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經(jīng)典力學(xué)的相對性原理范文1

伽利略是意大利數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家，科學(xué)革命的先驅(qū)。伽利略發(fā)明了擺針和溫度計，在科學(xué)上為人類作出過巨大貢獻(xiàn)，是近代實驗科學(xué)的奠基人之一。

歷史上他首先在科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上融匯貫通了數(shù)學(xué)、物理學(xué)和天文學(xué)三門知識，擴(kuò)大、加深并改變了人類對物質(zhì)運動和宇宙的認(rèn)識。伽利略從實驗中總結(jié)出自由落體定律、慣性定律和伽利略相對性原理等。從而推翻了亞里士多德物理學(xué)的許多臆斷，奠定了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，反駁了托勒密的地心體系，有力地支持了哥白尼的日心學(xué)說。他以系統(tǒng)的實驗和觀察推翻了純屬思辨?zhèn)鹘y(tǒng)的自然觀，開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)。因此被譽為“近代力學(xué)之父”、“現(xiàn)代科學(xué)之父”。其工作為牛頓的理論體系的建立奠定了基礎(chǔ)。

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經(jīng)典力學(xué)的相對性原理范文2

【關(guān)鍵詞】椎動脈型頸椎病;電針;液體張力療法;微量元素

【中圖分類號】R246.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1006-1959(2009)08-0158-02

椎動脈型頸椎病中老年人的常見病、多發(fā)病。我們于2006年1月～2008年12月,用電針加液體張力療法治療椎動脈型頸椎病,取得了顯著療效。為了進(jìn)一步探討其作用機(jī)理,我們觀察了椎動脈型頸椎病患者治療前后頭發(fā)微量元素含量的變化,現(xiàn)總結(jié)報告如下。

1 臨床資料

1.1 一般資料:

140例均為我院門診和住院患者,隨機(jī)分為兩組。觀察組80例中,男性42例,女性38例,年齡30～71歲,平均48.85歲;病程6月～8年,平均4.5年。對照組60例中,男性29例,女性31例,年齡23～75歲,平均49.45歲;病程6月～9年,平均為4年。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn) :

參照國家中醫(yī)管理局頒布的《中醫(yī)病癥診斷療效標(biāo)準(zhǔn)》[1]及1992年10月在青島舉行的第2屆頸椎病專題座談會制定的標(biāo)準(zhǔn)[2],擬定如下標(biāo)準(zhǔn):①曾有猝倒發(fā)作,并伴有頸性眩暈。②旋頸試驗陽性。③X線顯示節(jié)段性不穩(wěn)定或鉤椎關(guān)節(jié)骨質(zhì)增生。④多伴有交感神經(jīng)癥狀。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn):

①頸椎病的其他分型。②腦源性、耳源性、眼源性、外傷性及神經(jīng)官能性、顱內(nèi)腫瘤等所引起的眩暈疾病。③鎖骨下動脈缺血綜合癥。④合并有心、肝、腎、造血系統(tǒng)等原發(fā)性疾病及其他嚴(yán)重性疾病,精神病患者。⑤未能按照實驗計劃完成治療過程者。

2 治療方法

2.1 觀察組

2.1.1 電針治療:

針刺部位:軟組織異常點。1點:C2棘突(頭后大直肌、頭下斜肌起點);2點:寰椎橫突尖(頭上斜肌起點頭下斜肌止點);3點:寰椎后結(jié)節(jié)(頭后小直肌起點);4點:下項線(頭后大直肌、頭后小直肌、頭上斜肌止點);5點:C3～C6椎橫突尖(前斜角肌、肩胛提肌起點);6點:肩胛骨的內(nèi)上角及脊柱緣(肩胛提肌的止點)。操作方法:在以上諸點區(qū),尋找軟組織異常點(硬結(jié)、條索樣變、壓痛等)中心區(qū),常規(guī)消毒,均采用直刺,深度以達(dá)骨面或橫突、棘突為準(zhǔn),施用平補平瀉手法,當(dāng)患者出現(xiàn)有酸脹感,以及向頭部或肩胛部放射樣感后,接通(中國青島鑫升實業(yè)有限公司生產(chǎn))G6805-1電針治療儀,連續(xù)波,電流以患者舒適為度,頻率50次/min,留針30min,每日1次,10次為1療程,療程間隔2日,進(jìn)行下1療程,共治療3個療程。

2.1.2 液體注射:

注射藥物:香丹注射液(十堰康迪制藥公司生產(chǎn),每毫升相當(dāng)于丹參、降香各1g)、2%的利多卡因注射液(十堰康迪制藥公司生產(chǎn)),按5∶1比例配制備用。操作方法:注射點同上,采用武漢市王冠醫(yī)療器械有限責(zé)任公司生產(chǎn)的一次性10ml無菌注射器,抽取上述混合藥液,注射區(qū)常規(guī)消毒,進(jìn)針得氣后,回抽無回血時推藥,每一點注射1～1.5ml混合藥液,每次注射3～4點,隔日1次,5次為1療程。

上述兩種方法連續(xù)治療3個療程統(tǒng)計療效。

2.2 對照組:

采用5%葡萄糖250ml+復(fù)方香丹注射液30ml靜脈滴注,1日1次;口服西比靈 5mg,每晚1次,睡前服用。連續(xù)治療3周后評定療效。

3 觀察結(jié)果

3.1 檢測方法:

受測者均于空腹12h后晨起抽血,標(biāo)本采集后離心15min(3000r/min),分離血清置于-20℃低溫冰箱保存待測。標(biāo)本按操作規(guī)程處理后, 用美國Beckman公司生產(chǎn)的Spectra-span-V三電極直流等離子體原子發(fā)射光電直讀光譜儀(DCP-AES)進(jìn)行檢測,單位用μg/ml表示。

3.2 三組治療前后血清錳、鋅濃度變化的比較,見附表。

治療后兩組血清錳濃度均呈上升趨勢,但觀察組明顯上升,且接近常值水平(P>0.05),與對照組比較,有顯著性差異(P0.05)。表明椎動脈型頸椎病血清錳水平顯著低于正常人,但血清錳水平無差異性;電針加液體張力療法治療椎動脈型頸椎病能使下降的血清錳濃度明顯上升,從而緩臨床癥狀及體征。

4 討論

椎動脈型頸椎病(CSA)是指因椎-基底動脈供血不足,最終導(dǎo)致局部腦血流量的改變,從而引起頭痛、眩暈、惡心、耳鳴、視物不清等一系列臨床表現(xiàn)的疾病。其發(fā)病的關(guān)鍵因素之一是骨質(zhì)增生與骨贅形成,二者又與中老年骨質(zhì)疏松關(guān)系密切,有研究發(fā)現(xiàn)中老年骨質(zhì)疏松與微量元素錳、鋅的缺乏密切相關(guān)[3]。已知骨質(zhì)增生與退行性改變有關(guān),有報道表明機(jī)體缺錳可能是頸椎病發(fā)生的原因之一[4]。錳是體內(nèi)精氨酸酶、脯氨酸肽酶的組成部分,錳離子又能激活精氨酸酶、磷酸化酶、醛縮酶和膽堿酯酶等,還參與人體的氧化磷酸化過程,影響糖和脂肪的代謝。所以錳很可能直接或間接影響鈣、磷代謝,導(dǎo)致骨質(zhì)脫鈣,異常沉積后表現(xiàn)為骨質(zhì)增生,并可壓迫椎動脈,引起腦供血不足。

電針具有疏通經(jīng)絡(luò)、消炎鎮(zhèn)痛的作用,連續(xù)波電流作用于針柄,使針持續(xù)地有節(jié)律地上下跳動,令患部肌肉處于不斷收縮與舒張狀態(tài)下,僵硬,拘急的肌肉得到被動鍛煉,起到解除局部肌肉痙攣的作用。液體張力療法是在頸部各大肌群起止部位的軟組織異常點注入活血化瘀藥液,使藥物的有效成分直達(dá)病所,發(fā)揮最大的療效。由于一定量的藥液不易被機(jī)體組織迅速吸收,就會在病變局部占有一定的體積,通過液體表面的張力作用在有酸脹感或無痛的情況下充分將粘連、機(jī)化甚至攣縮的軟組織松解,消除機(jī)械壓迫、炎性介質(zhì)對血管的不良刺激,使患處缺血缺氧狀態(tài)得到改善。

我們采用電針加液體張力療法治療椎動脈型頸椎病,治療后患者血清錳濃度明顯上升,與對照組比較,有顯著性差異(P

參考文獻(xiàn)

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經(jīng)典力學(xué)的相對性原理范文3

一、理論物理學(xué)的重要方法

探索性的演繹法是理論物理學(xué)的重要方法。在愛因斯坦看來，理論物理學(xué)的完整體系是由概念，被認(rèn)為對這些概念是有效的基本原理(亦稱基本假設(shè)、基本公設(shè)、基本定律等)，以及用邏輯推理得到的結(jié)論這三者所構(gòu)成的。因此，理論物理學(xué)家所運用的方法，就在于應(yīng)用那些作為基礎(chǔ)的基本原理，從而導(dǎo)出結(jié)論;于是，他的工作可分為兩部分：他首先必須發(fā)現(xiàn)原理，然后從這些原理推導(dǎo)出結(jié)論。對于其中第二步工作，他在學(xué)生時代已得到很好的訓(xùn)練和準(zhǔn)備。因此，如果在某一領(lǐng)域中或者某一組相互聯(lián)系的現(xiàn)象中，他的第一個問題已經(jīng)得到解決，他就一定能夠成功?？墒堑谝徊焦ぷ鳎唇⒁恍┛捎脕碜鳛檠堇[的出發(fā)點的原理，卻具有完全不同的性質(zhì)。這里并沒有可以學(xué)習(xí)的和可以系統(tǒng)地用來達(dá)到的的方法?？茖W(xué)家必須在龐雜的經(jīng)驗事實中間抓住某些可精密公式來表示的普遍特征，由此探求自然界的普遍原理。

愛因斯坦指出，一旦找到了作為邏輯推理前提的基本理，那么通過邏輯演繹，推理就一個接著一個地涌現(xiàn)出來它們往往顯示出一些預(yù)料不到的關(guān)系，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出這些原理依據(jù)的實在的范圍。但是，只要這些用來作為演繹出發(fā)點原理尚未得出，個別經(jīng)驗事實對理論家是毫無用處的。實際上，單靠一些從經(jīng)驗中抽象出來的孤立的普遍定律，他甚至么也做不出來。在他沒有揭示出那些能作為演繹推理基礎(chǔ)原理之前，他在經(jīng)驗研究的個別結(jié)果面前總是無能為力。

愛因斯坦把物理學(xué)理論分為兩種不同的類型，其中之一是“原理理論”。建立這種理論使用的是分析方法，而不綜合方法。形成它們的基礎(chǔ)和出發(fā)點的元素，不是用假設(shè)造出來的，而是在經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn)到的，它們是自然過程的普遍特征，即原理。這些原理給出了各個過程或者它們的理論表述所必須滿足的數(shù)學(xué)形式的判據(jù)。熱力學(xué)就是這樣力圖用分析的方法，從永動機(jī)不可能這一普遍經(jīng)驗得到的事實出發(fā)，推導(dǎo)出一些為各個事件都必須滿足的必然條件。用探索的演繹法建立起來的相對論，就屬于“原理理論”。但是物理學(xué)理論大多數(shù)是構(gòu)造性的。它們企圖從比較簡單的式體系出發(fā)，并以此為材料，對比較復(fù)雜的現(xiàn)象構(gòu)造出一幅圖像。氣體分子運動論就是這樣力圖把機(jī)械的、熱的和擴(kuò)散的過程都?xì)w結(jié)為分子運動——即用分子假設(shè)來構(gòu)造這些過程。當(dāng)我們說，我們已經(jīng)成功地了解一群自然過程，我們的思想必然是指，概括這些過程的構(gòu)造性的理論已經(jīng)建立起來了。愛因斯坦認(rèn)為，構(gòu)造性理論的優(yōu)點是完備，有適應(yīng)性和明確，原理理論的優(yōu)點則是邏輯上完整和基礎(chǔ)鞏固。([1]，pp．109～110)

相對論就是愛因斯坦自覺地運用探索性演繹法的杰作。它不僅以其革命性的新觀念和卓有成效的理論結(jié)果為人津津樂道，而且它所體現(xiàn)出的科學(xué)方法的新穎、精湛以及理論的邏輯結(jié)構(gòu)的嚴(yán)謹(jǐn)，也令人嘆為觀止。愛因斯坦在創(chuàng)立狹義相對論(1905)時，他依據(jù)的僅僅是光行差現(xiàn)象和斐索實驗這兩個并不充分的實驗材料，著名的二階以太漂移實驗即邁克耳孫-莫雷實驗，對他并沒有直接影響。他主要通過對16歲時想到的“追光”思想實驗的沉思，對經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典電動力學(xué)基礎(chǔ)的深入考察，發(fā)揮了思維的自由創(chuàng)造，提出了兩個基本假設(shè)——相對性原理和光速不變原理(美國著名科學(xué)史家霍耳頓認(rèn)為，在狹義相對論中，除了被提高為公設(shè)的兩個基本原理外，愛因斯坦還作了另外四個假定：一是關(guān)于空間的各向同性和均勻性，另外三個是定義鐘的同步的三個邏輯性質(zhì)

?；舳D的學(xué)生米勒后來指出，另外的四個假定也是兩個基本原理的必然結(jié)果，他們不是獨立的假設(shè)。參見文獻(xiàn)[3]，p．196)。然后，他以此為邏輯前提，接二連三地推導(dǎo)出了關(guān)于運動學(xué)和電動力學(xué)的結(jié)論，著名的質(zhì)能關(guān)系式是他先前根本沒有料想到的，這些結(jié)論大大超出了兩個原理所依據(jù)的實在的范圍。廣義相對論(1915)的建立也是這樣。作為廣義相對論的兩個基本原理，即廣義相對性原理和等效原理，前者是愛因斯坦基于把相對性原理貫徹到底的信念（從慣性系推廣到加速系)提出的，后者是依據(jù)厄缶實驗(慣性質(zhì)量等于引力質(zhì)量)和升降機(jī)思想實驗提出的。

在1905年，由于愛因斯坦采用了探索性的演繹法，從而使他能夠高屋建瓴、勢如破竹，一舉砍斷了哥爾提阿斯死結(jié)(哥爾提阿斯是古代夫利基阿國王，相傳他曾把自己的車乘的轅與軛用繩結(jié)系住，死得無法解開，聲言能解開此死結(jié)者，得以結(jié)治亞細(xì)亞。這個死結(jié)后來被亞歷山大大帝用劍砍斷)，開拓了一個奇妙的新世界。那些惱人的以太漂移實驗，那些使人迷惑不解的單極電機(jī)電動勢的“位置”問題，在愛因斯坦的理論體系中已根本不成其為問題。但是，同時代的博大精深的科學(xué)大師，諸如洛倫茲、彭加勒，卻熱衷于同邁克耳孫-莫雷實驗等以太漂移實驗打交道，迷戀于做出種種構(gòu)造性假設(shè)，建立他們的構(gòu)造性理論——電子論和電子動力學(xué)。例如，洛倫茲1904年的著名論文盡管聲稱是以“基本假設(shè)”而不是以“特殊假設(shè)”為基礎(chǔ)的論文，但事實上卻包含有11個假設(shè)：假設(shè)有靜止以太，假設(shè)靜止電子是球形的，假設(shè)電子的電荷分布是均勻的，假設(shè)電子的全部質(zhì)量都是電磁質(zhì)量，假設(shè)運動電子收縮，假設(shè)電子之間的作用力與分子力相同等等。洛倫茲和彭加勒雖說走到了狹義相對論的大門口，但他們并沒有打開這扇大門，其原因固然是多方面的。從方法論上講，就在于他們運用的是傳統(tǒng)的經(jīng)驗歸納法，而沒有采用探索性的演繹法。在當(dāng)時的科學(xué)發(fā)展的形勢下，僅靠個別的經(jīng)驗事實進(jìn)行歸納，是建立不起什么嶄新的理論的。洛倫茲、彭加勒的電子論和電子動力學(xué)固然富麗堂皇，但畢竟只是經(jīng)典物理學(xué)的最后的建筑物。它們雖然包羅萬象，可是由于不適應(yīng)科學(xué)發(fā)展的總趨勢，最終還是被人們遺忘了，僅有歷史的價值。

二、采用探索性的演繹法是科學(xué)發(fā)展的必然趨勢

從文藝復(fù)興到19世紀(jì)的經(jīng)典科學(xué)，一般稱為近代科學(xué)。在科學(xué)史上，這個漫長的時期主要是積累材料和歸納材料的時期。與這一科學(xué)發(fā)展?fàn)顩r相適應(yīng)，產(chǎn)生了經(jīng)典的科學(xué)哲學(xué)，它始于弗蘭西斯•培根的歸納主義。培根認(rèn)為，科學(xué)的發(fā)展是從個別上升到一般，從經(jīng)驗歸納出理論。他比喻說，只要及時采摘成熟的葡萄，科學(xué)的酒漿就會源源不斷。到19世紀(jì)，整個科學(xué)一般說來還沒有擺脫這種“原始”狀態(tài)，因而經(jīng)典科學(xué)哲學(xué)能夠得以通過穆勒之手發(fā)展成為更完備的經(jīng)驗論形態(tài)，經(jīng)驗歸納法依然是正統(tǒng)的科學(xué)方法。

在物理學(xué)領(lǐng)域，這個時期的最大成就是牛頓力學(xué)和麥克斯韋的電動力學(xué)。牛頓力學(xué)雖則是超越了狹隘經(jīng)驗論的人類理智的偉大成就，但它又同人們的日常經(jīng)驗密切相關(guān)。力學(xué)中的許多概念都比較直觀，可以直接在現(xiàn)實生活中找到某種原型。這種狀況掩蓋了基本概念和基本原理的思辨性質(zhì)，甚至牛頓本人也深深陷入這一幻覺之中。他一再聲稱他“不作假設(shè)”，實際上卻作了許多假設(shè)，他要求人們“必須把那些從各種現(xiàn)象中運用一般歸納法導(dǎo)出的命題看作是完全正確的”。19世紀(jì)的經(jīng)典物理學(xué)也具有現(xiàn)象論和經(jīng)驗論的特征：它盡量使用那些接近經(jīng)驗的概念，因而在很大程度上必須放棄基礎(chǔ)的統(tǒng)一性。熱、電、光都用那些不同于力學(xué)量的各個狀態(tài)的變數(shù)和物質(zhì)常數(shù)來描述，至于要在它們的相互關(guān)系以及同時間的相互關(guān)系中去決定全部變數(shù)的任務(wù)，主要只能由經(jīng)驗來解決。麥克斯韋及其同代人，在這種表示方式中看到了物理學(xué)

的終極目的，他們想像這個目的只能純粹歸納地從經(jīng)驗得出，因為這樣所使用的概念同經(jīng)驗比較接近。從認(rèn)識論上看，穆勒和馬赫大概就是根據(jù)這個理由來決定他們的立場的?？偠灾?，這個時期的科學(xué)家和科學(xué)哲學(xué)家大都以為，“理論應(yīng)當(dāng)用純粹歸納法的方法來建立，而避免自由地創(chuàng)造性地創(chuàng)造概念;科學(xué)的狀況愈原始，研究者要保留這種幻想就愈容易，因為他似乎是個經(jīng)驗論者。直至19世紀(jì)，許多人還相信牛頓的原則——“我不作假設(shè)''''——應(yīng)當(dāng)是任何健全的自然科學(xué)的基礎(chǔ)?！?[1]，p．309)

但是，在某些個別的科學(xué)部門，已經(jīng)悄悄地透進(jìn)了新時代的曙光;尤其是非歐幾何學(xué)，它仿佛故意向經(jīng)驗論示威一樣，以毋庸置辯的方式顯示了理性思維的強大威力和奇妙作用。彭加勒正是在《科學(xué)與假設(shè)》中通過對非歐幾何學(xué)的深入研究以及對經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典物理學(xué)的慎密考察揭示出，科學(xué)的基本概念和原理不是經(jīng)驗的直接歸納，而只能以經(jīng)驗事實為指導(dǎo)，通過精神的自由活動(其產(chǎn)品即約定)來創(chuàng)造。通過研讀彭加勒的科學(xué)哲學(xué)著作，尤其是通過創(chuàng)立狹義和廣義相對論的科學(xué)實踐，使愛因斯坦清楚地看到，人們可以在完全不同于牛頓的基礎(chǔ)上，以更加令人滿意和更加完備的方式，來考慮范圍更廣泛的經(jīng)驗事實。但是，完全撇開這種理論還是那種理論優(yōu)越的問題不談，基本原理的虛構(gòu)特征卻是完全明顯的，因為我們能夠指出兩條根本不同的原理，而兩者在很大程度上都同經(jīng)驗相符合。這—點同時又證明，要在邏輯上從經(jīng)驗推出力學(xué)的基本概念和基本假設(shè)的任何企圖，都是要失敗的。愛因斯坦還清楚地看到，相對論是說明理論科學(xué)在現(xiàn)展的基本特征的一個良好的例子。初始假設(shè)變得愈來愈抽象，離經(jīng)驗愈來愈遠(yuǎn)。另一方面，它更接近一切科學(xué)的偉大目標(biāo)，即要從盡可能少的假設(shè)或者公理出發(fā)，通過邏輯的演繹，概括盡可能多的事實。同時，從公理引向經(jīng)驗事實或者可證實的結(jié)論的思路也就愈來愈長，愈來愈微妙。理論科學(xué)家在他探索理論時，就不得不愈來愈聽從純粹數(shù)學(xué)的、形式的考慮，因為實驗家的物理經(jīng)驗不能把他提高到最抽象的領(lǐng)域中去。正是科學(xué)發(fā)展的這種理論化趨勢，使愛因斯坦認(rèn)識到：“科學(xué)一旦從它的原始階段脫胎出來以后，僅僅靠著排列的過程已不能使理論獲得進(jìn)展。由經(jīng)驗材料作為引導(dǎo)。研究者寧愿提出一種思想體系，它——般地是在邏輯上從少數(shù)幾個所謂公理的基本假定建立起來的?！保╗1]，p.115），他進(jìn)而指出：“適用于科學(xué)幼年時代的以歸納為主的方法，正在讓位給探索性的演繹法。”([1]，p.262)

三、愛因斯坦大膽運用探索性的演繹法的直接動因

只是在廣義相對論建立之后，愛因斯坦才把探索性的演繹法作為一個方法論原則從理論上加以論述?？墒?，早在創(chuàng)立狹義相對論時，他就在研究中大膽運用這一科學(xué)方法了，并在思想上對它已有比較深刻的認(rèn)識。促使愛因斯坦大膽運用探索性的演繹法的直接原因有兩個：其一是赫茲、玻耳茲曼、彭加勒等人的思想影響，其二是當(dāng)時的物理學(xué)現(xiàn)狀使得他不能不那樣做。

在聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)期間(1896~1900)，愛因斯坦自學(xué)了赫茲、玻耳茲曼等科學(xué)大師們的著作。赫茲在他的名著《力學(xué)原理》(1894)中試圖重構(gòu)力學(xué)，為此他僅利用空間、時間和質(zhì)量三個原始概念。赫茲的力學(xué)體系建立在通過科學(xué)家個人的“內(nèi)在直覺規(guī)律”從經(jīng)驗引出的公理之上，它能夠?qū)С鼋?jīng)驗預(yù)言。赫茲認(rèn)為“內(nèi)在直覺規(guī)律”的功能像“康德意義上的先驗判斷”一樣，并且聲稱他的力學(xué)重構(gòu)是演繹系統(tǒng)，與牛頓的《原理》(全稱《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》)有許多相同的風(fēng)格。在這個公理體系中，我們可以推演出與我們的觀察記錄相對照的可檢驗的結(jié)論，依據(jù)該結(jié)論與可觀察的世界一致還是不一致，來決定這個體系是否正確。盡管愛因斯坦不贊同赫茲的隱質(zhì)量概念和“把自然現(xiàn)象追溯到力學(xué)的主要定律”

的長遠(yuǎn)目標(biāo)，但是赫茲強調(diào)公理描述的威力卻給他留下了深刻的印象。這種公理描述與其說在經(jīng)驗材料上預(yù)言理論結(jié)構(gòu)，倒不如說在公理和直覺上預(yù)言理論結(jié)構(gòu)。

愛因斯坦也自學(xué)了玻耳茲曼的《力學(xué)講義》(1897)。在該書中，玻耳茲曼把力學(xué)作為物理學(xué)的核心，愛因斯坦當(dāng)然不會同意這種看法的。但是，玻耳茲曼重構(gòu)力學(xué)的方法的下述特點，一定會強烈地震撼愛因斯坦敏感的心弦：“恰恰是力學(xué)原理的不明晰性，在我看來不是同時以假設(shè)的智力圖像為起點而得到的，而是從一開始就以與外部經(jīng)驗相聯(lián)系的嘗試而得到的?！?[2]，p．127)玻耳茲曼的意思很清楚：力學(xué)原理的不明晰，在于經(jīng)驗歸納，而不在于智力圖像。玻耳茲曼的“智力圖像”概念比赫茲的“外部對象的圖像或符號”更自由，愛因斯坦可能山此注意到，力學(xué)的發(fā)展已使原理凌駕于經(jīng)驗材料之上。

彭加勒在《科學(xué)與假設(shè)》(1902)中對約定主義的論述，對愛因斯坦的探索性的演繹法的形成必定大有裨益，愛因斯坦在“奧林比亞科學(xué)院”時期(1902~1904)曾和他的同伴索洛文、哈比希特一起研讀過這本膾炙人口的暢銷名著。彭加勒通過對數(shù)理科學(xué)的基礎(chǔ)進(jìn)行了敏銳的、批判性的審查和分析后得出：幾何學(xué)的公理既非先驗綜合判斷，亦非經(jīng)驗事實，它們原來都是約定。物理學(xué)盡管比較直接地以經(jīng)驗為基礎(chǔ)，但它的一些基本原理也具有幾何學(xué)公理那樣的約定特征。例如慣性原理，它不是先驗地支配我們的真理，否則希臘學(xué)者早就知道它了，它也不是經(jīng)驗的事實，因為人們從來也不能用不受外力的物體做實驗，因而無法用實驗證實或否證它。經(jīng)過最終分析，它們化歸為約定或隱蔽的定義。因此，彭加勒得出結(jié)論說：在數(shù)學(xué)及其相關(guān)的學(xué)科中，“可以看出自由約定的特征”;他進(jìn)而指出：“約定是我們的精神的自由活動的產(chǎn)品”，“我們在所有可能的約定中進(jìn)行選擇時，要受實驗事實的引導(dǎo);但它仍是自由的，只是為了避免一切矛盾起見，才有所限制。”

彭加勒在考察了物理學(xué)的理論后認(rèn)為，物理學(xué)有兩類陳述——原理和定律。定律是實驗的概括，它們相對于孤立的系統(tǒng)而言可以近似地被證實，原理是約定而成的公設(shè)，它們是十分普遍的、嚴(yán)格真實的，超越了實驗所及的范圍。彭加勒還闡述了約定主義的方法論意義。他說，當(dāng)一個定律被認(rèn)為由實驗充分證實時，我們可以采取兩種態(tài)度。我們可以把這個定律提交討論，于是，它依然要受到持續(xù)不斷的修正，毋庸置疑，這將僅僅以證明它是近似的而終結(jié)。或者，我們也可以通過選擇這樣一個約定使命題為真，從而把定律提升為原理。在彭加勒看來，經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典物理學(xué)的六大基本原理(邁爾原理即能量守恒原理、卡諾原理即能量退降原理、牛頓原理即作用與反作用原理、相對性原理、拉瓦錫原理即質(zhì)量守恒原理、最小作用原理)就是這樣形成的。

彭加勒提出約定主義并不是無緣無故的。在近代科學(xué)發(fā)展的早期，弗蘭西斯•培根提出了經(jīng)驗歸納的新方法，這種方法對促進(jìn)近代科學(xué)的發(fā)展起了巨大的作用，但后來卻助長了狹隘經(jīng)驗事義的盛行。到19世紀(jì)，以惠威爾、穆勒為代表的“全歸納派”和以孔德、斯賓塞為代表的實證主義廣為流行，把經(jīng)驗和歸納視為唯一可能的認(rèn)識方法。到19世紀(jì)末，第二代的實證主義的代表人物馬赫更是揚言要把一切“形而上學(xué)的東西”從科學(xué)中“排除掉”。另一方面，康德不滿意經(jīng)驗論的歸納主義的階梯，他把梯子顛倒過來，不是從經(jīng)驗上升到理論，而是以先天的“感性直觀的純形式”(時間和空間)和先天的“知性的純粹概念或純粹范疇(因果關(guān)系、必然性、可能性等十二個范疇)去組織后天經(jīng)驗，以構(gòu)成絕對可靠的“先驗綜合知識”。彭加勒看到，無論是經(jīng)驗論還是先驗論，都不能圓滿地說明科學(xué)理論體系的特征。為了強調(diào)在從事實過渡到原理時，科學(xué)家應(yīng)充分有發(fā)揮能動性的自由，他于是提出了約定主義。約定主義既要求擺脫狹隘的經(jīng)驗論，又要求擺脫經(jīng)驗論，它順應(yīng)了科學(xué)發(fā)展的潮流，反映了當(dāng)時科學(xué)界自由創(chuàng)造、大膽假設(shè)的要求，在科學(xué)和哲學(xué)上都有其積極意義。

《科學(xué)與假設(shè)》一書對愛因斯坦的印象極深，他和同伴們花了好幾個星期緊張地讀完了它。愛因斯坦坦率地承認(rèn)彭加勒對他的直接影響。他贊同“敏銳的深刻的思想家”彭加勒的約定主義觀點，認(rèn)為概念和公理是思維的自由創(chuàng)造，是理智的自由發(fā)明。他這樣說過：“一切概念，甚至那些最接近經(jīng)驗韻概念，從邏輯觀點看來，……都是一些自由選擇的約定，……([1]，p．6)

一開始，愛因斯坦也對洛倫茲的電子論（是1895年的論文，而不是1904年的電子論的最終形式）發(fā)生過興趣，這是一種構(gòu)造性的理論。可是不久，他從普朗克的量子論中看到，輻射具有一種分子結(jié)構(gòu)。這是同麥克斯韋理論相矛盾的，而且麥克斯韋理論也不能導(dǎo)致出正確的輻射壓漲落。愛因斯坦在“自述”中談到了他當(dāng)時的轉(zhuǎn)變：“早在1900年以后不久，即在普朗克的首創(chuàng)性工作以后不久，這類思考已使我清楚地看到：不論是力學(xué)還是熱力學(xué)(除非在極限情況下)都不能要求嚴(yán)格有效。漸漸地我對那種根據(jù)已知事實用構(gòu)造性的努力去發(fā)現(xiàn)真實定律的可能性感到絕望了。我努力得愈久，就愈加絕望，也就愈加確信，只有發(fā)現(xiàn)一個普遍的形式原理，才能使我們得到可靠的結(jié)果?！?[1]，p．23)從此時起，愛因斯坦就斷然決定用探索性的演繹法來解決問題。

四、愛因斯坦的探索性的演繹法的特色

作為科學(xué)推理的演繹法，可以說是源遠(yuǎn)流長了。早在古希臘時代，著名的哲學(xué)家、形式邏輯的創(chuàng)始人亞里士多德就提出了歸納和演繹這兩種邏輯方法，并認(rèn)為演繹推理的價值高于歸納推理。而古希臘名聲最大的數(shù)學(xué)家歐幾里得，在《幾何原本》中把幾何學(xué)系統(tǒng)化了，這部流傳千古的名著就是邏輯演繹法的典范。牛頓在建立他的力學(xué)理論體系時雖然運用了歸納法，但其集大成著作《原理》的敘述方法卻采用的是演繹法。愛因斯坦的探索性的演繹法絕不是這種古老的演繹法的簡單照搬。他根據(jù)自己的科學(xué)研究實踐，順應(yīng)當(dāng)時理論科學(xué)發(fā)展的潮流，對演繹法作了重大發(fā)展，賦予了新的內(nèi)容。也許是為了強調(diào)他的演繹法與傳統(tǒng)的演繹法的不同，他在“演繹法”前面加上了限制性的定語——“探索性的”，這個定語也恰當(dāng)?shù)乇砻髁怂难堇[法的主要特征。與傳統(tǒng)的演繹法相比，愛因斯坦的探索性的演繹法是頗有特色的。這主要表現(xiàn)在以下三個方面。

第一，明確地闡述了科學(xué)理論體系的結(jié)構(gòu)，恰當(dāng)?shù)刂该髁怂季S同經(jīng)驗的聯(lián)系問題，充分肯定了約定在建造理論體系時的重要作用。愛因斯坦把科學(xué)理論體系分為兩大部分，其一是作為理論的基礎(chǔ)的基本概念和基本原理，其二是由此推導(dǎo)出的具體結(jié)論。在愛因斯坦看來，那些不能在邏輯上進(jìn)一步簡化的基本概念和基本假設(shè)，是理論體系的根本部分，是整個理論體系的公理基礎(chǔ)或邏輯前提。它們實際上“都是一些自由選擇的約定”;它們“不能從經(jīng)驗中抽取出米，而必須自由地發(fā)明出來”([1]，pp．6，315)。談到思維同經(jīng)驗的聯(lián)系問題時，愛因斯坦說：直接經(jīng)驗ε是已知的，A是假設(shè)或公理，由它們可以通過邏輯道路推導(dǎo)出各個個別的結(jié)論S;S然后可以同ε聯(lián)系起來(用實驗驗明)。從心理狀態(tài)方面來說，A是以ε為基礎(chǔ)的。但是在A和ε之間不存在任何必然的邏輯聯(lián)系，而只有通過非邏輯的方法——“思維的自由創(chuàng)造”(或約定)——才能找到理論體系的基礎(chǔ)A。愛因斯坦明確指出：“物理學(xué)構(gòu)成一種處在不斷進(jìn)化過程中的思想的邏輯體系。它的基礎(chǔ)可以說是不能用歸納法從經(jīng)驗中提取出來的。而只能靠自由發(fā)明來得到。這種體系的根據(jù)(真理內(nèi)容)在于導(dǎo)出的命題可由感覺經(jīng)驗來證實，而感覺經(jīng)驗對這基礎(chǔ)的關(guān)系，只能直覺地去領(lǐng)悟。進(jìn)化是循著不斷增加邏輯基礎(chǔ)簡單性的方向前進(jìn)的。為了要

進(jìn)一步接近這個目標(biāo)，我們必須聽從這樣的事實：邏輯基礎(chǔ)愈來愈遠(yuǎn)離經(jīng)驗事實，而且我們從根本基礎(chǔ)通向那些同感覺經(jīng)驗相聯(lián)系的導(dǎo)出命題的思想路線，也不斷地變得愈來愈艱難、愈來愈漫長了?！?[1]，p．372)

第二，大膽地提出了“概念是思維的自由創(chuàng)造”、“范疇是自由的約定”([1]，pp．407，471)的命題，詳細(xì)地闡述了從感覺經(jīng)驗到基本概念和基本原理的非邏輯途徑。愛因斯坦指出，象馬赫和奧斯特瓦爾德這樣的具有勇敢精神和敏銳本能的學(xué)者，也因為哲學(xué)上的偏見而妨礙他們對事實做出正確的解釋(指他們反對原子論)。這種偏見——至今還沒有滅絕——就在于相信毋須自由的構(gòu)造概念，事實本身能夠而且應(yīng)該為我們提供科學(xué)知識。這種誤解之所以可能，是因為人們不容易認(rèn)識到，經(jīng)過驗證和長期使用而顯得似乎同經(jīng)驗材料直接相聯(lián)系的那些概念，其實都是自由選擇出來的。愛因斯坦認(rèn)為，物理學(xué)家的最高使命就是要得到那些普遍的基本定律，由此世界體系就能用單純的演繹法建立起來。要通向這些定律，并沒有邏輯的道路，只有通過那種以對經(jīng)驗的共鳴的理解為依據(jù)的直覺，才能得到這些定律?！?[1]，p，102)

為了從經(jīng)驗材料中得到基本原理。除了通過“以對經(jīng)驗的共鳴的理解為依據(jù)的直覺”外，愛因斯坦還指出可以通過“假設(shè)”、“猜測”、“大膽思辨”、“創(chuàng)造性的想像”、“靈感”、“幻想”、“思維的自由創(chuàng)造”、“理智的自由發(fā)明”、“自由選擇的約定”等等。不管方法如何變化，它們都有—個共同點，即基本概念和基本原理只能通過非邏輯的途徑自由創(chuàng)造出來。這樣一來，基本概念和基本原理對于感覺經(jīng)驗而言在邏輯上是獨立的。愛因斯坦認(rèn)為二者的關(guān)系并不像肉湯同肉的關(guān)系，而倒有點像衣帽間牌子上的號碼同大衣的關(guān)系。也正由于如此，從感覺經(jīng)驗得到基本概念和原理就是一項十分艱巨的工作，這也是探索性的演繹法的關(guān)鍵一步。因此，愛因斯坦要求人們“對于承擔(dān)這種勞動的理論家，不應(yīng)當(dāng)吹毛求疵地說他是‘異想天開'''';相反，應(yīng)當(dāng)允許他有權(quán)去自由發(fā)揮他的幻想，因為除此以外就沒有別的道路可以達(dá)到目的。他的幻想并不是無聊的白日做夢，而是為求得邏輯上最簡單的可能性及其結(jié)論的探索?！?[1]，pp.262~263)

關(guān)于愛因斯坦所說的“概念是思維的自由創(chuàng)造”和“范疇是自由的約定”，其中的“自由”并非任意之謂，即不是隨心所欲的杜撰.愛因斯坦認(rèn)為，基本概念和基本原理的選擇自由是一種特殊的自由。它完全不同作家寫小說時的自由，它倒多少有點像一個人在猜一個設(shè)計得很巧妙的字謎時的那種自由。他固然可以猜想以無論什么字作為謎底，但是只有一個字才真正完全解決了這個字謎。顯然，愛因斯坦所謂的“自由”，主要是指建立基本概念和基本原理時思維方式的自由、它們的表達(dá)方式的自由以及概括程度高低的自由，—般說來，它們包含的客觀實在的內(nèi)容則不能是任意的。這就是作為反映客觀實在的人類理智結(jié)晶的科學(xué)之客觀性和主觀性的統(tǒng)一。誠如愛因斯坦所說：“科學(xué)作為一種現(xiàn)存的和完成的東西，是人們所知道的最客觀的，同人無關(guān)的東西。但是，科學(xué)作為一種尚在制定中的東西，作為一種被迫求的目的，卻同人類其他一切事業(yè)一樣，是主觀的，受心理狀態(tài)制約的?！?[1]，p．298)

第三，明確地把“內(nèi)在的完備”作為評判理論體系的合法性和正確性的標(biāo)準(zhǔn)之一。在愛因斯坦看來，探索性的演繹法就是在實驗事實的引導(dǎo)下，通過思維的自由創(chuàng)造，發(fā)明出公理基礎(chǔ)，然后以此為出發(fā)點，通過邏輯演繹導(dǎo)出各個具體結(jié)論，從而構(gòu)成完整的理論體系。但是，評判這個理論體系的合法性和正確性的標(biāo)準(zhǔn)是什么呢?愛因斯坦晚年在“自述”中對這個問題作了綱領(lǐng)性的回答([1]，pp．10～11)。他認(rèn)為，第一個標(biāo)準(zhǔn)是“外部的證實”，也就是說，理論不應(yīng)當(dāng)同經(jīng)驗事實相矛盾。這個要求初看起來似乎十分明顯，但應(yīng)用起來卻非常傷腦筋。因為人們常常，甚至總是可以用人為的補充假設(shè)來使理論同事實相適應(yīng)，從而堅持一種普遍的理論基礎(chǔ)。但是，無論如何，這種觀點所涉及的是用現(xiàn)成的經(jīng)驗事實采證實理論基礎(chǔ)。這個標(biāo)準(zhǔn)是眾所周知的，也是經(jīng)常運用的。有趣的是愛因斯坦提出的第二個標(biāo)準(zhǔn)——“內(nèi)在的完備”。它涉及的不是理論同觀察材料的關(guān)系問題，而是關(guān)于理論本身的前提，關(guān)于人們可以簡單地、但比較含糊地稱之為前提(基本概念和基本原理)的“自然性”或者“邏輯簡單性”。也就是說，這些不能在邏輯上進(jìn)一步簡化的元素要盡可能簡單，并且在數(shù)目上盡可能少，同時不至于放棄對任何經(jīng)驗內(nèi)容的適當(dāng)表示。這個觀點從來都在選擇和評價各種理論時起著重大的作用，但是確切地把它表達(dá)出來卻有很大困難。這里的問題不單是一種列舉邏輯上獨立的前提問題(如果這種列舉是毫不含糊地可能的話)，而是一種在不可通約的質(zhì)之間作相互權(quán)衡的問題。其次，在幾種基礎(chǔ)同樣“簡單”的理論中，那種對理論體系的可能性質(zhì)限制最嚴(yán)格的理論(即含有最確定論點的理論)被認(rèn)為是比較優(yōu)越的。理論的“內(nèi)在的完備”還表現(xiàn)在：從邏輯的觀點來看，如果一種理論并不是從那些等價的和以類似方式構(gòu)造起來的理論中任意選出的，那么我們就給予這種理論以較高的評價。

愛因斯坦看到了“內(nèi)在的完備”這一標(biāo)準(zhǔn)不容忽視、不可替代的特殊作用。他指出，當(dāng)基本概念和基本原理距離直接可觀察的東西愈來愈遠(yuǎn)，以致用事實來驗證理論的含義就變得愈來愈困難和更費時日的時候，“內(nèi)在的完備”標(biāo)準(zhǔn)對于理論的選擇和評價就一定會起更大的作用。他還指出，只要數(shù)學(xué)上暫時還存在著難以克服的困難，而不能確立這個理論的經(jīng)驗內(nèi)涵：邏輯的簡單性就是衡量這個理論的價值的唯一準(zhǔn)則，即使是一個當(dāng)然還不充分的準(zhǔn)則([1]，pp.12、501)。愛因斯坦的“內(nèi)在完備”標(biāo)準(zhǔn)在某種程度上是不可言傳的，但是它在像愛因斯坦這樣的具有“以對經(jīng)驗的共鳴的理解為依據(jù)的直覺”的人的手中，卻能夠有效地加以運用，而且預(yù)言家們在判斷理論的內(nèi)在完備時，它們之間的意見往往是一致的。

在愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論和廣義相對論的過程中，充分地體現(xiàn)了探索性的演繹法的這三個特色。前面我們已簡單地涉及到這一點，這里我們只談?wù)剱垡蛩固箯摹皟?nèi)在的完備”這一標(biāo)準(zhǔn)的角度是如何對自己理論進(jìn)行評價的。1906年，當(dāng)?shù)聡鴮嶒炍锢韺W(xué)家宣稱，他在1905年完成的關(guān)于高速電子(β射線)質(zhì)量和速度關(guān)系的數(shù)據(jù)支持亞伯拉罕和布赫爾的“剛性球”電子論，而同洛倫茲-愛因斯坦的理論(電子在運動方向的直徑會隨速度的增加而收縮)不相容，彭加勒立即發(fā)生了動搖，認(rèn)為相對性原理不再具有我們先前賦予它的那種重要的價值。洛倫茲表現(xiàn)得更是十分悲觀，他在1906年3月8日致彭加勒的信中說：“不幸的是，我的電子扁縮假設(shè)同考夫曼的新結(jié)果發(fā)生了矛盾，因此我必須放棄它，我已到了山窮水盡的地步。在我看來，似乎不可能建立起一種要求平移對電學(xué)和光學(xué)現(xiàn)象完全不產(chǎn)生影響的理論?！?[2]，p．334)愛因斯坦的態(tài)度則截然相反，他對自己的理論的“內(nèi)在的完備”抱有信心。他在1907年發(fā)表的長篇論文中指出：考大曼的實驗結(jié)果同狹義相對論的“這種系統(tǒng)的偏離，究竟是由于沒有考慮到的誤差，還是由于相對論的基礎(chǔ)不符合事實，這個問題只有在有了多方面的觀測資料以后，才能足夠可靠地解決。”他認(rèn)為“剛性球”電子論在“頗大程度上是由于偶然碰巧與實驗結(jié)果相符，因為它們關(guān)于運動電子質(zhì)量的基本假設(shè)不是從總結(jié)了大量現(xiàn)象的理論體系得出來的?！闭捎讵M義相對論的理論前提的簡單性大，它涉及的事物的種類多，它的應(yīng)用范圍廣，它給人的印象深，所以愛因斯坦才對自己的理論堅信不疑，要知道當(dāng)時還沒有確鑿的實驗事實證實這種具有思辨性的理論。談到廣義相對論的“內(nèi)在的完備”，愛因斯坦說：“這理論主要吸引人的地方在于邏輯上的完整性。從它推出的許多結(jié)論中，只要有一個被證明是錯誤的，它就必須被拋棄，要對它進(jìn)行修改而不摧毀其整個結(jié)構(gòu)，那似乎是不可能的。”([1]，p．113)他甚至說過這樣的話：當(dāng)1919年的日蝕觀測證明了他關(guān)于光線彎曲的推論時，他一點也不驚奇。要是這件事沒有發(fā)生，他倒會是非常驚訝的。

探索性的演繹法是愛因斯坦的主導(dǎo)哲學(xué)思想——唯物論的唯理論——的一個重要組成部分?？少F的是，愛因斯坦在這里并沒有排斥或漠視經(jīng)驗歸納法在科學(xué)中的地位。一方面，他認(rèn)為純粹思維可以把握實在;另一方面，又認(rèn)為從來也沒有一種理論是靠純粹思辨發(fā)現(xiàn)的，他對構(gòu)造性的理論也給予了較高的評價。愛因斯坦敢于正視矛盾的兩極，在唯理論和經(jīng)驗論之間保持了一種微妙的、恰如其分的平衡，這正是他的高明之處。他提出的探索性的演繹法，只是強調(diào)“要大膽思辨，不要經(jīng)驗堆積”罷了，這是理論科學(xué)在20世紀(jì)發(fā)展的必然趨勢，愛因斯坦則是率先表達(dá)了這一時代要求。

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經(jīng)典力學(xué)的相對性原理范文4

[關(guān)鍵詞]能量守恒 相對論 物質(zhì) 能量

中圖分類號：O412.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）17-0279-04

基本原理：（時空能量守恒）要研究世界，我們就研究最基本運動：勻速圓周運動。根據(jù)牛頓經(jīng)典力學(xué)我們知道，小球想要在真空內(nèi)做勻速圓周運動，沒有向心力是不可能的。有了向心力后，力又與速度方向永遠(yuǎn)垂直。可是力是什么，速度又是什么呢？我們只是看到了物體的表象，卻還沒有看到實質(zhì)。世間萬物都是能量，力的產(chǎn)生和相互作用需要能量，無論是生物的生物能還是其他，速度是動能的表現(xiàn)，物體內(nèi)部原子分子的內(nèi)能，光、熱、電萬物，所以能量守恒是宇宙真理。

要研究還要建立正確的參照系，即坐標(biāo)。我們從小習(xí)慣在紙上建立坐標(biāo)，從二位的直角坐標(biāo)到三維的空間直角坐標(biāo)系再到四維的時空直角坐標(biāo)系，是習(xí)慣也是方便表示和計算?？墒钦娴臅r空坐標(biāo)系一定是直角嗎？很顯然未必，地球尚且不平，地球自轉(zhuǎn)尚且還有黃赤交角。廣義相對論中，引力場的畸變考慮在時間和空間中的點之間的距離會變化，導(dǎo)致時空的變化，就像波浪一樣，時空背景彎曲，曲張率不為零?？墒窃诮⒌目臻g直角坐標(biāo)系很難看出時間和空間的關(guān)系，一代天才物理學(xué)家潛心致力于數(shù)學(xué)家做的計算之中，產(chǎn)生誤差后又計算，現(xiàn)在的理論是時間與我們所在的空間平行，可是還是擺脫不了傳統(tǒng)習(xí)慣。所以建立正確的時空坐標(biāo)系可以讓我們的世界更清晰。

宇宙能量轉(zhuǎn)動原因：

那能量為什么會繞O轉(zhuǎn)動呢？原因基本有兩種可能：①宇宙中心有一個巨大能量在以時間軸自轉(zhuǎn)，如同地球繞著太陽轉(zhuǎn)一樣。②在任意物質(zhì)能量軸對面有一個相反的大小相同的同一軸的能量，即有一個如同鏡子相反的世界，如同雙子星運動。假使只有①，那能量很可能不均勻，像原子一樣，不僅外部的電子會不穩(wěn)定，內(nèi)部所需要的是對正反物質(zhì)的兩種引力，也需要正反能量，那內(nèi)部物質(zhì)能量也可能不穩(wěn)定，宇宙可能就無法像現(xiàn)在這樣相對穩(wěn)定了。②的假設(shè)相對更符合現(xiàn)在的實際，但②加上①的假設(shè)更能合理解釋為什么存在時間軸了，宇宙中心存在兩種巨大且大小相等對稱的正負(fù)能量，能量沿對稱軸自轉(zhuǎn)產(chǎn)生了時間軸，帶動世界，而宇宙中心的能量在變化時產(chǎn)生了一個面就是面OAB。

人類的視覺：

視覺系統(tǒng)從眼睛開始，人們常把眼睛與照相機(jī)做比較，眼睛好比一架固定在可旋轉(zhuǎn)地三腳架上得攝像機(jī)，三腳架會自動地讓攝像機(jī)對準(zhǔn)令人感興趣的地方進(jìn)行拍攝。眼睛中的晶狀體好比照相機(jī)的鏡頭，將進(jìn)入的光聚集成光束，投射到類似膠片的視網(wǎng)膜上。視網(wǎng)膜的厚度只有四分之一毫米，卻由數(shù)層神經(jīng)細(xì)胞組成。1.25億個光感受器負(fù)責(zé)接受射入的光，將其轉(zhuǎn)換成生物電信號，再繼續(xù)向視覺功能區(qū)傳遞。傳遞給負(fù)有專門任務(wù)的神經(jīng)細(xì)胞，這些細(xì)胞將我們眼睛所見的圖像特征化。有些神經(jīng)元對枝干的垂直輪廓線敏感，另一些則是在看到橫向輪廓線時才發(fā)出脈沖，還有些對花朵的黃色或葉瓣的綠色做出反應(yīng)。如果帶上偏振眼鏡，雙眼看到光波能量的運動方向不同，雙眼畫面信息融合后，加深視覺的立體呈像，出現(xiàn)“立體圖”這也同時說明每只眼睛可能只對一種偏振感覺強烈；即視覺皮層中的眼優(yōu)勢柱與方位柱的同時視覺皮層中方位選擇性敏感柱的組構(gòu)方式。（4）有些動物于是具備了三維呈像功能，如貓頭鷹。反物質(zhì)和負(fù)能量：

那么到底有沒有反物質(zhì)呢？在粒子物理里，反物質(zhì)是反粒子概念的延伸，反物質(zhì)是由反粒子構(gòu)成的。1932年由美國物理學(xué)家卡爾.安德森在實驗室中證實了正電子的存在，隨后又發(fā)現(xiàn)了負(fù)質(zhì)子和自旋方向相反的反中子，歐洲核子研究中心的科學(xué)家成功制造出了8個反氫原子，并利用磁場使其存在了“較長時間”。

其實，正如中國太極所說的陰陽相濟(jì)。“一陰一陽之謂道”的內(nèi)涵首先是在繼承了？易經(jīng)？陰陽八卦的思維模式中形成的。“易”字本身就含有陰陽變化的意思。而《易經(jīng)》的卦象結(jié)構(gòu)，表明這是基于對世間萬物陰陽兩種對立力量符號化的抽象后所構(gòu)建的思維模式。陰陽爻代表的既對立又統(tǒng)一的兩個相反相成的方面成為《易經(jīng)》卦象結(jié)構(gòu)與思想內(nèi)涵的基礎(chǔ)與核心。與此同時《易經(jīng)》的太極陰陽思想和理論。老子在《道德經(jīng)》里提出了“萬物負(fù)陰而抱陽”的陰陽哲學(xué)本體觀，指出“萬物負(fù)陰而抱陽”是宇宙構(gòu)成的最根本的要素和規(guī)則，也就是說老子認(rèn)為世界萬物就是陰陽構(gòu)成的。（7）

反物質(zhì)就是原子核質(zhì)子內(nèi)的夸克，與外面有相反的能量，成正電荷，中子內(nèi)包含負(fù)能量，轉(zhuǎn)化時中子放出能量使質(zhì)子變化，夸克反包含了原子核和電子并吸收外界的正能量成為新的“反中子”。正物質(zhì)變?yōu)榉次镔|(zhì)吸收我們所感到的正能量，放出負(fù)能量，就像黑洞。反物質(zhì)變?yōu)檎镔|(zhì)放出能量，就像恒星。正反中子在平時穩(wěn)定原子核，周期釋放。（雖然現(xiàn)在沒被證實，人們總是相信眼見為實，但是生命與無生命的物體本質(zhì)區(qū)別是生命正物質(zhì)或反物質(zhì)中的一種多了許多，且可以吸收自然界的能量，而我們的視網(wǎng)膜是感應(yīng)正物質(zhì)的，所以反物質(zhì)只能在磁場中測，它成正電性?？梢越忉屖澜缟弦磺鞋F(xiàn)象和問題了。）

光是在帶電物質(zhì)振動時產(chǎn)生的，但它本身卻不帶電荷，它是一種特殊的物質(zhì)，反光由反物質(zhì)電荷振動時產(chǎn)生，它和光是一樣的。反物質(zhì)世界是由與我們自己的世界一樣的光照亮的。（8）

恒星為什么能釋放能量，而且用的是氕，而地球相對穩(wěn)定，原子中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)差不多。因為沒有中子的原子不穩(wěn)定，中子與質(zhì)子能量近乎相等才可以提供轉(zhuǎn)化的能量，正物質(zhì)與正物質(zhì)之間為斥力，正物質(zhì)與反物質(zhì)表現(xiàn)為引力，就是俗稱的萬有引力，正反能量相結(jié)合會湮滅。

人們其實對正反物質(zhì)的利用已經(jīng)很多了。生理上：物質(zhì)的消化吸收等：能源上：氫核反應(yīng)，重核裂變等；在化學(xué)工業(yè)上等：由于同位素性質(zhì)相近，不同質(zhì)子數(shù)分為各種元素性質(zhì)不同，制造了不同的東西等；生活里各種東西的燃燒腐蝕等；電器業(yè)：電流，電磁；物理學(xué)的張力等等，一切都在顯示能量的創(chuàng)造力，幾乎無所不在。

能量的真正面目：

能量無干擾是繞宇宙中心轉(zhuǎn)動，但可以發(fā)生轉(zhuǎn)移，吸收，譬如彈簧的拉升與收縮，勢能與動能的轉(zhuǎn)移。

速度是能量重要的表現(xiàn)形式，通過物質(zhì)表現(xiàn)，作用于物質(zhì)，可以發(fā)生改變，但物質(zhì)總能量不變。于是把能量在時間方向上的不同方向區(qū)分了正負(fù)能量。

向宇宙中心，能量趨于偏大，元素序數(shù)變大，我們元素是從質(zhì)子數(shù)為1的氫開始，說明離中心還很遠(yuǎn)，元素序數(shù)越小，能量越小，轉(zhuǎn)化周期越大，有利于生物遺傳和存在。恒星是生命的保姆，它用氫作為燃料能長久得給生命提供所需要的能量，也是產(chǎn)生大引力的主要貢獻(xiàn)者。

在特定條件下，物質(zhì)能夠轉(zhuǎn)化為能量，能量也會轉(zhuǎn)化為物質(zhì)。當(dāng)較大的原子分裂成為較小的原子（原子裂變），或較小的原子結(jié)合成較大的原子（原子聚變）時，物質(zhì)就變成為能量。大數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家愛因斯坦通過以下公式計算了物質(zhì)消失時所放出的能量：E=mc^2式中E所代表所獲得的能量，m代表所失去的質(zhì)量，c代表光速一每秒約為186000英里。該公式也同樣適用于能量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的情況。運動著的粒子的質(zhì)量，即它所包含的物質(zhì)的多少，與其速度成正比，這就意味著，（所增加的能量表現(xiàn)為所增加的速度）被轉(zhuǎn)化成了質(zhì)量。質(zhì)量的這一變化在運動物體的速度接近光速時變得十分顯著了。（9）

初步結(jié)論：

宇宙能量都在整體轉(zhuǎn)動，相對應(yīng)的無論星系，星云，星球都在整體轉(zhuǎn)動，包括核外電子，原子帶動星體叫自轉(zhuǎn)，恒星帶動行星叫公轉(zhuǎn)。由于我們感受不到時空層的穿越，越大物質(zhì)轉(zhuǎn)速越慢，軌道橢圓，星體之間能量作用很復(fù)雜，地球繞太陽比水星慢，月亮又差不多能每天出現(xiàn)，這和軌道有關(guān)，實際上無論是質(zhì)量的差異還是軌道和速度，追其根源還是能量比的問題。相比較而言核外電子受到的束縛少了許多，更接近了光在這個時空層的最大速度3×10^8m/s，但電子能量一般比光子大，而且有其他電子的干擾軌道呈電子云分布。排除干擾不難發(fā)現(xiàn)相比較而言假設(shè)我們在M點；我們的認(rèn)知就是M點的能量在時空層OAC的投影，我們感受到的空間就是M點能量在OC方向上的投影，我們自己也是投影，時間是M點的能量在OA方向上的投影。其實總能量沒有變化，根據(jù)通過D、E點的時候投影的時間矢量方向變化，產(chǎn)生了完全不同的正反物質(zhì)，于是我們又得到了世界的又一個真理：

第二條真理：

能量產(chǎn)生了物質(zhì)，物質(zhì)也可以轉(zhuǎn)化為能量，能量的變化會影響物質(zhì)的性質(zhì)于是宇宙膨脹理論也要斟酌一下了。

不能達(dá)到光速論：

愛因斯坦說過：“我們不可能達(dá)到光速?！憋@然我們需要重新斟酌一下。在當(dāng)前時空層內(nèi)，光子是最小的正物質(zhì)，如果超過光速就意味著該物質(zhì)投影能量大于其本身能量，這是不可能的，就算是光也不能?，F(xiàn)在提出一種“快子”能超過光速，只是需要補充能量，這相當(dāng)于把多個運動員得能量加到了一個人身上，這樣的比賽還有什么意思，所以現(xiàn)在還可以說最快是光速，這些當(dāng)然是在我們眼中。

一些推論：

這三個軸中只有時間軸不變，宇宙的半徑很大，我們運動的圓形平面與時間軸是有夾角的。時間的長短，空間的大小也有周期性變化。穩(wěn)定的只受恒星萬有引力運動的行星運動軌道近圓，只是我們看到為橢圓，我們物質(zhì)存在時間也會經(jīng)歷變短變長的循環(huán)，只是半徑大變化不明顯。（例如：日本地震使地球時間減少）我們在時空層上勻速緩慢來回運動，我們時空層此時能量的變化是，如圖。由于我們處于的半徑很大，宇宙位置變化不明顯，正反物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的能量近乎守恒。

時空層能量圖大致是：（見圖5）

時空彎曲和時空穿越：

設(shè)想在引力場中不同位置的兩個觀測者，一個在地面上，一個在地面，一個在塔頂。地面的觀測者每秒向塔頂?shù)挠^測者發(fā)一個光脈沖信號，塔頂?shù)挠^測者測量兩個信號到來的時間間隔―他們在比較時間流逝的快慢。結(jié)論：在一個光脈沖趨近塔頂時，一直在加速的觀測者卻越快的遠(yuǎn)離，因為光脈沖需要多一點時間到達(dá)塔頂?shù)挠^測者。時間像是對兩個觀測者都坐著不動，他們也看到時間的不同流逝。（11）

時空穿越理論上是一定可以的，只要物體達(dá)到一定速度，因為時空的三個軸在此刻都是矢量。在空間上的能量變化就是體現(xiàn)為速度，加速后能量向空間方向偏移，時間就縮短了。粒子加速器就是很好的說明，只是這還是小速度的變化，感覺不明顯。

電磁波和縱波：

還有另一種東西不是原子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，廣義相對論也不能很好解釋，但把它放到宇宙能量的角度還是能很好的說明。十九世紀(jì)中葉，麥克斯韋建立了電磁波理論，預(yù)言并證實了電磁波的存在，光波也屬于電磁波，其實電磁波也是能量，不同的波長表示不同的能量，光是最快的電磁波，因為它和我們此刻平行于該空間層，不平行時就出現(xiàn)了波長不同的波，也是正物質(zhì)的一種，且是最小的正物質(zhì)。恒星放出光，同時也在吸收“反光”，黑洞吸收光，同時也在放出“反光”。

根據(jù)麥克斯韋的理論：光波實質(zhì)上是一種臆想的媒質(zhì)以太的狀態(tài)的總和，這種媒質(zhì)是無處不在的，在沒有輻射的時候也是如此。由此可以假設(shè)，這種媒質(zhì)的運動必然會影響到光現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象。光速不變原理，是能夠同相對性原理協(xié)調(diào)起來的。這樣，我們就得到了一個為這兩條原理無歧義地決定的新的坐標(biāo)變換方程。A的密度由于生物的活動和自然活動如降雨等等，B的密度由于風(fēng)化腐蝕氧化等原因，A的密度比B大，假設(shè)在AB接觸面附近密度各自均一，那么就可以把它們看做兩種不同物質(zhì)，即A的元素序數(shù)比B大，那兩者正反物質(zhì)轉(zhuǎn)化時間也不同，地殼有充足的正能量補充如陽光，使得物質(zhì)平衡向吸收正能量的反物質(zhì)方向偏移，由于A密度大，轉(zhuǎn)化周期快，于是AB轉(zhuǎn)化周期產(chǎn)生了一個時間差，當(dāng)時間差達(dá)到最大時，即A產(chǎn)生了大量的反A，B產(chǎn)生了大量反B，中間有了一大段空隙，堆積了反物質(zhì)，反物質(zhì)之間斥力較大，且被擠壓，A于是脫離地面，但由于A能量大，只是小脫離，但很慢，幾乎察覺不到。反物質(zhì)放出，產(chǎn)生磁場變化，因為磁也是正負(fù)能量的變化，地震開始可以被測到，有的生物可以感應(yīng)到了。

地磁場的極性無疑地是發(fā)生著周期性的變化。反向的全球性和同時性表明了這一點，特別是火成巖和沉積巖盡管獲得剩余磁性的方式及確定年齡的方法不同，但觀測到的極性變化時期卻是一致的。地磁場極性變化的進(jìn)一步證據(jù)是過渡帶內(nèi)的方向特性，以及含有根本不同礦物的火成巖及其接觸帶之間極性的一致性。再者，巖石的極性幾乎毫無例外地歸因于使它獲得剩余磁性的地磁場的極性，從而能以確定巖石在已知極性序列中位置的方法來確定巖石的年齡，推到更古老的地質(zhì)時代有過磁性變化。（17）

結(jié)束語

科學(xué)就是用最簡潔的最有力的語言解釋宇宙萬物和諧的一切。

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