關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)速度的科學(xué)猜想

昝廷全

(中國傳媒大學(xué) 中國系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)研究中心，北京100024)

1 關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)速度的猜想

我們從數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)實(shí)世界的對(duì)應(yīng)關(guān)系出發(fā)討論物體的運(yùn)動(dòng)速度問題。 回顧數(shù)學(xué)發(fā)展的歷史，與其他任何一門學(xué)科一樣，在學(xué)科誕生之初，其所研究的問題都是直接來源于現(xiàn)實(shí)問題。但當(dāng)這個(gè)學(xué)科發(fā)展到一定程度之后，為了學(xué)科本身的完備性會(huì)從學(xué)科內(nèi)部派生出許多新的研究課題，這些問題并不直接來源于現(xiàn)實(shí)世界。這種情況在數(shù)學(xué)中最為明顯。雖然這些問題并非直接來源于生產(chǎn)實(shí)踐，但我傾向于認(rèn)為，數(shù)學(xué)家發(fā)明的所有數(shù)學(xué)工具、數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)空間在現(xiàn)實(shí)生活中都會(huì)找到可相對(duì)應(yīng)的具體對(duì)象(昝廷全，2012)。即使某些結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的處理工具現(xiàn)在一時(shí)還沒有找到與之對(duì)應(yīng)的現(xiàn)實(shí)對(duì)象，但是遲早會(huì)在現(xiàn)實(shí)中找到用武之地。

更何況，數(shù)學(xué)家本身就是生活在現(xiàn)實(shí)世界里的，數(shù)學(xué)家所能想到的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)從某種程度上來說已經(jīng)受到了他所處的現(xiàn)實(shí)世界的影響。這至少為數(shù)學(xué)理論系統(tǒng)與現(xiàn)實(shí)世界系統(tǒng)的模擬提供一個(gè)溝通的渠道，兩個(gè)系統(tǒng)在邏輯上完全有可能存在某種模擬關(guān)系。

我們知道，《易經(jīng)》是中國古代勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶。《易經(jīng)》本來是一本占卜的書。后來，儒家賦予它以宇宙和形而上學(xué)的意義，并且從宇宙聯(lián)系到人生、倫理與社會(huì)，這一部分內(nèi)容被稱為“易傳”附于《易經(jīng)》之后?！耙讉鳌敝杏芯湓捊凶觥啊兑住放c天地準(zhǔn)”。其意思是說，在宇宙之中存在“《易經(jīng)》符號(hào)系統(tǒng)的確切對(duì)應(yīng)物(馮友蘭，2012)。這種思想可以被解讀為數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)實(shí)世界之間存在某種對(duì)應(yīng)關(guān)系的思想的原胚。

數(shù)學(xué)家很早以前就發(fā)明了零到無窮的概念，并且建立了實(shí)數(shù)與數(shù)軸的點(diǎn)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。受上述數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)實(shí)世界之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的啟發(fā)，我們提出如下物體運(yùn)動(dòng)速度的猜想，并稱之為關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)速度的科學(xué)猜想。

關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)速度的科學(xué)猜想：自然界物體的運(yùn)動(dòng)速度覆蓋從0到∞的全部數(shù)軸。

2 超光速世界物理定律的極限

根據(jù)上述關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)速度的科學(xué)猜想，自然界物體的運(yùn)動(dòng)速度可以是0到∞之間的任何一個(gè)數(shù)值。根據(jù) Einstein 相對(duì)論關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)速度的假設(shè)，自然界任何物體的運(yùn)動(dòng)速度都不可能超過光速(C)，從而，光速獲得了一個(gè)非常特殊的地位。而且，根據(jù)這個(gè)假設(shè)所推出的相對(duì)論結(jié)論得到了實(shí)踐的檢驗(yàn)，這就說明，光速確實(shí)是所有物體運(yùn)動(dòng)速度的一個(gè)“極”。但是，若就此斷定，自然界物體運(yùn)動(dòng)速度不能超過光速，可能還有商榷的余地。況且，物體運(yùn)動(dòng)速度到達(dá)光速之后嘎然而止，好像也不符合美學(xué)中的對(duì)稱原則。昝廷全(2005)曾經(jīng)提出，科學(xué)和藝術(shù)是探索真理的兩條不同途徑?？茖W(xué)途徑的特點(diǎn)是可靠；藝術(shù)途徑的特點(diǎn)是直接。兩者各有各的優(yōu)勢。實(shí)際上，歷史上很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)都是從藝術(shù)或者和藝術(shù)比較接近的側(cè)面得到啟發(fā)的。

如果接受上述關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)速度的猜想，接下來的第一個(gè)問題就是，超光速世界的物理規(guī)律是什么樣子？

為了弄清楚這個(gè)問題，我們首先要明白科學(xué)發(fā)展的一般規(guī)律：新理論是舊理論的拓展，舊理論是新理論的“極限情況”。在物理學(xué)中，這被稱為“對(duì)應(yīng)原理”。按照這種思路，我們猜想：超光速世界物理規(guī)律在物體速度逼近光速時(shí)，應(yīng)當(dāng)以Einstein的相對(duì)論為極限?；蛘哒f，Einstein相對(duì)論是超光速世界物理規(guī)律在物體速度趨于光速時(shí)的極限情況。

這樣，我們就得到了一個(gè)物理規(guī)律依速度的圖譜，如圖1所示。

圖1 物理規(guī)律依光速的圖譜

根據(jù)上述圖譜，超光速世界物理規(guī)律在物體速度接近光速時(shí)以Einstein相對(duì)論為極限；Newton理論是相對(duì)論在宏觀低速時(shí)的極限。

3 超光速測量的新思路

為了敘述的方便，我們把相對(duì)論成立的接近光速的世界稱為Einstein世界。從Einstein相對(duì)論發(fā)表以來，關(guān)于超光速的爭論一直沒有停止。最后，所有的爭論和質(zhì)疑都落在了超光速測量上，關(guān)鍵是要測量到超光速現(xiàn)象。

根據(jù)我們的理解，現(xiàn)在所有的測量都是以電磁波為中介。因此，確實(shí)不能準(zhǔn)確測量到超光速現(xiàn)象。這就像刻度最大只有100的溫度計(jì)，無論如何都無法準(zhǔn)確測出超過100的溫度。因此，我們認(rèn)為，超光速測量必須要有新的思路。

我們提出的超光速測量新思路的基本想法就是遵照系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)中層級(jí)戰(zhàn)略思想(昝廷全，2003)。為了具體起見，我們結(jié)合一個(gè)例子來說明層級(jí)戰(zhàn)略的基本思想：如何利用6根火柴棍擺出4個(gè)三角形？進(jìn)行簡單的操作將會(huì)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)問題在平面上(2維空間)是沒有解的。但是，如果在2維空間的基礎(chǔ)上加1維，在3維空間中，就可以很容易的擺出4個(gè)三角形。一般地講，許多在低維空間沒有解的問題，在高維空間可能就有解了，甚至可以找到最優(yōu)解。

根據(jù)上述層級(jí)戰(zhàn)略的基本思想，我們可以提出超光速測量的新思路：增加超光速測量的維數(shù)(自由度)。這又可以劃分兩個(gè)方面：一是從單獨(dú)測量速度，轉(zhuǎn)為至少增加一個(gè)變量和速度一起測量；二是從測量儀器方面考慮如何升維。

上述這種思路對(duì)于解決量子物理學(xué)中的“測不準(zhǔn)原理”同樣有效，至少可以增加一個(gè)思維的窗口。

4 討論與展望

本文提出的觀點(diǎn)并沒有得到實(shí)踐的檢驗(yàn)，因此，只能稱為猜想。但是，確實(shí)有文獻(xiàn)報(bào)道，有人“測到過”超光速。只是因?yàn)椴荒茉诳茖W(xué)實(shí)驗(yàn)的意義上進(jìn)行重復(fù)測量，所以，不能作為支持超光速現(xiàn)象存在的科學(xué)證據(jù)。我們認(rèn)為，這種超光速測量之所以不能“重復(fù)”，可以是因?yàn)樗麄兪窃贓instein世界和超光速世界的交叉界面上進(jìn)行測量的。因此，他們測到的可能是由于超光速世界的“漲落”，即超光速物體的速度偶爾落入光速以下的瞬間的情況。

如果接受本文關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)速度的猜想，可以期望，在超光速世界有著非常豐富的物理現(xiàn)象。這些物理現(xiàn)象遵守既不同于Newton理論，也不同于Einstein相對(duì)論的特殊物理規(guī)律。我們現(xiàn)在唯一能夠預(yù)期的就是，超光速世界所遵循的物理規(guī)律在物體速度趨于光速時(shí)將以Einstein相對(duì)論為極限。

[1]馮友蘭.中國哲學(xué)史[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2012.

[2]昝廷全.層級(jí)戰(zhàn)略[J].數(shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究，2003(4).

[3]昝廷全.科學(xué)+藝術(shù)：探索真理的兩條不同途徑[A].學(xué)問之道[C].北京：北京廣播學(xué)院出版社，2005.

[4]昝廷全.數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)實(shí)的對(duì)應(yīng)：《易》與天地準(zhǔn)[EB/OL]，http：//blog.sina.com.cn/zantingquan，2012.

[5]昝廷全.系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)史記：1985-2012[M].北京：科學(xué)出版社，2014.