物体时空形象和状态描述的哲学基础

有了上述狭义相互作用原理及推论，现在我们可以来回顾和讨论牛顿力学、相对论力学和量子力学中物体时空形象和状态描述的哲学基础了。

按照前面的分析，物体时空形象的形成，其动因既包括产生“本体”的基本相互作用（自然力），也包括观测使用的观测信号作用。自然界中的任何物体如果不做理论抽象，显然都不会是质点，都有与相互作用相联系的特征量r和R(曲率)。观测信号对物体在时空中的形象也应有影响。但牛顿力学都把物体简化为质点，质点无大小，没有几何形状，物体自身无形象，加上牛顿力学中观测信号作用速度无穷大，无穷大的信号速度无法区分物体上不同的时空点。因此，牛顿力学中，观测信号也就无法判别和影响物体因运动而引起的时空形象的变化。这等于忽略了观测信号作用对物体时空形象的影响。坐标系是建在物体（参照物）之上的，物体（参照物）的时空特征就是坐标系的时空特征。忽略观测信号对运动物体（参照物）时空形象的影响，也就是忽略观测信号对坐标系的时空特性的影响。所以牛顿力学中时空是绝对的，与物体的运动状态无关。从不计观测信号作用对“物体”时空特征的影响角度看，牛顿力学是“现象实体”可以直接等同于“自在实体”的力学。“现象实体”的时空特征也就被看作“本体”的时空特征。这是一种过分简单化、理想化了的近似假说。日常生活中，人类对自然现象的许多认识与思考都有意无意根植于这一自然哲学原理。

库恩的“范式不可通约”，把“现象实体”误为“本体”的错误思维，其哲学根源可能也来源于此。

围绕质点的意义，牛顿力学给出了逻辑一致的假设。这就是：一、信号作用速度无穷大。因为作用在物体上任何一处的信号都是同时到达，无法区分不同的时空点，所以“物体”简化为质点。二、质点的内能密度无穷大，能量密度无穷大，预示物体的内力作用无穷大。因此，无穷大的作用对应牛顿力学质点的含义。三、牛顿力学是推论二的极限理论。物体的时空特征r、R取极值。特征半径r=0,特征曲面的曲率R＝∞。一切自然定律在此处失效。物理学中用奇点表示粒子，奇点物理性质的自然哲学基础应源于此。

相对论力学则不同。相对论力学否定了光速无穷大特性，承认光速有限，实际上是否定了物体的点粒子特性。爱因斯坦的火车对时实验，即是最好的说明，火车就不是质点。否定了物体的点粒子特性，也就是承认观测信号作用对物体的时空形象有影响。相对论的光信号对时及光速的有限性对时空特性的影响，正是源于这样的新的自然哲学原理。当然，相对论物理学中物体最后还是变成了质点，但那是在将观测信号作用对物体（兼作参照物）时空形象的影响，归结为坐标系的时空属性之后才办到的。物体成了质点（坐标系建于质点之上），时空形象无变化，但与物体（参照物）联系的坐标系的时空却在变化。这种抽象处理，体现了爱因斯坦的超常智慧，是空间即物质广延性哲学思想的具体化。相对论力学是比牛顿力学更精确的力学，在对现象的描述中，它既考虑了牛顿力学中的基本相互作用，又考虑了观测信号作用。但是必须指出，相对论力学考虑观测信号（光）对物体时空形象的影响时，不动摇基本相互作用对物体时空形象的定位，而且引力和光的作用被看做是连续的，形成了时空的连续性。电磁力作用对时空的影响可以转换成引力的变化对时空的影响。本书的后继章节将作深入讨论。由于时空特征是相互作用的产物，因而连续的作用保证了时空的连续性。这是宏观低速和宏观高速世界的特征，在微观世界情况则另当别论。

在微观世界，光子与电子的作用是不连续的，吸收与释放是一份一份的。因此,电子的时空特征也表现出不连续性。间断的相互作用造成了形态突变区的存在。光子和电子之间相互作用的大小和方向当然也是可以变化的。因此,由相互作用形成的电子的时空特征量r和R也是变化的，体现出不同时空点上曲率R的波动。但每个能级有一个基本的最大值，出现在波函数的振幅中，我们称其为基准曲率。按照我们的新的理解方式，这就是电子波的本质所在。电子波反映的是电子运动过程中，通过光学现象表现的“自身空间结构”（“表面曲率”）的变化。我们还要证明，“空间结构”——“形”的变化与点粒子几率的变化是可以相互转换的。曲率解释可以包容几率解释,并弥补了几率解释中对“形”的缺失

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自赵国求科学网博客。
链接地址：https://m.sciencenet.cn/blog-315-14018.html

上一篇：科苑诗书画笔会寄专家学者
下一篇：微观世界的非连续作用