第二章 空间
15. 返回平衡
空间返回反应的思想在项目初始材料中占据核心位置。
现在可以更加严格地表述它。
设外部作用造成局部偏差:
S0 → S0 + δS
如果平衡状态稳定,那么外部作用停止后,系统应趋向于减小偏差:
δS → 0
这称为弛豫。
但弛豫的性质可能不同。
在强阻尼情况下,δS(t) → 0 单调趋近于零。
如果存在惯性或类似性质,系统可能越过平衡点并进入相反偏差:
+δS → 0 → −δS → 0
于是产生振荡响应。
正是在这里,未来“返回波”概念的物理基础开始出现。
但目前我们只能陈述如下:如果空间介质具有恢复机制和动力学惯性,那么脉冲扰动可能产生振荡性的返回响应。
这种性质是否存在必须得到证明。
16. 返回响应原理
引入如下工作序列:
平衡 → 脉冲 → 局部偏差 → 恢复 → 返回响应
这一序列是空间基础物理学的核心假设之一。
特别值得关注的是外部脉冲作用时间远短于介质特征弛豫时间的情形。
用 τi 表示作用持续时间,用 τr 表示特征恢复时间。
那么状态
τi ≪ τr
可能与缓慢作用有根本不同。
在这种情况下,介质来不及准静态地重新调整,可能进入明显的瞬态过程。
正因为如此,脉冲作用对于本项目的实验部分具有特殊重要性。
17. 返回波的主要未决问题
然而,这里必须划定严格边界。
普通弛豫本身并不会产生额外能量。
如果系统接受一个脉冲、储存其能量,随后再返回其中一部分,那么这只是普通的振荡过程。
因此,本项目的核心假设更强。
它假定外部作用可能改变一个更大空间系统的状态,从而使返回过程包含介质自身的贡献:
Ereturn = Estored + Emedium
但 Emedium 这一量仍是假设性的。
它是否存在,应成为实验的关键研究对象之一。
如果 Emedium = 0,那么我们面对的是普通共振系统。
如果在装置能量平衡闭合的条件下稳定检测到 Emedium > 0,就有必要寻找额外的物理来源。
只有在这之后,才能检验该来源是否与空间状态有关。
18. 工作模型的四个基本性质
在这一阶段,以太的物理模型可以归结为四个最小命题。
I. 连续性——空间是一种彼此连通的物理介质。
II. 状态——介质的每一个局部区域都可以由一组物理参数来表征:S(r,t)。
III. 变化的传递——一个区域的状态变化能够影响其他区域:δS(r1) → δS(r2)。
IV. 恢复动力学——偏离稳定状态之后,介质能够趋向新的平衡或原来的平衡。
由这四个命题潜在地可以导出:扰动传播;波动状态;共振;相变;稳定结构;返回响应。
但其中每一个结果仍必须从具体的数学模型中推导出来。
