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[基础科学] 三、物理基本事物的理论研究

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  • TA的每日心情
    擦汗
    2015-3-19 07:17
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2018-2-6 10:47:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
    三.物理基本事物的理论研究
    15.时间概论
    时间是什么?人们似乎知道,但又说不清楚。本来时间是人创造的虚拟事物,但这个创造过程经许多人历时几千年,现代人找不到创造时间的人问个究竟;所以人们使用时间,在时间中生活,却难以正确地认识时间。本文认为:1)时间是人主观世界中的一个思想观念,它不是客观存在的事物。2)时间是以地球自转和公转过程的周期为基准单位,人类虚拟的主观事物。3)时间是人建立的普遍事物发展过程的计量和计录的标准参量,它是动态的量。4)时间和钟属同一问题的理论和实际的关系,时间是量度事物过程的理论尺度,钟是计量过程的实际工具。5)国家有时间管理机构,如历法实施和授时的天文台。
    关键词:虚在
    (一)有关时间认识的评判  
    (1)与绝对时间有关的时间说法
    人们对时间的认识可归结为两种:一种认识主张时间是主观存在的,主张时间是主观的事物而不是客观存在的东西的人也就有数十人,基本全是21世纪后科技类论坛上活动的所谓民科。另一种认识主张时间是客观存在的,主张者几乎包括所有的科学家,其中有值得提及的牛顿、爱因斯坦和霍金等名家。主张时间是主观存在的认为时间是人制定的记录和计量事物发展过程度量标准的主观事物,解释上没多少说道。主张时间客观存在的人认为时间是不依赖于人们的意识而存在的客观事物,因而时间在很多时候被描述为:时间在单向均匀流逝,时间是独立的,时间是永恒的,时间有始无终。这些时间认识有问题,我们要作有异于传统观念的理性解读。
    说时间是单向的均匀流逝,是把所感觉的事物过程的渐渐逝去当作时间在流逝。过去的事,如人们的社会活动,活动过去了就不能重现。你若再重复做过的活动,那是下一个轮回,尽管两个活动在形式上相似却是两个过程。过程是流逝的,时间量度过程似乎伴随过程的流逝,却是以时间变量为准则。所谓的时间的流逝是时刻不断地逝去好似流动,给人的感性认识。人们觉得时间在流逝,是对过程流逝反映的主观转移。传统观念以流水比喻时间的流逝,如“逝者如斯夫”,其实时间有逝没有流。我们看到自然的一日在变化,是地面上自然景物在太阳光照移动上的变化,若人没有钟在地下洞穴内生活几天,便难以感觉时间的流逝,只意识到时间过去了,过去了多少或靠人体生物钟作大概的估计。
    说时间是独立的,并不是指时间内容独立于空间和物质的内容,而是从时间是客观实在事物的角度上说独立,这种独立说错误。时间若是客观实在的,它要有一定的形态,然而谁也指认不出时间是何种形态,谁也说不出时间什么模样,没有人去尝试能堪称世上最伟大发现的客观时间发现。客观存在的事物是不依赖于人的思想意志决定的存在,如空间、物质、能量等都客观存在,而时间则与它们不可并类比肩同日而语。我们看事物的发生、发展和结束,用时间量度它的过程,要清楚并没有一个客观的叫做时间的事物决定和管理这个过程。
    说时间是永恒的,时间永恒的观点还是基于时间是客观存在的认识。时间既然被人们认为是客观的事物,也就不能被创造和消灭,必然得出时间是永远存在的结论。当我们的认识进步否定了有客观存在的时间,时间的永恒性也就不复存在。宇宙中有了人类,人类对事物运动变化过程的抽象思维,产生出时间这一虚拟事物,这种虚拟事物因人类社会须臾不可缺少也就变成了实在的参量。因此,时间要与需要时间的人类思想共存,它存在于人的主观世界里,从人的精神中跑出去混合到客观世界中,也可说是主观能动性的一种表现。
    说时间有始无终,其有始是说时间起点从宇宙大爆炸时算起,说时间无终是我们无法确定宇宙的何时终结。时间有始无终是认为时间是客观的存系天然,宇宙有始点,时间和空间就有始点。人们认为时间与空间有相似的状况,认为空间的无实在感特征同样适用于时间,所以寄寓在空间中的时间难以发现。空间无边无际源于宇宙无限,时间存在于人的主观世界就不能说无终,如一个人亡故他个人的时间就终结了。今天人们使用的时间,不是从人们创立时间时开始计量算起,它的“开始”不是开端还能上推无限多的世代。人类的时间不能说终点在哪,但应该意识到它是人类创造的事物要与人类世界共存亡。
    (2)其他有影响的时间说法
    在近代科学史上,早就有时间客观性和主观性的各自认识。以客观性说时间,伽里略认为作为绝对形式的时间是无限的而且主张时间有连续性;笛卡儿认为时间的主要特性是不间断的持续性。以主观性说时间,莱布尼茨提出时间是精神性实体特殊表现形式的观点;康德将时间看成是内感特征或先验性的直觉形式。牛顿认为时间是绝对的,但他还有个相对时间观念。爱因斯坦建立的相对论中说时间是相对的可变而且因物体的速度变大而变慢。霍金更是散布时光机器和时间旅行等奇谈怪论。时间本不好认识,但爱氏和霍氏对时间的主张给时间认识造成了严重的扭曲,使人们愈加“不识庐山真面目”。
    不同的理论体系都提出了自己的时间观念,较多影响现代的代表性时间观念是:时间是运动着的物质存在的基本形式,是物质固有的普遍属性;时间与运动着的物质不可分离,物质运动是时间的本质;时间具有客观性、绝对性和无限性。时间和空间是物质存在的基本形式,这样的认识等于把时间和空间归属于物质,好像事物中不须要有独立的时间和空间,只有物质自个的存在和变化的持续和广延。时间有客观性,还是认可时间是客观存在的事物;时间有绝对性,就是说时间一成不变始终如一;时间有无限性,只能理解自然的时间没有尽头,要多长有多长:以上认识都不对。
    时间是物质属性的认识往往还连带空间,如:时间是物质的存在形式之一,是物质存在的持续性和顺序性;空间也是物质的存在形式,是物质存在的广延属性。让时间和空间附属于物质或充当物质的两种外延的性质,剥夺了时间和空间的独立地位,这种一切都属于物质的说法可说是泛物质化。“持续”的意思是说运动过程,从此时到彼时的不间断;“广延”的意思是物质的运动,从此处到彼处的连贯进行。物质的运动变化要联系时间和空间,有持续和广延,这应该说运动是物质存在的一种表现,不能说那就是空间和时间。物质、时间、空间各是独立的概念,不能用一个物质概念包含或取代。
    据说有一句关于时间空间的名言:空间和时间是人们认知的错觉。这是一句无厘头的话。怎样理解这个错觉的意思?可以想象有两种解释:一是人们对空间和时间的认识错了,时间与空间不是人们理解的样子;二是本来没有什么空间和时间,都是人们的主观感受。这两种解释都说不通。对时间说道较多的是爱因斯坦,他的时间分明是客观的管控自然和社会的实在事物,否则不能有相对论洛仑兹变换的速度使时间变慢的精心编排。本分地说,客观的时间不能被物体的速度变慢,主观的时间也不会被物体速度变慢,虚拟的时间只有虚拟它的人才能使它变慢。
    时间是人类思维创造的主观事物,它要在人思想认识的一定高度才出现,猜测说人类有符号文字后才有正式的时间。人类时间意识要经过漫长的过程,远古人有了“一天”的意识后,是刚有时间的萌芽,有“一年”的意识后才有时间的生长,制定时、分、秒时间单位后才是时间的长成。时间可用来反向量度历史,如推测远古史前事件的年代;这是用当代时间去量度早先事件的时代,不是当时事件表现出时间。远古时代没有时间,远古的地质年代的时间是今人的科学研究所赋予,不可把今天的时间看作史前年代时间的延续或认为从那时流动过来,今天时间只能看作有人类有文字记录后创造设立的时间的传承和发展。
    时间的哲学意义是联系未来、现在和过去,它由现在进入未来,现在不断逝去叫做过去。时间保持永远的现在,现在即刻消失无有时长,人们以今日表示现在,也只有一天。一天前的过去就是昨日,“昨日之日不可留”,昨日不断增加是过去的永远消失;未来是明日,每个人都有来日方长的等待,但也不是“明日何其多”。
    (二)时间的来历
    (1)时间是人的思维对地球运动过程的抽象模拟
    任何事物的发生、发展至结束,都不是瞬间的一蹴而就,都有一个从此一时到彼一时的经历过程。这是事物发展变化的外在表现形式,依赖于事物向前发展的内部动力和外部因素。比如一个植物人不活动,其生命仍在运动,即使身体不再发育生长,在医疗护理条件下也有食物营养维持有机体的代谢的内部变化,还是延续生命过程。因过程有从开始到终结的先后顺序,过程的持续动态表现为时间的持续性,即时间从现在向未来发展。任何过程都不倒转,时间是过程的抽象表现,必须伴随过程一往无前的顺序持续进行,过程不倒转决定时间不能倒流。
    事物的过程都是动态的,过程的实质就是变化或说变化状态。过程是不断流逝的,过程的影像截图表现是事物某瞬间本相的虚在。摄像技术能将一个过程记录下来,回放能构成过程影像的再现,但终归是曾经的影像,真实的鲜活的过程永远消逝了。过程真实发生过但又无形无痕迹,它只能存储于人的记忆和文字影像记录中,其中人的记忆大多不能保持长期和准确;而文字影像记录必须要求有某年某月某日甚至某时某分加入之中,所以时间用来记录和计量各种过程的进行时刻。时间只与客观事物的过程抽象对应,事物过程能留下影像时间则不能,这就是时间概念与实物或实在的概念的相异之处,或者说这是虚构事物形成的概念的特征。
    时间事物发展过程息息相关,但不是任何过程都能成为时间,单向的不重复的过程就不能抽象成时间,能抽象成时间的是周期过程。事物的周期变化呈现出时间周期,是时间在量度周期过程,但人们在认识上常出错,即把属于事物过程的周期看作时间的,而误认为时间有周期。时间单位的年和日各表示一段时间不表示时间周期,自然的年和日的循环往复却是过程的周期。如果把周期过程比作一个转动的车轮,那么时间就像是车轮在地上的印痕,车轮一周周转动有许多周期,印痕则是地上的一条绵长的印记线一往直前不显示周期。时间周期是量度过程的单位定量,是时间大单位原型——地球自转周期的过程给人以直观体验才表现时间的假象周期。
    世界上各种事物的变化有长短不一的过程,而许多社会的自然的事物过程需要计量与计录,这就要找一个能够代表所有过程的计量标准。比较各种事物过程,惟有地球自转和公转的过程最具代表性。然而地球运动过程不断逝去,作为一种实在的过程还是拿不起来放不下,难以用它量度别的过程,最好的办法是模拟地球运动过程,虚设一个同步地球运动的均匀变化的事物,作为量度一切过程的标准尺度,这个尺度就是时间。它源于思维对特殊过程的模拟,这种模拟不是具体的而是抽象的,可叫做抽象模拟。时间一经设立出来,就成了过程计量尺度,它计量过程的持续进行,不管过程的现象和性质。
    时间之所以不好认识,就在于时间中有自然成分的抽象模拟也有人为的设计,抽象模拟是时间的年和日,人为设计是日以下的时间单位时分秒。时间来源于过程但不涉及许多过程,它只利用了地球运动的周期过程。尽管世界上其他的短周期过程都可利用为时间,但都不能作为标准的时间,只有地球自转和公转的过程才是最好的时间原型。时间是抽象的,但不是从诸多事物过程中抽取共性得到,它只从地球转动过程中抽象出来,属于特定对象的抽象。时间不是实在事物,它是仿照特定过程的模拟,这种抽象的模拟就是虚拟,所说的抽象也是从虚拟中得到的抽象。
    (2)时间的单位和进位
    宇宙中并没有像空间客观存在一样的现成时间,是人类创造了时间。时间有一个长期的产生和完善过程,远古人类有了简单的思维活动后,从白天黑夜的交替,月亮圆缺的交替,季节冷热的交替,认识了这些自然现象有去而复返的周期过程,人的主观世界里逐渐有了日、月、年等时间概念。这些时间概念,今天看是时间单位的概念。时间的单位是一个量词,代表单位的一段时间可叫做时段,是时间的组成部分。日和月的时间单位有进位,但不构成整数进位,要人作出调整,才能符合自然的规律。
    一日、一月(中国农历月)、一年分别是地球自转、月球绕地球转、地球绕太阳转的时间过程,人们把这三种基本的过程概括为时间,并以其为自然的时间单位,再划分为更小的时间单位,使其更便用于记录和计量一切自然的和社会的事物过程。人类的生产和生活对时间要求逐渐不满足自然的单位。不知从何时开始,远古的人首先认识日和夜,又把日分为上午和下午,夜分为上半夜和下半夜。现在追朔最早的时间是文字出现后的记录(不一定是原始的记录),中国古人把一昼夜的时间分为十二个时辰及每个时辰八刻等时间单位。古埃及人把一昼夜分为24小时,稍后古巴比伦人将1小时分为60分,1分又分为60秒。至此世界通用的时间单位的制定基本完成。
    日、月、年各有一段时间,是各自独立的自然时间单位,存在着日与月、日与年、月与年的不凑整数的进位关系。中国古人经过观察认识到一年里有12个自然月共354日,不满足自然年的365日,而这自然年也不是整数365日,还要加上0.2422伟人是地球绕太阳运行的周期。自然的日月年进位数不是凑整的数,由日到年的时间进位非整数而存在余额时间,年积月累能将这些余额时间凑成接近整数的单位时间,如每四年作4*0.2422便积累差不多一天。把时间余额近似凑整周期,才能近似消除时间的误差,从而修正单位时间以遵从天体的运转过程。于是人们有了解决问题的办法,把余额时间积累成一日、一月的时间,外加到相应的单位时间内,就是通常的闰年、闰月。这种积累余额凑整的办法叫做历法。
    历法是时间的管理规则之一,或者说是自然时间之法。目前通用的公历(格里历)由1582年罗马教皇格里高利颁行,它仍有不足之处不是完善的历法。历法主要是年、月、日时间的规定和调整。历法调整时间作整数单位进位,余额时间凑一日加到这一年的某个月份中,但还有更小的多余或不足的误差,于是用闰年闰月也不是均匀间隔的,如公历4年一闰时间有多余要400年减少3个闰日变400年97闰;如农历的闰月由三年一闰要多几天于是有十九年七闰。历法的制定是为调整时间,使自然时间单位的误差积累凑成整数与实际的时间单位进位近似符合。从历法上理解和认识时间比较容易,明确时间是人制定的计量和记录事物过程的工具,容易消除把时间当作自然法则或天外来客的思想。
    根据一日的时、分、秒单位换算,必然得出1日的86400分之一为1秒。1秒的时间标准,从理论上划分自然精确,但在显示工具钟上很难表现精准。钟的走时靠钟摆的摆动频率或振子的振荡频率,因而摆动或振动的频率越高钟的走时精度越高。现在最高精度的秒,于1967年国际计量大会上规定,以基态铯133原子的两能级之间的辐射周期的9192631770倍为1标准秒。用原子的振荡频率制做钟,使原子钟的精确度越来越高,已经从10万年误差1秒到2000万年误差1秒,甚至还有最新研发的几十亿年误差1秒。人造的钟精确了,但人利用的自然时间却不保持精确,还要根据自然周期调钟。
    (三)时间的存在和性质
    (1)时间的存在
    有些人认为时间并不存在,但人们每天都在使用时间,或者说人的活动离不开时间,这能说时间不存在吗?对于此事,人们似像迷茫于“只缘身在此山中”,实因“山在虚无缥缈间”。人们否定时间存在,可能是从时间的客观实在性不存在上说的,确实没有像空间的实有、物质的实体一样的客观时间存在。时间的客观不存在,又不能说世界上没有时间,这可能就是人们长期以来在时间是什么又怎样存在上的纠结,难以直截了当简捷明确地解释时间的存在。其实理解时间并不难,你只要认可时间是人虚拟的事物便懂得了时间。
    事物分主观性和客观性,把概念也分为主观的和客观的也有必要。具体的事物,如树、马的概念是客观概念,而树属于植物,马属于动物,植物和动物就是人的主观概念。客观概念是客观存在的事物形成的概念,主观概念是非物的事或一类事物的概括所形成的概念。主观概念算作抽象概念,但与从普通的具体的事物中抽象所形成的概念构成不同,它是一种认定和设立。时间是世界上没有的事物,被人的主观认定为一个事物,因而时间是主观概念。时间作为一种物理量(物理学中指定的七个基本物理量之一),但它不是实在事物的量,是人的思想意识给客观世界添加的假设变量。
    说时间不是客观存在的理由,并不是根据人们不曾测量到客观的时间本身的形态和性状上说的,而是从人类的思维假想设定上说的。太阳系中其他行星和卫星上并没有时间,它们的转动不受时间指使或调遣。地球人研究那些天体的运动,就要借用地球的时间。几百万年前地球上没有人类,太阳系各天体的运动依旧,但这种存在的意义要等人类产生后作出发现才能体现,没有人类高级智能作出发现,事物的存在与不存在没什么区别。排除人的主观认识说存在并不现实,尽管有实物实在却无意义。从这种意义上说,人的精神是宇宙中最重要的事物,是精神创造了时间和有限地改造了人生活的客观世界。
    时间在物体运动的计算上应用,是人的思维活动。计录事件发生发展的时间,同样是经人的分析和思考才能体现。客观事物要经过人主观意识处理才有意义,也就是先把客观变为主观,才能认识和创造客观事物。如工程师设计机械,大脑中预存了多种机械形状和结构,给创造新机械提供参考,新机械的整体机构和各零件都要经过大脑重新的思考,靠想象画出图纸。物质或非物质(如空间和能量)的客观存在,是不依赖人的思想意识而存在,但要人的意识发现它的存在才能认定存在。没有人的主观世界,宇宙中只有空间和物质,并没有时间参与其中管控物体的运动和记录运动的过程,
    由于人们认为时间是客观的存在,所以有绝对时间和相对时间之说。绝对时间和相对时间的概念来自牛顿和爱因斯坦,主要应用和影响在物理学上,社会上其他行业人对此知之不多。绝对时间是不变的时间,相对时间是能够变化的时间。从时间是人类制定的变量上说,只有人能对时间作出改变,所以时间即不是相对的也不是绝对的。人类一天的时间,在长久的历史时期就不是不变。当地球的天时间变化时,时间就要调整。地球形成以来其自转过程在逐渐变慢,如现在地球的一天为24小时,但在10亿年前,一天约为19小时;10亿年后,按现在一小时长度,地球的一天要变成31小时左右。人类若再生存几十亿年,时间要有无数次的调整,不但调整秒,还可能调整分和时等时间单位。这种长时期内人工调整的时间,不是相对的时间。
    人们用动态的时间来量度事物的运动变化过程,也就以为时间以自己均匀的自动增长变化表示从现在到未来。由于事物的发展过程客观的存在,也就使人们对时间单位与过程周期重合的考虑误认时间有客观性,但时间终归是人制定的物理量,尽管时间定位依据地球自转日和公转年的周期,但还是不能说时间是客观的或客观存在的。人们每天都使用时间,不管时间是真的还是假的都不可否认时间的存在。可以说,时间存在于人的思想即主观世界中,还要以虚拟形式存在于客观世界中。虚拟存在不是真实事物的存在但也是一种影子存在,这种存在可简称“虚在”。
    (2)时间的性质
    “上下四方曰宇,古往今来曰宙。”这是中国古代的朴素的宇宙观,说的是时间和空间构成宇宙。这种观点今天依旧盛行,是因为宇宙中物质的永恒存在,它们永恒的运动变化过程被人们误认为就是时间,于是在人们主观认识上也就自然地把时间当作宇宙的成分了。我们今天认为客观的宇宙的构成没有时间成分,因为时间是人设想的事物,它不能以真实事物而以虚拟事物存在于客观的宇宙中。这就是时间不真实存在,使用上还要当作确有其事给人的认识。
    时间来自人类的智慧。我们可以从化石或石器确定或判断类人猿、猿人和原始人的时代和时间,但类人猿或猿人没有时间,是他们的头脑不够发达,还没有形成时间概念的思维能力。只有人类的思想和思维,才有时间的存在地位,因而时间是人类主观创造的事物。时间依赖于人类的思维活动而存在,客观世界中的时间是人主观意识的活动,不是有一客观的时间被人所感觉和利用。上述观念表明,时间为人类所独有,宇宙中别的星球有与地球人相似的高级生命也要叫做人,他们也会创造出时间。宇宙中的行星上,许多可能有高级生命,但没有进化发展到有文字的人类阶段就没有成型的时间。
    时间日和年的单位依赖于地球自转和公转的周期,对此人设定的时间只能认识接受不能用自己的意志去改造;小的时间单位是由人决定,如时、分、秒单位时间。这是人们最初根据生活习惯或别的影响划分和规定时间单位的大小,如一天划分24小时,如若划分12小时或30小时并不影响时间的使用。日与月(农历),日与年分别是非整数进位的自然时间单位;秒、分、时是人规定的整数进位时间单位。正因为时间是一种虚设的变量而不是实在的东西,所以人类对时间的单位作划分刻度并不受它的抵制和限制,即在满足自然周期的条件下可任意设定不同时间单位的长度,比如将地球现在的一天规定为12小时,1小时规定为90分钟,1分钟规定为90秒都是可以的。
    时间分实际时间和理论时间,实际的时间人们利用钟显示的时间;理论的时间是人类主观认识的所有的物质发展演变过程的量度标准和时间制度。时间是前进的,理论上时间的进度与地球自转的过程同步。时间是有限的,人们认识自然界的范围和过程也都有限;时间也不需要无限,只要时间适合于人类自己所用就可以了。时间内容是数字化的,时间只有年月日时分秒等几个量词,量词前加上数字就准确地表示了时间,有时不加量词只加标点符号也不产生岐义。时间算一种事物,也就有多种性质,但因为人们的认识不同,产生出不应算性质的伪性质。
    时间的主要性质有:虚拟性:时间是人类虚拟的事物,以虚事物存在于客观世界中,所以感觉不到还不能否定它的存在。主观性:时间不是客观事物,它是人的想象和观念,存在于人的思想意识中。独立性:时间是独立的,它不附属于任何实在的事物。科学性:时间的设定是科学的,它是经过许多世纪的科学研究所创造并完善;时间的科学包括理论的和实际的,实际的指钟的制造和使用。进程性:时间只能前进,它不能倒退或逆行;进程不是方向,时间没方向或维数。即逝性:时间永远表现现在,而现在即刻出现又即刻消失,只能形而上的认为现在从未来闪现又即失于过去。
    时间不存在的性质即伪性质有:客观性:虽然时间以地球自转和公转周期确定日和年的单位时长,但过程是过程,时间是时间,二者本质不同,因此不能说时间有客观性或是客观的。绝对性:时间不是固定的不变的,因地球自转的变慢,人设定的时间在长时期内要改变,所以没有绝对性。相对性:它不会因速度或别的物理因素而变化,人为的改变不属于时间自身的变化,所以没有相对性。均匀性:每一分每一秒的时长都相等,但这是人的要求和设定,每一分每一秒必然要均匀长短,所以不必要加均匀性。
    (四)时间和钟
    (1)钟显示时间
    在没有机械钟以前,有文化的国家或地区,大多经过日晷、沙漏、水漏等计时器时期。机械钟的历史最早可追溯到十三世纪,从1283年出现以砝码带动的简单机械钟为开端,直到十八世纪中期有发条、钟摆和擒纵机构的机械钟的研发制造才基本完成。科学技术进步使钟的制造换代更新,1952年生产出第一块电子表,1967年开发出第一块石英手表,接着出现数字显示的电子钟和指针式石英钟。石英钟出现几十年便取代了几个世纪的普通机械钟,使其完成了历史使命退出了钟的现实舞台。
    钟是人类发明制造的计时工具,从机械钟到指针电子钟,计时原理同样是依据指针12小时转动一周并对照钟面刻度。地球自转一周的过程,被定义为时间的单位“日”,一日的时间显示,要用钟的两个运转周期相加而成。钟以时针、分针和秒针按进位规则各自匀速跳动或转动来表现时间;钟指针的周而复始使时间表现为单位的周期性变化且持续进行。地球的运动过程在钟上给表现出来,钟给人以似乎可见的时间。时间自动地向前变化,因而人们对所有的运动和变化事物的坐标表示都把时间当作自变量。
    人类制造了各种类型无计其数的钟,用于记录一日过去的时间和显示当前的时刻,正是钟的出现使时间变得看得见了更好利用了。大于钟的时间单位是自然的日与年,日与年时间单位由短时期内看作基本不变的地球自转和公转的运动周期所决定。钟的准确性在于最小的自然时间单位内的细密划分,显示出时分秒是钟的功能和实用。钟是人类制造的物品,由于制造工艺和材料等差异,普通钟难以找到两只计时完全相同的钟。有材料说目前高精度的机械钟一年也有一分钟上下的误差,所以钟走时的单位不与时间划分单位严格符合。钟的不同精确度,显示出不同的时间,这是钟的问题不是时间的问题。
    钟显示的时间要经常作出调整,才能使适合人的使用。人类制定的社会时间的时、分、秒的单位长度是不变的,人不会创造一个变化不定单位长短不一的时间。然而人创造的时间要有人为的变化,因人设立的时间要符合自然日的过程,这个过程周期在变慢,人就要想办法弥补或重新设定时间。钟的运转走时由自身动力及机构决定,若理论上的时间发生人为的变化,不会在钟上表现出来,各种类型的钟走时依旧,你变你的我走我的,这时要作钟的时间调整。钟在弹性势能或电能释放驱动机构使指针转动,因自身能量不足或机件的磨损会使它正常的变慢,这时要拨动指针或修理钟以保证它准确走时。
    钟指针转动使人看到时间延续,并不是真有时间流逝了那么长短被钟所计量。因此,可说钟显示或表现时间,不可说钟量度时间。时间是客观上不存在的事物,任何仪器都不能度量,只能在如钟的仪器上靠自身的机构运转显示出来。钟的显示的时间单位与理论上的时间单位符合,是人的设计和要求。人们不断努力提高钟的精度以符合理论的时间,从机械钟到石英钟再到原子钟,后者的计时精度超过了时间原型(当时的地球自转的过程)的精度,仍然要需要调整钟以符合地球的自转变慢的周期。
    (2)时间与钟的关系
    时间靠钟显示,但没有客观的时间供显示,钟显示的是人模拟的社会规定的时间。工厂出来的钟不上发条或不加电池不能走时,正式使用钟时还须要先对好时间,要把钟的时间起点与广播电台或电视台的报时对准(广播电台或电视台的整点时刻由国家授时中心提供,我国的授时单位属陕西天文台),它报当下是几点钟时你的钟就从几点开始。由于钟本身有误差,以后还要经常对时校准。不对时钟起不到提供准确时间的作用,就说明没有客观的时间制约钟和其它事物。
    实在概念总有直接对应实物,时间则不同,它是主观的没有对应实物。时间要通过它的代表物钟显示出来,时间和钟是量度过程的理论和实物。时间与钟不是名称对应实物的统一,而是两种事物的近似模拟和代表,人们使用时间是理论的应用,使用钟是对时间的计量和计录。钟能显示时间,是钟的运转周期模拟地球自转的周期。实际上,以地球自转一周作时间基础单位的实用时间在逐渐变慢,人制造的原子钟简直没有误差,但不能随地球自转周期的变慢而变慢,结果还是产生时间和钟的误差。
    时间与钟的关系倒不复杂,钟是时间的显示工具或者说是时间的代表物。钟不等同于时间,但一般情况下人们对时间不再凭感觉而看钟的显示,也就心安理得地把钟当作时间本身了。钟的走时是均匀的显示时间的均匀变化,钟指针的单向转动也表示时间的前进。但是时间与钟不是因果关系,是一种特殊的理论与实际的关系。时间是事物过程的计量标准,它对过程的测量要靠实物的工具来实现,所以时间要经过实际工具的钟的显示才能具体的利用。时间是一种理论的规则或说制度,人们制造钟要符合这一规则。钟精度不高显示当前时间不准确,钟精度太高显示将来的时间不准确。
    人类制造了几十万年误差一秒的原子钟,就有两个时间,制度的时间和钟的时间。制度的时间是以往所用的时间,叫做世界时(天文测量时间);原子钟显示的时间,叫做原子时。原子时是根据当今使用的时间设定的钟时间。由于时间必须依靠自然的“日”时间,而这个自然的日因地球自转变慢而变长;但钟的时间几乎不变,多少年后还显示出现时的时间长短,这就要增加钟的时间。事实上,从1958年“原子时”诞生至2006年,世界时与原子时累计差达33秒。原子钟几十万年误差一秒,这么长时间地球可能要慢一天时间(约5000年后原子时与世界时将差1小时),这就要调整人设定的时间。调整的方法是加闰秒(加闰秒的时间也叫做协调世界时),即原子时与世界时之差超过0.9秒时,钟要增加或减少1秒。闰秒从1971年开始,至今已调整了24个闰秒,都是增加秒数。
    时间与钟的关系跟空间与尺关系不同。尺占据空间,在空间中测量物体的大小,钟本身占据空间不占据时间,不是在时间中计量时间。钟不能自然、自动、同步地显示人规定的时间,它在显示自己的运转,钟走时符合时间是人制造的功劳。假设地球的自转突然变慢了,要25小时自转一周,那么钟上也要显示25小时,当人不能靠感觉知晓时间变慢时,你发现原来24小时变为25小时,只能认为钟走时快了;反之,若正常的钟非故障所致突然变慢了,倒是时间变快了。若时间变慢,钟也随着变慢,那么钟就不是人类所制造,是时间制造的。
    (五)几个受关注的时间问题
    (1)时间的不同属性
    时间模拟地球的自转和公转,又与自然有关系;时间与人有关系,也就与社会有关系。时间缺乏材质或质料的属性,即时间最主要的是无物理实质成分,在于它是主观事物。时间的具体应用要划分时间单位。时间的单位既要契合自然的周期分界又要有社会需要的细密划分,这种既有自然因素又有社会因素的时间单位共存,是时间的重要特性。时间单位与自然周期和社会生产生活有关,还与科学研究有关,可说时间单位有三种属性。
    昼夜往复,一天过去了;月亮圆缺往复,农历一月过去了;冬夏季节往复,公历一年过去了。这日、月、年是人类最早认识和利用的时间和时间单位。这些时间单位的确定,依据自然的天体运动周期,因而这些时间单位也应该叫自然时间单位,时间就有了自然属性。自然时间单位是时间的自然分界,人类应用这种时间要在一万年前,史前人类是能够认识自然时间单位下的时间,最起码是“日”这个时间。自然时间单位下的再细分时间,是人为的社会的时间单位,这种时间单位是整数进位的并且在每一级别都精密均分。时间不能说是完全从自然过程中抽象出来,就是因为加入了人为设计,这也是时间不好认识的关键所在。
    当社会生产力的提高,自然的时间单位已不满足人类的生产和生活的更精确的时间要求,于是便产生了社会时间单位。时、分、秒便是社会的时间单位,这种时间单位是人的主观划分没有自然的分界,使时间有了社会属性。时、分、秒是以最小的自然时间单位“日”再做细密划分形成的时间单位,是人类社会规定的时间单位,因而称为社会时间单位,时间又有了社会属性。社会时间单位能方便地适应和满足人类社会的生产和生活。常用的最小社会时间基本单位是秒,有时要用到比秒还小的时间单位,如秒表显示的时间(秒以下十进位时间),主要在体育运动中使用。
    比秒还小的时间单位,是科学研究用的时间。这种时间是秒以下的时间单位,如毫秒、微秒、纳秒、皮秒、飞秒、渺秒等。秒下有一个特殊的单位分秒,为十分之一秒。除分秒外,从秒到毫秒再到渺秒的的微时间均以千进位,一毫秒等于千分之一秒,一渺秒的时间为十亿分之一秒的十亿分之一。这种时间单位比社会时间单位更细密可算作显微时间,其属性可谓科学属性。社会生活用不上如此细微的时间,主要用在粒子物理学等许多科学研究上,因此这种时间单位可叫做科学时间单位,对应的时间也就叫做科学时间。
    之所以把时间分为自然的和社会的属性,是因为从社会的角度看时间有天然的性质,而从自然的角度看时间又有社会的性质,这就要求人们认可事物别局限于纯正或唯一,认识时间有不同的性质反映,势必有利于人们理解时间。关于时间的事实就是这样,不这样作时间分类将是个混乱模糊的时间。以上根据时间的不同属性区分时间,是为了更好地理解和利用时间,不是提倡使用时间要符合相应的属性规定。时间是统一的,上述三种属性时间是时间有包含关系三个层次,也包含顺序排列的所有时间单位。我们日常应用时间,就用一个统一的时间概念,不分时间何种属性。所有事物过程都在全部时间单位段内,但一般事物不需要科学时间的精度,也就不作那种时间的计量。
    (2)时间的起点
    人们认为有一个无法描述和说明的充满宇宙的客观时间,自然认定时间与宇宙同呼吸共命运了,宇宙有起点时间就有起点。认定宇宙从大爆炸中来,有宇宙后就有时间,倒不失为寻找时间起源的投机取巧,能省去许多力气和功夫。这种认识,致使关于时间起点的研究都变成宇宙起源的研究。把时间算作宇宙的附属事物,让时间与空间和物质平起平坐,根本在于人们使用时间传承依旧缺乏思考,所以在时间认识表现为简单浅薄的随意主张。客观的时间不存在,就没有时间的诞生和初始时刻。
    西方人说时间的起点,发生在宇宙大爆炸时,这等于说时间是爆炸的产物。宇宙大爆炸本是一个臆断,在正常思维中连质疑和批判都觉得无聊。将这个给出起点的时间当作客观存在的自然事物,忘记和忽视了是人在社会实践中创造了指导时间的历法和划分时间单位,实在是不着调。这个时间起点连同宇宙大爆炸的论断,与二十世纪后科学变得世俗功利化有关。自相对论做虚拟科学的始作俑者,现代物理学进入玄学时代,什么时间变慢、空间弯曲、霍金辐射、上帝粒子、平行宇宙、暗物质、暗能量等奇论玄说便纷至沓来,而且不断玩弄出所谓的证据证实。明显看出,所谓找到的证据是欺世骗人,不断地制造证据伪装用以掩盖理论的荒谬,以便从谬乱中获得好处。
    时间从何处开始,时间的起点在哪?一般而言,人们寻找或判定时间的起点,并不从人类社会的发展历程中找时间起点,大都从宇宙的组成成分的观念上出发,认为有一个横亘空间或充满宇宙的一个整体的独立的时间在流淌,并试图寻觅追溯这个时间的原始起点。当我们想明白时间为何物时,便不可再用所谓的发生在137亿年前宇宙诞生时刻作宇宙演化的时间端点。宇宙中的时间是依赖于人的主观意识放入宇宙中的具体时间,这是最近几年少数人对时间的研究和认识,还不被大多数人所理解和接受。任何时代,真理刚出现总是创始于少数人甚至个别人,大多数人明白和应用就是常理了。
    地球的时间有起点。地球的转动,使不同地方的人头顶直对着太阳的时间只有一段暂短时间,当人们把中午的太阳照射当作一个时间参考点后,发现这个参考点要扩展一个时间区间才好利用,于是产生了时区概念。1884年国际经度会议,规定将全球划分为24个时区和经线零度(本初子午线);规定了东西经180度线为国际日期变更线。变更线的零时就是一日的时间起点。地球的时间从子夜结束又从子夜时间开始,共用一个时刻,也叫做时间零点。地球上不同时区的地方序列时数不同,但在时单位下的分和秒时间是统一的,即不同时区的第几时不同但第几分第几秒相同。
    客观的时间不成立,谈不上它的起点;主观的时间总要有起点吧,但这个时间起点并不好找。如果非要说主观的时间有起始时刻,那么它就在早先人类约定俗成使用时间之时。时间的创立经过漫长的历史过程,它从简单到完善的过程,要有许多创造和规定时间的大事件标志的时间节点,而且越靠前节点的时间越有欠缺和不完善,我们不能选最后的节点也无法选择前面某一节点为正式时间起点。猜想人类意识中有时间想法要在文字记录以前,时间的正式出世要在有文字记录以后,所以寻找时间惟一的起点没有必要,但有必要把文字出现当作时间的起源,因为当时记录事项中一定要有时间陪伴。
    (3)宇宙中的时间在有人星球上
    宇宙中有一个统一的客观时间还是被大多人所迷信,也为假想当真的唯心主义的现代理论科学所坚信和张扬,因此便有时间何时开始何时结束的伪科学研究成果传于新闻见诸报端。时间是什么不难思考和理解,宇宙中有时间必有时间表现,即便时间无形也不会不被人类所知觉,空间无质无形能被人们认识和理解就是明证。说宇宙中的时间,必须说宇宙中没有自然的时间,人为的时间也不是统一共用,每个有人类的星球上须各自制定自用的时间,宇宙有多少星球有人类,就有多少种时间。
    宇宙中有生命的星球可能很多,生命从低级进化到高级要有一个漫长的过程,还要有充分的进化条件。从地球人的进化过程可知,“人猿相揖别”,要经过由猿进化成猿人直至原始人,原始人再进化成创造文字的文明人。生命进化成人类,有必然性也有偶然性。因低级生命比高级生命的生命力强,许多天体上有生命只能有简单的生命,有的星球有高级生命也不一定自然而然地进化为人类。尽管生命进化到人的内部和外部条件极苛刻,但地球人在宇宙中不可能是惟一的高级生物。宇宙中可能有某些与地球情况相似的行星中有人类,每个有人类文明的星球都会有当地人制定的时间。所以要说宇宙有时间,要有个存在人类的前提,是人类创造了时间。不同星球有不同时间,就像不同地域人有不同语言一样。
    假设地球人登陆某个宜居行星后,那个星球上可给人提供生存和活动的空间,但没有可供人利用的自然存在的时间,人们带去的钟表显示当地时间会不适用和不可用,因为此星球不可能凑巧与地球有相同自转周期。在那里使用地球时间不方便自如,就要根据那个星球的运动周期制定当地时间。人的活动要使用该星球的时间,地球时间并不废弃,要保留下来作为参考和方便与地球人联系。人类若在月球上探查和生活,可能不需要制定月球的时间,用地球的时间就可以;但还要考虑月球的日和夜,因为月球的自转等同于公转,月球的一天(昼夜各约13.66地球日)等于地球的一农历月。人类不登陆但长期持续研究某个行星,也要制定那个星球的本地时间及星历。
    人类若登陆火星作短期科研考察,只用地球时间就可以;若长时期在火星上工作生活,就要制定火星时间和年历。以地球的时间单位为标准测算火星时间的年和日,火星的公转周期(年)是686.98地球日 ;自转周期(日)是地球时的24小时37分22秒。若建立火星的时间单位,火星日应该划分为24小时,一小时60分,一分钟60秒。简单计算,就可以得出:火星的一年是669.47火星日,火星时间秒约是地球时间秒的1.026倍,火星时间分约等于61.56地球时间秒。如移民火星,就要设计火星时间,要有地球时间和火星时间两种时间并存。
    地球上的时间是人类根据地球运动的具体情况制定的,从它的发源地上讲要叫做地球时间。人类研究太阳系内外的天体运动,研究遥远星系和宇宙所用的时间,都依赖于地球时间。我们以地球时间衡量宇宙,你不能说地球时间就是宇宙的时间,宇宙没有统一的全局的时间。人类对于宇宙设想或认识,一是从哲学上说的无限,二是人的科技所能观察的宇宙。我们用地球时间量度所能观察的宇宙,别的有人类星球的人也会有用他们的时间来量度观察到的宇宙。这种量度宇宙的时间在认可客观时间的人看来就是宇宙时间,其实都是用本地人创立的时间代表和充当宇宙时间。
    (六)时间与空间和物质
    (1)时间与物质
    时间与物质有关系吗?有。表面看时间联系物质的运动变化过程不直接联系物质,是过程联系时间,但要有物质才有过程,最终还是关系到物质。时间不仅关系到物质还产生于物质。时间产生于人的思想,因为人的思想终归要有物质基础,本原意义上说人体也是物质的,所以时间的追根溯源还是产生于物质。当然这种物质是特殊的人脑物质,与一般意义说的物质不能一视同仁;人脑不在特殊情况下不叫物质,就像人属于动物而不叫动物一样。因此表示时间与物质的关系涉及时间起源于物质还是不计人脑的构成物质,而说时间产生于人的思想。
    自然的物质就有时间吗?也不能轻易地说有。忽略少量物质的空间看作虚无的,里面没有时间。纯粹的空间也是不存在的,空间中总要有物质,有物质才能有时间。然而拿一块物质看看,上面有时间吗?没有。时间不能像实在物一样附着在物质上,它可说是表现为即身在其中又置身物外。这不是说时间在物质上既有又没有的模棱两可,时间存在于人的思想中,物质上的时间是假设的存在。物质上有时间必要的前提是要这物质与人有关系,即人观察和计量这块物质的运动,或人利用和改造这块物质作出劳动,才能有物质与时间的关系。因而说物质上有时间,一定指人的意志给予了物质以时间。
    人们对时间的认识多种多样,甚至每个人都有一个时间观念。在各式各样的理解和解释时间的主张中,绝大多数人还是认为时间客观存在的,这主要是人们对时间是什么不作思考总随帮唱影人云亦云。认为时间客观存在,要认可物质就在时间中运动;认为时间主观存在,也要在物质上附设时间。这不是两难选择,人们只能二取其一,或认为有客观时间或不认为有客观时间。无论如何,若有客观的时间,它总要有表现形式,总要明面的不是偷偷的影响世界中的事物。时间若是客观存在的,它作用于物质即使不留下时间的烙印,总能影响钟吧,然而钟能显示时间却不受时间的支配,表明时间的进程与钟的运转无关,是人努力制造精度的钟要求它俩步调一致。
    物质是由不同级别的微观粒子构成的实体。物质本身体现时间在两个方面,一是物质的运动过程;二是物质内部的变化过程。物体在空间从一个位置运动到另一个位置,要经过时间。放射性元素的衰变,物质的化合与分解,生物的出生和死亡,都是物质内部的变化,同样要经过时间。时间参与物质的过程量度,要有计量时间的工具和人的操作观察,也就是人观察钟显示的时间。上述物质的运动变化是自然的或人工的都经过时间,是人给物质带来了时间。而物质的运动变化为人所认识,没有人的认识,物质任怎样运动和变化,物质自己不知,别物质不知,空间也不知,可以说,不进入人主观世界的客观存在与不存在实质上相同。
    宇宙中的物质都是运动的,但通常人们认识理解物质在运动是“物质的运动总在一定的时间和空间中进行”。此说法若把“物质运动在时间中进行”理解为考量物质运动离不开时间尚可;若认为时间跟空间一样或相似总是容纳物质就不对了。物质的运动在空间中进行没错,但时间与物质的关系与空间与物质的关系不同,所以不能说物质运动在时间中。时间没有容纳物质的场所和管控物质的能力在于,一是时间不是弥漫宇宙中的一种事物,它本身不同于有容纳特性的空间,物质运动不是在时间中遨游;二是时间联系物质的运动变化过程不直接联系物质,也就是从物质上是看不到时间的,要在物质的运动变化过程的量度中看到时间。
    (2)时间与空间
    宇宙的最基本组成是空间和物质。宇宙中有能量,但能量是物质所携带及释放,不算宇宙的基本成分,或算作二级成分。空间和物质都客观存在。任何客观的事物要人主观的反映和认识才有意义,所以空间是人认识的空间,物质是人认识的物质,物质和空间通过人的认识进入人的主观世界中,在那里和产生于人意识中的时间会合到一起,时间也取得与空间同等的地位。人认识和研究物质和空间,要把客观事物变成主观思想才能做到。
    空间是物质实体外客观存在的空旷和虚无,它谈不上运动或静止,也谈不上相对或绝对。时间在人的主观意识中,融汇到人主观认识的世界中,它是动态的事物,同样也谈不到相对和绝对。空间可谓出手可及,你能伸出手什么也没摸到就证明空间的存在。时间想见要通过钟,靠钟表的显示的时分秒单位数才能应用,而这时分秒是人的创立和设定,不是大自然的馈赠。空间要分理论的和实际的,理论的空间是排除物质外的空旷,实际的空间天体间的空旷但不能排除稀薄的物质或零星的游荡物质。时间也要分理论的和实际的,理论的时间是人类历法时间和具体的日以下时间单位设定,实际的时间是钟显示的时间,因不同精度的钟有不同的误差但可通过报时台的标准时间对时调整。
    时间不是真实的存在,它是人假设的事物;空间是真实的存在,是容纳物体存在和运动位移的自然的场所和条件。人虚拟的时间与实有的空间没有必然的联系,就像神与人不能握手拥抱一样。有人说时间与空间是什么对立统一体,二者有相互依存的关系,此主张根本不对,说者不明白时间和空间也不明白对立统一规律。没有时间,空间依然故我的存在;没有空间,世上的一切事物都不能存在。物质不能直接产生时间,是地球的运动过程提供了时间的原型,是事物运动过程进入人的意识中产生时间,离开了人的意识就没有时间。时间与空间有间接的联系,即通过物质的运动变化相联系,这还要有人的存在,没有人观测的物质运动变化只是无知无觉的自然过程。
    形容或说明时间和空间的本性,我们只能说:时间是虚在的,空间是实在的。时间与空间被当作统一体,出自相对论的支持者和建设者——爱因斯坦的数学老师闵可夫斯基在一个会议上作的自以为是的报告。这个时空统一体不是时间和空间经过物质联系的结合,而是与物质无关地将时间和空间联姻,强迫时间和空间杂交在物理学上产生了怪胎,这个怪胎就是所谓的四维时空。人们晕头转向地跟着大声呼喊四维时空,还以为自己知道了生活在四维时空中多么幸福,哪知晓四维时空仅是个主观意向和空洞的概念,是一个无用的假设,包括四维时空的提出者在内,从来没有人找到四维时空在什么地方和怎么利用。
    四维时空用三个空间坐标轴加一个虚数时间轴但造不成型,尽管相对论者写出一个假冒伪劣的数学公式Δx^2+Δy^2+Δz^2=(cΔt)^2表示,实则是没有任何意义一纸空文,你不能用它计算什么。将时间和空间笼统地称时空,只有简化语言称谓时才有用,若真当作时空一体则大逆天道。时空一词应该是将时间和空间纠合一起简化的概念,后来的人们接受相对论的理论,也就不自觉的将四维时空视为客观的真实的时间和空间的最佳描述,然而现今人类的一切空间活动都不经过所谓的四维时空,那种煞有介事的描述不过是费话一箩筐。
    结束语
    对传统的主流话语的时间提出异议,也是对时间及认识的正本清源和拨乱反正。让更多的人正确认识和理解时间,不仅在物理学上而且在社会的许多方面都有重要意义。因为非客观实在的时间,你再说速度或别的因素使它变快变慢,就没有成立的依据和理由;同理,虚空的空间也不能随意弄直弄弯的。抛弃绝对时空观和相对时空观,还建立一个新的时空观吗?没有必要。虚在的时间和实在的空间,不需要也不能够结合成为一个一体的事物。时间是时间,空间是空间,时空概念在物理上除了表述上简洁外并不实用,只有用到特定的领域如科普文学和影视作品上有所用途,如穿越时空、时光倒流、时间隧道,时空旅行等想象和描述,给人以神话般的幻境玄景,同时也显露相对的时间诡异得很。
    2014年12月12日 于吉林松原
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    16.空间简析
    本文的空间是自然的物理学的空间。论说空间,不能避开评价牛顿的绝对空间观和爱因斯坦的相对空间观,也要对许多有一定影响的空间论断作出分析和评价。对于已有空间理论,物理学的任务是摈弃绝对空间和相对空间观念,去掉绝对和相对的空间定位,认识客观的空间,树立理论的和实际的空间观。空间的本质在于“无”。这个“无”可表述为无性质、无作用、无运动、无边际、无方位、无类别。空间理论要避免把无变为有,将空间物质化。有关空间的概念很多,但要很好地表述空间还应该有适当的概念加入。为此本文提出物外空间、物内空间、全部空间、实际空间和理论空间等概念。空间并没有太多要说的,倒是空间与其他事物的关系值得一谈。
    (一)影响最大的两种空间观
    (1)牛顿的绝对空间观
    牛顿在《自然哲学的数学原理》中说:“绝对空间,就其本性而言,是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的。” 这句话是说,客观世界中的空间是绝对的独立存在的,不受物质的影响。这种“本来无一物”的空间并不存在,谁也不能分离空间与物质之间容纳与占据的关系,空间与物质也不是先各自独立存在再混合到一起。牛顿所说的绝对空间不合适,还因为有绝对就要有相对,有绝对空间就要有相对空间,空间就要有不动和动两种特性,但人无法证明。由于这个绝对空间不干涉物质,它不发生变化反倒有利于认识物质的运动变化规律,所以绝对空间观尽管无意义但无害处。
    牛顿推出绝对空间后,将其应用到绝对运动上,他说:“绝对运动是一个物体从某一绝对的处所向另一绝对处所的移动。” “真正的、绝对的静止,是指这一物体在不动的空间的同一个部分继续保持不动。”一个绝对空间在认识客观事物上无用场倒不要紧,但以绝对空间为前提,推出相对于绝对空间作绝对运动或保持静止的论断就错误了。姑且算作有绝对空间,你还是无法派上用场,因为绝对空间是虚无的空间,任一处都是相同的空白,里面没有可供识别或定位的标志,你无法利用这种空间为参照判断物体是运动还是静止。
    牛顿的绝对空间和绝对运动的观点受到十九世纪末的马赫激烈批判。今天看来,他俩各有对有错。牛顿认为“在绝对空间有绝对运动”是错误的,但他在同一书中说“物体的惯性是它自身的属性”无疑是正确的认识。反对牛顿绝对空间的马赫,在他的《力学及其发展的批判历史概论》中说:“物体的运动不是相对绝对空间的绝对运动,而是相对于宇宙中其他物质的相对运动”是正确的,但他又说,“物体所受的惯性力不是虚拟的而是一种引力的表现,是宇宙中其他物质对该物质的总作用”和“物体的惯性不是物体自身的属性,而宇宙中其他物质作用的结果”又是错误的。需要指出,马赫说的“惯性力不是虚拟的”正确但不能说是一种引力,也不是宇宙中其他物质对该物质的总作用。
    牛顿时代没有参考系概念。有人说绝对空间是牛顿为解决惯性系问题引入的概念言过其实。牛顿可能有以绝对空间充当运动的背景起参照作用的思想,但虚无的空间起不了这个作用。后人总结和发展牛顿的理论,提出了参考系及惯性系的概念。惯性系是作匀速直线运动的参考系,确定它作匀速直线运动的根据是什么?即相对谁的匀速直线运动。这在当时是个难以解决的问题,最简单的解决办法是找到一个绝对不动的空间作参照。然而,若真的有绝对空间也解决不了问题,因空间的空虚无标识无法参照。
    牛顿不惟独绝对空间思想,他还有相对空间思想。牛顿阐述绝对空间后继续说:“相对空间是一些可以在绝对空间中运动的结构;或是对绝对空间的量度,我们通过它与物体的相对位置感知它;它一般被当作不可移动空间,如地表以下、大气中或天空中的空间;都是以其与地球的相互关系确定的。”牛顿的相对空间与爱因斯坦的相对空间各有特性,不可通融共享。牛顿的相对空间可能指物体内的物质空间或地面附近的空间,是个含糊的不好确定的概念,有什么相对性也不好解释。牛顿的相对空间观不被人们重视,因为它像说包含物质的实际空间,但又莫名地隶属于脱离物质的绝对空间。空间只有一个,可因不同的属性叫做某某空间,但不可分绝对空间和相对空间,因为不存在绝对空间也就没有相对空间。牛顿那个相对空间概念被提出以来后基本上没有得到应用。
    牛顿的绝对空间和绝对运动思想受到他同时代人的批评,其中有科学家莱布尼兹和大主教贝克莱等著名的人物。然而,绝对空间观点还是为大多数人所接受,在牛顿后二百多年的理论和应用上有问题但没有产生什么不良后果。牛顿的绝对空间有错误,不在绝对空间的客观存而在充当绝对参考系上。相对空间不好应用,去除这些错误,有用因素所剩无几了,因此还是摈弃牛顿的空间理论为好。
    (2)爱因斯坦的相对空间观
    相对空间是可变化的空间,最著名的居统治地位的相对空间是爱因斯坦的相对空间。这种相对空间是可伸缩又能弯曲变形的空间。弯曲空间不是弯曲管道中的空间,是物体外的自然空间发生了弯曲。若问空间为什么收缩了,相对论者回答是物体速度太快使空间收缩;若问空间因何弯曲及什么力量把它弄弯曲了,相对论者回答是物质分布造成的。
    最先提出空间会收缩说法的是洛仑兹。十九世纪后期,著名的迈克尔逊----莫雷试验宣布了以太的死亡,迷信以太的洛仑兹为救活以太,拼凑一个1减(V/C)平方再开方的式子(也叫做洛仑兹因子),来表达空间收缩了所以有迈-莫试验的零结果,但没有得到科学界普遍认可。爱因斯坦将洛仑兹的空间收缩观点发扬光大,将数学概念和物理概念杂交,用想象中的一静一动两个由杆构成的框架(充当坐标系)和一个光信号,推出几个可个靠强行注入物理成分的数学式子(见《狭义和广义相对论浅说》97页),即以洛仑兹名义命名的洛仑兹变换。
    相对论中的洛仑兹变换应叫做爱因斯坦变换,变换得空幻离奇,现代科学的一切虚构和混乱都肇始于那个变换。变换的参考系是没有物体参与的空白参考系,这个所谓的洛仑兹变换就是虚构事物推演出的几个式子,变换过程跟说天上有甲神不动乙神飞跑后有一束光追赶等价,结局是光追上乙神,经人用纸笔一描画时间就变慢了空间就收缩了物体质量变大了。再退一步说,通过实践制造两个参考系的实物模型,并使一个相对另一个作匀速直线运动,动模型中有接收光信号标志或装置,光信号被接收后能咋地,能产生何种物理作用?什么都不能发生。所谓的洛仑兹变换不过是个摆弄数学物理概念的小把戏,变换不来真实变化和用处。这么一个没有丝毫作用根据和物理价值的变换,用几个不起眼的式子念念有词就能使时间、空间和质量变化,要说编造式子的人能请神相助。
    空间收缩是狭义相对论的产物;空间弯曲是广义相对论的产物。广义相对论建立在等效原理和广义相对性原理上,其中的广义相对性原理没什么价值,主要利用等效原理。等效原理的核心是引力与惯性力等效,爱因斯坦没有惯性力概念,而用引力与惯性力的载体引力场与加速参考系等效。他将这个所谓原理从物体运动置换为光的运动,用思维明显失误的所谓思想实验(思想实验概念不能成立,把想象说成思想试验,是骗人的说法)得出光在加速参考系中弯曲等效于光在引力场中弯曲;再往后抛弃了引力场,说是因为大质量天体形成了时空曲率,即空间发生弯曲使光在其中运动随弯就弯。
    爱因斯坦说:引力其实不是一种真正存在的力,而是看不见的空间弯曲或不够平坦造成的假象。说引力不是一种真正的力或不存在引力,别人说出尚可,他说出是出尔反尔过河拆桥。广义相对论起底时编造等效原理利用的是引力和引力质量,若没有引力哪有什么引力质量。否定引力,还在编造引力场方程,伟人为制造空间弯曲可能不愿提及引力,但为相对论理论作应用解释和推广的人们却离不开引力,如常说狭义相对论缺少或没有顾及引力,广义相对论是为解决这个问题而创立的,甚至美其名曰广义相对论是伟人创立的没有引力的引力理论。事实上,广义相对论只在说空间弯曲时不提引力,除此外没有离开引力。
    空间本来简单,相对论者用数学空间充当物理空间弄得复杂了。本来可伸缩和弯曲的相对空间将世界扭曲得够严重了,再硬性将空间与时间拼凑成荒谬绝伦的四维时空,让时间也随着空间弯曲,肆无忌惮地蹂躏理性越整越邪。总结断言,相对论的相对空间是个谬误有害的理论,应彻底摈弃之。
    (二)正确认识空间的其他障碍
    (1)空间弯曲模型忽悠人
    在电视转播外国科普节目中,看到电脑制作的虚拟的弹簧床、保龄球、高尔夫球组成的模型来演示天体附近的空间弯曲。模型表现为保龄球放在弹簧床上,把绷平的床面压陷出凹坑,再用高尔夫球从凹坑曲面边缘滚入,球在下凹曲面上围绕保龄球转不到一圈便撞到保龄球上并挤靠一起。恒星附近的空间弯曲了,行星、卫星的空间也应该弯曲,造一个与实际情况相符的模型才好。比如太阳系中行星长久运转,你能用八个大环再分别套上数量不等的共七十多卫星的环表示运转轨道,制造出其空间弯曲的模型及行星的运转吗?
    有人对这个模型进一步解释:牛顿是从上往下看,看到行星在椭圆轨道上绕恒星运转;爱因斯坦是从上向一边偏斜看,看到一个弯曲的空间。似乎说两人看同一问题因不同的视角有不同的结论,可能的意思是:牛顿看的是投影图观察片面,爱因斯坦看的是立体图观察全面。但滚球轨迹从上往下看是条从坑沿圆指向中心附近的弯曲线,从斜向看是条上大下小指向中心附近的螺旋线,都违背行星绕转走椭圆轨道长久稳定的实际情况。天体运行若作螺旋线轨迹运动,行星要很快撞到恒星上。
    近代星系研究揭示主序星系的天体产生于同一团宇宙尘埃。空间弯曲模型演示的是行星从外部闯入恒星的弯曲空间,就等于说弯曲空间理论中的行星、恒星等天体没有自然的联系,天体系统产生于偶然和碰巧且只能暂时存在,说明模型原理严重违反事实和事理。行星绕恒星是在万有引力的作用下,并且可以推测行星与恒星共同起源于一团宇宙尘埃。空间弯曲不能符合天体运转规律管控天体运动,也不能制造形成天体。空间弯曲取代了引力,但对没有引力球形的天体该怎样形成不管了,看来恒星、行星和卫星等天体只能交给上帝制造了。
    空间本身没有一定的形状。特殊情况下物体决定空间形状,如物质围起的空腔空间,它仍然是物外空间。物体内部有实在的物内空间,但不是通常意义的空间。人们通常说的空间都是指天体间开放的间隔区域,其中有少量的物质是要忽略的,而看作一个虚无的空间。虚无的空间除了容纳意义外什么都不是,什么都没有,它能收缩和弯曲吗?说不能好像都是多余的话。收缩和弯曲对应的对象是物质或物体,也就是说只有物质东西才能收缩和弯曲。给空间加上平直或弯曲都是人的意志强加给空间,而空间只有无条件地接纳顺从。
    空间弯曲的模型演示被人们认可,折射出人们对弯曲空间毫无思考只有虔诚信服和顶礼膜拜,这都是有关学科把相对论奉为圭臬并且作为必修必研理论造成的后果,对中学生甚至大学生的科学观念形成造成严重误导。空间弯曲模型给爱因斯坦看,他也不会认可空间是那样弯曲。故模型非但不能表现所谓的空间弯曲,反而暴露出道具的拙劣和设想的荒唐,严重误导干扰了人们对空间的理解和认识。
    (2)科学人塞入空间的东西
    古希腊德谟克利特认为:空间是无物的虚空,物质在虚空中运动。后来人们有了宇宙空间的概念,又认为宇宙空间是真空,即日月星辰在真空中运行。再后科学家发现空间有尺度不同的各种天体及微观的粒子在游荡,因而空间不是纯净的即不是纯粹的真空。科学家似乎对空间忽略微量粒子的空旷不满意,或不满足空间中仅有通常的物质,总想象空间中有其他的另类的物质,因此宁愿画蛇添足。
    最先充满空间的是产生于古希腊以太。当时的以太指的是青天的上层大气。亚里士多德继承和改变了古希腊的以太主张,笛卡尔最先将以太引入科学,认为物体之间的所有作用力都必须通过某种中间媒介物质即以太来传递。光学和电磁学理论的建立,以太又被认为是光波和电磁波的荷载物质。惠更斯和牛顿认为引力甚至磁力也在以太中传播。迈克尔逊和莫雷测量地球对以太的相对速度的实验结果,证明不存在以太,此后以太终于被物理学界大多数人抛弃了。
    以太的衰落,在于电磁场的异军突起。麦克韦斯的电磁学理论成功使“场”概念产生,于是人们转变为认为空间中有特殊的电磁场物质(通常形容为:看不见、摸不着、可叠加)。尽管麦克韦斯认为有电磁以太传递电磁波,但人们认为电磁场本身就是物质存在的一种形式,也就是认可有一种电磁场物质以电磁波的形式在空间中运动。电磁场可以在真空中传播,是电磁场自身的运动,不需要空间中充满煤介物质以备传递,没以太什么事了。如果电磁场有电磁场物质,那么引力是不是也应该有引力场物质,于是有人模仿电磁场和电磁波推出引力场和引力波,并说其中还有引力子起传递作用。
    人们给空间添加了以太和场物质犹不满足,又找到量子这一填充物,把空间的真空变成所谓的量子真空。这种真空的主张者是计算出正电子的狄拉克,他为了摆脱方程负能态解的困境,提出真空是充满了负能态的电子海的主张。狄拉克的电子海思想被发展成量子真空,即真空并不是虚无一物而是时刻有虚粒子与实物粒子的产生和转化,但整体是对外不显物理属性的宏观总体。这个想象荒谬,虚粒子等于无粒子,怎么能与实粒子转化。这种以科学名义的“有生于无”又随生随灭,是主张者为了摆脱理论的困境而生拉硬扯,什么事说明不了时就推给量子作用。
    二十世纪初,有人提出暗物质猜想。起因是发现星系边缘恒星的运转速度超出了牛顿定律的引力,便认为星系中还存在其他引力,而且只能出自暗物质。此后,暗物质概念得到了淋漓尽致的发挥,如说暗物质就是这样一种物质,本身不发光,受光线照射不反射光,所以看不见,却有重量和引力等等。暗物质没停留在概念诠释上,而是动真格地去寻找。暗物质存在有严重的理性问题:星系边缘的恒星的运动速度就应该比星系内部恒星快不值得奇怪,因为星系作整体转动,这使暗物质丧失了存在基础;暗物质若存在,地球上或地球附近一定有,它总是躲避人类的探查,不合逻辑。
    暗物质后又有暗能量。暗能量被说成是一种充溢空间的、增加宇宙膨胀速度的难以察觉的能量形式。又说它在宇宙中各向同性,密度非常小,具有负压强。负压强是从中心向四周的压强相对中心而言,中心外四周任一点上都是正压强。暗能量不是物质,不能用质量来衡量。但西方人有办法曲解,用说不上是质量还是能量的“质能”一词打马虎眼,如说“暗能量应该充满了所有的宇宙空间,因此它占宇宙质能总量的68%”。把质量与能量结合简称为质能是空概念没有意义。宇宙中是有不可计量的能量,如恒星有热能量,有释放到物质外的各种电磁辐射能量,但都没有使天体运动的作用。
    空间不是真空。空间中有能量,由物质释放出且是匆匆过客。空间中有微量物质是忽略的,如近代发现空间中除天体外还有弥漫的宇宙尘埃,还有脱离天体的水分子和有机分子,以及原有的氢原子和射线粒子等。空间中的物质有些集中起来,如恒星、行星等天体;有些因恒星爆炸弥散形成宇宙尘埃;弥漫的尘埃物质在引力的作用下密集成团块,最后又形成恒星、行星等天体。行星与恒星间,恒星与恒星间,星系与星系间都存在着广阔的空间,而且各种天体在这没有边际的空间中运动。天空中自然的物质尘埃无法清扫,人为造成的“尘埃”当“时时勤拂拭”。
    (3)其他偏狭或模糊的空间说法
    “空间是运动的表现形式”。
    运动的表现形式归运动所有。运动的表现形式是什么样的运动,即表现形式是直线还是曲线,是单纯还是花样等,不能说运动的表现形式就是空间。空间是物体运动或表现运动的场所,是运动的外部条件,正因为有了这个外部条件才有物体的运动。
    “空间是静止的”。
    空间谈不上运动或静止。地面上物体的静止或运动能够判断,空间是静止还是运动无法判断。静止要有运动对照,而运动的只能是物体不能是空间,不能以物体运动断定空间静止,更不能假设物体不动空间运动。不管理论的还是实际的空间,都说不上运动和静止。对于空间是静止状态还是运动状态,根本上要肯定空间没有运动,从这种意义上说空间静止倒无妨。
    “空间是物质存在的属性”。
    这种说法具体地表述:空间是物质存在的“广延”属性,时间是物质存在的“持续”属性。属性说否定了空间和时间的独立地位,让空间和时间附属于物质,显然没有道理。物质轻微的膨胀或收缩不算广延,物质在空间运动,也谈不上广延。宇宙中的物质多种多样不胜枚举,物质聚集的团块或大或小无尽其数,怎样解释空间是物质的广延,是每一块物质“广延”一个空间,还是所有的物质统一“广延”所有空间,主张者可能也难以言喻。
    “空间各向同性”。
    空间是天体间空旷的无,空间的不同方向也是无,无没有性质可言,无不等于各向同性。各向同性或异性可用于物质内部的空间,但很难找到自然的均匀的各向同性的物质。团块物质大都不能均匀,即从物质内不同方向可能有物质密度不同、成分不同,所以一般物质空间也难谈得上各向同性。
    “空间是物质的存在形式”。
    这话也费解,可能是说物质的存在要有空间,应该不是说物质的存在形式就是空间或叫做空间的意思。物质存在的形式或团块或弥散,其存在和运动必然在空间中,空间也无条件的供给物质运动占据。因此,可说空间是物质存在的条件,不可说是物质存在的形式。
    “空间是具体事物的组成部分”。
    空间不依赖物质而存在,若说空间是具体事物的组成部分,那么空间就依赖物质而存在,或者说空间依赖事物而存在,显然与理不通。任何具体事物都在一定的空间中,空间对于具体事物必然存在,不需要寻找和选择。因而我们叙述或研究某事物,并不需要提及和感谢容纳事物的空间。事物的演变过程在空间内进行人所共知,没人再郑重其事地对空间有所交待。
    “空间其实是人们的一种感受,或者一种感觉的形式”。
    空间是实实在在的存在,人们怎样感受?人们能感觉到的是物体,感觉不到的是空间,并通过自己和物体的存在与运动认识空间。空间是看不见摸不着的,因为看得见摸得着的是物体。摸不着是说伸出的手不受限制什么都没接触,从而证明空间的存在。
    (三)认识空间
    (1)提出新的空间概念
    经典力学对空间的解释:宇宙中物质实体之外的部分称为空间。这个定义从一般意义而言。具体的空间描述还要有各种相应的空间概念,通常叫做某某空间。虚无的空间没有形状,因此我们不能认定空间是直的或是曲的,对空间作直或曲标度都是根据需要而定。空间既实有又虚无,它容纳物质,服从物质占据及在其中运动。
    为了清晰明确地说明空间,有必要在已有的纯粹空间概念外再增添关于空间的概念,本文提出几个新概念是:物外空间,物内空间,完全空间,实际空间,理论空间。
    纯粹空间
    纯粹空间是没有任何物质占据的空间,是理想化的空间。纯粹空间是绝对的真空,这样的空间并不存在,我们或可把星系间巨大的空旷认为是纯粹空间也不合理也没什么可用之处。
    物外空间。
    物外空间指物体表面外的空间,即人们通常说的空间。物外空间向外延伸无限,尽管有时会遇到别的物体,但不是空间的界限,空间绕过这个物体继续延伸。物外空间是与物内空间需要区别时使用的概念。
    物内空间
    物内空间指非空心物体团块表面内的空间,也可叫做物质空间。物内空间应该说归物质所有,这种空间既属于物质,也属于宇宙的全部空间。说空间是物质的属性,只有从物体内部的意义上说才可以。
    全部空间
    物外空间和物内空间可统称全部空间。物体内外的空间构成一个全部空间,此空间没有变化和运动,从存在的意义上说是绝对的。全部空间是相对宇宙而言,宇宙有多大它就有多大。
    实际空间
    实际空间是我们面对的客观存在的天体表面外的空间,其中可能稀薄或零星物质游荡和通过射线粒子。说空间是实际的,就是说空间不是纯粹的空间,不忽略或排除其中的粒子物质或流星类小物体。
    理论空间
    理论空间是排除一切物质的空间,是一无所有的虚无。没有物质的绝对空间并不存在,只能在理论上需要作简化才将空间作理想化处理。理论空间相似于牛顿的绝对空间但不互相取代。理论空间是理论上的空间的意思,不是理论的空间。这种理论空间一般要指局部的空间。
    (2)空间的本质
    古往今来,有关空间的论述很多,但多将空间归属于物质较少涉及独立的空间本质。本文在普通认识的空间的基础上,对空间本质作理论表述。
    空间的本质是什么?空间的本质是虚无或无。但这种无不是纯粹的无,总有非天体的弥漫尘埃和气体及零星物体或粒子在其中运动。我们说空间都指理论上的无,忽略其中的微少的稀薄的物质。物质占据空间,被占据空间属于物质,通常说的空间一般不包括这个空间。物质不属于空间本身,即空间中的物质不归空间所有,不是空间的成分。
    无的空间是忽略其中物质的理想的空间,不等同什么也没有的真空或虚空,这种无表现为:
    1、无性质。空间是物质实体外客观存在的空旷,它没有内在的性质,任何空间的性质、特性、属性等说辞都是空谈。
    2、无运动。空间谈不上运动或静止。物体对物体运动有相对性,物体对空间就没有运动的相对性。可以说物体在空间运动,但不能说空间对物体同样作相对运动。需要指出,物体在空间运动靠别物体判定而不靠空间判定。
    3、无作用。物体与物体间有相互作用,事物间也有性质不同的种种作用。物质的演化是自身的性质使然或别物质的作用。物体占据空间,空间并不反抗。空间对物质没有作用,不影响不干涉物质的运动和变化。
    4、无边际。人类对空间范围的认识,从宇宙空间的意义上说,不断扩大的范围是地球附近空间、太阳系空间、银河系空间、一千亿以上星系的可见宇宙空间,仍没有确定的空间范围。空间有没有边际可能人类不能最终探测证明,但还是认可空间没有边际即无限空间合适。
    5、无方位。空间本身不存在方位是人根据需要设定方位。我们平时说的上和下,依托地面竖直方向划分并在空间上的延伸。人类设定的东西南北方位在地表面,受地面限制,比如地面上南方向延伸到南极点时不能从地面和空间再延伸。
    6、无类别。空间按不同角度描述可有不同的空间说法,但空间的本质决定空间没有种类。不存在这里的空间与那里的空间的类别不同。本文说的理论空间,现实空间、物内空间和物外空间等空间,是从不同的意义看空间,不是说空间的种类。
    (四)空间的主要关系
    (1)空间与物质
    空间中有物质,物质为人的思想所认识,而且人体也属于物质,但我们通常说的物质都是人体及其他生物体之外的自然物。人类生活在地球上,地球是有界面的,地球表面(与空气无关时忽略大气层)即界面。地球表面向内是地球物质,属于地球,但向外还属于地球吗?显然继续用地球或地球所属并不能恰当地表明地球外的区域,这就需要有另外的概念来表示,即把地球表面外的空旷叫做空间。空间一词即可指全部空间也可指局部空间,局部空间是小范围的一般指天体附近或天体间的区域。
    空间是个独立概念,但空间不能与别事物无关而独立。宇宙中不存在纯粹真空,任何局部的空间总有一些粒子运动和粒子射线通过,但为研究方便要忽略有微少物质的空间而看作虚无的空间。不算物质的空间是牛顿的绝对空间或今人理想的纯粹空间,那是一种符合人思想意志的主观空间,客观上并不存在。毫无疑问,与空间关系最密切的是物质,物质占据空间并在其中运动。空间中的物质,有与地球上物质元素相同的普通粒子,根本不会有什么超物质或另类物质。若有那些东西,空间就不成为空间了,整个宇宙就成了物质、伪物质的大杂烩。
    空间超然物外,它无条件地容纳物质而不对物质有任何妨碍,也就总是被动的接受,任凭物质弥散扩张或聚集结块占据并运动。空间没什么内在性质和形态,不像物质的千姿百态和千变万化。空间不能膨大或缩小,也没有不同样式的变形状态。膨大、缩小、平直、弯曲都是物体的属性,硬加到空间上去又不在空间中填充相应物质,说空间变形则诳话蒙人也。物质占据的空间,归属于物质的大小和体积,失去了空间原本的含义,这个空间叫做物质空间。空间是物质存在的广延属性的说法,把物质扩展到物外空间去了,一切都成了物质,故此说错误。物内与物外的空间性质不同,如物体可在空间中运动,但不能在固体物质占据的物内空间内无阻碍地自由活动。
    空间自然存在。空间是除它自身外一切事物的活动场所。三维的平直空间是人设定的测量参考基准,不是空间的特有形式。空间本质虚空,它总是被动的接受一切物质事物,不排斥和抗拒人令其平直或弯曲;“人令”毫不费力地给空间添加不适当东西,把宁净清洁的空间弄得变形变性了。物质的物体表面内的空间,可当作物质自有的属性,然而关于空间是物质的属性的错误说法大都指物外空间,即把物外空间说成是物质的所属。假设物质结成团块的各种作用消失了,物质以粒子本原状态弥散开来,物质也不能充满空间,也只是粒子近乎均布且间隔比物质团块内间隔大了,物质存在的形式变了但粒子还是要占据空间。不管物质怎样变化,物质包含于空间的实质不变。
    空间与物质没有因果关系,不是因为有空间了才有物质或有物质了才有空间。空间与物质属包容和被包容关系,但没有相互作用,空间不抗拒物质,物质也不难为空间。物质运动不断地占据物外空间,同时又因运动不断退出占据过的空间;物体膨胀扩张物内空间,收缩又退出多占据的空间。物质的存在产生物内空间,物内空间在物体内,空间被物质充实是物质取代空白,并没有消灭空间。从形式上说,物内空间只不过比物外空间的物质多而已,但已发生质变,此空间已成为物质的附属。
    空间与物质是一种本原的共存的关系,说空间离不开物质或物质离不开空间都可谓多余的赘述,因为自然的空间与物质构成不以人的意志为转移的客观世界。物质与空间,也许只有说宇宙基本成分时二者才能相提并论,别时并不能等量齐观。空间与物质存在的地位,无疑物质是第一位的。人们主要研究物体的运动和变化,要得到物质如何如何的结论,一般不需要把空间作为一个条件提及和指明。某一范围的空间内物体发生膨大或缩小,物内空间即变大或变小,物外空间随着变小或变大,但区域的全部空间不变。这种物质外的空间随物体体积的变化而变化,完全由物质决定。
    空间是永恒的,物质也是永恒的。说物质永恒是指物质不灭,物质可以从一种形态变为另一种形态,从一种粒子构成变为另一种粒子构成,但总体上是不能消失的。空间永恒是空间没有变化,既不能凭空产生也不能被物质消灭。说空间和物质从某一时刻通过某一奇点爆炸产生,都是不值得讨论的胡说妄言。
    (2)空间与时间
    时间是人的主观创造,不存在自然的客观的管控一切过程的时间。时间的变化是不断产生,即刻消失。时间留下了过去,只能在回忆和记录中以点或片断的展现:人们可用影视技术使逝去的情景再现,但你不能再参与其中。说时间流逝是指时间的现在即刻消失,不是从明天流到今天再流向昨天。如果以过去、现在、未来说时间过程,尽管三者顺序的一线排列,但找不到方向和方位。
    空间客观存在,时间是主观存在,空间与时间没有自然的联系。客观的空间与主观的时间只能够通过物质的运动变化联系起来,这还要经过人的思维活动,此时的客观的空间和物质已经变为主观的概念,存在于人的思想里。谁能说出空间中一块运动的石头上时间在哪,是人给了时间石头才有时间,因此通过物质的运动变化联系的空间和时间,不能在客观世界里展示出来而只能在人的主观世界里被知觉和思维。
    牛顿力学中空间与时间各自独立地存在没有相互联系,而以相对论为代表的虚拟物理学理论将空间与时间统一为时空,并具体地把空间直角坐标系的三维加上一个时间维,组成所谓四维时空。四维时空的常见解释是:“四维时空的意义就是时间是第四维坐标,它与空间坐标是有联系的,也就是说时空是统一的,不可分割的整体,它们是一种‘此消彼长’的关系。”这个不可分割的整体怎么个整体法,谁也说不清时间和空间怎样结合。“此消彼长”是什么意思,是空间消了时间就长了还是空间长了时间就消了?说者或许有指东道西云山雾罩的解释说词不听也好。此消彼长说词是一个令人听不懂想不通的模糊词语,可说是玩弄虚玄。
    给空间架设三维坐标,是用数学空间置换物理空间,但多于三维的数学N维空间不可套用到物理中去。物体空间的长、宽、高方向在数学上叫三维好说,时间作一维并不好讲,坐标维度是互相垂直的轴线,时间轴跟哪一轴垂直。若硬将时间的流逝看作一个维度,让空间与时间联合,只能把空间的三维合成一个空间维度,才能与时间维度构成时空坐标,这却是初等物理常用的坐标系。运动质点的空间路径,可分解为空间的三维,而不是在空间作三维运动再合成一条空间的直线或曲线。三维空间坐标系是完整的空间度量,无论物体在哪个方向运动都包含时间,这里要注意时间依附路程,时间只能在物体运动的路程上,路程的长度中包含时间过程,当路程投影到某一轴上时间就变了。空间三维哪一维都有时间参与,再弄出个所谓的时间维冗余和重复,反而不能计算物体的运动或轨迹,现实中包括主张者在内没有人用四维时空坐标计算物体的运动。
    三维空间是人的主观需要而不是客观反映,因而说三维空间一定是主观事物,客观的空间没有什么维数,只有把客观空间装进人脑袋里变为主观的空间才能谈到维数。空间的三维是空间的数学化,是给物体运动准备的参量和标尺,没有物质运动多少和位置的量度,空间的三维没有意义。之所以在空间上用三维坐标量度物体及运动,是因为空间的广延只用三维即完全搞定,减少一维二维不够使用,因为不存在一维、二维的空间和物体。一维、二维只用在纯数学的虚拟空间里,现实中有些事物只考虑长短或只考虑长宽并不用维数术语,如没人说一条绳子是一维的一块平板是二维的。
    相对论者说“时空是统一的不可分割的整体”,也就是认为时空一体的客观存在。时间与空间怎么个整体法,这个整体是时间扩展到空间中还是空间扩展到时间中,你能从空间中找到时间的元素和影子还是从时间中找到空间的元素和影子?人们以前没有发现和利用这个整体的时空,在解决运动问题上并没有什么困难和差错。时间是人类创造的量度事物变化过程的主观概念,空间是客观存在的表现物质外形和物质外空旷的无限容纳量度,二者不能合为一体作为一个客观事物。所谓的四维空间或四维时空找不到摆放时间轴的方位,因而时间变量无法对应空间变量,各变量没有一个对应点的维数统称四维就不成立。本来时间和空间不能结合成客观的时空,给不成立的时空结合加上四维参数自己还不能运用让人贻笑大方。
    无顾实情贸然茫然地提出四维时空概念,有嫌疑用时间和空间杂交产生新事物来冒充新发现。人们大声疾呼四维时空如何如何,没有人能画一个四维轴坐标系及其间的物质运动的图示。人类发射卫星和宇宙飞船,天文学研究从太阳系到河外星系,没有一处涉及四维时空。飞机航行在地球的大气层空间,飞船航行在太阳系空间,都不说航行在某某时空。实话说,四维时空仅是个空洞的理论摆设,没有丝毫的实用价值。应用物理学中并没有将四维时空当作真实存在计算物体的运动,但在各种玄学般理论中倒把四维时空当作大事幸事,本来没有关系也要攀亲附贵,不外乎借其虚荣抬高身价。
    (3)空间与宇宙
    宇宙两字,“宇”代表上下四方,表示广袤的空间;“宙”代表古往今来,表示所有的时间。古代智者总结为:“四方上下曰宇,古往今来曰宙。”宇和宙合起来构成新的概念——宇宙,所以宇宙一词有全部的时间和空间的意思。把“宇宙”的概念与时间和空间相联系,体现了古人的智慧,现在看来有可取之处但还是失之空泛,缺少了宇宙的主角----物质。因此中国古人对宇宙的描述,只有历史意义没有现实意义。应该指出,古代的宇宙概念不同于今天的宇宙概念,古代的“天地” 才类似今天的宇宙。
    人类认识宇宙,从科学的意义上说,是从认识地球开始,主要经过了这些看法:公元二世纪托勒密提出地心说;1543年哥白尼提出日心说;1785年赫歇尔描绘出太阳居中的不完备的银河系结构图;1924年哈勃用造父视差法确认了河外星系的存在。近半个世纪,天文学家通过对河外星系的研究,发现了星系团、超星系团等更高层次的天体系统。认识到这里,人们沾沾自喜感到能把握宇宙的大小了,于是有1917年爱因斯坦提出的的宇宙静态模型;1927年勒梅特提出了膨胀宇宙模型;1948年伽莫夫提出了大爆炸宇宙模型;1980年古斯在大爆炸宇宙模型的基础上提出了大爆炸前期暴涨宇宙模型。在大爆炸模型以前,人们认识宇宙是由近及远,从小范围到大范围;大爆炸论断提出后,人们不从范围上探讨了,企图从因果律上揭示宇宙的来龙去脉前世今生。
    宇宙包含和容纳事物的全部要通过宇宙空间来表现。宇宙是唯一的,代表事物的全部和所有。宇宙再划分叫宇宙区域或局部宇宙,不可将宇宙分化为不同种类和属性的若干个独立宇宙。西方科学将宇宙表示成若干个平等的宇宙,即所谓的平行宇宙,是违反逻辑和自然的,若那样划分宇宙,就像将迷信中的阴阳两界或神人鬼三界或神话里的许多重天的说法推给现实世界。宇宙是无限的,人类对宇宙的认识,终其生涯追根究底也只能认识局部宇宙。然而总有人试图建立宇宙模型,编造一个管控一切的公式,来表现宇宙运动变化的规律。由此暴露出搞科学人好大喜功的特别性情,总在贪大求全,畅想有一个囊括一切的理论,毕其功于一役地解决所有自然问题。
    有人维护宇宙有限无边说,对质疑有限无边人反驳说:“就如同一个球的表面,你能找到边吗?”其实这是无理搅理。球面没有边,平面就有边吗?一个平面只有确定什么形状平面,才能找到线界限的边,这是从数学意义上说的,物理意义的边不一定是一线。边通常是物体的周围形状的界限,即指线状界限也指侧面或围面。面以另一面交接棱线为界限,对于形体来说,面界限比棱线界限的边要大。物理上更重要的是天体的表面或说是面,面就是物质侵占空域的边界,也可说是物体的边。物体上有边或面,空间是找不到边或面的。宇宙不是一个平面形状也不能确定是球面形状,以所谓的无边认定宇宙有限失有偏颇。宇宙范围的判定是有限还是无限而不是有边还是无边,逻辑和理性告诉我们宇宙是无限的。
    以客观的角度描述宇宙,宇宙的最基本要素是空间与物质,再扩充要素可加入能量但不能加入时间。能量从物质中发出,但物质不能消失变成能量,也没有与物质无关独立自生的能量。时间是人类创造的虚拟事物,有人类社会才有时间存在。人类主观认识、描述和改造客观世界需要时间概念,没有人类的世界不需要时间。上述宇宙的要素不包括时间是从宇宙的自然属性而言,若从宇宙的全部还要包括人类的主观世界上说要有时间,但这不是加一个时间的问题,而是要加上人的精神。时间包含在人的精神之中,时间也就属于意识和社会,存在于人认识和改造事物的人类世界中。
    相对论的时间理论以物体的运动速度越快时间流逝越慢,限于物体运动达到光速时时间停止。后来霍金等名家发展宇宙理论,提出了物体运动可以超光速设想,并认为运动超光速时间要倒流。设想很玄妙,但有人提出个祖母悖论给了当头一棒,说的是孙子乘时光机器回到过去杀死了年轻时的祖母,于是产生孙子从何而来的矛盾。为了化解这个矛盾,霍金大力支持平行宇宙的理论来解释救援祖母悖论,本来就瞎说八扯但受许多人信服和吹捧,作了大量的负面科学知识普及。平行宇宙的理论比相对论还要荒谬,不值得研究和批判,接触这种理论不要当真,权当鬼故事听之罢了。
    我们现在说的宇宙,是一切自然事物的终极的全局的统称。宇宙之大大在空间上,可以说宇宙有多大,空间就有多大。宇宙之所以无限:一是运动的物质总是从一个空间位置到另一个空间位置,物质不能构成宇宙静止的边界;二是空间总要有物质在运动,物质外的空间也不能成为宇宙的边界。全部的空间和物质构成了宇宙,人类研究事物应注重宇宙之内莫觊觎宇宙之外。
    结束语
    空间没有许多的内容供给研究和认识,赋予空间过多或不恰当的内容会适得其反。空间很简单,物质很复杂。空间与物质相比,空间惟一的优越之处是:空间不能没有。物质可没有,如某区域空间没有某种物质,而且无物质即空间,有物质也没有消灭空间,而是将空间包含到物质中去了。绝对空间观不合适,相对空间观谬误,那我们用什么空间观呢?其实不需要再弄出个什么观取代绝对空间观和相对的空间观。错误的空间观摈弃就好了,我们面对的是实在的不能改造和改变的空间。人类立足于地球上,生活上利用和改造地球的物质,还要探索、研究邻近行星和卫星,更远地研究星系和宇宙的天体,总是联系物质,只有特殊的情况才考虑有关的具体的空间,但对象往往是空间中粒子、射线和磁场等物质和能量而不是空间本身。
    2015年4月15日于吉林松原
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    17.参考系正论
    教科书上关于参考系的定义说法不一,特别关于惯性参考系和非惯性参考系的定义有些含糊迂回。由于历史上没有彻底解决惯性参考系的定义问题及缺少参考系的正确说明,导致关于参考系理论的不完善,产生了一些关于参考系的不正确解释。参考系设立应有原则:为他人辅助旁证而不自主行事。这是说参考系对别人的事从旁给予协助,自己不独立做事。完善参考系理论,除了解决惯性参考系的定义和说明问题,还要指出以往有关参考系解释不当和错误之处:如参考系空间包括全部空间;每个参考系都有自己特殊的时间;参考系是假定不动的;参考系是任意选定的等等。另外,还要探讨参考系与观察者、物体、空间、时间、光等相关事物的关系。
    关键词:参考物体,研究物体,空白参考系,基本参考系
    (一)关于参考系
    (1)参照物
    参照物定义:为了描述物体的运动而选作参照标准的一个物体。简单地说,参照物是用来判断一个物体是否运动的另一个不动的物体。
    参照物是一个具体的物体,必须本身静止或说是相对地面静止,才能比对出别物体的静止或运动。我们对物体运动与否的判定要用参照物,如乘船在江湖中平稳运动,船上的人要以岸上的景物作参照,才能判定船在水中的运动。参照物是一个自然的或人工制造的物体,不分大小和形状,只要求有明显的简单的标识对比的意义。它可以是一处沙滩一片树林,也可以是一块石头一棵树,或是一座楼一架桥。在一些简单的运动问题上,选一个显眼的合适的参照物即可。
    在没有参照物概念前,人们通过观察物体与周围环境变动情况来判断物体的运动,同样暗含以别物体作参照的。当有了参照物概念后,判定物体是静止还是运动便有了简捷明快的理论依据。地面上两物体,其中一个物体相对地面移动,这个物体就是运动的,而另一个对地面不发生移动的物体即可做运动物体的参照物。老实说,我们选取参照物时,要放眼大地不要仰望天空,天空上运动的物体是不能当参照物的。实话说,参照物概念仅是理论上的需要,应用上可有可无,人们说运动并不教条地时时处处提及参照物。
    参照物只用于比较一下物体是否运动,不能表现物体运动过程的其它情况。因而需要确定物体运动的具体情况和变化的数据时,参照物就不能满足需要了,要应用参考系了。参照物与参考系是两个有联系又区别的概念,简明地说,判断物体运动用参照物,确定物体运动位置用参考系。在大海上乘轮船,人从船尾到船头,从下层到上层,以船或船上某一物体为参照物就不可以,因为它能确定这个人的动或静不能确定位置,这就要引入参考系的概念。当我们以轮船为参考系,想象地以船的某一位置当坐标原点建立空间直角坐标系,研究船上人走到某层某位置即方便简捷并有精确的数据可依。
    参考系概念有用,也仅限于考量物体的运动位置,再没有别的功能,让参考系不依托物体独立行动作事不能成事,说成事了也是虚构的怪事鬼事。人们对参考系研究较少,致使参考系概念不是清晰明确,如有的物理教科书上的参考系描述,是先将参照物叫做参考系,然后说在这个参考系上建立坐标系,这样的概念表述很绕弯容易引起混乱。
    (2)参考系
    参考系定义:为了研究一物体的运动位置而选作参照标准的另一个物体在上面建立坐标系,这个物体连同坐标系就叫做参考系。
    简单地说,参考系是参考物体上建立坐标系以确定被研究物体的运动位置。参考系所依托的物体可叫做参考物体,一般只有一个,不同于参照物有无限多个。通过参考系研究的物体可叫做研究物体。借用演戏的角色说,研究物体是主角,参考物体是配角,二者相互依存,参考物体不能脱离研究物体独立的存在和行动,也就没有无研究物体的参考系的独立存在和行动。没有参考物体和研究物体的参考系要叫做空白参考系,是不成立不存在的事物。参考系不能独立做事,硬要它作事定要兴妖作怪,所及范围必然“搅得周天寒彻”。
    参考系用于研究物体相对参考物体的运动及位置;参考物体可静可动,参考系也就有静止的或运动的,静止的参考系称静参考系,运动的参考系称动参考系。物理力学上,静力问题用坐标系(坐标系不依赖参考物体),运动和动力问题用参考系。参考物体是物理概念,坐标系是数学概念,参考物体与坐标系结合成参考系还是物理概念。参考系是抽象的,但不是从具体事物抽象所得,或可说是一个物理与数学结合的理论工具,但不能说是物理模型或说是一个理想化的模型。
    单纯运动及位置问题不考虑参考物体的物理性质,涉及力的问题要考虑参考物体的物理性质。参考系必有参考物体,没有参考物体的参考系仅是个空洞的概念,或说只是一个赤裸裸孤零零的坐标系。坐标系的运动只能在数学空间里或说人的主观思维中,不能在自然空间中存在,更不要说运动了。参考物体不作参考系时还是一个普通的物体,没有什么优越和特殊。自然界不存在现成的参考系,参考系不是客观的表现而是主观的设置,建立坐标系的参考物体随即进入人的主观世界,因此说参考系是主观和客观结合的事物。
    静参考系设在地面上,要依托地面上某个参考物体并扩展一个区域,它只能设置一个。动参考系相对静参考系运动,它可以多于一个但不是要有许多个,一般还是取一个或这个用完了再用下一个。动参考系问题主要在学生学习的习题中,迄今还不见同时有几个动参考系相互纠缠争斗的习题设计。动参考系一定在静参考系中运动,动参考系的动实质上是参考物体的动,或说参考物体带坐标系一起运动。动参考系中还有研究物体的运动需要研究,动参考系才成立;动参考系中没有自由活动的研究物体,动参考系就不成立设置也没有意义。人造的交通工具,如车船等的存在状态主要是运动的,常设作动参考系。研究一辆客车内不同位置或走动的乘客,汽车停止时要设为静参考系,汽车运动时方可设为动参考系。
    物理学上许多研究问题物体要设为质点,参考系中的研究物体可设为质点,参考物体不能设为质点。参考系要用到参考物体内部或外部空间,你用参考物体的内部空间,就要受限于物体的内部形状;你用物体的表面,就不要脱离表面到外部空间或进入内部去。你用参考物体表面外有距离的空间,物体倒可以看作是一个质点;若用参考物体表面附近的空间,物体大小还是要考虑的,要有一个不可进入物体内部的轮廓界线。
    根据参考物体作惯性运动或非惯性运动,参考系分惯性参考系和非惯性参考系。惯性参考系简称惯性系,非惯性参考系简称非惯性系。惯性系运动状态简单且自动进行,非惯性系运动状态复杂其直线运动一定有外力推动,研究物体的运动问题,不用惯性参考系就用非惯性参考系。非惯性系可以用相对惯性系运动来判定,惯性系相对谁的判定,也是惯性系的最终定义问题,只有引入基本参考系才能解决。
    (3)基本参考系
    长期以来,惯性系定义是个难题,难在找不到惯性系的匀速直线运动相对于谁。有人提出了解决的办法,即通过数学的张量表示让一切物理定律表示在所有参考系中保持相同的形式。这种解决的办法叫做广义相对性原理,此原理除了编造广义相对论外再无一用,说明物理定律在所有参考系中保持相同形式是个奇门外道的主张,不是个普适的办法没有广用价值,因为并没有参考系吃错药昏头在惯性与非惯性间变来变去。任何参考系都依托参考物体,任何参考物体都是运动的,不是作惯性运动就是非惯性运动。物理定律对任何参考系都保持相同形式等于不分惯性系和非惯性系,根本行不通,因为具体的参考系可不设但物体的惯性运动和非惯性运动不能取消和抹杀。
    理性分析,从自然事物的实际出发就会发现找到惯性系定义方法并不困难。惯性系物体是总保持静止状态或匀速直线运动状态的物体,它的静止或匀速直线运动状态如何确定,如果是相对于某个惯性系而言,那么这个惯性系的确定还要有另外的惯性系,以此类推,形成一条没有尽头的概念链。这个问题就像空中悬挂一段链条,你问其中一个环节为什么悬在空中,这个环节说我靠连接我的相邻环节,相邻环节不是端点可有许多,你只有找到连接链条终端固定某处的钩或环,才能解脱环环相扣的连环链接。
    宇宙中一切天体都在运动,而运动又分为惯性运动和非惯性运动。但完全不受力的惯性运动并不存在,人们利用惯性运动往往采取不严格的惯性运动,对一个合外力不等于零但又不大的运动物体,即认为它作惯性运动。惯性系是保持静止或匀速直线运动的参考系,其匀速直线运动显然对相对静止而言,这个静止又是相对谁而言的?看来找到静止是问题的关键。凭经验说,一个物体的静止,一定有一个更大的能使别物体判定为静止的物体为基础。比如,以一个城市为静惯性系,显然相对地球表面的静止而言。我们将地球表面当做更大的静惯性系,地球表面相对谁静止呢?若说是相对地表面上位置不变的物体而言,如此这般又陷入了循环参照。如果我们要避开循环,就要从物体间的联系看问题,找物体的直接承载者。地表面是地面上一切物体的承载者,所以地表面就可看作地面上一切物体相对静止的终点和尽头。
    由于一切物质都是运动的,所以找不到绝对静止的物体,但不能说静止不存在。静止在哪呢?原来运动中存在静止或说静止存在于运动中。一个物体系统中,两个或多个物体相互位置不变,我们就说它们互相静止。这种静止在两物体的特殊联系上,即一个物体被另一个物体所承载,被承载者与承载者必然存在着静止,当然被承载者能自由活动不算静止。这里说的承载扩展了概念含义,把个体随主体或系统一道运动即看作承载,行星看作被恒星所承载但不能说行星相对恒星静止,理同地球上一切物体受地面承载但它们活动了就不能说静止。只要被承载者能随承载者一道运动,我们就以承载者为静止的根本和源头。地球人说一物体静止或运动均指相对地面而言,由此推出:在一个运动的大物体上承载着可移动的小物体对大物体的相对表现,若那个小物体没有移动可视为静止;若那个小物体在移动,它作匀速直线运动可视为惯性运动,作非匀速运动可视为非惯性运动。
    从上述有承载关系的静止出发,本文提出“基本参考系”概念,说惯性系是静止的或匀速直线运动的,就是对这个“基本惯性系”而言的。地球表面及附近空间的惯性系和非惯性系都是以地球为参照的,因此地球是相对地球运动的各种参考系的基本参考系。人类制造的宇宙飞船飞离地球在太阳系中活动或飞船飞出太阳系,飞船惯性系即以太阳或太阳系为参照,太阳或太阳系就是基本参考系。研究太阳系的运动及其他恒星系的运动问题,要以银河系做参考系,银河系即为基本参考系。所以,可将地球称为“第一基本参考系”;太阳系称为“第二基本参考系”;银河系称为“第三基本参考系”。更高层次的基本参考系还有本星系群甚至所谓的总星系,请问理论家够不够使用?
    基本参考系就是惯性系链条的终端,它给参照系一个终端的参照基准,从根本上消除了惯性系概念定义的连环参照问题。若问惯性系以谁为参照,只要说相对基本参考系即结束继续连环参照。有了基本惯性系概念,地面上区域的局部的静参考系,就有了依托和根据。基本参考系也在运动,但不用考虑是惯性运动还是非惯性运动,因为研究物体被它承载且随其一道运动。以前人们说参考系或许受普适思想影响,总是脱离地面、地球、太阳和太阳系的基础和作用,去搞脱离实际的遥远空泛参考系的作法应该终结了。过去惯性系定义中存在的连环参照,在应用上并没产生什么错误和不适当,是因为人类应用的任何参考系都包含在基本参考系中,说静止或匀速直线运动不论对谁而言,最终还是相对于地球或太阳基本参考系的。根据研究目标的活动范围选取不同层次的基本参考系,就不需要寻找和比较哪种参考系更优越了。
    (4)惯性参考系
    物理教科书对惯性参考系作如下定义:“能使牛顿第一、第二定律成立的参考系称为惯性参考系;相对于惯性参考系作匀速直线运动的参考系也是惯性参考系。”教科书上的惯性系定义,实在有些别扭。应用教科书的定义,我们设定和使用一个惯性系时,先要通过牛顿定律检验确定,然后再应用惯性系处理问题。惯性运动的物体主要是作匀速直线运动的,为什么不说匀速直线运动的物体上设立坐标系的参考系是惯性系呢,问题就出在这个匀速直线运动相对“谁”而言不好说。于是来一个立足旁证后发释义,先用牛顿第一、第二定律的成立与否确定是否惯性系,然后以此参考系为基准再判断别的参考系,避开谈被参照的惯性系相对谁作何种运动。
    物体的运动分惯性运动和非惯性运动,当参考物体处于惯性运动时,参考系便跟惯性联系起来,成为惯性参考系。当参考物体作匀加速运动时,便成了非惯性参考系。由于惯性物体可能处于静止(地面或相对地面静止的物体)状态也可能处于匀速直线运动状态,惯性系又分为静惯性系和动惯性系,其中动惯性系是相对静惯性系而言。非惯性系也因加速度形式不同分为直线运动非惯性系和曲线运动非惯性系。惯性系与非惯性系相比,只能说简单、基本不可说优越。惯性系中物体可作非惯性运动,如在惯性系中应用牛顿第二定律解决物体加速运动的问题。非惯性系中的物体也可作惯性运动,凡在非惯性系不受非惯性系约束的自由物体仍保持原来的惯性运动,如火车加速时光滑茶桌上向后加速运动的小球。
    静止是相对的,与人们生产生活休戚相关,没地面给人的静止,人类也不会存在。人们在应用中还是很容易设立静惯性系,如研究地面上物体在小范围内的运动时,大于物体运动范围的地面就是静惯性系;从更大的运动范围说静参考系,研究卫星的运动时,地球是静惯性系;研究太阳系中天体或飞船的运动时,太阳是静惯性系。因此我们可以作惯性系的定义:相对地面静止或匀速直线运动的参考系是惯性系。若这样定义不够用,就说相对太阳作匀速直线运动的参考系是惯性系;再不够用就说相对银河系作匀速直线运动的参考系是惯性系。这样说惯性系有相对谁而言的对象,因不同级别和层次的基本对象总是存在而令惯性系有成立的理由和根据,也遵循基本参考系定义。定义惯性系:相对基本参考系静止或作匀速直线运动的参考系是惯性系。如要省略简捷地定义可说:静止或作匀速直线运动的参考系是惯性系。
    有人说,在实际生活中真正的惯性系是不存在的,因为没有绝对的匀速直线运动。是的,根本找不到绝对的匀速直线运动的物体,然而就算能找到又有什么特别的用处呢?我们为什么非得绝对的匀速直线运动并以此来衡量惯性系呢?匀速直线是一种理想化界限,物体运动只能接近而不能达到这个界限,因而求之不得下退而求其次也就认可不严格的匀速直线运动。世界上哪个物理量是绝对严格的,你能拿出绝对的没有误差的一尺长和绝对的一秒钟吗?任何物理量都有误差,不切实际的要求绝对性既办不到又没有必要。宇宙中不受力的物体是没有的,所以没有不受干扰和影响的匀速直线运动,因而惯性系的参考物体不是不受力的物体,而是受外力极小可忽略的物体。
    地球绕太阳转动不是严格的匀速圆周运动,但可近似地认为是匀速圆周的惯性运动,由于地球运动产生惯性离心力与太阳引力基本平衡,地球运动方向上没有力的作用,所以可以把地球看作惯性参考系。还有一种是人造的动力机械主要是交通工具,在动力和阻力平衡时作近似的匀速直线运动,这种近似的伪惯性运动在小范围短时间内是可取的,所以有时也用到。从经验和事理上说,还没有哪种研究要求极长的路程和时间内的匀速直线运动。不严格的惯性运动在宏观物体的运动中足够用,主张真正惯性系者可能也不知道什么样的运动和力学问题要求惯性系的绝对和精准。
    (5)非惯性参考系
    教科书上这样解释非惯性系:牛顿定律不成立的参考系,称为非惯性参考系或非惯性系。这好似说非惯性系中不能使用牛顿定律,是个错误的说法,因为在加速前进的坦克上仍可用牛顿定律计算射出的炮弹的运动数据。非惯性系是依托直线加速运动和匀速圆周运动物体,在其上设立坐标系所构成的参考系。非惯性系依托非惯性运动的物体,因而参考系上有加速度,人们使用时却在参考系内看运动事物,把参考系当作静止的忽略了加速度,所以造成定律使用上的欠缺看似不适用。牛顿定律是客观的,参考系是主观的,非惯性系中牛顿定律不适用的说法,是在主观事物立场上看客观事物,若说有问题,一定在主观事物上而不在客观事物上。
    牛顿第一和第二定律只对惯性系成立,是因为牛顿定律建立在地面上,也就等于建立在后来开发的惯性系上。所谓牛顿定律在非惯性系中不成立,是依然用惯性系中的表示形式在非惯性系中使用的不成立,不是定律不成立。物体在非惯性系中分三种情况,第一种是物体受非惯性系的约束,被迫与惯性系一同运动,这种情况表面看牛顿第一定律不成立第二定律成立;第二种是物体在非惯性系中再受力或物体上有两个以上惯性力的叠加或合成,这时表面看牛顿第一和第二定律都不成立;第三种是物体不受非惯性系物体的约束与非惯性系有相对运动,这种情况下物体还保持原来的惯性运动,牛顿第一定律在物体上仍成立。非惯性系中物体运动问题,要看物体是否受非惯性系的约束,考虑到非惯性系牵连物体的惯性力,就不存在非惯性系中不成立牛顿定律问题,牛顿定律在任何非惯性系中都成立,只不过问题复杂些要作具体分析。
    物体与非惯性系一道运动必受自身产生的惯性力作用,不与非惯性系一道运动的物体仍保持自己的惯性运动。一个竖直升降的电梯为参考系,加速上升时站在电梯内的人要超重,加速下降时站在电梯内的人要失重,就是受非惯性系的影响。物体超重是物体被迫与非惯性系一同上升而产生与重力方向相同的惯性力;物体失重是物体受非惯性系的支持与它一同下降而产生与重力方向相反的惯性力抵消了部分重力(惯性力等于重力时物体完全失重)。而电梯内不与电梯接触的漂浮物不受电梯加速度的影响则没有惯性力。非惯性系中不受参考系约束的物体仍保持自己原有的运动状态,多发生在参考物体由惯性运动变为非惯性运动的过程中,这种现象令一些不考虑非惯性系加速度的人困惑不解。
    匀速运动的客车在刹车时车内乘客会向前倾倒,这本来是车速变慢而人还保持原来的速度造成的一种现象,但在一些人看来却是乘客在某种神秘力作用下发生了加速运动,但又找不到这个力施力物体,于是便节外生枝地给这种现象添加一个假想力,并把这个假想的力也称为惯性力。这种想法没考虑车在减速,车已由惯性运动变为非惯性运动,车的减速运动对比出人的看似加速运动,但人体因关节活动还没来得及受车变速影响仍在保持惯性运动。假想惯性力是强加给牛顿力学的,是一个严重错误。它以假乱真,阻碍了一些人对非惯性系内的作用力和运动现象的正确认识,使他们否认受非惯性系约束和带动的物体上自发产生的真实惯性力。假想惯性力的说法,必缘于对非惯性系没有正确的认识,不懂得或丢弃了非惯性系上的加速度。
    非惯性系在直线运动时为非惯性运动,作匀速圆周运动时为惯性运动。惯性运动与非惯性运动的区别在于物体上的合外力是否为零,不在于作直线运动或曲线运动。例如:一个水平放置的定轴转动的大圆盘,圆盘上除中心外任一点都有向心加速度,所以圆盘可作为非惯性系。圆盘转动起来会慢慢停下,是受到转轴的和周围空气的摩擦阻力,迫使它作非惯性运动;若没有摩擦阻力,圆盘就能长久转动,它在作惯性运动。作惯性运动的物体可能作惯性系也可能作非惯性系,根据在于此参考物体上有没有加速度。所以要简单回答什么是非惯性系,可说是:有加速度的参考系是非惯性系。
    (二)参考系解读的错误
    (1)参考系有全部空间的错误
    “每一个参照系都包含全部空间。”
    这种说法是错误的。参考系的空间多大,完全由运动物体的行程长短确定,过大不需要。拿发射登陆火星的飞船来说,刚发射时以地球为参考系,飞船摆脱地球引力后,要以火星轨道范围内太阳系的小部分为参考系,飞船进入火星引力范围内后要以火星为参考系。地球参考系与火星参考系各有自己的空间,二者不能也不必将自己的空间扩展到对方空间范围去。一个参考系的空间若包括全部空间,那么宇宙中只能有一个参考系,整个宇宙就成了参考系。
    参考系的空间大小取决于坐标轴的长度,更取决于参考系内事物的活动范围。坐标轴不必要无限长,如地面参考系的坐标轴仅限于地面,不必延伸地面外空间去。以车厢内部为参考系,坐标轴的长度以车厢的最大尺寸为准,没必要比车厢大许多。因此,参考系空间的大小以能够表现物体的运动为宜,它的空间不是无限的。一个空间直角坐标系可度量任何方向的物体运动,一个参考系可容纳许多个不同方向和速度的物体,因此除了特殊需要并不须要有几个参考系。一个参考系涵盖全部空间的不必要,是因为没有一个物体运动穿越整个空间。
    研究一个蚂蚁在地面上的爬行轨迹,就以这个蚂蚁爬行范围的地面为参考系,以蚂蚁洞口为坐标原点建立想象的坐标系,坐标轴方向以地面方位或根据需在设定。参考系的空间就是蚂蚁的最大爬行范围内一块地面,若说用一块更大的地面为这个参考系空间肯定没人认为有必要。这个参考系可满足数个同穴蚂蚁之用,不需要每个蚂蚁都建立一个参考系。若再研究附近势力范围不重合的另一窝蚂蚁的运动,可以再建立一个参考系,新建参考系有另一个空间,不新建参考系扩大前一个参考系的空间也可以。
    (2)每个参考系都有自己的特殊时间的错误
    每个参考系都有自己特殊的时间的论断来自爱因斯坦。爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》(上海科学技术棘出版社1979印刷)一书的22页在一番设想后有如此表述:“每一个参考物体(坐标系)都有它本身的特殊时间;除非我们讲出关于时间的陈述是相对于哪一个参考物体的,否则关于一个事件的时间的陈述就没有意义。”这种说法即是相对论安身立命的根基,也是大谬不然的异常言论,实在说是一个科学愤青想入非非的自作主张。
    伟人编造的理论没有通过观察和实验,仅用超乎寻常的奇思异想:很长的火车行驶到路基上两塔之间,两塔同时遭雷击闪光,两塔中间路基上人因光行程相等看到闪光同时。闪光时火车开动,闪光到路基中点这段时间火车要行驶一段距离,火车中点对正路基中点发生了位置移动,使前面的光行程短后面的光行程长,所以光到达火车中点的时间不同,火车中点上的人先看见前面的闪光后看见后面的闪光,即看到两塔闪光不同时。伟人由此得出同时的相对性并进一步提出每个参考系都有自己特殊时间的结论。将路基和火车看作两个参考系,火车参考系中没有运动物体,因而两个参考系只有路基静参考系成立,火车仅用中点可算作质点或参考点不构成动参考系。
    三个学生家距学校路程有两个相同,三个学生同时刻出发以同等速度去上学,显然三人中有两人同时到校,两人与另一人不同时到校。这种不同时是再正常不过的事。一种运动在相同速度不同时间内走过不同路程,没有什么神秘和奥妙蕴含其中。这里有没有同时的相对性?地球人都会说没有什么同时的相对性,即不能看见有两个人同时到校就认为其他人也要同时到校。这个问题可看成一个物理模型,它与伟人编造同时的相对性之火车-路基-雷击的物理模型基本等价。为什么伟人的模型容易被人们相信?在于伟人用了参考系。许多人对参考系应用较少不太熟悉,听凭伟人的胡乱说教并当作真理。
    说每个参考系都有自己的时间是信口开河,无论编造者是想像失误还是乱说歪理都是将平凡当神奇。伟人说法认可的无数个参考系,是无被研究物体的假想参考系。莫道假想参考系,就是实在的参考系,说里面有自身的特殊时间,不但作为人类主观虚拟的时间不成立,就是至今还被人们误认的客观存在的时间也不成立,因为若有客观的时间宇宙中也只有一个不会为许多主观的参考系分割成一个个独立时间。
    (3)参照物假设不动的错误
    “在研究物体的机械运动时,人们事先选定的、假设不动的,作为基准的物体叫做参照物。”
    人类绝大部分活动在地面上,选定参照物也在地面上,因此可以选一棵树或一个建筑物作参照物,没有必要再假定它是不动的。若选定空中一块云朵或一个飞鸟为参照物,把本来运动的假定不动,那不是研究运动而是糊弄学生做脑筋转弯训练。选作参照物的物体,“假设不动的”,这种说法有问题在于:若选取的物体相对地面静止,能够真实判定所研究的物体的运动状态;若将运动的物体假定不动,则得出静止的物体在运动的错误结论,使判断南辕北辙。
    东西方向的公路,一辆汽车向东行驶,我们可以用它的出发地或公路旁边的标志物确定它向东行驶,不能反过来以车为参照物说车的出发地或公路两旁的标识物向西运动。两汽车一快一慢向东行驶,我们若以慢车为参照物说慢车没动快车向在东行驶,似乎没改变快车的运动的事实,但已经不能准确反映快车的实际速度,因为假设慢车为静止,要用快车的速度减去慢车的速度从而使快车的速度变小。若以快车为参照物,要说出慢车向西倒退,更明显不符事实。因此,参照物的选取应该是有原则的,这个原则就是要保证物体的运动相对于静止比较的客观真实。
    既然一定存在静止参照物又不是熟视无睹,何苦取运动的作参照物而产生虚幻的运动效应使真实的运动速度放大或缩小呢。其实我们在描述物体的运动情况时,无论是否提到参照物,参照物总是存在,因为我们生活在地球上,地面相对人类和地面上的自然物保持静止。有人总想脱离地面玩弄玄虚,搞普适的空间中物体运动的参考系无实际意义和用处,不应该放任自流让其行事立论。
    参照物理论上使人糊涂的问题,就出在将运动的物体选做参照物了。参照物一定是静止的,即相对地面的静止,这不难判断和选取。将一个已知运动物体假设不动来判定别物体的运动或静止,会将本来静止的说成运动,本来运动的说成静止甚至反向运动,那就不是作什么参照而是作游戏了。因此,关于参照物,应该作出规定或约定:运动物体不可作参照物。
    (4)任意选取参考系说法不正确
    “参考系是可以任意选取的。从运动学的观点来看,所有的参考系都是等效的,无优劣可言。”
    参照物是现成的物体,可任意选取。参考系不是现成的东西,需要在参考物体上虚拟坐标,因此不可叫选取应叫设置。给一个运动物体设参考系,只能取直接承载此物体的地面或承载物体,不能用很远的地面或物体。静参考系基本上是地面或地面上静止物体而无可选择,动参考系是特定的对研究物体有运载联系的物体并且是惟一的对象,所以参考系不能说任意选取。这就是说,合适的参考系往往是惟一的,不是有无限多个随便任意选取。“所有参考系都是等效”的说法没有合适用场,因为一个运动物体只用一个参考系用不到许多个参考系。
    “参考系可以任意选取”的说法若指参照物还赖乎情理,但参照物的选取也是有限的物体,而且是就近的明显物体。参照物概念存在也是理论上的夸张,人们说某物体运动不是一定要选个参照物参照一下才认定,一个运动物体对应地面上可视范围内背景物体的衬托对比眼见心知,不必特意指定一个参照物。参考系必有参考物体,参考物体相似参照物但是两个概念。参照物与研究物体没有关系,在就近原则下可任意选取;参考物体与研究物体一般都有某种关联,即充当参考系的参考物体一定与研究物体有相应的承载或影响关系。所以参照物与研究物体跟参考系与研究物体的关系迥然不同。
    说参考系可任意选取,是明换概念,将属于参照物的关系用到参考系上。也可能是关于参考系与参照物概念不清,误当作一回事。关于参考系与参照物,在物理史上没有明确的理论,仅有说法不一不计理性的概念解释,乃至现在物理理论界依旧概念模糊,稀里糊涂的应用。根本原因就是参考系和参照物是个看起来没啥影响力的小事物,不值得分析研究建说立论,结果听凭参考系胡作非为给科学理论造成了严重的混乱。
    (5)其他参考系解释的不正确处
    绝对参考系说
    总有人说有绝对参考系。如果存在绝对参考系,就必须有它依赖的绝对静止物体。宇宙中一切物体都在运动,找不到绝对静止的物体,于是认为有绝对参考系的人便设想利用绝对空间。从牛顿开启至今许多物理达人都认为存在绝对空间,可能是觉得空间太简单了也就没有对空间做认真的思考。宇宙空间确实不复杂,不考虑物质的空间是一无所有的虚无,它没绝对性也没有相对性,因为你不能证明它有变化和无变化。在找不到绝对空间的情况下也有人依据相对概念说绝对,即认为有相对就有绝对,有相对参考系就一定有绝对参考系。不管怎么说,绝对参考系都不存在,力挺绝对空间和绝对参考系的存在是漠视理法的怪论侈谈。
    最优越、最理想参考系说
    “试设想如果宇宙空间存在某一物体,该物体为距离其他一切物体无限远的‘孤立物体’,那么这一‘孤立物体’将不受其他物体的任何作用力,则这一‘孤立物体’就是最优越、最理想的惯性参考系。”
    假设有这种事实,无限远地方的物体上的坐标系怎么观察和对比,看不见的参考系又能参考什么?希望有最优越最理想的惯性系,似乎在追求参考的精度,但任何需要者都说不清这种惯性参考系的精度是多少和有什么用处。参考系的精度只能反映在坐标的单位刻度上,应该是越近量度越准确看得越清楚。其实引语中参照物与参考系混淆,应该按参照物说话。参照物就近选取才有方便与合适,无限远并不能兑现最优越和最理想的要求和体现:比如运动的火车内的观察者,看见路基附近的树向后倒退,即知道火车在运动并能判断火车的快慢;若以极远处的一棵树为参照判断火车是否运动及快慢并不容易,因为你短时间内很难看到树有倒退现象。最优越最理想的参照物很难找,若真的寻找也必徒劳无功,所以聪明人仅是说说而已并不去寻找。
    参考系的空间没有物理性质说
    “关于参考系有许多认识错误,其最大的错误就是把参考系的空间当做有物理性质的空间。”
    说“关于参考系有许多认识错误”是对的,但说“把参考系的空间当作有物理性质的空间”是最大的错误,反倒错了。参考系在判定物体运动位置时,可忽略它的物质接触面的表面形状和硬度颜色等物理性质,简化为方便数学量度的空间场所。当研究物体与参考物体有引力作用时,参考系的空间要加入引力或引力场,这能说没有物理性质吗?一般来说,研究物体运动及空间位置没有力的作用时,可不考虑参考物体的物理性质;研究物体在力作用下的运动,必须考虑参考物体的物理性质。参考物体有物理性质,必然要影响到参考系的空间。惯性和非惯性都是研究物体及参考系的物理性质,否定参考系的物理性质,等于否定惯性系和非惯性系。参考系的物理性质可忽略但不可否定,没有物理性质的参考系或是数学坐标系,就不应该叫参考系了。
    参考系与物体无关说
    “参考系就是在描述物体运动的时候,人为选定的一个作为空间位置和长度,时间起点和长度的参考标准,是含有空间和时间量度体系的系统。”
    这种另类的参考系定义,不提或避开参考物体,无的放矢的凭想象将数学坐标系摆放到无物体的空间中去,是空想的空白参考系。参考系不是脱离具体物体单纯的数学坐标系,在宇宙的空间中不能用无参考物体依托的数学坐标系做物体运动的度量系统。参考系必依赖于参考物体,没有参考物体就没有参考系,随便指一个数学坐标系在空间静止或运动根本不可以,这种空白参考系等同于没有参考系。若将这种说法当做参考系的定义,将是没参考物体支撑的虚拟的参考系;若再用此虚拟的参考系和虚拟的物理现象再推演出所谓的规律,就是建立伪科学理论。
    (三)参考系相关与不相关的事物
    (1)参考系与观察者
    参考系必须有观察者。参考系的观察不同于看景物,一般是动手画和动脑想,不是直接的或借助工具去看,因为看不到静止或运动的坐标系。一个观察者,是物体运动问题的研究者,他研究物体的运动位置或受力情况,才想象地设立参考系去观察和分析。研究物体或动参考系的运动范围有多大,参考系就有多大,这不是参考系不能再大,而是再大也没用。不管参考系多大,观察者一定在参考系内,通过观察物体相对参考系的运动,才能对物体运动或受力进行定量的计算。
    一个人在地面用小球作自由落体运动实验,看到小球竖直运动;又在匀速直线运动的火车内再用小球作自由落体运动实验,仍然看到小球竖直运动。然而从地面看车内实验和从车内看地面的试验却不相同,地面的观察者看到车内的小球作向前平抛运动,车内观察者看到地面试验的小球似作向后的平抛运动,哪种看法对呢?地面观察者看法对。任何物理现象都要通过观察,但惟观察者对参考系及其中运动物体的观察有特殊要求。在地面观察动参考系中的运动现象与在动参考系中观察的现象不同,说明存在着观察者在哪里观察的问题。动参考系中运动物体对地面的运动是绝对运动,在地面观察,要算上动参考系的速度。
    伽利略相对性原理的确立,在于萨尔维蒂大船故事的观察者在大船中看到的运动情况与地面看到的情况相同,其中所做的观察是分别在两个惯性参考系中进行并作出比较。他若从地面看大船或从大船看地面,就得不出运动状态相同的结论。这说明,只有观察者在本参考系中,随参考物体一道运动,才有不同惯性系的力学规律相同。静惯性系在更高层次基本参考系看也在运动,静惯性系中和动惯性系中的不同观察者对本参考系中的运动问题观察相同,就在于观察者都在随参考系一道运动。古代不知地球上物体除自己运动外还随地球一道运动,所以亚里斯多德说:若地球运动则抛出的物体要落在后面。
    (2)参考系与物体
    参考系离不开物体,参考系的成立必须有参考物体和研究物体两个物体,没有参考物体的参考系不成立,没有研究物体的参考系无意义。不依托物体的参考系是空白参考系,它只是纯属虚构的假参考系,等于什么也没有,狭义和广义相对论就是用“什么也没有”推论的伟大理论。参考物体与被研究物体(简称研究物体)是两个物体。一个物体的运动和空间位置,一定要用另一个物体作比较。比如空中漂浮的白云,不以地面为参考系,谁也说不明白它在什么位置。参考系对别物体而言,物体不能给自己当参考系。一个被研究的运动物体与一个参考物体不是两物体并列关系,而是研究主体与辅助客体的关系。
    参考物体给坐标系的原点提供定位点,没有物体的基础,参考系上的坐标系无从立足。参考物体附设上坐标系后,以想象的坐标轴直线为准,忽略物质的质地、成分等物体要素,只有提供空间位置的意义。若利用参考物体的内部的表面的或表面外的空间,就要考虑参考物体的大小和形状。参考物体本身不是研究对象,研究对象是使用参考系的研究物体。研究物体若被考察的只是空间位置,同样不考虑它的物理化学性质。因而参考系的功能和意义在一般意义的位置和运动的范畴内,不可把参考系看作什么能耐都有什么闲事都管的万能总管。
    演戏要有演员、道具和舞台,其中演员是戏的主体,舞台和道具起辅助作用。没有待研究物体的参考系,就像没有演员的舞台。没舞台有演员能演戏,有舞台没有演员肯定不能演戏。研究物体与参考物体的关系就象演员与舞台的关系,舞台因演员表演而存在,参考系因研究物体运动而存在。看戏看演员的表演,好比被研究的物体运动。没有被研究物体,光拿参考系说事,抛弃了参考系服务的对象,就等于不用演员只用舞台和道具来演戏。相对论的中的参考系就是没有研究物体和参考物体的虚假参考系,等于在演出没有演员的戏,许多人看戏只看到舞台和道具的空幻互动,看不懂剧情还在鼓掌叫好。
    (3)参考系与空间
    人们用参考系判定物体的运动情况,是在参考系内通过空间对另一个物体的观测。两物体之间有物体外的空间,忽略物质的空间是一无所有的虚无,不忽略物质的空间是实际空间。实际空间容纳物体,物体在空间中运动。从参考物体运动上说,参考系上的坐标系也跟随物体在空间中运动,但坐标系的运动也是人的想象的运动。参考物体的不封闭的内部空间和外部空间,不能随参考系运动而运动。利用参考系研究物体的运动,一般不使用参考物体和研究物体自身占有的空间。
    参考系的空间是参考物体的对外有影响或能被利用的自然空间,人造物体参考系空间仅用物体外壳内的空腔空间,如以客车、飞机和飞船为参考系即利用其内部空间;有的参考系要利用物体表面的空间,如地面为一切运动的物体充当参考系;个别的参考系利用参考物体附近的空间,如以地球为参考系研究卫星或飞船的运动,就要用到地球表面外的近地空间。参考系的空间局限于参考物体的大小和对外影响范围,特别受限于研究物体的运动范围而不扩展到与研究物体运动不相干的空间上去。研究物体作用有引力或电磁力时要引入参考物体的引力场或电磁场,这时参考系的空间有力场存在。
    从空间不能运动或空间没有与物体的相对运动的前提而言,说空间是静止的也可以。不消说虚无的空间,就是一个质地均匀的表面不能作标记的无限大透明平板,用作运动物体的参照也是无法说明运动物体从哪到哪。理论上的单纯空间是排除物质的虚无,无论它多大,各部分都没有差异,没有可作参照的标志,即便空间静止不动(虚无的空间不能认可它静止或运动),也不能作静参考系。就算空间是绝对的,也不能当作绝对参考系,尤其不可认为只要把所谓的绝对空间命名为绝对参考系就行了而不管能否提供参考了。物体的静止或运动只能用物体来比较作参照,不能用空间作参照。
    (4)参考系与时间
    每种事物都有自身的存在和发展过程,考量各种长短不同的过程的统一标准是人类思维虚拟的时间,因而时间是人类对事物过程量度需要所作的设定和约定。宇宙中天体的演化有它自身的存在发展过程,并没有一个叫做时间的东西来支配控制一切事物过程。然而,学术界却错误的认为时间是宇宙中的客观事物,像空间一样自然的存在。
    时间不是自然界的一种事物,它只是一个主观概念。没人研究的物体,没有高级智慧生物的星球有物质的自然过程但没有时间。任何事物都依附于物体,将时间看作一种事物,时间也依附于物体。以地球来说,地球上所有物体共用一个时间(格林尼治时间)。对于地面上的运动物体而言,地球表面全部地面可设为静参考系,以全部地面为参考系说时间,这个参考系有24个时间。谁都明白,这是为了使用时间的方便划分的时区序列,并不是实有许多个时间。没有物体支撑的空白参考系,里面没有事物的发展运动过程,也就安排不进时间。参考系里物体运动,必须有时间,这个时间本质上还是物体的,但可表现为参考系的时间。
    参考系由研究者设定,任何研究者没有必要给参考系设定一个与通常使用的时间不同的独特时间。参考系的时间没有特殊性,依赖物体的参考系根本没有与众不同的自己特有的时间,它必须遵循人类设定的世界统一时间。相对论主张的不同参考系有不同时间,只是给虔诚的人们开个空头支票,他根本说不出不同参考系的不同时间怎样定位和单位长度,也不能用不同参考系各自的钟展示出许多个特殊的时间。说不同的参考系里面各有各的时间,不排除持此说法者不知时间是什么,但也可能用奇异怪诞之说来哗众取宠。
    (5)参考系与参考系
    一个确定的研究对象用一个参考系。两个以上物体运动的研究,并不一定需要一物体建立一个参考系。一个参考系能容纳多个研究物体。一个在地面上运动的物体只需要地面上某区域一个参考系;一个在地面上运动物体内另有小物体运动的问题只需要地面静参考系和运动物体作动参考系共两个参考系。其中静参考系是动参考系的判定标准和存在依据,动参考系是运动物体上还有物体运动要研究的判定标准和存在依据。参考系与参考系的联系,只有一静参考系和运动参考系的必然的简单的联系,这种联系不应该搞复杂化。实在的物理问题,并没有一个问题用许多个参考系,也没有许多个参考系你追我赶角逐较劲的问题,所以相对论说有k个惯性系如何如何属无事造事。
    不知什么人用一静一动两参考系列出运动式子再做式子变形,称为伽利略变换。变换中的静参考系为什么静动参考系为什么动和靠什么保持直线运动就不管了,要它这样运动它就得服从;两个参考系中的x轴还要重合一线,其中有一个共同点,距静参考系原点为x,距动参考系原点为x`;动参考系以匀速V运动,在时间t内走过的距离是vt,共同点相对静参考系坐标x=x`+vt,在这个式子中可移项解出动参考系坐标x`=x-vt。光有这个式子还不全面,又设坐标系为空间坐标系,用其它方向不动的y`=y和z`=z,加上前面的x`=x-vt共三个式子凑成一组无用的公式。
    这个代数式变形不能换来什么,也不应称为变换。所谓的变换不过是将解析几何中坐标移轴公式赋予了物理意义,把坐标平移量换作速度和时间的物理因素再做式子的移项变形。数学上早就存在的移轴公式是:x=x'+h,y=y'+k(以新坐标表示旧坐标);简单变换为x'=x-h,y'=y-k(以旧坐标表示新坐标)。坐标变换得到新的式子为了做题方便,不经过坐标变换得到的现成公式从初始条件直接推导也能做题。静动两个参考系的所谓变换变不来什么新生事物,这种无用无聊的变换不可比两种制式的坐标系统变换,如直角坐标系和极坐标系的变换。
    此变换与伽利略无关,因为伽利略时代连坐标系概念都没有。牛顿力学中根本没有伽利略变换一说,让坐标变换打着伽利略的旗号招摇过市好有权威说服力,只可能是相对论者为编造打洛仑兹旗号的洛仑兹变换搞的预设前提和理论铺垫。由此不知内情的人会得到启发:伽利略搞变换了,洛仑兹再搞变换也理所当然;两个科学名人都搞变换了,可佐证变换是必须的不变换不行,以此证明参考系变换是合情合理的。
    (6)参考系与光
    光是自然的事物,来自物质但不算作物质属于能量。光与物体关联在能量吸收和传递上,而与物体的运动没什么交集,与依托物体的参考系没有丝毫关系。光在自然界,自然事物中只有光照物体升温没有光推动普通物体运动的有效作用。参考系是人设定的主观事物,不存在于自然界存在于人的头脑中,让光也进入人头脑,主观地分析参考系与光,想不出二者有什么交融或冲突。有关参考系的理论本来只有参考系关联物体无关于光,是相对论异想天开地把光与参考系张飞战李逵般地扯到一起当作重大事物研究。
    光与参考系的联系,始见于相对论的洛仑兹变换。这个所谓的变换实际是令一静一动两个数学坐标系加一个光信号编造的。该变换式若说是理论,也是无表面现象和实质成分为基础的虚拟理论。变换式的形式像模像样,但没有真正的物理性质和事实依据。说这样的式子,在物体运动的速度极大的条件下就有使时间变慢、长度缩短和质量变大的神奇作用,很可能是受了巫人的诅咒或中了魔法。凭空编造参考系间相互运动并推论出顶多算作式子游戏的结果,可算聪明人使用聪明的不择手段。拿没有研究物体也没有参考物体的空白参考系说事,去运作这种虚构空无的参考系加上光,结果实在事物只有一束光在空间无目的延伸。
    参考系只与物体运动有关,它的存在为人类研究的物体运动所决定,不研究物体运动,参考系无意义。参考系只能在人的主观世界里,没有人看得见过大地上或空中有真实的静参考系和动参考系。赋予参考系的本职外的功能,变参考系的参照标准功能为参与其事的功能,实属不可行的越俎代庖。参考系与光风马牛不相及,让参考系与光有交汇互动,什么现象都没有,什么作用都不会发生。参考系不能参照光的运动及瞬间位置,光的运动也不用参考系判定是否运动及运动多远。参考系与光不相干,让参考系与光掺合到一起,以此编造的物理事件可说是糟蹋物理
    结束语
    参考系一定有参考物体(设置坐标系的物体)为依托,没有参考物体说参考系,等于什么也没说。参考系在力学中仅是个不可或缺也毫不足奇的只有简单用处的小概念,没有像空间、时间、物质、能量重要的大概念有大的作为。将参考系抬举过高进而允许它独立行为,都是人的不适当虚冒滥用,由此导出错误荒谬的东西是必然后果。本文所以对参考系作较长篇幅论述,就是因为参考系作的妖太大了,它搅乱了物理世界。剔除主观附加参考系上的不应有的功能,限定它冒充事主自行其事的乱作为,避免人听从它的调遣和摆布,才能恢复参考系的本来面目,才有利于正确认识和使用参考系。
    2015年11月3日 于吉林松原
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    18.物质的场或场物质不存在的理由
    本文中的场指引力场、静电场和静磁场等静作用力场,场物质即许多教学参考书中说的构成场的特殊物质。从各种场的构成上看,电磁场不是物质场是能量场;而静电场、静磁场和引力场是跨越空间作用的场。场物质的提出在于力的传递问题,而被传递的力主要涉及基本力的万有引力(简称引力)和电磁力。任何力都不能在固体介质中移动,更不能在所谓的场物质中移动,所以根本没有力的传递。人们对场物质或物质的场满足于理念的迷信,宁可信其有,不愿认其无。所以信有,还是人们不愿接受引力的隔空作用,拘泥于引力要通过介质传递老旧观念。然而,光说传递,从不想传递什么了?引力在物体或介质中怎样移动?传递说者不能正面回答。
    (一)从以太到场物质
    (1)以太的兴衰演变
    以太是希腊语,原意为接近青天的最上层的空气,是天上的神所呼吸的空气。古希腊哲学家认为世界由水、气、火、土四种元素组成;柏拉图认为还有第五种元素,宇宙和天体即由这种元素构成;后来亚里斯多德把这第五种元素称为以太。那时的以太主要是构成物质的功能。简要回顾以太的产生发展和兴衰起落,会发现以太的生命力极顽强,它的涵义能随着历史的发展而不断更新。
    17世纪是以太在自然科学领域兴起的时期。具有代表性事例是,笛卡尔最先将以太引入科学,他认为物体之间的所有作用力都必须通过某种中间媒介物质来传递,不存在任何超距作用。人们认为引力要传递,于是指望以太传播引力,便抛弃了以太的构成物质功能,想象发挥其作为煤介传播的功能。这种思想产生,一是人们无法接受引力的超距作用;二是受机械振动和机械波都靠介质传播的影响。
    18世纪初,杨和菲涅耳在光学上的成果,使人们想到光波也需要传播介质,于是又想起了以太,认为只有它才能在宇宙中到处存在,能给光充当传播的介质。尽管以太被认为有新的功能,但18世纪中后期的以太还是江河日下。当库伦定律证实了电荷之间的作用力同样是距离平方成反比规律时,超距作用的观点在力学和电学中都占据了主导地位,承载光波和电磁的以太几乎被彻底抛弃。
    19世纪初,以太论又重获新生,首先是确立了以太在光的传播中作用,然后使以太在电学、磁学中得以复活并发展。这时的以太说有一个短暂的恢复期甚至达到极盛,大家都指望或认为以太在电力磁力传播中充当煤介或使者。
    19世纪后期,麦克斯韦的电磁场理论表明光就是特定频率范围内的电磁波,尽管他坚信以太的存在和作用,但他的电磁场理论反倒冲击了以太。随着关于电磁场的场说异军突起使以太江河日下走向衰落。19世纪末,迈克尔逊——莫雷试验的零结果等于宣告了以太的死亡,以太暂时消沉下去。
    20世纪初,洛仑兹试图挽救以太,但时过境迁无力回天,而他挽救以太的办法被爱因斯坦拿去制造了虚拟物理的相对论。整个20世纪是以太的消沉时期,以太风光不再最后沦为植物人,但人们仍痴心输血供氧,等待一朝唤醒再度辉煌。果真,“风水轮流转”,明年到以太。
    21世纪,以太时来运转。人们对暗物质暗能量的虔诚的迷信,将暗物质暗能量与以太联系起来,据说已有人推出“以太可能是由一种宇宙的暗物质所构成”的猜想和理论,正在复活并赋予以太新的事物使命。这回好了,以太本假想,暗物质也假想,两个假想相加不过是个更大的假想。纵观以太的历史,它几经浮沉花开花落,最终“无可奈何花落去”。
    自从以太概念联系上科学,便有了广大的魔力,它令许多著名物理学家折腰臣服,但不能证实或说明它的存在。回顾历史看以太的发生发展历程:早先是构成物质的元素;后来有传播引力和电力磁力的作用;再后充当光和电磁波的荷载物;最后经实验证明以太不存在,以太的生命应该自然地寿终正寝。然而,直到今天仍有人特别是民科不希望以太死亡,顽强的一遍遍重复和捍卫那个古老的传说,并期待出现新的事物来借事招魂。
    电磁场概念的出现,人们根据电磁理论又产生了电磁场本身就是物质存在的一种形式的概念,试图用场物质取代了以太。以太光耀与暗淡“俱往矣”,再度发热须起死回生改头换面。看今朝,人们仍顽固地坚持力要传递,尽管给各种力场穿上特殊物质的外衣,描述上与以太说不尽相同,实质还是以太的升格进阶。
    (2)电磁作用中的场无关物质
    场是什么?场就是物质表现作用的空间。人们把天体周围和两天体间的空间设定为场,认为天体间的力要通过场才能作用,解决哪种作用,就设为哪种场。如静电力有静电场,静磁力有静磁场,引力有引力场。静力场不是实体的事物,是物质的物理作用超越了物体轮廓范围延伸到空间,不需要场的物质承载。
    人们利用场,利用的是一种计算方法,并不须要指明场中有何物质及它起到何种作用。从这种意义上说,在各种场中添加物质反倒自找麻烦,因为场中有物质要阻碍物体的运动。场的概念来源于电和磁的特性和作用。现在看来场有实在和虚拟两种性质:场的实在性,表现为能量运动的电磁波形成的电磁场;场的虚拟性,表现为超距作用的静电场、静磁场和引力场。电磁场是能量场传播能量,场中有事物不是物质;虚拟场的物理意义在隔空作用,场中没有起作用的物质。
    人们用场表示电或磁的作用范围,同时添加了任何人在哪里都找不到的场的物质。很长的时间里,人们使用力并没有场,场起源于电磁场理论的确立和应用。电场力的计算利用库仑定律,即电场力等于两电荷电量的乘积再除两电荷距离的平方。当把两电荷中的一个化为电场,求另一个电荷受电场力的作用,与应用为库仑定律有同等效果甚至还要简捷明了,电场概念便应运而生,成为静电力研究与计算的主要理论方法。从库仑定律演变到电场是数学的变形,没有用到电场物质,也没有发现电场物质哪怕是微乎其微。
    某物质处于电中性,当人们用摩擦或感应方法使物体带电后,电荷便形成电场。这个电场中如有电场物质显然是凭空产生的,因为原先的物质周围并没有电场,也就无从谈起电场物质。正电荷能形成的正电场,负电荷形成负电场,等量电荷中和后电场消失,电场物质亦不复存在,难道这种特殊的场物质又凭空消失了?有电荷有电场,无电荷无电场,正说明电场是电荷有所作用的空间,不需要有任何的物质质料。电场中若有传递作用的电物质,电物质传递电场力要不要看作电的流动?
    手拿两块磁铁,异性磁极相对在一定的距离处就能感到相吸的磁力,是磁场物质从中给传递吗?两磁铁吸到一起时,磁场物质被压缩了还是象空气一样被挤走了?同极性相对的两块磁铁,用力压到一起会感到两磁铁间象有一根弹簧似的在排斥,这是磁力作用还是场物质的弹性?磁悬浮列车用的是同磁极磁力相斥的原理,列车停时车轮与铁轨接触,列车运行时车轮与铁轨离开一定距离,无法想象有磁场物质钻到车轮与铁轨间产生相斥磁力。若有磁场物质填充到车轮和铁轨间起作用,这种物质就能看得见摸得着。
    特别地,无论同性相吸还是异性相斥,两磁铁由远到近都是明显的磁力越来越大,而两磁极间只有所谓的磁场物质,这能是因磁场物质的密度不同传递的磁力大小不同吗?若场物质被压缩密度变大,两磁铁之间又不是一个封闭的空间,磁场物质如何保持在距离变小的磁铁间不往外流动使密度增大;如果压缩后磁场物质的密度不变化,必然是磁场物质被挤压流动出去,那么磁力变大就与磁场物质的传递无关。
    人们说场及传递力要有场的物质,是个说不出理由的托词,用来掩饰自己想不通的物体非接触作用。物质场说者声称构成场的物质既在无物体的空间存在,又要在任何物体中都存在,但又不可发现发觉,基本上是一个神话般的故事。所谓的场物质的存在没有丝毫证据,只是人的主观意志的一厢情愿。人们对物质场做过一些猜测和描述,继续用传统的粗线条勾画它,传承依旧说其然说不出其所以然。
    (二)关于物质场和场物质的问题
    (1)场不是物质的存在形式
    有一个常见的论断:场是物质存在的形式。此说法是说物质以场的形式表现出来,就不对了,物质别的存在形式都可动可见,惟有场的存在形式不可见,就不能算作存在形式。无法认识场怎样作为物质存在的形式,还是不要把它看作物质的形态为好。现有人们认识的物质形态,有固态、液态、气态、液晶态、等离子态等多种,都有“态”可见,看不见“态”的物质不能算物质。
    场态物质构成的物质的场专职专用,除了传递引力、静电力和静磁力等非接触力外,不干别的工作。力必须通过煤介物质的思想来源于机械波的传播或物体的接触作用,也与人们的生活经验有关,从没有船或桥难以渡河之事,联想并认为有间隙或距离物质不能正常通过所以两物体之间的力同理不能越过。但间隔极远的天体间还是有作用的,人们难以接受引力能越过空间的空旷从一天体到另一天体上,于是便想象有物质的场给传递引力,但没有人用科研的手段来揭示引力怎样传递。
    物质的场成因如何,是天体自己制造了场还是空间所固有?若是天体自己制造的场,这个物质的场的成分与天体的成分应该相同,这等于天体物质的扩散,成为以天体为核心周围空间包裹一团物质的场。相互作用的两天体成分一般不能相同,两天体制造物质的场就要不同,这两种场的不混合均一就是个问题,引力通过不同的场难免要受到影响。若场态物质是特定的物质与天体无关,就要盛赞上帝造物时考虑得细致周到,既给人类造出物又造出给传递力的场,那可真是“造物无言却有情”。
    场的作用不要理解为只在物体之外,物体内同样也有场且受场力作用。物体间有物质的场,这个场联系两物体同时要渗透到物体内部。物体外作用是物体外部的远距离效果。物体内的作用是粒子对粒子的作用,但原子核与电子不能接触,因而物质内部从微观空间上说同样是空旷的要跨越。以这种意义说,物体内外作用都是跨越空间的只不过间距不同而已,物体内外场作用只是形式上空间距离大小不同,没有作用本质的区别。这种近距离和远距离的跨越空间的作用,是超距作用的成因和理性。
    凡物质都有质量,主张物质的场就要承认场有质量。天文学家说之宇宙中通常所观测到的普通物质只占宇宙质量的5%,暗物质占宇宙25%,暗能量占70%,就是没有物质场的所占比例,不知是忘记了还是不重视那个被人当真的物质场。也难怪,以往的天文计算都没有场态物质的质量,若算那个质量可是个大麻烦。引力定律中的质量,是两受力作用天体的质量,不包含场的质量,而场态物质有质量本身也应该有引力呀,引力定律还不乱了套。物质的场或场态物质有质量,这个场本身要吸引物质或被物质所吸引,场就不能广泛分布到空间中去。
    普通物质不管形态如何,都由粒子构成,物质的场想必也不能例外。物质场中的物质,若有也是由粒子构成,是构成的粒子特殊吗?大自然会有意制造两种性质不同各有分工的粒子吗?把粒子分为构成物质的费米子和传递作用的玻色子,是当代科学最重要的成果之一,也是最不靠谱的主张,因为不管是哪种作用本身都是无质无形的,不能在物质及媒介中运动,专司传递力的物质形态没有存在的必要。
    物质的场中的物质可叫做场态物质。若场态物质是物质的一种特殊形态,仍存在于物质的范畴内。场态物质不与普通物质互变,但也要掺合到普通物质中去,它别的事不做只在物体内外默默等待给传递场力,可赞为一种高觉悟高素质。物质可因温度压力等物理因素从一种形态变为另一种形态,场态物质会不会因温度而变化,物质场说者从来没想过。场温度有巨大差异,是太阳附近的场与地球附近的场,但没有证据两场有什么不同。这种不变的场若是物质的就不能说是物质的一种形态,而是独特的场物质了。
    (2)不存在场物质
    场物质说是说场由一种特殊的物质构成,这种“特殊”表现在不被发现、只传递各种场力、不与通常的物质发生作用上。至于这个特殊物质具体是什么,由什么“特殊子”构成,主张者若解释要么信口雌黄要么顾左右而言它。若特殊的物质只有独立的特殊性没有通常物质的公共属性,它已经不属于物质了。如此场物质按理说不可以某物质命名,但又说不好该叫什么,因此命名了要注明是另类的东西不得不叫某物质。
    如果宇宙中存在场物质,它是运动的还是静止的?若是静止的,就违反了一切物质都是运动的自然规律。若是运动的它从哪里到哪里,运动的起因和结果又是什么?运动的场物质能说不裹挟静力影响力的传递吗?场不运动天体要运动,因此无论场物质是静止还是运动,都要对天体有摩擦力的作用,地球在场物质中运动,表面物体不被场物质磨损可算万幸,尽管如此,给空间填加场物质有害于人类环境还是确定无疑的。
    若场物质原本要在宇宙中均匀分布,但天体的运动使场物质受到扰动而不能分布均匀。如地球的运动一定穿过场物质,运动前方的场物质受挤压而稠密,运动后方会造成局部的稀薄,可见指望场物质恒定的均匀分布靠不住。场物质在宇宙中不均匀分布,就会影响场力(万有引力、静电力、静磁力等的统称)的传递,易造成两物体间的场力时大时小甚至中断,使场力传递不能顺畅连续不能不是个问题吧?
    如果场物质能传递天体之间的引力,那么这种物质应该是有弹性的整体而不散漫流动,其传递引力的效果就应该像两手拉紧一根的绳子,不成形为物体的漫散场物质显然不能像绳子一样拉紧。假设场物质的稠度与地面附近的空气一样,它可能对物体有压力或浮力而不能有引力,更不用说传递引力。因为引力是拉的效果,不成形物质不能承载拉的作用,一拉就断开或散开。场物质不被发现,是不是与它是极稀薄的密度极小的有关,若是的话指望它给传递引力,主张者觉得能说过去吗?这可是个科学问题不能使用强盗逻辑——我说能就能我说有就有。
    如果有场物质,那么这个场物质是万能的什么力都能传递,还是每一种作用对应一种场物质?若每种作用只对应一种特定的场物质,光目前所知的引力场、静电场和静磁场就要有三种场物质,它们能不掺杂混合混沌一体吗?若只有一种场物质,能给传递不同的力,这物质就是神奇的万能的物质,被人类赞颂也心志坦然。一种场物质能传递各种场力,可是统一场论研究者的福音,基本力就好统一了;若有三种甚至更多种场物质,统一场论困难就大了,因为要先把场物质统一。
    物质在微观上不是浑然一体,组成物质的粒子有空隙而不密实。有的特殊物质说推测有一种目前不被人知的微粒子,可从物质中自由通过,于是设想运动的微粒子传递引力。这种设想描述为:像货车运货物一样,微粒承载着引力运动,在物体内穿行时把引力卸下交给物体上的微粒,引力就传递给物体了。这种猜想很可笑,真把力当成物了。有必要发问,给微粒子装卸引力的装卸工是谁?若没有装卸工是引力在运送引力货车上自己跳上跳下,这引力岂不成精了。
    现在找不到这种特殊的场物质,就寄希望于将来,等科技发展一定能找到的观念并不可取。因为这与研究宇宙多大、粒子多小不断发展深化发现的问题性质不同。其实,场物质仅停留于人们的口口相传,没有人做实测的调研和考察,连像样一点的简单分析和想象都没有。按场物质说,场物质就在我们身边,甚至就在我们身体内穿行,哪能不可研究不被发现呢。场物质若存在,尽管设想它不同于普通物质,也总会有蛛丝马迹,不可能既实在实有又扑朔迷离,神龙不见尾还不见首。
    结束语
    场就是具有某种作用的空间,场存在于物体的周围,被看作对进入其中的物质有力的作用,这种作用是场源物质所发起。场空间本身没有物理意义,是场源物质的隔空作用使周围空间看似产生了物理效应,并不是有场物质在空间上有了作用。场的物理意义就是跨越空间的作用,实质是场源物质的远距离隔空作用,不是物质外周围场的空间有物质传递了作用。引力等静场力不能在物体或介质中移动而能超越距离,是物质的天赋本性和本能;非接触作用可透过物体跨越空间,是不需要也无法传递的隔空作用。否定物质的场和场物质,有助于正确认识场概念和更好的应用场理论,同时也清除了相关科学理论中的废物和垃圾。
    2015年5月4日 于松原
    ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
    19.引力不能传递的理由
    引力如何隔空作用,人们普遍认为引力要经过传递。引力传递观念由来已久,在历史上有多种学说,影响大的有旋涡说(古老学说)、交流说(牛顿的主张)和场说(场说以相对论思想为主)。与媒介物质接触传递说对立的是超距作用说,不被多数人接受。人们难以理解非接触的超距作用,就理解了媒介物质接触传递吗?非然也,不理解甚至是糊涂的还是后者。因为,许多人说传递,并不思考怎样传递,当我们思考引力怎样传递时才发现是个大问题。引力传递必须引力离开一天体运动到另一天体上,这要解释引力以什么形式存在和为什么运动,怎样找到另一个等待受作用的运动天体,如何表现传到地方的作用效果?这些都应该表述清楚,才算作一个正当的说法。
    (一)牛顿力学观念的引力传递不可行
    宇宙中的天体无计其数,天体间隔着遥远的空间,却能相互作用,都在于万有引力(以下简称引力)。引力使弥漫星云物质集聚,形成圆球形状天体;引力和圆周运动的惯性离心力使恒星、行星及卫星、彗星等组成恒星系大家庭,各成员随恒星一道运动。我们能够理解这些,有赖于牛顿在开普勒、胡克、雷恩、哈雷等人研究的基础上建立的万有引力定律。引力定律使人们明确地认识了天体的运动规律,然而人们不满足明白了引力作用,还要知道引力是通过什么方式作用的,于是顺势而生了引力传递问题。
    引力是怎样作用的,如何穿越实有虚无的空间,人们认为引力必须传递过去才行,而引力不需要传递能在瞬间作用的观念被传递说抵制和批判。牛顿力学中的引力是一种没有时间过程的力,牛顿本人及同时代的人对此并不满意,认为引力不是超距作用,还是要接触作用,而这种接触只有通过物质的细小微粒(牛顿称以太精气)的间接接触才能实现。自认识万有引力以来,人们一直为引力的瞬间作用所困扰,后来拉普拉斯试图修改牛顿理论,想用引力以有限速度传播来解决问题但没有成功,从此人们对引力只说传递不提需要多少时间。传统力学的引力传递的主要学说为旋涡说和交流说,旋涡说认为引力是通过物体在旋涡运动中受到微粒的冲撞而实现引力传递的;交流说认为邻近的天体与周围空间进行以太交流中引起的以太挤压而实现了引力的传递,二者都没有成功。旋涡说、交流说在现代基本上退出了历史舞台,只有场说在支撑引力传递。
    引力传递的观念,来源于物体机械力即接触力的直观认识。人们坚信物体只有接触上才能实现力的作用,天空中两天体有作用根本没有直接接触,于是人们便设想通过媒介物质间接接触。物体直接接触是宏观认识,即便两物体加力后的接触,接触面粒子间也没有紧密无间,微观上还是有空隙的。力学理论将物体间的作用分为接触作用和非接触作用,但物体没有严格意义的接触,因为从接触面的微观层次看,原子核和电子都在运动相互间根本接触不上,所谓的接触终究是非接触。一物体之所以与别物体有区分,就是因为一物体与另一物体接触甚至加上压力后,还是能自由分开的两个物体,没有合并为一体。固体物体不能像面团一样能够轻易合并,因为物体接触面上分子接近时有斥力作用。主张引力传递必须接触,忘记了同类物质间也没有真正的接触。媒介物质不是整体一块,两物体间若有媒介物质也是松散的微观粒子,松散物质粒子间有空隙,固体物质与松散物质也有空隙。力以什么形态表现又怎样通过媒介物质空隙,这是传递说欠考虑的问题。
    每个天体的引力均指向发力者自身作用于对方,这就有引力从自身出发到达受引力物体怎样往回拉问题,能像一条带钩子长杆搭到受引力物体上用力拉吗?引力传递说在现今是主流意见,但人们光说传递,涉及怎样传递却轻描淡写估摸武断,使传递中有诸多问题不得解决。不难想象,若天体间作用靠传递引力,发力天体怎么知道空间中有另一个等待作用的天体?引力传递时对不好方向跑偏了使另一天体接收不到怎么办?引力作用方向在两天体连线上,但天体在运动,引力的大小和方向在不断变化,是什么机制保证引力传递过程的大小和方向也随着变化?引力是天体物质中各个粒子引力的整体效果。两天体间的引力,是一天体物质所有粒子对另一天体物质所有粒子的作用,被人类思维简化看作两个集中力发生在两天体中心而方向在两天体中心连线上。引力若是传递的,不会传递到天体表面就可以了,而是要透过受引力天体内部,分配到所有物质粒子中,这种固体内部粒子间的引力传递必须考虑而提到探索日程。
    引力不是物质实体不属于能量的波,不能在物体中移动,不能离开物体在空间运动,也就没有传递。任何传递说都不敢说引力怎样从一天体运动到另一天体,万语千言说明不了到底传递了什么,所以光说传递却说不明传递的理性和机制。可摧毁引力传递观念有两个简单道理:一、你站在地面上,地球引力能传到你身上,你跳起来时脱离与地球接触了,身上还有地球引力,你能说有特殊物质在你跳起时即刻填充脚与地面之间来保障引力传递吗?二、地球引力作用人体,传递到人脚上即可就有脚受拉力带动全身,跳起人有这样的感受吗?假设有条绳子或物质柱子连接地球和月球,地球的引力也不会通过绳子或柱子输送给月球,地球的吸引作用还是要跨越几乎真空的空间。引力由此及彼的跨越空间天造地设,并没有从一物体到另一物体的运动过程。引力如何传递的问题不须解决,因为天体的引力作用,是自然跨越空间的,不存在传递问题,即不需要任何传递媒介和传递速度,不需要传递时间哪怕是一瞬间。
    主张引力传递的人,还给出引力的运动速度,即说引力以光速传递。宇宙中物质和能量都是运动的,物质的速度各有不同,速度是物体运动快慢的量度;能量的光速度是一切运动的最大速度且速度一定,即不同波长的电磁波真空中均为光速。任何运动都是有载体的,物质运动的载体是物体或粒子,能量运动的载体是电磁波。引力传递要求引力运动,就要有运动载体,若是物质粒子充当引力的运动载体能以光速运动吗?物体和能量都是实有事物,物体是可见的,能量中的光是可见的,不可见的能量通过仪器可见。引力可见吗?主张引力传递者也不会说亲眼看见了引力或通过仪器看见了。引力作用通过受引力物体的运动或变形表现,不考虑作用发出者的表现。主张引力要通过传递,即等于认可引力在物质中运动和物质外空间中运动。引力什么样?无形无体无影无踪。无论从经验还是从理性判断,都应该得出下面的结论:引力不是实在物,不能具体表现出来,它是人们对物体间作用的抽象认识,这种抽象的事物不能运动。
    大概引力传递说者从来没想到,引力若是传递的,也一定能被间隔物体所阻隔甚至屏蔽,然而事实上谁也阻隔和屏蔽引力,就充分说明引力不是传递的。引力若是传递的,也一定能被屏蔽,比方火星、地球和太阳连成一线时,地球会阻隔太阳对火星的引力传递,从二者重合开始到重合结束的部分阻挡不算,完全阻挡还是有一段时间的,这时间火星的运动就要有引力暂时中断表现。近似圆周运动的火星在失去太阳的引力时,要作匀速直线运动,这是一定要存在的事实,在天文观测中没有发现,就说明地球不能阻隔太阳对火星的引力。地球对引力传递路线阻隔还不能阻止引力,不能说太阳对火星的引力能透过地球而作用。引力不看作透过间隔物体的作用,要看作引力跨越空间间隔在两天体间有非接触作用,说明引力具有隔空作用。
    引力是物质的本来性质的观点早已有之,古希腊的伊壁鸠鲁和近代的康德都独立认识到“引力是物质的本性”,但被强势的引力传递说所排挤。引力的作用是吸引,吸引是物质本身固有的物理性质。一粒较大的灰尘,能吸引来比它小的颗粒灰尘,自己也能被更大的灰尘颗粒所吸引,物质团块就是这样吸来吸去聚集的。物质吸引的行为被人的思维抽象为引力,引力使弥漫的粒子聚集成团块物体,物体间的引力形成更大的物体或互绕转动。这种常理告诉我们,物质能够相互吸引是物质本原的天性,弄不出个中奥秘的因为所以,还是立足实用,放心大胆地应用引力好了,物质不会因人类使用引力要钱,而研究引力通过什么传递上要烧好多的钱。
    (二)相对论主张的引力传递不成立
    爱因斯坦不满意牛顿理论,对牛顿的时间、空间和引力等观念作了别出心裁的改动。他起先拒不承认引力,说所谓的引力不过是物质质量致使时空发生了畸变,即时空弯曲使小天体绕大天体转动。这种取代引力的空间弯曲说,不是牛顿力学的完善和发展,是另类的左道旁门,却幸运的被当代科学当作易出成果的捷径之门。由于违背常理的弯曲空间说不被当时的物理学家看好,再加上没有引力不能解决实质的运动问题,于是伟人在不放弃弯曲空间的条件下又捡回被他抛弃的引力,让引力和弯曲空间联合起来,编造出广义相对论引力场方程。相对论者认为任何物体周围都存在引力场,而引力场存在于弯曲的时空里,引力场通过引力波传播,而引力波又通过引力子使物体相互吸引。
    相对论者断言:“加速运动的质量会产生引力波”,并解释说:如双星体系互转、中子星自转、超新星爆发、黑洞的形成、天体碰撞和捕获物质等过程,都能辐射较强的引力波。此引力波说包括了大质量天体的公转和自转,还包括了大质量天体的强烈变化,概括得较丰满但理性很骨感。天体的绕转,整体上有向心加速度;天体爆发和碰撞等强烈变化,天体的部分及粒子有加速度。多事合一笼统说有加速度就有引力波,却说不出哪部分天体的加速度,又怎么与引力波联系。说加速运动的物质能辐射引力波,定是仿照一个蒙人的传说——“加速运动的电荷能辐射电磁波”提出的推论。有电荷必有静电场,电荷加速运动电场也加速运动,电荷及电场运动还是在牛顿力学范畴内不属于电磁学变化,这种运动的电场不是电磁波。因而那个推论持之无故,言之无理,可谓“以今度之,想当然耳”。
    也有引力波主张者简化说:“天体的旋转、坍缩和碰撞都会产生引力波”。宇宙中天体都是旋转的,这引力波要多得是容易探测。天体旋转就有引力波根据在哪?明显是瞎蒙。天体旋转时产生的引力波干什么用,主张者也可能说不清楚,会敷衍说为传递引力,但引力的存在以天体旋转为条件说不过去。天体不旋转有没有引力?答案是肯定的,物体的引力在于物质不在于运动形式。不认为天体坍缩或碰撞等天体事件产生引力波,除了上段的理由外还有根据,即坍缩或碰撞天体事件若有什么波也是暂时的一个孤立波,引力靠这种波传递肯定不成,一次传过去就不再有了,天体引力传递指望不上。若说天体坍缩或碰撞释放能量,就要给天体加上“引力能”,引力本来是基本力与能量各自为政,“引力能”实则“不能”。若天体发生强烈变化,能释放能量有物质冲击波及包括光和热的能量波;冲击波是物质波,波及范围要看飞散的物质飞多远,此波不是引力波;能量波即电磁波,可认为它是唯一的能量外泄形式且不拥塞,不应该再有什么波增加一条能量外泄渠道。大道至简,造物主不做备份,不须要同属能量的电磁波与引力波以物质同层次的波来一个双管齐下异曲同工。也有人把所谓的引力波叫做引力辐射,又是模仿电磁辐射的套近乎词语,看出相对论者为编造引力波煞费苦心借事造理。
    引力定律的要素是引力物质的质量和距离,加上参数以数学关系在计算上应用,根本不涉及所谓的引力波及引力子。用引力场、引力波、引力子解释引力,显然是模仿电磁场、电磁波和所谓的光子。然而事实是:电磁波属于能量,而且应该是物质外泄运动的唯一能量,不会再有包括引力波的非物质波能量。电磁力指电生磁力,电生磁的磁力不是运动的电磁波,鉴于此理,即便真有引力波,也不会有引力的作用。电磁波对接受物质有能量作用没有电磁力的作用。且不说电磁力与引力有不同的本质,单从形式上说也没有可类比性。电磁力伴生电磁波,电磁波不产生及传递电磁力,用电磁力和电磁波的关系类比引力与引力波关系不可行,人们指望引力波传递引力要落空。电磁波是电磁作用的辐射,传播电磁能量,没有把电磁物质辐射出去。电场中没有电子,磁场中没有磁子,引力场凭什么有引力子?引力与电磁力的发生机制与作用形式均不同,仿效电磁力、电磁场和电磁波的组合推论的引力、引力场和引力波组合,是空无和真无的组合。
    物体中分子受振动源的影响发生振动,能通过其它物质以波的形式传播开来,于是有了机械波。对比分子与机械波的关系,也要有引力子振动才能形成引力波。人们不认为引力能通过虚空的空间,总认为要通过媒介物质传递,于是接受了相对论者臆造的引力子充当媒介物。引力子若存在可作两种设想:一是像光一样连续不断地从物体中喷射出来,向受引力作用的物体前进;二是引力子原来就充满整个宇宙空间,跟传说中的以太一样。第一种设想,引力子像光一样从物体中发射出,质量大的发射多质量小的发射少,如此倒符合质量大引力大的规律,但如何转化为对物体的吸引无法想象。第二种设想,若有一个引力子海洋,天体的引力走出天体,将引力子当作航船还是跳板呢?引力的作用是往回拉,引力通过引力波运动到受作用天体上,能如拉一条线拴上,牵拉由作用天体来完成吗?引力接触传递说者说引力波是通过引力子使物体相互吸引的,话好说但解释不了引力子在两物体间怎样使物体吸引,到头来还是让引力波和引力子独自游戏。
    主张引力子的人说:“为了传递引力,引力子必须永远相吸、作用范围无限远及以多种形态出现。”此说法意图明显,在给引力子配备得心应手的功能和作为。引力子必须永远相吸,说明引力子粒子间还要有引力,这种引力是引力子专用还是与物质的引力通用?若是引力子专用是不是除物质引力传递外还有另一种传递?不管引力子以什么形态出现,总归粒子间或紧密接触或松散间隔。引力子若紧密接触没有间距,就是刚性物质了,估计没人认可。引力子若是松散状态,假设天空中引力子稠密如大气,就能传递引力吗?估计也少有人认可,因为涉及实际事物总会有人清醒。天体的引力作用范围理论上无限远,但实在的能称得上力作用的范围是有限的,引力子作用范围无限远没有必要,只有空间中引力子稀少不够用才要求它的作用范围大。引力子“以多种形态出现”,都有什么形态,是说引力子也要有固态、液态、气态和等离子态吗?说者观测到引力子的“态”了吗?说者不必回答,回答也是废话一堆。
    引力子说者以为填加引力波和引力子便大功告成,着眼点仅在两天体之间,并没想到一个物体内部的引力作用。物体内的分子粒子间也有引力,而分子粒子也是有间隔的,按传递说引力还是要传递,同样需要引力波和引力子。传递引力的引力子不能属于能量要属于物质,任何物质粒子都要有质量,引力子也要有质量。物质分子间填充上引力子,算不算物质成分?计算物质质量时要不要计量引力子质量?也是待解问题。引力的吸引作用是双向的,引力子吸引物质,物质也要吸引引力子,空间中松散的引力子如何不被天体物质吸引扫光?物体间有引力传递,物体内部粒子间也要有引力传递,引力子和物质粒子要有引力传递,引力子间还要有引力传递,大家都在传递还不乱套算是奇迹。不难猜测,引力波引力子概念的始作俑者只提概念不作具体设想和描述,不可能忌惮虚构事物会越描越黑,倒可能姑妄言之。
    引力波和引力子概念由无造有,能驱使一些研究所动用设备去检测引力波,或算作伟人个人名利的成功,但科学却被引入歧途遭了殃。放眼未来断言,引力波探测如同迷信的人捉妖抓鬼,如进入黑洞找不到前景的光亮,最终烧巨量的钱却得不到丝毫有用的东西。然而,对想在引力波上取得成果成事成名的研究者来说,任何时候都不能说没有引力波,事在人为说有就有反正局外人任怎样高明都不懂,所以总能制造出发现引力波的证据。果不其然,2016年2月11日美国引力波研究人就宣布发现了引力波,随后电视等媒体作了铺天盖地的宣传报道,唯美国马首是瞻的人急忙跟进,争相再发现引力波,由此掀起了一波又一波的伪科学狂澜。
    结束语
    本文认为,古来流传的超距作用主张基本正确,超距作用是引力惟一的作用方式。超距作用表述为:相隔一定距离的两个物体之间存在着直接、瞬时的相互作用,不需要任何媒质传递,也不需要任何传递时间。这个可看作超距作用定义的说法还是可用,更准确描述要去掉“瞬时”一词,既然超距作用不需要传递时间,也就没有极短时间的瞬时。天体的引力作用从来就有,不是从哪个时刻开始运送到某时刻送达,不需要传递的无限速度。因此,可以说不接触的两物体自然有超越空间距离的引力,不需要媒介传递;超距作用因距离使引力衰减,物体间任何形态的隔离物质都没有阻碍作用。
    2016年6月12日 于吉林松原

  • TA的每日心情
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    2018-12-5 10:29
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2018-2-6 18:59:45 | 显示全部楼层
    关注,比较专业的理论了
  • TA的每日心情
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2018-2-10 10:04:21 | 显示全部楼层
    如果适当配一些图表,就更容易读懂了。
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    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2018-2-10 10:18:07 | 显示全部楼层
    老师太虚心了
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    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2018-2-10 10:18:43 | 显示全部楼层
    非著名师的提法很让人敬佩
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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2018-2-10 10:40:42 | 显示全部楼层
    物理、物理,是有理还是无理?
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    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2018-2-10 10:49:14 | 显示全部楼层
    为什么有关部门不接受呢
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    [LV.8]以坛为家I

    发表于 2018-2-10 10:52:36 | 显示全部楼层
    头像是老师本人么
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    2018-11-5 09:47
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    [LV.8]以坛为家I

    发表于 2018-2-10 11:01:44 | 显示全部楼层
    睿智、慈祥的形象
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    2018-11-2 21:35
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    [LV.5]常住居民I

    发表于 2018-2-14 09:40:52 | 显示全部楼层
    系统理论要慢慢学
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    [LV.5]常住居民I

    发表于 2018-2-14 09:41:11 | 显示全部楼层
    收藏起来好好学
  • TA的每日心情
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2018-2-16 11:49:30 | 显示全部楼层
    江湖探索人大家好
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    2018-2-17 11:04
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2018-2-17 11:08:34 | 显示全部楼层
    我对多维空间的认识,有待解惑。
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    开心
    2018-2-17 11:04
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2018-2-17 11:08:50 | 显示全部楼层
    真有时空隧道吗
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    [LV.1]初来乍到

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    我想穿越四维空间
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2018-2-19 10:42:55 | 显示全部楼层
    我想在宇宙中永驻
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2018-2-19 10:54:18 | 显示全部楼层
    今天是“雨水”节,冰雪消融,春风化雨,待雨后柳烟成阵,便春意宜人了!这个雨水,你的故乡是否也下起了一场诗意的微雨?
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