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什么是新的“芝诺悖论”?

2018-07-10  蝶花云月

(1)物理和哲学各自的“悖论”或内在矛盾性符合哲学悖论的“等效原理”,我们所知的一种物理和哲学的“悖论”与微观和宏观物体的永恒运动有关。物理学的惯性定律说明一个物体在不受任何外力的作用下能保持永恒运动的状态,辩证唯物论哲学认为,永恒运动是物质存在的方式,静止是相对的,运动是绝对的,没有离开运动的物体,没有离开物体的运动。一方面物理学家和哲学家承认物体运动的绝对性和永恒性,另一方面他们认为物体的运动消耗能量,不存在不消耗任何能量的“永动机”,任何人工制造的机器和任何天体的运行都是如此。人工制成的机器要克服内部的摩擦力和外部的阻力,天体运行不可能在一个完全虚空的时空进行,换言之,任何一台机器和任何一个天体的运行都需要消耗能量。我们因此提出一个新的“芝诺悖论”,即:物体永恒运动的前提是消耗能量;消耗能量的运动不能永恒地进行。新的芝诺悖论是一种“二律背反”的表达,正的命题:永恒运动是物体的本质属性,物体的永恒运动是无条件的;反的命题:永恒运动是物体的表象属性,物体的永恒运动是有条件的。

(2)就像爱因斯坦在广义相对论中用物质和时空的相互作用代替了引力,我们可以找到任何一种自然力和自然基本力的替代性解释,或者用自然力、自然基本力和用物质、能量、时空相互作用的解释方式符合哲学解释学的“等效原理”。为了方便对物体运动原因的分析,历史上的物理学家引入“力”的概念,就像为了方便对物体运动持续性长短的理解,历史上的科学家和哲学家创造了“时间”概念,不是“力”和“时间”的概念根本不存在,它们只是人的大脑虚构的产物,而是“力”和“时间”的概念方便了我们对客观事物相互作用和相互作用快与慢、长与短的认识。“时间”单位可以地球的自转和绕太阳的公转为准,可以中子星精确的周期性脉冲和不同原子的震荡频率为准,制成标准的授时单位。不同精确度的时间标准对应人们不同的需求,人们在科学实验中对时间精确度的要求通常高于人们的日常生活。引力是物质和时空的相互作用,这是爱因斯坦发现的引力的特殊性。电磁力是电磁能量的“做功”表现,或者电场和磁场的相互作用产生了电磁力,人们在生产、工程、军事、文化活动中应用了重力、电磁力的作用。

(3)从二十世纪的下半期开始,物理学家坚信一种统一的力,他们试图用“统一场论”来统一自然的基本力,统一自然基本力的尝试取得了一些成功,也遭遇了一次次的挫折,主要的困难在于很难将引力纳入到“统一力论”的理论框架,物理学家建构了电磁力和强力、弱力的统一体系,却不能建立引力和电磁力的统一构架。二十世纪的物理学家取得了极其辉煌的成就,不仅包括爱因斯坦独自建立的广义相对论、普朗克、波尔、海森堡、薛定谔等一批杰出的物理学家建立的量子论,而且包括宇宙学和粒子物理学的标准模型以及在相对论和量子论、物理实验和数学推理的基础上建立的量子场论和弦理论。很难想象二十一世纪的物理学家能够创造二十世纪物理学家拥有的辉煌,这不是因为二十一世纪物理学晴朗的天空上缺少漂浮的“几朵乌云”,而是由于二十一世纪的物理学问题都是二十世纪物理学留下的“疑难杂症”,比如:四种基本力的统一解释,或者如何在物理和数学描述上揭示自然中的基本力符合哲学形式论和转换论的“等效原理”。

(4)自然的神秘性总是超越我们的想象,不仅我们对自然四种基本力的统一性缺少完备的认识,而且即使物理学家最终揭示自然力的统一性、形式的一致性和相互的转化性,我们也不能找到解释宇宙万物存在和运行的“终极理论”,我们还面临诸多的物理、化学、生物的谜题,诸如:物质怎样获得质量?电子和质子怎样获得电荷?仅仅以自然的四种基本力似乎难以解释物质和生命的永恒运动。物质的相互作用形成“力”,能量的相互转换产生“功”,物质怎样获得能量?当物理学家将物质的本源归为能量、或将能量的本源归为物质时,我们唯一能够判断的是物质和能量的来源符合哲学起源论的“等效原理”。由于存在“广义测不准原理”的作用,我们实际上不能准确地判断二十一世纪的物理学家能不能够作出划时代的贡献,他们能够创新引力理论的解释,将广义相对论推向新的阶段?他们能够发现新的量子现象,找到诸如:量子纠缠现象中的数学方程吗?

(5)虽然不能预测二十一世纪的物理学家能够取得怎样的突破,怎样化解物理学晴朗天空上的“乌云”,但是,我们似乎看到一种科学家运用集体智慧和科技合作的趋势,二十一世纪的物理实验和研究产生了爱因斯坦和普朗克、波尔和波恩、海森堡和薛定谔那样的物理大师,这是人类科学史的奇迹和庆事。先不谈科学有没有实用的价值,在地球上“坐享其成”的人们想要知道物质和生命的更多秘籍,想要了解宇宙事物的更深奥秘。人们不愿意为科学研究和发现“买单”,这不表明科学探索的价值低;就像人们愿意为文艺和娱乐节目“买单”,这不表明娱乐和明星的价值高。人性一个固有的弱点就是不能很好地将科学和商业的价值区分开来,简而言之,人们愿意为商业活动“消费”,不愿意为科学活动“投资”。二十世纪的科学家更多地依靠个人智慧和“先见之明”,而二十一世纪的科学家更多地依赖集体合作和“后天共识”。二十世纪以个人为主和二十一世纪以科学团队为主的研究方式符合哲学研究论的“等效原理”,这不表明二十世纪缺少科学团队的研究方式、二十一世纪缺少个人的研究方法。人类的二十一世纪不一定产生像爱因斯坦那样的科学巨匠,但是,二十世纪的科学家不可能做出大科学团队的那种发现,像近期的引力波发现和暗物质粒子搜索动员了各国科学家的广泛参入。

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