宇宙是物質(zhì)的,物質(zhì)是運(yùn)動的,運(yùn)動是自發(fā)的,自發(fā)是概率性和隨機(jī)性的,隨機(jī)是無序的、混沌的和有規(guī)律的,規(guī)律是人們逐步科學(xué)猜想和實(shí)驗(yàn)總結(jié)的。馬克思曾說:宇宙萬物是普遍聯(lián)系和永恒發(fā)展的。同樣人類的具體科學(xué)之間也是普通聯(lián)系和永恒發(fā)展的,甚至包括自然科學(xué)、社會科學(xué)、思維科學(xué)、信息科學(xué)、人工智能科學(xué)、交叉科學(xué)和邊緣科學(xué)等。 物理學(xué)參考系分為慣性參考性、加速參考系、糾纏參考系。物理時(shí)空分為顯時(shí)空和暗時(shí)空。物理宇宙分為大宇宙和小宇宙。物質(zhì)世界分為人類世界和現(xiàn)實(shí)世界。人類世界分為精神世界和生活世界?,F(xiàn)實(shí)世界分為基本粒子世界和規(guī)范場世界。精神世界分為人類意識世界(人類夢境世界)、人類心靈世界、人類語言世界、人類概念世界、人工符號世界、數(shù)字虛擬世界。數(shù)字虛擬世界分為電腦程序數(shù)字虛擬世界和社會場景仿真模擬世界。 下面我們將要從物理學(xué)參考系的分類一一說起,并按照慣性參考系一>加速參考系一>糾纏參考系順序進(jìn)行講述。 牛頓力學(xué)是公認(rèn)的經(jīng)典力學(xué)。牛頓力學(xué)就是以慣性參考系作為研究物理對象的參照系背景。300多年來,牛頓力學(xué)創(chuàng)造了無比輝煌的科學(xué)成就和技術(shù)貢獻(xiàn)。至少在200多年內(nèi)牛頓力學(xué)滿足了當(dāng)時(shí)的社會生產(chǎn)和科學(xué)發(fā)展的需要,是公認(rèn)的科學(xué)真理。牛頓力學(xué)包括牛頓運(yùn)動三定律、萬有引力定律和絕對時(shí)空觀假設(shè)。憑心而論,從科學(xué)史角度看,牛頓的絕對時(shí)空觀假設(shè)是當(dāng)時(shí)最恰當(dāng)最先進(jìn)的時(shí)空哲學(xué)和時(shí)空理論!牛頓絕對時(shí)空觀假設(shè)為經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典電磁學(xué)理論的誕生打下了非常直觀非常機(jī)械非常堅(jiān)實(shí)的形而上學(xué)基礎(chǔ)。趙展岳教授認(rèn)為:牛頓是科學(xué)史第一個(gè)清晰的數(shù)學(xué)化的研究了“絕對空間、絕對時(shí)間、絕對剛體、絕對運(yùn)動和絕對外力”之間物理相互作用關(guān)系的科學(xué)家。牛頓絕對時(shí)空觀假設(shè)并不是牛頓大腦主觀臆想的,而是牛頓從當(dāng)時(shí)大量的社會生產(chǎn)生活實(shí)踐中總結(jié)提煉出來的思想成果和科學(xué)結(jié)晶。因此絕不能輕易地否定,所以只有通過更高的科學(xué)實(shí)踐和更先進(jìn)的哲學(xué)猜想來進(jìn)一步檢驗(yàn)它、修正它! 狹義相對論是關(guān)于運(yùn)動物體的電動力學(xué)。狹義相對論也是以慣性參考系作為研究物理對象的參照系背景。狹義相對論首先提出了相對論時(shí)空觀假設(shè),確定了時(shí)間與同時(shí)性、空間與尺度性、質(zhì)量與速度性等之間的洛倫茲變換關(guān)系,因而在一定程度上否定了牛頓的絕對時(shí)空觀假設(shè)、絕對運(yùn)動、絕對剛體、絕對同時(shí)性、絕對尺度性和絕對質(zhì)量性等。愛因斯坦只是在高速運(yùn)動的條件了顛覆了牛頓經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空概念,但是時(shí)空本體在實(shí)在論上不受物質(zhì)運(yùn)動影響的客觀絕對性和框架背景性在狹義相對論中并沒有完全得到根除。愛因斯坦認(rèn)為:宇宙是靜態(tài)永恒的,物體實(shí)在性是客觀不變的,時(shí)空是框架背景的,物體運(yùn)動是相對的,時(shí)間計(jì)時(shí)、空間量度和質(zhì)量測量等數(shù)量大小是相對的。狹義相對論有兩個(gè)基本原理(光速C不變原理、狹義相對性原理)和一個(gè)基本變換(洛侖茲變換)。狹義相對論通過狹義相對性原理和光速不變原理把牛頓經(jīng)典力學(xué)和麥克斯韋經(jīng)典電動力學(xué)從邏輯上數(shù)學(xué)上嚴(yán)格地統(tǒng)一了起來。光速度C在狹義相對論慣性參考系中具有邏輯上的絕對意義。 廣義相對論是關(guān)于物質(zhì)、時(shí)空和運(yùn)動三者之間相互作用、相互關(guān)聯(lián)的科學(xué)理論。廣義相對論也是以加速參考系作為物理研究對象的參照系背景。廣義相對論首先提出了宇宙黎曼流形無邊界假設(shè)和時(shí)空引力場彎曲假設(shè)。廣義相對論的重要內(nèi)容可以用美國引力論物理學(xué)家惠勒的一句話概括:物質(zhì)告訴時(shí)空如何彎曲,時(shí)空告訴物質(zhì)如何運(yùn)動。時(shí)空就是引力場。引力場就是物質(zhì)源生發(fā)的。物質(zhì)源又是由物體運(yùn)動和分布狀況決定的。物體運(yùn)動和分布狀況又受時(shí)空引力場的束縛和制約。可見時(shí)空引力場和物體運(yùn)動是相互關(guān)聯(lián)的。這只是加速參考系中物體、運(yùn)動和時(shí)空三者之間的一種外部宏觀關(guān)聯(lián)現(xiàn)象。關(guān)聯(lián)現(xiàn)象中的相互作用力傳播速度不超過真空中的光速。廣義相對論通過廣義性協(xié)變原理和等效原理把物質(zhì)動量能量張量、引力、幾何曲率、時(shí)空和黎曼四維流形從邏輯上數(shù)學(xué)上嚴(yán)格地統(tǒng)一了起來。引力加速度G在廣義相對論加速參考系中具有邏輯上的絕對意義。 量力力學(xué)是1925至1927年由德布羅意、海森堡、約當(dāng)、玻恩、薛定諤等量子物理學(xué)家共同努力發(fā)現(xiàn)并提出的。相對論性量子力學(xué)(量子場論)是1928年由物理學(xué)家狄拉克創(chuàng)造性提出的。量子電動力學(xué)、量子色動力學(xué)、楊一米爾斯規(guī)范場論、弱電統(tǒng)一理論、宇宙大爆炸理論、黑洞熱力學(xué)理論等由更多的物理學(xué)及數(shù)學(xué)科學(xué)家共同提出的。 量子引力理論是20世界80年代逐步發(fā)展起來的。比較成熟的理論是超弦理論和圈量子引力理論。超弦理論是時(shí)空背景相關(guān)性的。圈量子引力理論是時(shí)空背景無關(guān)性的。文小剛的弦網(wǎng)液體理論也是時(shí)空背景無關(guān)性的。 由此看來,正如許多偉大的物理學(xué)家和哲學(xué)家所說:物質(zhì)是什么?時(shí)間是什么?空間是什么?時(shí)空是什么?等問題仍然是人類幾千年來最困惑的基本問題。 量子物理學(xué)家泡利曾說:時(shí)空問題是物理學(xué)基礎(chǔ)性研究中始終擺脫不掉的最根本性的首要問題。 1955年臨終之前,偉大的物理學(xué)家愛因斯坦也說:研究了近50年始終沒有真正搞清楚光究竟是什么?時(shí)空究竟是什么?(過去、現(xiàn)在、未來是人們的主觀幻覺嗎?) 量子糾纏電動力學(xué)和信息量子熱力學(xué)是以糾纏參考系作為物理研究對象的參照系背景。比如,糾纏量子A是糾纏量子B的參考系,糾纏量子B是糾纏量子A的參考系,第三方的獨(dú)立中介參照不存在。如果說牛頓力學(xué)的慣性參考系中外力F=0而使物體在絕對時(shí)空中處于靜止或勻速直線運(yùn)動,那么愛因斯坦廣義相對論的加速參考系中引力F>0而使物體在相對論時(shí)空中處于加速或自由落體運(yùn)動。同理量子糾纏電動力學(xué)的糾纏參考系中外力F=0、內(nèi)時(shí)空糾纏力?>0而使物體在糾纏參考系中處于內(nèi)加速糾纏相干涉運(yùn)動狀態(tài)。 真空盎魯效應(yīng)表明物體運(yùn)動加速度與外在溫度之間具有等價(jià)性即T=a/2πK。蘭道爾極限表明信息刪除與能量熱耗散之間具有等價(jià)性即△Q=KT㏑2。玻爾茲曼公式表明系統(tǒng)的熵與系統(tǒng)的微觀自由度之間具有等價(jià)性即S=K㏑w。愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系式表明物體質(zhì)量與能量之間具有等價(jià)性即E=mC^2。焦耳熱功當(dāng)量公式表明系統(tǒng)熱能量與系統(tǒng)做功之間具有等價(jià)性即△Q=jW。 未完待續(xù)。 |
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