學(xué)過一點(diǎn)初等物理知識(shí)的人都知道,慣性指的是物體具有保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì),即保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。它是一切物體的固有屬性。著名的牛頓第一定律(1687年)就是慣性定律。它是說任何物體在不受外力作用時(shí),總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。其實(shí)早在古希臘時(shí)期, 亞里士多德(Aristotle)就已經(jīng)開始關(guān)注到這種特殊的性質(zhì)。慣性原理最早于1632年就由伽利略做了實(shí)驗(yàn)研究。馬赫對(duì)牛頓的慣性概念做了重要的補(bǔ)充,而1905年愛因斯坦即提出了質(zhì)能關(guān)系和慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量的等價(jià)原理,它們成為了創(chuàng)立狹義相對(duì)論以及后來的廣義相對(duì)論的基石,對(duì)于現(xiàn)代物理的發(fā)展特別是宇宙學(xué)的研究做出了偉大貢獻(xiàn)。
但是,迄今幾百年來仍然沒有人知道慣性原理為什么是對(duì)的。慣性這個(gè)問題本身仍是困擾物理學(xué)家們的難題之一。即使是愛因斯坦,也并沒有能夠?qū)τ趹T性做出解釋。作者特別指出,慣性基本的和非常重要的性質(zhì)從來沒有得到很好的理解。本書作者詳細(xì)地展示了慣性如何一直困擾著許多科學(xué)家如伽利略和馬赫,然后結(jié)合觀測(cè)到的許多異?,F(xiàn)象,歷經(jīng)十幾年的深入研究,提出了一種新的理論,作者自認(rèn)第一次解釋了慣性,并且預(yù)言了不需要暗物質(zhì)的銀河系自轉(zhuǎn),宇宙的加速度和其他一些反常。
需要說明的是作者在本書中大力宣揚(yáng)他的物理理論是建立在邊緣效應(yīng)的基礎(chǔ)之上的。主要論據(jù)是著名的牛頓旋轉(zhuǎn)水桶實(shí)驗(yàn)以及卡塞米爾力,作者認(rèn)為它們都是典型的邊緣效應(yīng)。他把這些邊緣效應(yīng)推廣到星系的邊緣和宇宙的邊緣,提出了他的核心理論模型MiHsC(用Hubble尺度卡塞米爾效應(yīng)修改慣性),認(rèn)為它可以很好地解釋標(biāo)準(zhǔn)的慣性。作者提出了一些證據(jù),證明他的理論的正確性,并提出了一些進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)方案,給出了其理論的可能的新的和令人興奮的應(yīng)用,如超光速旅行的可能性等,以便在未來進(jìn)一步檢驗(yàn)這一理論模型。應(yīng)該說,迄今為止這些觀點(diǎn)還只是作者一家之言,贊同者并不多見。
全書內(nèi)容共分成7章:1.慣性的歷史;2.現(xiàn)代物理學(xué);3.低加速度問題;4.來自邊緣的解:MiHSC;5.MiHsC 的證據(jù);6.MiHsC的未來實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn);7.MiHsC與超光速旅行。書末有四個(gè)附錄,附錄A介紹了作者從2007年到2013年所發(fā)表的有關(guān)MiHsC 的一些文章,其他三個(gè)附錄簡單地介紹了正文中用到的一些數(shù)學(xué)知識(shí)。
該書雖然是一部討論慣性的新理論的專著,但采用了科普著作的一些寫作方法,只用了簡單的數(shù)學(xué)闡述理論,并給出許多漫畫幫助解釋觀點(diǎn)。該書以物理學(xué)科大學(xué)生和相關(guān)研究人員為主要的讀者對(duì)象。對(duì)于經(jīng)典物理、狹義及廣義相對(duì)論及宇宙學(xué)感興趣的物理和自然科學(xué)史的愛好者及也是一本值得一讀的參考書。
丁亦兵,教授
(中國科學(xué)院大學(xué))