袁士霄 我们要统一两个原来不同的东西,一定要能让它们同构

来源: 2009-08-22 17:40:09 [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读:

袁士霄


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我们要统一两个原来不同的东西,一定要能让它们同构。而狭义相对论和量子力学看来很不一样。但狭义相对论和量子力学至少有一个相同点:它们都有极值。对于狭义相对论,一种除法关系有极大值:C。对于量子力学, 一种乘法关系有极小值:h。我们以狭义相对论为例先讨论为什么必然有极值。
  假设速度没有极限,那么时间的变化不会引起空间的任何变化。时间和空间就不存在任何物理关系。在牛顿力学里,时间和空间是简单的线性关系。按牛顿自己的话说:纯粹的,数学的时间永恒地流逝着。这一点马赫早就看出了问题: 这将导致时间这个尺度实际上是不可认识的,却决定其它的观察量。任何一种物理关系我们确实要用数学关系精确表达出来,但是如果这种关系没有极值,即在数学上不是收敛的,那么它一定会在某个范围失效。从认识论讲,极值对任何物理关系都存在。否则就不构成物理关系。
  一个物理关系在远离它的极值时,总能近似的表达为一种较为简单的关系。比如线性。它使这个世界看来是我们通常见到的样子。是自然使人如此看它还是人使自然看来如此,借爱因斯坦的话说:自然并不怀恶意。我们对此存而不论。而讨论狭义相对论和量子力学对待极值的不同。也许可以看到统一的希望。
  不要以为狭义相对论没有互补关系,量子力学没有相对性。没有绝对的时间,也就没有绝对的空间。时空也是互补的。从中国传统思想讲,互补和相对性从来是一体两面。测不准和波粒二相性是很误导人的词汇。设想我们没有狭义相对论,只有测不过原理:一切速度都不会超过光速。用洛伦兹变换解决时空长度问题,我们一定现在还在讨论如何解释他们。
  理性要从某个普遍性出发。一个极值就是它对应的物理关系的普遍性。狭义相对论是以光速不变为基本假设,为什么量子力学不是以h不变为前提推出其它结论?相对于不同惯性坐标系光速恒定不变,相对于什么普朗克常量恒定不变?