第二章 空间
11. 不应预先把空间假定为机械介质
这里必须指出一个原则性限制。
当我们使用“密度”“稀疏”“波”或“强度”等词时,很容易自然地把以太想象成液体或弹性体。
这种类比可能是有用的。
但类比并不是证明。
如果空间的性质确实类似连续介质,那么流体动力学或弹性理论中的相应数学工具可能适用。
然而,以太自身的物理本性可能完全不同。
因此,正确的顺序应当是:
可观测性质 → 数学模型 → 与已知介质比较
而不是:
空间类似液体 → 因而空间就是液体
这一点对于后面讨论返回波尤其重要。
12. 空间连通性与变化传递速度
如果一个区域的局部变化会影响另一区域,就会产生这种影响以何种速度传播的问题。
设扰动在点 r0、时刻 t0 产生。
如果在点 r1、时刻 t1 检测到变化,则可以定义一个有效传播速度:
vs = |r1 − r0| / (t1 − t0)
这里 vs 并不是预先已知的速度,而是模型中需要通过实验确定的参数。
空间基础物理学不应预先断言 vs = c,也不应预先断言 vs > c。
这两种说法都需要物理依据。
如果空间介质存在,那么重要的实验任务之一正是确定其扰动传播的性质和极限速度。
13. 局域性与非局域性
空间的连续性并不自动意味着相互作用具有严格局域性。
至少存在两类可能的模型。
在局部模型中,dS(r,t)/dt 由该点及其直接邻域的状态决定。
在更复杂的模型中,状态可能依赖于空间的某个有限区域,甚至整个空间区域。
在这一阶段,空间基础物理学不应仅仅因为非局域性更容易解释困难现象,就选择非局域模型。
应优先采用最小模型。
只有当局部动力学不足以解释观测时,才应引入非局域项。
14. 空间与能量
如果空间能够处于不同状态,那么自然可以设想,不同状态具有不同的产生变化的能力。
但这里不能过早地说:“空间包含无限的能量储备。”
这一结论尚不能从已采用的模型中推出。
更正确的问题是:空间状态的变化能否对物质系统或场系统做功?
如果可以,就必须建立能量平衡:
Ein + ΔEspace = Eout + Eloss
其中 ΔEspace 表示空间状态能量特征的变化。
如果实验显示 Eout > Ein,这仍不能证明能量是“从以太中获得的”。
必须排除所有已知来源以及测量误差。
但如果在排除这些因素之后仍然存在稳定的能量超额,那么模型必须通过介质状态的可测变化来解释它。
这样,与空间相互作用的思想才成为可检验的,而不是宣言式的。
