2017年物理学术论文范文(2)
2017年物理学术论文范文
2017年物理学术论文范文篇二
回眸物理史,展望新一轮物理学革命
摘要 本文简要回顾从牛顿开始的物 理学 发展概况，经典物理学遗留下来的不确定性和一些悖论(矛盾)性的难题，描述至今还未得到解决的物理学疑难杂题。描绘了物理形状论将要给科学带来的美好前景和革命性变化。
关键词 “物理形状”概念;物理学存在的悖论及问题，解决方案与对策;“形状论”及物理学的未来;新一轮物理学革命
中图分类号O4-09 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)40-0107-03
0 引言
引用 “物理形状”这一全新的概念及其由此产生的一群新的概念系统，并对它的深入研究，以期科学的和谐(吻合)的解决牛顿、爱因斯坦、普朗克等三大科学巨人理论之间的根本不和谐之处和遗留下的悖论(矛盾性)问题，大胆的假设并探索其解决方法。详细说明了确立并运用“物理形状”概念，进一步强化、深化对“形状论”研究的必要性和紧迫性。前瞻性预言并形象的描述了“物理形状论”的基本概念，理念和主要思想、研究框架和研究方法，以及“物理形状论”将要带来的科学的美好前景和巨大进展(成就)。对人类科学研究的基本理论、认知方式等前沿领域存在的种种“疾病”开出有效的“处方”，为新一轮物理学革命的发出凯旋的信号，敲响了闹钟。从不同侧面论述和描绘 “物理形状论”是能够彻底解决理论物理和宇宙学中的一切“矛盾”和“疾病”的根治方法。本文认为爱因斯坦和霍金等科学家一生寻找并未找到的“终极理论”的首选的后选之一。因此，呼唤必需尽快 组织力量投入实质性的研究。“形状论”作为科学前沿领域的一种全新的认知方法和科学思想，有望从此研究中能够涌现出原创性，具有国际水平的世界级学术成果，将对物理界带来一些巨大变化并将会引发新一轮物理学革命。
1 问题的提出
牛顿发现宇宙引力后，随着运动定律的确立和完善，物理学逐步跟 哲学和神学分家。物理学最终脱离纯粹的描述，进入了定量化分析和实验阶段，便成为了首届物理学革命起点的历史性标志。
爱因斯坦 发表广义相对论之前，人们普遍认为物理学大夏基本竣工，今后的主要 工作就是整理和组装而已。随着人们对微观世界认识的逐渐提高及深化对黑体辐射的有关研究，发现微粒子运动并不完全服从牛顿力学中行星(星体)活动和宏观物体活动的运动规律。牛顿力学在惯性参考系统中是合理的，但在非惯性参考系统中就无法得到支持。爱因斯坦通过广义相对论使牛顿力学进一步推广并发展到适合于非惯性参考系统。他运用洛伦兹坐标变换法，从牛顿力学中推出广义相对论，提出时间、质量及运动物体的长度不是绝对而是相对学说。广义相对论的伟大贡献在于他提出质能方程式E=mc2，促进人类利用核能的进程，竖起了研究微观粒子的基础。爱因斯坦的这一伟大贡献导致人们对物理学是否达到终极(顶点)的单纯崇拜和热潮。广义相对论的成功便成为了第二次物理学革命的标志。虽然爱因斯坦刷新了牛顿绝对时空概念并缔造量子力学的基础，但对量子力学未来持半信半疑的态度，反对量子力学的或然性 统计法，受“上帝不会掷骰子”信念的影响一票否决。普朗克在相对论的基础上发展量子力学，开创了人类认识和研究微观世界的新时代，成了第三次物理学革命的代表人物。现代物理学已基本掌握了从宏观世界到微观世界所有物理现象和事件及其规律，但从牛顿一直到普朗克所建立的物理学基础理论中仍存在的缺陷，在注释或难以解决的事件以及在基础概念中的不确定性和有些矛盾性问题日益暴露。我们从上述事实中可看出，进一步深化物理学研究是当前存在的矛盾(悖论)和悖论问题的基础上兴起新一轮物理学革命的紧迫性、必要性。这一迫在眉睫事实，激烈期待着理论上有所突破和原始创新的诞生。
总而言之，《物理形状论》是能够彻底解决理论物理和宇宙学中的一切《悖论》和《疾病》的有效《处方》，爱因斯坦和霍金等科学家一生寻找并未找到的“终极理论”的首选的后选之一。因此须要及时组织力量投入实质性的研究，有望在此研究中能够涌现出原创性 ，具有国际水平的世界级学术成果，并将会对物理界带来一些革命性的变化。
物理形状论的核心思想和主要主张是：牛顿空间是存在，即绝对静止的空间的确存在;客观时间不存在，时间只是描述速度的主观工具;宇宙是由物质和空间等二元组成的;宇宙总的质能体积是常数。
2 物理学存在的悖论(矛盾)和新物理学的“敲门”
在经典物理学中，牛顿认为空间是绝对的。因此，牛顿力学对于非惯性参考系统不充当。爱因斯坦的相对论又认为时间、质量及运动物体长度不是绝对而相对的。量子不定性原理正是包含了这些刺手(扎手)问题。那上述都是准确无误的理论吗?霍金在自己的书里写道“广义相对论不是完整的学说，此理论和量子论不一定都正确” [1-2]。爱因斯坦本人曾经也提出“广义相对论不能认为一个完整的理论” [3]。人类科学历史告诉我们，任何时代的科学家不可能一下子推出完整的理论，为诞生比较完整的理论需要走弯弯曲曲、艰巨繁重、逐步完善的过程才能得成。那么有必要对上述理论进行深入研究，便会更清楚的 体会。
牛顿力学中的以太，空间(空隙)等概念是空间的两种名称，其判定空间的绝对静止(以太的静止)。这是牛顿力学理念中符合逻辑的一个观点。迈克尔孙-莫雷实验的结果被认为证实了以太的不存在。实际上此实验证明的不是以太不存在，而只是证明了以太(空间)的绝对静止的性质。
牛顿的运动定律对于惯性系统有效的。加入惯性力后牛顿力学同样可运用于非惯性系统。广义相对论是牛顿力学引用于非惯性系统的成果。“如光速趋向无穷大，那相对论变为经典物理学。如普朗克常数趋向零，那量子力学变成经典力学。显然，它们俩并没有反放弃经典物理学，只是认为最终界定。现代相对论的量子场理论对于怎样的理论作最终界定呢?这还是一个未知数”[4]。牛顿力学的空间理念与广义相对论空间之间存在一定的差距。牛顿提出的空间(以太)是绝对静止的空间，而相对论所提的时空空间、场论等都是物质和空间的混合体，它只是个物质 环境。爱因斯坦认为物质和空间没有严格区分对待。牛顿时间是个绝对时间(时光)，时间的绝对化不符合实际。爱因斯坦在狭义相对论中否认以太的存在，但在广义相对论中引入绝对化的时空坐标空间(在这里静止空间被时空空间所代替)，实际上这等于把以太为主的静止背景引入到广义相对论中。“绝对静止的牛顿空间的重现，牵涉到爱因斯坦和他相对论的权威。”[5]上述所提到的一系列论证和卡生木·斯迪克的“白纸模型图1：形状和背景”被认为符合逻辑的情况下，我们不得不说牛顿空间不复存在。显而易见，牛顿空间的绝对化和爱因斯坦的时间、空间一并认为时空的绝对化都产生了理论上缺陷。
相对论中最为荒谬之处，就是运动曲率取决于时空弯曲的说法。时间是主观范畴，空间是具有无形性、无限性和持续性的客观真实性。将把无形的客观空间说成是弯曲的纯属是个谬误的愚蠢话题。时间是主观范畴，它不是客观物理量。物理过程始终不渴望时间，但，它(时间)是描述速度的必备工具，同时也是具有 哲学意义认知方式方法问题。然而，宇宙中不存在时间，它是周期性运动所引起的错觉而已。爱因斯坦认为物质运动的弯曲由三维时空的曲率所造成的。物质运动的弯曲和空间弯曲都是同等价值概念。如果说物质弯曲那这弯曲取正数值，说空间弯曲那这弯曲取负数值。然而，这两个概念互换引用看起来不存在问题，但时空空间弯曲的说法不合理。因为它们俩都不具备形状
运动的本质总是具有曲率的，所谓的直线运动是不存在。只有“运动弯曲”才能得到“周期性宇宙模型”;可以生成物体，系统和生命;守恒定理同样有效。直线运动只是弯曲运动的近似化(概算微型化)的一部分而已。运动的曲率不是空间的曲率造成的，而是物体在空间中沿着三维曲线运动，各方向运动量的合计就等同于物体运动的总量。物体与外界没有进行能量交换的情况下，物体任意方向速度的增减都引起其他方向速度的增减。比如：自转运动时的物体在轨道式运动时，如减小角速度，将增加线性运动速度。线性加速度等于某一个外力值，这叫做偏向力。偏向力是导致物体运动弯曲的原因。这种观点符合能量转换守恒规律。物体与外界没有进行能量变换的情况下，无论各方向运动发生怎样的变化 机械能量大小及物体总运动量不变。 量子力学以相对论作为自己基本理论依据，把概率 统计作为重要研究方法取得了一定的 发展。但目前量子力学遇到了一系列矛盾性问题。这些问题包括无法同一时间判别粒子的位置和速度、物质无穷分裂观点等等。我们要清楚，物理理论和研究方向方面的问题都会产生一系列难题。假如，就按照图三所表示，如果假设《运动是直》的将无法得到宇宙的周期性;无法生成物质、系统和生命;守恒定律同样有效。
量子力学中物质无穷分裂理念还未通过更严格的逻辑性核查。在这里，我们在修正基本理论缺陷的基础上诞生的物理形状论来分析上述矛盾性问题及其处理。
3物 理学中的矛盾及探索有效解决的新方法
根据经典哲学家的定义：“物质是标志客观实在的哲学范畴，这种客观实在是人通过感觉感知的，它不依赖于我们的感知而存在，为我们的感觉所腹泻、摄影、反映。”[6]也就是说，物质只因为具有一定的形状，我们才能发现它。物质的形状叫做“物理性状”。那么，什么叫“物理形状”呢?“物理形状”是指具有一定光学和几何的形态(形状、形情)。物理形状论是把物理实在(事实)以“形状”方面的实在探索作为研究方式的全新物理理论。物理形状论基本概念有：物理形状、背景、白纸模型、“虚无与牛顿空间”、绝对体积、最基本粒子、覆盖、运动、运动的形式、运动的曲率和周期性、牛顿点、空间的客观性质和基本空间、绝对速度、时间的主观性和基本时间、系统构造、连续性及断续性、基本单位等。物理形状论具体研究方式是坚持守恒定律对于宇宙任何时刻都有效及其永恒定律的立场、坚持物理真实性的客观性，避免主观方式与客观真实性相混合、滥用，从粒子到整个宇宙的具体事实描述为服从共同规律，放弃与此描述有冲突的假设，相吻合的假设坚决延续到底，从而生成所有自然科学的交叉整合方法研究方式。
物理形状论的基本观点和根本理念：运动本质是弯曲的，无法想象脱离了形状的物质世界;所有宇宙具有周期性;守恒定律对宇宙的任何时刻都有效、合理;时间是主观的;宇宙里的所有质能量具有绝对体积。一旦这些理念被公认并与理论物理学、实验物 理学和宇宙学相结合，就能够合理解决经典物理学理论中存在的缺陷及其所引起的一系列矛盾性(悖论)、不定性问题，从而可开创新一轮的物理革命。
物理形状论认为空间(空隙、空态)是无形性、无限性和持续性的客观真实存在(实在)。它是绝对静止的，没有物质的 环境。空间是物质运动持续的必备条件。用此观点看，没有必要说空间是以太，时间是时空空隙的说法。如果把电场、磁场、引力场认为物质与空间的混合体，那电磁波在电磁场中传播的说法其实等于粒子在空间的传播或任何效应在空间里通过物质(粒子)运动来传送。空间是物质运动持续的必备条件。没有空间的情况下，所有物质将紧贴在一起并会自动的相互渗透一个整体物体，无法独立、单个的存在，更无法提起任何形式的运动和宇宙膨胀。
光速不变原理是否正确?爱因斯坦把光速不变原理在广义相对论中作为重要概念提出。从相对论的近期发展中可看出，存在比光速更快的速度，即：存在人类还没有发现或意识到的一种超光速度，这就是绝对速度。
引用物理形状论可以解决海森伯格不确定性问题。物理形状论认为空间的最小单位是牛顿点。物理形状论引入时间足够小的单位(kkms)标准后，粒子速度就变成较容易发现的低速度，从而我们可能发现粒子在一个kkms(千千秒)时间内经过一定牛顿点的过程。这样就可能在同一时刻测定出粒子的位置和速度。
爱因斯坦认为能量是连续的;量子力学认为能量具有量子性质。此矛盾可引用物理形状论白纸模型二(图4)来能够得到合理的解释。图中，满足圆圈A和圆圈An(A是量子，An是n个量子)的生存必须存在平面B(空间、空隙)。如果作为客观实在(事实)的平面B不存在，任何形式的量子和单个体就不可能存在。这样，所有质能量集聚于作为绝对连续物质 环境的极小一个点上，不能生成系统和物体[5]。在这里平面B是绝对静止的牛顿空间，平面B上存在能量和物质是不合理的。
上述论点是引用物理形状论来合理解释经典物 理学一些矛盾的几个典型实例。由此，大家可以初步感受到物理形状论的重要意义。由于时间及版面的有限性，深入思考的机会留给了广大读者和研究人员。
←图4白纸模型二：空间和量子
4新一轮物理学革命和物理形状论的几个创新亮点[7]
物理形状论以全新的方式方法，为所有的自然科学及 哲学提供一个非同寻常的认知方式和认知论，同时在如下12项目中做到原始性自主创新。这些都属于目前人类需要解决的物理界、宇宙界和哲学界亟待解决的重大学术问题，其中任意一项问题的解决均能算为给人类科学事业做出的重大贡献：
1)物理形状论引入背景、虚无概念，回答了从牛顿一直到爱因斯坦等科学家都未能回答的、直到目前未解决的宇宙是否无限这个问题。通过“白纸模型：图1、2、3”来有效的解释。同时，反驳和推翻“宇宙从奇点(零点)开始，最终消失的观念。在奇点上所有物理学规律失去意义”的错误宇宙观点，并提出“奇点是前一次周期的终点，同时也是新一轮周期的始点，守恒定律在奇点同样有效”的全新宇宙概念;
2)通过坚实的逻辑推理和证实，推论出物质不会无限分裂而且存在最小单位的正真含义上的最基本粒子的观点。为了纪念科学巨人爱因斯坦及其他对人类科学事业的伟大贡献，给基本粒子命名为“爱因( Ein)”，并初步计算出“爱因”的标准、静止质量、运动量以及支撑表格形式，描述出基本粒子的性质等。“物理形状论”认为自然界的基本单元不仅仅是电子、光子、中微子和夸克之类的粒子;弦也是由真正意义上的基本粒子组成的。将此很小很小的最基本粒子命名为“爱因(Ein)”。前瞻性的预言并认为“物理形状论”是目前最有希望将牛顿、爱因斯坦和普朗等三大科学巨头的理论统一起来，并能够有效衔接到同一科学轨道上，比较全面的而系统和谐的描述宇宙万物的统一的“终极理论”即：“M理论”后选理论之一;
3)解决了爱因斯坦时空观点及光速不变原理造成的难题和相悖论(此问题的哲学、逻辑方面已得到解决，现正处于数学计算和量化分析阶段)。站在时间是主观范畴的立场，完成了宇宙的一天、宇宙表等必备时间对照表。在此基础上创立了时间最小的单位千千秒(kkms)，为人类科学研究提供了必要而充足的时间标准;
4)提出了能够解决海森伯格不确定性原理所导致的难题与经典物理学之间矛盾的哲学逻辑基础。2500年以来没有得到解决的芝诺悖论也有了相应答案(此问题哲学、逻辑方面已得到解决);
5)证实了比光速30×105km/s(30万km/s)更快的超光速度的存在;
6)爱因斯坦是依靠时空弯曲来解释物质运动的弯曲，而物理形状论是靠偏向现象来解释物质运动的弯曲，即偏向现象是引起物质(正真意义上的最基本粒子及系统)运动弯曲的主要原因。物理形状论第25-28等四个定理中提出“不是空间弯曲，而是运动弯曲。空间的几何形状由运动的形状来决定”等全新观点并已得到哲学、逻辑学方面的证实;
7)提供对称性、对称性的畸变和关于物质构造隐晦曲折问题解决的可能性。提出关于物质、宇宙构造的新观点和学说;
8)量子特征在物理形状论中有着广泛意义，即被认为从宏观宇宙的构造到微粒子、正真含义的基本粒子都具有量子(间断性、层状)特征;
9)提出光的本质是粒子，波动性是其(光的)运动形式而已的新思想，坚决反驳光是具有波动性又是粒子为特征的相互悖论性观点，并提出“永别波动邪说”的观点;
10)指出“力”和“场”概念的有效范围，给力同一论提供宝贵的科学线索。依照上述理论基础上，科学的吻合的衔接牛顿、普朗克、爱因斯坦理论之间的抵触和不和谐的悖论之外，奠基建立了统一的物理学新大夏的哲学、逻辑理论坚实基础。牛顿、爱因斯坦引力理念和实际“力”、“场”理念未能解决的关于宏、微观世界的问题可通过物理形状论的第29、第41定理(科学假设)来有望更加合理的加以解决(哲学、逻辑、数学方面已得到解决，现需要实验来证明);
11)推出运动主观形状(粒子、物体)和运动方式的独立概念，特别强调避免此两种概念颠倒。提出未确定运动形状的情况下不能正确表达实际速度的观点。这正是找出实际速度的新方式;
12)确立绝对体积、覆盖和可见体积观点，提供找出最高(临界)速度实际值的新方法。证实了光速不变原理的弱点，从而开创了这原理产生的种种悖论问题解决的新思路。
5 开展“物理形状论”研究的必要性和紧迫性
1)及时开展物理形状论研究是积极相应中央国务院“科教兴国，建设人才强国，坚持自主创新、建设创新型国家”的战略号召的重要，取得一批世界先进水平的科学成就，不禁能够提高我国在国际 社会上的综合实力、影响力和国际科学权威，而且有可能使中国变成21世纪世界的科学中心;
2)物理形状论中有几个世界性的主题。如果国家立项，建立实验室， 组织科研队伍，加大研究力度，获得诺贝尔奖的百年梦想有望将在不遥远的未来诞生在中华大地。然而，物理形状论早在十几年前提出的研究成过，目前美国等几个国家的一些科学家最在作为新的发现或学术成果的名义向世人布近公布，得到理论上的支持并具有相当的吻合性。就此，将物理形状论研究的紧迫性、重要性可想而知了。如果目前的冷漠不认得情况再继续下去，很可能错过难得的机会;
3)进入生物学形状论，给基因研究、 医学提供新的理论工具，在争竞激烈的科学前沿领域把握机遇、抢占竞争优势，掌握主动权，占据制高点;
4)进入化学形状论，给化学提供新的一个研究框架和认知方法，进一步加快该领域的跨越式大 发展。尤其在新材料技术，绿色化学领域可取得突破性的进展或属于原创性的重大科学成果;
5) 哲学和形状论的成功结合，使哲学系统获得全新的活力，从而新的哲学问题和实际问题能够给予合理的解释和得到有效解决。
参考文献
[1]喀什 教育学院学报[J](自然科学、维吾尔语文版)，2009(6).
[2]霍金.“时间简史”第1本.[M].新疆卫生出版社.维吾尔语版本，2005：19-21.
[3]爱因斯坦文集[M].商务出版社，1977：534.
[4][苏联]雷德尼克(В.И.Рыдник)著“场”[M].维吾尔语版本，1986，12：307.
[5]卡生木·斯迪克.“关于理论物 理学和数学中几点问题的看法”.喀什教育学院学报[J](自然科学、维吾尔文版)，2010(5)：31、33.
[6]杨玉辉.现代科学技术哲学[M].人民出版社.北京：2010，5：35.
[7]艾热提江·噢斯曼·笔理科雅尔，阿布都许克尔·斯迪克[I].“物理形状论”研究的意义和紧迫性.
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