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 胡昌伟 （huchangwei5@yahoo.com.cn） 2007.12
带着定量效应，回归经典
胡昌伟
上海浦东五莲路1769弄17号801室，021-33828183，huchangwei5@yahoo.com.cn
专栏网站：hppt://sea3000.net/huchangwei
内容提要：相对论和量子论的非直观性和不确定性，使人们产生了回归经典的意向。但相对论和量子论有着丰硕的成果，我们可以把它们的真谛归结成“定量效应”，并带着它回归经典的直观性和清晰性。
关键词：相对论、量子论、定量效应、回归经典
伴随着对现代物理学基础的质疑和批判,现在有一股“回归经典”的潜流在涌动。2007年8月中旬，在秦皇岛燕山大学召开的2007年相对论时空问题讨论会上，就通过了有十多位学者亲笔签名的“拨正反乱、弘扬和发展牛顿时空观”的决议。这一决议可看成是一篇“回归经典”的宣言书。
经典物理学就是牛顿物理学，它的基础是绝对的时空观、物质观。为什么要“回归经典”呢？因为现代物理学的二大基础，相对论和量子论，都存在着不足和矛盾。它们都是带有一定的近似性和局限性的定量理论，这些定量关系背后的物理实质往往是说不清、道不明。比如，在相对论中，光速为什么恒定？表示物质多少的质量为什么会随着运动速度或引力势而变化？等等.在这方面，一些资深科学家也站出来发话，中科院的郭汉英老师说：“相对性原理认为，惯性系没有优越的速度，然而，河外星系红移的发现表明，宇观尺度上的现象具有优越速度；满足相对性原理的物理规律没有时间方向，然而，宇宙演化本身却明确给出时间方向。”（现代物理知识，总101期，P24）。在量子论中，“上帝在投骰子”的阴影始终挥之不去，以爱因斯坦、潘多尔斯基和罗森三人名字命名的EPR佯谬，至今还没有给出完全令人信服的答案。相对论和量子论对世界的描述，总给人一种模糊的，别扭的感觉，对这种情况的不满，唤起了人们对经典物理学的怀念。
事物总是发展着的，我们不会简单地回归经典。众所周知，经典物理学的上空漂浮着几朵“乌云”，现代物理学就是在驱散二朵“乌云”的过程中发展起来的，已经结出了许多实实在在的果实。事实表明，现实的时间的快慢的确不是一成不变的；高速粒子的“寿命”延长、光线的引力偏折、引力红移、行星进动等等相对论性现象确实存在；物质波、固体能级、隧道效应等等量子现象的应用，已经极大地促进了人类的物质文明；由量子力学和狭义相对论结合而形成的量子场论，能相当精确地计算粒子的产生和湮灭、粒子衰变的分支比等等。这些相对论性、量子性现象是无法单纯地依据经典物理学作出解答的。实际上，人们回归经典的情结，并不是对经典物理学内容的完全肯定，而主要是对经典物理学描述事物的直观性和清晰性的一种向往。因此，如果要回归经典，应该是带着现代物理学的成果，在新的高度上回归经典。
哲学上的“否定的否定”规律，指出了事物发展中的一种反复“回归”现象，但这种回归是带有质变的回归。物理学的回归经典，将带有怎样的质变呢？我认为是“定量效应”，它是用经典物理学无法描述的定量描述的基本要素。我的观点，可以说成是：把现代物理学的基本要素，归结成“定量效应”， 回归绝对时空观，回归以太论。
我认为，真正的时空就是绝对时空，它的时间和长度的标准与物质无关，是一成不变的。但是，现实的衡量时空的标准工具，如尺、钟等等，总是与物质相关的，它们会随着环境（如温度）的变化而变化，因此，绝对时空观与现实的定量关系之间总会存在着一定的差异。目前，最精确的时间和长度的标准与光的频率和速度相联系，在这个标准里，确认了光速是不变的，因此，可以说，相对论就是关于现实的时空标准如何随客观环境变化的理论。从这一角度看来，相对论弥补了绝对时空观的时空标准与现实的时空标准之间的差异，它是对绝对时空观的一种量方面的修正。
狭义相对论对绝对时空观的修正就是单位时间 和单位长度 会随着速度 变化，即钟慢和尺缩效应：
（1）
（2）
 为相对论中的单位固有时间和单位固有长度，它们可看成是绝对时空观中的单位时间和单位长度，可称之为单位的牛顿时间和牛顿长度。（1）、（2）就是狭义相对论的时空“定量效应方程组”。
广义相对论对绝对时空观的修正是单位时间和单位长度会随着引力势变化。这可通过等效原理和能量守恒来计算：设在一个孤立的星球引力场中，一物体从无限远处向这星球自由降落，初速为0，在离星球 远处时，速度达到，当地的引力势是 （以无限远处为零点），那么： ，即
（3）
把（3）代入（1）和（2），得：
（4）
（5）
（4）、（5）就是广义相对论的时空“定量效应方程组”。运用这二个方程，可以在绝对时空的基础上，用非常简捷的方法解答引力红移、雷达回波延迟、行星进动、光的引力偏折，这四大广义相对论的实际问题（专栏网站：广义相对论问题的简捷解及其深层意义）。
我认为相对论的定量效应方程组（1）、（2）、（4）、（5）反映了相对论的实质内容。当然，用这组方程不能描述“大爆炸宇宙学”，因为，这是有问题的。所谓的黎曼空间只是一种数学模型，不是真正的空间；而且，引力场也不是主宰整个宇宙的“宇宙潮；因此，广义相对论不可以作为宇宙学的理论基础；其实，上面所引郭汉英老师的话，就是说明所谓的宇宙学与物理学基本原理之间存在矛盾。另外，这组方程也不是绝对正确的，它有一定的近似性和局限性，当物质密度非常大，或运动速度达到或超过光速时，相对论的所有公式都将无效。
所谓的相对论效应就是宏观的时空定量效应，这是由现实的测量标准的可变性造成的。它象个“魔术师”，把本来（即在绝对时空观中）可变的描述成了不变的；把本来不变的描述成了可变的，比如：在绝对时空观看来，真空中的光速不是恒定的，引力势较大的地方，光速较慢（雷达回波延迟实验证实了这点），但定量地说，引力场中的尺的长短和钟的快慢会随着引力势变化，如果用每一点现实的时间和长度的标准去衡量经过该点的光速，结果恒为c；在绝对时空观看来，光的频率是不变的，由于引力势较小的地方，钟走得较快，因此产生了红移这个定量上的“错觉”；等等。
同样，量子性，也是一种定量效应，它是相对论的时空定量效应在微观世界的反映。同声音是空气传播的波相类似，光是以太传播的波。不过，以太是物理真空，是种超流动性的真空态物质，光是其中的“第二声”。大家知道，声速与空气分子的平均运动速度同级，由于定量上真空中的光速恒为c，因此，从定量的角度来看，以太粒子要么静止不动，要么以光速运动，运动的以太粒子必然伴随着电磁激发而成为一个电磁激发元，于是，每一个电磁激发元的动能恒定是h（普朗克常数），同时也就具有最基本的电矩、磁矩和自旋值。光子是以太粒子的密度波包，在绝对时空观看来，其中以太粒子的电磁激发量有大有小，一般是中间的激发量大，周围的逐步减少；但是，在定量上，构成光子的每一个电磁激发元都是一个模样，而且电磁激发元的密度越大，其频率越高，质量也就越大。由于这种量子性，加上微观世界里物质密度高，运动速度大，造成测量标准的可变性大，于是出现了几率性、测不准关系等等难以直观理解的定量效应。有一个事实可以明显地印证“量子性是相对论的时空定量效应在微观世界的反映”：在薛定谔方程中，自旋作为一个外加的自由度放入理论框架内；而具有相对论不变性的量子力学方程——狄拉克方程自动地包含了粒子的自旋量子数！
由上看来，我们有可能在绝对时空观的基础上，以“定量效应”的方式来吸收相对论和量子论的精华。在这方面，我们对相对论效应的定量机制已经比较清楚，对量子效应，目前尚处于起步阶段，前面还有很长的路有走。
至于为什么现实的时间和长度的标准以光的频率和速度为基准？粗浅地说，这是因为我们人类生活在引力场区间，无意中把引力场以太当作了唯一的区间场以太，在这里，所有的物质现象（包括各种实物、场等等）都可以被看成是引力场以太的种种表现形式，于是，引力场以太的最基本的运动形式光，它的速度和频率就成了这种物质观中的定量描述的长度和时间的标准（专栏网站：引力场以太观，第四章）。
让我们带着定量效应，回归经典的直观和清晰。
To Turn Back The Classics With
Quantitative Effects
Hu
Changwei
Room
801, No.17，Lane
1769, Pudong Wulian Road, 200129 Shanghai
China，021-33828183，→ huchangwei5@yahoo.com.cn
Abstract: The uncomfortable
and undefined character of relativity theory and quantum theory have caused the
desire that turn back the classics. But the two theories have many results,
which can be regarded as the “quantitative effects”, and are brought to turn
back the directness and clearness of classics.
Key words:
Relativity Theory, Quantum theory, Quantitative effects, Turn back the classics
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