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物理现象中的两种不同“相互作用”必须予以澄清

(2012-09-12 22:38:16)
标签:

科学基础理论

统一物质物理学

现代物理学

新物理学

相互作用

分类: 统一物质物理学

物理现象中的两种不同“相互作用”必须予以澄清

马海飞

(http://blog.sina.com.cn/gfis 2012年9月12日)

在当今的物理学中,可以说“相互作用”就是“力”的同义词。也就是说,在物理学中说到的“相互作用”其实指的就是“力”。“力”就是“相互作用”,“相互作用”就是“力”。例如,科学家们认为自然界存在四种基本力,它们分别是强力、电磁力、弱力和引力(又称“重力”)。在很多场合,科学家们把这四种基本力又分别叫做强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和重力相互作用。

然而,随着“统一物质物理学”理论体系的形成,回头再看“相互作用”的话,就会发现其实把相互作用与力等同起来的做法是错误的。相互作用并不完全等于力,力也并不完全等于相互作用。

统一物质物理学对物质的认识是:物质是实体与场的统一体。也就是说,对任何一个物体而言都具有一个实体和一个不可分割的场。了解了物质的这个统一性就很容易理解,“物质之间的相互作用”既具有“实体与实体之间的相互作用”,又具有“场与场之间的相互作用”。与“力”等同的“相互作用”是实体之间的相互作用,而不是场之间的相互作用。场之间的相互作用在物理现象中并不直接以力的形式表现出来。遗憾的是,至今为止,科学家们并没有发现这个问题。结果就把场与场之间的相互作用当成实体之间的相互作用来做解释,于是就越解释越混乱。

实体之间的相互作用其实就是机械性的相互作用。是通过物体与物体之间的实体直接接触实现的。这种相互作用的实质就是牛顿所描述的那个“作用力”。经典物理学研究的主要内容就是与这种机械性的物理现象有关的问题。当物体在没有相互作用的情况下所表现出来的状态是“运动”(包括静止),在有这种相互作用的情况下表现出来的就是“力”。可是经典物理学几乎不考虑“场”的作用,因此,关于力的问题在“万有引力”的理论上搁浅了。搁浅的原因是用经典物理学的思维模式无法解释没有实体直接相互接触的“万有引力”到底是什么、是怎么来的。这让牛顿大伤脑筋,但最终还是不知道答案。

牛顿的后人在受到电磁场的启发之后,就开始使用“引力场”来解释万有引力现象。然而,引力场这个概念充满了矛盾。“引力场”是由“力线”构成的。“力线”是什么?众所周知,引力场的存在并不需要物体之间的相互作用。任何一个“独立的物体”本身就带有一个引力场。如果没有两个物体存在,力从何而来?如果没有力存在,力线从何而来?显然,一个孤立的物体是不会产生出力的,因此在物体周围也不可能形成引力场。可是,如果没有引力场的话,万有引力现象又是如何产生出来的呢?这个问题在物质的统一性(质量+质量场=物质)发现之前的确很难回答。但是,现在统一物质物理学告诉我们,物质不但具有“质量属性”,而且还具有“质量场属性”。其实,在万有引力现象中起作用的那个场并不是由力线构成的引力场,而是按照D=M/A的密度分布的质量场。(D是质量场密度,M是物体的质量,A是球形质量场的表面球形面积)。这个场的存在不需要第二个物体存在。显然,在万有引力现象中,起关键作用的是质量场之间的相互作用,而不是实体之间的相互作用。用经典的相互作用观点来解释万有引力现象显然是行不通的。这说明经典物理学始终没有跳出“相互作用就是实体与实体之间所产生出来的力”的传统观念。

另一方面,虽然现代物理学表面上也在研究“力”,例如研究万有引力问题和量子力学问题,但是实际上现代物理学中的“力”与经典物理学中的“力”已经完全不是同一个概念。可以说,在量子力学的理论中根本就不谈力的问题。而爱因斯坦对万有引力的解释是“一种时空弯曲的几何效应”,也不从“力”上进行研究。所以,其实现代物理学是不研究“力”的。但是,“四个基本力”却是现代物理学的研究内容。而这四个基本力与经典物理学几乎没什么关系。所以,在现代物理学中使用“力”这个概念是不可避免会引起混乱的。

从“物质是实体与场的统一体”这个角度看就很容易理解,其实现代物理学研究的是场与场之间的相互作用而不是实体与实体之间的相互作用。因此,在现代物理学中把“相互作用”与“力”混淆不清的做法是错误的。物质之间的相互作用并非只局限于实体之间,也存在于场之间。这一点必须明确。现代物理学对待物质的态度走上了另一个极端。现代物理学家把“场”作为一种可以不需要实体而独立存在的物质来对待。这主要表现在对“能量”的解释上。本来,能量的本质实际上就是场的不对称或不平衡在物理现象上的表现。而场与实体是不可分割的。所以,能量是不可能脱离实体独立存在的。但由于现代物理学家没有认识到物质的统一性,所以,就把物质的场属性孤立起来进行研究,认为能量可以独立存在。于是把“能量”当成了实体(例如“粒子”等)来处理。结果形成了各种各样充满了混乱和自相矛盾的理论

那么场和场之间的相互作用与实体和实体之间的相互作用有什么不同呢?我想,万有引力现象是一个最好的例子。

首先让我们看看万有引力现象是如何产生出来的。万有引力现象一定产生在两个物体之间。一个孤立的物体是不会产生出任何力的,因此也不会产生出万有引力现象。根据统一物质物理学对物质的描述,每个物体各自具有自己的质量和质量场。静止物体的质量场与自身的质心之间处于对称状态。但是,两个物体之间的质量场和质心是相互交叉不对称的。因为物质的属性决定只有在质量场与质心之间处于完全对称的状态下才会稳定,因此,当质量场与质心之间出现不对称时,这个系统就处于不稳定状态。在这个过程中,两个物体就会在对方的质量场中朝向稳定的方向过渡。在物理现象上就表现为自由落体运动。这个现象从表面上看非常像是两个物体在“相互吸引”。其实,在这个过程中根本就不存在谁吸引谁的问题。“相互吸引”完全是一种假象。(这与站在地球上看天上的太阳和所有的星星都在围绕地球转的道理是类似的)。因为在这个过程中并没有物体之间的直接接触,因此,在自由落体运动的过程中重力尚未产生出来。所以,用“失重”来描述自由落体运动是不恰当的。因为在自由落体运动的过程中重力从来就还没有产生出来过,何来的“失去”?那么重力是什么时候产生出来的呢?当然是两个物体接触的过程中产生出来的。两个物体的质心都具有向对方质心所在的位置移动以达到质量场与质心之间对称的趋势,但是,物体的表面结构阻止了对方物体的进一步移动(即阻止了自由落体运动),结果就在这两个物体间的接触过程中产生出了重力。所以,重力并不是一种超距作用。产生超距作用的不是物体的实体部分,而是它们之间的场。场的相互作用与实体的相互作用是不同的。

根据上述这个例子可以很容易理解,其他三种基本相互作用也可能都不是力,而很可能也是场与场之间的相互作用。

科学是在发展的。科学理论的发展很大程度上依赖于新的科学发现。“物质统一性”的发现让我们认清了相互作用的本质是什么。因此,我们不能再继续使用旧的观念去理解“相互作用”了。而是必须澄清“实体间的相互作用与场之间的相互作用是不同的”这个事实。然后在这个基础上进行研究才有可能得到正确的结论。笔者相信,澄清这两个“相互作用”的不同对物理学基础理论研究的发展将产生出重大意义

本文引用地址:http://blog.sina.com.cn/s/blog_63a2663701017uvk.html

 

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