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发表于 2019-5-16 21:35:31
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相对论与量子力学之间的矛盾,不仅在研究对象的不同(宏观大尺度的宇宙与微观小尺度的基本粒子)。在方法论上也截然不同,相对论基本上延续了十九世纪的拉普拉斯决定论,也就是以必然性为基础;量子力学则以大量粒子运动的或然性来确定波函数,也就是以偶然性为基础。所以,宏观宇宙世界与微观粒子世界,运动规律有着本质不同,属于不同的时空结构问题,基本上没有统一的可能性。
就现在以广义相对论为基础的宇宙学来看,所限定的宇宙边界是由黎曼几何所限定的边界,相对无限的宇宙来说黎曼几何也只能是个极限为零的无穷小曲面空间。所以,由于广义相对论的数学限制,目前所能认识的宇宙也只是个几何的无穷小宇宙;以无穷小宇宙中形成的有限几何为基础的物理理论作为研究整个宇宙的基点,这本身就是问题;也就是说,有限的理论真的具备研究无限宇宙的功能吗?仅凭爱因斯坦的引力场方程的解,就能揭示宇宙的构造揭开宇宙起源的奥秘吗?许多结论看似惊世骇俗,实际却是理论超越自身的适用范围后得出的荒谬结论。
广义相对论是以质量等效原理和场的概念为物理基础、以黎曼几何为数学基础建立起来的。这里不谈等效原理,就说说场的概念吧。场的概念是法拉第为解释电磁现象引进的概念,之后麦克斯韦在场概念的基础上建立了完整的电磁理论,电磁波也得到了赫芝实验的证实;这说明场的概念在电磁理论方面是有效的。但是,场的概念在电磁理论方面的有效性,是否可以无条件地外推而成为整个引力理论的基础呢?
应该说,爱因斯坦有将场的概念无条件地无限外推的嫌疑。在广义相对论的宇宙空间,场似乎无处不在弥漫整个宇宙,成为引力的基础。实际上,爱因斯坦的场与十九世纪的以太一样,是实验无法证实的形而上学的存在。这也决定了广义相对论在对引力本质的认识上,并没有比牛顿前进多少。
其次,空间与时间相对物质是独立的还是绝对不可分离的?空间与时间是物质存在的形式,形式本身也是内容吗?牛顿的绝对空间与绝对时间,并没有被相对论所推翻,因为这是与欧几里德几何相一致的时空观,只要欧几里德几何在适用范围是合理的,那么牛顿的时空观也是合理的;爱因斯坦的相对空间与相对时间,是与黎曼几何相一致的时空观,只要黎曼几何在适用范围是合理的,那么爱因斯坦的时空观也是合理的。从这个意义上来说,经典力学与相对论,并不存在谁比谁优越的问题,也不存在谁能替代谁的问题,二者只是对应不同几何空间的物理学,有各自的适用范围,而且彼此没有互换性。
从物理的角度来看,空间与时间既是绝对的又是相对的,空间与时间的绝对与相对是由物质的运动决定的,只有在物质的运动中空间与时间绝对与相对的矛盾才能得以克服,物质不同的运动规律才能在相应的数学几何空间归结为物理定律。从这个意义说,牛顿的时空观物理意义大于数学意义,爱因斯坦的时空观则数学意义大于物理意义;相对论本质上是通过提升数学空间来弥补物理空间的缺失,使经典物理学的内容融合于新的几何空间。
不难看出,物理学理论是一个由初级向高级不断提升的过程,物理定律都对应相应的几何空间,因此都有各自的适用范围。对于物质运动的多样性与复杂性来说,不可能有一个万有理论能适应这种多层次、多方面的需要。物理学的发展也只能是一个由相对真理向绝对真理不断渐进的过程,新的物理理论不是万有理论,而是对物质世界更深入的认识与更高层次的把握。 |
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