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如果我们问“世界”有几个，肯定会招致旁人的讥笑。不过，倘若我们稍微仔细地想一下，就会感到问题的分量。“世界”有几个，这不仅确实是一个值得我们思考的问题，而且也是一个难以回答的问题。 按照形而上学的观点，世界只有一个，要么是上帝的世界，要么是物质的世界，人怎能同时生活在两个不同的世界呢？然而，若根据现代的观点，反映在我们头脑中的所谓理论世界，是关于现实世界的同构系统。由于这种同构系统的数量在原则上是无限的，因此科学所反映的世界也是无限多样的。以上两种观点被看作是不证自明的，而实际上它们又都是无法获得证实的。因为任何问题的回答，都需要结合具体的格式塔，超然于格式塔的答案是不存在的。我们之所以仍坚持世界有几个这样的问题是有意义的，因为这一问题可以使我们产生一个新的格式塔，从而以一个新的角度来理解科学，使科学的理论世界拥有新的结构并更加有序，使我们的认识具有更高的效率。 尽管格式塔的具体形式是多种多样的，但我们可以将它们划分为两大类。一类是唯象的格式塔，一类是构建的格式塔。就这个意义而言，科学的理论世界是两个相互排斥的世界，它们分别是唯象的世界和构建的世界。我们既不能仅靠单一的某个世界去认识真理，又不能同时认识和研究这两个不同的世界。因此，科学的发展历程，就是不断地分别用唯象的格式塔和构建的格式塔来观察和认识现实世界的过程，其具体的表现形式是由唯象型理论和构建型理论交替地作为背景理论所展现的。日心说取代地心说是唯象的格式塔转换为构建的格式塔，而相对论取代经典力学则是构建的格式塔转换为唯象的格式塔。由于这两种类型的格式塔是不相容的，因此它们之间的转换所导致的结果就是科学革命的爆发——根据唯象的格式塔建立的好理论在构建的格式塔看来就是坏理论，反之亦然。 既然唯象的格式塔和构建的格式塔是人类认识现实世界的两种基本观念，而且科学发展的历程是这两类不同的格式塔不断地交替出现的过程，那么是否存在着建立它们的基本规则呢？我们怎样才能摆脱旧格式塔的束缚，建立新的格式塔呢？请看下表。 这是一张形成两种不同类型格式塔方法的对比表。从表中我们看到，两种方法的步骤1和步骤4是相同的，产生差别的关键在于步骤2和步骤3。在前面我们曾经介绍过狭义相对论是如何按照唯象的格式塔建立的，在此就不再赘述了。实际上，广义相对论的建立也经历了建立唯象格式塔的四个基本步骤。 步骤1：找出最基本的矛盾，即引力质量和惯性质量在量上的绝对一致和在质上的截然 不同的矛盾。 步骤2：将这一矛盾提升为强等效原理，即广义相对性原理。 步骤3：在此基础上相应地修改原有的质量和空间等旧的经典概念，使原本无关的物质和空间建立起有机的联系。 步骤4：提出光线弯曲、水星剩余进动和引力红移三个实验。 为了进一步验证构建的格式塔方法也是同样有效的，下面我们尝试着用此方法形成一个新的格式塔，建立一个与唯象的狭义相对论相对应的构建型理论。 步骤1：指出机械的空间概念与各种相关实验的矛盾，是物理世界中最广泛和最深刻的矛盾。 步骤2：提出离散的空间结构（假说）来作为新的同构系统。 在这一系统中，无数个离散的量子构成空间，光子是量子的激发态，而物质则是由高能光子形成的封闭体系。所以物质和空间分别是量子的两种不同的存在状态，即封闭状态和离散状态。物质与空间的相互关系由拖拽系数k描述。根据这一同构系统，我们可以得到以下两个基本原理。 原理1：归一性原理 各种物质对同一空间的拖拽几率之和是归一的，即所有物质对任意空间的拖拽系数之和恒等于1： ∑ki ≡ 1，其中kj = (mj/rj)/∑(mi/ri), i = 1, 2, …, ∞ 原理2：精致相对性原理 凡拖拽系数k相等的参照系彼此等价，在这些参照系中的物理公式和自然常数是相同的。于是，我们需要在洛伦兹变换公式的基础上把拖拽系数k加进去，就可以得到一个更为精致的相对性变换公式，该公式由于受到归一性原理的限制，从而避免了空间的发散，即 其中，K受到光子半变换距离Rc的限制，只有当光线的传播距离r远大于Rc时，才能使K = k， 否则的话，K = 0，即 K = k (1–e-r/Rc) 。 步骤3：根据原理1，由于光速不能同时绝对服从两个不同速度的参照系，所以光子由光源到空间以速度c传播的变换是一个渐变的过程，即拖拽系数K值有一个由0逐渐地变为k的过程。这样我们就可以把关于光速相对于空间的各种对立现象分隔在不同的极限情况，从而消除了步骤1所提出的矛盾。 根据步骤3，当K = 0 时，完全服从伽利略变换，不受空间的限制，光速可以在表观上大于c。例如，在宇宙射线进入地球时产生的大气簇射实验中，就观察到了这种表观的超光速现象（此现象的另一种解释是粒子的寿命变长了）。反之，当K=1时，服从洛伦兹变换，速度会受到真实物理空间的限制，是不能超越光速c的，这就是电磁学中的光速不变现象。上述两种不同的极限情况分别属于经典力学和经典电磁学，而在多数情况下K是介于0～1的，所以新的变换公式更加精致地反映了各种不同的变换。 步骤4：设计新的实验以验证光速变换的渐变性，如图所示。 测量光速渐变的实验 图中A为激光器，B为约1cm厚的玻璃（或棱镜），C为反光镜，D为接收光线的屏幕，A到B的距离至少大于1000m。根据上述两个新的原理，当光的传播距离大于光速的半变换距离时，光速服从空间的变换，相对于运动的光源（地球）存在着速度的叠加，而速度的变化会使光通过玻璃的折射率发生相应的改变。于是，光斑e在屏幕D上的位置会随着地球的自转做周期性的运动，而狭义相对论要求光斑是固定不变的。为了剔除其他因素如空气和温度的干扰，我们可以同时另做一个对比实验。该实验的其他条件都是不变的，只是A′和B′间的距离缩短至1m。如果两个光斑之间的距离ee′及其角度存在着24小时周期性的变化，就说明光速确实会随着传播距离的增大而发生改变。 虽然对于新理论的评价有待于更深入的研究，需要考察其是否能够为人类带来更高的认识效率。不过，由于我们主要的目的是为了验证形成构建格式塔的方法，因此，只要由此产生的新格式塔与狭义相对论的观念是对立的，该格式塔不仅可以使我们提出新的实验，而且还可以重新评价狭义相对论及其相关实验，这就说明这种方法在认识上是有意义的。下面我们将这两种不同的理论进行比较，看看它们之间存在的差异是什么。 首先，根据归一性原理，∑ki ≡ 1，空间是收敛的，具有真实的物理意义。而狭义相对论要求所有参照系的拖拽系数ki都等于1，于是 ∑ki → ∞，空间是发散的，破坏了空间的物理概念。 其次，根据精致相对性原理，狭义相对论和经典力学在逻辑上是两个并列的子系统，它们分别是ki = 1和ki = 0两个不同极限情况下的局部理论，都只是关于现实世界理想状态的理论。然而，按照狭义相对论的观点，狭义相对论和经典力学在逻辑上是种属关系，后者是前者在低速时的极限情况。 最后，经典力学认为空间和物质是两个绝对不同的概念，因此不能进行相互渗透和相互转化；狭义相对论却认为空间和物质是两个完全相同的概念，因而它们之间的相互渗透和相互转化是没有意义的；而有机的量子景观则认为空间和物质是两个相对不同的形态，前者是离散的，后者是封闭的。因此，在一定的条件下空间和物质是可以相互渗透、相互影响和相互转化的。正是由于它们之间的相互作用和相互转化，才构成了一个既统一又多样的现实世界。 由于理论的好坏取决于评判的格式塔，所以重要的不是理论本身的对与错，而是是否产生新的格式塔，以及这一新的格式塔是否与原来的旧格式塔形成对立。两者的对立越明确，新格式塔的认识价值就越大，新旧格式塔的转换也就越具有重要的认识意义。那么，刚才我们提出的格式塔是否产生显著的对立，这将由读者自己来做出评判。 如果留心的话，也许你能够随时随地在日常的生活和工作中发现各种新的格式塔。实际上，自然界本身就是一件艺术价值极高的作品，我们可以从各种不同的角度去理解、揭示和欣赏它，世界亦会由此而变得富有层次感，显得更加绚丽多彩。 |
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