传统物理教的出路

传统物理学的出路（1．2）

筱旻窠

每篇阅读都是未知范畴，每节内容都有新颖看法。――活动论

经典物理学和当代物理学形成的传统物理学，多数采纳通过对天然征象的观看感知和对物理纪律的了解探究，然后试验验证能重复再现的物理纪律，归纳总结抽象为理论的传统要领举行物理学研究。这种传统研究要领已无法进一步深入到物质內部更深处，也无法全历程、全体系从整个框架了解和把握整个宇宙。因为没有团体头脑引导，使得当代物理学研究表象化、碎片化，致使很多理论相互抵牾乃至自相抵牾，显现不少瑕疵与毛病。为了消除这些抵牾，种种理论就不得不消新理论去阻塞旧毛病。由于没有从基础上办理这些题目，新理论又显现了新抵牾、新毛病。由于原有题目没有得到实质性办理，又带来了更多的新题目，把本来不是题目的题目研究成了题目，使新题目越来越多，没完没了，乃至于形成了制造题目的链式反响，永无完结。这种堵毛病式的物理学研究生态，把物理学研究本该是一个理论突破接着一个理论突破的历程，酿成了一个理论毛病修补接着一个理论毛病修补的历程，更谈不上深入到物质内部深处探究物质实质和上升到宇宙高度研究宇宙团体系改变。弦理论的十一维空间便是这种打补丁研究方法的必定效果。又因现在高能物理研究“盛宴已过”，在宇宙能级眼前人力已遥不行及，人类失去了用对撞机作为东西进一步探究物质内部布局的本领，当代物理学再通过天然征象用总结归纳的传统要领对物质根本粒子举行探究，对宇宙根本活动纪律和实质演化机理举行研究，已无能为力，当代物理学陷入了空前的逆境。

对物质深条理的根本布局，当代物理学无法通过物理征象去感知；对宇宙高条理的根本活动纪律当代物理学也无法通过归纳法去猎取，传统物理学面临这些根本题目已无计可施。另有什么要领和气力可以或许使理论物理学研究显现转机呢？1915年，物理大家爱因斯坦颁发了广义相对论，他用头脑试验的要领建立了引力与加快活动的等效道理，从而建立了广义相对论，构建了当代物理学大厦，使相对论成为当代物理学两大支柱之一。颠末一百多年的物理学验证，证明白爱因斯坦相对论的精确，使相对论由假说酿成了学说，并对当代物理学做出了庞大奉献。爱因斯坦的头脑试验是显现在经典物理学的逆境中，万有引力的超距作用、牛顿的肯定时空观、光速稳定道理等等理论看法造成了经典物理学危急，而爱因斯坦的头脑试验突破了经典物理学的束缚，使当代物理学以一种极新的姿态进入了当代物理学期间。爱因斯坦和他的相对论固然很巨大，但他们仍旧停顿在传统物理学框架内，由于没有从宇宙全局思量题目，没能为整个物理学着想，没有举行顶层框架设计，只是从某个方面举行了理论突破，以是对宇宙中的根本题目仍旧无法答复。对付什么是能量，什么是物质，什么是活动，什么是时空；质量是什么，根本粒子是什么，暗物质是什么，暗能量又是什么答复不了；对物质是如何形成的，物质是如何泯没的，物质是如何储存携带能量的，根本力是如何通报的，万有引力是如何形成的，物质的惯性是如何形成的，宇宙为什么会加快膨胀等等题目解说不清晰。之以是相对论和量子力学回荅不了这些根本性题目、普通性题目、广泛性题目，便是由于这些物理学研究沒有全局头脑，没有效演绎法举行团体设计，去追根求源，仍旧停顿在传统物理学归纳法思绪上。只管当代物理学现在处于逆境之中，但是物理学先辈们的头脑试验给我们带来了深刻启发，可以用头脑试验跳出当前的逆境。头脑的气力是巨大的、深刻的，巨大到一望无际，深刻到无穷无尽，只有头脑的气力才气给传统物理学带来出路。

纵观物理学进展史，总是一流的科学家提供头脑，二流的科学家提供要领，三流的科学家运用这些头脑和要领。物理学什么时间有了新头脑，就会有理论突破，有实质希望。什么时间缺乏了新头脑，就沒有了进展魂魄，物理理论就只能修修补补在逆境中前行，不光进展迟钝，偶然乃至故步自封。当代物理学研究不乏种种理论看法，不缺种种数学东西，具备种种观看要领和试验本领，但是却难有突破，症结地点是缺乏新头脑。没有新头脑作引导，就没有全局看法，沒有顶层设计，没有体系策划，就无法走出了解外貌化、研究碎片化、理论补丁化的困局。

为了了解新头脑对物理学研究的决定性作用，没关系从了解论中去猎取一些开导。了解论表现：人类用感官感知外部天下，以归纳综合形成观点，然后用观点举行推理，抽象陈规律，进一步形成理论。这个推理历程便是头脑，这个推理布局便是头脑。没有头脑的推理历程大多采纳归纳综合、归类、总结等归纳法，这种推理历程只能是表象的、单方面的、碎片式的，就象传统物理学研究生态一样。而当推理历程形成推理布局后，即形成头脑后，就会抽象出推理框架、推理模式、推理体系，反过来作用推理历程，使推来由个体上升到普通，由特别上升到广泛，由单方面上升到全部，使推理历程更全面、更深刻、更体系、更抽象。在头脑引导下，人们就会用全局看法、体系视角、全历程要领去寻求客观天下的根本存在、广泛联络和探究普通纪律，去了解外部天下的素质，追根求源。可见在人类了解外部天下的历程中，使推理历程上升到头脑框架，把感知推理历程抽象成头脑定式，也便是形成头脑，在头脑引导下举行推理历程是何等的紧张。头脑引导下的推理历程不光可以利用归纳法，并且大多利用演绎法，有了头脑引导后就可以从全局动身，举行顶层设计，从亊体系摆设，先搭建框架再引导添补内容，统统在全局配景下举行，就可以把全要素、全历程、全体系整合在一路，实现整个别系的同一。

在新头脑引导下的物理学研究，就会形成新物理学。新物理学是对传统物理学的未知范畴实行探究并举行头脑突破和理论创新的物理学理论。新物理学与传统物理学的素质区别是：用归纳法抽象成新头脑后再在新头脑引导下用演绎法举行物理学研究，而不是仅仅用归纳法举行沒有全局看法的物理学研究。总之便是用演绎法取代归纳法，由普通到特别，由广泛到个体，由全部到局部，而不是相反。对传统物理学的未知范畴变未知为有知，实现知其然更知其以是然。新物理学对宇宙举行自冾体系的顶层设计，为整个宇宙天下搭建起一个完备的框架，为全体粒子家属勾画出一幅完备的家谱，为宇宙中全部成员确定好最根本的位置，设计出最切合宇宙中能量、物质、活动、时空最广泛的联络的最佳方法，为宇宙全部活动的改变、变化、演化等普通纪律做出最公道的选择和表达。新物理学研究如许做不因此主观取代客观，更不是计划去制造客观存在和纪律，而是用新头脑这个望远镜和显微镜去窥伺客观天下，把统统都放在全局配景下，作为团体的一部门来思量，去发觉客观纪律的广泛性，相互联络的普通性，根本存在的体系性，对这些举行选择和选择，再用顶层设计举行通盘摆设。在树立起全局看法、体系头脑，对宇宙顶层设计后，再用现有的和今后的物理学理论和试验数据去证明、证伪，要么变假说为学说，要么変假说为乱说，绝不在理论修补中自作掩饰。使物理学研究回来俭朴，回来本真。要想头脑突破就一定有新头脑突破口，要想理论创新就一定有新理论抓手，要想打开新物理学大厦就一定有打开新大厦大门的钥匙，“活动”大概便是打开新物理学大门的钥匙。

1948年，爱因斯坦在写给普朗克的信中提到：质速干系是不精确的，由于没有对此中的质量做出界说，而根据现有的引力质量和惯性子量的界说都市导致活动孕育发生物质的哲学抵牾。爱因斯坦已经意识到活动会孕育发生物质，惋惜他沒有穷究活动如何孕育发生物质，更沒有了解到活动是物理学孕育发生新头脑的突破口，是创新新理论的抓手，是打开新物理学大厦大门的钥匙。七十多年后的今日，随着期间的进展和科技的前进，格外是传统物理学实际逆境的急迫必要，新物理学的孕育发生和进展就成为汗青的必定，论“活动”的“活动论”就应运而生。

活动论是用“活动”研究能量、物质、时空的理论，是物理学研究的一种新头脑，一个新假说。活动是宇宙中客观存在的根本要素，物质的活动纪律是宇宙中广泛的纪律，种种亊物都在活动，整个宇宙都在活动，可以说统统皆于活动。“统统皆于活动”有两层寄义：一是统统劈头于活动；二是活动成绩统统。活动既是统统的缘故原由，活动也是统统的效果。研究活动的活动论不是凭空想象出来的，也不是刻意杜撰出来的，它是创建在“活动”客观存在的底子上，以活动为源泉，是对整个活动体系的客观形貌、深刻了解和精准表达。活动论是对客观活动的抽象，是人类恒久探究研究活动的必定效果。活动论的焦点头脑是“统统皆于活动”，今后在《活动论》的全部章节中都市用活动作为头脑引导和重要东西，去形貌物理征象和表达物理纪律。此中的每一个看法和每一个数据都有确切的来由和正确地盘算，章节中不行能把看法来由和盘算历程全部同时表达出来，但总会在有关章节中给出来由和答案。活动论中引用了物理学中大量的试验数据和数学结果，但是，因学派差别，理论差别，数学模子差别，试验本领和检测要领差别，所用数占有所差异，乃至有较大收支，如今引用的数据，权当为论述内容便利而用，不要刻意強调数据的准确性，只要没到达因数字偏差引起题目质变，影响到物理体系的创建，就不违背利用这些数据的初志。《活动论》共分三篇：第一篇：物质。第二篇：宇宙。第三篇：其他。每一篇又分许多末节。每节标题下边括号里都标明篇号和节号，点前为篇号，点后为节号，便于读者在《活动论》中查找。活动论是个假说，只是提供了一个新头脑。活动论是家人们的，还必要物理偕行们的兴趣与参加，配合创建数学模子：直线活动和曲线活动可以用梯度来形貌和表达，园周活动、片旋活动、売旋活动、体旋活动可以用散度和旋度来形貌和表达。对活动论看法举行现实验证，证明和证伪，在传统物理学的未知范畴里配合从天然王国走向自由王国。

“统统皆于活动”的活动论头脑有大概便是我们发觉的那套完备的天然纪律，即完备的一套规章，这些规章至少原则上可以使我们准确地预知将来，确定任临时刻的宇宙状态。活动论是我们所要的终极理论吗？活动论是假说、是学说、照旧乱说，要读者在阅读活动论的历程中去了解、去评判，但是最其码此中的头脑和看法会给物理学研究提供一些线索，开辟一点思绪，鼓励一下探究热忱。回看科学进展史，一个新头脑总能对理论突破起着主导性的决定作用。新头脑真的这么巨大、这么奇妙、这么美好吗？1869年3月，35岁的门捷列夫颁布了他的第一张化学元素周期表。周期表的问世招来化学界的一片嘘声，有的化学家不屑一顾，有的化学家以为他胆大妄为，门捷列夫遭到化学界的同等责备。家人们以为，其时数不清的化学家在试验室里夜以继日地摆弄着试管，对物质举行阐发提纯，试图发觉新元素。不可胜数的物理学家在试验室里废寝忘食地操控设置装备摆设，分类种种物质，试图辨认出新元素。只管这些顶尖的科学家费尽心血地去查找新元素，仍旧被搞得晕头转向，一头雾水，难有发觉。此时，忽然冒出来一个半巨细子，声称他找到了全部的化学元素，并按元素化学性子分列了化学元素周期表，还给未知元素预留了位置，还预估了未知元素的性子和参数。此亊一出，引起天下一片哗然。岂非成千上万的化学大家和物理泰斗们没日沒亱的搏斗，还不如一个玩弄元素纸牌的楞头小子？的确是欺人太过！狂妄至极！然而亊后证明，门捷列夫的确为人类找到了一张化学元素藏宝图，不光让人们了解了整个化学元素家属，还指导人们会合精神去发觉沒被发觉的元素，引导人们不要再为查找不存在的元素白费时日，还为查找刹时存在而地球上沒有的元素提供了线索。亊实证明，千军万马的化学家、物理学家雄师的确不如一个有新头脑的天才。

门捷列夫化学元素周期表的建立历程表现，门捷列夫对其时已知的63种化学元素举行了分门别类、阐发总结，用归纳法找到了“质子数”这把开启化学元素家属大门的钥匙。门捷列夫没象传统的化学家一样照旧停畄在查找化学元素的传统模式里，去查找下一个元素，而是对已有的结果举行了研究整顿，从中归纳出“元素是差别质子数物质体现的效果”的理论，并对此理论举行了抽象升华，发觉了化学元素之间最广泛的联络和最普通的纪律，形成了“元素随其质子数的增添其性子出现全周期性改变”的新头脑，在新头脑的引导下，门捷列夫用演绎法对整个化学元素家谱从上而下地举行了顶层设计，完备勾画出全部化学元素家属框架，并非范围于已知元素，连未知元素也举行了公道摆设和预言，别是奇妙地妥当分列好化学元素中不按通例出现纪律的特别元素，这些非通例元素的位置也只能在化学元素周期表的全貌下才气举行布置。顶层设计后，通过现实验证，证明白门捷列夫化学元素周期表及其头脑的精确，从而建立了化学元素周期表的权势巨子职位地方。从今使查找化学元素的事情由被动查找变为自动查找，使查找事情明了于胸，险些找到了化学元素的全部家庭成员，彻底揭开了化学元素家属的神奇面纱。门捷列夫用新头脑打开了化学宝库，成绩了门捷列夫一人超万人的今古古迹。从以上例证可以看出，新头脑的巨大、新头脑的深刻和新头脑的气力及其作用，只有有了新头脑，才气站得高，看得远，胸怀全局，放眼宇宙，摆设天下，才气预知将来，预言今后产生的亊和物。盼望统统皆于活动的活动论头脑能开启新物理学大厦大门，使传统物理学走出现在的逆境，走上一条敏捷进展的坦途。