也許!我們完全錯誤的理解了宇宙!(2)

發表:2005-10-04 16:44
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人類對物質世界的認識經歷了從古希臘哲學到伽利略-牛頓力學、從伽利略-牛頓力學到愛因斯坦相對論的漫長歷程。今天,相對論似乎又把我們帶回到了古希臘哲學那兩個古老的問題:構成宇宙萬物不可再分的最小物質單元是什麼?物質運動的根本原因是什麼?

我們對物質世界的認識總是刨根問底,追尋物理學的或者哲學的終極解釋。對運動和力的認識,我們最終追尋到物質自身;對物質的結構、組成的認識,我們力圖找到構成宇宙萬物的不可再分的基本「原子」。

我們很難乞求一個新現象的猛然發現能帶給物理學光明的前景,因為無論是對宏觀宇宙的觀測,還是微觀粒子物理學實驗都要我們付出昂貴的代價;更何況實驗原理本身又是由舊的、龐雜的物理學理論為基礎,實驗現象的新發現只能是間接的又間接的,帶給我們的認識只能是推測的,甚至是猜測的結果。

德謨克利特以為,原子是最小的、不可分割的物質粒子,原子之間存在著虛空,無數原子從古以來就存在於虛空之中,既不能創生,也不能毀滅,它們在無限的虛空中運動著構成萬物。今天,我們似乎發現了這種「原子」的存在--頻率為1的、質量最小、能量最小的光量子的存在,它以固定的光速在虛空中永恆地運動著,正是這種基本的光量子構成了其它不同大小的光子,構成了電子、質子、中子等一切物質粒子。

亞里斯多德以為,物體的初始狀態是靜止的,力是物質運動的原因。今天在我們看來,一切物質自身都處於運動狀態,一定質量m(物體所含基本物質的多少)的物體永遠保持不變的運動量mc2;力的功效在於改變物體的運動狀態--物體的內、外運動的轉化(mc2=mv2 mu2)及其方向的改變。亞里斯多德的「不被任何別的事物推動的第一推動者」不再有哲學或物理學上存在的原因,因為我們發現宇宙物質都是不被推動的永動者。亞里斯多德相信絕對的空間和時間的存在,他以「一張平整的白紙」為固定的背景來描述物質世界。現在看來,無論是物理學還是哲學上來說,要想看清物質的結構組成、物質的運動以及力的本質,我們還真的離不開這張平整的的白紙--固定的背景--絕對的時、空觀念。

牛頓以為,任何物體在不受外力作用的情況下,都保持靜止或勻速直線運動狀態,並稱物體的這種保持原有運動狀態不變的屬性為慣性,用慣性質量來表徵這種屬性的大小;力是物體運動狀態改變的原因,用數學式f=ma來表達力和物體運動改變的關係。在牛頓力學中,根本無須對物質的結構組成進行廣泛的自然哲學的思考,任何物體都被抽象成一種理想化的模型--剛體,在不考慮物體的大小、形狀並把質量看作集中在一點的物體,最終物體被抽象成質點,於是牛頓力學中的物體只是一種被動感受力的,僵死的物質。牛頓力學最為關注的是物體的運動改變和它受到的力,並不在乎物體自身的結構組成、自身的運動狀態以及物質自身如何感受力的作用而發生運動的改變。儘管牛頓相信絕對運動的存在,但是描述絕對運動的固定背景已經動搖。今天,在我們看來,物體的運動狀態以及運動的改變都與物體的自身的結構相關,正如正、負電子不同的運動結構才決定了它們的差別;力對物質的作用是通過改變物質的結構運動--內、外運動的相互轉化來實現的。如果不承認物質自身的運動結構,我們根本就無法真正認識物質、運動和力的本質。牛頓發現了萬有引力的的存在,但他並不真正理解引力的本質!今天,我們把引力歸結為物質之間的本質聯繫,是物質天生的,固有的屬性,因為我們清楚了力的作用本質--相互改變運動結構--物質內、外運動的轉化,根本不存在物質或能量由此及彼的傳遞。

愛因斯坦未能擺脫力和運動的關係的限制,和牛頓一樣忽視物質的自身結構和物質自身的運動,他把相對運動放在了物質本體的位置,從根本上否定了物質的運動。電、磁現象的新發現越來越明顯的揭示了物質的運動與物質自身的運動結構相關性,物質的力與物質自身的運動結構相關性,但是愛因斯坦則把電磁現象所揭示的物質自身的結構運動(v 、u=(c2-v2)1/2)和物質的運動的這種相關性((1-v2/c2)1/2)看作是一種新的時、空結構和物質運動的相關性。總之,無論是在牛頓還是愛因斯坦的物理學觀念中,最大的缺憾就是對物質自身的運動結構的忽視!今天我們已經看到,物理學沿著力和運動的關係這條道路的已經走到了盡頭,越來越多的疑問都集中到了物質自身!物質的結構和物質的運動怎樣相關?物質的結構和物質的力了又是怎樣的相關呢?物質的結構和它的運動狀態相關,物質的內部運動和外部運動同時決定了物質的運動結構狀態(v2 u2=c2);物質的運動結構又決定物質力的屬性,正如正、負電荷的力的方向以及大小都與帶電粒子的運動結構相關;另一方面,力的作用可以改變物質的運動結構,從而改變物質的運動狀態。

阿爾伯特.愛因斯坦的相對論帶給物理學的關於時空觀念的變革,只不過是把亞里斯多德的那「一張平整的白紙」折皺後又塗抹上了其它的顏色。這,對我們理解宇宙本身並沒有太多的用處,因為,不管我們以何種方式去描述宇宙,首先我們必須真正理解宇宙;之所以要去臆想時、空的種種屬性,那是因為物理學對物質本身還不夠瞭解。

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