第二节   物质和运动

运动在哲学里研究得比较透彻。在物理世界中也是正确的。主要的观点可简单地归纳如下。

运动是物质的根本属性，世界是物质的。世界是处在永恒的运动和变化之中的，物质又是运动着的。物质世界无限丰富的多样性正是在它的运动中展现出来。

（一）运动和物质不可分割

运动是物质所固有的属性，是一切物质形态的存在形式；物质是运动的担当者，是一切运动变化的实在基础。一般说来，没有无运动的物质和没有无物质的运动。

首先，没有无运动的物质。从小尺度的微观粒子到大尺度的天体，无不处在运动之中，无不经历生成和灭亡的历史。全部科学证明，不论无机界还是有机界，不论自然界还是人类社会，任何物质形态都有以一定的运动形式而存在。离开运动，任何物质形态既不可能存在，也不可能被人们所认识。人们认识物质，就是认识物质的运动形式。物质的属性只有在运动中才能显示出来，也只有运动着的物质才能发出信息，作用于人的感官和仪器而被人们所认识。

一般而言，也没有无物质的运动。一提运动，总得说是什么东西在运动，总得有运动的主体。全部科学证明，一切运动变化的主体只能是物质的东西。宏观物体是机械运动的主体，分子是热运动的主体，电子是电运动的主体，生命有机体是生物运动的主体，物质资料生产方式是社会运动的主体。有没有精神的运动？当然有。思维的过程，思想的发展，就是精神运动。但是精神运动是离不开人脑生理过程的基础的，而人脑就是高度严密复杂的物质体系。

必须注意，影子不是物质，影子可以运动。但影子是从属于某一主体的，象人影从属于人体一样。当然，影子还与光源的方位有关。

（二）静止是运动的特殊状态

运动和物质是不可分割的，这说明运动和物质一样是世界的普遍状态，说明运动是绝对的。但是在物质世界的绝对运动过程中又存在某种静止的状态。所谓静止，就是指的以下两种情形：第一，在特定条件下，事物的某种特殊形式或特殊状态的运动停止了；第二，在特定条件下，事物仍然保持它自身的性质不变。这两种情形，都说明静止状态是相对的。第一种情形，说明静止是事物的局部状态。第二种情形，说明静止是事物的暂时状态。

运动和静止是不可分离的。任何事物的存在和发展都是绝对运动和相对静止的统一。离开运动讲静止，离开静止讲运动，是把静止或运动状态绝对化，是形而上学的不变论。

这里要注意的是，把运动状态绝对化和承认运动的绝对性不是同一回事。辩证法承认事物发展过程有绝对的一面但反对任何一种绝对化。

承认绝对运动是十分重要的，承认相对静止也是十分重要的。不理解静止，就不能真正理解运动。否认相对静止，否认事物的质的相对稳定性，就无法区分事物，就根本说不清什么东西相对于什么在运动，当然也就无法把握运动。否认相对静止，就不能理解物质的多样性。物质的多样性固然是由物质的永恒的运动而产生的，却只有在物质的相对静止中才能显示出来。没有相对的静止状态，就没有物质的分化，世界只是混沌一团，谈不上什么世界物质的统一性。这个运动和静止、绝对和相对的关系问题，是唯物辩证法学说中极其重要的问题。

（三）物质运动有它自己的规律性

物质运动是极为复杂的并有它自己的规律性，如匀速直线运动、变速直线运动、自由落体运动、斜抛运动、匀速圆周运动、简谐运动、波动、定轴转动、定点转动、涡旋运动和布朗运动等。 除此，还存在着十分复杂的有序生命运动。如生物的细胞、神经、血液循环、消化、排泄、免疫、遗传、繁殖、思维和进化等高级生命运动。

物质世界由于它的绝对运动和相对静止的统一而产生出并显示出它的无限的多样性。但是，物质世界的无限多样性并不意味着杂乱无章，而是有它自身所固有的运动的规律的。认识物质的运动，最根本的就正是认识物质运动的规律性。

规律是事物的一种内部联系，它也就是事物本所固有的联系。是独立于人们意识而存在的东西。人们不能创造和消灭物质，只能改变物质的存在形态，当然就不能创造和消灭物质运动的规律，而只能认识规律和和利用规律，只能改变规律发生作用的形式和结果。承认不承认规律为物质运动本身所固有，即承认不承认规律的客观性，是唯心史观物论和唯心史观心论相互斗争的重大问题，唯物主义肯定世界的物质性，肯定物质世界的客观实在性，就必然承认物质运动的规律性。唯心主义否认世界的物质性，也就同时否认了物质运动规律的客观性。客观唯心主义把事物的规律性说成是由某种超自然的神秘力量所赋予的，主观唯心主义则把规律说成是人的意识的产物。

所谓认识世界，就是认识各种事物的规律性。所谓改造世界，就是以对事物规律性的认识作指导去变革事物。我们的一切实际工作是顺利还是不顺利，是成还是失败，从认识论上说，其分界就在于我们的思想的行动是否符合于客观事物的规律性。

（四） 运动的相对性和绝对性

很明显，物体间的运动是相对的。必须事先选择一个参照物，根据被考察的物体与参照物方位的变化来判断被考察的物体的运动状况。由于参照物的选定是任意的，选取不同的参照物，物体的运动状态是完全不同的。例如，对一列正在高速奔驰的列车而言，如果选择路基为参照物，则列车在铁道上高速运动。如果选择车厢为参照物，则列车是处于静止状态。

根据相对运动原理，只要有一个物体在作相对运动，那么所有的物体都在作相对运动。特说明如下：

取地球为研究对象。任何其它的物体与地球要么保持相对运动，要么保持静止。我们只需考虑后者。选太阳为参照物，我们已经知道地球是绕着太阳运转，因此和地球保持静止的所有物体都在绕太阳运转。同样地，选取地球为参照物，那么太阳以及和太阳保持静止的所有物体都在绕地球作相对转动。就象太阳东升西落那样。显然，任何物体只要选择太阳或地球作为参照系，则至少和其中一个参照系在作相对运动。因此运动又是绝对的。

（五）真运动与视运动

真运动与视运动是不同的，所谓真运动是能够判断出物体本身在运动。因此真运动也可称为动力学的运动，例如从地面上看到的正在行驶的火车。视运动只是人们观察到的一种运动，并不意味这种运动是真实的，也有可能观察到的运动其实是不动的，而是观察者本身在作相反方向的运动。例如火车上的人，就会发现地面在后退，这是一种视运动。

太阳东升西落，是真运动呢，还是视运动呢？这就是地心说和日心说之争。地心说和日心说不仅是一个信仰问题或相对运动的问题，它是一个物理真实问题，也是一个物理本质问题。运动除了有相对性外，还有真实性。

绝对的匀速直线运动从理论上是无法辩别谁是真运动谁是视运动，实际上，绝对的匀速直线运动只是一种逻辑抽象，它并不存在。

变速运动的物体运动时会受到力的作用，从施力情况和受力分析，一般地能判断谁在作真运动。

例如，从太阳系来说，一般地，是小的东西绕着大的东西转。其实，太阳和地球是在绕它们公共质心转，它们公共质心实际上就可以认为是太阳的中心，地球绕它们公共质心转也就是地球绕着太阳中心转。同时，太阳绕它们公共质心转动一周的时间要千百亿年，太阳实质上也可以看成是不动的。

我们知道，在火车上会产生这样一种有趣的景象：顺着火车运动的方向，近处的物体相对于远处物体在倒退，远处的物体则相对于近处物体在前进。也就是说，近处的物体相对于远处物体有一个向后的位移，同样地，如果地球真的在运动，在地球轨道半径两端，就应该看到比较近的恒星相对于比较远的恒星有一个位移。这种现象在天文学上叫做视差位移，也就是地球轨道半径在该恒星处的张角。称为恒星的视差。恒星的视差很小，只有零点几个角秒。一直到十八世纪，终于测出了恒星的视差，证实了地球确实是在绕太阳转动着。这也就是人们测到了地球真的是在绕太阳转动。

（六）运动可以迭加

如果某一体系相对于参照物A在运动，而参照物A又相对于参照物B在运动，那么该体系对参照物B的运动就是这两种运动的合成。因此，运动是可以相互迭加的。不过，由于运动是具有方向的，这种迭加必须按矢量的加法，即平行四边形法则来进行。

由运动的迭加很容易推导速度的迭加，也就是速度合成的平行四边形法则。

为了便于研究，我们把所考虑的点称为动点，把一般与地球固联的坐标系称为静坐标系Oxyz，把对于静坐标系有运动的坐标系称为动坐标系O'x'y'z'，假设它沿着x轴方向以速度u' 运动，且t = 0时两参照系的原点重合。显然有：

       x' = x- u't

                      y' = y

                      z' = z

                      t' = t

这就是伽利略变换。

把动点对静坐标系的速度称为绝对速度u，把动点对动坐标系的速度称为相对速度v，把动坐标系对静坐标系的速度u' 称为牵连速度，根据速度合成公式有：

绝对速度 = 牵连速度 + 相对速度

u = u' + v 。

（七）狭义相对论中的光速不变问题

在狭义相对论中，爱因斯坦作出了两个假设：第一个假设说，所有匀速运动都是相对的；第二个假设说，光的运动例外，它的速度是绝对不变的。

那么，按这两个假设推导出来的不再是伽利略变换，而是如下洛仑兹变换：

                   x' = x-u't / sqrt (1- u'u'/cc)

                   y' = y

                   z' = z

                   t' = (t-u'x/cc)/sqrt (1- u'u'/cc)