| 理论物理学的突破口 大量放射性元素，哪一个会首先衰变？原子的核外电子，某一时刻会出现在哪个位置？只能用统计概率加以描述。 摇奖的小球，哪一个会入选？一锅肉汤里的细菌，哪一个会被高温最后杀死。描述这类事件也只能用统计概率。 所不同的是：宏观世界概率因果的背后有决定性的因果关系——尽管只是停留在理论范畴。但微观世界是否也存在着理论上的因果关系？量子物理学果断地回答：否！ “无知者无畏”这句话几乎成了某些职业物理学家们的口头禅。想不到的是：这句话用在他们自己身上，也同样有效。 建立在实验基础上的量子物理学，受“测不准原理”的限制，确实只能得到微观量子的几率因果联系。因为任何测量，都会改变微观量子的真实存在；想得到微观量子变化的因果联系，不能采用测量的方法！ 量子物理学是实验物理的极限，但不是理论物理的极限！因为在测量之外，还有一条道路可以尝试：对于“黑箱”内的问题，除了打开黑箱直接测量以外，还有逻辑推理的办法。这是不违反“测不准原理”的。 数学原理强调：一个方程只能有一个自变量，否则，方程无解。要破解物质世界的发生、发展的谜底，必须掌握它所遵循的基本规律——也就是所有变化的根本动力是什么？就像下象棋，所有的变化必须都围绕着“老将”的存亡而进行，没有更简单的原则可循。我们不能满足于对某些现象用“引力”解释，另一些现象用“电力”、“弱力”解释。爱因斯坦倾注整个后半生研究“统一场论”，根本动机就在于此。 自然法则只有一个，不可能有两个！找到这个根本法则，逻辑推理就能突破实验条件的限制，从而为理论物理的发展奠定坚实的基础。 目前，学术界还没有找到变化的根本动力，只是用“对称”代替微观世界的变化动力。但“对称”不能涵盖宏观世界的变化规律，也不能彻底解决微观世界的“破缺对称”问题。 实际上，比“对称”概念含义更广的是“平衡”。所有的“对称”都是“平衡”，但“平衡”不一定就是“对称”。物理学选择“对称”，只是由于它是天然的“方程式”材料，而“平衡”则包含着令物理学家们望而生畏的“互动”。所以没有必要把寄希望于用数学方法解决问题的物理学家们标榜为不惧艰难的勇士，其实所有能够用计算直接解决的问题，都属于简单问题。像非线性物理、非平衡态物理，才有复杂物理学之称。包括生物学、纳米科学等等，它们同属于“复杂”学科范畴，只是目前还都处于发展的初级阶段。它们才是将来物理学发展的主流，线性物理只是其中的特例。 “平衡”是个非常古老的概念，一切宏观变化的动力，都可以归究于“平衡”的打破，力学、热力学变化的动力基础就是“平衡”与否。对于“平衡态”物理和“非平衡态”物理的研究，人类已积累了大量成果，只要对古老的“平衡”概念注入新的内容，它便不仅能成为宏观世界变化的动力学基础，同时更是微观世界所有变化的动力源。 逻辑推理是建立在少数公理基础上的论证方法，它和建立在测量基础上的数学模型方法具有同等的公信力。先定性，再定量，这是正确认识必须遵循的基本规律。全面理解所有变化的动力源，只需要一条公理： 假设某一体系可以忽略边界问题，其中只存在唯一的一种不可再分的元素。如果没有特殊原因，则这种元素的个体分布在任何局部的存在状态都是同等的——均匀分布。 绝对均匀分布不会带来任何变化。这种理想状态和我们这个不均匀、充满变化的世界有何联系呢？ 找到最终答案，首先需要解决两个问题：一是均匀状态是如何打破的；二是新的不均匀状态和原均匀状态有怎样的整体转换关系。让我们把逻辑推理同现实世界一一对应起来。 空间的属性就是物质的属性，这是物质世界的发展“源头”。根据引力强度测算：空间是由粒径为10-35米的基本元素组成，可以任意为它取一个名字。但为叙述上的方便，不妨沿用一个古老的名词：“以太”，这里不需要赋予它任何特殊性质。原始空间除了“以太”，别无他物。这种量子化的空间理论，将自然派生出以研究物质演化为主的量子物理和以描述空间基本属性的广义相对论两大理论体系。 量子物理学已有足够的实验证据证明空间能量涨落是普遍现象[1]。但造成能量涨落的原因是什么，它和宏观世界有什么联系？这是量子物理学理论一直不愿深究的问题，因为受“测不准原理”的限制，不可能用实验方法研究这种“虚能量”的来龙去脉。 “虚能量”不可能任意发生，理论上可以把“虚能量”的发生视为“以太”间相互作用的不平衡。至于造成这种不平衡的根本原因是什么？似乎没有进一步追究的必要。因为这已是经过实验验证的客观存在，如果非要给一个说法，不妨归咎于宇宙外某些不为人知因素的涨落。这比现行理论在解释“宇宙加速膨胀”现象中采用的“宇宙常数”要合理得多。 宇宙空间的能量涨落，打破了原始“以太”空间的绝对均匀。由于对“以太”间的相互作用不能直接研究，所以先研究一些可以观察、证实的“孤立”系统。从中发现变化所遵循的基本规律，再证明这些变化规律同样适合于“以太”系统。 地球大气层和海洋均可以被视为“孤立系统”加以研究，排除外界影响的情况下，它们是稳定的、近似均匀地分布。太阳的照射或其他因素的影响，使它们的平衡状态发生改变——相当于“以太”空间的能量涨落。在这种情况下，可以看到：海面上泛起了波涛，大气发生了“龙卷”，这两种直观性的变化，分别代表着两种性质迥然不同的变化形式。前者属平衡态变化，后者属“远离平衡态”变化。无论何种变化，均匀都无时无刻不在发生作用，就像海平面表现的那样：“高”总伴随着“低”！无论局部怎样剧烈变化，海平面的整体均匀都不可动摇！ 这一类比意味着：无论“以太”空间发生怎样的变化，都不会改变它整体的均匀（动态）！就像地球大气层的整体均匀一样，它允许空气局部密集或稀疏，但大气的整体均匀是不可改变的。“龙卷风”那巨大的吸引力，其实并没有多么神奇的地方，它和普通大气压力原理上是一致的。 也就是说：如果“以太”空间演化出原子、星系等不均匀体系，它必将伴随着类似“龙卷风”那样的“均匀”代偿机制——“均匀”的破坏都有其特殊原因。你永远不会有机会看到：水面上只保留一个“水坑”或一个“鼓包”，而没有任何代偿机制！所谓的“强力”、“弱力”、“电磁力”和“引力”都是这种代偿机制的具体表现，它们都来源于对“以太”空间均匀状态的破坏。透过这一逻辑线索，能够很容易窥破大自然的神秘面纱。 物理学不能没有实验，也不能没有计算。请不要嘲笑笔者的这一弱项，修补这一弱项的努力只能在职业物理学大军中增加一个博士而已，因为每个人的精力是有限的。现代理论物理需要大规模集成，任何个人的贡献都是渺小的。笔者的数理能力只保证能够理解物理学家们的实验和计算结果，能够做一名二十一世纪的“马赫”，就已经心满意足了。 实践证明：学术界对一个无名小卒的长篇大论暂时还没有太大的兴趣。所以，本文只提出有关“引力”理论存在的问题，希望能引起专家、学者们的重视。 [附]： 对引力理论的质疑 有悖于常识的质疑，或者出自于一个疯子；或者源于一个有大智慧的深思熟虑的探索者。苹果由于引力的作用，理所当然地掉落于地面；但把苹果换成月球，它仍会像苹果一样掉向地球吗？ 谁能证明这种想当然的结论？！ 有事实依据，还是有理论依据？！ 能提出这样看起来可笑的质疑，是因为笔者对引力作用有全面系统的认识。从哲学的角度看：量变导致质变，苹果能被地球吸向地面，并不意味着月球也会有同样的表现。事实已显露出这种差别的客观存在：人造天体在轨道上运行，多年以后会自动陨落于地球；但月球在环绕地球的轨道上运行几十亿年，不但不坠落，反而离地球越来越远！ 人们能够接受的理论往往基于他的经验和感受，古人不会相信：他站在一个硕大的球上，无论怎样都不会从球上掉下来。但自从接受了人都确实生活在地球上的事实之后，牛顿的万有引力定律才能够深入人心。 人们观察到了星系之间的融合过程，其中每个恒星的轨道都错综复杂，原则上会发生恒星“相撞事故”。有这样的观测报告吗？没有——因为事实上恒星无论如何运动，都不可能撞在一起！如果能让人亲眼看到：地球和月球作为两个独立的整体，让它们缓慢地靠近，只要双方都不发生破裂，两者粘都粘不到一起时。人们对万有引力的认识，才会有质的变化。虽然这不像发明望远镜那样简单——自然界没有这样的存在等着人去观察，人类也没有能力做这样的实验。 可以采用推理的方法，证明上述猜想的合理性：想让月球更接近地球，能用什么办法？唯一可行的设想是：用火箭助推！但月球、地球之间只有吸引力，“火箭助推”对抗的是什么力？如果是公转速度提供的离心力，这肯定说不过去：因为月球的公转速度一直在变慢，但它离地球却越来越远。 这就是现有的引力理论存在的另一个哲学谬误：割裂矛盾的双方。物理学只承认质量间的相互吸引，而不承认矛盾的另一方面——排斥。这是有悖于哲学常识的。如同古人不能接受“万有引力”一样，现代人也很难想象“斥力”是如何发生作用的。 摆在人们面前的只有两种选择：要么承认引力，同时也承认斥力；要么不承认斥力，同时也不能承认引力。两种理解方式原则上是相通的——既不违背哲学原理，也不有悖于观测事实。可惜，新的解释需要很大的篇幅，学术刊物从没有给笔者提供这样的机会。 当物理学和哲学基本常识（量变质变规律和矛盾统一体规律）发生根本冲突的时候，坚定的哲学立场代表着一个学者的基本科学素养。上个世纪物理学的突破，首先就发源于马赫对“绝对时空”的哲学批判。爱因斯坦并不是上个世纪最有学问的物理学家，但却是最有成就的学者，哲学思辨是他最有力的武器。他与哥本哈根学派的世纪辩论，将被证明是人类科学发展史上最浓重的一笔。 “斥力”存在的证据，其实并不难找。拉断彗星岩核的力，仅有引力作用是缺乏说服力的。“潮汐力”实质上就是引力和斥力共同作用的具体表现：如果只承认矛盾的一方——引力，“潮汐力”发生后和发生前相比，月球和地球之间的质心距离更近，相互之间的引力也就更大，是什么理由阻止它们进一步靠近呢？！ 粗浅的认识是：引力势能的释放，导致运行速度的增大，从而离心力也增大，故无法靠近。是否可以这样理解：当水星的运动速度较小时，离心力不足以抗拒太阳的引力，于是“引力势能”释放。但产生的“离心力”增量，会大于引力势能的释放量，从而摆脱了落向太阳的命运。 笔者实在不敢苟同这样的能量转化“魔术”。按照这种理解，只要在水星上加个减速器，使它保持原有速度，水星就不可避免地落向太阳了？！ 但如何解释：月球公转速度减小，离地球却越来越远的事实！ 有人又解释说：那是由于地球自转的速度降低了，从而降低了对月球的引力。月球远离地球是由于太阳引力的作用。 地球自转速度降低并不是月球远离地球的理由，人造卫星就不存在轨道越来越远的情况。另一方面，如果月球远离地球是由于太阳引力的关系，在月全食和日全食时，月球与地球之间的距离，就会有极其显著的差异。有这种观测证据吗？ 学术界对此还会有另外的解释，并且无法立刻证明那些拼凑来的零星理由都是错的。但我相信：如果别人向你解释误会时，你会偏向于一整套互为印证的理由，而不会轻信一大堆互相矛盾、但又能勉强自圆其说的理由——虽然两种说法都没有足够的证据。不是吗？ 关于引力理论，还有一公认的事实：“宇宙暗物质”的提法实际上源于理论与观测事实的冲突，在寻找“暗物质”的同时，是否愿意考虑：冲突是由现行引力理论本身的缺陷所致呢？！ 笔者的理论还没有真正开始，本文只是罗列了一些常人能够看得懂的观点和事实，为了证明：作者二十多年来的刻苦钻研，有值得进一步探讨的价值。 |