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评《解析时空理论》 不久前，有朋友推荐解析时空理论，于是拜读了该文。1999年我国的崔思珑博士发明了解析时空理论，这位年青人的理论曾在国内外引起反响，几年后似乎淡忘了,但是,不应该忘记它。 一、崔思珑看相对论体系 崔思珑认为，狭义相对论揭示了空间、时间和物质运动的联系，提出相对运动的两个不同坐标系对"同一时空事件"的描述有所不同的相对时空观念。之后，爱因斯坦把引力场和时空几何相结合，建立了广义相对论，研究非惯性系的时空关系问题。广义相对论认为任何物质的运动都与引力场有关，我们生活在一个弯曲的黎曼空间。科学家们进行的各种实验也证明广义相对论的判断是正确的。 但是相对论建立以来的几十年间，对时空问题的研究虽然取得某些进展，但是许多复杂的时空结构问题我们依旧没有搞清楚，“时空大厦”的基础是什么我们更是一无所知，许多时空问题从相对论自身无法找到正确答案。 他还认为，我们必须跳出相对论的理论框架，建立一个新的时空理论——解析时空理论。它涉及的时空问题从广度和深度上都远远超过现有理论，并将现有时空理论----相对论纳入其特例范围。其理论的第一章把相对论的惯性和非惯性时空纳入解析时空理论，第二章则以解析时空理论统一量子力学的全部基础（注：尚未见其结果）。 二、解析时空理论概略 崔思珑设定两直角坐标系(S')和(S), (S')为运动系，(S)为观测系。(S')中的长度l'为固有长度，时间t'为固有时间。 l', t'表示(S')相对于(S)静止状态下的长度和时间；当(S')相对于(S)运动时，在(S)中测量(S')中的长度l'和时间t'，测量结果为l、t，则l为观测长度，t为观测时间，l、t均为观测值。 然后，作者给出解析时空理论的两条基本原理： 1) 时空面积相等原理----运动系(S')及观测系(S)中的长度与时间的乘积为时空面积S'或S。运动系(S')相对观测系(S)静止或运动状态下，时空面积是不变量；即对任意(l', t'), 均有等式 l't'= l t 成立。 2) 时空偏转原理-----若运动系(S')相对观测系（S）运动，在某一时刻相对速度为u或u'，那么运动系(S')与观测系（S）沿相对运动产生偏转，偏转角q 为时空偏转角，时空偏转角的大小与相对速度u （或u'）有关，其正弦值与相对速度运动方向u（或u'）成正比，即sinq =u/c，（或sinq = u'/c'），c为光速。 注意：按时空偏转原理，如果旋转到第三象限，则可作为讨论虚时空的工具。由于研究虚形态时，常感无从下手，所以学者们不妨借它一试。 两条基本原理和运动系/观测系的相对转动是作者的非常简单的数学工具，借助它能得到狭义和广义相对论的全部数学结果，还能概括光速不变原则，说明光速不变原理及广义协变原理与时空的内在联系。由于网上表示公式和绘图是颇麻烦的事，读者可自行查阅原文： www.tastphYsics.com/gb.htm 三、解析时空理论的特点 1、狭义相对论的普遍结论---动尺缩短，动钟延缓效应，可归结为时空偏转所致，狭义相对论的收缩因子即为解析时空的偏转因子。 2、虽然提出了两个基本原理——时空面积不变原理和时空偏转原理，而未提及光速不变原则，但两个基本原理已概括了光速不变的基本原则。 3、为什么用解析时空理论的简单方法可以解决广义相对论的复杂问题？ 作者说，在探索时空奥秘的过程中，我们的思维方式及研究时空问题的出发点往往比采用何种数学手段更为重要，因为数学毕竟只是研究工具。数学上的完美与其描述的客观世界的真实程度两者之间不能划等号。究竟那一种数学方法或手段所描述的客观世界更接近客观事实呢？只能用实践来检验。 4、作者认为，虽然广义相对论运用黎曼几何解决了一些非惯性时空问题，但把非惯性时空完全归于黎曼空间未免过于主观和牵强。解析时空理论并没有采用“弯曲的黎曼空间”的数学方法，同样解决了非惯性时空的问题，这说明黎曼几何尽管是完美的数学表达式，但它并非是唯一描述非惯性时空的数学手段。因此，把非惯性时空认定为黎曼空间，这是广义相对论建立以来，对非惯性时空问题认识的误区。 广义相对论把简单朴素的时空问题引入到华丽而又深不可测的黎曼空间，一方面我们搞不清是研究物理还是数学，数学已由‘工具’变成‘主人’，这本身已违背了我们研究初衷。解析时空理论的建立，使我们在研究时空问题时又有了一新的起点和新的方法，我们对时空世界又有了一个新的认识，但我们还将面临新的挑战........ 四、“道”物理学对解析时空理论的评价 肯定两点： 1、崔思珑的解析时空理论使用解析几何的简单方法，能够得到用闵科夫斯基的复杂的四维几何方法所得到的狭义相对论的全部结果；还能够得到用黎曼的更加复杂的黎曼几何所得到的广义相对论的全部结果；并能解释已有的实验事实。这一切表明，解析时空理论是崔思珑博士的天才创造，证明中国学者也是有能力在现代科学领域里，发明新的数学工具的。这是崔思珑应当被肯定的第一点。 2、崔思珑认为，把简单朴素的时空问题引入到华丽而又深不可测的黎曼空间，从而认定非惯性时空就是黎曼空间，这是对非惯性时空问题认识的误区。他还说，解析时空理论的建立，使我们在研究时空问题时又有了一新的起点和新的方法，我们对时空世界又有了一个新的认识，但我们还将面临新的挑战。这些观点也是正确的，是应当肯定的第二点。 不足两点： 1、崔思珑虽然提出了时空面积不变原理、时空偏转原理、两直角坐标系——运动系和观测系的相对转动等新的思维，但是，他不能够说明其背后有没有物理意义？如果有，又是怎样的物理意义？这是其理论不足的第一点。 2、崔思珑虽然在研究时间和空间，但他不能够定义时间和空间，这样一来，他的时空探索就没应该有的出发点。他既然没有定义时间和空间，也就不能够进一步去讨论正确定义时间和空间的问题。这使得他的探索，好比是盲人摸象，或者说带着墨镜摸象，也就不可能认识到时间和空间的本质。这是不足的第二点。 崔思珑正确地察觉到：相对论建立以来的几十年间，对时空问题的研究虽取得某些进展，但是许多复杂的时空结构问题我们依旧没有搞清楚，“时空大厦”的基础是什么我们更是一无所知，许多时空问题从相对论自身无法找到正确答案。 但是，愚者在这里想告诉崔思珑博士，由于他的以上很关键的两点不足，使得解析时空理论基本上属于新的数学方法一类，在对时空本质的探索中，这条路不可能有实际的结果。 愚者还想告诉崔思珑博士以及其它从哲学或物理学角度研究时空的学者们或朋友们：遵循“道”物理学定义的“寥兮，独立而不改→空间即对立。寂兮，周行而不殆→时间即转化。”简单而朴素的时空观，才是时空探索的正确方向，并有可能搞清楚“时空大厦的基础是什么？”这类问题。 （转载自张天健_560的博客） (责任编辑：admin) |