物理学的再进化
下载物理学的再进化 “运动论”的物理学结论完成于1979年，披露于1980年，发表于1983年，同年获中国自然辩证法研究会颁发的优秀论文奖。至今一批批世界各著名实验室和科学家所获结果都与“运动论”的物理学结论相一致，成为“运动论”的佐证，尽管这些实验与观测产生于远隔重洋的异国，时间迟后于“运动论”数年。 又一个惊人的发现，发表在1986年“光明日报”1月14日第四版上，题为“宇宙中存在第五种作用力——超电荷力”，这是英国物理学家提出的最新研究报告，文中指出，如证实这种存在将对物理学和宇宙学研究产生深远影响。 为了反应更确切，好在报道不长，索性抄录于下： 本报讯 记者王杰铭、丁柯报道：目前人们认为在宇宙中有四种力决定着原子结构，即磁力、重力、强作用力和弱作用力。但据美国物理学会1月6日出版的一期《物理通讯》报告说，一些物理学家在对20世纪早期的一些实验作新的分析研究之后，认为宇宙中还存在未被发现的第五种力——“超电荷力”。 新的研究认为，与伽利略的结论相反，在真空中从同样高度落下时，羽毛比金属币落得快。这是因为对物体超作用的不仅是重力，另外还有一种称作“超电荷”的力。它使不同结构的物体产生稍为不同的加速度。 这个新的研究是由以印第安那州普杜大学物理学教授阿弗雷姆?费赫巴赫博士为首的一个科学家小组完成的。费赫巴赫博士的小组重新分析研究了匈牙利科学家罗兰德?冯?埃特伏斯在20年中所进行的实验数据，这些数据是1922年公布的。 埃特伏斯的实验包括把不同结构和质量的物体悬挂在一个扭力秤上。它的实验结果与伽利略在17世纪早期的观察基本相符。17世纪末期，牛顿根据伽利略的实验提出了他的重力公式。1916年，爱因斯坦发表他的相对论时，也根据埃特伏斯的实验认为，在一个统一的重力场里，所有物体以同样加速度下落。 但根据费赫巴赫的研究，即使在埃特伏斯的研究中也已记录了与伽利略的理论不符的结果。但他认为这些数字没有重大意义，所以被忽略了。在详细的研究了这些数据后费赫巴赫发现，在“原始实验”数据中一些不符合伽利略理论的数字已大到足以使人认为，除重力以外，还可能有其它的力作用于物体。根据报告认为，“超电荷力”是重力的百分之一。这是已知的力中最弱的。它的作用距离为600英尺多一点。 科学家们认为这个新研究结果如果为以后的实验所证实，将对物理学和宇宙学的研究产生深远的影响。 上面即两位记者报道的全文。 现在，我们不妨对这篇报道中的“超电荷力”稍微加以重点提示，以便可以了解它的性质，而且实验与研究的结果对于某种力，报告所能谈到的已经够多了，余下的只能是数据未加报道，也大可不必。 (1)它是一种超电荷的力，首先是电荷力。如果是电荷的作用，则两作用“物”必是同性质的电荷，而不是不同性质的物体。 (2)实验结果证实，这种力存在。实验符合埃特伏斯的记录，并且“原始实验”数据大到足以认为除重力之外，还有其它的力作用。 (3)真空中羽毛比金属币落得快。所以这个新力的作用方向永远与重力方向一致。 (4)已知的力中最弱的力，作用距离为600英尺多。 费赫巴赫的实验与埃特伏斯的“原始实验”共同证实了新的力存在，足以超出磁力，重力、强力和弱力的划分，强而有力地给予“运动论”的物理学结论中16种力以佐证。 当我们取得“时空质能大循环”，16种力的定量关系后，再将费赫巴赫取得“超电荷力”上面四个“性质的关联”提示加以比较对照，发现“超电荷力”的定量关系应当是正向循环中的第七个作用场关系 F7F7?Vm＝tV 取得 F7＝m27V2(Vt) 之所以能够确定F7是“超电荷力”，因为F7完全符合埃特伏斯与费赫巴赫的实验： (1)两作用物都是电荷，都是m7一种物质质量，此时m7＝e(电荷)，故 m7?m7＝m27 ＝e2 (2)它与引力方向一致，不但力的关系与引力关系应当类似，而且也受作用于相对层次“引力系数”影响，若表示成线性关系，则 F9＝m27R2(Rt) 可令 G7＝Rt (相对引力系数) 则 F7＝G7?e2R2 (3)有“作用距离”。 可以肯定，有作用距离的力，这个力一定与距离的平方成反比，这是牛顿在求得他的引力过程中教给我们的。 现在已经看到，四个重点提示已经丝毫不差地与“时空质能大循环”中第七场关系“对号入座”。 埃特伏斯与费赫巴赫给“运动论”提供了强有力的实验，“运动论”给埃特伏斯 与费赫巴赫的实验提供了理论的完善。 这个力的位置与引力的位置，恰巧在“时、空、质、能大循环”中方向一致的对称位置上。 此外，因为“时、空、质、能大循环”右半部是常规的热力燃烧过程，可以看到，这种“超电荷力”也会存在于常规热力燃烧过程形成的“新物质膨胀的粒子冲击”中。 埃特伏斯与费赫巴赫取得的成果，在证实“时空质能大循环”图象中的第七个场关系后，把我们的话题引向了爱因斯坦近40年梦寐以求的“统一场论”上来。毕竟由于埃——费实验，我们能够如同牛顿的“万有引力”既定性又定量地给了我们一个引力公式，现在地球上又找到一个新的“超电荷力公式” F7＝G7m27R2 G7＝Rt (第七象限) 于是，有实验验证与理论根据的力，统一在“运动论”里，已经增加到三个： 引力 F3＝G3m1m2R2 G3＝Rt (第三象限) 磁力 F(7)＝m2(7)R2 (反向第七象限) 超电荷力 F7＝G7m27R2 G7＝Rt (第七象限)。 爱因斯坦后半生的工作，可以归结为“物理学的几何化”。我们也知道，他预测到物理学与几何学是一家，是完全可以实现统一的，但他受到某种人的固有哲学观念，固有文化传统，固有思想方法，固有学业与他自身的固有成就的影响，使他逃不脱这五个固有给他确定的方向，40年被“复杂的张量计算”夺去，而不能回顾道路上的岔路口在哪里。 我们这样看他的工作，实属一种单纯技术观点的观察法，实质上不外还是个世界观问题所致。这倒不是我们高明，做为现代人看待过去人总应有历史的观点。同样，现代人也受当代历史的局限，也有每个人的“五个固有”。新的发现引出新的理论时，新的人物自会了解相同的道理。 在总览物理世界的文化起源的自然观问题上，也有探索要求。它是一个人走在自然科学路途上逐渐逼近整个世界观的基础阶梯。浩如烟海的人类文化宝库中，没有现成的大道。因之，代价变成了积累和孕育诞生。这中间，只有多代价，才有几分幸运。 幸运的百分比很小，在世界的正向运动中概率是伴随着人的行为的。但还存在另一方面，当运动事物(事件)反映在人类思维中时，人的思维总有那种概括的综合力，偶然性的对面是必然性。行为与思维，实践与理论尽管有很大的差距，一个显著的思维功能(人的功能之一)就在于寻找行为(千百万次)的总结和实践中的提高，寻找那个很小可能的幸运的必然，否则，人的用处与功能将失掉。在探索物理世界的文化起源小道上也是这样的。 于是，回溯就成了课题的重要分支。不单牵扯物理的源头，还关联着要回溯的人的观念、意识形态，确信与确知的信念程度，尤其是他后天成长中生存条件给他的幸运，但这是更大层次的幸运。以及，还关联着数学与世界的关系的认识、包括对数学的发展、扩伸和回溯。它是世界、物理间的逻辑纽带。比如，一个极为重要的数学概念是数被看成相对的比，而不是被看成绝对的加，那么，比的优越性显现出来，无论比中的两个变量的绝对值|y|与|x|多么大或多么小，只要比值C一定 yx＝c (一定) 它(这个比)总是存在的。 因此，总会有曲线上的任意点的斜率 limΔx→0 ΔyΔx＝dydx 当y＝f(x)时，出现 dydx＝tgτ τ为该点处的切线与横座标轴的夹角。 尽管符号表示的方法不同，符号含意不同，但“斜率”、“导数”概念与算术中的除法概念是逻辑相通的。当我们进一步又认识“无穷大”、“无穷小”也是相对而言的时候(|y|与|x|的绝对值多么大或多么小)，运用符号“limit”对我们说，Δx→0，是不是也可以让我们进入到这个Δx之上，与Δx同时同地趋向于0呢？此时，无论Δx多大小但对于我们，因我们也同时同地与Δx→0，不是已经看不到Δx在趋向0的吗！相对于我们而言，此时的Δx与我们同时同地趋向于0，自然我们就看不到Δx的变化了。 但是这种说法对于人在自然中的地位而言，总感到别扭，不易接受，“我们”怎么会与Δx同时同地趋向于0呢？“我们”不是“静止”在此地的吗！哪里也没有去。 可惜，事实上，“部分与整体等势”的概念已明确，线段无论被分割为多么小(或多么大)其中的“势”与整体内的势是相等的，并且可以一一对应。对于“势”，变化与不变是一样的。 同样，无论|y|与|x|怎样变化，只要比值C不变，认识它的方法改变一下也未尝不可。因为 limΔx→0 ΔyΔx＝c dydx＝c 所以 limΔx→0 ΔyΔx＝dydx 这一结果，与“我们与Δx同时同地趋向0”效果是一样的。 这种思想方法不是微分思想的发展，恰恰是微分思想的回溯，一定意义上也是复原。它给我们带来了无比的方便。将它运用于物理世界可以省去许多微分运算，也会确实见到“我们与Δx同时同地趋向0”。 用几何的观点，在同一个坐标系中，可以作出无穷多条相互平行的平行线，它们对于坐标横轴都有相同的斜率，尽管其中之一(或若干)条线对于座标中的一条曲线相割，若以两割点的坐标差(dy、dx)之比表示该割线的斜率，是与其它平行线以原点计的y与x之比表示的斜率相同的。 既使这条与曲线相交的割线斜率按曲线之切线变化，我们也总可以 找到与之全等的通过原点的直线之斜率代替。 往往问题要复杂的多，比不总是定值，并且，比的变化各异。问题的本质不在于比这个数值，而在于为什么y＝f(x)，有Δy/Δx，当Δx→0时 limΔx→0 ΔyΔx＝dydx 总是几乎为包揽世界的“模型”？ 于是问题转向定性分析而不是定量分析。在数学领域内，既然已经不在于y与x的大小，必然在于除法关系上，除法究竟表示什么？ 现在可以做出明确完整的回答：除法表达的是一种相对的旋转运动。当无穷大、无穷小也被认为是相对事物时，定量“1”则具有两向性，以“1”为单元无限递加上去有无穷大，当“1”被无限分割时，“1”内的单元无限缩小的运动中，则“1”成为一个相对无穷大。因而，当除法关系旋转到“1”的位置(π/4角)，y与x的关系达到“质的转换”，y与x的除法关系就是一种相对关系，运动到“1”时，在世界的连续不断的绝对运动中，此时y完全树立，成为绝对远动中的一个运动阶段。同时x的一部分消亡了，这部分消亡的x成为y树立的物质来源。这里所指运动，都是旋转，是要时刻留神的。 在追究物理的几何模型事件中，我们取得了可以不必微分模型的简单除法建立的证据。开普勒的太阳系行星第二运动定律，以日地距离(向径)和地绕日周期均为“1”时，各行星与太阳之比如质点，则同一个行星轨道平面内相同时间向径扫过的平面积相等。 面积 S＝R2T (向径的平方)(时间) 同理， 体积 V＝R3T2 ＝R2T?RT 是行星轨道平面发生的偏转所形成的体积，这个体积在相同的时间内也相等。 事实上，这两个定律是从对天体的观测直接得来的，而不是由理论推导的。看来它们与微分无关，但它们也告知我们一个事实是不必理论的数学模型，在自然中存在着广泛的除法关系建立的旋转“模型”简单到不必微分形式。 正是这种数学的、物理的与逻辑的内在联系，使我们发现开普勒第三运动定律蕴含着爱因斯坦寻求的“统一场论”的物理学几何化。 我们已经知道开普勒第三运动定律是太阳系的动量守恒原理， M?G＝1 这个守恒是运动的量的守恒，在太阳系内各行星被太阳比为质点看待的，因此，动量的部分因子与其整体在太空中表现出一种几何的动态——质点绕太阳的立体螺旋进动。其中包括质点与太阳间向径的平面上旋转和这个平面的章动。这也就是动量的几何性质。 近代物理学已知，动量不单在太阳系行星绕太阳的运动之间，在地球上物体的运动之上，而且也表现在微观粒子之内。它是一个存在于太阳系、地球上、粒子内普遍的运动规律。因此，我们断定它是“统一场论”的关键，它是联系数学，物理学、逻辑(辩证)关系以及物理学几何化的纽带，它的集中表现一句话就是运动。运动的量守恒、运动的绝对存在，相对运动本身是绝对的。运动的形式是几何的旋转。本书的命题《运动论》由此产生。 但是，事情并不是就此完了，几何形式表现物理内容是个什么问题？这一难题在于要求确知牛顿物理学概念中的各个内涵与开普勒定律的关系。首先碰到的是牛顿体系中的常数，它应当适合开普勒天体规律，也适合广义相对论结论。 在搜索这些理论中的统一根源时，也发现牛顿的质量概念与引力系数是并存的，并有着几何形象。 正如爱因斯坦与英费尔德合著的《物理学的进化》一书中“奥妙的侦探故事”，事情是从“牛顿体系的物理表现”和“相对论体系的物理表现”开始侦察原因的。在繁纷的各体系概念的差异间搜索它们的相通和相同，当然首先在假定这些体系是完全正确无误的条件下展开的，提问那些不联贯的，毫不相关的物理单元是怎样与外界发生各种事件的，它们的行为有什么规范，超规行为的特例有哪些等等。有时也不免如同爱因期坦在书中提到的“躺在安乐椅上抽抽烟”。恰恰是爱因斯坦说对了，他的“第一个线索”指出“有一个基本问题，几千年来都因为它太复杂而含糊不清，这就是运动的问题”。可惜，他在理解运动时，太注重了复杂，放过了简单，或者因为他没有从根源上考虑各种运动，以致他在以后的路途上岔下去，未入正轨。 一个简单的事实是，牛顿的惯性理论体系之所以能够统一在相对论体系(加速体系)之内，成为后者的特例，究其原因。就是因为它们都是建立在某个最原始的基础之上的！因此，“大统一问题”的根源也必存在于回溯，而不是延伸和发展。 可以试想有一个数学的关系，物理的内涵，几何的形式，运动的态度的事件或规律(显见它一定是规律)；而且它又必须存在于宇宙太空，存在于地球之上，存在于粒子这内；同时它也必须有一种人类长期总结思维运动规律能够包容或接近包容的逻辑与之在人的思维中对称存在着。实质上，这个人类的思维对称或叫做逻辑的正是辩证逻辑。 这样的事件是什么？有这样一个多学科、多领域的“焦点”吗？ 除必须要调整数学概念之外，辩证法三大规律在数学中的实践(对立统一，量变到质变、否定之否定)是孕育的基础。经过多次失败，拿到“R3＝T2”就是这样的“焦点”的证明 1.广义相对论等效原理， 惯性力 m1a＝G?m1?m2R2 引力 因为等效，可以将(m?a)看成引力，则加速度是向心加速度 a＝RT2 消去m1后，得 R3T2＝G?m2 因为开普勒第三运动定律 R3T2＝1 (R3＝T2) 则得太阳系动量守恒式，m2为太阳质量写为M 1＝G?M (1＝GM) 式(R3＝T2)与式(1＝GM)是同一个式子的两种表现：物理的与几何的。 (1＝G?M)式是物理的，解释为动量守恒式。 (R3/T2＝1)是几何的，解释为质点的立体空间进动，也作“体积”解。 当R/T被理解为质点的运动线速度时，则 RT＝v＝G?MR 即质点以M为中心的旋转速度，正是广义相对论的引力场中质点的运动情况。 2.G?M＝1R3T2＝G?M 根据开普勒第二运动定律，存在有因子式 R2T?RT＝G?M 获得 G＝RT ——(G) M＝R2T ——(M) (G)式的物理解，对于太阳系称为引力系数，其几何解可称为第三维章动量。 (M)式的物理解，对于太阳系称为质量，其几何解称为质点的向径以中心旋转周期形成的面积。也作几何元素“面积”解。 在这种相对意义下，(G)又可以理解为几何元素“线”。 得来时，(1＝G?M)、(G)、(M)各式存在于太阳系，现代物理证明，它们广泛存在于地球上，粒子内，因此它们也是现代物理学研究对象的几何解释。 3.在本书“微积分的代数根源及其代数化研究(二)”一文里，已取得一个“大循环”，它是循环所属的；正反函数是对称守恒的；以阻尼衰减谐振形式运动。 这是数学提供的逻辑构架。 4.牛顿物理体系提供了惯性规律： (1)F＝ma (2)a＝R/T2 这是惯性体系中的旋转运动向心加速度，与加速体系一致。 (3)E＝F?R 功被定义为力乘以距离。 (4)mv＝F?t 动量等于冲量。 爱因斯坦相对论提供了加速体系规律： (1) Vt＝c (光速) Rt＝c 光速恒定原理。 (2) Em＝c2 能质关系。 5.运动论的物理学结论提供了各关系： (1) Et＝c4 (2) mV＝c mR＝c (3) tR＝c－1 Rm＝c－1 mE＝c－2 tE＝c－4 (4) m＝R2t 质量公式 (5) G＝Rt 引力系数公式 (6) m2?G＝R3t2 太阳系动量守恒原理。其中 R3t2＝1 为开普勒第三运动定律。 因此，恒星为M时，行星为质点的动量守恒定律为 M?G＝1 现代物理学证明，在微观世界中的粒子内也存在恒星与质点行星的动量守恒。 (7)发现，当质量公式表示为 Rt＝mR 时，正好是 Rt＝c，mR＝c 并且，当 F3F3?Rt＝mR 时，有 F3＝mR2(F3?t) ＝mR2(m3?v) ＝m?m3R2(Rt) 恰好是引力公式。 它指出，力F3对于两个除式相等——(R/t)＝(m/R)——数学关系是可有可无的，不影响关系的存在或不存在，但力F3的存在于这个等式中，却是物理场的一种，绝非可有可无。且力(F3/F3)乘给(R/t)是一定的，若乘给(m/R)则所求力F′3将是另一个力。这指出，粒子传递形成场的性质与传递方向一定有关。 于是多学科“焦点”的存在已经形成现实的存在，这就是辩证法基本三规律给世界的概括，思维对世界的正确反映。 物理学是研究客体物质运动规律的实实在在的科学。近代物理学又发展于实验为基础的科学，所以有人说“物理学是实验的科学”，显然它不指理论物理学，不包括爱因斯坦的“思想实验”。。而主张“看到”、“拿到”、“听到”、“嗅到”为实验者对于存在认可的根据。必须承认，人类必须通过自己的感官来了解世界这是正确的。但人类的这种感官只是相对的。比如，人类的感官就无法直接了解单个原子的存在，就现阶段而言，人的感官只能接受分子的物质，只有电子显微镜发明之后，人类才能“影影绰绰地”观察到原子。但事实上，在未发明电子显微镜之前，人类已经了解到原子的存在以及它的电子晖、构造。 间接的了解实际就是相对的了解。是不是世界的物质结构中尚有无穷无尽的需要间接了解的东西存在着？这是肯定的！ 什么是间接？怎样间接？ 人类文明发展的历史中，有哪些新发现新创造未曾是间接过的，最后实现的？！于是，提出一个问题，除了人类之外，还有什么动物能够间接了解世界改造世界？假如没有，我们就会发现人类自己最大的天资在于与其它运动的区别，人类之所以称为“人类的特性”的东西就是思维与思维的功能，近代(古代已有)称之为逻辑的——思维规律的科学者也。 海王星、冥王星就不是先看见才知道它们的存在的，而是先“想”到后再看见。当然这种“想”到之称，有科学工作者的一套逻辑推理之后才“想”到、预言的。更不用说爱因斯坦的先“想”到光线的弯曲，恒星对光的吸引，时间延长与空间缩短，一百年的星体轨道平面章动量的准确计算，然后逐一证实的预言都属于“先想后见”之例。 这种人类的百万年中修成的正果，乃人类付与大自然哺育的回报，是大自然的一个反衬，更是大自然的一个部分。正确对待大自然这部分的最佳办法是实践，它应当在实践的各个学科里得到验证才是不偏废的。反之，实践的学科也要上升到给人类这种“本能的工厂”以原料，经过加工制做，生产出理论，并准备再次反回去接受更大规模实践的验证。 “运动论”就是实践的理论，再从理论到实践的科学，同时它又是抽象理论的具体化过程，再从具体学科追朔到辩证原理的认证。