科学及其革命简介

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1、科学及其革命简介吴屮祥（中国科学院力学研究所）提要：科学是对客观事物逐步金面、符合实际的正确实践认识的无限循环发展，逐次发展为各次更加全而正确地符合客观实际的科学革命阶段•经典物理学形成第一次科学革命；相对论、量了力学、量了场论形成笫二次科学革命；现有自然科学理论，存在诸多缺陷,不能正确解决与强力、弱力和波有关的问题，造成诸多严重错误•创建可变系时空多线欠物理学已能弥补相应缺陷，纠正那些错误，解决有关问题，必将引领第三次科学革命.关键词：相对论,量子力学,量子场论,可变系时空多线矢物理V1•对客观物体基本特性、运动规律的实践、认识，发展人们通过实践，实际观测、分析、研究，得到的一

2、些基木观点：（1）一切物体都是粒子.什么是粒子？“粒了”就是其主要特性和运动规律都较稳定地集中在、反应于英本身的尺度，相对其运动和和互作用时空的尺度可以忽略的时空范围内的基本形态•按此，甚至像各星体那样本身的尺度相当人的物体，在宇宙间的相互作用，也可以当作粒子处理.否则就需划分为多个可忽略英木身尺度的小或微分区域而进行求和或积分.（2）一切物体都在宇宙间运动.什么是宁宙？早在我国战国时期，禅人［尸佼］就在其著作屮写道：”上下四方曰宇；古往今来曰宙”，这就给出了“宇宙”，也就是“时空”，的确切定义.现在我们知道：“空间”就是“上下四方”的“宇”，共三维，“吋间”就是“古往今来的“宙

3、”，仅一维，且不停地定速向前流逝.时间也是空间各维的参量.矢量就是冇方向的量•时、空都是矢量•所谓“维”就是彼此线性无关的各矢量分量.没有方向的量，就是标量.（3）一切观测，都必有相应的参考系一般地，可以是仿射系（各维矢虽分虽间冇任意确定的夹角），特殊的是正交系（各维矢量分量间的夹角均为直角）•所有的仿射系都对由正交系，按其各维欠量分量间确定的夹角，具休表达.为简化计，通常就都采用正交系.研讨与物体品体结构有关的问题，就须采用相应其晶体结构特性的仿射系.各个参考系间的牵引运动，就必须计及其相应的变换和变换的不变性.对于可以当作质点粒了处理的，所冇各种物体相互作用、运动问题，都可由

4、其中各2个质点粒子的牵引运动，逐次按相应的变换和变换的不变性，处理、解决.(4)各种物理量的量纲、单位、数量各种物理量的量纲可由，距离(或位置、长度)［L］、时间［T］、质量［M］,3种基本的量纲统一表达.时间以年，距离以光年，质量以太阳质量，是通常宇宙学单位。时间以秒，距离以厘米，质量以克，是通常物理科学cgs单位。其他各种物理最的最纲和单位，就都可由相应的关系推导确定.一切数虽:都有一定的精确度和准确度，由相应的有效数字表达和反映.(4)最简单、最普遍、最基础的科学，物理学一切物体都由各种元素的原了纟R成，各种原了都是电屮性的，即由等电荷的原了核和核外各电了组成.原了核又是由

5、各相应的基本粒了组成的，还冇光了和声了.一切物理量都抽象出和应的数和形，研究数和形及其规律和应用的科学就是数学.人们对天体和各种物体，观测、实验、分析、研究，有关各物理量，并与数学紧密结合，共同研究、发展•逐步全面正确得到它们力、热、声、电、磁，光，等的，宏观和微观运动规律.对于少数质点粒子，可由其运动方程及其各初始、边界条件，求得其运动轨迹.对于人量粒子，就不可能，求得各粒子的轨迹，而须由各热力学函数和相应的各定律,表达和研究各物体的备种宏观特性.或由相应的统计方法表达和研究各物体的各种相应的几率特性.如此就成为最简单、最普遍、最基础的科学——物理学，并逐次发展为更复朵、髙级运

6、动型形态的化学、生物学等自然科学以及社会科学、哲学.随着人们对客观事物，逐步，实践、认识，再实践、再认识，乃至无穷，不断创新、发展，形成，逐次更加全面地符合实际的科学革命阶段.至今，已经历了两次科学革命.2.经典物理学第一次科学革命经典物理学，认为时间与参考系无关，即所谓“绝对时间”，对于可表达为粒了的所有物体，仅用三维空间观测系的矢量(时间是，也仅是，各分量函数的参量)及其代数和解析矢算，牵引运动系间，就必然是伽利略变换，并有其不变性.如此研讨各种运动，已得到:能符合于从天体运动到各种物体运动的，统一运动规律，形成了第一次科学革命.3.相对论、量子力学、量子场论第二次科学革命.

7、迈克尔逊光学实验表明：三维空间牵引运动系间必然的伽利略变换，及其不变性，不能成立，使经典物理学出现危机.狭义相对论纠正经典物理学“绝对时间”的错误观念，使时间也成为位置矢量参考系的，虚数的，另外一•维ict,而时空就共有4维.当空间距离远大于时轴距离，・(ct)A2vvr(3)7,r(4)八2〜r(3)八2,r(4)〜+,・r(3),就是“远程”；当空间距离远小于时轴距离,-(ct)A2»r(3)A2,r(4)A2—(ct)A2,r(4)〜+,・i(ct),就是“近程”，就有“远