量-速度关系和质量-引力势关系式也可以作这样的改变。即(17)、(18)式可分别改写成(21)、(22)： (21) (22) 克服声障，除了加大动力，一般是将运动物体(如飞机等)的前部尖锐化等来推开空气，或不断地吸进迎面而来的空气，使之不能形成声障。另外，小体积的东西，比如说，线度小于空气分子间隙的东西， 图4. 超声速的发现过程 它能很容易地推开或避开碰到的空气分子而达到超声速。实际上，微观粒子大多数都在进行超声速运动。 根据上述情况，如果中微子的质量为零，那么，它的超光速是不足为奇的。如果中微子有质量，它好比小体积的东西进行超声速，也完全有可能。当它的速度达到光速时，其质量会达到一个极大值；它的速度超过光速后，速度越大，质量反而越小。 根据类比，一般有静止质量的物体，伴随着一个以太的密度波包，当它的速度接近光速时，在它的前方会形成光障。如果我们想要超光速，就必须搅动前方的以太，使其不凝结成光障。然而，以太是完全超流动性的，用一般的方法难以搅动以太。我们认为，电磁场中的以太被电磁激发了，而这好比实物性超流体的热激发，使其具有了一定的粘滞性。因此，让以太电磁化，使它具有粘滞性，就有可能搅动以太。这意味着：特殊的电磁装置，比如说超高速旋转的电磁场，有可能激发并驱动以太，为超光速开路。 一般的实物，如物体、细胞、分子等等，它们内部绝大部分也是真空，因此也会发生相对论性效应。超光速时，人体会产生怎样的生理反应及如何防护等需要深入研究。 2.8. 动能的电磁量子假设 电磁现象普遍存在于宏观和微观世界，是沟通宏观和微观世界的桥梁。一般认为，物体的动能与电、磁没有必然的联系。然而，情况未必如此。 任何温度大于绝对零度的物体，都在进行着电磁辐射。可见，电磁激发应该是以太的最基本的激发。 实物性物质的温度取决于其内部原子、分子等粒子的动能。当这种动能趋向于0时，物体的温度就趋向于绝对零度，但不可能等于绝对零度。对于实物性的超流体，比如氦−4，它的温度也达不到绝对零度，其分子总有一部分在进行着热运动，其中的第二声就是热运动的传播。同样，作为超流体的以太，在整体上也达不到绝对零度，其中总会有部分以太处于“热运动”，即电磁激发状态。宇宙背景辐射的存在就是这方面的表现。 每个实物都具有自身的以太密度波包，实物运动时，其自身的以太密度波包也在随着运动(精确地说，应该是波动)，这种运动也会影响以太中的“热激发”。宇宙微波背景辐射的各向异性就包含了太阳系本动速度所产生的多普勒移动 [ 23 ] 。 光子没有静止质量，它的能量是纯粹的动能；而光子又是一种电磁波，它的能量也可认为是纯粹的电磁能。电磁波的能流密度矢量S与电场强度E、磁场强度H之间存在着矢量关系： (23) 大家知道，光子的波粒二象性关系适用于一般的实物。那么，其矢量关系(23)是否也适用于一般的实物呢？这个问题很值得深究。拿导线切割磁力线产生感应电动势来说，导线的运动方向、磁场方向和感应电动势的方向，这三者之间的矢量关系，与(23)式一致。其他有关动态的电磁感应，如单极效应与法拉弟圆盘等也存在着类似的情况。对此，本文提出如下的假设。 动能量子假设：实物的动能由动能量子构成，每一个动能量子都满足矢量关系： (24) 其中s、e、h分别为动能量子的能流密度、电场强度和磁场强度。一个运动物体包含无数动能量子，它们的s的方向一致，其矢量和S为该实物的动能流密度矢量，而e和h的分布，对于电磁中性的物体来说，在与S垂直的平面上各向同性，即它们的矢量和等于0而不呈现明显的电磁性；当运动物体自身或外界存在电、磁场时，e和h的分布将会受到感应而发生变化。 运用动能量子假设，洛伦兹力的成因可以这样描述：带有电荷q的粒子，以速度v运动时，在其以太波包中形成了一定数量的动能量子，它们都满足关系式 ，且所有s的方向一致，其矢量和S为该粒子的动能流密度矢量；而e和h的方向，在与S垂直的平面上各向均匀分布，矢量和都为零。当存在磁场H时，h的方向重新分布，使其和为-H，于是，在与S和H垂直的方向上出现了感应电场E， ( 小于等于S，且只有运动速度达到光速时取等号)。感应电场E作用于电荷，就产生了洛伦兹力。 洛伦兹力 ，这力是感应电场E的作用，即 ，那么， (25) 带电粒子的运动满足(25)式，而电磁波或光子的运动也满足(25)式，这进一步显示了动能量子假设的合理性。 动能量子假设意味着：实物的动能是隐性的电磁能。当中性物体在无电磁场的真空中作匀速运动时，所有的e和h的方向，在与S垂直的平面上各向均匀分布，互相对消。而一般带电或磁的物体运动时，有可能既发出电磁波，又具有隐性的电磁能——动能。 我们曾指出：以太中的2种声音是合二为一的 [ 3 ] ，即以太的电磁激发程度与以太密度的大小成正比，同步变化。电磁波是以太中的“第二声”；其“第一声”应该就是“引力波”。有人会说：第一声是以太密度波，这是一种纵波，而引力波是横波，这是怎么回事呢？情况是这样的：在绝对时空观看来，引力波是以太密度波，为纵波；但在相对论性时空观中，绝对描述的以太密度的变化率对应四维时空的曲率，于是，绝对时空中的以太密度疏密的纵波就成了四维时空中曲率变化的横波。如果这个看法成立，那么，所谓的引力波必然伴随着电磁波。这可以在LIGO探测器旁边放个电磁波探测器来进行验证。 任何实物体都伴随着广延性的以太波包，因此，二象性在本文看来是很自然的。粒子性是离散性物质的表现；波动性是连续性物质的一种运动方式。作为以太密度波包核心的实物具有粒子性，而伴随着它的以太密度波包在运动时会显示出波动性。光是以太中电磁激发的传播，它是一种纯粹的波，因此没有静止质量；但其波峰具有以太密度的极大值，所以也会表现出一定的粒子性。