小型超光速发生器的设计方案初探

1、小型超光速发生器的设计方案初探田茂正（贵州印江县新业乡九年制学校555205 ）摘要：为了论证物理学界关于超光速的假设，以及论证流体场论中冇关超光速理论的推导， 打破狭义相对论中极限速率的思维桎梏，木文利用了齿轮传动装置，巧妙地论证了刚性实物 的超光速实验设计方案。结论得出：只要齿轮能保证绝对的刚性，那么齿轮的转动速率就会 无极限；换句话说：那种认为实物不可能达到光速或超光速的说法应该是不正确的。超光速 实验的最新设计方案，对重新认识当前的整个力学基础，以及完善流体场论，都具有不可忽 视的作用；另外，对宇宙人爆炸理论屮的“暴涨模型”是一个有力的支持；它对21世纪的 力学发展可能具冇一定的促进作

2、用。关键词：超光速理论；齿轮传动装置；超光速实验设计方案；绝对的刚性；无极限。the first explores on design project for the smallsuper-light-velocity machinetian maozheng（the junior middle school of xinye, yinjiang, guizhou 555205, china）summary： in order to discuss assumption of super-light-velocity for physics-circles, and argue for sup

3、er-light-velocity theory in the flowing field theory, breaking theory of the limiting velocity in relativity, this text made use of the device for gearwheel, to argued skillfully the design project of super-light-velocity experiment for rigid objecto the conclusion show that： only if the gearwheel c

4、an guarantee the absolute rigidity, so the wheeling velocity of gearwheel would limitless limit； in other words: it may be incorrect that theory on object can not attains light-velocity or super-light-velocity o the latest design project of the super-light-velocity experiment, to know current whole

5、mechanics foundation afresht and prefect the fluid-field theory, these can not neglect it： moreover, it is helpful to “the soaring model” on great explosion theory of the cosmos, the soaring is what universe was rapidly getting very great； it may have certainly function to promote mechanics developm

6、ent in 21 centuries okey phrase: super-light-velocity theory: the device for gearwheel: design project of super-light-velocity experiment； absolute rigidity； limitless limito 探0引言为了论证物理学界关于超光速的假设，以及论证流体场论中冇关超光速的理论推导，木 文创造性的设计出一种新的实验方案，企图证明实物的超光速假说。在研究物质速率的过程中，山于前人认识水平和实验水平的相対有限性，物理学界一直 认为真空中的光速是物质的极

7、限速率，一切实物不可能达到光速，更不能出现超光速现彖。 在这一理论的桎梏下，要提出超光速的理论是很困难的。虽然在1980年，物理学家古斯（音 译）提出了超光速的概念，建立了宇宙膨胀的“暴涨模型”，但他关于“超光速”的概念只 是一种假说，未曾得到有力的实验论证；另外，美国普林斯顿大学nec硏究院由王力俊（音 译）领导的一个研究小组，在实验中也曾记录到一束光的脉冲，以超光速的速率穿过-个充 满锥的腔室，但王的实验受到物理学界的质疑。因此，物理学界关于超光速的假说和实验还 缺乏有力的说服力。为了找到超光速的冇力证据，作者进行了氏期的思索后认为：（1）要论证超光速原理， 必须设计出超光速实验的实物装置

8、，才能便人们信服；（2）根据现有的物理理论，实物在达 到光速或超光速时，其能量无比巨大，由能量守恒定律和现冇的技术手段來看，实现实物的 光速或超光速是不可能的事情；（3）除非我们敢于放弃现有的物理理论，寻找出另一条巧妙 而乂有效的办法，使实物的速率逐渐变大，以达到或超过光速；（4）按目前的技术和理论而 言，要使实物的运动速率逐渐变大，有两条最有效的途径：i是利用高能加速器对带电粒子 进行加速，这种方法虽能使粒子的速率趋近于光速，但却永远不能达到光速；二是利用杠杆 传动原理对实物的转速逐级放人，这种办法可能没有速率限制；（5）因此，权衡利弊后发现: 要使实物的速率达到或超越光速，只有靠杠杆的传动

9、原理啦！（6）另外，人类现有的技术使 得我们无法用直杠杆来达到超光速，这就迫使我们必须把视线投在曲杠杆上；而曲杠杆包括 滑轮和轮轴，单个滑轮和轮轴又无法实现超光速，这就迫使我们去研究滑轮组和若干个轮轴 的组合体；（7）山于利用滑轮组实现超光速需要太多的滑轮，从而使装置过于庞大，而且滑 轮过多会使摩擦力增大，进1佃减少实验成功的町能性，因此权衡利弊后认为：使用若干个伦 轴的组合体来实现超光速可能是目前唯一有效的办法；（8）由于轮轴和伦轴间传动可以借助 齿轮來实现，而且轮轴的大小轮都可以做成齿轮的形状，这时的轮轴组合体实际己变成了齿 轮组合体。很明显，这时的齿轮组合体就是齿轮传动装置。于是，经过上

10、述严密的筛选，使得我们把可能实现超光速的最佳物体，集中体现在齿轮 传动装置上。但是，凭借什么样的齿轮传动装置才能实现超光速呢？这就成了我们思考超光 速理论的最后问题。因此，寻找最冇利的齿轮传动装置，以找到超光速的最佳实验，就成为本文探索的最 终冃标。在经过多次的失败后，于2004年6刀20 u黄昏，作者在玩具齿轮的启发下，忽然豁 然开朗：既然快速转动的小齿轮b能通过接触作用带动大齿轮a。缓慢转动，那么反之，缓 慢转动的大齿轮a。也能通过接触作用带动小齿轮b】快速转动；如果这个小齿轮b与另一 个大齿轮a】固定在同一根旋转轴上，则在bi的带动下，a】也应该快速旋转；当这个快 速旋转的大齿轮a】乂带

11、动期一根轴上的小齿轮b?时，b? 乂会以更快的速度旋转；如果 又一个人齿轮a?被固定在轴上，那么，在b2的带动下，a?也会以更快的速度旋转像 这样，一根轴上的大齿轮通过接触作用带动另一根轴上的小齿轮旋转，这个小齿轮又带动固 定在同一根轴上的大齿轮旋转如是持续下去，则人齿轮的旋转速率越来越人，以至于达 到甚至超越光速！正是这一思路，使我们从此找到了征服极限速率的理论！为此，作者利用了齿轮传动原理，对齿轮的转动速度逐级放大：最后发现：虽然齿轮 的半径很小（r=lcm）,但是，到了笫十级后，齿轮将以大于2倍光速的速率转动！从而在理 论上有力的论证了超光速的存在。木文的研究方法是：首先由超光速的假说出

12、发，激活自己的思维，并且结合自己在流 体场论中冇关超光速的推导，大胆放弃、分析和想象，在不可能中寻找可能，最后发现了超 光速的论证方法。结论认为：刚性齿轮的转速从理论上來说是没有极限的，实物达到光速或超光速是完 全有町能的！那种认为光速是一切物质的极限速率的说法可能是错误的。（这里z所以不敢 肯定，是因为在没有良好的实验条件下，科学界不应该有最新真理的裁判官！ ！）超光速实验的理论发现，对于重新认识相对论力学、完善基础力学，具有不可忽视的 意义；它也有力地论证了流体场论中关于超光速的推导，为21世纪的力学革命作了一个大 胆的尝试；它对宇宙大爆炸理论中的“暴涨模型”是一个最有力的支持；它首次提出

13、了突破 时空束缚的最新观点（实物的超光速论），为人类最终研制超光速飞行器作了不可忽视的理 论探索！人们对力学的认识也必将由此进入另一个崭新的天地！？1实验设计及原理分析如图，矩形方框是垂直于纸面的薄金属板（疗度为2mm）,共有13根互相平行的由细金属棒制成的旋转轴；每根轴上都固定着两个大小不同的齿轮，轴与齿轮的平面垂直；并且 大齿轮的半径为10mm,厚度h=0.5mm,大齿轮的齿数d=100齿，小齿轮的齿数d=10齿； 每根轴上的人齿轮必与另一根轴上的小齿轮有效接触，以便传动；由于每根旋转轴的大小一 样，大齿轮的形状完全相同，加上小齿轮的齿数均等，因此山齿轮传动原理：(1.0)d=100 齿x

14、 =10 齿d=10 齿i = d/d 二 3(/ 3 °可知：两个相互接触的齿轮，大齿轮的齿数d是小齿轮齿数d的儿倍，则小齿轮的转速 3d必是大齿轮转速3d的几倍。于是，当d二100齿的大齿轮转1周时，410齿的小齿伦会 转10周；也即说：相互接触的两个齿轮，小齿轮的转速是大齿轮转速的10借。假定旋转轴和旋转轴承之间没有摩擦，相互接触的两个齿轮乂接触良好（既不松也不 紧），并且假定这个装置（包括轴、轴承和齿轮）具冇绝对的刚性；绝对刚性的含义是说：不管用多大的力，或是齿轮旋转得多么快，装置都不会发生变形。于是在这样的前提下，当 轴上的人齿轮在单位吋间内转1周吋，轴上的小齿轮述必定会转

15、10周，因而i古i定 在轴上大齿轮也要旋转10周；也即说，的转速是转速3。的10倍；乂人齿 轮与轴上的小齿轮冋相接触，山前而的齿轮传动原理可得：小齿轮耐必然旋转100 周，因而与锄在同一根轴上的大齿轮也要转100周；也即是说，(©的转速32是的 转速5的10倍，因而32也必然是3。的100倍以次类推，可知：旋转轴迫上的大齿 轮的转速3n必是3。的10的n次方倍，即wn=co0x10n(1. 1)于是可得轴上大齿轮酚和轴上的大齿轮间的线速度关系vn=voxlon(1.2)假定轴上的大齿轮的转速v。二lr/s(等/秒)，由于所有大齿轮的半径r=lcm,贝ij在 单位时间(is)内,v0=

16、lr/s=2jir/s=2ji x 102m/s；于是,轴上的大齿轮的转速vn=2 ji x 10_2x10n m/s =2 ji x10 n_2m/s取ji二3. 14,则当n=10时，必冇v|o=6.28x 10sm/s>2x (3x10 8m/s) =2c其屮c为真空中的光速。可见，从理论上来说，即使是半径为r=lcm的齿轮，其边缘也完全可以超光速的速率 转动！难道这不是力学史上的一大奇迹吗？因此，从实验理论的角度來看，实物的超光速假 说得到论证！这一点，我想提醒为前的力学界，不要以为光达不到超光速，实物也就跟着达 不到超光速；毕竟实物不同于光，因为光虽是大量光子集体运动的一种物质

17、形式，但这种物 质属于物理场的类型，实物与物理场还是冇区别的。那种把光速看成极限速率的观点，必将 受到本文最有力的挑战！ ！进一步的分析认为：增加旋转轴的根数，可使人齿轮的转速不断递增，换句话说， 齿轮的转速(指半径r处的边缘速率)是没有极限的；因此，物理学界有关极限速率的理 论可能是错谋的。这里之所以不敢肯定，是因为作者还没冇做好此实验。考虑到相互接触的两个齿轮传动时转动的方向各不相同，为了肓观起见，还应考虑到齿 轮的转速问题。于是对于公式(1.0)、(1.1)、(1.2),应修正如下:(1.3)(1.4)(1.5)这是本文的约定规矩。i=d/d= 一 s(/ 3()3n=3()x(io)&

18、quot; 凭 v°x o)11其中号表示齿轮或的矢最方向与不同更为普遍的证明是：设大齿轮(主动轮©)的齿数为d,小齿轮(从动轮轴)的齿数 为d，则依靠相互接触来传动的两个齿伦中，小齿伦的转速必是人齿伦转速3八的-d/d 倍。于是第根轴上的大齿轮的转速必是第根轴上的大齿轮转速的(-d/d) “倍，即3n = 3ox (-d/d) n (1.6)vn=vox (-d/d) n(1.7)当vo>o且(d/d) >1时，随着n的不断增加，vn必将趋于无穷大！也即说：实物的速率 没有极限。于是，再结合以往的光速成果，可得定理虽然各种介质中光速的极限是真空中的光速，但刚性

19、齿轮的转动速率 却没有极限！这就是实物的超光速理论！2理论分析2.1冈惟齿轮非匀速转动时的轴间分量为了从理论上推导出刚性齿轮的超光速转动，需要対装置的轴间分量作定量的分析。 为了便于研究，这里只考虑每根轴上大齿轮的分量，而对小齿伦的分量暂口忽略不计。从(1.5)式，可得旋转轴上的人齿轮与©轴上人齿轮的转速关系式。vn=vox(-lo)n(2. 1)对于绕定轴转动的大齿轮©,具线量与角量的关系式为vn=rcon结合(2.1),得g)轴与轴上大齿轮间的角频率关系式3n=3o><(_io)(2.2a)于是在一定的时间t内，轴与轴上大齿轮转过的角度关系为：0 n= 0

20、0x(-10)n(2.2b)对于(2. 2a)式，两边对吋间求导，可得轴少轴上大齿轮间的角加速度关系式(2. 3)pn=30x(-lo)n由于齿轮是等大的薄圆柱体，故其转动惯量为j n= r2dmmr2=jo2(2. 4)结合(2. 2b)式和动量愆公式【小二jn%，可得轴间动量矩分量为lnlox(10)(2. 5)再结合转动定理m-和(2. 5)式，可求得轴间力矩分量为 dtmn=m0x(-10)n(2. 6)如果转动齿轮©受到的作用力弘沿齿轮的切向方向，必有mn-fnxr= fn rsin<fn, r>= fn r结合(2. 6)式，可得齿轮加速时受到的合力分量fn=

21、f0x(-10)n(2. 7)由(2. 7)式，可求出每根轴上齿轮受到的总和力f 总和二(2. 8)/=oi=o很明显，fn>f总和，因此f总和不是加在齿轮上的纯合力代| 0由于纯合力£|代|即加 /=0 /=0在齿轮装置上的总合力f总合，所以f总合>1；总和。于是，轴上的大齿轮©以及轴上的人齿轮的和力分量各为fo=£(一10)"i=0(2. 9)fx(-10)n(2. 10)n 1总和工(-10)”1=0为了求出加在齿轮上的总合力，需要作如下考虑：市力矩对定轴的角动量公式可得：齿轮纽的单个大齿轮的角动量mndt= jns- jw0考虑到齿轮

22、是由静止开始加速的事实,因此妒0, -o=o,又由jn=j0=|mr2,由上式可得齿伦©的动暈矩把齿轮受到的力矩mn=fn xr= fnrsinvfn, r>= fnr代入上式可得:设作用在的力为恒量，则上式应为:由于每个大齿轮存在着各不相同的动能en,因而应对应着各不相同的纯动量矩（即角动量的绝对值）ln；在©的形状、大小、质量完全一样的情况下，这些|&|对应着相应的纯角速度丨3，因而也应当对应着相应的纯力矩mh :每个半径相同、作用力均垂肓于半径，因而|m“|必然对应着相应的纯力fn o当fo>o时,由(2.7)可求得(2. 11)|f/?|= fo

23、xlon这些观点结合上式可得(2. 12)于是，可求出加在大齿轮的纯合力e|fj =1 3n/=()m i=0(2. 13)(2. 14)(2. 15)fo=工10"(2. 16)很明显，这个纯合力即加在所苗人齿轮上的驱动外力，也即是驶动所有人齿轮转动的总合力f总合。于是f总合二力代/=0再结介(2. 7)式，可得驱动大齿轮转动的外加总合力f 总合二&£10"i=0由(2.11). (2.14)、(2. 15)式，可得人齿轮©和受到的纯合力分量各为/=0i=0(2. 17)实验证明：在f总合一定时，随着n的增大，人齿轮©的转速3

24、6;将变慢。定性分析认为：3。的变慢是由于大齿轮©上的合力矩m。的减少引起的，而m()的减少是山于大齿轮©上的合外力f。的减少引起的；再结合相应的定量分析可知：当©山静止开始运动时，由3()=pot, mo二bojo,可得加在人齿轮©上的合力矩再结合©上的力矩式血二f°xr二forsinvf。，r>二f°r,可得fo=joo / rt(2. 18)可见：当3。变小时，f。也跟着减小，这与(2. 16)式的结果一致，因而理论能与实验结 果较好地吻合。考察齿轮的线量与角量的关系式v看r%,结合(2.3)式可得：的加速度有如

25、下 关系切向： at=r3n=rpox(-lo)n(2. 19)法向： 3nnv n/r 二r33 a10“(2.20)由转动定理m二j p ,，结合(2. 4)式，可得轴间的转动力矩分布dtmn=jo 3 ndt于是可得轴上大齿轮的动量矩定理ndt= jo n - jow a(2.21)其中3 为齿轮©的初角频率。考虑到齿轮是从静止开始运动的，可得30,于是轴上大齿轮的动量矩定 理ndt= jon再结合(2. 2a)和(2. 4)式，必有mndt= jow0x(-io)n =丄 m r2wox(_io)n (2.22)2为了了解各轴上大齿轮的能量变化，还需耍研究各轴间能量分配。由轴

26、间齿轮©的 力矩做功wn= f mnd o n,以及齿轮的转动动能en二丄jn<o2n,可得轴间齿轮绕定轴转2动的动能公式wn= jn 3 n jn 3 纭2 2再结合©由静止开始转动的事实，可得wn= jn 3 )2于是wo= jo ° 20 2再结合(2. 2a)和(2. 4)式，可得)轴与o轴上齿轮的能量关系(2. 23)(2. 24)wn= woxlo2n于是轴间齿轮的功率分布遵循如下规律:nn=nox 102n考察(2. 23)式，可得每根轴上大齿轮©的总能量w 总二£巴=wo j102/,(2. 25)/=0i=0于是，得轴上

27、大齿轮的能量分布规律:wo=i=()yo2n(2. 26)2.2匀速转动时平衡摩擦力的动力分布考察(2.21)式，当mn二0时，jofn=恒量，这吋每根轴上的大齿轮处于匀速率转动状 态。由于本实验设计采用的是滑动轴承，而且乂是在空气中做此实验，加上相互间接触的大 齿轮和小齿轮间的角速度不同，因而或多或少存在着一点摩擦力。摩擦力在每根轴上的分布 规律，无疑会影响到本实验的正常进行。因此，研究摩擦力的轴间分量是很有必要的。虽然毎根轴上大齿轮的转动速率各不相同，但它们处在匀速率转动时，合力矩为零。因此，在冇摩擦力存在的情况下，要维持装置的匀速率运行，必须冇平衡摩擦力的外在动力;这种平衡摩擦力的外在动

28、力分布，无疑与摩擦力的轴间分布规律是一样的。为了简单形象地分析各个齿轮匀速转动时平衡摩擦力的动力分布，木处以圆代表齿轮, 如图：其中大齿轮©、©、©>©的齿数均为100齿,小齿轮、 的齿数均为10齿，且毎与©固定在同一根旋转轴上，©与(bnh)w效接触，箭头农示齿轮的旋转方向。a4假定作用在齿轮©上的旋转外力（切向力）为f（）,则由于©的匀速转动，以及定滑轮 原理（©也可看成定滑轮）可知：与©相接触的小齿轮的对©的作用力必为fo；再山 牛顿第三定理可知：©作用在

29、4;）上的切向力必为-f 0 ， 乂根据6）与©固定在同一根轴 上，以及g匀速转动的事实，结合轮轴原理，得到密作用在上的切向力为-f oxlo'1 ； 又由牛顿第三定理推知：©作用在©上的切向力应为ffoxlo'1 ,结合轮轴原理，得 到6）作用在©上的切向力为f 2=fix10-,= foxlo-2以次类推，可总结出下表：an对bn+1的作用力b n+l对an的作用力a°f bf 0blaofoaj-*b2f0x10,b2ai-f0x10 1a2->b3-f0x10-2b3>a2fox 10-2a3 b4f0x10

30、-3bl a3f()x 10 3a4->b5-f0x10 4b5 a4foxio 4anf b n+1(-1) e foxio nb n+f a*(-1) n f0x10n可见：大齿轮©对小齿伦（bn+1）的作用力为:fn= (-1) n+, f()x10_n (2.27)反之,小齿轮(b n+j对人齿伦o的作用力为：fn != (-1) n f()x10n(2.28)于是结合（2.2b）式，可得在一定时间t内，对于能量的传递，笫g）根旋转轴上大齿 轮©为克服(b+)的阻碍(或其它摩擦力)而消耗能量必为fn 二 f m! n d 6 n= f f! nrdon=f (

31、-1) n (foxio_n) rd ( oox ( - io) n)=f (foxio _n) rd ( 00xlon)=f ford%二 f m!o d 0 o= w! 0(2.29)也即说：当侮根轴上的齿轮都匀速转动时，平衡摩擦力的动力在侮根轴的人齿轮©上消耗 的能最完全相等；而且，消耗在人齿轮©的总能量为w*总二(n+1) w!o二(n+1) j* m o de。=(n+1) f ford()o-(n+1) f f()rd ( 3()t)=(n+1) j forodt-(n+1) f o r3o f dt=(n+1) fovot (2.30)由(2.27)和(2.2

32、8)式,可得大齿轮(am】)作用在小齿轮上的力f#n=f(n-i)=(-1)n - f°x10h=(-1) n foxlo1-"同理结合(2 2b)式，可得在一定时间t内，对于能量的传递，第根旋转轴上小齿轮包)为克服摩擦力而消耗能量必为w店 f md 0 n= f f#nrd 9 n=f ( - 1) n foxio1_n rd ( 0ox( - 10) n)=f (foxlo1"11) rd ( ooxlon)=10 j f o rd 0 o=10 f f0(r/10)doo=j f()rd 0 o二 f m!od e o= w!o (2.31)当每根轴上的齿轮

33、都匀速转动时，平衡摩擦力的动力在每根轴的小齿伦上消耗的能量也 完全相等；而且，消耗在小齿轮輛的总能量为w 总二(n+1) w!o二(n+1) f m!o doo (2.32)于是，当每根轴上的齿轮都匀速转动时，平衡摩擦力的动力在n根轴的小齿轮和人齿轮 ©上消耗的总能量为* # w 总+ w 总二(n+1) w!o+ (n+1) w；=2 (n+1) w:o (2.33)3理想情况下的动力数据分析在装置保持绝对的刚性、无阻碍性摩擦力、无空气阻力的理想情况下，当d/d二10吋, 迫轴上的人齿轮的转速为vn=vox (-10)按照数理逻辑，只要v°>0,随着n的增大，必然存

34、在着超光速的现彖。但是，物理学要求 我们必须利用现冇的技术手段來达到超光速，才能让所冇的人信服。为了实现这一冃标，还 得需要从作用力或者能量的角度加以考虑。由于齿轮是从静止开始运动的，因而它应服从公式(2. 22),取n=0,有m0dt=nr20(3. 1)令轴上的大齿轮在加速过程中受到恒力矩的作用，即二恒量，则从0时刻到t时刻，必冇mot= mr 3()2乂由于mo=fo x r=f0rs in<f0, r>=f0r故有fot= mr 3 02(3.2)于是(3. 3)3o=2fot/mr再结合（2. 16）式，可得轴上大齿轮的角频率3()=f恵台£10”i=0x2t/

35、mr(3. 4)因为当）轴上的大齿轮在转速3°=lr/s（转/秒）时，轴上的人齿轮（a|（）的转速（指线速度）即可以人于2倍真空屮光速，所以可以令3 0= 1 r/s=2 兀 rad/s(3. 5)把（3. 5）代入（3. 4）式，可得所有人齿轮©的转动冲最f 总合 irmrflo"j=o(3. 6)于是在忽略摩擦阻力的惜况下，所需要的合外力为f 总合二(er£1(t ) /t/=0(3. 7)考虑到木实验中大齿轮©的半径r=lcm,厚度h=0. 5mm,如果©为钢制齿轮，则可以求岀单个齿轮的质量为m二 p v二 p sh二 p n

36、r2h=7. 9g/cm x it x lcm2 xo. 05cm(3. 8a)二 1.24 萨 1.24x10"' kg代入（3.7）式,可得:f 总合 t=3. 14 x 1. 24 x 10 x 1 x 10 £io”1=0=3.9x10 5 £10”/=o由于n=10时,亍 10t.1 111 111 111x1o1()n s(牛顿秒)r=0这时f 总合 t二4. 33 333 333 329x10.s 件顿秒)讨论：当 t二lh二3600s 时，令 g二 10n/kg,必有f 总合二 120.370 370 369 牛顿120.4 牛顿=12.

37、04kg 力 (3. 8b) 这个力作用在半径只有lcm.厚度只有0. 5mm的钢制齿轮上，可能会损坏齿轮，故不可取。当 t=10h 时,令 g=10n/kg,必有：f总合#12. 04牛顿二1. 204kg力(3. 9)这个力完全可以胜任实验要求,故从理论而言，只要满足(3. 9)的合力，连续对齿轮加速 10h时，就可以使轴上的齿轮(aio)以超过2倍真空光速的速率转动。如果我们能保证齿轮的绝对刚性(理想化模型)，那么实现超光速的目标将是必然的事。 这一点，我想提解:力学界：不要以为狭义札i对论屮的极限速率论是打不破的真理！超光速实 验设计的结果一旦被最后证实，力学中所谓的质一-速公式必然不

38、能成立!希望那些善于质疑并勇于接受新思想的科学巨人能用木实验装置对冃前的力 学棊础作一个新的考察。4小齿轮对实验的影响由于小齿伦在高速转动时存在着转动惯量，因而它加速时应有合力矩；合力矩做功，使 小齿轮具有相应的动能，这些动能有可能影响到实验的成败，因而研究小齿轮的动能分配规 律，也是实验过程中值得注意的问题。由于小齿轮的齿数d只有大齿轮齿数d的1 / 10,因此，小齿轮的半径也只有人齿伦半径r的1 / 10,即r=r/10(4. 1)对于齿轮,英厚度h=0.5mm,令小齿轮的厚度h=0.5mm,则小齿轮的质量m= p v= p s h= p 兀 r2h结合(4.1)和(3. 8a)式,得m

39、=mx 10 2(4.2)于是的轴上单个小齿轮的转动惯量j 十七心0f".(4.3)其中jn为轴上大齿轮©的转动惯量。这样，®轴上单个小齿轮©从静止到运动的过程中的转动动能e'n二*fn32沪 |jnco2nx10 4= enx10 '(4. 4a)厶厶可见：小齿轮够的转动动能ezn只有大齿轮的转动动能en的万分之一。由(2. 23)可得：大齿轮的转动动能公式en二eoxio2n,结合(4. 4a)可得:ezn= eoxlo2n_4(4. 4b)于是所有小齿轮的总能量収总=xen = eo£1o2”-4(4. 5)匸0/=0由功

40、能转换原理，可得外力対小齿轮做功wl= £ wn! =w() £ 102"-4(4. 6)r=0f=0再结合(2. 25)式，可得小齿轮卸和大齿轮各自拥冇的总能量关系w&w 总 x1(t'(4. 7)考察(3. 7),并结合(4. 1)(4. 2)式，可得：小齿轮上的需要的总合力总合二(junrflo" ) /hmrxlo3 £10" ) / t = f 总合 x 10"(4. 8)z=01=0于是忽略摩擦力的情况下，对于小齿轮钿和人齿轮來说，它们总的合外力和总能量应分别为f总合+ f总合二(1+10-3)

41、f总合(4. 9)w 总合 + w纭合二(1+10-1) w 总合(4. 10)5齿轮的离心力与实际材料的关系问题齿轮在高速转动时，可能会由于实际材料的分子间引力不够，使得实际的分子引力小于 理论上需要的分子间引力，从而使一部分分子出现离心运动的现象，希望实验人员务必注意 这个问题。另外，由于向心力公式只适合于某质点(或可看成质点的物体)的向心力，而齿轮的质 量无法集中于非轴心的任一点，因而在研究高速转动齿轮的分子引力与离心力的关系时，务 必注意这个离心力是少数分子的离心力，而不是整个齿轮质量的离心力。由于木文作者水平有限，还不能解决这个问题，故提岀来望有关专家解决之。6理论与实验提示本理论虽

42、然从数理逻辑上论证了理想情况下的超光速理论，但未对齿轮的离心力和材 料的关系问题作任何分析，因而本理论是不完美的，有待进一步的分析研究。本文的作者利 用电能表中的部分齿轮(100齿和10齿)和原有的金属支架，进行了拆装组合，并靠食指 搬动齿我验证了轴上的大齿轮（100齿）的运转，因而肯定地推断出：即使靠人力, 也能使轴转动。但山于齿轮装置存在着一定的摩擦力，以及传递的能量应当守恒，因而© 轴在人力作用下能否达到1转/秒，还不能主观确定，冇待进一步的实验证实。另外，当齿 伦以1转/秒的速度转动吋，随着旋转轴的逐渐增加，轴上的人齿伦©的转速将 逐渐达到光速、超光速，按照传统的动

43、能公式，的能量十分人；再考虑到齿轮的离心 力公式和齿轮实际的材料问题，齿轮必然分崩离析，一部分物质将沿着齿轮的切线方向高速e岀；而1l在此高速情况下，实物是否会向光能转化，也还是个迷。因此，有关人员在做 此实验时，一定要注意安全，防止被高速匕行的颗粒击中，同时也要防止因实物向光能（包 括热能）的转化而造成的爆炸？ ？ ？如果木文中的齿轮人小和实际的材料强度影响到实验的 止常进行，可根据实际情况将齿轮适当放大。这一方面可以验证超光速理论是否止确，另一 方而也可对各种材料的强度和其转速关系作相关的研究。7附带说明木实验的关键是：（1）保持装置的有效刚性，即在一定的外力作用下和传动过程屮，装 置不发

44、生形变；（2）齿轮间的有效接触，即相互接触的两个齿轮间距合适，松紧适当，以便 有效传动；（3）主动轮的转速为lr/s （转/秒）。如果能保证以上要求，本实验就算成功。（4）作者在空气中作此实验时，已经听到了 “唬唬”的摩擦声；因此，如果当空气摩擦力影响 到齿轮转速的时候，请在真空屮作此实验！（5）为了让齿轮能在人力作用下达到1转/秒的 转速，需要设计一个1000齿、半径为10cm并且带有摇柄的启动轮，或者设计一个电力带 动的启动轮，使启动轮与）轴上的小齿轮述能行效地接触；这样，当启动轮亦1秒钟内稍 微转动一个小的角度（如6=3 . 6°）时,主动轮©的转速即可达到lr/s

45、（转/秒）。8关于下述两种超光速观点的批判目前,物理学界限于自身认识水平的不足，对物质的速率问题还存在着两种不同的观点: 即极限速率论和超光速论。持有极限速率论的人认为：一切物质的极限速率为真空中的光速; 其理论基础是相对论。持有超光速论的人认为：物质从理论上町以突破真空光速；其理论基 础是直杠杆（或直光线）末端的旋转速率论。由于极限速率论存在着有限的实验基础，而直杠杆（或直光线）末端的旋转速率论缺乏 任何实验基础，使得持有超光速论的人迷惑不已:既不敢以学术论文的形式发表自己的简见, 勇敢的站出来驳斥极限速率的观点，乂在平时的言谈中表现出对极限速率论的轻视，甚至私 下怀疑整个相对论力学的成果。为了维护和对论的普遍真理，同时也为了进一步发展和対论，有必要对目前流行的超光 速论作质的批判。旋转光源式超光速观点的来源某些专家由于对“真空中光的直线运动”缺乏深入的了解，机械地认为：光的直线运动 说明了在任何情况（但这里排除引力透镜的影响）下，真空屮光线都应该是玄的，因而在无 意中已经把光源发出的光线看成刚体；于是，在这种情况下得出：当光源以角频率旋转时, 从光源发出的光线也跟着以角频率3旋