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萬有引力真的失靈了嗎!
提要美國科學家質疑“萬有引力定律”,中國科學家的反映是“基本定律”不容質疑。問題是“引力定律”是否是基本定律?基本定律又是什么涵義?基本定律就一定精確嗎?
北京青年報2001年5月18日有一篇名為《萬有引力失靈了嗎?》的報道(見網站《當代物理——物理論文集》的“國外新聞”欄目),我看了此報道之后,有感而發(fā)此篇議論。我認為從表面意義上的角度,美國的科學家與中國的科學家的提法都對。實際上美國與中國的科學家都把引力定律當作了“基本定律”,如果不把它當作“基本定律”,美國科學家也就不質疑它了;既然是確定的“基本定律”,中國科學家當然認為不容質疑了,而要尋找其他的解釋。[人的思維有一個缺點,一旦在現(xiàn)象事實方面有與原來理論有沖突(反常)的地方,為了保護原來的理論——也就是被科學哲學稱為“范式或科學研究綱領”,就必然要尋找其它的理由來解釋。]問題在于引力定律是不是基本定律,如果不是,那我們?yōu)槭裁窗阉斪骰径蓙磉\用。
基本定律就是理論體系的“公理”定律,是思考的出發(fā)點,是邏輯的原始出發(fā)點——原始大前提,不是由其他定律推導出來的定律。而我認為引力定律不是基本定律,理由有二:
其一,牛頓力學理論體系的基本定律是其三定律。而其三定律沒有包含“重力”方面的內容,作為“重力”方面內容的補充,不得不把引力定律當作基本定律來運用了。實際上,引力定律是牛頓三定律的(概念上的)“導出”定律,因為由于自由落體是加速運動,從其第一第二定律為出發(fā)點(牛頓力學理論真正的“范式或科學研究綱領”。一定要注意,牛頓第二定律是其第一定律的數(shù)學表達式。),從而認為自由落體運動的原因也是由于外力造成的,于是,就“發(fā)現(xiàn)”了萬有引力。所以,引力定律不是基本定律。
其二,僅從引力定律公式產生的過程角度來看,在牛頓時代以前及同時代,其他許多人已經得出了“太陽系”(僅僅在此范圍)行星公轉的向心加速度依距離太陽平方反比分布規(guī)律(真正的經驗公式,不是基本定律)。由于牛頓發(fā)現(xiàn)了地面上的重力(重力加速度)與“太陽系”中的衛(wèi)星及行星公轉的“向心力”(還是牛頓三定律的“范式”)是同一性質(是偉大的發(fā)現(xiàn)),(然而把此同一性質當作同一種“力”——錯誤的轉化開始了。)再下一步,又依重力大小還與表現(xiàn)重力的物體(地面上的)的質量有關系,同時又把“平方反比律”人為“加”上了質量(中心質量,實際上是太陽的質量。),引力定律產生了。然后,問題又轉化了,拋開了“中心質量”與地面上的“質量”的區(qū)別后,引力開始“萬有”了。于是,在我吃飯的時候,我飯桌上的“燒雞”與我也就有了“引力”(可不是因為我餓了,燒雞對我有吸引力的“力”)。引力定律中的“平方反比律”本來是“宇宙”(太陽系)中的現(xiàn)象范圍,就無形地被人為地擴大到了“一切”的范圍,這是人的思維的錯誤。僅從此角度,就說明了“引力定律”仍是經驗公式,不是基本定律。把一定范圍的經驗規(guī)律人為地無限擴大,有時可以產生“偉大”的發(fā)現(xiàn),但是,同時又是風險極大的“發(fā)現(xiàn)”,非常容易造成極大的認識錯誤。這也就是科學哲學家波普爾“證偽主義”能夠可以成立且有“用武”的地方。因為,我們人的思維的歸納(經驗)語言(不僅僅是語言,也是認識。)一般都用“所有格”。
美國科學家說在宇宙尺度水平上,牛頓的“萬有引力定律”就不再有效,也就是說“萬有引力定律”存在局限性,只在一定條件下成立。實際上是說反了,“萬有引力定律”恰恰是在宇宙尺度(太陽系尺度)上有效。在我們與我們飯桌上的“燒雞”之間,恰恰沒有一點“效”。有效不等于精確,因為“引力定律”是經驗公式。引力定律僅在“九大行星”范圍內“精確”(也不是絕對的),因為“平方反比律”就是由此得出的。在“冥王星”軌道之外,或在“水星”軌道之內,就不一定絕對按平方反比律。所以,“先驅者11”、“伽利略”以及“尤利西斯”等探測器偏離按照“萬有引力定律”計算的軌道,是很正常的。如果把此“偏離”現(xiàn)象當作另外的什么莫名其妙的“力”在起作用,則是不正常的,這是我們思維的“不正!。
經驗公式不一定精確,是不是理論的基本定律就一定精確了?這要從什么角度來看了;径墒恰叭藶椤币(guī)定的,當然在理論內部是精確的了。但是,基本定律如果要運用到實踐中去,一般的來說,必須經過“經驗命題”這個中間環(huán)節(jié),才能與現(xiàn)象世界建立“聯(lián)系”,所以,同樣不會是“精確”的。牛頓慣性定律是基本定律,產生它的“經驗命題”是“同一質量同一初速度的物體阻力大則運動的距離短,阻力小則運動的距離長!彼,我們把牛頓慣性定律運用到實踐中去,就得通過此“經驗命題”來與現(xiàn)象層次建立聯(lián)系。因為我們不可能看到“物體在沒有外力的作用下,永遠地做勻速直線運動”。
說一千道一萬,產生這些糾纏不清的問題的根源,還是由于牛頓力學體系本身的缺陷所造成的。在沒有重力場的前提下,牛頓力學體系(牛頓第一第二定律;注:牛頓第三定律是力學體系定律,不受有沒有重力場條件的限制。)才成立。在重力場的前提下,牛頓力學體系不成立。引力是對“重力”本質的錯誤認識。愛因斯坦認識到了“重力”的本質,但是又在“空間”的方面走了彎路,“就像他的光線在引力場中走彎路一樣”,把物體本身的“慣性與重性”同一的認識,轉化為拋開物體的“參考系變換”的問題了。我們必須把沒有重力場空間與有重力場空間作為認識的前提,才可以捋清我們的思維。而有重力場空間的參考系是確定的,因為在重力場的中心都有一個“特殊質量(可不是什么引力質量)的”天體,這個“天體”就是確定的參考系。如果沒有此前提的認識,我們的思維永遠是在“邏輯循環(huán)”的怪圈中打轉。比如:沒有“特殊物體”(整體天體)與一般物體區(qū)別的認識,就會產生引力場是由于其中心“質量”,質量又是產生引力場的根源,于是,質量又是產生“引力”的根源,引力還是“力作用”,而“場”的存在又沒有意義了。目前在此方面的許多爭論與探討的問題,都是毫無意義的,是在引導一些人消耗一生的精力或消耗許許多多人的精力。相對論把人們“相對”得暈頭轉向。當我們問一位幼兒園里的兒童,你數(shù)一數(shù)屋子里有多少人時,這個兒童就說有六個,實際上是七個,你就會笑話他,因為他沒有把自己算進去。然而,我們在“相對論”的問題上,是在犯同樣的錯誤。狹義相對論的光速不變(與光源的運動無關)的假設本身就是意味著有絕對參考系背景,否則,光速本身又是怎么判定的呢。當你在描述“相對”的時候,你別忘了你自己本身就是參考系,你自己本身就是一個物體。在這方面,可不像判斷那位兒童的錯誤那么簡單了,因為我們每個人在看別人的描述時,自己又不是“旁觀者”了,也身臨其境了。不要為沒有絕對參考系而發(fā)愁,因為我們在客觀世界里總可以找到我們需要的參考系。
我們?yōu)槭裁窗选叭f有引力定律”當作了基本定律,就是因為牛頓力學體系(三定律)沒有對“重力”有正確的認識,不得不把“引力定律”硬塞進來充數(shù),自欺欺人地當作基本定律。我們目前缺乏的正是對牛頓力學與“重力”的統(tǒng)一的認識,否則,今天就沒有那么多的人在書上及在因特網上看到那么多的人在討論“引力與空間”的問題了。牛頓呀牛頓,你有了偉大的發(fā)現(xiàn),為人類做出了巨大的貢獻,同時你的“引力”又給你身后的多少人帶來了多少的麻
煩,到如今已經三百年了,為你的“引力”怎樣變?yōu)橹苯幼饔孟牧硕嗌偃说木,至今還有人在探討“引力的屏蔽”(把引力當作獨立存在的“東西”了)問題,真是罪過。自由落體的下落原因本不是由于外力作用的結果,也不是力作用的結果,難道“作用”就一定是“力”嗎!在這個世界上,難道沒有“力”,就沒有自己運動的東西了嗎。脫氧核糖核酸不是自己在復制自己嗎!我們人類對世界的認識主要是由于我們是在改造世界的過程中來認識世界的,于是,就把我們人類對世界的作用也客觀化了,當作了客觀世界的作用了!傲Α眮碓从谖覀內祟愔w對世界的作用,于是,就把“肢體”的作用外化了。我們今天的人類已經在改變著我們對客觀世界認識的角度,我們已經把我們人類自身當作了客觀世界的一分子。那我們在“引力”的問題上為什么還以“自我”為中心呢。
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