光速不变与物理理论探索
2009-12-31 10:05:58
  • 0
  • 0
  • 0

作者 苟文俭

最近,作者与某高校一位物理学教授讨论了有关物理理论的探索问题,为了有利于自己的学习与提高,特别根据作者所谈的意见写成了如后的文字,欢迎感兴趣的网友批评指正。

本文标题中的“光速不变”,是指狭义相对论的“真空中光速不变原理”。

(一)

物理理论探索中,我们应当以所表述的描述对象的实际存在为基本依据。

任何一个物理理论,一般都把物质世界某个方面的存在理想化形成描述对象后,再用数学对其规律性做形式化表述。这里数学只是一个语言体系,只是我们对描述对象的规律性做形式化表述的工具,它自身并不能给出描述对象是什么或有什么。

在物理理论中,我们之所以要使用数学,是因为它简洁,能够为我们提供严密的演绎逻辑。但数学这种演绎逻辑必须与描述对象自身存在保持一致,必须有描述对象自身存在构成的边界条件的输入,才能实现对描述对象规律性的表述。否则,对物理学的描述对象而言,数学的逻辑性及演绎推理将没有任何意义。

因此,我们做物理理论探索,就应当以所表述的描述对象的存在为基本依据,始终以这种物理自身存在构成的边界条件来选择数学的演绎方式、以及数学演绎的结论。作者认为,对物理学理论的探索,如果主要是从具有一般性的数学分析出发,完全不充分注意不同描述对象自身的不同存在,也没有描述对象自身存在构成的任何边界条件的输入,其结果就必然会导致理论结论与描述对象自身的实际存在相悖。

(二)

物理理论探索,我们应当怎样做完善已有理论的探索。

对此,我们首先要明确一个问题:即在物理学上,现在人类还没有一个对物质世界各个方面都适用的普适理论,我们现有的任何物理理论,都有由描述对象自身存在构成的、有确定适用条件的逻辑前提,因此不同理论的数学表述,也都只应当严格服从自身的逻辑前提,它们的规律性都不是物质世界的普遍规律,它们的数学表述,也都并不具有纯粹教学意义的抽象性与普适性。

作者认为,做完善已有理论的探索,我们就应当以已有理论理想化的描述对象为依据去开展工作,主要是以下三个方面:

1、分析由描述对象构成理论逻辑前提,看是否与描述对象自身存在具有逻辑一致性,是否可严格证实的经验真理或经验命题,是否具有尽可能的逻辑简洁性,具有可使用数学表述的特征性,并针对其上述这些不合理的地方进行修正。

2、分析理论的数学部分,并针对以下三个方面的问题进行修正。

(1)看数学表述是否完全依据于逻辑前提,对其不一致的地方进行修正;

(2)看数学表述是否超越了描述对象自身设定的边界条件,是否与描述对象理想化的物理实在完全相符,针对其不适宜不合理的部分进行修正;

(3)看数学表述过程是否是最简单的,并对其不简洁不适用的部分进行修正。

3、分析对理论数学部分的经验陈述,检查是否有超越描述对象自身存在的附加命题,或者是否有离开逻辑前提的经验陈述,并对其不合理的部分做修正。

(三)

狭义相对论的“真空中光速不变原理”、及狭义相对论的问题。

首先我们应当明确,它的传播具有它自身的特性,它并不遵守速度的矢量运算规则,不满足伽利略相对性原理,其理由是如下两点。

1、我们知道,光是不可加速的,表明它没有惯性,而对物体运动满足伽利略相对性原理的实质,是因为运动物体有惯性,它因为惯性要保持初始运动物体的运动状态。因为光没有惯性,伽利略相对性原理当然就并不能适用于光传播。

2、光进入真空传播后,运动完全唯一决定于真空的电磁特性,其运动如何,与我们怎样去观察并没有关系,即传播速度不具有观察的相对性。而物体在空间运动时,它并不受任何空间特性的支配,完全是自在的,其运动如何总与观察方式相关,因而其运动也就具有了相对性。

综上所述,由于真空的特殊性,光传播又唯一依赖于真空,再加之光又没有惯性,这就注定了它传播过程的特殊性。狭义相对论的“真空中光速不变原理”与实际相符,是可严格证实的经验真理或经验命题。

作者在长期的研究中发现:狭义相对论的问题,并不是光速变不变的问题,而是人们对“相对性原理”的设定,与“光速不变原理”的逻辑基础并不同一,其结果,人们就总是要离开它自身由逻辑基础设定的界限,把在这种逻辑基础之上推理的有限真理,视为了在任意条件成立的普遍真理,其结果就人为制造了形形色色的悖论与混乱。

因此对狭义相对论我们所做的探索,首先就是要修正“相对性原理”逻辑基础的设定,使它与“光速不变原理”相统一,在此基础上消除人为制造的形形色色的悖论与混乱,保留它的有效部分,而不是去推翻它。

完成于2009-12-31

最新文章
相关阅读