恰当与不恰当的物理类比

清韫

1【类比的定义】

词理分析：analogy=ana+logy

=another/different+logic,science

=另类的/不同的/区别+逻辑作业

=对不同事物的区别与归类。

定义1：类比，即归类，是对不同事物的划分或演绎的逻辑操作。典型的类比操作：种属科目纲门界。

定义2：类比是基于共同属性的对不同事物的演绎推理。很像国学经典的管中窥豹、举一反三、触类旁通、融会贯通。

定义3：类比是对不同事物的分布形式与运动方式的拓扑处理。

拓扑，是刻画到本质的类比，而基于对立统一的类比为最高境界。

2【类比的可靠性】

①科学性：是基于定义精准与划分周延（无盲区）的可操作性。换言之，类比要服从类比的精准定义。

②语境性：类比是把某一共同属性作为划分标准的相对性操作。无基准的绝对性类比，都是不当类比。

③实证性：类比的结论是通过生活体验、科学实验与生产实践得以直接验证。

3【动力学领域的类比性】

发散思维、物理悟性、变通贯通，其实是特定语境下的类比思维。

3.1【短程线轨迹的类比性】

原理1：最小作用量，自然界天体与粒子运动的轨迹必走短程线，不能出现跃迁或坍塌的超距现象。

原理2：最近作用（忽略远的摄动影响）的二体系统，服从轨道角动量守恒与转换原则。

二者互相绕旋，小质量者绕大圈，大质量者绕小圈，各自走非封闭的椭圆轨迹，并有同样的震荡周期。

例如，木星绕太阳与太阳绕木星的一个周期平均都是约11.5年。

3.2【准球形结构的类比性】

典型现象：自然界凝聚态物系的本体(孤体)大多表现为准球形结构。

另当别论：土豆状小行星，杆状微生物，植物树形分布。

第一性原理：球结构有最大比表面积，消耗最小的内能（自由能/固有势能），服从最小作用量原则。

可以预言：电子是光速自旋的漩涡球；质子是高能正电子围绕缪子中心体光速震荡的小型漩涡球；中子是高能正电子与高能负电子共轭围绕缪子中心体的大型漩涡球。

3.3【相互作用的类比性】

原理：反作用与角动量守恒并万有引力与楞次定律的相互作用原理。

力是二体系统内部的互反作用，归因于电荷（准确说是场）之间的相互作用。

习惯上，把反作用力叫惯性力，或表现为斥力，或表现为引力，在特定场半径的维持动态平衡。

可以预言：

强力，是高速电荷之间在超短程范围（常禁闭区域）的电磁力；

弱力，是高速电荷之间在较短程范围（可隧穿区域）的电磁力；

分子间力，是低速电荷之间在较长程范围（氢键尺度）的电磁力；

万有引力，是低速电荷之间在超长程（远至希尔球）的电磁力。

3.4【电磁辐射的类比性】

二体系统内部相互作用的传递机制，是把其一物系的动能通过扰动或激发附近电磁场介质转化为该场的波动辐射能传递到另一物系。

波源的动能增量对附近电磁场所做的体积功即所谓的电磁辐射能。

任何波源，无论是本地波源、移动波源，都要对附近电磁场空间做功，都会产生电磁辐射或电磁波。

机械波是混合电磁波，光学支通过波源电子震荡激发高频电磁波，声学支通过次级波源（即粒子激元）激发低频电磁波。