Lorentz因子与以太 “From Paradox to Paradigm”

Lorentz factor 与 ether

当你对物理感兴趣时，必须阅读“Unbelievable“!

以太必须与观察相一致。假设的以太必须以抽象的数学方式描述相对论现象。仅用数学公式描述物理的缺点是，数学抽象削弱了对物理过程的感知，只看到数学结果。相反，以太理论除了数学表述之外，还提供了通过描述物理过程以获得新见解的可能性。

在高能物理中，基本粒子如电子和质子在实验上具有速度上限 c。观测到粒子不能被加速超过光速，被视为狭义相对论的实证证明。该结论在存在以太的情况下过于仓促。以太存在时，光速是以太惰性特性的结果。如果以太中电磁变化的调整速度被限制为 c，那么就不难理解电磁粒子无法被加速超出电磁速度 c ，当以太本身以 c.

图9. 在电容板之间的以太中的电荷分配.

介电运动和乙太中的电场在图9中示意性地呈现。圆的重叠部分仅象征性地表示介电运动在电容器正负极板之间的点体积中。极板的电荷被点体积中的电荷位移所补偿；乙太保持平衡。

没有电荷的粒子在电场中时，不会受到力的作用。不过，当带电粒子进入两板之间的场时，粒子的电场会与电容器的电场相互作用。结果产生的电场是两者的矢量叠加，正如科学所描述的那样。我们假设带电粒子Q 进入电容器中的场。带电粒子在电场中的力是通过以太本身实现的。带电板通过以太作为介质来拉动并推送粒子。

极化的以太围绕带电粒子，在以太中感应的电场其自身电荷，对称围绕粒子。单个电荷+Q 周围的极化以太是对称的，因此不会对粒子产生净力。当该带电粒子置于外部电场中时，这种对称性被打破。粒子+Q 所受的力不再各向相同。结果力与产生的场成正比；即两场的矢量叠加。

F=Q.E

电介质位移围绕电荷 Q 与电容器板之间以太中的外部电场相结合，将导致围绕 Q的非对称电场。由此产生的力 F 将与外部场 E.

图10. 电场和以太中带电粒子 +Q 所受的力。

力 F 将导致粒子 Q 在 E.

速度 v 的 Q，结合真空的惯性属性 c，导致并非所有围绕 Q 的 ether 都能及时调节以适应改变的条件。真空这种惯性特性的影响在 图 11。粒子 Q 在 图 11 中表现为一个黑点。在短时间间隔 dt 内，粒子 Q 移动的距离为 vdt。围绕 Q的场被呈现为半径为 cdt的球体，将随 Q 在 dt 秒内的位置变化而调节。ether 在 dt 秒内调节的能力仅限于半径为 Q 周围空间。由于决定论律规定反应只能在作用之后发生，ether 只能在 cdt的 Q 移动 vdt 米后才调节到改变的情形。ether 的惯性属性因此导致，当 Q 移动 vdt 米后，ether 对新情形的调节将在 Q.

图 11. 真空中静电力的减弱导致运动。

在接下来的 dt 秒中 ether 可以调整。ether 的调整总是落后于原始变化。在 Q 移动 vdt 米后，ether 可以以 c的速度进行调整。ether 在 Q 传播，而 vdt 的原始位置之间无法及时调整，因为 Q 已经过去。只有围绕 Q原始位置、在 vdt 传播，而 cdt之间的 ether 能在时间上得到调整，从而贡献于在接下来的 Q 的力。 dt 秒内加速

因此，作用于 Q 的力是极化ether的一小部分。 vdt 传递加速力给 Q时，速度为 v的圆的半径，是原始圆（倍。这就是Lorentz-factor，稍后将在章节“The Photon”中进一步讨论。R=cdt）的

然而，以太中对粒子的力并不是沿一条线实现的，而是仍由以太的表面贡献。能够与运动粒子相互作用的以太表面是比粒子速度为零时贡献力的表面更小的因素；球体的轮廓 cdt 在 vdt.

所描述的情形，其中粒子 Q 仅受加速的力 , 与有人推婴儿车相当。起初，当婴儿车没有速度时，我们可以把所有能量用于婴儿车的加速。当我们尽可能快地在婴儿车后面奔跑时，已经无法再加速，尽管我们仍在努力。当婴儿车以我们所能推的最快速度前进时，我们产生的所有能量都被浪费。我们无法让婴儿车的加速度超过我们奔跑的速度。同样的道理适用于 Q周围的能量和力。 Q 周围的电场不能将 Q 推得比它自身能够传递的更快。

围绕 Q 的球体 图 11 表示 Q 周围的电场，半径为 cdt。浅灰色区域呈现围绕 Q 的极化 ether 锥体，仍能及时调整以适应 Q 的运动，因此仍能在 Q 上产生力并进一步加速粒子。深灰色区域代表场仍把力从电容器极板传输到 +Q的表面。于是粒子仅以原始力的倍加速。现在可以清楚地看到，在 ether 中，电子或质子等带电粒子无法被加速至光速以上。当 v=c 时，电场不再能够产生加速 Q的力。Lorentz-factor 变为零，力 F 也随之为零。粒子的电场与电容器的电场之间不再产生加速力。

总结如下：对静止带电粒子（电荷为 Q ）的电场力为：

F=QE

当粒子沿力 F 方向以速度 v 运动时，剩余的加速力为：

粒子 Q 不仅带电，还具有一定的质量 M。加速度（每秒速度的增量）与质量成反比。质量越大，同一力下的加速度越小。小石块在同一弹射装置下的加速后速度远高于大石块。在公式中：

F=Ma

用 M 表示质量和 a 表示沿力的方向的加速度。产生的力 Fk 电场 E 对粒子 Q 的加速度，其质量为 Mqv ）给出加速度的方程：

当粒子 Q 的速度为 v，并且 v 接近 c 时，上式中可以看到加速 Q 的力趋于零。在以ether为介质的电场中，带电粒子永远不能被加速到光速。ether 的滞后，由Lorentzfactor 表述，是导致相对于 v=0 情况下力减弱的原因。因此，在ether（真空）中的实验极限 c  并非由时间和空间的相对性决定，而仅仅是真空对静电变化的滞后调整。由于ether 无法将静电力/能量传递给以速度 c 的原因。 c 运动的粒子，所有静电能/力都会损失，这就是带电粒子无法被加速超过

能量所贡献的力是力 F 乘以作用距离 S ，即 W=FS。 当 v 很小（v<<c）时，ether 会把全部能量 Q ，加速粒子并提升速度。若速度 W 贡献给粒子 v 并非极小而接近 c ，则部分能量 W=FS 会被“损失”。这里的“损失”并不意味着能量消失。

原始力 F 必须分为仍对粒子加速有贡献的部分和“损失”的部分。“损失”在此指能量不再推动粒子速度的提升。

F=Fk+Fv

Fk 是仍在加速 Q 传播，而 Fv 是“失去的”力。 ds 也可以分成一个“失去的”部分 Fvds ，以及 Fkds ，转移到粒子 Q 并仍然有助于速度的增加：

Fds=Fkds+Fvds

能量“损失”是：

随着速度 v 增加，电场的“损失”能量增加。电场对新情况的适应速度过慢。电荷 Q 已经移动过去。在 figure 12 中，球体的暗部表示ether太晚而未能对加速作出贡献。它描绘了“损失”的能量，因为它没有将能量归属给 Q。这种“损失”的能量表现为辐射。滞后的电场会激发 Q 后面的ether，ether会以电磁波的形式释放这种滞后能量。

Figure 12. 电场加速过程中能量损失。

当 Q 沿直线运动时，“失去的”能量可以追上 Q ，因为电磁波以光速 c 传播，而 Q 永远达不到该速度。所以“失去的”能量追上 Q。粒子 Q 可以吸收辐射并进入电磁振动状态。此时吸收的电磁能量转移到电场，却不再加速 Q ；“失去的”静电能从静电能转变为电磁能。粒子 Q 能够吸收亦能发射辐射。当 Q 的激发阶段达到一定水平时，可以预期 Q 会以电磁波的形式发射该能量。这一特性用于产生同步加速辐射。

场的“失去的”能量拥有其自身的冲量。当 Q 吸收电磁辐射时，辐射的冲量会出现在 Q的振荡中。如果粒子 Q的路径被弯曲， Q 的电磁振动能量可能会被释放。在物理学中，加速过程中发出的辐射被称为“同步加速辐射”，但在理论中仍未得到充分解释。

所呈现的以太观念仍然与观察结果一致。我们已经证明，在以太中，电场对电荷的作用力随着速度的增加而减弱。要确定粒子 Q 的加速度，其质量为 Mqv ，必须考虑爱因斯坦的质量能量等价。静止粒子的质量 Mq 增加到 Mqv ，当速度为 v: