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1.14科学思想与科学方法

科学包括科学思想和科学方法两个方面。在物理学领域,如今的科学思想仍然停滞在一百年前,导致科学方法独占鳌头成为人们判定物理学理论是否科学的主要依据。现代主流的暗物质模型更多的是补丁式的缺乏综合判断的简单设想,科学革命的磷光在没有反常的物理学现象的信念中被捻灭。科学思想被沿袭的科学方法所取代并由此不断强化,只要一个人按照“假设—模型—计算—验证”的科学方法去做研究,无论他的假设有多么离谱都属于范式下的科学,反之则可能被视为“民科”。构建科学理论的关键在于假设,如果科学家确立假设的过程不是基于综合的逻辑判断而是刻意迎合某一现有的理论或者突发奇想,那么其立论过程首先是非理性的,而非理性之花难结出理性的果实。

“相对论的绝对性原理”表明基于惯性系的能量测量存在先天的局限性,而量子力学告诉我们基于惯性系的动量测量存在不确定性。因此,唯实验论的物理学研究仍然是不可靠的。物理学测量的三重境界是“定性研究、定量研究、定量解析”,现代物理学总体上仍处于第二阶段。鉴于可证本身的局限性,用可证伪作为科学判定的唯一标准显然是不合时宜。既然能量与动量的测量都存在不可避免的局限性,是不是意味着我们不可能全面地认知自然呢相对论的绝对性原理”在推导出能量测量的局限性的过程中还提供了由相对通往绝对的一般道路,这一道路符合洛伦兹规范并解决了相对论的能量守恒悖论。

近现代物理学研究使得人类对自然的宏观与微观层面有了较为深入的认知,而基于这些认知而建立的物理学理论之间则充斥着难以调和的矛盾。新的物理学理论须要建立在物理学现实和综合的逻辑判断基础之上,而不是一如既往地浅尝辄止。科学思想是在科学认识和研究方法的基础上提炼出来的、能够发现和解释其他同类或更多事物的合理观念和推断法则,它对更广泛的科学研究和社会实践具有导向作用。科学思想须要建立在“唯物主义原则、无矛盾原则、系统论原则”的基础上,将这三个原则结合起来我们便可以建立“综合的逻辑判断”。

科学方法是指“人们在认识和改造世界中遵循或运用的、符合科学一般原则的各种途径和手段,包括在理论研究、应用研究、开发推广等科学活动过程中采用的思路、程序、规则、技巧和模式”。科学方法在具体的科研领域通常被归结为科学研究的范式。物理学研究的范式是科学共同体认同的理论、实践与价值观,它主导着物理学的研究和发展方向。物理学研究的范式是动态发展的历史过程,受到科学实践和历史文化双重因素的影响。下面通过一段对话,展示范式对物理学研究的影响。

问:场强是否存在上限?

沧海:黑洞就是场强的极限。为场的散度引入物理意义上的流速概念,流速不能超光速,进而建立约束条件。根据这种思想,可以把普朗克长度归结为普朗克量子的引力场流速等于光速时的引力场半径。这么做的也是有代价的,那就是放弃光速不变。光速不变仅具有相对意义,光速是绝对可变与相对不变的统一。

智士:光速不变不是相对论的,而是麦克斯韦方程计算的结果。

沧海:麦克斯韦只是假定以太均匀,如果以太是引力场化的空间,那么以太在远离引力场源的深空中才近似均匀。

智士:所以洛伦兹研究变换的思路就是:以太就是一种引力,因此莫雷实验测不出以太的变化。

沧海:爱因斯坦晚年也是这么认为的。我在发表物质复空间理论一年后,才了解到他的“引力场可叫做空间”的观点。

智士:但是这样一来,以太概念就显得多余了,直接管它叫引力场不就行了,所以这才抛弃以太这个概念。

沧海:以太作为一种科学与哲学信仰继续沿用未尝不可,只是须要赋予其新的物理学内涵。爱因斯坦晚年尽管承认了以太的存在,但仍然否定以太微粒说,这种微粒说把万物视为以太的机械式堆积。

智士:引力在空间的作用,就是那句话“物质告诉空间如何弯曲,空间告诉物质如何运动”。

沧海:是的,我也是根据这句话论证暗物质效应的。动态引力场在相互作用过程中很容易形成涡旋场,进而导致天体的部分轨道运动无须向心力的约束。“引力场等于空间”为什么没有形成学术界的普遍共识呢?

智士:这是因为相对论属于经典场论,而量子场论和经典场论的融合是物理学的终极目标,它们还确立一个联合理论。

沧海:广义相对论研究空间,量子场论研究点粒子,二者都走极端了。二者的联合即是物质与空间的联合,这需要天人合一的道家思想的现代化。只有道家思想的反对称,才能给场化空间的无限发散提供约束机制,这种物极必反的思想又是西方哲学欠缺的。

智士:什么反对称?这叫对称性破缺。

沧海:对称性破缺是对三维空间而言的,反对称是对基于流形的复三维空间而言的,反对称在三维空间中表象为对称性破缺。

智士:并非走了极端,是因为现在还没弄清点粒子的机制,现在的标准模型并非全部,况且物理学家对标准模型本身还在进行探索。

物理学的数学化导致物理思想被数学模型所取代,物理思想与现实的差异取决于数学模型与自然的符合程度。在物理学的发展历史上,牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦是物理思想和物理方法的集大成者。如今由于物理思想的严重缺失,导致数学独自支撑前沿的理论物理学研究,使得目前的宇宙学犹如历史上的西方哲学,以科学的名义百家争鸣却莫衷一是。后现代物理学研究须要摆脱唯实验论的束缚,在现有的物理学实验成果与矛盾的基础上,依托“综合的逻辑判断”超越人类认知的局限性,探索自然与存在的深层次结构并不断推动人类的认识论深入发展。 3IBKAz+SbhSCk/xzU8vO+JNupS33ThEPNsI61TjHICcwJax2INjbn6Cgd8hlZyOI

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