牛顿力学方程和哈密顿方程。这决定了现代物理学的基调是大都具有决定性

http://www.paper.edu.cn
-1-
中国科技论文在线
变革时空观的新物理学1
林菲，柴立和
天津大学环境科学系，天津 (300072)
E-mail: [e-mail]
摘 要：有别于现代物理学以牛顿力学方程和哈密顿方程为基础的机械力学思维，本文提出
了有机世界的基于关系实在的、本质性的广义信息熵及最大流原理，建立了基于新时空观的
新物理学，导出了新动力学（ξ 方程），对力也有更本质的理解，可以对时空、力、物质、
生命、宇宙、有序结构、复杂系统等万物基于关系实在的、满足最大流原理的产生过程进行
描述。新物理学框架可克服现代物理学遭遇到的几乎所有问题；在应用方面，本理论提供一
套解决问题的全新思路，在研究具体复杂系统方面也已有广泛的运用。
关键词：时空观；力；关系实在；广义信息熵；最大流原理（MFP）
中图分类号：N06
1 引言
综观整个现代物理学的发展史，自牛顿的独立于物质的绝对时空观以来，科学史曾经历
了时空和物质运动相耦合的相对论时空观、量子力学的超弦高维时空观等几个阶段，这些可
以说是公认的时空观革命。但这些时空观出发点是基于主客观分离的机械力学还原论逻辑，
在时空背景上是定义质点、力、速度、加速度、动量、能量等参量（有可积的能量或哈密顿
函数），核心是牛顿力学方程和哈密顿方程。这决定了现代物理学的基调是大都具有决定性
结构和时间可逆的机械力学特性，显然与现实世界不相符合，蕴涵着深刻的逻辑缺陷，只能
是过渡阶段的时空观及物理学，目前正遭遇到重重困难：量子引力的统一场问题、宇宙起源、
奇点、黑洞、量子测量坍塌、混沌、湍流、时间佯谬（熵）、自组织和生命悖论（负熵）、
Gödel 不完备性等等。现代物理学似乎已逼近一个非如此不可的逻辑结构，从某种程度上讲，
理论如此发展是因为再无它路可走。结合近几十年来开始考虑的开放条件下的有机宇宙演化
问题，我们可以合理地怀疑这些既成事实的理论的自然理性逻辑体系是不完备的、自洽的。
物理学是否有可能走面貌完全不同的另一条路？抑或至今人们对宇宙实在、力和时空的理解
都是错的或至少是片面的？起点不应是牛顿力学方程和哈密顿方程？为回答这个问题，有必
要质疑，宇宙实在究竟是什么？时空究竟是什么？力是什么？何为惯性系？物理学究竟该是
什么样？对这些问题的回答无疑需要一次新的时空革命及新物理学大厦的重建。
我们认为，重建物理学大厦的前提是如何正确认识宇宙实在、时空和力的本性。由于世
界的有机性、主客体融合性、无边无际的耦合网络性，主张“时间、空间、力、运动、流变
是人类在洞察和区分差异的过程中产生的，是一种主客体融合的整体而不是可以按机械力学
来还原的，即与信息或熵联系在一起”是必要的。目前，沿着这条路径，兴起了热力学时空、
耗散结构时空、系统时空、自组织时空观、周易时空、中医时空、分形与混沌时空、TOPOS、
涌现时空、非交换时空、自旋网络、热引力、黑洞熵、哈代及Jaynes、惠勒等人的量子信息
观、引力就是熵力的理论、Frieden 理论等诸多不成形的定性论述的时空观及新物理学[1-3]。
这些新时空观和物理学越来越接近原汁原味的自然整体，越来越倾向于认为时间与空间是我
们人类在洞察和区分差异的过程中产生的，也即更多地关注了全息原理、熵和信息。可以说
是从整体论的信息或熵的角度重新理解力（能量、哈密顿量或最小作用量），从而实现对物
理学的重建。只不过这些思路仍然深深地根植于现代物理学的还原逻辑（牛顿力学方程和哈
1 本课题得到国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划资助。
http://www.paper.edu.cn
-2-
中国科技论文在线
密顿方程），对整体论的宇宙本原、熵和信息的理解是片面的，如仅局限于以牛顿力学为基
础的经典热力学熵、Shannon 信息、Fisher 信息等，因此要取得革命性的突破是很困难的。
可以说，“时间、空间、力究竟是什么”至今仍是一个激起人们强烈感情和疑惑的问题。
本文认为，迄今为止的时空观和物理学对大自然本原、时空、力、运动等概念的理解是
片面的、主客体分离的、强调存在而忽视演化的、强调机械还原而忽略有机整体的、强调机
械力而忽略信息的。有别于现代物理学的机械力学思维，本文通过定义宇宙的新本原，发现
了更合理的信息或熵参量，提出了基本法则，重新理解了力和时空，对物理学进行了重建，
得到相应的更全面的第一性的时空耦合动力学方程。与牛顿力学方程（或哈密顿方程）、电
磁场方程、相对论场方程、量子引力方程等对应，本文提出物理量ρJ、ρ 及ξ 动力学方程，
它统一了上述定性论述的时空观，表明时间的本质在于广义流或信息熵的流变耗散过程；空
间的本质在于广义流或信息熵的分布，即一个严格的MFP 新时空观和新物理学正在涌现，
它是对我们这个世界的更好的描述，可克服现代科学遭遇到的几乎所有问题。
很自然，本框架在解决实际问题方面也是更加精确、严格和方便的。它证明了对任意系
统（如宇宙、流体、聚合物、反应扩散系统、社会、城市、工业系统等），都可由精确的、
有物理意义的ρJ 及MFP 导出确确实实的广义力学/物理方程，进而求解并应用。这是一个
比传统物理学更精确的物理方程，利用结构化的ξ—xi 图预测，可以获得更好的预测结果。
2 理论
2.1 经典的处理方法
如图1（a）所示，世界处于无穷无尽的耦合之中，对象本来是不可隔离的有机整体，
或者说宇宙就像一张巨大的全息图。
图1 现代物理学的核心模型
如图1（b）所示，现代物理学采用的方法是力-物分离或还原式地定义质点、时空、力
（或能量）、速度和加速度等参量从而建立起力学/动力学方程，如牛顿力学方程、哈密顿
方程，或刘维方程
f =ma,
p H
q
􀀅
∂
=
∂
,
q H
p
􀀅
∂
= −
∂
, i L
t
ρ
ρ
∂
=
∂
(1)
式中，能量或哈密顿函数H 是可积的，即可分解或还原的。以此为基础，逐渐出现了
电磁场理论、相对论、量子力学和统计力学，形成了物理学发展的标准模式。
2.2 经典处理方法的的问题及挑战
http://www.paper.edu.cn
-3-
中国科技论文在线
不难看出，把研究对象还原式地取出来后将它与其余部分的相互作用或联系定义成一个
抽象的力f，建立牛顿力学方程（这种方法也表示对应有可积的能量函数、哈密顿函数或作
用量函数，即哈密顿力学方程），这种力（或能）其实是一种简化和抽象。因此，更实质的
问题就是，既然这种还原式的逻辑方式仅是一种简化的处理方式而已，那么我们或许应对它
进行质疑：它是惟一的、不可争议的建立物理学的途经吗？牛顿力学方程或哈密顿力学方程
是发展物理学的基础方程吗？
今天已有诸多的先驱研究表明，对还原逻辑进行质疑是必需的。普里高津学派长期反对
物理学确定的、可逆的时空观和动力学，认为物理学应有全新的时空和动力学，他发现了几
乎在所有领域，能量函数、哈密顿函数或作用量函数都是不可积的，深刻揭示了物理学的阴
暗面；邢修三指出用牛顿力学方程（包括哈密顿方程、刘维方程）作为物理学的基本方程是
有问题的，物理学可能先天就是随机的，满足反常刘维方程，这也是对物理学的挑战；欧阳
等人指出牛顿力学的规则理论没法描述很多非规则现象，深刻地揭示了力学还原论的逻辑漏
洞；杨本洛对整个自然科学体系的逻辑悖论进行了深刻的批判。另外，最新研究暗示，万有
引力乃至量子力学中描述奇异量子现象的电磁力、强相互作用力、弱相互作用力就是熵力或
信息力，而熵力或信息力就是关系的不断区分并会趋向最大化，是一种整体统计结果而已，
这意味着自牛顿以来的所有的力都不是基本的和可还原的，是对现代物理学中力及相应时空
观的严肃质疑。
其实，显而易见的是，根植于还原逻辑的现代物理学已直接导致了巨大的困惑。首先是
量子引力，如彭罗斯等指出的，相对论中的奇点或黑洞熵、量子测量坍塌、相对论与量子力
学的不统一就暗示着现代物理学或许从牛顿时代起就蕴藏着自戕的不和谐因素。另外还有混
沌、粗粒假设、不可逆佯谬或时间之矢、自组织、生命、心智等异常扰人的问题也是现代物
理学必须直接面对的困惑。很多人不得不很不情愿地承认：碰到这些困惑的原因是我们把牛
顿力学（或哈密顿力学）用到了不该用的场合。
因此，面对图1（a）这样的研究对象，一定有比还原性的力（可积的能量函数、哈密
顿函数或作用量函数）更基本的东西，一定有一种与根植于还原逻辑的现代物理学不同的科
学构架。前述的研究暗示我们需复活一个古老的真理：整体大于部分之和。换句话说，整体
不是完全可以用还原性力（可积的能量函数、哈密顿函数或作用量函数）来处理的，更进一
步，物理学的基本方程和时空观都不应是牛顿力学方程或哈密顿方程、刘维方程等所表示的。
大自然一定蕴藏着更精确的物理学方程。
最近，不少著名物理学家如John A Wheeler 和Lee Smolin 等意识到，对图1（a）所示
的整体网络这样的研究对象，应坚持先有整体网络结点的物理过程之间的信息交换、后有场
和时空的观点。现有不少研究也暗示，很可能是先有表征正如现代科学自身逻辑揭示出的黑
洞视界熵、确定性混沌、量子测量坍塌之类的整体论的信息或全息原理，后有力/量子引力。
一句话，我们需要直接从图1（a）所示的整体网络中提出力、时空和动力学的物理学大厦。
如目前Frieden 利用Fisher 信息重构了物理学，也有人从量子信息角度理解重力。这些研究
是试图从反映整体网络的信息/熵角度修正牛顿力（能量函数、哈密顿函数或作用量函数）、
时空观和动力学，提出新的物理学方程，从而尝试重建物理学。
尽管至今为止的研究强调了整体性对还原性的超越，一定程度上重新解释和超越了力
（能量或哈密顿函数），取得了巨大进展，但由于没有正确地得出反映整体论的信息/熵的
表达式，或仍根植于现代物理学的还原逻辑，没有正确理解图1（a）所示的研究对象的整
体特性，目前的方法统统没法直接导出时空对称破缺的现实世界动力学。实际上，目前的信
http://www.paper.edu.cn
-4-
中国科技论文在线
息和熵起源于统计力学和热力学，而统计力学和热力学尽管强调了整体性，但仍是以经典力
学为基础，因而对整体性的理解是不彻底的，这导致了目前的信息和熵描述整体特性的不彻
底，对能量函数、哈密顿函数或作用量函数的修正不充分，对最小作用量原理理解也不充分。
可以说，现代物理学带来的巨大困惑没有彻底根除，时空观和动力学的变革仍不是彻底的，
新物理学方程的提出和物理学的重建都必须进一步深入展开。
2.3 新的处理方法
面对图1（a）所示的研究对象，必须以另外的更彻底的方式理解其整体特性，从而正
确处理力/相互作用、时空、动力学，并重建物理学的新框架。我们的出发点是，对图1（a）
所示的全息图这种研究对象，为了更全面地反映整体特性，注意到只有描述无穷无尽耦合关
系的参量ρJ 才是第一位的、惟一的、更基本的、更全面的（当然这仅是一个哲学上的先验
假设，争论仅应是哲学的品味方面，目前并不需要科学的解释，准确与否只有看其推出的结
论是否符合实际，事实上由其推出的现实世界的图像表明它是正确的），它可以表示成[4-5]
( , )( )d J ii ij i j ijk i j k
i ij ijk
∫dE =S =∫ρJdx=∫ρ x t η+Σγ x +Σγ x x +Σγ x x x +􀀢 x (2)
可以证明式（2）就是一种广义信息熵，式中的ρJ 反映了主观对客观的认知。不同于物
理学的还原逻辑，ρJ 体现了认知、相互联系、相互耦合才是产生时空（对关系的不断区分）、
广义力、动力学及宇宙本质图像的第一根源。因此，以前述现有研究为基础，直到本文严格
地提出式（2）作为超越了文献中其它信息/熵的广义信息熵，才更准确和全面地描述了如图
1（a）所示研究对象的整体特性。这是重建基于新时空观和新动力学的物理学取得成功的重
要保证，由绝对时空观、相对时空观到MFP 时空观过渡的一次新时空观革命就以这种令人
称奇的方式出现了。不难看出，如图2（a）所示，考虑到大自然就是不可还原出来像牛顿
力学那样研究的有机整体，MFP 真实是大自然最真实的时空观及动力学，一开始就应由其
导出牛顿力学、量子力学、相对论和复杂系统理论这样的特例。这也从信息数字化角度为应
用开拓了更广阔的图景。
图2 新物理学框架中的模型
具体论证过程如下：一旦定义了描述无穷无尽耦合关系的参量ρJ，由MFP（最大流原
理，如图1（a）所示，它可理解成开放系统的广义信息熵最大，持续的、无偏差的区分和
判断，最充分的发展等，也可以看成是热力学第二原理这样大自然基本法则的新表现形式）
可得[3-4]
http://www.paper.edu.cn
-5-
中国科技论文在线
( ) ( )
i i ij i j ijk i j k
i ij ijk
x xx xxx
ρt e e t
ζ+ σ + σ + σ +
Φ
Σ Σ Σ
= =
􀀢
(3)
式（3）中的指数对应着更复杂的不可积的能量函数、哈密顿函数或作用量函数，因此，
是一种对力或相互作用的更本质的理解和更全面的修正（即更精确的哈密顿量和作用量函
数）。具体说来，式（3）作为演化方程的概率表示，表征了基于新本原和组元耦合的算法
复杂性最大、信息熵最大、不断地区分这一第一法则给出的广义动力学（也即由第一位的
ρJ 可得新物理学）。
对现代科学描述的可还原的简单系统而言，本原不是一个有机整体，整体可还原成部分
的简单合成，无高阶耦合，式（3）自然退化成经典力学和量子力学中的Liouville 方程（与
牛顿方程和哈密顿方程等价，仅是作为计算工具的系综概率形式，是可分离的分布函数，等
价于轨道）之概率，即式（4）
i L
t
ρ
ρ
∂
=
∂
, ρ(t) =ce− iL(t) (4)
式（4）中概率的演化等价于轨道的演化，是严格决定论的动力学，是由力学的最小作
用量原理或哈密顿原理控制的时空对称数学结构。式中L 为算符，在经典力学中L 作用于
相空间，在量子力学中作用于坐标和动量空间，可用依赖于不含奇异函数的希尔伯特函数空
间的特征值和特征函数来表示，所作的变换Ut 都是幺正变换，是无时空破缺的整群。
一旦排除现代科学描述的简化情形，对本文提出的更真实的新本原，由于高阶耦合存在，
式（3）则给出了一种新的数学结构（新物理学）。它是一种广义概率，给出的是一种新动
力学解。若看作扩展的Liouville 算符，其具有非正则性和非厄米性，对应的谱表征（用特
征值和特征函数来表示）中，特征值不是常数，特征函数也是奇异函数，在希尔伯特框架之
外的受控希尔伯特空间或盖尔范德空间，暗示着一种新动力学。概率不再等价于轨道，即个
体描述和群体描述间的等价性被打破，eΦ 是个半群变换Wt=ΛUtΛ-1（Λ 有非局域性）或时空
对称破缺算子。依新演化算符及谱分析，引入非正则变换ξ
k，由式（3）自然推得Langevin
式的新动力学方程，也即动力学演化方程为
1 2 ( , , ) ( ) 1, 2, , k k k k n k ξ􀀅 =λ ξ +Sξ ξ 􀀢ξ +Ft k= 􀀢 n (5)
至此，不同于历史上的随机方程（其实历史上的概率随机方程一直没有得到透彻的理
解），我们得到了式（5）作为新时空观下的新物理学方程、新动力学/力学方程，由此可创
建起新的物理学大厦。新基本物理学方程比牛顿力学方程更合适作为物理学的基础方程（也
正如邢修三、欧阳等提出的对牛顿力学的替代方程），以它为起点则不会有现代科学的诸多
困惑如量子引力的困惑、奇点、黑洞、粗粒假设、生命、组织、混沌、湍流、时间之矢的困
惑等等。因此，它是现代物理学中牛顿力学方程、电磁场方程、广义相对论场方程、量子力
学方程等的广义普适形式，自然包含广义Lorentz 变换的新时空观，可能正是大家要寻找的
有时间箭头的量子引力方程。它深刻地揭示了时空、力学是与信息能（物理学上能量的超越，
物理学确实需要信息，仅有物质、能量、力乃至经典熵都是不够的；进一步说，对现实世界
或大自然的科学描述是离不开信息科学的）联系在一起的，时空是对称破缺的。时空是一种
区分、感受，是在相互作用的过程中产生的，这是继牛顿、爱因斯坦、普里高津以来从科学
上对时空含义的再度追问。
过去以微观可逆的牛顿力学（或哈密顿力学）为基础，引入粗粒假设等，导出中观动理
学方程，再进一步可导出所有宏观非线性偏微分方程（如流体力学、弹性力学、反应扩散方
程等），也似乎能解决所有问题。现在借助对力的新理解，过去所谓的微观可逆动力学、中
http://www.paper.edu.cn
-6-
中国科技论文在线
观动理学和宏观现象不可逆微分动力学方程终于统一了。其实所谓的基本力是不存在的，只
有熵力，式（5）就是力学方程的广义普适形式，适用于从物理到生物和社会的所有系统，
如量子、流体、天体、生命、城市等。它是一个以力矩而不是力为基础的结构方程，由此可
给出结构化的预测结果。
具体说来，式（5）给出的宇宙图像是，广义信息熵及其最大化原理会导致涌现出有序
结构，实际上是产生沿λ
k>0 模式的最小流动阻力或最大流量的流动（即形成特定构形或流
动）。直观看来，由于组元xi 的不断时空演化，对应的网络前峰就不断在以最小阻力的形式
流动并持续变形，就像一团流体在蔓延，从而导致复杂系统结构的演化。因此，一个复杂开
放系统结构的演化实际上就是生成性网络或一团流体（或气）在时空上以最小流动阻力或最
大流方式的蔓延，条件允许，其往往会形成分形结构[6]。这是一幅生动的宇宙图像，类似引
力理论和量子理论给出的图像，也是系统科学、非线性科学、自组织理论、复杂性科学、统
计力学给出的图像。它是我们这个真实有机世界的图像。
如图2（b）所示，式（5）中的有机ξ 力场是一个超对称的统一规范场，是一种熵力，
一种广义的万有引力（交换信息子），数百年来令人困惑的力的实质终于以新面目显露出来
了。或者说，其他四种物理力场是ξ 力场特殊形式（即无高阶关联，信息子就是普通的介子）。
有机ξ 力场是一个超对称的统一规范场，它是在组元相互作用或流动的过程中通过交换广义
信息子（四种已知物理力的交换粒子是其简化形式）来实现的。通过这种途经，我们终于可
以对曾经给时空概念带来极大困惑的引力有更深刻的理解。历史上，牛顿就把万有引力看作
两个物体之间的作用力和反作用力，并首次揭示了万有引力的工作机制。爱因斯坦的广义相
对论对对牛顿理论进一步提升了，揭示了万有引力实际上是物质的存在使时空弯曲而出现
的，其比牛顿力学更深刻地表明了我们都被拉向地球是由地球的质量使周围的时空变得弯曲
所致。以本文的框架看来，与Verlinde 的观点一样[1]，我们更深刻地表明万有引力可能是物
质对象的信息在空间中结合成有机体的结果，是在图1（a）所示的整体网络按式（5）流变
而产生的。这是继牛顿力学、相对论以来对力和时空的理解方面的又一个重要突破。
2.4 新方法的寓意及应用讨论
新时空观及物理学直接沟通了生命与非生命、心智与非心智、时间无方向与时间单向、
有限与无限等之间的联系，是所谓的“生命的新物理法则”。经本文改造后的新物理学可以
统一经典物理、化学、生物、生态、经济、社会、意识等各个层次，开辟了一条并行于现代
科学的绝对时空、质点和力的崭新道路。世界由ρJ 定义（依Haken），是在无穷无尽的耦
合之中、无穷无尽的区分感知中诞生和演化的，这是惟一的严格形式，MFP 是惟一形式的
取代现代科学的新物理学，由此产生新时空、力的新表述、新动力学（即不可逆的对称破缺
的时空和信息动力学）及宇宙本质图像（一团流体的流变，是对称破缺的时空动力学，不妨
称之为最大流时空观，它是关于自组织、系统、生命、社会、引力、量子、黑洞、宇宙、大
自然的真实时空，是物理学或科学的本来面目），由此有其在中观层次上复杂系统中的严格
应用。它是一门基于新时空理论的科学，至少原则上可以解释现代物理前沿的量子力学、相
对论宇宙学难题，如证明四种力统一于ξ 力，产生宇宙大爆炸、黑洞，清除奇点，清除坍塌，
解释真空场等，从而形成一门真正的与现代科学并行的新学科。
MFP 的新时空观及新物理学是对时空观和物理学的全新理解，更接近生物、社会、政
治、艺术乃至宗教等现实世界，而不像现代物理学那样机械，与其它世界不相融或没法推向
其它世界。
http://www.paper.edu.cn
-7-
中国科技论文在线
所谓科学，它并不是那种所谓的真实刻画了大自然的绝对真理。它只是一种构建，即如
何从一个观点出发，最终能产生对于我们有效用的东西，可检验，也可像波普尔所说的那样
被证伪。牛顿的科学是这样，爱因斯坦的科学也是这样，今天我们提出的科学同样是这样。
本文除了给出统一科学、重建新物理学框架这样的学术上的东西外，其在具体应用和检验方
面也是很重要的。利用数据可对方程（5）重构求解（不过本框架暗示，由于各阶耦合都可
能存在，大自然是不可穷尽的），MFP 反映了大自然是简单性与多样性的统一。
3 结语
牛顿力学发展到量子力学与相对论，它们都有各自的缺点，似乎不适合作为新理论的起
点，已到了无路可走的地步，正如不少科学家提到的现代科学正走向终结。本文与非交换时
空、自旋网络和TOPOS 等理论一样，从信息的角度提出了一个起初似乎不与现代物理学中
任何其他东西相关联的数学结构MFP，由此产生时空、力、物质、能量、动力学、宇宙、
万物，可统一宇宙学（相对论、黑洞、宇宙起源[7-8]）、量子力学（测量问题）和复杂系统
（熵和信息的本来含义）。
在本框架中，熵或信息（ρJ）、熵力或信息力（ξ）、MFP（ξ 由ρJ 最大化而产生，即
在不停顿的区分或信息熵最大化过程中产生，包括时空、引力、量子和万物）是第一位的，
产生基于新变换而导致弯曲和破碎的时空，也产生大爆炸的宇宙、黑洞、生命等。MFP（或
Verlinde 所说的全息原理）就是第一位的原理，不需要现代物理学中的光速不变原理、测不
准原理等。其实由于受牛顿力学的影响，坚持力是第一位的，熵是第二位的，人们长时间考
虑的就是从所谓的量子引力导出全息原理，这种思想正类似一个多世纪前，Lorentz 等人考
虑如何从电磁理论导出Lorentz 收缩。如果我们像爱因斯坦一样，像接受光速不变原理一样
接受MFP 或全息原理：一团空间内的物理可以由其边界上的过程所描述，也许我们可以导
出量子引力和经典引力，而不是相反。这是最前沿的时空观和物理学。
类似于TOPOS，定义认知量、原汁原味的熵和信息，由其特性直接导致ρ，导致新时
空观和动力学，这超越了普里高津及其它统计力学家的论点（普里高津分析了从对应牛顿力
学的刘维时空上的刘维方程或哈密顿方程如何导出Langevin 方程，坚持热力学第二原理是
一个基本原理，并分析了其对时空和动力学的影响，但他仍以牛顿力学为基础和逻辑传统不
能不说有历史局限；其它统计力学家则仅是唯象地写出随机方程，或以牛顿力学为基础，引
入粗粒假设，导出随机方程，乃至导出非线性偏微分方程，进而导出幂律之类，蕴涵但谈不
上新时空观）；也超越了引力和黑洞的熵及时空观（如赵峥、Verlinde 等[1]提出的）。MFP
无疑是继牛顿的绝对时空、爱因斯坦相对论时空、量子时空以来的又一次更大的时空革命，
可称之为第三次时空/科学革命。它统一了过去所谓的主观时空与客观时空、内部时空与外
部时空、耗散结构时空等概念，重新阐述了熵并发现了新变换，这与历史上相对论对Lorentz
变换进行重新阐述以统一当地时空与实际时空相似。
由于本框架是一种直接面对现实世界的物理学理论，而不像过去人们在无时间方向、简
单、机械、主客体分离的牛顿力学和相对论的时空观和动力学下描述的现实世界，因此，本
框架在现实世界的复杂系统方面的具体应用方面是严格的、全新的。对具体复杂系统如有机
自然、有机宇宙、生命、心智、秩序、自组织、活力等而言，过去采用的系统科学、非线性
科学、自组织理论、复杂性科学、统计力学等理论均以牛顿力学为基础，是在自身逻辑框架
上做的挣扎，均没有实质性地突破牛顿力学的内在物理逻辑，是不彻底的。因此，为描述其
特性，需要一种全新的科学理论，即本文提出的直接基于新时空观和新物理学的科学理论。
http://www.paper.edu.cn
-8-
中国科技论文在线
本理论目前已在物理、生物、经济、社会等广泛领域有大量的应用结果呈现。
参考文献
[1] Verlinde E. On the origin of gravity and the laws of Newton. 2010, [arXiv: 1001.0785].
[2] Jacobson T. Thermodynamics of Spacetime: The Einstein Equation of State, 1995.
[3] B R Frieden. Physics from Fisher information[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 1998: 1-5.
[4] Chen LM, Chai LH. A theoretical analysis on self-organized formation of microbial biofilms[J]. Physica A:
Statistical Mechanics and its Applications, 2006, 370(2): 793-807.
[5] Feng QY, Chai LH. A new statistical dynamic analysis on vegetation patterns in land ecosystems[J]. Physica
A: Statistical Mechanics and its Applications, 2008, 387(14): 3583-3593.
[6] Wang YJ, Feng QY, Chai LH. Structural evolutions of stock markets controlled by generalized entropy
principles of complex systems[J]. Int. J. Mod. Phys. B. 2010. (in press)
[7] Bekenstein JD. Information in the Holographic Universe[J]. Scientific American, 2003, 289(2): 61-61.
[8] Hawking S. Information Loss in Black Holes[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 2005.
The change to the view of time and space: a new physics
Lin Fei，Chai Lihe
School of Environmental Science and Engineering，Tianjin University，Tianjin（300072）
Abstract
This paper advances a notion of generalized information entropy and the Maximum Flux
Priciple ,which are based on relational reality and differ from the mechanics of machinery built on
Newtonian mechanics and Hamiltonian equations. A new physics based on a new view of time and
space is built, new dynamics equations are derived, and the understanding to the nature of force is
deeper. This theory can described the production processes of time and space, force, substance, life,
universe, ordered structure, complex system, and so on, which are all based on relational reality and
satisfy the Maximum Flux Priciple. The framework of this new physics could overcome almost all the
problems encountered in modern physics, and provide a set of new ideas to solve practical problems.
Keywords: view of time and space;force;relational reality;generalized information entropy;Maximum
Flux Priciple