zhulin的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/zhulin

博文

物理时间和物理空间概念是物理理论统一的关键

已有 2608 次阅读 2020-7-21 09:35 |个人分类:问题讨论|系统分类:科研笔记

        近代一些物理学家对时间和空间的感悟和论述散见于很多文章和著作中,例如,Lee Smolin在《物理学的困惑》一书中坦言:“我们眼下的问题不可能通过那种实用主义的科学路线来解决。为了让科学不断进步,我们要再次面对空间、时间和量子理论的基本问题。” J.Wheeler认为,“应该会有一个物理学的理论从方程中把时间和空间给推导出来”。Roger Penrose推断“所要寻求的量子引力必定是一个时间不对称的理论”。John D.Barrow设想“存在着某种更深刻的原理,它使宇宙必然(或者至少是以压倒优势的可能性)肇始于某种各向同性膨胀的状态之中,这一原理也许在较为局部的范围内还有着其它应用,据此便可以揭示其自身之存在”。尤其是爱因斯坦晚年总结一生时空探索指出的“空间—时间未必能看作是可以脱离物质世界的真实客体而独立存在的东西。并不是物体存在于空间中,而是这些物体具有空间广延性。空间有无限多个,这些空间彼此作相对运动,这一观念在逻辑上的确是无可避免的,但是这种观念甚至在现代科学思想中也远未起过重要的作用。” 这些应该说都为我们更深入地理解时空具有方向上的指导意义。

        自然界是和谐统一的,为什么物理学的一些理论统一不起来呢?为什么还存在一系列重大的基本的物理学疑难而一直得不到很好地解决呢?这最明显的一点也是最不容易实现的一点,就是我们目前的时间概念和空间概念是经验直觉的数学化的,是外在于事物的参照维度,具有计量和描述外在现象的功能,不像质量和能量概念那样同物质紧密地联系着表达物质的属性。作为物理学最基本的三个概念,质量、时间和空间,其中有时间和空间这两个几乎与物质存在状态无关,由于没有密切地与物质的质量和能量属性相联,没有反映物质基本存在属性即质量和能量的持续变化过程和广延状态而无法担负各物理理论统一的重任。直到现在,也只有爱因斯坦通过相对论给出一些运动速度影响化和存在状态数学形式化但本质上仍属于外在性的理解,所以历经各种方法和许许多多的努力,现在还是无法把物理各理论统一起来的。这就需要引起反思,是不是我们对时间和空间概念的认识还远远不够?在我看来,只有揭示出与物质质量和能量密切相关的物理时间和物理空间概念,才是解决一系列重大的基本的物理学疑难和实现物理理论统一的唯一途径。

        正如惠勒所指出的“物理学的领域是如此广阔,从事物理学研究的人是如此众多,所使用的方法又是如此多种多样……在这纷繁杂杳的海洋中,什么才是物理学的关健呢?我想,最基本的恐怕还是那个在哲学和物理学上赫赫有名的、似乎永远也不会有最后答案的古老问题:什么是时空。什么是时空呢?莱布尼兹说:‘……时空不是事物本身,而是事物的次序。’显然,他用时空的相对性否定了牛顿所袼守的‘时空绝对’的观念。爱因斯坦则以更强烈的方式表达了类似的思想:‘时空不是我们赖以生存的媒介,而是我们用之思想的模式’。一个物理概念的逐步深化是很耐人寻味的。如果你翻开上一世纪(19世纪)的物理教科书,就会发现‘弹性’曾被认为是物理学的基本性质之一。也就是说,你不能导出它而只能测量它!这正如我们今天处理‘时空’观念一样。是否将来有一天,我们也能像现在从方程中导出‘弹性’一样地从方程中导出‘时空’呢?总而言之,在我看来,只有当我们找到了关于时空概念的更深刻的含义时,自然界的各种相互作用才有真正被统一的希望。”




https://wap.sciencenet.cn/blog-38228-1242925.html

上一篇:质量与时间和空间是物理学三个逻辑基元,与质量和能量密切相关的时间和空间概念才是物理时间和物理空间,才能担当物理基础重任。
下一篇:物理理论统一之路(一)
收藏 IP: 223.104.187.*| 热度|

2 宁利中 杨正瓴

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (1 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-4-27 14:13

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部