物理学里为什么会出现惯性参考系和非惯性参考系？

马海飞

（http://blog.sina.com.cn/gfis  2017/5/26）

自然科学的研究对象是客观存在的自然世界。自然世界是一个唯一的和统一的物质世界。可是，物理学家在对它的研究中却使用了两个完全不同的“参考系”。一个是“惯性参考系”，另一个是“非惯性参考系”。对普通运动物体的研究使用的是惯性参考系。对重力现象中的运动物体则使用非惯性参考系。而且这两个参考系互不兼容，不可混用。一旦混用，物理学家就拒绝承认其研究成果的正确性。

例如，同样都是在地球表面。一个水平运动的物体是在惯性参考系里。而一个垂直运动的物体则是在非惯性参考系里。水平传播的光是在惯性系里。垂直传播的光就进入到了非惯性系里。这就让人难以理解。为什么在同一个环境中，仅仅因为方向的不同，参考系就会跟着不同？而且，这两个不同的参考系之间不兼容。也就是说，物理学家不允许对这两个不同参考系中的现象进行相互对比。例如，不允许对惯性参考系和非惯性参考系中的光速进行对比。如果你设计一个对比光速的装置。一条光路是垂直的，另一条光路是水平的。二者的长度完全一样。使用这样的装置测出的结果是二者光速不同。可是，如果你用这个结果来证明爱因斯坦的光速不变原理是错的，物理学家就会反驳你，说你不可以在两个不同参考系中比较光速。（甚至可能会说你不懂物理学。）为什么不能在同一台测量光速的仪器上比较两个不同方向的光速？理由是什么？没人能解释清楚。反正就是不允许。让你无言以对。这就奇怪了。难道一个躺着睡觉的人当他站起来之后就进入到另一个系统里变成另一个人了？

我对物理学划分惯性系和非惯性系的做法一直都无法理解。为什么针对同一个自然环境中的物理现象一定要先把它们归类于惯性系和非惯性系，然后再去解释？为什么不能像其他学科那样直接把它作为普通的自然现象进行解释呢？

带着这个问题我思考了多年。最近终于找到了答案。

我发现物理学家与其他学科（例如化学和生物等学科）的人相比有个非常独特的地方。他们对表面现象非常注重，而对本质和机制非常轻视。这种表现非常普遍。对表面现象的重视得到的结果就是“实用性”。这可以直接应用到实践中去。而对本质的研究不具有实用性，因此物理学家不感兴趣。

参考系的划分给物理学家在实用性上带来了直接的方便。至于为什么要划分不同的参考系对他们来说不具有实用性。因此他们对回答这个问题不感兴趣。

但是，只知其然，不知其所以然的话，科学研究的发展就会具有局限性。只在表面现象上做文章，不深入到本质是不可能解释清楚科学基本问题的。

自从我发现了物质的两个基本自然属性之后并根据我建立的质量场理论，我开始明白了其实“惯性参考系”对应的就是“物质的实体属性”，而“非惯性参考系”对应的则是“物质的场属性”。

质量场理论告诉我们：物质同时具有实体属性和场属性。由于物质的实体属性和场属性是两个本质完全不同的属性，因此，在自然现象中就必然存在“实体属性现象”和“场属性现象”。实体属性现象只遵循实体属性的自然规律，不遵循场属性的自然规律。而场属性现象只遵循场属性的自然规律，不遵循实体属性的自然规律。

知道这些之后就不难理解，其实，惯性参考系指的就是物质的实体属性，非惯性参考系指的就是物质的场属性。进一步说就是惯性系就是牛顿所使用的那个绝对时间和空间的体系。而非惯性系就是与物质的场属性有关的体系。在这个体系中，人们错误地把场当成了空间对待。结果它就成了一个与绝对时间和空间不同的体系。实际上这样的做法是错误的。大自然只有一个，而且是一个统一的大自然。把大自然分成惯性系和非惯性系的做法恰恰说明了物理学家对大自然的物质缺乏本质性的了解。不知道物质的实体属性和场属性在物理现象中所起的不同作用。也分不清哪些是实体属性现象，哪些是场属性现象。

实际上，那些质量不太大，运动速度不快的物理现象都是由物质的实体属性决定的。因为在这些情况下，物质的场属性的物理功能可以忽略不计。物理学家就把这些现象归类到惯性参考系中。而那些与巨大质量和高速运动相关的物理现象，其决定因素主要是物质的场属性。这时物质的实体属性的物理功能成为次要。物理学家就把这类现象归类于非惯性参考系中。

这就是说，其实物质世界是一个统一的世界，是一个唯一的世界。但因为物质同时具有的两个不同自然基本属性，导致了以物质为基础所产生出来的物理现象分成了“实体属性现象”和“场属性现象”。由于这两个属性在本质上不同，因此二者遵循的自然规律不同。这就给人一种自然世界里有两个互不兼容参考系的错觉。而实际上，在物质世界里根本没有什么惯性系和非惯性系之分。惯性系和非惯性系都是科学家从实用性的角度出发在他们的精神世界里想像出来的东西。由于他们不知道惯性系和非惯性系的本质是什么，因此就会不可避免地滥用这两个参考系，来阻止他人对错误理论提出的质疑。

比如说，地球表面存在质量场。质量场的强度在水平方向上是均等的，但在垂直方向上是向外递减的。光是物质的场属性现象。它的传播介质实际上就是质量场。由于质量场强度的分布特征导致了光在地球表面的水平和垂直方向上的速度不同这是必然的结果。而且在绝对的框架下应该是可以相互比较的。可是，仅仅就因为爱因斯坦说光速是不变的，物理学家就不允许对水平和垂直光速进行对比。这完全是强盗逻辑。何况爱因斯坦说光在任何参考系中的速度都不变。既然如此，还为什么要用“垂直与水平不在同一个参考系中不可比较”的理由来否认光速在垂直和水平方向上的不同呢？其目的很明确。就是要人们无条件地承认爱因斯坦的理论没错。不允许提出异议。参考系的划分和滥用就成了他们的有力武器。

现在我们知道了参考系的本质是什么，就可以从理论上把参考系淘汰了。参考系是基于“相对性”建立的。而客观的物质世界的存在以及在这个世界中是发生的所有物理事件都是绝对的。只有在绝对的框架中形成的科学理论才是真正的科学理论。在科学研究中，相对性只具有实用价值，不具有理论价值。从这一点可以看出，用物质的自然基本属性来解释自然现象才更符合科学。

在几乎所有的自然现象中，导致现象产生的原因都是复数的而不是单一的。这些原因可能既包括场属性也包括实体属性。因此，有些自然现象是由物质的实体属性和场属性一起决定和表达出来的。针对这样的现象，科学家必须要学会“分解”才行。找出哪些是场属性现象，哪些是实体属性现象。只有这样才能正确认清看到的那些现象是如何产生出来的。

以“万有引力现象”为例。这是一个综合了场属性和实体属性的表面现象。我们可以把它分解成“自由落体运动”和“重力”这两个现象。其中的自由落体运动是一个场属性现象。在这个现象中，起主导作用的是物质的属性场，即质量场。它决定了自由落体加速度。从而导致了物体以这样的加速度做自由落体运动。在这个运动过程中，物质的实体属性基本上不起任何决定性作用。实体属性对人来说的作用仅仅是它对这个运动过程的表现。也就是说，如果没有物质的实体属性特征，人是无法看到这个运动过程的。尽管如此，决定自由落体运动的根源并不是实体属性。

虽然自由落体运动是一个场属性现象，但是，自由落体运动并不是一个可以永恒持续下去的运动。它迟早会碰撞到其他物体上。而所有具有直接接触过程的物理现象则都属于实体属性现象。也就是说，一个处于自由落体运动过程的物体撞到另一个物体，或一个具有自由落体运动潜力的物体被另一个物体阻止，这个时候的物理现象就是由物质的实体属性决定的。例如，一个苹果放在秤盘上，秤盘阻止了的原本应该有的自由落体运动。因此秤盘与苹果之间的关系就属于实体属性关系。这时候场的功能就退其次了。苹果与秤盘之间的接触被称为“相互作用”，也就是“力”。其实，只有在两个物体具有直接接触的时候才会出现力。秤盘与苹果之间的力就是用牛顿引力公式计算出来的那个所谓的“万有引力”。但它实际上根本就不具有“相互吸引”的过程。

所以说，万有引力现象并不是一个单一的力学现象，而是一个场属性现象和实体属性现象综合在一起的表面现象。是一个复数原因合在一起表现出来的现象。如果不进行这种分解的话，就无法认清万有引力的本质。

我前面说了，物理学家很喜欢在表面现象上做文章，不喜欢研究本质性问题。要想研究本质问题，首先要做的事情是要对现象进行分解。就像研究化学问题的人一定要使用“纯化学试剂”的道理一样。如果试剂不纯的话，得出的结果肯定误差很大甚至错误。物理学家最缺乏的就是这种“提纯”的精神。总是使用含杂质很多的表面现象从事研究。这几乎表现在现代物理学的所有研究之中。也是物理学最缺乏科学性的一个方面。对万有引力的研究就是如此。

万有引力现象并不是一个单一的物理现象。它是由自由落体运动和阻碍自由落体运动这两个过程构成的。只要把它们分解开来研究就很容易知道“万有引力”是一个虚构出来的力。真实存在的应该是阻止自由落体运动的力。而这个力根本就不具有吸引的性质。

很明显，参考系是在物理学家对物质基本属性不清楚的情况下出自技术层面的需求而人为制造出来东西。虽然它具有实际应用价值，但它的理论意义并不具备科学性。它的存在对物理学理论研究是有害的。它一直在扰乱物理学理论的正常发展。因此，应当取消。现在我们知道了物质的两个基本属性之后，就可以在理论上用它们来取代参考系。这不但可以让人们看清物质世界的真相，也有助于认清爱因斯坦理论和量子物理学中的错误。避免那些阻碍科学理论发展的人用参考系来为现代物理学的错误诡辩。