源自邊緣的物理

學(xué)過一點初等物理知識的人都知道，慣性指的是物體具有保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)，即保持運動狀態(tài)不變的性質(zhì)。它是一切物體的固有屬性。著名的牛頓第一定律（1687年）就是慣性定律。它是說任何物體在不受外力作用時，總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。其實早在古希臘時期， 亞里士多德（Aristotle）就已經(jīng)開始關(guān)注到這種特殊的性質(zhì)。慣性原理最早于1632年就由伽利略做了實驗研究。馬赫對牛頓的慣性概念做了重要的補充，而1905年愛因斯坦即提出了質(zhì)能關(guān)系和慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量的等價原理，它們成為了創(chuàng)立狹義相對論以及后來的廣義相對論的基石，對于現(xiàn)代物理的發(fā)展特別是宇宙學(xué)的研究做出了偉大貢獻。

但是，迄今幾百年來仍然沒有人知道慣性原理為什么是對的。慣性這個問題本身仍是困擾物理學(xué)家們的難題之一。即使是愛因斯坦，也并沒有能夠?qū)τ趹T性做出解釋。作者特別指出，慣性基本的和非常重要的性質(zhì)從來沒有得到很好的理解。本書作者詳細地展示了慣性如何一直困擾著許多科學(xué)家如伽利略和馬赫，然后結(jié)合觀測到的許多異?，F(xiàn)象，歷經(jīng)十幾年的深入研究，提出了一種新的理論，作者自認第一次解釋了慣性，并且預(yù)言了不需要暗物質(zhì)的銀河系自轉(zhuǎn)，宇宙的加速度和其他一些反常。

需要說明的是作者在本書中大力宣揚他的物理理論是建立在邊緣效應(yīng)的基礎(chǔ)之上的。主要論據(jù)是著名的牛頓旋轉(zhuǎn)水桶實驗以及卡塞米爾力，作者認為它們都是典型的邊緣效應(yīng)。他把這些邊緣效應(yīng)推廣到星系的邊緣和宇宙的邊緣，提出了他的核心理論模型MiHsC（用Hubble尺度卡塞米爾效應(yīng)修改慣性），認為它可以很好地解釋標準的慣性。作者提出了一些證據(jù)，證明他的理論的正確性，并提出了一些進一步的實驗方案，給出了其理論的可能的新的和令人興奮的應(yīng)用，如超光速旅行的可能性等，以便在未來進一步檢驗這一理論模型。應(yīng)該說，迄今為止這些觀點還只是作者一家之言，贊同者并不多見。

全書內(nèi)容共分成7章：1.慣性的歷史；2.現(xiàn)代物理學(xué)；3.低加速度問題；4.來自邊緣的解：MiHSC；5.MiHsC 的證據(jù)；6.MiHsC的未來實驗檢驗；7.MiHsC與超光速旅行。書末有四個附錄，附錄A介紹了作者從2007年到2013年所發(fā)表的有關(guān)MiHsC 的一些文章，其他三個附錄簡單地介紹了正文中用到的一些數(shù)學(xué)知識。

該書雖然是一部討論慣性的新理論的專著，但采用了科普著作的一些寫作方法，只用了簡單的數(shù)學(xué)闡述理論，并給出許多漫畫幫助解釋觀點。該書以物理學(xué)科大學(xué)生和相關(guān)研究人員為主要的讀者對象。對于經(jīng)典物理、狹義及廣義相對論及宇宙學(xué)感興趣的物理和自然科學(xué)史的愛好者及也是一本值得一讀的參考書。

丁亦兵，教授

（中國科學(xué)院大學(xué)）