黑洞|强引力理论和弱引力理论


黑洞|强引力理论和弱引力理论
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在物理学的四个概念:能量、功、场和力之中 , 能量和功的概念与场和力的概念符合科学哲学对应性的等效原理或等效性的对应原理 。 能量相当于静态的功 , 功相当于动态的能量;场相当于静态的力 , 力相当于动态的场 。 能量的形态有多种 , 运动的物体有动能 , 静止的物体有势能 , 能量的大小反映了物体做功的能力 , 物体对内、对外做功时必然消耗一定的能量 , 功和能量使用了同一种单位 。 能量和场量符合科学哲学守恒论的等效原理或等效论的守恒原理 , 可以从能量的转换和守恒定理相应地推导出“场量的转换和守恒定理” 。
功是能量运动和作用的表现形式 , 同样 , 力是场运动和作用的展现形式 。 能量和场量、功和力的单位可以有所不同 。 能量和场量不停地转化和变化 , 但总的能量和场量永恒存在 , 保持总量的不变性 , 功和力随之不停地产生和消亡 。 能量和场量好似中国道家哲学中的“道” , 功和力好似道家哲学中的“物” , 道的根本性对应了物的派生性 。 可以从科学哲学上将四个物理概念:能量和功 , 场量和力简化为两个物理概念——能量和力 , 为此把物理学简要地定义为一门研究力和能量相互关系的自然科学 。 或是能量在消耗和转化过程中产生了持续性力的作用或“做功” , 或是持续性力的作用或“做功”产生了能量的积累和转化 。
以科学哲学的相互作用原理为依据 , 可以将力的概念定义为物体与物体或物体与时空的相互作用 , 比如:强力是强子之间的相互作用 , 引力是物质与时空的相互作用 , 电磁力是电场与磁场的交互作用等 。 抽象的力只存在于人们的观念中 , 具体的力不能脱离物体和时空而独自存在 。 物体之间的作用力既可以表现为它们的接触性 , 也可以表现为它们的非接触性 , 通过物体直接接触产生的力和通过物体非接触性或间接接触产生的力符合力学哲学作用论的等效原理 。
一种是通过物体接触产生的力 , 一种是通过物体非接触产生的力 , 两种力划分的相对性符合科学哲学的相对性原理 。 引力一类的自然基本力看起来似乎是一种非接触性的力 , 比如:地球和太阳没有发生直接的接触 , 它们之间的引力表现为人们目前“一知半解”的超距作用 。 摩擦力一类的非自然基本力看起来似乎是一种接触性的力 , 比如:车轮给地面施加了一个向后的摩擦力 , 地面则给车轮施加了一个向前的摩擦力 , 车辆的质量太小 , 它的摩擦力不足以推动地面或地球的“向后运动” , 而地面或地球的质量太大 , 它的摩擦力足以推动车辆的向前运动 。
实际上 , 所有的自然基本力和非自然基本力既属于物体直接接触方式产生的力 , 也属于物体间接接触或非直接接触方式产生的力 , 基本力或非基本力通过物体之间接触性和非接触性的产生方式符合科学哲学不可区分论的等效原理或等效论的不可区分原理 。 比如:万有引力可以产生在物体的内部 , 这是一种接触性的万有引力 。 小质量的固体物体在引力缩紧下变成了地球和月球 , 大质量的气体物质在引力压缩下变成了气态行星或等离子态的太阳和其它恒星 , 而相当于太阳质量若个倍的超大质量恒星在生命周期的晚期和在引力塌缩的作用下演变为不同形态的致密性天体——白矮星、中子星和黑洞 。
万有引力可以产生在物体的外部 , 这是一种非接触性的万有引力 。 万有引力在天体和星云的内部表现为接触力 , 在天体和星系的外部则表现为非接触力 。 比如:在地球和太阳之间产生了神秘的“超距作用” , 这是物理学家定义的非接触力 , 地球和太阳的超距引力为地球绕太阳的旋转提供了向心力 。 电磁力与引力一样表现为非接触或超距的作用 , 但可以把摩擦力和物体坠落地面的冲撞力看成是电磁力的使然 , 电磁力在摩擦力和冲撞力的情形中表现为物质接触性的力 。
【黑洞|强引力理论和弱引力理论】在“引力理论三段式的哲学图景”一文中探讨了牛顿的万有引力在距离极小的量子空间的失效性和爱因斯坦的引力场方程在时空极小的奇点世界的失效性 , 引力失效的“两大疑难”导致了量子引力概念的出现 。 量子引力既有可能从万有引力失效的量子时空产生 , 也有可能从引力场失效的奇点世界产生 , 量子引力理论从万有引力定律和从引力场方程的两种产生方式符合物理哲学路径论的等效原理 , 这就好像历史上的物理学家既有可能从牛顿的引力理论预言黑洞的存在 , 也有可能从爱因斯坦的引力理论预言黑洞的存在一样 , 从万有引力方程式预言黑洞和从引力场方程式预言黑洞的可能性符合天体哲学方法论的等效原理 。