“舟行不觉”和暗宇宙——惯性运动、相对性原理及其宇宙起源

在牛顿力学和狭义相对论中,惯性原理是定义物理量、引进物理规律的基准;然而,惯性运动和惯性系的起源没有解决,在如何确定惯性系的问题上,存在爱因斯坦所指出的“循环论证”。爱因斯坦试图引进任意运动之间的“广义相对性”摆脱惯性原理的“循环论证”,并进而描述引力。广义相对论取得了成功,但并没有实现运动的“广义相对性”。而且,在如何定义物理量、引进物理规律,与狭义相对论在对称性的意义上也并不相同。宇宙是暗的,在加速膨胀,并不渐近于闵氏空时,很可能渐近于常曲率的德西特空间。这对广义相对论及其宇宙学等提出尖锐挑战。陆启铿提出把相对性原理推广到常曲率空时。基于这个原理和不变普适常数原理,可以建立德西特不变的相对论。德西特对称性保证在德西特空时中既存在惯性原理,也存在宇宙学原理;二者通过两种彼此联系的同时性相互关联。这样,加速膨胀的3维球面的德西特宇宙背景就表现为德西特惯性运动和惯性系的起源。如果宇宙渐近于德西特宇宙,其3维宇宙空间应该渐近于这个3维球面,但对于平坦的偏离仅仅为宇宙常数的量级。同时,宇宙的时间演化方向,可以确定德西特宇宙模型的时间方向,进而可以确定德西特空时中惯性系的时间和空间坐标的方向。在这个意义上,演化的宇宙就成为德西特空时中惯性运动的起源,惯性系的确定不再存在“循环论证”。进而,作为这类惯性系退化情形闵氏惯性系和伽利略惯性系的确定,也不再存在“循环论证”。对于存在引力的情形,空时应该处处时时存在局域化的德西特惯性原理和具有局域德西特不变性的局域惯性系。这样,定义物理量和引进物理规律的局域化的基准,就与德西特相对论一致。演化的宇宙同样可以确定局域德西特惯性系。这是一条从伽利略惯性原理,经过庞加莱惯性原理,发展到常曲率空时惯性原理;并进而考虑惯性原理局域化的途径。与爱因斯坦发展到广义相对论的途径不相同,值得深入探讨。

狭义相对论的基本原理及其宇宙学意义——相对论百年札记

19、20世纪之交,物理学面临挑战.'以太漂移'的零结果与以牛顿绝对空间和绝对时间为背景的'光以太说'尖锐冲突,是最著名的挑战之一.

华罗庚与爱因斯坦相对论及其扩展——纪念华罗庚诞辰一百周年

华罗庚先生运用矩阵几何与投影几何,研究并简化了爱因斯坦狭义相对论的基本原理,得到惯性运动的对称性,并促进了对德西特不变的狭义相对论的研究.他的深入考察至今仍引领着我们如何面对精确宇宙学的挑战.爱因斯坦相对论作为以宇宙常数Λ>0为特征的宇观物理学的基础面临疑难.相对性原理应该扩充到具有两个不变普适常数c和l,具有24个生成元的惯性运动对称性的相对性原理.于是,存在庞加莱、德西特和反德西特不变的3种相对论,伴随着对偶庞加莱运动学,它们构成相对论三位一体.取l=R 3/Λ,德西特相对论提供宇观尺度之新运动学,亦可避开相对性的宇宙佯谬.华老不仅是大数学家,而且是大思想家和大教育家,是一位为复兴中华民族而奉献终身的伟大代表.

粒子物理的新的里程碑

轻子和层子的复合模型登场了。虽则是在意料之中,但毕竟是人类对物质结构的探索中一个值得重视的历史性事件。一、今年三月,应邀在美国得克萨斯州大学讲学的戴元本教授寄回一封信,信中说: “温伯格最近的兴趣在夸克、轻子复合模型方面,他做了一个工作,在一个……模型里,研究如何……(使)粒子得到不同的质量。”“

暗宇宙、马赫原理和惯性运动

从牛顿力学到爱因斯坦狭义相对论。惯性运动、惯性系和相对性原理起着突出的作用．具有极其重要的意义。然而，有关惯性运动、惯性系的起源问题一直没有解决。

质能公式与科学观

在众多难以计数的公式中，质能公式的影响无疑极大。其通常表述E=mc^2甚至成为文化艺术表示科学的时尚。其中的“质量”是所谓随速度v增大而增加的“相对论性质量”或“运动质量”m（v）=mγ，γ=（1-v^2/c^2）^-1/2。这里m为质量或固有质量，相应于所谓“运动质量”，通常又称之为“静止质量”，记为m0；c是光速。

恩格斯与催眠术——基于实践的理性批判

一 友人来访,问道:"看过恩格斯的<神灵世界中的自然科学>一文吗?" "当然看过,这是恩格斯<自然辩证法>一书中很有特色的一篇论文.在这篇文章中,恩格斯尖锐地批判了当时一些自然科学家中的经验主义,并深刻地指出,藐视辩证法、藐视一切理性思维的最肤浅的经验主义,是从自然科学到神秘主义的桥梁."我毫不犹豫地回答,并从书架上取出这部书. ……

九十年代理论物理学的发展趋势

今年年初,周光召、戴元本教授等4位学部委员为首的26位理论物理学家向国家有关部门提出,将《90年代理论物理学重大前沿课题》列为第八个五年计划期间基础自然科学研究的重大项目。以钱三强教授等9位学部委员为首的31位学者又联名致函有关部门,呼吁并支持立项。为什么要在90年代一开始就提出这一问题呢?这固然是与“八·五”即将开始这一时机有关。但更重要的,它是基于对理论物理学的发展规律的认识。

德西特不变的相对论及其宇宙学意义

暗宇宙的观测表明,相对论的空时理论与观念面临挑战。其实,狭义相对论关于静止钟和尺服从欧氏几何是有待检验的假定;在相对论体系中(狭义)相对性原理和宇宙学原理之间并不协调,等等;这些都表明相对论体系需要发展。事实上,从相对性原理与不变普适常数(c,R)原理出发,在德西特/反德西特空时中,可以建立相对论。爱因斯坦狭义相对论是曲率半径R趋于无限时的某种退化形式。在这类相对论中,具有两种同时性:贝特拉米坐标同时性和固有时同时性。对于前者,贝特拉米坐标系是惯性坐标系,相应的观测者为惯性观测者;自由粒子和光讯号满足惯性定律;可以定义守恒的可观测量,且满足推广的爱因斯坦关系。固有时同时性相应于共动观测;此时,贝特拉米度规成为罗伯特-沃克型度规。这表明,在这类相对论中,相对性原理与具有同样对称性的“完美”宇宙学原理之间存在内在联系,后者是前者的宇宙学依据和起源。这与马赫关于惯性运动起源的观点,在暗宇宙的意义下相似。如果观测宇宙及其未来视界渐近于罗伯特-沃克-德西特空时及其视界,3维空间是闭的,对于平坦的偏离为宇宙常数的量级;同时,观测宇宙具有熵界;存在相对于德西特宇宙背景静止的一类惯性系。当R趋于无限时,这类惯性系应仍然存在。简要叙述了如何建立具有局域德西特不变性的引力。

从恩格斯检验催眠术谈起

恩格斯检验过催眠术？是的.在《自然辩证法》的《神灵世界中的自然科学》一文里,恩格斯作了详细记载.

从两小儿辩日谈起

一两小儿辩日及其他 中学教材往往采用“两小儿辩日”的故事。故事出自《列子·汤问》： 孔子东游，见两小儿辩斗，问其故。一儿日：“我以日始出时去人近，而日中时远也。”一儿以日初出远，而日中时近也。一儿日：“日初出大如车盖，

空间、时间和宇宙理论面临挑战

空间、时间和宇宙观念是力学、物理学、天文学、数学和哲学的重要基本观念。'上下四方曰宇,古往今来曰宙'不仅道出古代三维空间和一维时间的概念,也道出空间、时间就是宇宙的本质。近代科学的发端必然涉及到观测方法,以及空间、时间和宇宙观念。哥白尼体系与托勒玫体系的斗争掀开近代科学的序幕,是近代空间、时间和宇宙理论及其变革的发端,直接导致牛顿力学和万有引力体系的建立。

狭义相对论的欧氏假定与暗宇宙的启示

本文分析爱因斯坦相对论中关于一类没有相对运动的惯性系中刚性量杆的欧氏假定,以及相对性原理与宇宙学间的不协调.简单介绍我国学者提出的德西特不变的相对论,以及由暗宇宙启示的马赫原理.该相对论提供一个加速膨胀的观测宇宙所渐近趋向的模型.这里,不存在相对性原理与宇宙学间的不协调,存在一类相对于宇宙背景静止的优越惯性系,3维宇宙空间是闭的,宇宙常数起到惯性运动起源的作用.同时,这个模型提供观测宇宙的熵界,与全息原理的猜测一致.当曲率半径趋于无限时,这类优越惯性系仍然存在,不完全是爱因斯坦狭义相对论.

工学结合模式对高职公共英语教学的启示——以海南软件职业技术学院为例

随着工学结合模式在高职教育改革中的逐步深入,工学结合模式的内涵不断深化,特征日渐凸显,已成为目前高职教改的重要切入点。由于对高职教育的偏见造成的高职生源素质问题,导致高职公共英语教学在师生教学心态、教学内容设置和教学形式,这三个方面长期处于无法突破的瓶颈期。以海南软件职业技术学院为例,工学结合模式给以上问题的突破和进展带来了新的理念和启示,同时也提出了新的要求。

学术思想、学术争论和物理学的发展

近代科学发展贯穿着学术思想和学术观点的争论．而且与哲学观点密切联系．这是科学发展的重要缘由之一。物理学正面临着挑战，更应重视学术思想和学术争论。 20世纪的物理学革命充满争论．量子物理最为典型。爱因斯坦、薛定谔等始终怀疑量子力学的完善性：玻尔、海森伯等组成的哥本哈根学派则不断为之辩护。关键在于波函数是否物理实在，如何解释测量，等等。

我们的宇宙与德西特相对论

精确宇宙学揭示，宇宙尺度的物理学应以极小的正宇宙常数为标志。这应受到高度重视。我们认为，较之爱因斯坦相对论，德西特（W．deSitter）相对论，包括德西特狭义相对论和以其局域化为基础的德西特引力，才能更好地反映这一特征。

从2006年诺贝尔奖看当代物理学的发展

瑞典皇家科学院将2006年度诺贝尔物理学奖授予马瑟（J．Mather）和斯穆特（G．Smoot）两位教授，表彰以他们为首的学者利用宇宙背景探测器（Cosmic Background Explorer，缩写为COBE）的数据，证实宇宙微波背景辐射的黑体形式．并发现各向异性。这次诺贝尔奖的颁布，肯定了精确宇宙学的一些重要成果。

第三陈类、“量子逻辑”与新文化

叫我“光召” 早在大学期间，就听说周先生的名字。原子弹试验成功后，又听说周先生功勋卓著。

从伽利略相对性到德西特狭义相对论

精确宇宙学的发现,使爱因斯坦相对论作为以宇宙常数Λ>0为特征的宇观物理学的基础受到挑战。对爱因斯坦理论基本原理的重新考察可以追溯到惯性运动的伽利略相对性、牛顿理论及其宇宙佯谬。相对性原理应该扩充到具有两个不变普适常数c和l,具有24个生成元的惯性运动对称性的相对性原理。于是,存在庞加莱、德西特和反德西特不变的三种相对论,三者伴有对偶庞加莱退化运动学构成相对论三位一体。取勰,德西特不变的狭义相对论为宇观尺度的运动学,且可避开惯性运动相对性的宇宙佯谬。

物理学不是一个完成的逻辑体系——从温伯格的一段话谈起

温伯格(S．Weinberg)在他的《引力论和宇宙论——广义相对论的原理和应用》一书的开篇，写下这样一段话：“物理学并不是一个已完成的逻辑体系。相反，它每时每刻都存在着一些观念上的巨大混乱，有些像民间史诗那样，从往昔英雄时代流传下来；而另一些则是像空想小说那样，从我们对于将来会有伟大的综合理论的向往中产生出来。”为什么温伯格会这样写呢?