愛因斯坦坦言地敘述:“洛侖茲是根據(jù)純粹的形式觀點引進下述假設(shè)的第一人,,他假設(shè)電子外形由于電子運動的緣故而在運動方向上收縮,收縮的長度與[1-(v/c)2]1/2成正比,,這個沒有被任何電動力學(xué)事實所證明的假設(shè)都給了我們在近年來以相當(dāng)高的精確度得到證實的特別的運動定律(注:引自《狹義與廣義相對論淺說》P42),。(注:[1-(v/c)2]即類同于相對性結(jié)構(gòu)(1-η2),η = v/c,,稱洛侖茲因子,、本文作者拓展為相對性結(jié)構(gòu)因子)。以此為基礎(chǔ)寫成了《論動體的電動力學(xué)》,,這個理論與麥克斯韋的《電動力學(xué)》(稱麥克斯韋方程組)一致,,由此成為狹義相對論向廣義相對論拓展的基礎(chǔ)。 麥克斯韋方程組的第一個方程△·D=P,,也就是高斯定律為基礎(chǔ)拓展過來的,。它與牛頓的萬有引力定律、庫倫電磁力,、以及近代核物理學(xué)中的核力作用,,都是“平方反比定律”,有著統(tǒng)一拓展的前景,。上述例中可以看到愛因斯坦這樣一條清淅思路: 牛頓的萬有引力(平方反比定律)—→狹義相對論(洛侖茲因子)—→廣義相對論(彎曲空間)—→引力方程(引力三重性的組合),。 我們可以在相對論基礎(chǔ)上在數(shù)學(xué)上建立了一條新思路: 高斯平方反比定律 —→圓對數(shù)(不變的圓函數(shù)為底數(shù)的自乘)—→相對性結(jié)構(gòu)原理(計算規(guī)則的建立)—→廣義的普適性(適應(yīng)各種多層次,、多維次的廣義相對空間)。 牛頓的巨大遺產(chǎn)是機械論哲學(xué),,體現(xiàn)為有心力綱領(lǐng),物質(zhì)被假設(shè)為由稱為“分子”的不同類粒子所組成,。兩個這樣的分子相互施加各種力:引力,、電磁力、毛細作用力等等,,這些力——吸引或排斥——都假設(shè)為有心,。即在兩個粒子聯(lián)線方向上起作用,并服從適當(dāng)?shù)亩桑ㄈ缫挽o電力的平方反比定律),,它依賴于兩者之間的距離,。限于歷史條件,愛因斯坦的廣義相對論把牛頓的萬有引力定律統(tǒng)一到狹義相對論中,,以最大的宇宙均勻分布的圓空間為比照基準點,,并與廣延性的牛頓引力空間作比較,拋棄了中心假設(shè),,創(chuàng)立了時空彎曲的觀點,,出現(xiàn)了“引力場”的概念。 與此同時,,牛頓理論由于電磁粒子運動的相互作用也被被動搖,,因為兩個電荷粒子并不直接相互作用,“麥克斯韋方程組對所有空間點的電場和磁場的可能狀態(tài)以及它們?nèi)绾坞S時間而變化給出了完整的描述,?!保ㄗⅲ阂浴稅垡蛩固蛊孥E年》(P6~7)約翰·旋塔赫爾主編,范岱年,、許英良譯,,上海科技教育出版社,,2001年11月),。出現(xiàn)了“量子場”的概念。 “引力場”與“量子場”對20世紀的物理革命產(chǎn)生重大影響,。另一方面,,到了19世紀最后三分之一時期,應(yīng)用統(tǒng)計方法應(yīng)用于大的分子集合(阿伏伽德羅常量,,一摩爾的物質(zhì),,大約有6.3×1023個分子),使牛頓的力學(xué)綱領(lǐng)又向前拓展,,麥克斯韋和玻爾茲曼成功地賦予熱力學(xué)定律以力學(xué)基礎(chǔ),,開始建立了用氣體,、液體、固體分子運動來解釋巨大物質(zhì)聚集體的性質(zhì)的研究綱領(lǐng),。 廣義相對論中拓展了“等效原理”“質(zhì)能定律”,,引向“四維時空網(wǎng)絡(luò)”,“五維張量空間”,,這是一個連續(xù)性,,廣延性空間。其數(shù)學(xué)特征是“圓與橢圓之間”,,或稱為“圓空間”,,它們都是按[1-(v/c)2]+1為對比的“圓函數(shù)”的正向收斂。 愛因斯坦努力能把同樣地具有連續(xù)性,、廣延性空間的電磁力(場)與引力(場)統(tǒng)一起來,,此事還沒有應(yīng)對成功。出現(xiàn)了惱人的量子理論,,量子理論是粒子與場的非連續(xù)性,、局域性空間,愛因斯坦不愿承認,,相對論與量子理論發(fā)生了沖突,。這是20世紀偉大的物理成功背后留下的議題。 |
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