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回复:贴上祝贺文章 以科学态度发展科学认识 ——为若干积极“发展”相对论的学术会议而作 齐新 科学认识与客观事物的关系，以及包括在其中的相对论与有关事物的关系，这都是科学的重大原则问题，人们对这些重大原则问题是否具有正确认识，会直接影响人们能否以“科学态度”发展科学认识，以及能否以“科学态度”面对当前积极“发展”相对论的认识活动。 一、科学认识与客观事物的关系 关于科学认识与客观事物的关系，回顾科学发展史人们可以看到，由于任何时代的科学家的认识方法和认识活动都存在历史局限性，所以，任何时代的科学家给出的科学认识都不过是客观事物有限的、真伪共存的描述（这里所说的科学认识概指由许多独立认识构成的认识体系，而非某个独立认识）。 为了说明问题，把科学认识和技术成果进行如下区分：科学认识是科学家对客观事物进行认识活动的结果，技术成果是技术工作者对客观事物进行改造活动的结果，则与科学有关的事物主要有：科学家、科学家的认识对象、科学家的认识方法和科学家的认识成果等。具体地说，在科学发展过程中，使用科学认识方法对客观事物进行认识活动的人，就是科学家；自始至今，包括人类自身在内的宇宙万事万物始终是客观存在的，这个不依赖于科学家的认识活动而客观存在的宇宙万事万物，就是科学家的认识对象，也就是客观事物；在科学发展过程中，科学家把客观事物往头脑中反映的方法主要有眼睛观察、实验探索、理论研究和学习继承等，这些反映方法就是科学家的认识方法；在科学发展过程中，科学家使用科学认识方法把客观事物反映到他们的头脑中以后，还可以使用语言等描述工具对这种反映给出描述，这种反映和描述就是科学家的认识成果，也就是科学认识（这里所说的科学认识包括所谓的科学理论）。 以科学发展过程中具有分界意义的特定时间为分界点，把分界点前后的科学进行比较可以发现，面对客观事物，前人基于所处时代的科学认识方法，通过一定的科学认识活动可以获得相应的科学认识。随着时代的发展，由于后人的认识方法总能有所提高，认识活动总是相对更多，具体地说，后人的眼睛观察视野和结果总能比前人的更广泛深入，后人的实验仪器总能比前人的更先进，实验探索结果总能比前人的更全面深刻，基于更广泛深入的眼睛观察和实验探索结果，后人进行的理论研究总能比前人的更符合实际情况，所以，后人对客观事物的认识就总能比前人更多、更广泛、更深入。这样，面对客观事物，后人不仅能突破前人的认识，认识到前人认识不到的客观事物，而且还能基于更多、更广泛、更深入的科学认识，认识到前人的认识中既有正确的认识，也有错误的认识。 例如对于电磁现象，在十九世纪中叶之前，科学家基于当时的认识方法和认识活动，已经认识到在“动物体”放电现象中存在电流，使用不同金属构成的电堆可以产生电流，这种电流能够导致水和溶液发生电解反应，以及产生磁效应等。对于这种电流的实质，一些科学家认为电流是“电流体”运动的结果，另一些科学家认为电流是金属和溶液发生化学反应的结果。十九世纪中叶之后，基于有所提高的认识方法和更多的认识活动，科学家进一步认识到，电流可以产生磁，磁运动也可以产生电，电磁运动的相互转化可以产生运动的电磁场，运动的电磁场和运动的电子联合构成了电流，这就突破了前人关于电流实质的认识。同时，基于对电流更多、更广泛、更深入的认识，科学家还认识到，前人关于电流的化学反应和磁效应的认识的确是正确的，但是前人关于电流实质的“电流体”认识和“化学说”认识却是错误的。 正是基于任何时代的科学家的认识方法和认识活动都存在历史局限性，任何时代的科学家给出的科学认识都不过是客观事物有限的、真伪共存的描述，曾有科学家形象地说：发展着的科学认识乃是一本越写越厚的书，任何时代的科学家都只能写入与其认识方法和认识活动相应的有限内容。在科学发展过程中，基于有所提高的认识方法和更多的认识活动，后人不仅要继承前人的正确认识，后人还要往这本越写越厚的书中写入新认识，同时，基于更全面深刻的认识，后人还要扬弃前人写入这本书中的错误认识，发展着的科学认识总是如此循环不止。由于人们已经有所认识的客观事物远远少于有待认识的客观事物，人们已经获得的有限的科学认识不过是真伪共存的，所以，人们既不能把有限的科学认识当成无限的客观事物本身，也不能把真伪共存的科学认识都迷信盲从为绝对真理…… 二、相对论与有关事物的关系 爱因斯坦相对论是关于时间、空间、运动和作用等客观事物的物理学理论，它是一种由爱因斯坦在二十世纪初首创，经过二十世纪众多相对论专家“补充完善”，并以数理关系为纽带汇集了多种相关认识的理论体系。 在相对论的发展过程中，一方面，有许多科学家认为相对论很好地描述了有关事物，它几乎无可挑剔；另一方面，也有许多科学家认为相对论对有关事物给出的描述有许多不足、真伪共存。因此，围绕着相对论一直存在着争论，尽管公众对有关争论了解不多，他们听到的大多是相对论是伟大科学理论的说法。近年来，围绕着相对论的争论又掀高潮，而且这种争论正在演化为对有关事物的积极认识活动，以及对相对论的再认识活动。将于今年下半年在西安召开的“相对论和现代物理创新国际学术会议”，在北京召开的“第二届全国爱因斯坦相对论问题学术会议” 和“相对论研究联谊会首届年会”等，就是以对有关事物进行积极的认识活动，以及对相对论进行再认识活动为宗旨的学术会议。 关于相对论与有关事物的关系，根据以上所述科学认识与客观事物的一般关系，我们有理由提出如下问题：作为二十世纪的科学家，作为不断发展着的科学的中间环节，爱因斯坦等相对论专家的认识方法和认识活动是否也存在历史局限性呢？相对论给出的关于时间、空间、运动和作用等客观事物的认识，是否也不过是有关事物有限的、真伪共存的描述呢？ 关于相对论与有关事物的关系，我们可以基于对有关事物更全面深刻的认识，通过把相对论与有关事物进行全面严格的比较，提出更具体的问题。相对论诞生后，曾有人做了“飞机运载原子钟绕地球运动实验”来检验相对论的“动钟变慢”。在实验中把三组原子钟的时间校准后，一组原子钟始终放在实验基地，一组原子钟放到飞机上向东绕地球飞行一圈后返回基地，另一组原子钟放到飞机上向西绕地球飞行一圈后返回基地，实验结果是：绕地球向东飞行的原子钟比基地原子钟走慢了，也就是发生了“动钟变慢”现象，绕地球向西飞行的原子钟却比基地原子钟走快了，也就是发生了“动钟变快”现象。总之，在实验中的三组原子钟相互看来，实验中既有“动钟变慢”现象，也有“动钟变快”现象。 关于原子钟实验，相对论拥护者在“地心参照系”应用狭义相对论“动钟变慢”和广义相对论“引力红移”给出了如下解释：由于地面原子钟，环球东飞原子钟，以及环球西飞原子钟三者相对地心参照系的运动速度互不相同，三者所受的地球引力也互不相同，所以地面原子钟的时间，环球东飞原子钟的时间，以及环球西飞原子钟的时间互不相同。 把相对论与原子钟实验进行全面严格的比较我们看到： 1、广义相对论的“引力红移”效应认为，相同时钟的时钟受到不同的引力作用时，时钟的时间会出现差异。在原子钟实验中的确存在不同的引力作用导致的时钟时间差异，这表明广义相对论的“引力红移”效应的确是近似正确的认识。 2、狭义相对论的“动钟变慢”效应认为，相互运动的观察者都看到对方的时钟因相对运动变慢。但是在原子钟实验中却是既存在“动钟变慢”现象，也存在“动钟变快”现象。在客观现象中也是既存在“动钟变慢”现象，也存在“动钟变快”现象。在原子钟实验和客观现象中存在的“动钟变快”现象，这都是相对论未曾研究过的事物。 在相对论中，关于物质作用对时间的影响，仅有广义相对论的“引力红移”效应。但是，原子钟实验表明，在实验中电磁力和宇宙射线等物质作用对原子钟的作用，也分别对原子钟实验的“动钟变慢”和“动钟变快”结果产生了重要影响。在客观现象中，也大量存在着电磁力等其它物质作用对时间具有显著影响的具体事例，电磁力等其它物质作用对时间的影响，以及对原子钟实验的影响，这也都是相对论未曾研究过的事物。 那么，在原子钟实验这种所谓的相对论的实验支持中，以及有关现象中还存在着相对论未曾研究过的事物，这是否意味着相对论的确存在认识局限性呢？ 3、相对论规定：狭义相对论的“动钟变慢”只能应用于相对匀速直线运动的两个参照系之间，而不能应用于二者之外的第三参照系。这是因为“动钟变慢”的本意是：彼此相对匀速直线运动的两个参照系的观察者，都看到对方的时钟因相对运动变慢。如果这种“动钟变慢”也可以应用于二者之外的第三参照系，例如彼此相对匀速直线运动的两个参照系连线中点的“第三参照系”，则在此参照系的观察者看来，由于“另外”两个参照系的时钟以相同速度对称地远离他，二者发生的“动钟变慢”相同，所以，这两个时钟实质上已经是“同步时钟”，“动钟变慢”已经不复存在了。但是，相对论拥护者使用“动钟变慢”解释原子钟实验时，却违背了自己的规定，自相矛盾地在基地原子钟、绕地球向东飞行原子钟和绕地球向西飞行原子钟之外的“地心参照系”，使用了“动钟变慢”。 相对论还规定：狭义相对论及其“动钟变慢”只能成立于不考虑引力作用的惯性系；广义相对论及其“引力红移”只能成立于有引力时的非惯性系。这也就是说，在相对论中，“动钟变慢”与“引力红移”是不能同时成立的，因此，“动钟变慢”与“引力红移”也就不能同时应用于同一现象。然而，对于原子钟实验，相对论拥护者却自相矛盾地同时应用了狭义相对论的“动钟变慢”和广义相对论的“引力红移”。 那么，在相对论理论体系内部存在的上述自相矛盾，是意味着明相对论中的确存在认识失误呢？ 把相对论与有关事物进行全面严格的比较可以发现，还有许多具体事例，它们都可以作为提出与上相似问题的依据。 三、以“科学态度”发展科学认识 实际上，正是因为任何时代的科学家的认识方法和认识活动都存在历史局限性，他们给出的科学认识都不过是客观事物有限的、真伪共存的描述，所以，在科学发展过程中，科学家逐渐地形成了发展科学认识的“科学态度”。这种“科学态度”的基本内容是：基于科学认识的有限性，绝不把已有的有限认识当成客观事物的全部；基于科学认识的真伪共存性，绝不把已有的认识全都视为绝对真理，绝不用已有的认识扼杀与之矛盾的新认识。正是基于这种“科学态度”，科学家对客观事物的认识总在不断增多、不断进步和不断发展，正确的认识总在被继承，错误的认识总在被扬弃。 回顾科学发展史可以看到，在科学发展过程中，由于并非所有的科学家都能把上述“科学态度”落实到具体行动中，所以，在科学发展过程中，总存在认识进步的人为障碍，总存在纠正错误认识的人为阻力。事实表明，在科学发展过程中，任何人一旦背离“科学态度”，轻者会导致自己会陷入认识僵化状态，固守陈旧认识，落后于时代；重者就会沦为错误认识的卫道士，顽固地反对科学新认识，阻碍科学认识进步。这样的具体事例在科学发展史上屡见不鲜。 在今天，基于对客观事物的更广泛深入认识，基于对相对论的再认识，有些科学工作者认为：在“质能关系”和引力作用等问题，相对论的确取得了近似正确的认识；但是，在物质作用和超光速等问题上，相对论还缺乏足够的认识活动；在“动钟变慢”和“质速关系”等问题上，相对论还需进行再认识活动；通过积极发展关于客观事物的认识，通过对相对论进行积极的再认识活动，人们在继承相对论正确认识的同时，探索相对论未曾认识到的客观事物，并发展和完善相对论，这既有认识进步意义，又有技术进步意义；如果有人背离“科学态度”，将相对论僵化为有关事物的全部，僵化为不许发展完善的绝对真理，这不仅是认识进步的阻力，而且是技术进步的阻力；为了积极地推动认识进步和技术进步，各方面人士都应该立足科学认识与客观事物的一般关系，正确地看待相对论与有关事物的关系，并以“科学态度”积极地发展关于客观事物的认识，积极地“发展”相对论。 本文作者著有科普书《智胜爱因斯坦》，在大网站搜索引擎中输入“智胜爱因斯坦”，可找到许多网站免费下载该书网络版。 |
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回复:QX135 我认为我们去关注一个实验，首先要关心这个实验的原理是什么？其次是实验的环境，过程，条件等等，而不仅仅是一个结果。 ※※※※※※ 明学达观 |
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回复:请看原文, 翻译有问题 http://physicsweb.org/article/news/7/7/9> << Previous News for July 2003 Next >> Fast and slow light made easy 10 July 2003 Physicists have created "slow" and "fast" light in a crystal at room temperatu re for the first time. The team at the University of Rochester in the US used an 'alexandrite' crystal to reduce the speed of light to just 91 metres per se cond, and also to make a laser pulse travel faster than the speed of light. Pr eviously these effects - which are not in conflict with special relativity - h ad only been observed at cryogenic temperatures or in complicated experimental set-ups. The new technique could be used for applications such as optical dat a storage, optical memories and quantum information devices (M Bigelow et al. 2003 Science 301 200). Light travels at a speed of 300 million metres per second in a vacuum, but in recent years physicists have managed to slow laser pulses down to speeds of me tres per second - or to bring them to a complete halt - in ultracold gases. In similar experiments physicists have observed superluminal or faster-than-ligh t pulse propagation. These effects have also been observed in crystals at cryo genic temperatures and in "hot" gases. Now Matthew Bigelow, Nick Lepeshkin and Robert Boyd have observed the same effects in a much simpler system - a cryst al at room temperature. All the experiments exploit changes in the refractive index of an optical medi um caused by quantum interference effects. Whereas previous experiments relied on a process known as "electromagnetically induced transparency", the Rochest er team exploited "coherent population oscillations" in the crystal. This invo lves shining two lasers - a pump beam and a weaker probe beam - at the crystal . Under certain conditions the probe beam experiences reduced absorption over a narrow range of wavelengths. The refractive index also increases rapidly in this "spectral hole", which leads to a much reduced group velocity - the veloc ity at which a laser pulse travels - for the probe beam. Earlier this year, the Rochester team used this technique to reduce the group velocity of a laser pulse to 58 metres per second in a ruby crystal at room te mperature. Bigelow and co-workers have now repeated this feat in a crystal of alexandrite. Moreover, by using different wavelengths they can make a spectral "antihole" in which the absorption is higher, and which leads to superluminal propagation. They observed light speeds of 91 metres per second for a laser w ith a wavelength of 488 nanometres, and minus 800 metres per second for wavele ngths of 476 nanometres. Negative speeds indicate superluminal velocities beca use the pulses appear to leave the crystal before they enter it under these co nditions. "Our technique is applicable to many solid materials, not just alexandrite," L epeshkin told PhysicsWeb. "Another important feature of our approach is the ab ility to cover a fairly broad range of optical frequencies." The researchers w ill now investigate solid state materials with higher bandwidth to use in thei r system that are suitable for communication applications |