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什么是“演义”，谁都看过三国演义，认为这是一部章回小说。其实这里是借用了逻辑学中的一个名词“演绎法”中“绎”的读音演“绎”之含义。用“演绎法”来讲清相对论的道理。而见到东方智慧又以为是“平阴阳，摆八卦”。那又错了！“以东方智慧演义相对论原理”即以中华文化中的宇宙观为出发点，用几何方法“演”狭义相对论之“义”。 逻辑学中有两种推理方法：一种叫归纳法，一种是演绎法。归纳法是列举出很多个别事例，从中获得一个总体规律；证明自己的论题。中国古代理论大都采用这种方法。而演译法和归纳法相反，它首先建立一套概念集和公理、定律；由此出发按形式逻辑，推理和证明一系列论题乃至形成一门学科。西方科学大多采用了演绎法。这里的演义一词还有另一个含义：按时间顺序进行描述并且遵从古人教诲，以科学精神从多个角度探讨相对论的实质。下面就从全新的角度——用中国古代的时空观描绘出真实的时空含义和阐明它的结构，再由“时空结构”出发，得出狭义相对论中的公式。而不是像量子论一样先拟想出几个公式，再用实验证明该公式的正确性。 中国古代的论说文中有一种借喻的论述方法。譬如苏东波的“日喻”一文，便以生来就瞎的人，很难明白太阳的形状和太阳光是什么样子，用此来比喻“道”之难求。又说明了只通过书本的理论，难以学会游泳、骑射的；而北方人善于骑射、南方人善于游泳皆来自于亲自实践的道理，从而证明“道”是“可致而不可求”的。本文也采用了类似的比喻法，论述了什么是时空、什么是时间；证明了时空具有复欧氏结构，用几何方法直接导出了洛伦兹变换和狭义相对论中的其它公式。 在这个过程中不可不提的是：中华文化语言特色中有“量词”如：一“位”客人、两“把”椅子、五“只”杯子、一“顿”饭、一“头”猪等等。其中的“位”、“把”、“只”、“顿”、“头”等量词“单位”不但包含了事物的量，也隐含着事物的“质的形象”及“质的内容”。对这一点有了深刻的理解并将其应用于物理学中的单位制中里，就引起了对 “秒”“米”“千克”等物理学基本单位内涵的进一步追求。这是用英语讲话的人怎么也不会想到的。因为上面几句话他们会说成“A guest、2 chairs 、5 cups、Meal、A pig”显然他们注重的是量而忽略了质。因此，把时间t、空间距离L、质量m理解为数字与实质结合为一体而不可分的物理量。如果按中文的理解则有：t=ts、L=xm、m=mkg等关系。这一点在中学物理课里强调的很清楚。可是，到了大学物理就很少注意它了。于是学者们乃至科学家就把秒、米、千克等单位中所包含的实质丢在一旁，不去理会，把t、L、m这几个有大小的基本物理量当做数字来处理。本文却把这些科学家们不去理会的东西拾了起来，用以分析相对论的原理。 提起相对论，很多人都会感到这是一种深奥的理论，敬而远之。可是见到这个题目又会感到奇怪：东方智慧是一个古老的思想体系，怎么可能触及到相对论呢？读了此文你就会知道：西方的科学体系虽然在理论上有严密的逻辑推理、在实用上创造了现代技术。可是在探索宇宙真理、寻求理论源头时它会遇到很多盲点。这时，就需在中华文化中的宇宙观里寻求解答。 狭义相对论中最神秘的一个问题是：时间会因速度加快而变慢（有人认为是时间膨胀，爱因斯坦认为是时钟迟滞），沿运动方向的长度会因速度加快而收缩。如果你问爱因斯坦：这其中的原因是什么呢？他给你最简单的答案将是：这是一种相对论效应。 那么什么是事物的原因，什么是效应呢？第一，如果能够用最普通的常识揭示出未知的原理，用数学公式表示出其中量的关系，这样就找到了原因。重要的是：原因和结果之间存在着能用逻辑推理来证明的因果关系。其实，原因是无穷尽的。譬如你要问：为何“雨点”会向下落，那是因为雨点受到重力。它为何有重力，那是因为受到地球的吸引。为何地球能够吸引它，那是因为万有引力。为何有万有引力？……这个问题即使牛顿在世也难以用普通常识去解答；可当他写出万有引力公式并由此推导出行星的运动规律时一般人就会满意了。而这时真正的原因还是没说出来。有人说引力是引力场，那么什么是引力场呢？这也是现代物理界探讨的课题。如果谁能够用一种原理和最普通的常识把力的本质解释清楚；用几个公式把四种力统一起来，他就对物理学作出了最杰出的贡献。可以说科学理论的目标之一就是寻找自然现象的原因，而目前已经找到原因的现象还是极少数。大多数的原因，尤其是源头上的因果关系，还尚未知晓；而且越是简单越难找到原因（譬如做梦）。因此，要找到某事物深层的原因就应该像剥皮一样，一层一层的分析；一层一层的找原因，这样最终的核心就剥离出来了。 第二，效应则不同，它代表了在现实中，一种活动可以引起自然界或社会上另一种现象的发生的事实，而这种活动与因此而发生的现象之间并没有必然的逻辑关系。可是经验证明这种因果关系是存在的、真实的。例如蝴蝶效应说：在一个动力系统中，初始条件下微小的变化能带动整个系统的长期的巨大的连锁反应。像蝴蝶在热带轻轻扇动一下翅膀，遥远的国家就可能造成一场飓风。又如：马太效应说：好的愈好，坏的愈坏，多的愈多，少的愈少。这种效应反应到社会现实中，所引出的现象就是贫富分化、分配不公。然而在这些实例中，因与果之间并没有必然的逻辑关系，可是这种现象的确是存在的。这就是原因与效应的差别。可以说在某种意义上，找出效应之中的因果关系也应该是科学探索的任务之一。实际上，有些效应是可以作出圆满解释的。像“温室效应”就可以做出圆满解释；“多普勒效应”不但能阐明其原因而且能够给出精确的计算公式。可是有些效应目前尚不知道它的形成原因只知其结果。而“相对论效应”就是其中之一。 那么相对论效应中的“时间因速度加快而变慢、长度因速度加快而收缩”的原因是什么呢？这就涉及到了相对论的实质。现在，科学界还没人能够说清楚，因此物理学家就只能拿“效应说”来“唐赛”了。这时，如果能够用普通的道理把这个效应的原因解释出来，再用简洁的数学公式表达出来，将会彻底把相对论的谜底揭开。如果只用相对论效应来回答以应付差事，实在难以服众。因此有些人不服气，打算和它挑战：有些挑战的人简单的对相对论进行否定、对光速不变原理进行否定、有些人则打算给相对论以新的立足点。 相对论看起来很神秘，其实它的原理并不深奥。这个原理就藏在我们所处的时空里，隐于时空的几何结构之中。究其根源，乃是人们对时间概念认识的浅薄；世界上乃至科学界并没有统一的时间概念。搞清了这一点后，哪怕将相对论加入初中教材，学生也能轻而易举的学懂。而要弄清这个原理首先必须懂得两个基本问题： 1，什么是时空。虽然这是一个很深刻、很隐晦、很难用普通的语言说清楚的问题。可它是尽人皆知的。正如电视节目中有“东方时空”和各地都有一个场地名曰“时空广场”一样，其目的不过是为了说明范围的广阔。而从实质上讲“时空”就是时间和空间的全体，过去、现在、将来的空间范围之总合。这便是中国古代对宇宙的看法——“往古来今谓之宙，四方上下谓之宇”的大意。中华文化中的宇宙观认为时间和空间是一体的。而西方科学却把宇宙认为是三维的宇宙空间，时间则是宇宙空间旁边流过的什么东西。或许这种差别就是东西方的意识形态差别的源头。 那么，如何先领会这个四维的几何时空呢？设想，如果有一种有理智的可以进行思维的二维动物例如蚂蚁。有一个理想状态：他们本身也没有厚薄，是个平面的蚂蚁，且只能在一张很平的无限大的纸上爬行。这时，在人看来，在无限的三维空间内可以有无数多个这样的平面叠放在一起；而且每个平面上还可以有无限多的蚂蚁，在他们自己所在的平面上爬行。再设想：如果我们的三维空间是静止的，这些无限多的平面，各自载着它们的蚂蚁正在以相同的速度向着同一个与平面垂直的方向运动着。想想看：如果你是蚂蚁的话，是否很难想到在这个平面之外还有那么广阔的天地。 这时可以说这个三维空间就是蚂蚁的时空。而且每个平面向着同一方向的运动，就是蚂蚁的时间。在这样的譬喻下，什么是空间、什么是现实的时间，什么是现实的时空他们之间有怎样的关系不就不言而喻了吗。 2，时空的一体度量 谈度量就要谈度量单位。众所周知：空间长度的单位是公里、米、厘米、毫米等等。质量的单位是千克、克等等重量单位是顿、公斤、市斤等等。再如电流强度单位是安培、毫安等。要测量一个事物的大小多少，必须用这些基本单位来进行比较、对照。而被测的东西必须和它的基本单位的东西是同一个事物。比如说测量布的长度时就要拿尺子一尺、一尺的“量”。测量物体的质量要用天平、杆秤，就是说用砝码、秤砣来比较。测重量要用弹簧秤，这也是比较：用弹簧所受的力和物体所受的重力进行比较。电学、磁学、光学的度量也不例外。 |
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