昝廷全
(中國傳媒大學 中國系統(tǒng)經濟學研究中心,北京100024)
我們從數(shù)學結構和現(xiàn)實世界的對應關系出發(fā)討論物體的運動速度問題。 回顧數(shù)學發(fā)展的歷史,與其他任何一門學科一樣,在學科誕生之初,其所研究的問題都是直接來源于現(xiàn)實問題。但當這個學科發(fā)展到一定程度之后,為了學科本身的完備性會從學科內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)實世界。這種情況在數(shù)學中最為明顯。雖然這些問題并非直接來源于生產實踐,但我傾向于認為,數(shù)學家發(fā)明的所有數(shù)學工具、數(shù)學結構、數(shù)學空間在現(xiàn)實生活中都會找到可相對應的具體對象(昝廷全,2012)。即使某些結構及相應的處理工具現(xiàn)在一時還沒有找到與之對應的現(xiàn)實對象,但是遲早會在現(xiàn)實中找到用武之地。
更何況,數(shù)學家本身就是生活在現(xiàn)實世界里的,數(shù)學家所能想到的數(shù)學結構從某種程度上來說已經受到了他所處的現(xiàn)實世界的影響。這至少為數(shù)學理論系統(tǒng)與現(xiàn)實世界系統(tǒng)的模擬提供一個溝通的渠道,兩個系統(tǒng)在邏輯上完全有可能存在某種模擬關系。
我們知道,《易經》是中國古代勞動人民智慧的結晶?!兑捉洝繁緛硎且槐菊疾返臅:髞?,儒家賦予它以宇宙和形而上學的意義,并且從宇宙聯(lián)系到人生、倫理與社會,這一部分內容被稱為“易傳”附于《易經》之后?!耙讉鳌敝杏芯湓捊凶觥啊兑住放c天地準”。其意思是說,在宇宙之中存在“《易經》符號系統(tǒng)的確切對應物(馮友蘭,2012)。這種思想可以被解讀為數(shù)學結構和現(xiàn)實世界之間存在某種對應關系的思想的原胚。
數(shù)學家很早以前就發(fā)明了零到無窮的概念,并且建立了實數(shù)與數(shù)軸的點之間的一一對應關系。受上述數(shù)學結構與現(xiàn)實世界之間對應關系的啟發(fā),我們提出如下物體運動速度的猜想,并稱之為關于物體運動速度的科學猜想。
關于物體運動速度的科學猜想:自然界物體的運動速度覆蓋從0到∞的全部數(shù)軸。
根據(jù)上述關于物體運動速度的科學猜想,自然界物體的運動速度可以是0到∞之間的任何一個數(shù)值。根據(jù) Einstein 相對論關于物體運動速度的假設,自然界任何物體的運動速度都不可能超過光速(C),從而,光速獲得了一個非常特殊的地位。而且,根據(jù)這個假設所推出的相對論結論得到了實踐的檢驗,這就說明,光速確實是所有物體運動速度的一個“極”。但是,若就此斷定,自然界物體運動速度不能超過光速,可能還有商榷的余地。況且,物體運動速度到達光速之后嘎然而止,好像也不符合美學中的對稱原則。昝廷全(2005)曾經提出,科學和藝術是探索真理的兩條不同途徑??茖W途徑的特點是可靠;藝術途徑的特點是直接。兩者各有各的優(yōu)勢。實際上,歷史上很多科學發(fā)現(xiàn)都是從藝術或者和藝術比較接近的側面得到啟發(fā)的。
如果接受上述關于物體運動速度的猜想,接下來的第一個問題就是,超光速世界的物理規(guī)律是什么樣子?
為了弄清楚這個問題,我們首先要明白科學發(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”。在物理學中,這被稱為“對應原理”。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,應當以Einstein的相對論為極限?;蛘哒f,Einstein相對論是超光速世界物理規(guī)律在物體速度趨于光速時的極限情況。
這樣,我們就得到了一個物理規(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以Einstein相對論為極限;Newton理論是相對論在宏觀低速時的極限。
為了敘述的方便,我們把相對論成立的接近光速的世界稱為Einstein世界。從Einstein相對論發(fā)表以來,關于超光速的爭論一直沒有停止。最后,所有的爭論和質疑都落在了超光速測量上,關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,確實不能準確測量到超光速現(xiàn)象。這就像刻度最大只有100的溫度計,無論如何都無法準確測出超過100的溫度。因此,我們認為,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)經濟學中層級戰(zhàn)略思想(昝廷全,2003)。為了具體起見,我們結合一個例子來說明層級戰(zhàn)略的基本思想:如何利用6根火柴棍擺出4個三角形?進行簡單的操作將會發(fā)現(xiàn),這個問題在平面上(2維空間)是沒有解的。但是,如果在2維空間的基礎上加1維,在3維空間中,就可以很容易的擺出4個三角形。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)。這又可以劃分兩個方面:一是從單獨測量速度,轉為至少增加一個變量和速度一起測量;二是從測量儀器方面考慮如何升維。
上述這種思路對于解決量子物理學中的“測不準原理”同樣有效,至少可以增加一個思維的窗口。
本文提出的觀點并沒有得到實踐的檢驗,因此,只能稱為猜想。但是,確實有文獻報道,有人“測到過”超光速。只是因為不能在科學實驗的意義上進行重復測量,所以,不能作為支持超光速現(xiàn)象存在的科學證據(jù)。我們認為,這種超光速測量之所以不能“重復”,可以是因為他們是在Einstein世界和超光速世界的交叉界面上進行測量的。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。
如果接受本文關于物體運動速度的猜想,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相對論的特殊物理規(guī)律。我們現(xiàn)在唯一能夠預期的就是,超光速世界所遵循的物理規(guī)律在物體速度趨于光速時將以Einstein相對論為極限。
[1]馮友蘭.中國哲學史[M].上海:華東師范大學出版社,2012.
[2]昝廷全.層級戰(zhàn)略[J].數(shù)量經濟技術經濟研究,2003(4).
[3]昝廷全.科學+藝術:探索真理的兩條不同途徑[A].學問之道[C].北京:北京廣播學院出版社,2005.
[4]昝廷全.數(shù)學結構與現(xiàn)實的對應:《易》與天地準[EB/OL],http://blog.sina.com.cn/zantingquan,2012.
[5]昝廷全.系統(tǒng)經濟學史記:1985-2012[M].北京:科學出版社,2014.