物理学创新理论合理性的三个方面
2009-11-13 14:29:11
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作者 苟文俭

最近,一位令人尊敬的电磁学老专家给作者发来邮件,并传了他多年创建的有关光子与电子传播的散立时空理论,希望与作者做进一步的探讨;作者不敢怠慢,认真拜读了他的大作后便及时做了回复。

本文后面所称的老专家,即是这里提及的这位电磁学老专家;本文并不是给这位老专家回复的邮件,但完全是根据给他的邮件写成的。

(一)

象量子力学对物质波的描述很有效一样,物理学已经有了一些对描述对象很有效、而且被人们普遍接受的现存理论,对此作者就简称是现存理论。对某个创新理论,尽管表述方式可能不同,但如果其物理实质与现存某个理论相似或雷同,人们当然不会抛弃这种现存理论,转而接受新理论。

因此,物理学创新理论合理性的第一个方面,就是应当注意不要使自己理论的物理实质、与现存理论相似或雷同。

在对光子与电子位置变动的研究中,老专家提出的散立时空理论,其物理实质是:原子存在中,能级跃迁过程不可测量(他用任意间隔时间Δt = 0表述的),但跃迁始末有确定的不同时间值;光子、光波、光的波粒二象体与电子的位置变动一样,它们都是在散立时空进行传播,而不是在连续时空做(机械)运动,它们在不同位置之间任意间隔的时空量均为零,但不同位置又均有不同的时空量取值。老专家认为,量子力学是连续时空系理论。

作者在对量子力学的研究中认识到:物质波非全振动过程的时空是不可测量的,满足量子力学测不准原理,但在物质波全振动位置上,时空可测量,均有确定取值,不满足测不准原理。显然,作者对测不准原理的这种理解,与量子力学正统诠释是不一致的。

根据作者对测不准原理的上述理解:原子能级跃迁只能发生在电子波的驻波波节位置,驻波波节之内的时、空均不可测量,也就可以用任意间隔时间Δt = 0表述,但不同的驻波波节位置均有不同的时、空取值;在物质波(包括光子)的传播中,波长以内的空间、周期以内的时间均不可测量,也就可以用任意间隔取零值表述,但在不同的全振动位置上,时、空就均有了不同的取值。因此作者认为,对光子、光波、光的波粒二象体与电子位置变动一样,相对于可测量而言,量子力学测不准原理也规定了它们只能在离散时空中传播。

因此作者认为,如果我们从全新的角度理解量子力学测不准原理,它也就具有了时空离散的物理实质,即量子力学包含了时空离散观念,它并非是完全依据于连续时空的理论。

作者认为,如果把老专家的散立时空理论更过为对量子力学的修正、而不是完全离开量子力学去创新,就不会失去这个方面合理性。

(二)

老专家构建散立时空理论的基本研究思路是:先用数学分析的方法提出假设,然后以实验或经验事实为依据,再对自己的假设及其理论分析做出取舍,认为只要假设与分析与事实相符,就应当是可信赖的。这也是现代物理理论探索中,许多人都赞同和使用的方法。

我们知道,物理学的描述对象,是物质世界中某个领域真实的客观存在,我们只能根据描述对象自身来构建对它实现描述的理论,理论的数学演绎分析也只能以描述对象自身的内在关系为依据。由此,对物理理论的公理化假设及其演绎分折,自然就会有如下规范要求:

1、构建物理理论的基本假设一般也称是理论的公理化原理,它总是来自反映研究对象本质的基本事实,而且每一个这样的原理均是确定唯一的,在逻辑上满足哥德尔不完全定理,是不可论证的,当然这也就决了它不可能来自数学分析,也决不可能是某个数学规则、哲学原理或宗教信条。

2、数学分析演绎方式及其结果的取舍,应当由演绎中输入研究对象的边界条件来确定,注意一定要是研究对象的边界条件,而不是某个现有的任意事实、或某个理论的已有结论,只有这样,在逻辑上才能保证理论是对描述对象的表述。

这两个规范要求就形成了物理学创新理论合理性的第二个方面,它包含的实际意义是:物理理论研究的不是概念或数学过程,我们只能以描述对象为唯一依据去创建理论。

(三)

作者所述的创新理论合理性的第三个方面,主要是针对创新理论的优越性与继承性而言的,具体是以两条:

1、物理理论的优越性,主要在于对描述对象中相关问题的解决;物理理论越简洁,解决的这些相关问题越多,理论就越容易被人们认可。因此,理论的优越性不在于观念上有多么新奇,而在于与已有理论相比,解决了多少与描述对象相关的、已有理论根本无法解决的疑难问题;解决的这类疑难问题更多,理论优越性就越高。

2、就理论的继承性而言,其主要表现,是在逻辑上,创新理论是否与其他已有理论的有效部分完全自洽,而不是相互矛盾。

最后特别说明:物理学创新理论合理性的上述三个方面是统一的;即只有当某一个创新理论同时具有了上述三个方面的合理性时,该创新理论才是合理的,才会最终被人们接受。

完成于2009-11-12

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