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自然哲学~物理学

(2012-03-17 04:27:11)
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文化

观念变革

物理学创新

实体概念

属性概念

杂谈

 

简介:传统都说物理学又叫自然哲学,实际上这种说法是不恰当的。因为物理学是以度量为基础、用数学表述规律为手段的一门学科,而自然哲学则是用思辨的方法抽象、概括现象背后所存在原理的一门学科。二者之间确实存在着不小差异。

但是,又因为物理学的理论基础是自然哲学,而西方的自然哲学并没有为物理学提供坚实的认识论基础,才导致了20世纪诸多新发现都跟原来的哲学基础相互冲突、构成悖论。笔者依据华夏先民总结出的“阴阳互补、有无相生、体用不二”的认知理念,对400年物理学史梳理、整合的结果,发现问题的要害就在于自然观的错误、自然运动和非自然运动不分、实体概念和属性概念被混为一谈三个方面。

仅仅在上述三个方面做了一些调整,原来存在于物理学理论中的10多个困惑,顷刻间就可以得到冰释;笔者还提出5个完全使用现有的仪器和技术手段,就可以完成的验证实验方案。

 

自然哲学~物理学

 

【1】 . 物理学又叫自然哲学,传统的这种说法并不恰当。

实际上自从牛顿“用数学原理取代思辨原理”之后,物理学就已经跟自然哲学分道扬镳了。

物理学是以度量为基础、用数学描述自然变化规律为手段的一门学科。

霍金既然承认19~20世纪科学的“数学化和技术性”使得人人都望而却步,却又埋怨哲学家跟不上科学理论的进步,应该是没有道理的。

但是,物理学由自然哲学发展而来,自然哲学没有为物理学的正常发展提供坚实的基础,却是真的。集中表现在自然观错误和概念混乱两方面。

亚里士多德把理论学术分为形而上学、数学和物理学,又把形而上学和物理学称为第一哲学和第二哲学(又叫自然哲学);并且认为第一哲学研究“不变的存在”, 第二哲学研究“变化的存在”。

变化,只能被记写为M→N或N→M,而不能记写为M→M—— 物理学必须持二元论的自然观。也就是说必须把基本存在分为截然不同的两个系统。

1.    自然观

爱因斯坦说:“人们曾设想,不依赖于主观认识的‘物理实在’是由空时(为一方)以及与空时作相对运动的永远存在的质点(为另一方)所构成(至少在原则上是这样)。这个关于空时独立存在的观点,可以用这种断然的说法来表达:如果物质消失了,空时本身(作为表演物理事件的一种舞台)仍将依然存在”。

究竟何谓宇宙?在英语词汇中,跟宇宙相对应的有“universe”和“cosmos”,二者虽有诸多歧义,却均不含“上帝”(the creator God)。

1984年新版英语辞典中已使这两个词汇明确化:

“universe”指称所有时空范围内一切事物存在的总体;

“cosmos”指称天文学意义上的整个天体系统。

小结:物理学的自然观应该是物质~空间系统论

2. 实体概念属性概念

 “存在的不是质,而只是具有质并且有无限多的质的物体”。

 “亚里士多德关于称谓和关于基本实体的学说,就发展而为实体的诸属性相互联系而基本实体之间却相互分离的学说了。所有的现代认识论和现代宇宙论都为此问题而大伤脑筋”。

众所周知碳元素的单质(即“体”)有金刚石和石墨,前者“用”它最“硬”的,后者则“用”它最“软”的—— 自然科学的一个永恒课题,就是尽可能多地发现和应用同种“体”不同“质”,即物理学从来所关注的就只是可以为“用”的“质”、而根本就不是“体”。

为了彻底消除“所有的现代认识论和现代宇宙论都为此问题而大伤脑筋”的困惑,对科学和哲学交叉使用最频繁的物质、空间、质量、长度和时间五个基本概念,认真剖析、甄别的结果,发现它们之间的逻辑关系是:

实体概念:物质     空间    (属哲学范畴表述共性的抽象的类概念)

          ↓    ↙   

属性概念:质量  时间    长度 (属科学范畴计量个性的基本物理量)

宇宙、物质、空间等属于哲学概念,只有M、L、T才属于物理学概念。

量纲式中的L、T(即)跟空间(即)的关系,与M(即)跟物质(即)的关系完全相同。

物理学量纲式中的T、L、M,都是用于度量客观存在最基本“”的属性概念。物理学理论中用L、T的函数表述的物理量(比如g、gR、gμν等),均用于指谓空间中一种“实体”结构的“”;而只使用L、T而不出现M的“数学图像”(海森堡语),均用于表述存在于空间中的一种自然规律。

3. “空时”、“时空”之类术语的错误

时间T(即质)和空间(即体)属于不对等的关系,传统将实体概念“空间”和属性概念“时间T”并称“空时”或“时空”使用的陋习,即是引起观念混乱的一个重要原因。

两千多年前华夏先民公孙龙就留下一个“白马非马”的命题,真不知道曾经难倒过多少才智非凡之士—— 只要能够悟出其中所包含的深刻哲理,就不难弄懂“空时”或“时空”之类说法中所包含的错误。

“空时”或“时空”者,皆等同于“白马”;实际所指的既非“T”、亦非“空”,根本就不具有哲学与物理学的意义。

“这是爱因斯坦的伟大胜利。他的发现完全变革了我们思考空间和时间的方式。它们不再是事件在其中发生的被动的背景……相反的,它们现在成为动力学的量”。

依据物质指称用M度量的一种基本存在,空间指称用L、T度量的另一种基本存在;物质和空间对等,而时间T和空间却不对等的新理念,只需要将第三句中的“它们”改为“空间”,将最后一句中的“它们”改为“L、T的函数表述的空间结构”,就不但可以正确地阐明广义相对论的实质—— 空间“不再是(物理)事件在其中发生的被动的背景……相反的,L、T的函数表述的空间结构现在成为动力学的量”;同时还可以揭示出即使是在经典物理学理论中,用L、T表述的g或a ,同样都是“动力学的量”。

在对待“空间”的问题上,经典物理学和相对论的观念完全一致;差异仅在于传统把L、T视为没有物理学意义的“参量”,相对论则证明了用L、T表述的g是空间的“物理性质”,它就是可以使得用M计量的物体做自然运动的“第一推动者”—— 空间绝不是L时间T跟空间并不对等;只需要厘清这两对概念,观念上的混乱就已经不复存在。

另外,还必须厘清作用量子h和辐射能ε的关系,确立粒子和量子h对等、质量M和辐射能ε对等的观念—— 普朗克引入作用量子h后,并没有被学界接受;爱因斯坦的光量子理论确立之后,所谓的“量子”就变成了辐射能ε=hν。这又是一个实体概念与属性概念混淆的典型例子,普遍认为“量子论的哲学基础还没有建立起来”,就基于这一原因。

【2】. 牛顿范式与非牛顿范式

牛顿范式着眼于“运动”描述质点在空间中位置变化的规律,以“力”为最基本的概念,认为L、T只是描述运动的“参量”,并不具有物理学意义;所描述的是质点自身能量的转化和转移的规律。

非牛顿范式着眼于“变化”描述ε从粒子中放出、在空间中传播或者重新进入粒子的规律;研究的对象是凭借介质以振动波的形式所传递的ε,跟量纲式中的M并不存在直接关系。

物体自身的能量~机械能跟物体放出的能量~振动能,不遵从相同的规律本来就应该是天经地义的嘛!

【3】. 自然运动和非自然运动

1. 真正的惯性运动没有“直线”运动,这是自然运动的规律。

牛顿第一定律、即惯性定律描述的“静止或匀速直线”运动,永远都离不开“用人力……的必要性”,当属于非自然运动的范畴。

2. 伽利略~牛顿体系:以地表为静坐标原点(本身还包含两个运动),以地表为水平轴是一种近似,以“钟读数一致”(结构却不同)为“真理”—— 这些都跟“经验”直接相关,属于经验知识的范畴,可以称之为直观真理

实际上牛顿所谓的“力”,就是lt-2作用于m所显示的可观测效应。而今在实际应用中,牛顿力学已经完全被两个定理、两个守恒律所取代。

3. 相对论:以地心为静坐标的原点(排除了一种运动),不承认有“直线”运动,以“使用相同的钟”(读数不必要相同)来计量时间—— 属于超越经验的理性知识范畴,可以称之为客观真理

4. 动尺变短问题:高速运动的物体,用爱因斯坦变换计算的结果大于用经典运动学公式计算的结果,可以用磁悬浮列车与蜗牛运动相比较——实际上并不是“尺”变短,而是由量“直线”变成了量“弧线”。

5. 动钟变快问题:依据洛仑兹变换当释为“变慢”,依据爱因斯坦变换则为“变快”—— 根源在于T、t这两个符号是倒数关系。

【4】. 爱因斯坦悖论的发现与求证

垂直观测不为0的可观测量,已经实现了对牛顿惯性定律的超越——要么两个参考系等速平行运动(不存在静系),要么做匀速圆周运动。

本人已经前后发表了5篇文章,给出了充分而必要的证明。

【5】. 《论动体的电动力学》带来的突破

《论动体的电动力学》依据相对性原理进行推导,其结论却实现了对相对性原理的超越—— 出现一个垂直观测不为0的可观测量。

1. 多普勒频移必须跟相对论性频移严格区分开对待;

2. 洛仑兹变换(t)与爱因斯坦变换(T)不可同日而语;

3. 物体自身能量的转移靠碰撞,遵从动量守恒定律;物体放出的能量转化为振动能时,物体的动能会在频率上有所附加—— 多普勒原理的机制。

《论动体的电动力学》揭示出,运动物体发出的ε,不仅遵从多普勒原理,在垂直于速度的方向上,同样还会出现附加。

 

 

附件——

 

笔者的看法是:实际上物理学理论中的诸多困惑,只需要在自然哲学范畴内做一些观念上的改动,就可以完全得到冰释,并且能够收到如下效果:

1. 对诺贝尔物理奖得主劳克林的问题:空间和时间是什么,可以全面而圆满自洽地给出答案;

2. 一直存在于科学理论中的上帝,可以完全“退休”了,见已经发表的“宇宙运动的‘第一推动者’”;

3. 在对“宇宙”有了明确认识之后,所谓的大爆炸~膨胀宇宙论,就可以寿终正寝了——见已经发表的“宇宙并非在膨胀的验证”;

4. 发现并且证明了宇宙自组织演化三定律,见即将发表的“宇宙自组织演化三定律”一文;

5. 不确定关系的机制,已经可以自足、自洽地予以阐明,见已经发表的“不确定关系的物理机制”;

6. 自发发射及辐射能ε为什么总是一份一份的物理机制,已经被找到,见即将发表的“自发发射的物理学机制”;

7. 用物理学已经掌握的数据,计算出应该按照傅里叶的初衷,以辐射能ε作为量纲基本量,见即将发表的“以质量M为纲错了”;

8. 发现并且证明了空间自然场强度g,是由空间中三维圆球的直径(2R)所决定的一个物理量,见即将发表的“时间随R而变的方程”;

9. 证明了所谓的波粒二相性描述的是一种“复合态”,即波就是波、粒就是粒,见即将发表的“波就是波、粒就是粒”;

10. 严格证明了所谓的光速C,是存在于空间中的一条最基本定律,见已经发表的“C是空间中的一条定律”。

但是,对科学理论最有力的判据则是实验,围绕下述5个方面,我们都提出有实验方案:

1. 可以用实验证明,质量M对宇观世界没有任何物理学意义;

2. “宇宙并非在膨胀”,也可以用实验予以证实;

3. 在“波就是波、粒就是粒”中,同样提出有验证的方法;

4. 对所谓的狭义相对论性光频移效应不是“红移”而是“蓝移”,

5. 相对论性时间效应是“时间收缩”而不是“时间膨胀”,同样都提出有验证实验方案。

所有这些实验,都是可以利用现有设备和技术水平来完成的。

科学殿堂的“门禁”是非常严格的,那就恭请大师们去验证吧。

 

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