广义 开源节流 《广义场论》·《序言》第2节(1)



第2节

对相对论和统一场论的批判

量子力学和爱因斯坦相对论为我们揭示出一个相对真理:物质世界是由两种东西构成,一种是质量物质,一种是能量物质(还应包括性量物质),而质量是它所含能量的度量。后者是“质能关系式”描述。这一描述,揭示出质量物质与能量物质的微妙区别与内在联系。这显然是非常了不起的,但仍然存在理论缺陷。第一,只说明了质量是能量的度量,未能解释清楚,物质运动具有能动性问题。第二,揭示出自然物质质能关系,未能将社会物质纳入其研究范围,所以错过了发现“广义场”的契机。

一、什么是相对论力学?有什么重大贡献和理论缺陷?

相对论的产生不仅是自然科学发展史上的大事件,也是社会科学发展史上的大事件。相对论以无可辩驳的科学实验依据证明:物质质量与物质能量的守恒与转化的模式,得到了“物质世界的高度统一性”结论。但它同样存在着自己的理论缺陷,那就是,它没能解释物质质量、能量的守恒与转化的原因。我们知道,物质质量与能量是既有区别又有联系,中间一定存在媒介,而这个媒介又是什么呢?

(一)什么是相对论力学?有什么本质特征

 广义 开源节流 《广义场论》·《序言》第2节(1)

相对论力学是已经将环境因素的变化对运动物体状态的影响考虑进去了的物理学。是否把环境因素对运动物体状态的影响考虑进去,可以认为是相对论力学与经典力学的本质区别。当然这还不是相对论力学的全部,因为相对论力学不仅考虑了运动物体与环境的关系,也揭示了物质质量与能量关系。

1、什么是相对论力学?是怎样产生的?

相对论力学是上个世纪,由德国物理学家、犹太人爱因斯坦提出的关于物质运动与时、空关系的一门科学,是现代物理学的基础理论之一。在这之前,人们根据经典力学的时空观,在解释光的传播问题时发生了许多尖锐矛盾。针对这些问题,爱因斯坦从根本上抛弃了旧的时空观,建立起新的时空观并揭示出了高速物体的运动规律。这一理论的提出,对以后物理学的发展可以说产生了巨大影响。

狭义相对论建立在两个基本假设基础上:第一,相对性原理。物体运动状态的改变与选择什么样的参照系无关。第二,光速不变原理。即对任何一个参照系而言,光速都是相等的。于是,在两个基本假设的前提下,他以“同时性”为突破,发现两事件在惯性S中,如果在同一时间、不同地点发生,那相对于S以匀速ν运动的惯性Sˊ中的测量就不是同时发生。就是说,同时性不是绝对而是相对的。

由于能从两个假设出发,自然得到与洛伦兹变化相同的、表示不同惯性系中时空坐标之间的变化关系:第一,物体相对于观察者来说是静止的时候,它的长度测量值最大;如果相对于观察者以速度v运动,那么沿相对运动方向上的长度就会缩短;速度越大,缩短的距离就越大。第二,时钟对于观察者静止时走得要快,如果相对于观察者以速度v运动的时候,那么它就会变慢。即运动的时间会放慢。

第三,在任何惯性系中,物体的运动速度都不能超出光速(这是错误的,现代科学已经证明光速不仅可以产生加速度,也可以放慢)。第四,如果运动的速率比光速小很多,根据质量增加公式,相对论就变成了经典力学。这也就证实了彭加勒的假设——牛顿力学作为一个特例,被包含在了新力学中——物体质量随速度变化而变化。可见,相对论力学比牛顿力学更具有普遍意义。第五,物体的质量是它所含物质能量的量度(质量是能量的存在状态)。用质能关系式来表示,得的E = m c ² 的关系式 。

广义相对论建立于1916年。第一,广义相对性原理。即在任何参照系中,自然规律都有相同的数学形式。第二,等效原理。即在一个小体积范围内的万有引力和某一加速系统中的惯性力“等效”。据此,物质存在一定分布状态,使时间、空间会变得不均匀(所谓时空弯曲)。“万有引力场”就这样产生;于是,从这个意义上说,狭义相对论只是广义相对论在“万有引力场”很弱时的一种特殊状态。

2、相对论力学的本质?为何体现了运动模型?

那么,爱因斯坦相对论力学的本质又是什么?第一,相对论力学从根本上抛弃了牛顿的“绝对的时空”观,否定了“以太”的存在,即没有把“以太”当作参照系。第二,揭示了时间、空间的不可分割性,证明了时空存在本质、内在、必然联系。即把三维空间拓展为四维,加进了时间t,并形成了一个由x、y、z、t组成的四维空间连续区。也就是说,一切物质运动都将由空间、时间坐标来确定。

第三,现实的物质空间不是平直的欧几里德空间,而是弯曲的黎曼空间——三角形三个内角和大于180°,曲率为正的空间。第四,弯曲度取决于物质在空间的分布情况。即物质密度大的地方的引力场的强度也大,空间弯曲的越厉害,空间曲率取决于引力场强度,时间也要相应地变慢。也就是说,时空性质不仅取决于物质的运动情况,也取决于物质本身的分布情况(后两条是广义相对论的内容)。

意思是说:当质量发生△m的变化时,必然伴随有△E的能量的变化;当有△E的变化时,必然伴随有△m的变化。说明利用很少的物质可以产生很大的能量。为什么用很小的物质可以产生很大的物质能量?这是因为:能量不仅与物质的质量有关,而且还与物质的运动速度有关。也就是说,一个很小的物质,如果其运动速度很大的话,那么,它的这种运动速度就可以使该物质产生出很大的物质能量(这一公式奠定了原子能的理论的基础)。正因如此,有人把爱因斯坦这位科学巨人,称为“原子能之父”)。

这样,爱因斯坦的相对论就把物质的静止质量、运动质量和时间、空间的关系等一览无遗的包含在了自己的“新的物理学”里。在这种状态下,经典力学自然也就成为相对论力学这条漫长“对应曲线关系”中的“一个特例”了。这样,爱因斯坦也就把物质世界普遍联系的观点自然而然地纳入到了自己的相对论力学中,为人类认识客观物质世界和揭示客观物质世界的运动模型,提供了一把金钥匙。

如此,客观世界便由物质质量、能量和运动速度这三部分构成了。就是说,客观世界呈现在我们面前的,要么是质量、要么是能量、要么是运动,但它们又是相互联系的。由于呈现在我们面前的物质运动都是相对的,所以,不管是物质质量、物质能量还是物质运动也都自然是相对的了。如果说马克思主义学说还不能令所有的人信服的话,那么爱因斯坦却通过他的相对论力学和他的质能关系式比较准确地把我们这个客观世界给说清楚了,并把自然科学与社会科学有机地联系在一起(物质不灭)。

(二)相对论的科学价值和它的理论缺陷

辩证唯物主义者认为:不管是物质还是运动,都相对于某一事物来说的。也就是说,物质、运动总是具体的和有所指的。若离开了一定的事物、环境,那么,对这种物质、运动的认识,对我们来说便失去意义。于是,在这一前提、背景下,对客观物质运动和转化条件的研究,便成为一种必然步骤。

1、相对论力学的科学价值?

笔者以为,相对论力学的科学价值在于:揭示了物质质量与物质能量不仅是守恒、转化的,而守恒、转化的依据就在于,“物质质量是它所含能量的度量”。什么意思呢?就是说,物质质量的大小与它产生能量的多少有联系,而与它的体积、重量的大小没有必然的联系。也就是说,当具备了一定的条件以后,很小质量的物质,会产生很大的能量,而这一思想正是核物理和天体物理学产生的基础。

如今,人们对于“质能守恒与转化定律”已经毫不怀疑。可是,如果要问为什么?能回答上来的人恐怕不多,因为人们把这个定律设定在“一个封闭的系统”中了。也就是说,物理学上的“质能守恒与转化定律”,是指在“一个封闭系统”中,物质质量与能量的守恒、转化。而人们却忘记了,所谓“一个封闭的系统”压根就不存在。就是说,如果把它推广到一个开放的系统,该定律也就不成立了。

宇宙可谓大也,但一定是相对的、开放的;原子可谓小也,但一定是相对的、开放的。如此,我们又如何才能寻找到一个所谓“封闭的系统”?当然找不到,因为人们为“质能守恒与转化定律”设定的这个条件原本就不存在,当然就不会有什么更多的实际意义,更不要说有经济价值了。于是,从这个意义上说,“质能守恒与转化定律”原本就不很科学。然而,爱因斯坦的“质能关系式”则不同了。

与质能守恒与转化定律相比,爱因斯坦的“质能关系式”对物质的认识显然要深刻得多、严密得多和更具有适应性和可操作性,因为它描述的已经是物质的存在与运动状态、规律。什么意思呢?就是说,爱因斯坦已经把物质质量与能量的守恒与转化建立在物质运动的变化规律中,为它寻找到了一种可变的函数关系。即把三维空间拓展为四维,加进了时间t,并形成了一个由x、y、z、t组成的四维空间连续区。就是说,一切物质运动都将由空间、时间坐标来确定,而不能仅仅从物质的本身来考虑。

更为重要的是:由于相对论所揭示的是一切事物、物质都拥有的质量、能量物质的守恒与转化规律,所以它的问世必将突破物理学、自然科学的范畴,从而使其同样也能够成为指导社会科学、经济学、管理学研究的一门具有高度综合性意义的科学体系。这样,也就为自然科学与社会科学联姻并生儿育女创造了条件。而“相对论经济学”和它子系统理论的不断诞生,从客观上便说明了这个问题。

2、相对论力学的理论缺陷?

笔者以为,不管是自然科学还是社会科学,要想有所发现、有所发展,都必须要解决好运动源泉的问题,否则,就会陷入为了研究而研究的旋涡,并最终成为被人批判的对象。是否可以得出这样的结论:不管是经典力学还是相对论力学,都是在研究和探讨物质具体存在与运动状态,且仅限于在自然状态下。尽管相对论力学力图冲破这种桎梏,但天生所具有的自然科学属性,使这种奴隶成为泡影。

于是,在这种重大缺陷或者说严重缺失的前提下,爱因斯坦便卤莽地得出“光速不能超越”的结论。爱因斯坦凭什么说光速是不能超越的?如果说光速是不能超越的,那不就等于否定了他自己的相对论?于是,在光速不变的前提下,爱因斯坦又得出:如果出现了光速的可变差异,一定是由于时间放慢了、空间被扭曲了。也就是说,它宁肯承认时空发生了变化,也不承认光速这种物质可变性质。

光速真是不能超越的“绝对速度”吗?为此,爱因斯坦对时钟变慢,用因子式进行了运算。我们知道,在现实中,电子的运动速度与光子的运动速度是非常接近或者说是等速的。最近有报道说,科学家已发现“引力速度”,而据一些专业人士说,“引力速度”与光速和电子运动的速度接近或是等速的(实际中它们肯定存在差异,因为完全相同的物质和运动速度是没有的,笔者不知道谁更快一些)。

笔者为何会得出这个结论?这是由于:世界上压根就不存在绝对的事物、物质、运动,当然也就应该包括速度。试想,在巨大的黑洞引力下,时空都能够被扭曲,光线都无法逃脱,那又怎么能说光速是绝对速度?换言之,如果没有超过光速的物质运动的存在,那么光线就应该能够逃脱黑洞的巨大引力场而游离于黑洞之外。令人更疑的是,在反物质、反宇宙世界里,光子能否保持“绝对速度”?

我们知道,正电子与负电子相遇时会发生湮灭,在湮灭过程中释放出巨大能量,并在湮灭同时生成“一对光子”。这说明什么?说明电子与光子之间存在转化关系,说明光子、电子都有自己出生的地方,既不是绝对物质,也不是绝对运动,更不是绝对速度。我们知道,光速是指“光量子”的运动速度,由于光子静止质量几乎等于零,所以光子在运动过程中,其加速度非常之大,所以其速度极快。

难道世界上就没有比光子的静止质量更小的物质了吗?至少,应该承认,光子也应该有自己的构成。换句话说,如果说光速是绝对的,那么光子作为能量的最小单位,它就不应该是由正负电子对湮灭后而转化的,否则就实现不了这种转化。也就是说,低速运动的物质是不可能转化为高速运动的物质的。再说,光子的运动应该是在斥力或引力作用下形成,因此,光速同样应该是相对的运动速度!

  

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