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 宋文淼 （wenmiaosong@gmail.com） 2008.09.28 20:43:26
1.3.4 力学中的时间和空间的关系
现代电磁场理论中还没有很好解决的一个问题就是时间和空间的关系问题，这个问题实际上也是所有经典力学中的根本问题，同样正是相对论和量子力学所讨论的主要问题。相对论中的四维时空就是那个时代对于时空关系的一种原始的想象；而量子理论中的问题实际上也集中在时间和空间的关系上，正是没有适合于描述“粒子与波相互作用”的下的物质运动规律所需要的更加细致的时间和空间的逻辑理念，才出现了自旋波函数的假设，才有波粒二象性的量子和几率波的假设，那些假设的致命弱点就是没有数学演绎的明确性，和中华古文明中的阴阳五行差不多。所以在研究波的描述过程中，特别是波与粒子相互作用过程中的时间和空间的更加丰富、更加细致，而又具有数学演绎的逻辑自洽性的时间和空间的逻辑关系是当前的物理学、数学和逻辑学的最基本的任务。理论物理、纯数学的分离的研究是不会再对自然科学的发展产生有益的作用了，而离开了合理的自然哲学的人文哲学和社会文明，或者说与一种已经僵化了的自然哲学联系在一起的社会文明，总是人类思维发展的一个障碍。
上面所讨论的电磁场理论中的理想化条件下的物质运动规律：只有保守场作用下的电子运动或仅考虑电磁波的本征值、本征模式的理论、计算和实验，都已经是得到了理论与实验结果的极为精确的关系，这些合理关系已经通过大量的工程技术实践变成了人人都可以感受到的公理。但是理论体系与像牛顿理论所描述的太阳系星体运动规律那样的纯粹大自然所展示的物质运动图景还是有极大的差别：人类所创造的那些工程技术成果只有几十年的历史，怎么能与大自然的远长于整个人类文明历史的大自然本身的运动图景相比呢？在电磁场理论中，完全忽略非保守场(电磁波)的影响、仅考虑保守的库仑场的电子光学的工程实践和忽略保守场(库仑场)仅考虑简谐振荡的频域电磁波的理论和实践，都还是有人为的理想化的痕迹，只有微观世界的氢原子光谱的图景才是真正的类似太阳系的图景。要解决这个问题就必须更好地解决实体物质和波相互作用下的时间和空间的逻辑关系问题。现在电磁场理论的研究已经进入了那个领域，广义函数理论和在信息科学中所应用的、大量的时域-频域，频域-空间域之间的广义傅立叶变换和快速傅里叶变换的算法已经在信息处理的理论和技术应用中取得了极大的成功，把时间域和空间域相结合的FDTD算法也获得了广泛的应用，在这些工程应用中所获得的感性材料必将为实践-空间的逻辑的发展铺平道路。但是那些工作大都是在闭域上完成的，对于时间这个逻辑基元还没有建立起适合于电磁波和实物粒子相互作用的描述过程中所需要的完善的理念。也就是说，到现在为止，我们尽管在一些理想条件下，能够建立对于保守场和非保守场的独立的梳理逻辑体系，还没有建立起把保守场和非保守场结合在一起的完整的梳理逻辑体系。而大自然中所进行着的所有物质运动实际上都是保守场与非保守场相互作用过程中的运动，所以要解决那些人类面临的大自然的问题，就必须重新研究时间和空间的逻辑体系，时间和空间是所有物质运动的共同的舞台，它们本身都是独立的逻辑体系，没有任何可能和必要用人为的假设把这两个描述大自然的物质运动规律的理念束缚在某个人为的假定之下，但是在任何一个包含实体物质与波的相互作用过程的体系中，时间和空间之间必定是有联系的，而这种联系正是用来描述波与粒子的相互作用所需要的，或者反过来说，我们只能从波与粒子的相互作用的感性材料的基础上来寻找时间和空间的某种合理关系。而不是把相对论的假设强加到大自然的物质运动规律中去。为了描述复杂的大自然的物质运动规律，有一个空间理念不够，它只能描述实物的存在的静止的状态，所以我们还要有时间的理念，但是只有时间和空间的理念还不够，它们只能抽象地描述大自然中的某些物体是怎样运动的，而不能描述为什么那样运动，因而又产生了关于实物的“质量”的理念。问题是当我们去描述空间中局域的实物和全空间分布的波的相互作用过程时，那些逻辑基元——时间、空间和质量还不够，必须增加新的逻辑基元，把已有的几个逻辑基元在加以某些人为束缚能够有什么好处呢？难道物理学中克、厘米、秒三个基本量纲来描述无限复杂的大自然太多了吗？因而要对那三个基本量纲之间再作一些限制就可以增加描述无限复杂的大自然的能力了吗？不对！需要的是增加逻辑基元，而那些逻辑基元，特别是最基本的逻辑基元，时间和空间之间的联系，正是在理性和逻辑的合理关系中所需要解决的问题。也就是说，我们不应该人为地限定了时间和空间的关系再去描述复杂的物质运动，而是在描述复杂物质运动的数学体系和感性材料的合理关系的建立过程中去丰富时间和空间的理念，特别是建立时间和空间相互之间的实在的联系。这种时间和空间关系的联系和变换在信息处理中实在已经用得很多了，但是当前的最大困难就是逻辑的梳理，建立合理逻辑关系的困难与其说来自人们对于大自然的时间和思维理念的不足，还不如说主要地来自那些以自然科学权威自居的主流派物理学家共同体的阻扰和遏制。
我们已经听够了那样一句话：“批判相对论可以，但是你要拿出‘证据’来”。我不知道他们要什么样的证据。自然科学的理论本来就是用来建立与物理实在的合理关系的，现在理论物理给物理世界建立了一些什么样的关系呢？是既无逻辑自洽性，又没有物理实在性的随意的相互矛盾的图景。在上面我们讨论过的真正能够为人人所感受到的感性材料的建立过程中，在20世纪的工程技术的伟大成就中，并没有相对论和量子理论的真实的用处。当然人们从20世纪初期的那些相对论和量子理论探索过程中，是确确实实得到了的启发的，我们在建立时间和空间的真实的关系过程中，在探索描述氢原子光谱的逻辑自洽的理论过程中也还要接受那些实事求是的理论物理学家的探索过程所提供的经验和教训的启发，但是不会从那些把相对论和量子理论两类逻辑上相互矛盾的假设，不顾逻辑的矛盾性和物理实在上的荒谬性硬“结合”在一起，所产生的所谓“广义相对论量子力学”和“规范场论”这样完全经不起逻辑和理性的审查的理论中得到任何对于自然科学和人类思维有用的东西。目前的理论科学必须回到与人类的工程技术实践中所得到的大量感性材料建立合理关系的道路上来，回到理性和逻辑的的道路上来。（已发）
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