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引言 古人言："善作者,不必善成;善始者,不必善终。"身虽肤浅，也略知其意。近日有些闲暇，不求有所为，只是顺水推舟，完成先前的打算。由于时间依然有限，只想用较少的文字完成要表述的内容，不求人人可知。 昔圣人之言久流传于世，后世又有几人通晓其意？况当世贱身智弱之言。虽能侥幸言中一二，可在愚生看来，清楚这一境况未必是一件好事，实在是，福祸相生，终极难料。所以，在表述时，不求惜墨如金，也不求老幼可知，随心即可。 孟子言："尽信书,则不如无书。"用现代的话说就是，看书的时候要带着一颗怀疑的心。我希望看我写的内容的人能够做到读书入境。"读书入境"是我对于读书的一点小小的主张。在我看来，写书人从外界得到的信息不一定是可靠的；就算得到了一些可靠的信息，他的加工处理也未必可靠；就算他的思想是合理的，他也不一定能够将他的思想完整而又准确的表述出来。看书人再以不同的眼光去看待它，其结果可想而知。因此，在这一点上，我不得不同意孟子的看法，我主张：读有字之书，入无字之境。在我看来，很多先人写下书来，是为了后人能够了解他们了解的情况，而不是文字本身。所以，我认为我们应该借助先人留下的文字了解身边的世界，而不是做那些文字的信徒。如果人们能够做到这一点，大概不会有人轻信谬论了吧？ 其实，我在这里要做的事情可以说是对《可逆性与相对性的逻辑简思》中的《篇首》谈到的哲学内容进行简单的扩充，尽管还没有几个人看过我写的《可逆性与相对性的逻辑简思》。《篇首》实质上是《可逆性与相对性的逻辑简思》中物理学内容的哲学铺垫。当你看完我这里的内容，你可能会觉得，我说的，规律的规律却不像规律。我不能说明我的观点是正确的，我只能说我了解的情况是这样的。
感知世界中的意愿与理性 记得读中学的时候，课堂上老师教我们唯物。那个时候我们只是知道老师告诉我们的，只有唯物的是客观、合理的，唯心的，不管是主观的还是客观的都是错的。那个时候我没有把这样的思想放在心上，我只是听听罢了，是非对错根本不关心。现在想想，我觉得我不应该去唯物，更不应该去唯心，也不关心这些不同观点之间的攻击。我知道，在一个智人的眼里愚人是愚人，而在一个愚人的眼里智人也可能是愚人。所以，我只想看看更深层次的东西。我不否认，唯物或是唯心具有一定的合理性；我也承认，认为一个物质的世界是存在的是一种相当合适的选择。我认为这样的选择是在相应的意愿下做出的，而不是说这些东西是绝对正确的。从我的角度来讲，这样认为是有我的原因的。 在我看来，我只生活在一个感知的世界中，其他的推断都不具有绝对的可靠性。 我也想肯定的说，我生活在一个物质的世界中。可是，我没有足够的理由说明这样的看法是绝对真实的。就像，我觉得自己可以区分自己的梦境和现实的世界，可是我没有足够的理由说明现实的世界就一定比梦境真实，或许人生本身就是一场大梦，只是很多人不这样认为罢了。在深入的谈论这样的问题之前，我觉得我有必要给出一个定义。 在这里，我将我接触到的一切称作感知的世界。这个感知的世界只是我自己的，别人的感知不一定是我的直接的感知。这样的感知只是直接的感触，不是任何自己加工的产物。我可以说，看到一个人是我的感知，我认同这个人是存在的也是我的感知，如果这个人是真实的存在，而这个真实的存在不是我的感知，认为这个人是物质上的存在是我的感知。简单的说，我得到的一切都是感知，而这一切的背后不是我的感知。 而，我对这些感知的任何积极的加工不一定是正确的。被认为是加工工具的逻辑也不是绝对可靠的。我无法从若干的感知中加工出一些绝对可靠的有积极意义的法则。我可以认为自己是一个物质实体，我可以认为一个物质的世界是存在的，我可以认为自己是一个有情有义的汉子，我可以认为人比其他的生物高贵，我可以认为我们的逻辑是无所不能的，我可以认为我们这个世界是可知的......不过，我的这些认为，不过是我的一厢情愿罢了，因为我没有能力说明它们一定正确。有一定哲学功底的人都了解这样的情况，所以我不打算深入的介绍这种情况了。 面对这样的情况，我们可能并不情愿。或许也是这样的原因，湖湘学派提出经世致用的主张。我不能说，这样的结果对于我而言没有任何道理，我承认我的逻辑本身可能存在着我无法知晓的错误，可能我也无法认知这个世界......但是，这些也只不过是一些假设，而且是一些不具有重要作用效果的假设。因为，在我个人的某些目的下，根本就不需要这些假设。 在我看来，我要得到的或者要实现的东西也都只是植根于我的感知的世界里的东西。 我可以举一点例子来说明这样的看法。我可以想去吃饭，我知道我实现了这样的想法，但是我不知道这样的事情是不是客观上的存在，我无法说明我吃的是不是我认为的物质上的食物，我只是感觉这样的事情发生了，并且认同它发生了，至于这是不是真的发生也不具有什么有效的意义。对于其他的事情也是一样的（我就不再举例了），我无法要求它们是实实在在的物质上的存在，就算是梦吧，我只能说我感知它们发生了，并且认同它们发生了。至于那些事情是不是真实的物质存在，是我无法知晓的，一味的追求也不具有什么有效的意义，它们存在与不存在对于我来讲，可以说不具有任何的意义，只有那些植根于我感知的世界里的事物才具有一定的效果。 对于那些不在我的感知世界里的东西，我只能说它们可能是一种物质上的存在，而这样的存在是建立在我的认同这样的感知上的。我不是说，我没有感知到的东西是不存在的，我是说，一个永远无法被我感知到的东西可能是存在的；一个我永远无法感知到的事物，我可以认为它是存在的，也有认为它不存在的理由。我可以赋予某些事物具有一定的意义，也同样可以认为它们不具有任何的意义。我不想说，在大的角度上我们的人类社会就是有意义的，所谓的进步也只不过是在特定的意愿下赋予的意义。在这一点上，用《庄子秋水》中的"以道观之，物无贵贱；以物观之，自贵而相贱"可能要合适许多。 面对这样的情况，我觉得我不应该一味的追求那些可能存在的物质上的真理；不应该要求自己实现意愿的工具在逻辑上是绝对可靠的；也不应该认为我用的逻辑就是错误的，并且这种错误是我无法改正的。我觉得自己应该在尊重我从感知的世界中得到的东西的同时，我也要充分的尊重我的个人意愿，通过这样的标准得到的规律才是实现我个人意愿的有效工具。其实，我想说这样的情况对于其他人也同样的合理，可是我没有比较充足的理由这样说。我不能因为自己不了解鱼的乐事，去说别人也不知道鱼的乐事，因为我不能说明他人有与我一样的感知。但是，在他人认同我的感知的情况下，他们就有认同这样的情况的理由了。在我看来，在通常意义上不同的人的感知基本相同，所以可以认为这样的情况基本合理。 上面的内容已经是我省略了一些内容表述出来的了，可是还是有上千字。在我看来，上面的内容在《老子》第一章中仅仅用几句话就已经说清楚了。我找到了这些文字，写在下面： 道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始；有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙；常有欲，以观其徼。 此两者同出而异名，同谓之玄。玄之又玄，众妙之门。 我在这里只谈谈我对于这几句话的理解，至于老子本人和其他人的看法，我在这里就不谈了，其实我也谈不清楚。 在我看来上面是说， 可以表述出来的规律，未必是永恒不变的规律；可以给出名字的，并不是永恒不变的名字。 万物的无名状态是它们的初始状态；万物的有名状态，也仅仅是我们认知它们的开始。 所以，保持无欲的心态来观察万物，可以得到通常认为的天地万物的微妙的规律；以有欲望的心态来观察万物，可以得到通常认为的肤浅的规律。 这样的两种规律来源相同，却是两个不同的东西，它们都是很玄妙的规律。将两者结合起来进行再次玄妙的加工，这才是认知其他规律的入口。 当我看到《老子》中的这部分内容并且得到上面的理解时，我认为自己只是在重复前人的观点。在我看来，从规律的本源上讲，《老子》中还给出了规律最原始的定义，"吾不知其名，字之曰道"。
确定趋向性原则 《老子》第五十二章中说"既得其母，以知其子"。 《庄子大宗师》中说"以其知之所知以养其知之所不知"。 在这里我要根据前面的观点，引出我认为的认知其他规律的一般原则，从题目就可以看出是确定趋向性原则。理由很简单，想要明确的知道一些事物的发展动向的前提是这些事物具有确定的发展趋势。进一步寻求原因的话，则要说，这些事物的发展方向是由其自身的属性与外在的原因给定的。我不能说这样的观点一定是对的，我可以说这样的选择是非常合理的。正如我在《可逆性与相对性的逻辑简思》的《篇首》中说的那样，"为了实现我们人类的特定的目的，这个世界上存在着一条可以让我们发现、理解的自然规律自然是好；如果真的不存在，我们也可以认为其存在，我们也没有足够的理由说明它不存在，从而我们同样可以总结出我们想要的东西，这种行为是非常合理的。" 这里，我只将这一原则在物理学方面进行进一步的讨论。其实，在我们搞清楚这个世上是否存在着一套可以让我们发现和理解的科学规律之前，我们的科研人员已经开始了他们的工作。我们不是十分的清楚这样的规律是否存在，而认为规律是存在的、可理解的是我们搞科学的一个前提。我认为，要明确的知道物质的发展动向的前提是物质具有确定的发展趋势，自然要求物质的性质具有确定趋向性，在已定的条件下，物质的发展动向就是明确的。在物理学中，我们习惯引入系统的概念，对于一个系统而言，其内部的条件已定了，那么该系统的发展动向就是确定的了。此外，处理问题的重要工具逻辑，认为其就是不合理的是没有必要的，原因明显，我就不多说了。认为一个物质的世界是存在的，也是研究科学的一个非常合理的选择。 所以我说，如果说科学是信仰，那么物质的性质具有确定趋向性是这个信仰下决定的；如果说科学是确实存在的，物质的性质具有确定趋向性是这个存在下最合理的规则。在我看来，同样的思维模式在《庄子大宗师》中就已经提到过，"故其好之也一，其弗好之也一。其一也一，其不一也一。其一与天为徒，其不一与人为徒。天与人不相胜也，是之谓真人。"对于这句话，人与人的理解不尽相同，这句话的解释我就不说了。 下面我要谈谈确定趋向性原则下两个重要的原则。一、不同的属性、作用给物体或是系统带来的发展趋势是可以叠加、分解的；二、单一的属性、作用发生数量上的变化直接给物体或系统带来的是发展趋势数量上的变化，这样的变化不会直接给物体或是系统的发展动向带来本质上的转变，能够直接起到改变物体或是系统发展动向的是不同的属性、作用。 在分析一些具体的问题时，我们常常需要考虑一个物体或是系统去掉某些作用或者加上某些作用后，它们的发展状况；我们需要考虑物体、系统具有的某些属性具有的单独的作用效果；我们想要清楚的知道一些作用加到物体或是系统上时，它们将会发生怎样的变化。这样，不同的属性、作用给物体或是系统带来的发展趋势就是可以叠加、分解的了。 例如，一个物体本身具有的惯性是维持其自己处于静止状态或是匀速直线运动状态的能力，力则是改变这一状态的能力。当力起到作用时，我们会发现物体的速度在发生变化，因为它具有了加速度，而当我们取消力的作用，物体还会回到原来的运动状态。这就是这一原则的体现。 我还可以用这个例子来说明第二个原则。这个物体的惯性发生数量上的变化，不需要理会这个量是多少，惯性给物体带来的发展动向都不会发生本质上的变化。作用力也是一样，只要它存在着有影响力的作用，它就不是一种维持物体静止或匀速直线运动状态的能力。如果认为引起物体或是系统发展趋势发生改变的属性、作用发生数量上的变化会直接的给系统的发展动向带来本质上的改变，我们在分析这些问题时将面临很大的困境。我不能说那样做就是不对的，我可以说那样做不是很合适。毕竟，我们现在已经基本上接受了这样的原则，我不认为我们有必要改变这样的原则而去付出很大的代价。所以，我认为属性、作用给物体或是系统带来的将是新的发展动向，而这些属性、作用发生数量上的变化虽然可能完全的改变物体或是系统的发展动向，而直接的改变依旧是数量上的变化。 以上便是我对于确定趋向性原则的基本看法。对于一个系统而言，现在的物理学中常常会选择一个参考标准来描述它（或是必须的吧）。如果，这个系统的所有的条件都是已定的，这个系统的发展趋势就是明确的了。这个趋势就不会因为参考标准的变化而发生任何的变化。其中就包括系统中物体的惯性以及系统的进程（也可以认为是时间）。如果，我们要认为系统中物体的惯性或是系统的进程会因为选取的描述的参考标准不同而得到不同的结果，我们应该清楚这样的结果不具有积极的意义，对于这个发展趋势已经明确的系统而言。我不认为，认为选取系统中不同的物体作为描述基点将会得到不同的描述结果，是合理的选择。我觉得，那是没有必要的，就像没有必要认为逻辑就是有问题的一样。我不需要认为，选取不同的立足点会得到完全不同的对于系统的描述信息；我可以认为，从可以选作描述系统发展动向的物体上得到的关于系统的描述结果是等效的（否则，我可以认为其不可以被选为参考标准）；就目前的物理学中的观点而言，可以认为任意的物体处于任意状态时都可以作为这样的标准。 正是这样的原因，我认为系统中物体的惯性以及系统的进程或说是时间不会因为描述的立足点不同而具有实质的区别，其中所有的描述结果应该是等价的。至于系统，就目前物理学中的观点，我们可以任意的划定。我现在依然认为这是一个非常合理的选择。既然系统是可以任意划定的，那么任意的两个不同的系统中的任意不同的两个物体都可以在同一个系统中进行相同的描述，这个系统的条件是已定的，该系统的进程以及对其他属性的描述对于这两个物体同样有效。 正是如此，我认为爱因斯坦的相对论与确定趋向性原则是不相容的。这样，我在《可逆性与相对性的逻辑简思》中指出我认为的相对论存在的一点问题，给出了我对时间的看法，谈了谈我对于相对性的观点。 写到这里，将要结束我的描述了。回头看看，我不得不承认我的描述依旧很有限，以至于我认为有很多人不能够体会到我体会到的东西。起初，我打算对中西哲学中的有信仰、无信仰的成分进行比较，也想谈谈古代中国的修身哲学和"道常"思想以及它们与生活、科研的关系。显然，这不是一个短时间内可以完成的东西；而且，描述时贵此贱彼实是难免，言语间伤及和气不妥；对于能够了解我上面描述的东西的人再说其他，实在是多余；也是时间问题，我只说这么多了。
对爱因斯坦相对性原理的浅层思考 袁树广
爱因斯坦，一个瑞士伯尔尼专利局的默默无闻的小职员，后来却成了世界上少有的几个伟大的物理学家之一。这听起来有点不可思议，但如果你对他在物理学中的贡献有一定的了解的话，就不会那么大惊小怪了。他在1905年即现在说的爱因斯坦的"幸运年"，先后发表了在物理学界有着重大影响力的几篇论文，狭义相对论的提出是物理学界中具有划时代意义的事。他又在十年之后创立了广义相对论，从而彻底的改变了物理学的面貌，在物理学史上树立了一座辉煌的里程碑。 爱因斯坦抛弃了光的以太说，取而代之的是光速不变原理，建立了狭义和广义相对论。爱因斯坦建立狭义相对论时，光的以太说出现了严重的麻烦。从某种意义上可以说，狭义相对论就是为解决这个麻烦而诞生的。爱因斯坦认为：真空中光的传播定律必须由一个能与相对性原理一致的较为复杂的原则取代；这是因为相对性原理自然而简单并且在人们的思想中具有很大的说服力；但是，理论物理学的发展说明了我们不该遵循这一途径。于是，他较深入的分析了时间和空间的物理概念，让人们看到相对性原理和光的传播定律（真空中光速恒定定律）没有丝毫的抵触之处。在当代除了少数人还在反对爱因斯坦的相对论外，大多数人以基本认为他的相对论是正确的了，就此基本上可以说爱因斯坦做的这个努力取得了可观的效果。后来，他建立了更具有广泛意义的广义相对论。 对于他本人开启的量子论风潮，让人觉得有趣的是他本人却一直是对量子论持否定的态度。在我的印象中（我已记不清了，但是这么说不会影响我要表达的意思），我在某个地方看到爱因斯坦说过的这样的一句话：上帝是不会抛骰子的。这句话表明的是他对量子论的看法，让我感到有趣的是他本人却抛了一次骰子。 我在这里要谈论一些关于相对性原理的问题，先谈的是爱因斯坦的相对论中出现的一些问题。当然，我没有绝对可靠的理由说爱因斯坦的相对论就是错的，我只是想以一种坦然的态度来谈论一些我对于相对性原则的看法，当然其中也包含一些在我看来的爱因斯坦相对论中出现的一些问题。至于谈论的结果是否真正合理，我不能够做出很明确的回答，我只能说我是在以一种平静的心态来谈论这个问题的。 在我看来：爱因斯坦的相对性原理带来了一个不确定的速度关系，尽管爱因斯坦的相对性原理中认为光速在真空中相对于任意的参考系都是恒定的，可是这给不同的参考系与光速之间建立了一种不确定的关系；而且，爱因斯坦在用他的相对性原理分析问题时在惯性系中选定了一个特定的惯性系（或说准静系），对此他的相对性原理却不承认。在我看来，可以说这里谈论的爱因斯坦相对性原理中出现的问题的主要原因在此。这个方面的问题主要谈了三个，在最后谈论的问题是我对于时间的看法及我认为在确定趋向性原则下存在的确定单向性原则。现在先概括一下这几个话题。 由于物体在其物理性质下具有确定的发展趋势，那么该物体发展的结果也就由其发展趋势和初始状态决定了。爱因斯坦的相对论认为一个运动的系统的时间与一个静止的系统的时间相比，运动的系统的时间要慢一些。可是，我们知道运动和静止是相对的，以物体A为静止参考系说物体B是运动的，那么以物体B做静止参考系说物体A也就是运动的了。如果两个系统具有不同的发展趋势，它们的初始状态又完全相同，那么它们发展的结果是不应该完全相同的。而且，这两个系统发展一段时间后是不会出现一个完全不确定的结果的。而在爱因斯坦的相对论中，两个完全相同的参考系A与B，系统B相对于系统A做匀速直线运动，那么A系统中的人会认为B系统的时间变慢了，B系统中的人会认为A系统的时间变慢了。如果这种关系真实的存在的话，那么系统A相对于系统A的时间也就是变慢的了。而根据确定趋向性原则，我们知道系统A的发展趋势与系统A的发展趋势是完全相同的、初始状态也是完全相同的，发展的结果怎么会不同呢？这就是我要谈的第一个问题，爱因斯坦的相对论与确定趋向性原则直接的冲突。 第二个问题谈的是相对性的互选性原则与爱因斯坦的相对论的冲突。我们大家都知道，如果说物体A相对于物体B有一个恒定的速度 ，那么物体B相对于物体A也就有一个恒定的速度 ，不同的是两个速度的方向是相反的。而且，根据确定趋向性原则这样的规律在爱因斯坦的相对论中也应该成立。这里的物体A与物体B都可以选定为参考标准，从原则上讲我们没有明确的理由说哪些物体不可以成为参考标准。那么，我们同样可以选取一束光线作为描述系统中其他物体运动状态的参考标准。这样，以光线作为静止的参考物体，根据爱因斯坦的光速不变原理，其他的任意的系统相对于该光线都是以光速运动。根据爱因斯坦的时间变换公式，我们会得出相对于该光线的所以的系统的时间将会停止。如果说时间的变慢具有实际的效果的话，那么我们生活中的各个系统的时间都是停止的，事实上我们的时间不是停止的，那么有谁能够告诉我一个停止的时间是如何前行的呢？在我看来，确定趋向性原则是不能够容忍这样的两种情况同时发生的。这表现的还是与确定趋向性原则的冲突，只不过是绕了一个大一点的圈子，看到这里你应该发现：我谈论的大部分的内容都可以说是直接的或者间接的以确定趋向性原则为基础的。 第三个问题谈的是物体的匀速直线运动状态与其静止状态的等价性与爱因斯坦相对论的冲突。爱因斯坦的狭义相对性原理规定：物理规律在一切惯性系中可以表示为相同的形式。这里我不是说这个理论有什么问题，而是我没有直接的用到这个重要的理论，这里是从另外的一个角度出发的。在物理学中认为匀速直线运动的系统和静止系统都是惯性系，那么根据确定趋向性原则在条件完全相同的情况下在两个系统中发生的过程的形式就应该是完全相同的。当一个系统相对于另一个系统做匀速直线运动时，有一个物理过程在其中的哪一个系统中发生对这个物理过程是没有影响的；当两个完全相同的物理过程分别在这两个惯性系中发生时，我们也就无法说这两个过程有什么区别。这样的结论自然会告诉我们爱因斯坦的时钟是不会变慢的。爱因斯坦的相对论告诉我们这是不合理的，可是我不明白这为什么不合理。现在我觉得我没有足够的理由说这样的分析有什么不合理的地方，这样的分析过程却表现出了与爱因斯坦相对论的冲突。 在这部分内容的最后谈论的是一个完全不同于牛顿和爱因斯坦对于时间的理解的时间观念。这里说明了时间是不能够离开物体的运动来谈论的，时间也就不是一种单独的真实的存在了，并进一步说明一个大的系统的时间标准对于其中的任意的小系统都适用，那么其中的不同的系统具有不同的时间标准也就失去了其有效的意义。这样，一个新的时间观念基本的建立起来了。这个时间观念认为：时间是不存在的，或者说时间是一个系统中所有物体具有的共同属性，而且这个属性是让我们来描述系统中所有物体的运动属性的工具，这样的时间失去了它存在的真实的意义，它只不过是一个描述物体运动属性的工具，它不会倒流不会变慢。这样的时间观念得到了确定趋向性原则的进一步的说明，演化出了确定单一性原则，用时间来描述就是：时间的方向是单一的，时间的进程也是单一的。这就是说，时间不倒流不变慢，这同样体现出了与爱因斯坦相对论冲突的地方。我不能够在这些时间观念中做一个绝对可靠的选择，我只能说我的时间观念是有一定的哲学基础的，如果有另外的一个更加合理的哲学原则推出另一个合理的时间观念，我也只好放弃我的这个时间观念了。
一、发展趋势的确定性 袁树广 现在的人们大都听过时间变慢、尺子变短之类的说法，很多人也知道这是爱因斯坦通过他的相对论带给我们的全新的观念。我得承认这些观念的确颇具想象力，对于那些对于科学充满兴趣的人来说也颇具吸引力。对于我来讲，除了对这些名词的关注外，我更加想知道的是这些现象会不会在我的感知的世界中出现。 对于爱因斯坦相对论有一定了解的人都会知道：时间变慢、尺子变短之类的效果是光速在真空中相对于任意的参考系恒定引起的。爱因斯坦通过他的相对论推导出了相应的公式，几个公式的推导过程是相似的，这里只谈时间变慢的效应，其他的是相近的。 根据爱因斯坦的相对论我们知道时间的进程对于不同的参考系是不同的。比如说，一个完全相同的物理过程在 参考系中发生和在 参考系中发生其所用的时间可能是不同的。如果说 参考系相对于 参考系是运动的，那么 参考系中的物理进程要比 参考系中的物理进程要慢一些。用公式表示为：
爱因斯坦用这样的一个公式告诉我们的结论是：运动的参考系中的时钟会变慢。 这样的结论在告诉我们：通过使系统高速的运动是有可能相对的实现人的长寿的。这对于人来说应该是一个不错的消息了。当我们仔细的想想这样的过程时，我们也应该有点疑惑的感觉。由确定趋向性原则得知：如果两个系统具有不同的发展趋势，它们的初始状态又完全相同，那么它们发展的结果是不应该完全相同的。我们知道：如果说 参考系相对于 参考系是运动的，那么我们也可以说 参考系相对于 参考系是运动的；如果说运动的参考系中的时钟会变慢，我们可以说 参考系中的时钟相对于 参考系中的时钟是变慢的，我们也同样可以说 参考系中的时钟相对于 参考系中的时钟也是变慢的。如果说这种时钟的变慢是有效的话，那么我们也自然可以说 参考系中的时钟相对于 参考系中的时钟是变慢的， 参考系中的时钟相对于 参考系中的时钟也是变慢的， 参考系中的时钟相对于 参考系中的时钟也就是变慢的了。说到这里，我觉得我们应该发现有些地方让我们感觉不对劲了。 一个系统本身的时间怎么可能相对于自身的时间变慢呢？这样的事情可能发生吗？按照确定趋向性给出的结论是，这样的过程是不应该发生的。确定趋向性告诉我们：物质的物理属性具有确定趋向性，物体在物理性质下会有确定的发展方向，不会随意发展。这意味着，一个系统的全部的条件确定的情况下，该系统的发展的方向就是给定的了。 参考系中的物理条件是全部已定的了，那么 参考系中的时钟的发展进程就是已定的了， 参考系中的时钟的进程只会是一种， 参考系中的时钟相对于 参考系中的时钟变慢就是不可能的了。 说这一点比较明显的表现出了与确定趋向性之间的矛盾可能有点不大合适。其实，前面有一处也比较明显的表现出了与确定趋向性之间的矛盾，只是由于现在物理学界的一些情况使得这个矛盾看起来不成问题了。前面我说过：如果说 参考系相对于 参考系是运动的，那么我们也可以说 参考系相对于 参考系是运动的；如果说运动的参考系中的时钟会变慢，我们可以说 参考系中的时钟相对于 参考系中的时钟是变慢的，我们也同样可以说 参考系中的时钟相对于 参考系中的时钟也是变慢的。我们怎么可以说 参考系中的时钟相对于 参考系中的时钟既是变慢的又是变快的呢？这明显与物质的确定趋向性有冲突。我们可以把两个系统看成一个大的系统；两个系统的全部条件已定了，这个大的系统的全部条件也就已定了；对于这个大的系统来讲，其发展的趋势是已定的了，其发展的结果就是已定的了。现在我们却要说： 参考系中的时钟相对于 参考系中的时钟既是变慢的又是变快的两种不同的结果都存在。这显然是确定趋向性不能够容忍的事情。 其实，这样的问题不是我先说出来的。在我看来，"双生子佯谬"就是这方面的一个非常典型、具体的例子（这里不具体的介绍"双生子佯谬"了，感兴趣的话可以查找相关的资料）。而事实上，人们没有为此而否定爱因斯坦的相对论。是这个问题不具有说服力吗？在我看来，这里的分析没有问题的话，前面分析出的结果是能够说明一定的问题的。而事实上这样的事情并没有发生，我想其中的原因是复杂的。这里就不谈论我的这些想法了，不过我会依据我认为的这些原因进行我进一步的分析。
二、相对性的互选性原则 袁树广 在我看来相对性原则中存在着一个互选性原则。我们分析物理学问题由一个参考系转移到另一个参考系时会用到这一原则。你以前可能没有听说过这样的说法，但这并不是什么深奥的原则。比如说，现在有一物体A相对于物体B以一个恒定的速度 运动，现在选取物体A作为静止参考标准，那么物体B相对于物体A也就有一个恒定的速度 ，不同的是这一个速度的方向与前一个速度的方向是相反的。这就是互选性原则的一个例子。 相对性原则中具有的这样的一条原则和爱因斯坦的相对论有什么关系吗？你可能会说这是一句废话。如果说它们没有关系，我为什么要在这里来谈论这一问题呢？这样说是没有错的。在我看来这一原则的确和爱因斯坦的相对论有一定的关系，这是一种比较间接的关系，这种关系对于爱因斯坦相对论的合理性是不利的。下面来让我们看一下具体的情况。 大家应该知道爱因斯坦在他的光速不变原理中说：光速在真空中相对于任意的参考系恒定。不知道大家有没有反过来想这个现象。现在让我们来反过来看待这一现象，反过来看待这一现象就是对于光来讲其他所有的物体是不是在以光速运动。按照前面的原则来看，其他的物体对于光来讲是以光速运动，在爱因斯坦的相对论中这一原则也成立吗？就目前情况来讲，爱因斯坦的相对论也没有比较充分的理由来说明这样的原则对于光来讲不成立。而且，这样的原则能够得到确定趋向性的认可。我一会儿会对此进行简单的说明，现在要看的是反过来想这一现象进一步会带给我们什么。 现在让我们再来看一下爱因斯坦的那个关于时钟变慢的公式：
由这个公式我们不难看出：当 时，分母为零；把原公式化为 时，我们会发现 的数值已经无效了，不管 为多少 始终为零。这个能够说明什么呢？现在再来看看前面的关于其他物体相对于光的运动情况，前面说了对于光来讲其他所有的物体都在以光速运动，这是说物体运动的速度 等于光速 ，这也就意味着 始终为零。这能够告诉我们那些物体或说是系统的时间停滞了，我们生活的环境也包括在那些系统内，而事实上我们生活的环境中的时间正在前行。这里到底发生了什么？一个停滞的时间是如何在现实的世界中前行的？这样的事情可能发生吗？我当然没有绝对充分的理由来说明一个停滞的时间就不能够前行。但是，按照一般的合理的逻辑来讲，一个有效的停滞的时间是不可能继续前行的；按照确定趋向性原则的看法是这样结果存在的话会给系统带来两个完全不同的时间的发展趋势，而在这一原则中这是被认为是不合理的事情。如果说这样的结论只不过是一个幻觉，我想知道的是爱因斯坦的这样的一个公式到底有什么样的实际的意义。 我的看法已经很明显了：在我看来一个停滞的时间是不会前行的，事实上我们生活的环境中的时间正在前行。这是一个爱因斯坦的相对论与互选性原则之间的一个比较明显的冲突，至于这个冲突的激烈程度以及爱因斯坦的相对论能够比较合理的解决掉这个冲突的可能性我就不太清楚了。 前面说过要给互选性原则一个比较合理的说明，现在我就对互选性的合理性进行一个简单的说明。 爱因斯坦的相对性原则或说是现代的物理学理论认为：惯性系都是等价的，也可以说是物理定律在一切惯性系中所取的形式是一样的。根据这样的观点以及确定趋向性就可以分析得出互选性原则了。大家应该都知道现代的物理学承认了物体的静止状态与匀速直线运动状态是等效的，即使大家不清楚这些也可以通过前面的一句话看出现代的相对性原则承认惯性系都是等价的。大家可能会问：这说的是惯性系内部的等价的关系，这和对系统的描述在不同的惯性系之间的转化原则有什么关系呢？引入确定趋向性的话，在我看来它们之间就有了密切的关系。在我们的宏观世界我们知道：如果说一个物体A相对于另一物体B有一个恒定的运动速度 ，那么物体B也就相对于物体A有了一个恒定的运动速度 ，不同的是两个速度的方向是相反的。这里的物体A与物体B都可以选定为参考标准，从原则上讲我们没有明确的理由说哪些物体不可以成为参考标准。这是大家所熟知的相对性的互选性原则在宏观世界的体现。不知道大家有没有发现，这里的物体A与物体B是等效的，不管其中的哪一个物体叫做A或B它们都有一个等价的名称那就是惯性系。它们都是惯性系，它们中间没有一个物体比另一个物体更加的优越。根据确定趋向性原则得到系统的发展趋势是确定的，现在又知道描述系统发展的立足点也是等价的，这就说明在以物体A或是以物体B作为参考标准描述的系统的发展是等效的。这也就告诉我们，在以物体A作为参考标准时描述物体B在以恒定的速度 运动，以物体B作为参考标准时物体A也是以同样的速度大小运动，两者不会不同，其中没有一个物体更加的优越。我们也可以用另外的一种更加好理解的途径来表述：系统的发展趋势给定了，两个物体之间的距离的变化的速度就是给定的了，那么对于其中的任何一个物体来讲那个相对运动的速度就是给定的了。这样，相对性的互选性原则就得到了简单的证明。 由此，我们同样可以选取一束光线作为描述系统中其他物体运动状态的参考标准。这样，根据爱因斯坦的光速不变原理，其他的任意的系统相对于该光线都是以光速运动。再由爱因斯坦的时间变换公式，我们会得出相对于该光线的所有的系统的时间将会停止。如果说时间的变慢在现实中具有实际的效果的话，那么我们生活中的各个系统的时间都是停止的，事实上我们的时间不是停止的，那么有谁能够说明一个停滞的时间是如何前行的呢？在我看来，确定趋向性原则是不能够容忍这样的两种情况同时发生的。这就是我在这个标题下谈论的内容。
三、匀速直线运动状态与静止状态的等价性 袁树广 爱因斯坦的狭义相对性原理规定：物理规律在一切惯性系中可以表示为相同的形式，惯性系也就是等价的了。可是，他在相对论中又说运动的时钟会比静止的时钟走的慢一些。这难道不是在告诉我们其中有点冲突吗？物理定律在一切惯性系中所取的形式是一样的，那么一个时钟在一个运动的惯性系中为什么会比其在一个静止的惯性系中走的要慢一些呢，难道是时钟在不同的惯性系中的前行的进程是不同的？这不是和狭义相对性原理有冲突了吗？可是，现在的物理学界没有将这个问题当回事。也许是这个冲突不够明显吧，或许这不算什么冲突。如果我们对这个问题进行进一步的分析，我们会发现确定趋向性原则告诉我们的是：承认了惯性系是等价的，那么时钟在不同的惯性系中的进程都是完全相同的。 分析相同的时钟在不同的惯性系中前行的进程是否不同对于确定趋向性原则来讲并不是一件难事，甚至可以说这是很简单的事情。我们说一个物体的静止状态和它的匀速直线运动状态是等价的，这是说这样的两种状态没有什么区别；对于这样的一个参考系来讲，一个物理过程发生于该系统的静止状态或是该系统的匀速直线运动状态是没有实质上的区别的；对于任意的几个惯性系来讲（它们之间可以有相对运动），同样的物理过程发生在其中的任意的一个系统中和发生在其中的任意一个其他的系统中是没有本质的区别的，它们的进程是一样的。这也就是说对于不同的惯性系来讲，时间的标准都是一样的，不存在时间进程的变化问题。你可能觉得这样的分析还不够深入，那我就分析的更加形象一些。 对于两个不同的惯性系来讲，它们是等价的。这一点应该很明确了。现在取两个具体一点的惯性系，假设空间中有一个物体 和一个物体 ，它们分别可以看成惯性系 和惯性系 ，它们之间有相对运动的速度 。现在有两个完全相同的物理过程将分别在两个惯性系中发生。这两个惯性系是等价的，对于将要发生的这个物理过程来讲其外部的条件是相同的；在两个惯性系中将要发生的物理过程是相同的，比如说是两个完全相同的时钟。那么，两个惯性系中的物理条件已经全部给定了，而且它们的条件是相同的，根据确定趋向性原则知道它们的发展趋势就是完全相同的了。这样，对于两个惯性系来讲它们的时间的进程就是相同的了，时间进程的变化在这里就不存在了。 显然，在确定趋向性原则看来，在不同的惯性系中时间的进程是相同的，这与爱因斯坦相对论对于不同惯性系中时间的进程的看法是不同的。这个能否说明爱因斯坦的相对论就是有问题的，我不清楚，不过我觉得我们不妨看一看下一个问题。
四、时间的不存在与确定单一性 袁树广 说时间是不存在的，你可能觉得这太不可思议了。我们和时间的关系是如此的紧密，我们每一天都在和时间打交道。我们早上起来都会按时上班、上学，中午 点左右大都会在家里吃午饭，晚上 点有时间的还可以看一下新闻，学生的考试时间大都是 分钟，车站的时刻表告诉我们火车的发车时间......可以说时间是无处不在的。在这时，如果我告诉你时间是不存在的，那么你可能会认为我疯了，或者说我是一个大脑有问题的家伙。在这样说我时也不妨看看我说时间不存在的原因。 我首先要告诉你的是：时间不是单独的真实的存在。当我问你："现在是几点了？"时，你可以找出各种各样的计时工具来告诉我现在是几点了，遗憾的是你所能够找到的每一种计时工具都是以运动的形式来表示时间的，你是没有能力让时间出来直接的告诉我现在是几点了。因为我们没有能力找到时间，我们找到的只不过是运动。用时间可以描述物体的运动具有的一些性质，但不能说明时间就是一种真真切切的存在。做一个不太恰当的比喻，这就好像书架上有一本书，"一本书"是存在的，而"一"是不存在的，我们便不能说书架上有"一"。时间是什么，它在哪里，我们不能说得很清楚，时间的尺度是我们人为的以运动的形式规定的。那么，我们怎么能够说明时间是一种单独的存在呢？时间也就不具有作为单独的真实的存在的充分的理由了。所以，我说："时间不是一种单独的真实的存在"，就具有一定的合理性了。 时间不是单独的真实的存在了，人们为了合理的描述运动对时间有一定的要求就成了合理的事情了。其实，在很久以前人们为了对生活中的运动进程进行较好的描述就已经对时间有了一定的要求。当报时的更夫说三更到了，这不是说李家到了三更王家就不是三更了，也不是说王李两家到了三更孟家就不是三更了，这个三更对更夫周围的人家都适用。这就是一个时间具有普适性的原型。我们在处理一些物理学问题时有意识无意识的给定了这样的一个原则：任何一个小的参考系都可以在一个较大的参考系中被分成若干个单独的物体后进行分析（这也是我后面会提到的任意的参考原则的一种体现）。这也就是说，我们在分析一个较大的参考系中的物体的运动情况所选取的时间标准对于其中的任意一个较小的参考系都适用。那么，这个大的系统中就具有一个统一的时间标准，这时说其中的不同的小的参考系的时间标准不同也就没有多大意义了。所以，我认为我可以说：时间是不存在的或者说时间是一个系统中所有物体具有的共同属性，而这个属性是让我们来描述系统中所有物体的运动属性的工具。这样时间也就失去了它存在的真实的意义，它只不过是一个描述物体运动属性的工具。那么，我就可以说，也就不存在任何一种物质的运动能够与时间建立绝对相关的关系了。 这是一个和牛顿以及爱因斯坦的时间观念明显不同的时间观念。这里不认为时间是物质具有的本源属性，我们依然可以认为时间是物质具有的属性，但是这个属性是以物体的运动为基础的，可以说时间是物体的运动具有的一种属性，这个属性是让我们来描述物体运动的，它需要和物体的运动属性吻合，在一定程度上可以说它需要满足我们对物体运动的描述要求的。这里认为时间是运动的系统的整体具有的属性，也可以说时间具有普适性，时间不会与任何一种物质的运动建立绝对相关的关系。这就与爱因斯坦的时间观念发生了明显的冲突。爱因斯坦是把时间和光速之间建立起了绝对的相关关系，这样的做法是这里的时间观念无法接受的。我现在不想准确的说是谁的时间观念不合理，我想说的下一个问题是确定趋向性原则下还有一个确定单一性，我想通过我对这一问题的阐述我们可以对这样的时间观念有进一步的了解。 在物理学中时间变慢和时间倒流往往成为让人们兴奋的话题，这也往往是那些好奇心强烈的人们的美好的憧憬之一。那么，时间真的会变慢吗？我们可以通过时间机器回到那遥远的过去吗？对于这样的话题，我不知道应该如何给出一个完全肯定的答案。我只能够说，根据这里的时间观念，时间是不会变慢也不会倒流的，而且这样的观念是可以由前面的确定趋向性原则进一步证明的。下面就看看我的这个证明过程。 我们要谈论时间的变慢与倒流，那么我们要知道时间的变慢与倒流应该是什么样的就是必要的了。那么，我们说的时间倒流是不是说：一个物体由甲地运动到了乙地是一个正向的时间发展的过程，然后该物体再由乙地运动到了甲地就成了一个时间逆向发展的过程。明显，这不是一个时间倒流的过程，那么时间倒流的过程应该是怎样的呢？我们要知道时间倒流是怎样的，就应该知道时间大体是怎样的，时间倒流的具体表现是什么。确定趋向性原则是这样认为的：物理性质具有确定趋向性，物体在物理性质下会有确定的发展方向，不会随意发展让人无法寻找规律。这也就是说，如果一个物体的发展的趋势给定了，那么这个物体就会沿着这个发展的趋势去发展，这也就意味着时间的发展是以这样的发展方向为基础的。如果说这样的发展的趋势没有发生变化，这个物体的发展态势也不会发生变化，我们也就不能说这个物体运动的进程有什么变化，自然时间就不会倒流。对于一个大的系统是一样的，不管这个系统有多大，只要这个系统具有的发展趋势没有发生变化，系统的发展趋势就不会发生变化，这时就不会存在一个逆向的发展趋势使得系统中的物质逆向发展，这样对于这个大的系统来讲时间倒流的说法就不具有有效的意义了。时间倒流的话，物体就会回到它前面的某一个状态。在这里我可以说物体要回到它的初始状态并实现时间的倒流，就必须使得系统的发展趋势发生无条件的逆转，任何有条件的逆转使系统表现出来的都是一种在前一个过程上的顺延而不是我们说的时间的倒流。当我们把一个物体由甲地运到乙地，再由乙地运到甲地，我们在这样的过程中给物体的运动提供了不同的发展方向，但是时间并没有倒流。这种有条件的使得系统的发展趋势发生逆转的新的发展趋势给系统带来的只不过是一个以前一个发展过程为基础的顺延过程，显然这种过程无法实现时间的逆转。要实现时间的逆转，就应该有一个无条件的发展趋势在系统中突然出现，使得系统中的物体沿原来的运动方式返回，从而实现时间的倒流。根据确定趋向性原则，物体在物理性质下会有确定的发展方向，系统中的物理属性给定了，系统就会具有确定的发展趋势，这种趋势是不会随意改变的，也就不存在一个突然出现的发展趋势使得系统中的物体沿原来的运动方式返回，这样时间就不会逆转。所以，我说时间就不会倒流。 同样的道理，时间也不会变慢。我无法找到一个发展趋势使得时间变慢成为一种可能。我们知道物体的运动速度有快慢之分，系统的整体的运动进程或者说是时间也有快慢之分吗？显然，这是两个完全不同的发展状态。改变物体的运动速度的快慢，我们是可以通过各种方式来实现的，大到轮船、小到电子我们现在都有手段来改变它们的运动状态，可是我们没有在相应的改变过程中发现时间变化了。发展趋势给系统中物体提供的是其运动的状态的变化，而不是整体的进程的改变，改变系统的发展进程不能够依靠发展趋势的改变。这是说，物体在其物理属性下具有确定的发展趋势，这个趋势会给这个物体带来确定的发展过程（物体的所有的初始条件给定的情况下），这个过程是一个连续的状态，时间的快慢变化从中得不到任何的体现。所有的物体具有的发展趋势提供的也都是这样的一个过程，就没有一个过程去直接的体现时间的快慢变化，可以说我们不用时间去描述物体的运动，时间在这里就不会得到任何的体现，这里能够表现出来的是物体连续的变化。物体具有的发展趋势是改变这种连续变化的具体方式的，而没有一个具体的发展趋势不去改变这种连续变化却单纯的改变系统的发展进程。也就是说，系统的这种进程的改变不能够依靠发展趋势的改变来实现，可以说这是确定趋向性原则的一种局限，这种局限却告诉我们时间是不能够变慢的。 这里通过确定趋向性原则说明了系统的发展进程不会逆转也不会有快慢的变化，用时间来表示就是：时间不会变慢也不会倒流。这就是我所说的确定趋向性原则下存在的确定单一性。通过这样的分析进一步说明了，时间不具有单独的真实的存在的有效的意义，它不过是我们描述物体运动的工具，我们甚至是可以说时间根本就不存在。这样的时间观念就是我在这里要表达的时间观念。我不能绝对的说：我的时间观念就是对的，牛顿和爱因斯坦的时间观念就是错的。我想说的是，我的时间观念是有一定的哲学基础的，如果有另外的一个更加合理的哲学原则推出另一个合理的时间观念，我也只好放弃我的这个时间观念了。 对相对性原则的进一步思考 一、光的参考原则 袁树广 说起光的参考原则，我们能够想到的应该有两个：一、光媒质以太，二、爱因斯坦的光速不变原理（也可以笼统地说是爱因斯坦的相对论）。这似乎也是目前物理学中仅有的两个光的参考原则。光媒质以太是在爱因斯坦相对论之前出现的，要谈论光的参考原则就应该先谈论光媒质以太。对于光媒质以太我并不是很清楚，不过我查了一些资料并简单的整理了一下，我便给出了下面的概述。 自从19世纪初光的波动说复活，光媒质以太就成了物理学家关注的焦点之一。当然，现代的人们对于以太似乎没有那么关注了。在当时，菲涅耳和斯托克斯对于以太有着不同的看法。菲涅耳认为：地球是由多孔的物质组成的，以太在其中运动几乎不会受到阻碍；地球表面的空气的折射率接近于 ，说明地球表面的空气不能或是只能极轻微地影响以太的运动状态，我们可以把地球表面的以太看成是静止的。斯托克斯认为菲涅耳以一切物体对于以太来讲都是透明的为基础建立起来的理论是不能被容许的。他认为：在地球表面以太与地球的运动速度相同，地球可以完全地拽引以太；在远离地球表面足够高的地方，可以认为以太是静止的。事实上，人们普遍接受的是菲涅耳的以太观点，因为菲涅耳的静止以太说能够很好的解释光行差现象。 按照静止以太说的观点，由于地球的公转速度为 千米每秒，地球的表面应该存在"以太风"。为此，迈克尔孙和莫雷在后来做了在物理学史上具有重要意义的迈克尔孙-莫雷实验。根据理论计算，实验中干涉条纹的移动量应该是 ，而实际的测量值还不足 。迈克尔孙和莫雷认为：地球和以太之间存在着相对运动的话，这个相对速度可能不足地球公转速度的六十分之一，肯定不足四十分之一。他们在实验报告中说："似乎有理由确信，即使在地球和以太之间存在着相对运动，它必定是很小的，小到足以完全驳倒菲涅耳的光行差解释。"事实上当时的人们并没有认为该实验是具有判决性的，迈克尔孙本人也不认为自己的实验结果有什么重要的意义。应该肯定的是这一实验结果引发了物理学界新的思考，而物理学界对于以太的处理方式似乎可以说是不了了之。 爱因斯坦在给达文波特的信中说："在我本人的思想发展中，迈克尔孙的结果并没有引起很大的反响。" 爱因斯坦认为：真空中光的传播定律必须由一个能与相对性原理一致的较为复杂的原则取代；这是因为相对性原理自然而简单并且在人们的思想中具有很大的说服力；但是，理论物理学的发展说明了我们不该遵循这一途径。他认为新的理论应该与电动力学的理论协调起来。于是，他较深入的分析了时间和空间的物理概念，让人们看到相对性原理和光的传播定律（真空中光速恒定定律）没有丝毫的抵触之处。这样他完成了他的狭义相对论，光也就有了新的参考原则。对于爱因斯坦的光的参考原则我就不做分析了，我的看法早在前面的分析中说明了。 爱因斯坦在他的《狭义与广义相对论浅说》中说："在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了。学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度 千米每秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。因为如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就不会同时被看到。荷兰天文学家德西特根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。"按照麦克斯韦的理论，电磁波是横波，在真空中的传播速度是 ，这是一个常数。在数值上，这个速度 的大小与已测得的光速的大小吻合得相当好。麦克斯韦得出的结论是：光是一种电磁波， 也就是光在真空中的传播速度。这也是现代物理学界普遍接受的结论。由此看来，光速在真空中应该是非常稳定的，而且光在真空中的传播速度应该相对于空间中某些物质具有的某些属性是恒定的。 谈论到了这里还要进一步讨论这个问题的话，得出的进一步的结论的可靠性将会大减，所以我本不应该继续讨论这个问题了。可是，我知道没有多少物理学的基础理论工作人员能够绝对肯定的说自己的研究结果不是物理学史上的一个过程，所以我觉得我在这里对光的参考原则做进一步的假设也不是不可以的事情。下面是我对光的参考原则的进一步的分析。 麦克斯韦的理论告诉我们光速在真空中或是介质中具有相应的恒定性。这是说光在真空中或是在介质中都是以一个确定不变的速度传播，这个速度的数值会随着介质的变化而变化。由前面我对爱因斯坦相对论的分析得到的冲突可以看出，光速恒定对于任意的物体来讲是无效的。而一些观测到的数据（如迈克尔孙-莫雷实验）告诉我们，光速恒定对于任意的物体来讲又具有一定的有效性。这看起来似乎有冲突在里面，这倒不是十分重要的事情；重要的是新的光的参考原则要解决这些问题，当然其中也包括这个看似冲突的冲突。 要想解决上面的问题，我不认为这是一件简单的事情。在探求新的光的参考原则之前，我们不妨看一看宏观物体的参考原则。在宏观上，我们说一个物体 相对于另一个物体 在以速度 运动时，我们的立足点是物体 是静止的，我们要进一步说明的是物体 的运动状态，我们也可以反过来以物体 的运动状态为立足点。这是一条简单合理的参考原则，我们在没有比较充分的理由说明它不合理之前，我们是不应该提出一个与这一原则有冲突的光的参考原则的。在我看来，爱因斯坦相对论的提出表现出了与这句话中的观点的不一致。在上面，我们除了可以看出新的光的参考原则不应该和宏观上的参考原则冲突之外，我不知道大家有没有发现别的什么。在我看来：无论是以物体 还是以物体 为立足点，立足点都是物体的一种运动状态；被描述的物体不管它的运动速度如何，我们要描述的也是它的运动状态。这样看来，我们是在以物体的运动状态为标准来描述物体的运动状态的。我们为什么不对光也这么做呢？这样做的话，光的参考原则就与宏观上的参考原则具有完全相同的形式，它们之间也就不会有冲突了。 我们知道光是一种电磁波，电磁波的本质就是电磁场，那么我们可以假设光速相对于电磁场是恒定的。这样光的参考基础就有了，这个参考原则承认了光速的恒定性。由于参考基础是单一的电磁场，那么光速恒定对于任意的物体来讲就是无效的了。光速恒定对于任意的物体来讲具有一定的有效性，则说明电磁场与物体之间还有一定的关系，而不是说这个问题无法解决。由此看来，这样的一种选择是具有一定的可行性的。所以，我认为光的参考基准应该是电磁场。
二、电磁波的波速、场速分离 袁树广 我在前一篇论述中认为光的参考基准是电磁场，光速相对于电磁场是恒定的，在论述中我没有说明光波自身的电磁场的速度与光波前行的速度之间的关系。如果我们默认两者之间的关系是静止的，那么新的光的参考原则同爱因斯坦的相对论一样存在着参考上的互选逻辑困境。我们先看一下这个困境。 我们可以通过现代的光学技术让两条独立的光线合为一条光线，我们知道新的光线对于我们来讲还是以光速传播。两条光线我们可以分别称其为 和 ，合为一条光线后，如果我们认为光波自身的电磁场的速度与光波前行的速度是相同的，这将带来一个奇怪的效果。我在前面的一篇论述中认为光的参考基准是电磁场，光线 和光线 本身都具有电磁场，当它们邻近时将互相的参考，而且光波的速度相对于电磁场是恒定的，问题就出现了。光线 相对于光线 具有的电磁场具有一定的速度，光线 与光线 具有的电磁场的关系是静止关系；光线 相对于光线 具有的电磁场具有一定的速度，光线 与光线 具有的电磁场的关系是静止关系。进一步的思考我们会发现这明显是一件不合常理的事情，也是我在这里说的确定趋向性原则不能接受的问题。显然，我需要在这里对这样的问题做一个比较合理的解释；否则，我将不能说我在前一篇论述中给出的光的参考原则是比较合理的。 问题出在哪里呢？我们通常认为的电磁波的电磁场与电磁波是同速的观点在这里是不是合理的呢？前面我认为光速相对于电磁场是恒定的，这个恒定的效果会不会对于光波本身的电磁场也是如此呢？真实的结果如何，我并不清楚；不过我知道，如果我们这样认为，前面的问题就可以解决。 认为光波相对于本身的电磁场具有一个恒定的速度，并且认为光波相对于其处在的空间位点上的电磁场具有同样的速度，也就说明光波本身具有的电磁场相对于光波处在的空间位点上的电磁场是静止的。 引入这样的观点的话，前面的问题自然就解决了。光线 相对于光线 具有的电磁场具有一定的速度，光线 相对于光线 具有的电磁场具有一定的速度，光线 具有的电磁场相对于光线 具有的电磁场是静止的，自然就没有参考上的逻辑困境了。 有朋友可能会问："光线具有的电磁场怎么能够相对于我们是静止的呢？" 光线相对于我们处在的环境是以光速运行的，按照我前面的观点，这束光线具有的电磁场相对于我们就是静止的了。电磁波伴随的电磁场怎么会是静止的呢？我和我的朋友谈论这个问题时，我做了一个比喻，可能这个比喻并不是很合适。先让我们来看一看这个比喻。 我认为为了形象，我可以拿水波做一个比喻。我们将一个石子抛入水中后，水波开始在水面上传播，水波具有一个波速，这就好像电磁波相对于电磁场具有一个恒定的速度一样。这时我们做一个比较理想化的考虑，由于这里水的平动很小，我们可以认为水是随着水波做上下的波动，水本身不具有平动的速度，这就好像光波具有的电磁场相对于光波处在的空间位点上的电磁场是静止的一样。电磁场会随着光波的变化在空间的位点上表现出强弱的变化，而它本身相对于光波所在空间位点上的电磁场是静止的。 我对于这个参考上的互选逻辑困境的解释就是这样了，对于我的解释的合理性我无法给出一个准确的概念，我只能说我在尽可能合理的解释这一问题。
三、相对性原则 袁树广 伽利略曾说过："只要船是做匀速直线运动，那么在这里所发生的一切现象，你都观察不出有丝毫的变化，你也不能根据任何现象来判断船究竟是在运动还是在静止。"现代的人们往往用这样的话来代替伽利略的这句话：对于一个相对于惯性参考系做匀速直线运动的参考系，它内部所发生的一切力学过程，都不受参考系本身做匀速直线运动的影响。这被人们称作伽利略相对性原理。爱因斯坦则通过光速不变原理、狭义相对性原理和等效原理、广义相对性原理将物理学中的这一原则表述成他的狭义与广义相对论（光速不变原理：光在真空中的传播速度相对于任意物体恒为光速 。等效原理：加速度造成的"重量感"与真正的重力效应一样。狭义相对性原理：物理定律在一切惯性系中所取的形式是一样的。广义相对性原理：任何物理定律在任何参考系中都取相同的形式）。对于这两种对于相对性原则的看法，我想，我在这里应该说的，我在前面我已经说过了，在下面我想说的是我个人对于这一原则的看法。 这里，我将在很大的程度上以确定趋向性原则为基础谈论一些我对于物理学中的这一重要原则的看法。在谈论我对于相对性原则的看法之前，我认为我有必要谈论一个趋势，我认为这个趋势是如此的重要，以至于不谈论它，我将在这里无法继续谈论我对于相对性原则的看法。 我认为我可以说，描述系统中不同物体之间的距离的变化是物理学中十分重要的任务之一。从确定趋向性原则的角度来看，在一个系统的条件完全一定的情况下，系统中物体之间的距离的变化趋势就是给定的了，也可以说是唯一的。我们想要通过物理学来描述这唯一的变化趋势，我们是需要一个立足点的，这个立足点事实上就是我们常说的参考系，我在这里也常用参考标准来称呼它。在我看来：就目前的情况来讲，我们还没有比较充足的理由说明某些物体可以作为参考标准而另一些物体不可以作为参考标准；我们选取了一些物体作为描述系统物理属性的基准，我们又没有发现某些物体具有独特的物理属性和我们选取的参考标准具有的物理属性完全不同使得其不能作为参考标准。由此，我认为，原则上讲，我们还没有充分的理由说明某些物体不可以作为描述系统中物体的物理属性的参考标准，也就是说我们可以选取系统中的任意一个物体作为参考标准对系统中其他的物体具有的物理属性进行描述。说我们可以选取系统中的任意一个物体作为参考标准对系统中其他的物体具有的物理属性进行描述，也就说明其中的任意一个描述的结果都是合理有效的。原因是简单的：如果其中存在着不合理的描述，这就意味着有物体不能成为参考标准；既然一个物体可以成为描述系统中物体具有的物理属性的参考标准，那么通过它描述的结果就必须是合理的。由于系统中物体之间的距离的变化趋势是唯一的，我们又可以任意的选取系统中的物体作为参考标准对系统的物理属性进行描述而且这种描述是合理的，那么我们所得到的所有的关于系统中物体之间的距离的变化趋势的描述结果都是一样的。 在我看来，这是一个很重要的结果，它将告诉我相对性原则中的互选原则是什么样的。我们在对一个系统中的物体具有的物理属性进行描述时，我们的立足点往往不是一成不变的，我们需要解决由一个立足点转移到另一个立足点时物理量发生的变化的问题。由于，选作立足点的两个物体之间的距离的变化趋势是唯一的，它不会因为立足点的变化而有所变化，立足点转移后的距离的变化趋势是不变的。当一个物体成为立足点时，这个参考物体就是静止的了；这时，这个物体所具有的改变距离的能力将被视为前一个参考物体现在具有的改变距离的能力。这就是说，当我们描述系统物理属性的立足点由一个参考物体转移到另一个参考物体时，新的参考物体本来具有的与距离变化有关的物理量将会被看成是完全等价反向转移到了前一个参考物体上。对于两个惯性系来讲，选取的参考标准由其中的一个物体换成另一个物体时，新的参考标准本来具有的速度值将是前一个参考标准现在具有的速度值，不同的是两个速度的方向是完全相反的。对于具有非惯性系的情况，发生变化的就不仅仅是速度了，物体的加速度也会发生同样的变化。这就是说，在有非惯性系的条件下，选取的参考标准由其中的一个系统换成另一个系统时，新的参考标准本来具有的速度值和加速度值将会是前一个参考标准现在具有的速度值和加速度值，两个速度和加速度是同值反向的。这就是我认为的相对性原则下的惯性系条件下和非惯性系条件下的互选原则。这一原则是对于系统中的任意的两个物体都成立的，这也表明我们物理学中通常说的经典的速度的合成与分解的原则在这里是合理的。 由于系统中作为参考标准的物体可以任意的选定，对于一个物体来讲它就不存在什么绝对静止的状态了。我们自然就可以认为一个物体没有加速度的状态是同一个状态了。我们称，处于静止状态的系统和处于匀速直线运动状态的系统为惯性系，它们自然就是等价的了；我们也就可以说，完全相同的发展趋势在这样的几个系统中发生，它们发展的结果是不会有任何的区别的。这就说明惯性系是等价的了。其实，我认为这样的说法还有点麻烦，我觉得下面的说法更简单。由于我们选取的描述系统属性的参考标准都源自我们的系统，系统的全部的条件已经是给定的了，系统的发展趋势就不会发生变化了，我们选取某个物体作为描述系统属性的参考标准不会影响到系统的发展趋势的，我们选取任意一个物体作为参考标准对系统的发展趋势的描述都是合理等效的。这就是说，系统的发展趋势不会因为我们选取的参考标准不同而发生变化，在这一点上任意的参考系都是等效的。 我以上所说的内容再加上我前面说的光的参考原则就是我个人对于相对性原则的看法了。我对这一原则的说明到这里了，我不再分析一些具体的例子了。
四、相对性与惯性--动场问题 笔者：袁树广 前面我谈论了物理学内容中的一个十分重要的组成部分--相对性，在我看来相对性与物理学内容中重要的惯性有着密切的关系，下面就简单的谈一谈这个关系。 在谈论两者之间的关系之前，我们应该先了解相对性及惯性是怎样的，前面我已经对相对性做了一定的介绍了，下面就来谈谈我对于惯性的看法。在分析物理学的问题时，我们往往想知道一个物体在各种复杂的条件下的发展趋势如何，这样了解一个物体在没有外界作用的情况下其本身的固有属性给物体带来的发展趋势就是一个重要的基础了。对于一个物体来讲，我们可以把它所处的状态分为两种：一是静止状态和匀速直线运动状态，也可说是非加速状态；另一类是有加速度的状态。这样，物体具有的固有属性所能够给物体带来的发展趋势也就在前面的两类之中了，一种是维持物体处在非加速状态的能力，另一种则是改变物体处在非加速状态的能力。如果是后者，物体只能选择众多改变能力中的一种。如果是这样的话，力对物体的作用效果将会出现困境。力不能够既给物体维持其距离变化能力的发展趋势，同时又给物体改变其距离变化能力的发展趋势。这是确定趋向性原则不能接受的事情。所以，认为物体具有维持非加速运动状态的能力就是比较合理的事情了。物体的这种维持其初始改变物体之间距离的能力的属性就是我们通常说的惯性。牛顿第二定律， ，谈的就是物体具有的惯性、作用在物体上的力和物体的加速度三者之间的关系。这个关系式被现代的人们认为是在宏观低速的情况下成立的公式。由于我在这里给出了我对光的参考原则的新的观点，我就有必要谈一下这个新的观点对于这样的公式的看法。 前面我认为，光速恒定的参考标准是电磁场，光具有的电磁场相对于外界的电磁场是静止的。这就意味着：在光的传播方向上光具有的惯性无法和牛顿第二定律吻合；而在光传播的其他方向上没有与电磁场有那样特殊的关系，这说明牛顿第二定律有可能对它成立。如果，电磁场是一个绝对静止的参考系，那么光在其传播方向上具有的惯性也就谈不上具有什么变化的问题了。可是，如果电磁场是一个绝对静止的参考系，光速恒定就不会对于任意的物体来讲具有一定的有效性了；而在前面的观点看来，要使得新的光的参考原则成立的话，我们应该使得光速恒定对于任意的物体来讲具有一定的有效性。这样，要使得光速恒定对于任意的物体来讲具有一定的有效性，电磁场就不应该是绝对静止的参考系。这就是说电磁场也是运动的，电磁场之间存在着相对运动，用我的话说，就是动场是存在的。要使得光速恒定对于任意的物体来讲具有一定的有效性，这个动场就应该相对于自身的载体是静止的。那么，我们能够找到这样的载体吗？明显的是，我们应该找到这个载体，否则这里的说法将不具有多大的说服力。 以现代的物理学中的观点为基础，我认为电子是可以作为这样的一个载体的。首先，电子带有负电，其具有静电场；其次，电子具有自旋磁距，电子具有磁场。由于电子是宏观物体的重要组成部分，根据这里的观点就可以对光在介质中传播速度低于真空的光速的现象做出比较形象的解释了（解释比较简单，这里就不谈了）。到此，这里提到的光的参考原则需要解决的基本问题已经初步解决了。 这些内容又和惯性有多大的关系呢？其他的我就不太清楚了，如果物质波是存在的话，物质波在其传播方向上会面对惯性增加的问题，这样一个有关质能关系的方程就应该还是存在的。至于这样的方程是什么，我就不清楚了，因为我觉得现在还有一些问题没有解决。好了，关于动场的问题我就简单的谈到这里了。
五、惯性定律与场的传播速度 袁树广 惯性定律与场的传播速度，这是我在这部分内容中要谈论的最后一个话题了。还记得前面我用水波来比喻电磁波的电磁场吗？这里要谈的内容和那里的内容有较大的关系。现代的物理学界的一个较为普遍的观点认为光速是一个极限速度，那么静场的传播速度真的是以光速为极限吗？我们先来看下面的一个例子。 牛顿定律告诉我们，具有质量的物体之间具有引力，具有质量的物体的周围存在着引力场。如果说这种引力场在空间中发生位置的变化需要一个有限的传播速度的话，我认为我们会发现一个与牛顿的惯性定律有冲突的现象。下面我来介绍一个这样的现象。 对于一个做匀速直线运动的物体来讲，它具有质量，它周围存在着引力场。这样的一个物体由一个位置运动到另一个位置的过程中，这个物体会因为它本身的引力场在空间中发生位置的变化需要传播时间而受到引力的作用，这是因为物体到达新位置时会接收到前面的某个位置处物体发出的引力场，这样物体将不再做匀速直线运动。这是一个与牛顿惯性定律有冲突的结论，因为牛顿惯性定律认为，一个物体在没有受到外力作用时会保持静止状态或匀速直线运动状态。 我个人认为，牛顿惯性定律不应该轻易的改变，因为我认为我们还没有做好充分的准备去改变它，由此，认为问题出在静场具有传播速度上是比较合理的事情了。和前面的观点类似，我认为静电场、静磁场、引力场是一样的，它们与载体物体同步，它们本身不具有传播速度。这样前面的冲突就消失了。 袁树广 邮箱：qingguke@163.com |