物理学革命

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发表时间:2023-02-24 23:22:00 更新时间:2023-03-06 13:00:23

楼主:观察与发现  时间:2023-02-24 15:22:00
牛顿、爱因斯坦以及吉林大学出版社出版的张辉所著《自然原理》一书作者张辉这三个人,完成了人类物理学所经历的三次革命,建立起来了人类的整个物理学。

大家知道,“物理学(physics),是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。物理学起始于伽利略和牛顿的年代,它已经成为一门有众多分支的基础科学。物理学是一门实验科学,也是一门崇尚理性、重视逻辑推理的科学。物理学充分用数学作为自己的工作语言,它是当今最精密的一门自然科学学科。”(见于百度百科《物理学》条目)。
那么,什么是物理学革命呢?物理学革命是“定义 19世纪末20世纪初对古典物理学理论体系的基础所进行的根本性变革。目的在于克服由于古典物理学理论无法解释新的实验事实的发现而造成的整个物理学的严重危机,解决新事实同旧理论体系之间的矛盾。这场革命先后延续了30多年,改变了人类对物质、运动、空间、时间、因果性等的基本认识,带动了20世纪整个自然科学和技术的革命,为人类文明开辟了新纪元。”(见于百度百科《物理学革命》条目)。
上述的关于物理学革命的定义,是符合客观事实的。因为虽然“物理学革命自哥白尼以来一直在进行,它从未停顿过,世纪人物牛顿、爱因斯坦只是发展进程中阶段性质变的两个环节。100年前,爱因斯坦发表他的论文时,悄无声息,一切改变在缓缓进行,量变积累着质变,直到1919年日食对光线弯曲的证实,才使相对论名扬天下。牛顿开始他的研究活动时,也只有少数几个人了解,随着他人的推介,其影响才逐步扩大。物理学革命从来就不是群众运动,它是自上而下的变革,是由点到线再到面的。”(见于百度百科《物理学革命》条目)。但是,在牛顿建立起来牛顿经典力学以后,由于牛顿经典力学符合实验,所以牛顿经典力学非常完美,物理学的第一次革命就结束了。

在牛顿之前的哥白尼时代,物理学被称为“自然哲学”,还没有形成一个科学体系。后来伽利略把以实验事实为基础的思辨认识论,引进了人类科学,并且成为了至今引领人类科学发展进步的认识论。

牛顿依据伽利略的这种以实验事实为基础的思辨认识论,在开普勒、伽利略等前人实验定律的基础上发现并且认识到了,时空观念及其理论是自然界最本质、最基本的规律,物理学是以时空观念及其理论作为物理学最基本公设的具有完整、严密逻辑的科学体系。

牛顿提出了牛顿绝对时空观念及其理论,并且以牛顿绝对时空观念及其理论作为物理学的最基本公设,建立起来了牛顿经典力学这个具有完整、严密逻辑的物理学科学体系,即人类的整个物理学(见于牛顿所著《自然哲学的数学原理》一书)。

所以,牛顿把哥白尼时代的没有形成一个科学体系的“自然哲学”,通过以牛顿绝对时空观念及其理论作为物理学的最基本公设的基础上,建立起来了具有完整、严密逻辑的物理学科学体系,实现了人类物理学从没有形成科学体系,到以时空观念及其理论作为最基本公设的、具有完整、严密逻辑的科学体系的质的飞跃,因此,牛顿完成了人类物理学的第一次革命。

从此人类的整个物理学成为了以实验事实为依据的、以牛顿绝对时空观念及其理论作为物理学的最基本公设的基础上,建立起来的具有完整、严密逻辑的物理学科学体系,成为了“物理学是一门实验科学,也是一门崇尚理性、重视逻辑推理的科学。”(见于百度百科《物理学》条目)。并且符合实验,非常的完美,所以牛顿完成了人类物理学的第一次革命,建立起来了人类的整个物理学。

“可是,正当古典物理学发展到了顶峰的时候,它本身却开始出现了危机和革命。危机开始于19世纪80年代的‘以太漂移’实验的‘零结果’,到19世纪末出人意料地发现了X射线和放射性,接着又发现了电子和镭等等。这就使一向被看作天经地义的原子的不可分割性和不变性、物质不灭性和能量守恒性、空间和时间的绝对性、运动的连续性等等,都产生了动摇,物理学领域中许多基本原理和基本概念都受到怀疑和重新审查。法国数学家J.H.彭加勒于1905年指出,物理学处于危机之中,并酝酿着一场革命。”(见于百度百科《物理学革命》条目)。

1900年,普朗克从黑体辐射实验中发现,能量辐射是一份一份不连续的,这种能量辐射一份一份不连续的实验现象,是传统理论不能描述和预言的。普朗克把这种一份一份辐射的能量命名为能量量子,并且依据实验事实拼凑出了描述这种一份一份辐射的能量量子的公式,即普朗克黑体辐射公式,这就是普朗克量子论;爱因斯坦把普朗克量子论应用到了光电效应实验的解释上,爱因斯坦认为,光是粒子,并且符合普朗克量子论,即光是光量子。爱因斯坦用普朗克量子论成功地解释了光电效应实验;德布罗意认为,既然光是光量子,那么,电子作为粒子也应该具有光的波动性。德布罗意提出了,电子作为波的波动力学理论,即物质波理论;薛定谔在德布罗意物质波理论的基础上,提出了普适性的物质粒子波动力学方程,即薛定谔方程,建立了粒子波动力学理论。

在此之后,狄拉克等后来的物理学家们,在上述普朗克、爱因斯坦、德布罗意、薛定谔等人的基础上,提出了关于粒子的相关理论,这就是量子力学。

量子力学的全部理论都没有涉及时空观念及其理论,所以量子力学没有涉及和动摇牛顿经典力学的根基,没有引发物理学的革命。这是因为量子力学不是关于时空观念及其理论的理论,没有对时空观念及其理论给出描述,只是狄拉克把爱因斯坦狭义相对论引进了量子力学,得到了狄拉克方程,并且量子力学仍然属于牛顿经典力学和爱因斯坦相对论物理学的范畴。事实上,量子力学是使用牛顿经典力学和爱因斯坦相对论物理学建立和发展起来的。

1905年,爱因斯坦认为,迈克尔逊-莫雷实验的零结果,即上述的“以太漂移”实验的“零结果”,证明了牛顿经典力学不符合迈克尔逊-莫雷实验,并且是因为牛顿绝对时空观念及其理论出了问题,牛顿以有问题的牛顿绝对时空观念及其理论作为物理学的最基本公设,建立起来了牛顿经典力学,才使牛顿经典力学不符合迈克尔逊-莫雷实验。

爱因斯坦发表了他的著名的狭义相对论论文《论动体的电动力学》,提出了爱因斯坦相对时空观念及其理论,并且以爱因斯坦相对时空观念及其理论作为物理学的新的最基本公设,代替了牛顿绝对时空观念及其理论作为物理学的最基本公设,重新定义了时间和空间,以及空间两个点之间的“公共时间”概念,建立起来了爱因斯坦狭义相对论;在此基础上,爱因斯坦依据牛顿万有引力定律,提出了等效原理假设,即牛顿的引力质量与惯性质量相等假设,在此基础上,建立起来了爱因斯坦广义相对论。从而使爱因斯坦狭义相对论也适用于非惯性坐标系,使爱因斯坦狭义相对论成为了普适性的理论,建立了爱因斯坦相对论物理学这个以爱因斯坦相对时空观念及其理论作为物理学的新的最基本公设的基础上,建立起来的具有完整、严密逻辑的物理学科学体系,即人类的整个物理学(见于《爱因斯坦文集》第二卷,第83—84页,商务印书馆,北京,1977年,以及百度百科《广义相对论》条目)。

爱因斯坦提出的相对时空观念及其理论,并且用爱因斯坦相对时空观念及其理论作为物理学的新的最基本公设,代替了牛顿绝对时空观念及其理论作为物理学的最基本公设,使物理学发生了质的飞跃,解决了牛顿经典力学所不能理解的问题,所以爱因斯坦以爱因斯坦相对时空观念及其理论作为物理学的新的最基本公设的基础上,建立起来的爱因斯坦狭义相对论及其相对论物理学,使人类物理学发生了第二次革命。

但是,爱因斯坦广义相对论,是以等效原理假设作为基础的,爱因斯坦广义相对论仍然同牛顿经典力学一样,没有给出引力质量的本质和产生的原因,所以爱因斯坦同牛顿一样仍然不知道万有引力的本质和产生的原因(见于百度百科《万有引力定律》条目)。

不仅如此,爱因斯坦用后半生的时间,试图统一万有引力和电磁力,没有取得成功;爱因斯坦以后的所有物理学家和数学家们,试图用弦理论、超弦理论以及M理论等高于三维的高维空间理论,以及量子力学、量子引力理论、圈量子引力理论、规范场论、标准模型、量子色动力学、引力场量子引力理论、超统一场论,以及对称性与守恒、自发对称性破缺等等这些属于牛顿经典力学和爱因斯坦相对论物理学范畴的理论,来统一万有引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力,都没有取得成功。

而且,物理学仍然面临牛顿力经典力学和爱因斯坦相对论物理学等等所有理论都无法解决的、众多重大的问题和困难,比如牛顿经典力学和爱因斯坦相对论物理学都不能推导出来量子力学,普朗克在建立量子论以后,用了很长时间都没有从传统理论中推导出来量子力学,普朗克感叹浪费了非常多的时间;由于爱因斯坦等效原理假设,使爱因斯坦狭义相对论不能同爱因斯坦广义相对论统一起来,以及爱因斯坦广义相对论不能给出引力波的描述和预言,并且,爱因斯坦广义相对论的理论预测值,同美国科学家泰勒和赫尔斯获得1993年诺贝尔物理学奖的双脉冲星实验的实验观测值存在着0.4%的误差,不能很好地符合这个实验。而这个实验间接地证明了引力波的存在,并且证明了引力子是不存在的(见于百度百科《诺贝尔物理学奖》条目,以及《约瑟夫·胡顿·泰勒》条目);还有爱因斯坦狭义相对论和广义相对论不能与量子力学统一起来等等,众多的、重大的无法解决的问题和困难。

吉林大学出版社出版的张辉所著《自然原理》一书作者张辉认为,所有物理学所遇到了问题和困难,都是牛顿经典力学以及爱因斯坦相对论物理学以及其它所有理论所无法解决的,只有建立新的物理学才能够解决这些问题和困难。

《自然原理》一书作者张辉,同牛顿、爱因斯坦一样,发现并且认识到了,时空观念及其理论是自然界最本质、最基本的规律,物理学是以时空观念及其理论作为物理学最基本公设的基础上,建立起来的具有完整、严密逻辑的科学体系。

所以,吉林大学出版社出版的张辉所著《自然原理》一书的科技成果这个新物理学,在继承和创新性发展了爱因斯坦狭义相对论的基础上,得到了张辉物质固有时空观念及其理论,——即物质固有时间原理和固有空间原理,物质固有时间原理的数学表述公式是t=k1/m,t表示物质固有时间;m表示物质质量在物质固有时间t内的变化量;k1是常数;物质固有空间原理的数学表述公式是v=k2/m,v表示物质固有体积;m表示物质质量(惯性质量);k2是常数,这个继牛顿绝对时空观念及其理论、爱因斯坦相对时空观念及其理论之后,人类第三个革命性的、颠覆性的、改变了人们世界观的张辉物质固有时空观念及其理论,是终极的时空观念及其理论。

《自然原理》一书的科技成果这个新物理学,在以张辉物质固有时空观念及其理论作为物理学的新的最基本公设的基础上,建立起来了超越了牛顿经典力学和爱因斯坦相对论物理学以及所有科学家的理论的张辉物质固有时空观念及其理论物理学,用物质固有时间原理t=k1/m,推导出了量子力学的基本规律和量子力学运动学方程以及动力学方程,建立起来了新的量子力学,统一了爱因斯坦狭义相对论和量子力学;用物质固有空间原理v=k2/m,推导出了万有引力定律、库仑定律、强相互作用力定律以及自然界所有作用力定律,完成了爱因斯坦等所有科学家都没有完成的统一万有引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力以及自然界所有作用力的统一场论;揭示了万有引力等自然界所有作用力的本质和产生的原因,即万有引力等自然界所有作用力的产生原因,是因为物质固有体积与物质惯性质量遵守物质固有空间原理v=k2/m,而产生的物质之间的作用力,揭示了万有引力等自然界所有作用力是由物质的惯性质量产生,证明了牛顿的引力质量与惯性质量,实质上是同一个质量,即都是物质的惯性质量,从而证明了爱因斯坦等效原理假设的正确性,使张辉物质固有时空观念及其理论物理学能够直接推导出爱因斯坦广义相对论,统一了爱因斯坦狭义相对论和广义相对论以及量子力学;描述并且预言了,当引力发生时,不但物质之间发生引力作用,而且物质自身也产生收缩即是引力波这个爱因斯坦广义相对论没有描述和预言到的新的自然规律,美国激光探测引力波天文台(LIGO),获得2017年诺贝尔物理学奖的引力波实验测量到了,当引力发生时,实验激光干涉仪的两个4公里长的臂自身的收缩,从而确定了引力波的存在,证明了上述《自然原理》一书科技成果预言的正确性,这个实验还证明了引力子是不存在的;这个预言还符合上述美国科学家泰勒和赫尔斯获得1993年诺贝尔物理学奖的双脉冲星实验。
《自然原理》一书的科技成果这个新物理学,这个实验也证明量引力子是不存在的;还统一了爱因斯坦狭义相对论和广义相对论以及量子力学,完成了超越牛顿经典力学和爱因斯坦相对论物理学,以及所有科学家的理论的大统一的新的物理学。解决了牛顿经典力学和爱因斯坦相对论物理学,以及所有科学家的理论所不能解决的所有众多的,重大的问题和困难,完成了自牛顿、爱因斯坦以来的人类物理学的第三次革命,建立了人类的新的整个物理学。

对于统一场的弦理论、超弦理论,以及M理论等高于三维的高维空间理论的尝试,被实验证明了是错误的,是不符合实验的,自然界不存在高于三维的高维空间;以及量子引力理论、圈量子引力理论、超引力场量子引力理论、超统一场等等理论的尝试的失败,这些理论都不包含引力,不能描述引力,并且实验证明了引力子是不存在的,所以这些理论被实验证明是错误的。

总之,牛顿、爱因斯坦以及《自然原理》一书作者张辉这三个人完成了人类物理学的三次革命,建立了人类的整个物理学,这是所有其他科学家都没有做到的。

这是因为只有牛顿、爱因斯坦以及《自然原理》一书作者张辉这三个人发现并且认识到了,时空观念及其理论是自然界最本质、最基本的规律,物理学是以时空观念及其理论作为物理学的最基本公设的基础上,建立起来的具有完整、严密逻辑的科学体系,这是其他所有科学家都没有发现和认识到的;并且只有牛顿、爱因斯坦以及《自然原理》一书作者张辉这三个人,以他们各自的时空观念及其理论作为物理学的最基本公设的基础上,建立起来了具有完整、严密逻辑的物理学科学体系,即人类的整个物理学,这也是其他所有科学家都没有做到的。所以只有牛顿、爱因斯坦以及《自然原理》一书作者张辉这三个人,完成了人类物理学所经历的三次革命,建立起来了人类的整个物理学。

《自然原理》一书的科技成果符合所有实验,通过了国家科技成果鉴定,国家确认为科技成果。受到了包括我们国家“核武器之父”、“两弹一星”元勋科学家、享有国际盛誉的权威物理学家王淦昌院士在内的院士、专家,以及美国、英国最高级别的人士和权威科学家的高度评价和赞扬,他们评价《自然原理》一书的科技成果这个新物理学,是对重大传统理论的创新发展,既能解决传统理论能够解决的问题,也能解决传统理论解决不了的问题,是重大的创新性物理学理论。




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