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质量、电量和能量是基础物理学中用以量度物质、电荷和能多少的三个重要概念,即此可知物理学不只研究物质,长期以来只分析物质不分析能量是一大失误。很早就弄清了光、热都是电磁波,却没有认真考虑过物质和电磁波是不是同类客体,通常所说的能量即指电磁波而言。虽说巴里·派克已明确指出:“电磁波会离开振动电荷进入空间,因而开创了一个独立的存在”,并没有引起学界的重视。“质量不过是能量的一种形式,即使静止物体也有储备在质量中的能量”,也明确告诉我们,质量和能量不应该属于同类物理客体。
质量是对物质多少的量度,其载体叫物体;电量是对电荷多少的量度,其载体是带电粒子;能量的载体是什么?因为质量、电量和能量都不是物理客体本身,所指皆为非实存因素。故而物理学根本就不研究物质,而物质本来就无法研究,跟无法品尝“水果”(类概念)的滋味同理。
推论1、物理客体分两个系统:一个是用质量和时空描述的有形世界,这类客体的基本量度是质量;一个是用能量和位形描述的无形世界,其基本量度是能量。经典物理和量子理论分别适用于不同系统,不应该将它们混为一谈。
“能”这个名词会造成一种假象:“‘能’是物质以外的某种东西,是加到物质里面去的某种东西”。这种观点很值得商榷。遥控装置发出电磁波,卫星就会改变姿态;物体吸收热能温度升高,放出热能温度降低。都足以证明“能”确实可以在物体中自由出入,如果要说经验世界中的物体具有质量,无形系统的物理客体具有能量,可能就正好说中了客观真实。
说“能(即运动)”,“热在差不多两个世纪内被看做特殊的神秘的物质,而不是被看做普遍物质的运动形式”;认为“热之唯动说”应该取代热素说,又不得不承认“被热素说所统治的物理学却发现了一系列非常重要的热学定律”,如此难以自圆其说的诸多矛盾,就因为把热素改称热能,已经统统化为乌有。一言以蔽之,质量只能量度经验世界的物体,能量是无形世界传递的振动波;既可以被物体吸收,又可以被放出;物体同时将在温度、形态、结构和状态等不同方面呈现出变化。比如冰吸收能量将变成水,进而还可以变成气,就是尽人皆知的实例。
推论2、经验世界所有的运动和变化,都是无形世界功能的显示,即能量是引起世间万物运动变化的总根源。
将物理客体分为两类,是不是囿于对《周易》的偏爱做出的牵强比附,下文围绕以太公案和时间、空间看看爱因斯坦持何种见解。
19世纪之前,以太在西方被认为是传递光、电的介质;19世纪末迈克尔逊—莫雷实验测出地球相对以太速度为0,物理学界公认由之判定以太并不存在。本世纪初爱因斯坦创立狭义相对论时引入光速不变原理,没有涉及以太是否存在,不少人都说爱氏是抛弃以太存在之后创立了该理论。1920年爱因斯坦在一次讲演中却说,依据广义相对论,“没有以太的空间是不可思议的”,“但是这种以太又不能认为具有重量媒质所有的那些性质,也不可以认为它是由某些其运动可被追随的粒子所组成的,而且也不可能把运动概念应用于它”[6-112]。这里所描述的以太,基本上就相当于道、无和气。
目前有些人认为应该恢复以太学说,有些干脆就把“真空”说成是传递光、电的介质,这就涉及到不空的真空中的物理客体究竟是什么,要害要于必须承认还有半个宇宙长期被忽略了。爱因基坦在场方程中发现了“真空不空”,彭齐亚斯用仪器测出广袤的宇宙空域存在着连续辐射,该用什么概念称呼并不重要,不可思议的是二千年前老子就对之作出非常精当的描述:“其上不皎,其下不昧,绳绳兮不可名,复归于无物。是谓无状之状,无物之象,是谓惚恍。迎之不见其首,随之不见其后。”
天津大学黄乘规教授从标准和非标准分析两个领域都证明“空间是不可分割的连续统”。科学观测和数学论证都证明了老子是正确的。海森伯的矩阵理论和杰弗里·丘的“靴袢假设”,所描述的都是那半个宇宙的状况。
到底应该如何理解爱氏描写的以太,涉及到时间和空间究竟是什么,最后的一句已经包含着时空概念不再适用于以太的意思。时隔32年,他在《狭义和广义相对论浅说》英译本15版的序言中补充说:“时间—空间未必是一种可以认为离开物理实在的实际客体而独立存在的东西。物理客体不是在空间之中,而是这些客体有着空间的广延性(重点号为原文所有)。这样,‘空虚空间’这概念就失去了它的意义”[6-112]。显而易见这种有着空间广延性的客体,绝对不是指经验世界中的物体。可惜的是在没有讲清这种“物理实在的实际客体”究竟是什么之前,他就不得不带着深沉的困惑离开了人世。