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相对论质量与速度相关的原因 摘要 在经典理论中，质量是一个不变的量，但在相对论中，有一个著名的等式：，其中，m是相对论质量，m0是静止质量，这就是所谓的质增效应。但是，为什么物体的质量会与速度相关？其答案是：如果承认以太的存在，质量就是不变量，符合经典力学，但如果不承认以太的存在，质量就是运动速度的函数，符合相对论。 关键词：以太，以太阻力，相对论质量，惯性质量 引言 以太的存在在19世纪末期得到了科学界的公认，但自从相对论发表以后，以太被科学界抛弃，但是，否认以太存在的原因并不充分，迈克尔逊-莫雷实验被当成否定以太存在的主要证据，这是对实验结果的严重扭曲，迈克尔逊本人至死坚信以太的存在，本文也坚信以太的存在。 在20世纪40年代以前，人们并不知道激波阻力的存在，曾多次发生飞机试图超越音速时解体或者失控坠毁的严重事故，而不知道是什么原因。有人把这一时期困扰飞机制造业的难题也称为“音障”，很多航空工程师认为是飞行物理的极限障碍。人们在实践中发现，在飞行速度达到音速的十分之九时，气动阻力剧增，要进一步提高速度，就需要发动机有更大的推力，但人们并不认为是飞机的质量增加了，而是认为阻力增大了。 以太的阻力 任何气体对运动的物体都存在一定的阻力，以太也不例外，运动阻力主要包括摩擦阻力、压差阻力以及激波阻力。对于微观粒子，由于它的体积很小，而且以太气体的粘度系数很小，因此，以太气体对微观粒子的摩擦阻力和压差阻力可以忽略，但激波阻力不能忽略，特别是当粒子的速度接近波速时，激波阻力起着关键作用。 以太中激波的产生 在任何气体中，当运动物体的速度接近该气体中的波速时，都会产生激波。激波是气体受到强烈压缩后产生的强压缩波，也叫强间断面。当微观粒子在以太气体中运动时，前方的以太粒子密度会随着速度的增加而升高，其密度增加的部分就是激波。 以太中激波的形状 电子在以太中运动时产生弓形激波，其情形可用图1描述，二者可以看作是一个整体。 图1. 运动的电子与所产生的激波 以太中激波的性质 激波具有粒子的性质，激波的传播与海啸波类似，属于孤子波； 激波脱离粒子前，与粒子如影随形，只要粒子的速度不减，激波就会一直伴随着粒子，与船在水中行进时形成的波类似； 粒子和激波没有脱离前，可以看成一个整体，其能量是粒子本身的动能与激波的能量之和，当外力对粒子加速时，粒子本身的能量增加很少，主要增加的是激波的密度与厚度； 当粒子的速度减小或转弯时，激波将会部分脱离粒子并以光速独立传播出去，与船停止或转弯时水波的传播类似； 空气中的激波厚度与宏观物体相比可以忽略，但以太中的激波厚度与微观粒子相比是不能忽略的，其激波的相对质量甚至比粒子本身还大。 以太中激波的阻力 激波与粒子脱离前，激波对不受外力作用的粒子的阻碍并不是太大，其原因有二：一是粒子向前运动使前方的以太密度增加，根据波的传播速度可知：粒子前方的波速将会减小，也就是说，激波的速度会变慢，使粒子与波保持同步；二是激波本身也会向前传播，只要粒子不被外力加速，激波对粒子的阻力就不会太大，但如果粒子被外力加速，激波就会对粒子产生强大的阻力。可以说，激波对粒子的阻力，不但与粒子的速度有关，而且与粒子的加速度有关。 相对论质量增加的原因 在宏观世界中，物体的质量随着速度的增加而增加是不可思议的，也是难以理解的，也是被实验所否定的。但在微观世界里，确是实验事实，问题是它背后的原因是什么？为什么宏观世界与微观世界具有不同的运动规律？ 相对论质量与惯性质量的区别 物体的惯性质量是指是阻挠速度变化的量度。在相同的力作用下，质量越大的物体的加速度越小，这表明了质量是表示物体所具有的阻碍运动状态改变的一种属性，质量越大，物体越不容易改变其运动状态，所以质量是物体惯性大小的量度，牛顿第二定律的公式中所出现的质量，叫做惯性质量。惯性质量一般是指物体的静态质量，是指物体所含物质的多少，它是物体的一种基本属性，是一个常量，与物体的状态、形状、运动以及所处的空间位置变化无关。 相对论质量是根据洛仑兹变换推导出来的，是基于光速不变的原理，是根据相对性原理计算出来的质量，与惯性质量具有本质的区别。 相对论质量的本质 当物体在空气中运动时，由于空气存在阻力f，当外力F一定时，牛顿第二定律的公式就变为：F-f= ma，其中，m称为惯性质量，a称为加速度。但是，如果我们不承认空气的存在，当然也就不会承认阻力f的存在，那么公式就变为F= ma。当物体在空气中运动时，由于阻力f随着速度的增加而增加，当外力F保持不变时，其加速度a也将会随着速度的增加而减小，如果我们不承认阻力的存在，那么，质量就必然会变大，也就是质量与速度有关。 我们自然不会不承认空气的存在，但是，这绝非一个笑谈，在科学的历史上确实有一段时间人们认识不到空气的存在。现在，科学界已经承认真空不空了，但