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上一主题:Sagnac效应可能是光环扭力传递于... 下一主题:宇宙是原有永存的;
由相关研究所引发的对当代理论物理现状的反思
[楼主] 作者:无忧仙人  发表时间:2011/10/25 12:59
点击:1829次

(说明:这是无忧仙人今年7月写给国内某大学校长的研究报告,现贴在这里与大家分享。虽然(一)至(四)部分也很重要,但是无忧仙人以为(五)到(七)部分的反思才更有意义。)

这是一篇涉及狭义相对论、广义相对论以及量子力学等物理学分支的研究报告;在这篇报告里,作者结合自己的研究经验和近期的研究成果,对当今物理学界所存在的问题进行了认真的反思。报告旨在通过这些反思为有关学术机构以及教育主管部门实施更加合理、高效的科学研究与人才培养制度并制定最佳的科研或教学策略与方法提供决策依据。

目录:

一、 相关研究主要涉及哪些课题

二、 获得了哪些主要研究成果

三、 以上研究成果有哪些潜在的理论与应用价值

四、 相对论究竟出了什么问题

五、 由相关研究引发的思考

六、 具体建议

七、 结论

八、 附录(一、二)

(待续)

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[楼主]  [2楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/25 13:01 

一、 相关研究主要涉及哪些课题
在过去大约七年的时间里(注:作者最初独立地直觉到相对论中的问题是在2004年;正式的研究始于2007年),作者所思考和研究的问题涉及了狭义相对论、广义相对论以及量子力学三大领域;这些研究主要是针对这三大物理学分支中的一些基础理论问题进行探讨,虽然偶尔也会涉及一些应用前景方面的问题。目前针对狭义相对论的研究已经基本完备,相关研究成果中的一部分或业已发表(【Cao1】;注:本报告末尾的参考文献按它们第一次在报告中出现的次序进行排列)或正待发表(【Cao2】),而另一部分也基本整理成文(【Cao3】,【Cao4】)。相比之下,对广义相对论以及量子力学的研究只是有了初步结果(【Cao5】,【Cao6】,【Cao7】)。此外,作者还正在实施有关从狭义相对论到整个现代物理体系以及西方科学与东方哲学关系的创作或汇报计划(【Cao8】,【Cao9】,【Cao10】)。具体地说,本人的研究主要针对以下课题:
(1) 关于狭义相对论的理论支柱之一的相对性原理(principle of relativity)的理解问题
(2) 关于狭义相对论的理论支柱之二的光速常数原理(constancy of the velocity of light)的理解问题
(3) 对狭义相对论中的洛仑兹变换(Lorentz transformation)的正确性的质疑
(4) 对狭义相对论中的相对论时空效应(relativistic effects of time dilation and length contraction)的重新审视
(5) 相对的同时性(relativity simultaneity)所包含的哲学的、逻辑的以及物理的困难
(6) 质能方程 的根本误区
(7) 狭义相对论的两个理论支柱的共存问题
(8) 对全球定位系统(GPS)中所谓的相对论时间效应的成因与实质的解读
(9) 对狭义相对论实验证据的全面检视
(10) 广义相对论的主要理论缺陷
(11) 对广义相对论实验证据的全面检视
(12) 量子力学中的非局部特征(nonlocal nature of reality)与狭义相对论、广义相对论的关系问题
(13) 对量子力学中的物理测量问题(measurement problem)的探索
(14) 量子纠缠(quantum correlation)所蕴含的物理和哲学意义
(15) 对以上三大物理学分支所揭示的时间的本质、空间的本质、质量的本质以及它们与现实世界的非局部特征之间关系的重新审视
(16) 基于相对论的其它主要现代物理学分支所存在的问题
[楼主]  [3楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/25 13:06 

二、 获得了哪些主要研究成果
(作者原注:以下内容专业性稍强,主要供有兴趣的国内同行研判;若对此无意深入了解者,可跳过这部分而直接阅读(三)。)
基于(一)中所列举的问题顺序,现在把作者主要的研究成果简单描述如下:
(1) 关于狭义相对论的理论支柱之一的相对性原理的理解问题
相对性原理虽然可以简单地表述为“在所有相互之间做匀速运动的参照系(即所谓惯性系)中,物理规律都是一样的”(【Poincare】第2.2节,【 Einstein1】第2节),但是却有充分的证据表明,对该原理的把握和应用不仅是一个如何准确表述它的问题,更是一个如何正确理解这种表述的问题;然而遗憾的是,狭义相对论恰恰在这后一方面出了问题,这集中表现于该理论的创立者在光速测量问题以及其它光学现象上所坚持的观察者-光源完全对称性,即认为在测量光速时观察者运动与光源运动所扮演的角色是完全对等的,而理论和实验均证明,事实并非如此(【Cao1】第III节,【Cao2】第III、IV、VI节,【Gift1】)。发生以上错误的根本原因在于对“物理规律”这一术语缺乏审慎的推敲与准确的界定,因为“物理规律”本应是物理实验结果与实验条件的内在联系,而不单单是实验结果的本身。据此,相对性原理中的“在所有惯性系中物理规律都是一样的”也只能意味着在相同实验条件下产生相同的实验结果,而不是忽略了实验条件而简单断言“对于来自于同一光源的光线,相对于该光源做不同匀速运动的观察者都将测得同一个光速数值”。修正的方法(【Cao2】第V、VIII节):(a)正确地界定“物理规律”一词所传达的内涵;(b)修改狭义相对论对“(惯性)参照系”一词的定义 (见以下(2))。
(2) 关于狭义相对论的理论支柱之二的光速常数原理的理解问题
光速常数原理最初表述为“在一个‘静止’参照系中,观察者所测得的光速独立于光源的运动”(以下简称狭义光速常数原理)(【Einstein1】,第2节),这本来是一个有理论和实验依据的结果,但是当这一结果同观察者-光源完全对称性或者相对论时空效应不恰当地结合后,便得出了“在任何一个惯性系中,观察者所测得的光速都既独立于光源的运动又独立于观察者的运动”(以下简称广义光速常数原理)这一错误结论(【Einstein2】第7-11节)。修正的方法(【Cao2】第V、VI、VIII节):(a)将“惯性系”定义为同时携带光源和观察者且做匀速运动的运载工具;(b)限定观察者静止于该惯性系之中。
(3) 对狭义相对论中的洛仑兹变换的正确性的质疑
洛伦兹变换最初是由洛伦兹和其他学者为了解释当地球相对于假设中绝对静止的光媒介“以太”做轨道(公转)运动时,地球上的观察者所测得的光速为何并没有受到这一轨道运动影响这一事实而提出的(【Lorentz】,【FitzGerald】,【Lamor1】,【Lamor2】第X、XI章),也就是说,这个变换成立的前提是绝对静止的以太的存在;然而爱因斯坦(A. Einstein)却在忽视或拒绝了以太的存在之后所提出的狭义相对论中继续使用这一变换。这个变换的错误在于(【Cao1】第III节,【Cao2】第IV、VI、IX节,【Sherwin1】,【Thim1】,【Thim2】):(a)它必须以(错误的)广义光速常数原理为前提才能推导而出;(b)逻辑上它意味着(错误的)观察者-光源完全对称性或广义光速常数原理的成立;(c)作为其直接推论的相对论时间和空间效应缺乏狭义相对论框架内的必要的实验证据支持(见(4))。
(4) 对狭义相对论中的相对论时空效应的重新审视
洛伦兹变换的一个直接结果便是运动的惯性系内时间膨胀和尺度收缩效应的存在(【Einstein1】第4节,【Einstein2】第12节),这就是通常所说的相对论时空效应。然而,这样的时空效应作为洛伦兹变换的直接推论不仅缺少相应的理论根据(见(3)),而且缺乏关键实验证据的支持(【Cao1】第VI、IX节,【Cao2】第IX节,【Thim1】,【Thim2】,【Sherwin1】)。需要特别指出的是,为使狭义相对论所要求的时空效应能够成立,那么就必需:(a)这种效应是匀速运动而不是加速运动的结果; (b)这种效应是时钟或直尺真实的物理变化而不是表观效应(apparent effect);(c)不存在独立于运动参照系或观察者的时间与长度标准。然而迄今为止没有,也不可能有,任何所谓的相对论效应同时满足这些条件;所以,不是时间或空间由于匀速运动而产生了变化,而是有人使用了扭曲的标准。参见以下(8)或者【Cao2】第IX节对相对论效应尤其是GPS时钟效应的详细讨论。
(5) 相对的同时性所包含的哲学的、逻辑的以及物理的困难
首先,狭义相对论中相对的同时性乃是基于错误的前提以及对现实情况的错误判断的条件下推导出来的;这个错误的前提就是“视觉是人类感知外部世界的唯一或者标准方式”,这个错误的判断就是在一个光源和多个观察者的情况下本应对光子的传播分别处理,但是相对论却漠视这其中的差别(【Cao1】第VI节,【Cao2】第VI、VII节)。其次,相对的同时性包含着循环的逻辑,因为,正如我们不能用改变长度的测量单位的方式来证明世界上每个人都有相同的身高一样,我们也不应该用简单调节时钟的方法来证明所有观察者所测得的光速都是同一个常数;而事实上,为了相对的同时性能够成立,我们却恰恰需要采取这一错误立场(【Cao2】第I节)。最后,相对的同时性被刚体的存在所证伪(【Cao2】第IX节),被即时超距作用(instant action-at-a-distance)的存在所证伪(【Sherwin2】,【Phipps】),被重力具有远远超过光速的传播速度的事实所证伪(【Flandern】),被量子力学的非局部原理所证伪(【Cao2】第IX节,【Cao6】),甚至也被GPS测距方程和GPS时钟调节方式所证伪(【Cao2】第I、V、IX节)。
(6) 质能方程 的根本误区
狭义相对论的质能方程 包含了以下问题(【Cao3】):(a)错误的前提即广义的光速常数原理或其等价命题,(b)误导性的解释,(c)自相矛盾,以及(d)实验证据的缺乏。关于这一部分内容,作者将在必要时候给出有关细节。
(7) 狭义相对论的两个理论支柱的共存问题
如果狭义相对论中的相对性原理按照观察者-光源完全对称性来理解,或者光速常数原理按照光速既独立于光源运动又独立于观察者运动来理解,那么狭义相对论的这两个理论支柱便无法无矛盾地共存。但是如果适当修改以上两个原理,特别地,相对性原理按照(1)中的说明来理解,而光速常数原理按照(2)中的说明来理解,那么二者便可以无矛盾地共存。事实上,这种无矛盾共存既不能由相对论时空效应来解释(如狭义相对论中所做的那样),也不能由光媒介的存在来简单解释(如洛伦兹以太理论所做的那样);然而,量子力学的非局部原理却能够合理而有说服力地解释这种共存(【Cao2】第VII、VIII节)。
(8) 对全球定位系统(GPS)中所谓的相对论时钟效应的成因与实质的解读
关于GPS中的相对论时钟效应存在着一个广泛流传的错误认识,那就是这些效应是狭义相对论或广义相对论的直接推论或结果,而事实却是,它们都能够而且只能够用经典力学(中的向心加速度和重力势)来解释(【Cocke】,【Cao2】第IX节)。其次,如果现有理论对这些效应的预测是正确的,那么可以肯定这些效应并非反映了时钟自身的真实变化,而只是当光源做相对于观察者的运动时所引起的表观效应,这同光或声传播中所遇到的经典多普勒(Doppler)效应性质类似(【Ashby】,【Fliegel】,【Cao2】第IX节)。再次,因为GPS时钟效应不改变绝对的同时性存在的事实(【Cao2】第IX节),所以,这种时钟效应只是反应了一种扭曲的时间标准,而不可以等同于时间变化的本身。最后,GPS时钟效应与相对性原理并不矛盾,原因是,相对论时间效应产生于光源与观察者之间的相对运动,而(正确解释后的)相对性原理却要求光源与观察者固定于同一运载工具(【Cao2】第IX节)。
(9) 对狭义相对论的实验基础的全面检视
同一般人相信的恰恰相反,狭义相对论不仅根本没有得到实验的完全证实,而且在所有的关键环节是被证伪的,这主要体现在:(a)狭义相对论的相对性原理所要求的观察者-光源完全对称性根本不存在,而现实中所存在且为实验所证明的恰恰是观察者-光源不对称性(【Cao1】,【Cao2】,【Gift1】);(b)狭义相对论的光速常数原理即光速既独立于光源又独立于观察者根本不能成立,而理论上正确且为实验所证实的是光速只独立于光源的运动但是却不独立于观察者的运动(【Wang】,【Standish】,【Cao1】,【Cao2】,【Gift2】);(c)狭义相对论的相对论时空效应,要么不存在,要么存在但却不是像这个理论所要求的匀速运动的结果,而是加速运动与重力势作用的结果(【Sherwin1】,【Thim1】,【Thim2】,【Cocke】,【Fliegel】,【Cao2】)。
简言之,如果狭义相对论让人觉得多么正确,那么这不是因为它已经得到了完全的实验证实,而是一些人报喜不报忧的结果。
(10) 广义相对论的主要理论缺陷(待续;【Cao5】)
(11) 对广义相对论实验证据的全面检视(待续;【Cao5】)
(12) 量子力学中的非局部特征与狭义相对论、广义相对论的关系问题(待续;【Cao6】,【Cao7】)
(13) 对量子力学中的物理测量问题的探索(待续;【Cao7】)
(14) 量子纠缠所蕴含的物理和哲学意义(待续;【Cao9】)
(15) 对以上三大物理学分支所揭示的时间的本质、空间的本质、质量的本质以及它们与现实世界的非局部特征之间关系的重新审视(待续;【Cao10】)
(16) 基于相对论的其它主要现代物理学分支所存在的突出问题(待续;【Cao10】)
[楼主]  [4楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/25 13:08 

三、 以上研究成果有哪些潜在的理论与应用价值
如果以上主要研究结果是经得起推敲的,那么这些结果将有深远的理论与实际意义,这主要表现为:
(A)理论方面
(1) 澄清了关于光的传播的主要事实与机理,找到了长期以来狭义相对论为一些批评者所诟病的问题的根源;
(2) 有效地解决了狭义相对论的两个基本假设的正确理解和它们之间的相容问题;
(3) 提供了一个能够简单而明了地解释地球惯性系内测距方程(GPS range measurement equation)、行星间测距方程(interplanetary range measurement equation)、恒星偏移现象(stellar aberration)以及Michelson-Morley实验零结果的理论框架;
(4) 质疑并挑战了相对论的时空观,明确指出了纠正它潜在的一些根本性错误的出路;
(5) 独立地确认了量子力学所揭示的关于现实世界的非局部特征以及它与相对论的根本矛盾,并揭示出这种非局部特征一个全新的表现形式。
(B)技术与应用方面
(6) 由于有关结果确认了物体相对运动速度的合成法则不是狭义相对论所要求的 而是 (【Cao1】,【Cao2】),于是光速作为宇宙中所有运动物体速度的上限便被破除了;毫无疑问,这为超高速乃至超光速物体的研究与应用揭示了新的可能与潜在途径。
(7) 如果(6)中提及的速度合成法则 能够独立地得以确认,那么便有理由认为通过传统的粒子加速手段来研究物质结构及其物理性态的方式已经陷入了严重的误区(【Cao3】,【Cao4】):首先是以光速为速度上限的误区,其次是将加速手段人为地限定于电磁场(波)的误区。一句话,以传统的粒子加速方法来研究高能粒子或物体的做法急需重新审视。
(8) 由于修正后的相对性原理与光速相对于光源运动的独立性这二者的共存不可避免地意味着现实世界的一种新的非局部特征的存在(【Cao2】),而非局部特征又是同信号的超光速传递或者量子传输紧密相关的,这样,作者的文章所揭示的非局部特征便可以为新的信息传输或者为寻求针对运动目标的新的高效探测手段提供理论与现实依据。
(9) 不管是作者文章中对光的传播机理的澄清(【Cao1】,【Cao2】)还是对运动中的时钟其节奏变化及其原因的更准确刻画(【Cao2】),都有助于提高航天科技中高速物体的定位、导航、以及测时的精度。
以上所列举的理论与应用等方面只限于与狭义相对论相关的部分;至于涉及广义相对论以及量子力学部分的理论与应用前景的问题,作者将在适当的时候另作描述。
[楼主]  [5楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/25 13:09 

四、 相对论究竟出了什么问题
为了便于读者更好、更全面地把握狭义相对论中的问题,作者将他已经或正待发表的两篇文章的结论部分翻译如下:
【Cao1】G. Cao, “Some Reflections on the Special Theory of Relativity”, Physics Essays 23, No.2, 344-354 (2010):
第X节、结论。在这篇文章里,我们认真地检视了狭义相对论中的种种困难;这些困难的存在不可避免地意味着,这一理论是有根本缺陷的。特别地,如果大自然不会包含自相矛盾并且逻辑是有效的发现真理的途径,那么我们在这篇文章里证明了:
(1) 相对论时空效应要么不存在,要么存在但却不是匀速运动的结果,正如我们在第IV节所做的相对论效应的成因分析以及第VI节所给的三个时钟的例子所证明的那样(作者注:三个时钟的例子包含了一个隐含假设,参见【Cao2】第IX节的进一步讨论);
(2) 即便相对论效应真的存在,它们也不能够正确解释光速的常数原理,甚至也不能正确解释光速相对于光源运动的独立性,正如我们在第VI节中所证明的那样;
(3) 光速常数原理只在以下意义下是成立的,即光的速度是独立于光源运动的,但是它显然是不能够既独立于光源运动又独立于观察者运动的,正如我们在第VIII节所证明的那样;
(4) 狭义相对论的问题根源在于,它将以洛伦兹变换为代表的不正确的观察者-光源完全对称性应用于(正确的)光速独立于光源运动的原理,从而推导出了不正确的光速常数原理,我们在第III节和第IX节已经指出了这一点;
(5) 光速独立于光源运动的原理有一个潜在的简单解释,那就是它是一个媒介特性,因而这种独立性是不能延伸以包括观察者的,这是因为光速的测量是相对于观察者所在的参照系而做出的,所以观察者的运动必须考虑于其中,我们在第VIII节对此做了说明。
【Cao2】G. Cao, “Relativity, Non-locality, and the Newly Revived Theory of Ether”, Physics Essays 24, No. 3 (September 2011; to appear):
第X节、结论。我们将这篇文章的主要结果总结如下: 对于同为运载工具且相互之间做匀速运动的两个惯性参照系A、B来说,相对性原理并不意味着A所感知到的B的东西一定等同于B所感知到的A的东西,同时它也不意味着对于来自于同一光源的光子来说,A、B将一定测得同一个光速数值;实际上相对性原理只是意味着,如果我们把前述场景中其中一个惯性系中所做的实验在另一个惯性系中再复制一次,那么我们将获会得相同的实验结果,或者等价地说,当一个物理实验完全限制于其中的一个惯性系之内时,这个实验将不能够揭示该惯性系的运动状态。如此澄清后的相对性原理便可以通过经典力学的惯性理论或者量子力学的非局部特征而与光速独立于光源运动的原理调和起来,但是却不能通过相对论效应或者最近复兴的以太理论来实现这一点。
这样我们看到,我们可以使用古老的经典力学中的惯性或者等效重力势来解释现有的实验数据,我们也可以使用新近揭示的量子力学中的非局部原理来达到同一目的,但是最重要的是,我们看到经典力学和量子物理交汇在一起了。然而遗憾的是,同样的论断既不适用于狭义相对论,也不适用于广义相对论,这是因为,这些理论要么有严重的理论缺陷,要么与实验事实直接相矛盾。
[楼主]  [6楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/25 13:16 

五、 由相关研究引发的思考
毋庸置疑,这篇报告所呈献的是与大众平时所了解到的完全不同的关于相对论以及现代理论物理的画面,于是一个自然的问题便是:报告中的关键结论经得起推敲与质疑吗?对此,作者要说,这也恰恰是作者想问国内同行的问题;也正因为如此,作者才不揣冒昧将自己尚未完全成熟的研究成果拿来与大家分享。事实上,不难看出,一旦告中所阐述的主要结论得以独立的核实与确认,那么它们将无疑动摇现代物理的基础,也正是由于这个原因,任何严肃的科学家都不该对这些问题等闲视之。于是,引起国内有关学术机构对这些问题的重视便是本报告的又一根本目的。

事实上,作者相信他有充足的理由这样做,即撰写本报告;因为在他看来,这些问题表面上所涉及的只是一批潜在的研究成果,而其实质却是我们的科学与教育事业所面对的重大挑战与机遇的问题。为了认识和把握这一点,作者促请诸位领导与理论物理界同行思考如下问题(说明:如果读者对其中一些问题的提法感到不适或不解,那么请记住,它们乃是有感而发,除非有人能够证明这篇报告所反映的问题完全不存在,否则这些反思不会没有意义。另:作者本人的看法在每个问题之后以“作者观察”的形式给了出来):
(1) 我们国内有没有一个真正宽松、自由的学术环境,在这个环境下不仅原则上不对不同学术意见进行无理打压,而且事实上是鼓励独创性思维与个性发展的?
作者观察:
在半个多世纪以来以美国为代表的西方,学术自由至少在几个核心理论物理领域如狭义相对论、广义相对论、粒子物理以及宇宙学等学科内是基本不存在的;事实上,挑战或批评相对论长期被视为最高形式的异端。然而学术封锁却不是大众看不到事实真相的唯一原因,因为被利益集团所控制的媒体的一边倒的宣传对大众来说更具误导和欺骗性。令人欣慰的是,随着九十年代以来以互联网的普及以及新型开放杂志的出现,学术上的种种禁忌终于开始被打破;但是通向真正的学术自由之路仍然漫长。
作者将在《你所不知道的狭义相对论》第9章“为什么相对论‘永远正确’?”给出一个详细的关于学术不自由的故事(作者注:此处仅限于作者所了解到的西方)。
(2) 我们的理论物理学家在进行科研时,其选题多属开辟新的领域或方向还是更多地参考国外同行的研究并被人所引领?其科研方法与策略多是自主与创新的结果还是存在简单应用、效仿乃至盲从国外同行的问题?特别地,我们的理论物理学家有没有对现代物理的理论与实验基础进行过认真的审视或批判性的质疑?
作者观察:
中国科技长期落后的现实使得国内的科学家向西方的同行不失时机地学习成为完全必要,但是学习他人不仅需要技巧而且存在风险;需要技巧是因为我们很难通过简单地追随他人而实现超越他人的目标,存在风险是因为无法保证西方所有的学术与报道、宣传活动都是不带偏见或私利的对真理的真诚探求(作者注:关于后一点,详情请参见《你所不知道的狭义相对论》第9章“为什么相对论‘永远正确’?”与第10章“为何探寻真理之路常常曲折而不平”)。
(3) 我们的物理课堂教学更注重的是将有关内容作为成熟的理论向学生灌输还是针对同一现象或实验结果尽可能多地介绍不同的理论或视角以便有意拓广学生的思维?
作者观察:
作者多年前所了解和经历的国内传统教学方式仍以灌输为主,这种教学理念的前提是课本所讲述的都是成熟或者得到完全实验证实的理论,但是作者有理由相信,这一基本假设在多个理论物理领域(相信还有很多其它领域)并不正确(详情请参见《你所不知道的狭义相对论》第4章“狭义相对论有何理论缺陷”与第5章“狭义相对论有完备的实验基础吗”)。基于有问题的基本假设来进行教学或科研,对作者来说,这实在是一种令人忧虑的现象。问题是,这种现象如今是否普遍?我们的教学方式,尤其是针对培养拔尖人才的种种实验班的教学,是否已经得到有效改革?(参见(六)中的具体建议(7)与(8)两条)
(4) 在一个千姿百态的信息、理论或学说恣意传播的互联网时代,我们的学生是否亟需增强独立思考与独立判断的能力?我们的培养计划中有没有针对独立思考与独立判断方面的专门训练?
作者观察:
在作者看来,独立的思考与判断能力是一个科学家的根本素质,它不仅是一个涉及知识面的问题,更是一个自觉的、有意识的思维方式与思维习惯的问题。但是大量的证据表明,不仅普通大众缺乏这方面的训练,甚至很多专业的科学家也缺少这方面的素养。
如果出现了(3)中的问题可以通过(4)中提及的措施来补救,可是如果(3)、(4)中的问题同时出现了,还有办法补救吗?这是不是解释了本报告所描述的一些现代物理领域成问题的现状了呢?
有关上述问题的更系统的理论,请见以下第(9)条以及《你所不知道的狭义相对论》第10章“为何探寻真理之路常常曲折而不平”。
(5) 作为一个要不可避免地触及客体与主体关系、形而上的本体与形而下的万物关系的研究群体,我们理论物理专业的学生与科研工作者该不该具备较好的哲学素养?我们的培养计划中有没有设置包括中国传统哲学与西方现代哲学在内的必要的哲学课程?
作者观察:
科学的任务在于透过现象揭示本质与规律,因为现象通常是表面的,而本质通常是隐蔽的,于是直觉力与洞察力便显得非常重要。事实上,作者相信它们是一个科学家赖以做出科学发现与创新的灵感源泉。直觉与洞察力既与个人天赋有关,同时也与后天的培养有关,这就是为何哲学素养与训练能为科学发现提供有效指导的根本原因。不过,一个鲜为人知的事实是,东方哲学不仅与西方哲学互为补充,而且在量子力学尤其是哥本哈根解释的形成与确立过程中起到了不可忽视的作用(见以下(10))。也正是由于这个原因,作者相信中国的科学家应该而且能够在新的世纪为科学的进步做出特别的贡献。
其次,种种的证据表明,狭义相对论中问题产生的根源恰恰在于哲学与逻辑思维的失误。详情请见《你所不知道的狭义相对论》附录:相对论中的哲学与逻辑困难。
(6) 如果对人文历史的洞悉能够让我们与古人智慧相通并明鉴治乱之理,那么对科学史的清楚了解与把握是否可以让我们的学生与科学工作者更加深刻而全面地认识科学巨人并有效拓宽自己从事科研与教育活动时的视野?我们的理论物理专业培养计划中有没有设置关于科学史或物理史的专门课程?
作者观察:
如果我们认真地去发掘与还原现代科学,尤其是理论物理,其发生和发展的历史而不是简单相信教科书与媒体所说,那么我们便很有可能获得一幅完全不同的关于科学家及其成就的画面,狭义相对论的创立便是这方面的一个典型例子。参见作者的《你所不知道的狭义相对论》第2章“谁发现了狭义相对论”以及第3章“相对论究竟包含多少原创的思想”。(如果读者对这两章的内容感到吃惊,作者一点也不会感到意外:-))
(7) 科学研究作为一项创造性活动,它自身有没有内在可循的一般规律?我们的科学工作者该不该,或者有无可能,将自己的科研经验上升到理论层面并将其传授给我们的学生以指导他们的学习及科研实践?换句话说,我们的科学家在言传身教时,是否应该在讲述自己的发明或创造的同时也要着重讲述他们如何做出、又为何能够做出这些创造发明的?这里面的必然性与偶然性各有哪些?
作者观察:
我们有理由相信,科学创造既有偶然性又有必然性,如果将其中的必然性归纳与总结,便可以抽象出具有某种普遍性的科研规律,从而用于指导学生或科研工作者的学习或科研实践。但是直到目前为止,作者感到我们尚未将此事提到足够的战略高度,这一方面是因为社会更注重的往往是结果而不是过程,另一方面也是因为,在千差万别的发现、发明与创造的具体实例之间找出共性也是一件极为艰难的事,因为它涉及的不单是科学规律的自身,而且是哲学的抽象能力;不单是思维的结果,更是制约思维的一般规律。
本条目即(7)与以下的(8)、(9)、(10)看似与本报告的内容无关,而实则不然;参见《你所不知道的狭义相对论》第10章“为何探寻真理之路常常曲折而不平”。
(8) 我们的选才计划中是否把学生健康的志趣、纯洁的理想信念、端正的学习目标与踏实的学习态度上升到与知识、能力同等重要的地位,从而确保我们的培养对象始终以揭示和追求真理为最高目的和最高成就,而不是让个人的得失或进退左右自己?在一个人心浮躁的商业社会里,我们应该采取哪些切实有效的措施来保证我们的学生专注于自己的学业而不受干扰?类似的道理是否也适用于我们的科研工作者?
作者观察:
譬如播种,要想获得丰硕的收成,那就务必选择肥沃的土壤、优良的种子并辅之以施肥、浇灌与辛勤的护理;如是,真正自由的学术环境便是卓有成效的学习或富有创造性的科研赖以生长的沃土,健康的志趣、纯洁的理想信念、端正的学习或科研目的便是优良的种子,正确的学习或科研方法与脚踏实地的努力就如同施肥、浇灌与辛勤的护理过程。
(9) 我们的育人计划中应不应该,或者有没有,将卓越的理性作为优先的培养目标,从而使得我们的学生在尊重和学习权威的同时又不盲目崇拜权威、在追求真理的同时又有足够的勇气承认错误并改正错误、在认真学习任何一种理论的同时又善于质疑或挑战这一理论?
作者观察:
社会多姿彩,理性常让我们择善而从;人生多歧路,理性不至于让我们迷失方向;事业多磨难,理性能让我们应对以平常之心,从而不至于消沉;科学多险阻,理性与智慧常让我们找到最佳的出路。所以,理性既是一种思维的方式,更是一种人生的境界。
理性的障碍首先在于私利,因为私利要么使我们蒙蔽双眼,要么让我们扭曲现实;理性的障碍其次在于成见或偏见,因为它们让我们看不到也不愿看到事物的真谛;理性的障碍还在于狭隘的心胸,因为它让我们无法于人于事多几分忍耐与宽容;理性的障碍又在于不良的习气,因为它可能让我们遇事深思熟虑之前做出愚鲁的言行;理性的障碍也可以因为缺乏自我剖析的勇气,因为它让我们不能知错即认、有错必改;理性的障碍也可能来自于信心的不足,因为它无法让我们当仁不让地质疑谬误并捍卫真理;理性的障碍还可能出于轻信的习惯,因为它让我们盲从而不是独立地思考与判断;理性的障碍还可能源于知识的匮乏,因为见多识广才是我们赖以进行健康推理与抉择的前提。
最后,理性让我们研究和借鉴一种理论的同时也善于质疑或挑战这一理论;理性又让我们在学习与尊重权威的同时又决不无理地轻信或盲从权威。
更多细节参见《你所不知道的狭义相对论》第10章“为何探寻真理之路常常曲折而不平”。
(10) 如所周知,培养各个领域内顶尖的科学家与世界级的科学大师一直是我们为之不懈努力的奋斗目标,那么在所有那些造就优秀科学家的基本素质与品格当中,哪些是中国科学家与国外科学家应当一同拥有的共性?哪些又是他们赖以区别的个性?特别地,我们中国优秀的科学家要不要首先具备对自己的民族与文化有深层次的认同并具备较强的民族自尊心、自信心与自豪感?在中华民族悠久而多彩的历史与文化传统中、在我们民族饱受屈辱却又自强不息的奋斗史中有无全面撑起这种民族自尊心、自信心与自豪感的精华或要素?最后,在我们追求世界一流的同时又如何确保不会因为单纯接受和应用西方的标准或量化的指标而迷失自我?
作者观察:
首先,学习他人是为了增强自己,缺少了自信、自尊难免会迷失自我;知己知彼方能百战不殆,失去了对自己民族与文化的深入了解与认同,又何谈避短而扬长?盲目的自信或自大可能会招来失败乃至耻辱,但是建立在优秀文化与传统上的自爱与自尊却可以是事业强大的动力。
其次,要想真正地超越他人就不能简单地仿效或盲从他人;追随他人多年未必能缩小其间的差距,但是对竞争对手一个关键错误的巧妙利用,有可能让落后者反而快速居上。如果正像本报告所揭示的那样,现代科学在几个关键领域中走入了误区,那么这无疑既对中国学术界(自我纠错)构成了严峻的挑战,同时也是中国科学家(赶超他人)前所未有的机遇。
最后,在经过几个世纪的迅猛发展之后,源起并鼎盛于西方的科学与技术不论是从哲学观还是方法论方面都开始暴露其局限与不足,这里的核心证据有两个:一、一个复杂的系统往往并不等于它的各个部分的简单叠加,故首先析整体为部分然后再由部分简单结合或相加以推知整体的传统分析方法已经不能满足现代科学进一步发展的需要;二、包括观察者在内的整个世界已被证明为是一个不可分割的整体,故自十七世纪笛卡尔(R. Descartes)以来西方哲学将主体与客体对立起来的做法不得不面临和接受根本的改造。其实,熟知中华文化的人很快就会意识到,前者是中国医学理论的一个根本前提,而后者又是包括佛教哲学、道教哲学在内的中国传统哲学的一个最高信条。事实上,不仅有大量的证据表明西方科学与东方哲学已经殊途同归(【Capra1】,【Capra2】,【Capra3】,【Zukav】,【Talbot】,【LeShan】,【Harrison1】,【Harrison2】),而且有直接的证据显示,包括波尔(N. Bohr)、海森堡(W. Heisenberg)、薛定谔 (E. Schrodinger) 等人的量子力学先驱在创立量子力学尤其是哥本哈根解释(理论)时借鉴了东方哲学(【Bohr】,【Heisenberg】,【Schrodinger1】,【Schrodinger2】,【Gieser】第251页,【McEvoy】第201页,【Pujari】第56页)。但是反观我们自己,反而是中国的科学家对自己传统文化的精髓既无足够的了解更未作不失时机的应用,这种情况在积贫积弱、甚至民族命运不能自决的八、九十年前或许可以理解,但是在物质条件相对优裕、科学文化建设也卓有成效的现代中国,这无论如何也说不过去了。
简言之,作者深信,二十一世纪科学的真正进步必然是东、西文化进一步合璧的结果,因此,立足于自己本民族文化的根基之中然后放眼世界,这对中国的科学家来说不仅有益而且必要;否则,追随和学习西方的我们就像是一群身怀宝物却又游走他方的行乞之人。如果这种情况真的发生,那将不仅是中国科学家的悲哀,更是人类的悲哀。
作者将在适当的时候专门论述中国传统哲学与现代科学尤其是量子力学的关系(【Cao9】)。
[楼主]  [7楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/25 13:16 

五、 由相关研究引发的思考
毋庸置疑,这篇报告所呈献的是与大众平时所了解到的完全不同的关于相对论以及现代理论物理的画面,于是一个自然的问题便是:报告中的关键结论经得起推敲与质疑吗?对此,作者要说,这也恰恰是作者想问国内同行的问题;也正因为如此,作者才不揣冒昧将自己尚未完全成熟的研究成果拿来与大家分享。事实上,不难看出,一旦告中所阐述的主要结论得以独立的核实与确认,那么它们将无疑动摇现代物理的基础,也正是由于这个原因,任何严肃的科学家都不该对这些问题等闲视之。于是,引起国内有关学术机构对这些问题的重视便是本报告的又一根本目的。

事实上,作者相信他有充足的理由这样做,即撰写本报告;因为在他看来,这些问题表面上所涉及的只是一批潜在的研究成果,而其实质却是我们的科学与教育事业所面对的重大挑战与机遇的问题。为了认识和把握这一点,作者促请诸位领导与理论物理界同行思考如下问题(说明:如果读者对其中一些问题的提法感到不适或不解,那么请记住,它们乃是有感而发,除非有人能够证明这篇报告所反映的问题完全不存在,否则这些反思不会没有意义。另:作者本人的看法在每个问题之后以“作者观察”的形式给了出来):
(1) 我们国内有没有一个真正宽松、自由的学术环境,在这个环境下不仅原则上不对不同学术意见进行无理打压,而且事实上是鼓励独创性思维与个性发展的?
作者观察:
在半个多世纪以来以美国为代表的西方,学术自由至少在几个核心理论物理领域如狭义相对论、广义相对论、粒子物理以及宇宙学等学科内是基本不存在的;事实上,挑战或批评相对论长期被视为最高形式的异端。然而学术封锁却不是大众看不到事实真相的唯一原因,因为被利益集团所控制的媒体的一边倒的宣传对大众来说更具误导和欺骗性。令人欣慰的是,随着九十年代以来以互联网的普及以及新型开放杂志的出现,学术上的种种禁忌终于开始被打破;但是通向真正的学术自由之路仍然漫长。
作者将在《你所不知道的狭义相对论》第9章“为什么相对论‘永远正确’?”给出一个详细的关于学术不自由的故事(作者注:此处仅限于作者所了解到的西方)。
(2) 我们的理论物理学家在进行科研时,其选题多属开辟新的领域或方向还是更多地参考国外同行的研究并被人所引领?其科研方法与策略多是自主与创新的结果还是存在简单应用、效仿乃至盲从国外同行的问题?特别地,我们的理论物理学家有没有对现代物理的理论与实验基础进行过认真的审视或批判性的质疑?
作者观察:
中国科技长期落后的现实使得国内的科学家向西方的同行不失时机地学习成为完全必要,但是学习他人不仅需要技巧而且存在风险;需要技巧是因为我们很难通过简单地追随他人而实现超越他人的目标,存在风险是因为无法保证西方所有的学术与报道、宣传活动都是不带偏见或私利的对真理的真诚探求(作者注:关于后一点,详情请参见《你所不知道的狭义相对论》第9章“为什么相对论‘永远正确’?”与第10章“为何探寻真理之路常常曲折而不平”)。
(3) 我们的物理课堂教学更注重的是将有关内容作为成熟的理论向学生灌输还是针对同一现象或实验结果尽可能多地介绍不同的理论或视角以便有意拓广学生的思维?
作者观察:
作者多年前所了解和经历的国内传统教学方式仍以灌输为主,这种教学理念的前提是课本所讲述的都是成熟或者得到完全实验证实的理论,但是作者有理由相信,这一基本假设在多个理论物理领域(相信还有很多其它领域)并不正确(详情请参见《你所不知道的狭义相对论》第4章“狭义相对论有何理论缺陷”与第5章“狭义相对论有完备的实验基础吗”)。基于有问题的基本假设来进行教学或科研,对作者来说,这实在是一种令人忧虑的现象。问题是,这种现象如今是否普遍?我们的教学方式,尤其是针对培养拔尖人才的种种实验班的教学,是否已经得到有效改革?(参见(六)中的具体建议(7)与(8)两条)
(4) 在一个千姿百态的信息、理论或学说恣意传播的互联网时代,我们的学生是否亟需增强独立思考与独立判断的能力?我们的培养计划中有没有针对独立思考与独立判断方面的专门训练?
作者观察:
在作者看来,独立的思考与判断能力是一个科学家的根本素质,它不仅是一个涉及知识面的问题,更是一个自觉的、有意识的思维方式与思维习惯的问题。但是大量的证据表明,不仅普通大众缺乏这方面的训练,甚至很多专业的科学家也缺少这方面的素养。
如果出现了(3)中的问题可以通过(4)中提及的措施来补救,可是如果(3)、(4)中的问题同时出现了,还有办法补救吗?这是不是解释了本报告所描述的一些现代物理领域成问题的现状了呢?
有关上述问题的更系统的理论,请见以下第(9)条以及《你所不知道的狭义相对论》第10章“为何探寻真理之路常常曲折而不平”。
(5) 作为一个要不可避免地触及客体与主体关系、形而上的本体与形而下的万物关系的研究群体,我们理论物理专业的学生与科研工作者该不该具备较好的哲学素养?我们的培养计划中有没有设置包括中国传统哲学与西方现代哲学在内的必要的哲学课程?
作者观察:
科学的任务在于透过现象揭示本质与规律,因为现象通常是表面的,而本质通常是隐蔽的,于是直觉力与洞察力便显得非常重要。事实上,作者相信它们是一个科学家赖以做出科学发现与创新的灵感源泉。直觉与洞察力既与个人天赋有关,同时也与后天的培养有关,这就是为何哲学素养与训练能为科学发现提供有效指导的根本原因。不过,一个鲜为人知的事实是,东方哲学不仅与西方哲学互为补充,而且在量子力学尤其是哥本哈根解释的形成与确立过程中起到了不可忽视的作用(见以下(10))。也正是由于这个原因,作者相信中国的科学家应该而且能够在新的世纪为科学的进步做出特别的贡献。
其次,种种的证据表明,狭义相对论中问题产生的根源恰恰在于哲学与逻辑思维的失误。详情请见《你所不知道的狭义相对论》附录:相对论中的哲学与逻辑困难。
(6) 如果对人文历史的洞悉能够让我们与古人智慧相通并明鉴治乱之理,那么对科学史的清楚了解与把握是否可以让我们的学生与科学工作者更加深刻而全面地认识科学巨人并有效拓宽自己从事科研与教育活动时的视野?我们的理论物理专业培养计划中有没有设置关于科学史或物理史的专门课程?
作者观察:
如果我们认真地去发掘与还原现代科学,尤其是理论物理,其发生和发展的历史而不是简单相信教科书与媒体所说,那么我们便很有可能获得一幅完全不同的关于科学家及其成就的画面,狭义相对论的创立便是这方面的一个典型例子。参见作者的《你所不知道的狭义相对论》第2章“谁发现了狭义相对论”以及第3章“相对论究竟包含多少原创的思想”。(如果读者对这两章的内容感到吃惊,作者一点也不会感到意外:-))
(7) 科学研究作为一项创造性活动,它自身有没有内在可循的一般规律?我们的科学工作者该不该,或者有无可能,将自己的科研经验上升到理论层面并将其传授给我们的学生以指导他们的学习及科研实践?换句话说,我们的科学家在言传身教时,是否应该在讲述自己的发明或创造的同时也要着重讲述他们如何做出、又为何能够做出这些创造发明的?这里面的必然性与偶然性各有哪些?
作者观察:
我们有理由相信,科学创造既有偶然性又有必然性,如果将其中的必然性归纳与总结,便可以抽象出具有某种普遍性的科研规律,从而用于指导学生或科研工作者的学习或科研实践。但是直到目前为止,作者感到我们尚未将此事提到足够的战略高度,这一方面是因为社会更注重的往往是结果而不是过程,另一方面也是因为,在千差万别的发现、发明与创造的具体实例之间找出共性也是一件极为艰难的事,因为它涉及的不单是科学规律的自身,而且是哲学的抽象能力;不单是思维的结果,更是制约思维的一般规律。
本条目即(7)与以下的(8)、(9)、(10)看似与本报告的内容无关,而实则不然;参见《你所不知道的狭义相对论》第10章“为何探寻真理之路常常曲折而不平”。
(8) 我们的选才计划中是否把学生健康的志趣、纯洁的理想信念、端正的学习目标与踏实的学习态度上升到与知识、能力同等重要的地位,从而确保我们的培养对象始终以揭示和追求真理为最高目的和最高成就,而不是让个人的得失或进退左右自己?在一个人心浮躁的商业社会里,我们应该采取哪些切实有效的措施来保证我们的学生专注于自己的学业而不受干扰?类似的道理是否也适用于我们的科研工作者?
作者观察:
譬如播种,要想获得丰硕的收成,那就务必选择肥沃的土壤、优良的种子并辅之以施肥、浇灌与辛勤的护理;如是,真正自由的学术环境便是卓有成效的学习或富有创造性的科研赖以生长的沃土,健康的志趣、纯洁的理想信念、端正的学习或科研目的便是优良的种子,正确的学习或科研方法与脚踏实地的努力就如同施肥、浇灌与辛勤的护理过程。
(9) 我们的育人计划中应不应该,或者有没有,将卓越的理性作为优先的培养目标,从而使得我们的学生在尊重和学习权威的同时又不盲目崇拜权威、在追求真理的同时又有足够的勇气承认错误并改正错误、在认真学习任何一种理论的同时又善于质疑或挑战这一理论?
作者观察:
社会多姿彩,理性常让我们择善而从;人生多歧路,理性不至于让我们迷失方向;事业多磨难,理性能让我们应对以平常之心,从而不至于消沉;科学多险阻,理性与智慧常让我们找到最佳的出路。所以,理性既是一种思维的方式,更是一种人生的境界。
理性的障碍首先在于私利,因为私利要么使我们蒙蔽双眼,要么让我们扭曲现实;理性的障碍其次在于成见或偏见,因为它们让我们看不到也不愿看到事物的真谛;理性的障碍还在于狭隘的心胸,因为它让我们无法于人于事多几分忍耐与宽容;理性的障碍又在于不良的习气,因为它可能让我们遇事深思熟虑之前做出愚鲁的言行;理性的障碍也可以因为缺乏自我剖析的勇气,因为它让我们不能知错即认、有错必改;理性的障碍也可能来自于信心的不足,因为它无法让我们当仁不让地质疑谬误并捍卫真理;理性的障碍还可能出于轻信的习惯,因为它让我们盲从而不是独立地思考与判断;理性的障碍还可能源于知识的匮乏,因为见多识广才是我们赖以进行健康推理与抉择的前提。
最后,理性让我们研究和借鉴一种理论的同时也善于质疑或挑战这一理论;理性又让我们在学习与尊重权威的同时又决不无理地轻信或盲从权威。
更多细节参见《你所不知道的狭义相对论》第10章“为何探寻真理之路常常曲折而不平”。
(10) 如所周知,培养各个领域内顶尖的科学家与世界级的科学大师一直是我们为之不懈努力的奋斗目标,那么在所有那些造就优秀科学家的基本素质与品格当中,哪些是中国科学家与国外科学家应当一同拥有的共性?哪些又是他们赖以区别的个性?特别地,我们中国优秀的科学家要不要首先具备对自己的民族与文化有深层次的认同并具备较强的民族自尊心、自信心与自豪感?在中华民族悠久而多彩的历史与文化传统中、在我们民族饱受屈辱却又自强不息的奋斗史中有无全面撑起这种民族自尊心、自信心与自豪感的精华或要素?最后,在我们追求世界一流的同时又如何确保不会因为单纯接受和应用西方的标准或量化的指标而迷失自我?
作者观察:
首先,学习他人是为了增强自己,缺少了自信、自尊难免会迷失自我;知己知彼方能百战不殆,失去了对自己民族与文化的深入了解与认同,又何谈避短而扬长?盲目的自信或自大可能会招来失败乃至耻辱,但是建立在优秀文化与传统上的自爱与自尊却可以是事业强大的动力。
其次,要想真正地超越他人就不能简单地仿效或盲从他人;追随他人多年未必能缩小其间的差距,但是对竞争对手一个关键错误的巧妙利用,有可能让落后者反而快速居上。如果正像本报告所揭示的那样,现代科学在几个关键领域中走入了误区,那么这无疑既对中国学术界(自我纠错)构成了严峻的挑战,同时也是中国科学家(赶超他人)前所未有的机遇。
最后,在经过几个世纪的迅猛发展之后,源起并鼎盛于西方的科学与技术不论是从哲学观还是方法论方面都开始暴露其局限与不足,这里的核心证据有两个:一、一个复杂的系统往往并不等于它的各个部分的简单叠加,故首先析整体为部分然后再由部分简单结合或相加以推知整体的传统分析方法已经不能满足现代科学进一步发展的需要;二、包括观察者在内的整个世界已被证明为是一个不可分割的整体,故自十七世纪笛卡尔(R. Descartes)以来西方哲学将主体与客体对立起来的做法不得不面临和接受根本的改造。其实,熟知中华文化的人很快就会意识到,前者是中国医学理论的一个根本前提,而后者又是包括佛教哲学、道教哲学在内的中国传统哲学的一个最高信条。事实上,不仅有大量的证据表明西方科学与东方哲学已经殊途同归(【Capra1】,【Capra2】,【Capra3】,【Zukav】,【Talbot】,【LeShan】,【Harrison1】,【Harrison2】),而且有直接的证据显示,包括波尔(N. Bohr)、海森堡(W. Heisenberg)、薛定谔 (E. Schrodinger) 等人的量子力学先驱在创立量子力学尤其是哥本哈根解释(理论)时借鉴了东方哲学(【Bohr】,【Heisenberg】,【Schrodinger1】,【Schrodinger2】,【Gieser】第251页,【McEvoy】第201页,【Pujari】第56页)。但是反观我们自己,反而是中国的科学家对自己传统文化的精髓既无足够的了解更未作不失时机的应用,这种情况在积贫积弱、甚至民族命运不能自决的八、九十年前或许可以理解,但是在物质条件相对优裕、科学文化建设也卓有成效的现代中国,这无论如何也说不过去了。
简言之,作者深信,二十一世纪科学的真正进步必然是东、西文化进一步合璧的结果,因此,立足于自己本民族文化的根基之中然后放眼世界,这对中国的科学家来说不仅有益而且必要;否则,追随和学习西方的我们就像是一群身怀宝物却又游走他方的行乞之人。如果这种情况真的发生,那将不仅是中国科学家的悲哀,更是人类的悲哀。
作者将在适当的时候专门论述中国传统哲学与现代科学尤其是量子力学的关系(【Cao9】)。
[楼主]  [8楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/25 13:32 

六、 具体建议
基于(五)中的反思,作者以下给出针对我们的钱学森实验班或基础拔尖人才实验班的建议(请注意,这些建议乃为发现并纠正这篇报告所提及的问题而特别做出;尽管如此,作者相信它们仍有某种一般的意义。不过,又由于作者缺少关于国内学术界以及我们学生的第一手资料,所以对这些建议只能请领导或同行酌情参考或采纳了):
(1) 打造一个以互联网为手段、以在线论坛和在线杂志为形式、以优秀科学家与教育工作者为示范与引导、以学生为主要创作群体并由学生自己来审核与管理的真正自由、开放的学术平台。(既然喜人的科学大丰收必来自于学术自由的沃土,那么就让这种自由在对现代物理的理论与实验基础的全面审视与反思中开始;既然什么样的育人理念决定造就什么样的人才,那么就让我们的学生在与新旧学术权威最激烈的思想碰撞中迈入科学的殿堂——因为我们需要的不单是能力出众且务实的专家,而且是视野开阔而大气的领袖;特别地,如果我们的大学学报也相应地开辟一个相对论、量子力学以及相关的其它物理学分支的专刊以配合学生的学术活动,那么其效果无疑将事半功倍。)
(2) 开设一门旨在弄清现代物理的一些核心思想的最初渊源、发展脉络或学术沿革以便还原历史、以各国理论物理学界的先驱们所发表的原始文章或著作为直接依据、由我们优秀的科研或教育工作者亲自编写教材的科学史专门课程。(历史是一面镜子,故不可扭曲;而轻信是科学的大敌,故事宜躬亲。若我们的学生或科学家是以分析与评判的眼光而不是全盘照收的做法来整理种种原始资料、以一颗平常之心而不是膜拜的心态对待其中的任何历史人物,那么作者相信他们一定会有意想不到的发现与收获——这发现与收获将不仅会包括对物理先驱们更准确的认识与定位,而且是对自己在科学事业上有所成就的坚定信心;不仅是对学术大家闪光思想的神会与吸纳,而且是如何避免重复前人所走弯路的机警与睿智。)
(3) 开设一门以包括佛教哲学与道教哲学在内的东方哲学为体、以包括古希腊哲学与西方现代哲学在内的西方哲学为用的哲学专门课程;内容可侧重于哲学与现代科学直接或间接相关的部分。(如果科学与哲学的殊途同归不是偶然,那么科学的大师同时也应该是哲学的大师,反之,现代物理史上因不善哲学或逻辑思辨而走弯路的教训并不罕见——见【Cao8】附录:相对论中的哲学与逻辑困难。)
(4) 开设一门以培养卓越的理性为目的、以增强学生独立思考与判断的能力为途径、以正反两方面具体的思维与判断实例为内容的关于思维方法的专门课程。(理性是一个科学家的健康之躯——而对健康的重视显然宜早不宜迟。)
(5) 开设一门旨在揭示一般科研规律、正反两方面的经验与教训并重、由优秀科学家亲自讲述的关于科研方法与策略的专门课程。(创造力是一个科学家的生命之灵——只是生命之灵既不能脱离理性之躯而存在,也不能离开知识与技能的外部滋养而成长。)
(6) 定期为学生举办以增强民族自尊、自信、自励与自强为目的、以爱国主义和科学奉献精神为主线、以东、西方科技、文化、国情比较以及中国的战略与国际地位为内容的传统文化与现代文化讲座。(我们需要的是任何时候、任何地方都心系祖国并愿意为之无私奉献的栋梁之才,不是只知道自我设计的利己主义者。)
(7) 若尚未如此,那么可以试着改革现行教科书内容的组织方式或者内容本身,旨在达到如下目的:对核心主题的讨论,将假设部分与推理部分明确区分开来,对问题本身与旨在解决问题的工具分别描述,将理论与实验的关系或理论与应用的关系尽可能表述为权宜性、探索性的内容而不是完全定型或权威的东西(参照以下(8))。(此举旨在锻炼学生严谨、科学的思维方式,并为学生在今后的学习或科研中有效发现并解决问题奠定坚实的基础。)
(8) 若尚未如此,那么可以试着改革现行的课堂内容的教学方法,由通常介绍单一的(貌似)权威或(貌似)得到(完全)证实的理论转向介绍多个互相竞争、匹敌的理论;由倾向于多正面肯定一个既成理论转而同时讲述它的正面证据与潜在的反面证据;由习惯于多表述一个理论的优势转而同时描述它的优势与不足。(此举旨在开阔学生的眼界,并培养学生进行创造性思维的能力与习惯)
(9) 若尚未如此,那么可以试着改革现行的科研模式,由科研工作者作为单一主体或核心角色的模式转变为科学家、博士与硕士研究生、本科生同时介入、各有分工并彼此合作的模式;由以摸索为主且不定性较强的科研方式转变为多以原则做指导、科研实践与科研理论并重、由优秀的科研工作者言传身教而不同层次的学术梯队逐级跟进的科研方式与策略。(此举的着眼点在于:人才的培养不是一件一蹴而就的事,须从长计议,须及早实施,须由模范引领,须脚踏实地而又能高屋建瓴。)
(10) 若尚未如此,那么可以尝试将我们的课堂教学内容与学生的科研实践直接结合起来的做法;具体实现或操作可由我们的科研、教育工作者进行探索。(此举旨在激发与培养学生学习与科研的积极性、主动性、自信心以及成就感。)
作者注:某些教学改革措施,如理性培养与科学史、哲学素养方面的训练,显然可从中学时代开始并与中学合作实施,这样便不会骤然增加学生在大学时代的课程负担,从而更好地服务于创造性人才的培养目的。
[楼主]  [9楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/25 13:35 

(续(六))
如果本报告所述及的严峻挑战与巨大机遇确实存在,而且我们确如上面所建议的那样,能在选才、育人、科研三个主要方面均应对得当,尤其是注意充分发挥自己传统文化与现实制度的优势并有效克服其劣势与不足,那么作者相信,在未来十到十五年的时间内我们将能够打造出一个既有出色的攻坚能力又有卓越的战略眼光的理论物理团队,并同时产生一批富有创造性的高水平科研成果;持此不懈,则在未来二十到三十年的时间内,预期我们将拥有一批傲视国内、享誉海外的优秀理论物理学家,并从此开始在理论物理以及相关领域全面领先世界。
正如一篇文章中所说的,“我们中国人不缺创新的基因”,对此作者深表赞同,不仅如此,作者还相信,博大精深的中华文化在一些关键方面具有远远未被充分利用的独到优势(【Cao9】);既然如此,那么我们当下最紧迫的任务乃是创造理想的育人环境并实施正确的育人方法与策略。此为中国科学赶超世界先进水平的内因。而某些人出于既得利益与惯性,造成西方国家尤其是美国在现代物理的一些核心领域或关键研究方向上严重的学术禁忌,而且这种情况在可见的将来不会放松(【Cao8】第9、10章),所以在这些领域或方向存在被严重拖累甚至被全面超越的可能。此为中国科学赶超世界先进水平的外因。以上便是作者赖以做出前述判断与预测的理论根据。
[楼主]  [10楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/25 13:37 

七、 结论
种种的证据表明,现代物理的几个主要分支已经走入了严重的误区:这些证据既有来自历史的,又有来自现实的(【Cao8】第1、2、3章);既有客观的,又有人为的(【Cao8】第6、7、8、9章);既有理论的,又有实验的(【Cao8】第4、5章);既有属于哲学观念的,又有源于思维方式的(【Cao8】第9、10章以及附录),可惜的是,在一篇简短的报告中远远不可能提供这证据的全部。然而真正需要忧虑的不是这些问题的本身,而是这些问题赖以滋生的学术生态,因为问题本身也许容易被发现并纠正,但是作为问题根源的不良习气却难以除却。也正是由于这个原因,作者才针对学术界可能存在的种种问题进行了反思并提出了相应的建议,这些建议如果再简单总结一下,那就是:
切莫因为一件事多数人在说便信以为真,也不可以为专家或权威对某事下了结论便绝对正确;也不能因为一个道理写在书本便轻易相信,但也不是说去简单地怀疑一切——任何时候,科学家务必以揭示真理为人生的最高目的,并让理性与智慧之光照亮自己的探寻之路;用自我剖析、自我超越的勇气扫平一切私利、成见、习气与谬误的坑坎和障碍,再以知识与技能的岩石铺下坚实的路基;以对真理的热爱和为科学献身的精神为自己事业的列车注入强大的动力,最后,再以民族自尊心、自信心、自豪感与使命感为自己的人生之旅筑起牢固的防护之栏。特别地,如果来自外部的信息不能代替来自内部的思考与判断,那么就请相信自己的眼睛和脑袋胜过相信他人的嘴巴与笔头——事实上,作者相信,这既是发现和核实本篇报告所提问题的最佳途径,也是纠正这些问题并做出潜在的科学新发现的最有效策略和方法。反之,一个不善于独立思考的个人必是一个无所作为的个人,而一个不善于独立思考的民族一定是一个没有希望的民族!
如果有人认为本报告中所述及的种种关于学术态度或方法的问题在自己或周围人的身上并不存在,如果他对以相对论为代表的现代理论物理的整体认识或结论不是因袭他人的结果,而是自己认真检视正反两方面的理论根据与实验证据之后深思熟虑的产物,特别地,如果他有完全的信心与勇气让自己以上的认识或结论接受并胜出任何人以任何方式的质疑或挑战,那么作者愿意在此为浪费他的时间向他真诚地致歉;否则,又有何种理由漠视这篇报告中的核心结论呢?
最后,祝愿心爱的母校集思广益、锐意进取,努力于不久的将来傲视世界高等学府中的群雄;祝愿伟大的祖国兴利除弊、奋发图强,争取于二十一世纪实现中华民族之伟大复兴!
——谨与国内的物理学同行与学生共勉!
[楼主]  [11楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/25 13:43 

八、 附录
附录一、作者已发表于加拿大《Physics Essays》杂志的有关狭义相对论理论缺陷的英文文章“Some Reflections on the Special Theory of Relativity”(【Cao1】)的原文
附录二、作者拟发表于加拿大《Physics Essays》杂志的有关狭义相对论、量子物理的非局部特征、以及以太理论之间关系的英文文章“Relativity, Non-locality, and the Newly Revived Theory of Ether”(【Cao2】)的原文

参考文献(按第一次出现在报告中的次序排列):
【Cao1】G. Cao, “Some Reflections on the Special Theory of Relativity,” Physics Essays 23, No. 2, 344-354 (2010).
【Cao2】G. Cao, “Relativity, Non-locality, and the Newly Revived Theory of Ether,” Physics Essays 24, No. 3 (September 2011; to appear).
【Cao3】G. Cao, “Challenging the Mass-Energy Equivalence Relation ,” to be submitted to Galilean Electrodynamics.
【Cao4】G. Cao, “Theoretical and Experimental Evidences for Faster-Than-Light Speeds,” to be submitted to Galilean Electrodynamics.
【Cao5】G. Cao, “Some Reflections on the General Theory of Relativity,” to be submitted to Physics Essays.
【Cao6】G. Cao, “Physical and Philosophical Implications of Quantum Correlation” (In preparation).
【Cao7】G. Cao, “Exploring the Measurement Problem of Quantum Mechanics” (In preparation).
【Cao8】(书稿;撰写之中)曹广军,《你所不知道的狭义相对论》
(以下是该书目录:
第1章、 狭义相对论说什么
第2章、 谁创立了狭义相对论
第3章、 狭义相对论究竟包含多少原创的思想
第4章、 狭义相对论有何理论缺陷
第5章、 狭义相对论有完备的实验基础吗
第6章、 重新审视狭义相对论的时空观
第7章、 走出质能关系的误区
第8章、 全球定位系统中的时钟效应证实了狭义相对论了吗
第9章、 相对论为何‘永远正确’
第10章、 为何探寻真理之路常常曲折而不平
附录:相对论中的哲学与逻辑困难)
【Cao9】曹广军,“东方哲学与现代物理的合璧:偶然还是必然,形似抑或神似?”(待写)

【Cao10】(Report) G. Cao, “A Critical Examination of Modern Physics” (In preparation).

【Poincare】H. Poincaré (translated by G. B. Halsted), The Principles of Mathematical Physics (1904), http://en.wikisource.org/wiki/The_Principles_of_Mathematical_Physics.

【Einstein1】A. Einstein, “Zur Elektrodynamik bewegter Körper,” Annalen der Physik 17, 891 (1905).
【Gift1】S. J. G. Gift, “Einstein’s Principle of Relativity and Stellar Aberration,” Physics Essays 18, 561-563 (2005).
【Einstein2】A. Einstein, Relativity: the special and general Theory (Three Rivers Press, New York, 1961).
【Lorentz】Lorentz, Hendrik Antoon (1899), “Simplified Theory of Electrical and Optical Phenomena in Moving Systems,” Proc. Acad. Science Amsterdam 1: 427–442; http://en.wikisource.org/wiki/Simplified_Theory_of_Electrical_and_Optical_Phenomena_in_Moving_Systems, Section 4.
【FitzGerald】G. F. FitzGerald, “The Ether and the Earth's Atmosphere”, Science 13 (328): 390, http://en.wikisource.org/wiki/The_Ether_and_the_Earth%27s_Atmosphere

【Lamor1】J. Larmor, “On a Dynamical Theory of the Electric and Luminiferous Medium, Part 3, Relations with material media,” Phil. Trans. Roy. Soc. 190: 205–300 (1897); http://en.wikisource.org/wiki/Dynamical_Theory_of_the_Electric_and_Luminiferous_Medium_III

【Lamor2】J. Larmor, Aether and Matter, (Cambridge University Press, 1900); http://en.wikisource.org/wiki/Aether_and_Matter.

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【Thim1】H. W. Thim, “Absence of the Relativistic Transverse Doppler Shift at Microwave Frequencies,” IEEE Trans. Instrum. Meas. 52 (5), 1660-1664 (2003)

【Thim2】H. W. Thim, “Response : The Case of Absence of Transverse Doppler Effect,” IEEE Trans. Instrum. Meas. 59 (2), 495-495 (2010)

【Sherwin2】C. W. Sherwin and R. D. Rawcliffe, “Electromagnetic Mass, & the Inertial Properties of Nuclei,” Report I-92, 14 March, 1960, Coordinated Science Laboratory, University of Illinois.
【Phipps】T. E. Phipps, Jr., “The Sherwin-Rawcliffe Experiment – Evidence for Instant Action-at-a-distance,” Apeiron 16 (4), 503-515 (2009).
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【Gift2】S. J. G. Gift, “Light speed variation in stellar aberration,” Physics Essays 22, 83-85 (2009).
【Wang】R. Wang, “Re-examine the two principles of special relativity and the Sagnac effect using GPS' range measurement equation,” Proceedings of IEEE 2000 Position Location and Navigation Symposium, 162-169 (San Diego,CA,2000).
【Standish】E. Myles Standish and James G. Williams, “Orbital Ephemerides of the Sun, Moon, and Planets,” ftp://ssd.jpl.nasa.gov/pub/eph/planets/ioms/ExplSupplChap8.pdf.
【Capra1】F. Capra, The Tao of Physics (Fontana, London, 1976).

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【Capra3】F. Capra, Uncommon Wisdom (Century, London, 1987).

【Zukav】G. Zukav, The Dancing Wu-Li Masters (Fontana/Collins, London, 1979).

【Talbot】M. Talbot, The Mysticism and the New Physics (Routledge, London, 1981).

【LeShan】L. LeShan, The Medium, the Mystic and the Physicist (Viking, New York, 1966).

【Harrison1】D. Harrison, “Comment on ‘partons in antiquity’,” Am. J. Phys. 46, 432-432 (1978).

【Harrison2】D. Harrison, “What you see is what you get,” Am. J. Phys. 47, 576-582 (1979).

【Bohr】N. Bohr, Atomic Physics and Human Knowledge (Wiley, New York, 1958).

【Heisenberg】W. Heisenberg, Physics and Philosophy: The Revolution in Modern Science (1958) Lectures delivered at University of St. Andrews, Scotland, Winter 1955-56.

【Schrödinger1】E. Schrödinger, My View of the World (Cambridge U.P., Cambridge, 1964).

【Schrödinger2】E. Schrödinger, Mind and Matter (Cambridge U.P., Cambridge, 1958).

【Gieser】S. Gieser, The Innermost Kernel (Springer-Verlag, 2005).

【McEvoy】P. McEvoy, Niels Bohr: Reflections on Subject and Object (Paul McEvoy, 2001).

【Pujari】R. M. Pujari et al, Pride of India (Samskrita Bharati, New Delhi, 2006).
 [12楼]  作者:caozhongyin  发表时间: 2011/10/25 18:08 

曹广军文中思想有待领会消化,而文章语言之优美确令人赞叹,堪比曹雪芹之文采。曹门之荣光也!

我联想到了“公车上书”。

 [13楼]  作者:鹏翱九宵  发表时间: 2011/10/25 19:28 

关键问题楼主怎么折腾也到不了位,至少100年里不行.
 [14楼]  作者:贾洞  发表时间: 2011/10/25 22:12 

如果光波是由以太光子小球传播形成的,每一个光子的动量速度都相同,那么在这种传递性波动过程中,无论光子场的密度大还是小,光波速度都是相同的,只是波长有变化而已。这种问题应该很好理解,扯不上光速可变的问题,并且,一个惯性速度在没有外力的情况下,如果可以随便发生变化,那真是很奇怪的事情。光速恒定,是有理论依据的。
 [15楼]  作者:贾洞  发表时间: 2011/10/26 03:48 

我对光速问题做了长时间深刻的思考和研究,我发现,光速有两个基本层面上的意义,
1 光场的速度,就是承载光波运动的介质场的背景速度,这个背景速度,而决定了光波的基本速度,由于极限大熵增的关系,背景速度也成为光速不变的基础原因,而我们所可以观察和测量到的光子速度的前方,一定要先观测到光子所激起的波动,所以我们无法看到慢于光速的光子速度,
2 平动光子的速度,就是被发射出来的单个光子的速度,和由多个独立光子组成的光束的速度,这些光子就像是在光子场大海中穿行的鱼,光子的速度可以是任意的,而激起的海的波动速度却是恒定的,

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