關于物體運動速度的科學猜想

昝廷全

(中國傳媒大學 中國系統經濟學研究中心，北京100024)

1 關于物體運動速度的猜想

我們從數學結構和現實世界的對應關系出發討論物體的運動速度問題。 回顧數學發展的歷史，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實問題。但當這個學科發展到一定程度之后，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實世界。這種情況在數學中最為明顯。雖然這些問題并非直接來源于生產實踐，但我傾向于認為，數學家發明的所有數學工具、數學結構、數學空間在現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在一時還沒有找到與之對應的現實對象，但是遲早會在現實中找到用武之地。

更何況，數學家本身就是生活在現實世界里的，數學家所能想到的數學結構從某種程度上來說已經受到了他所處的現實世界的影響。這至少為數學理論系統與現實世界系統的模擬提供一個溝通的渠道，兩個系統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。《易經》本來是一本占卜的書。后來，儒家賦予它以宇宙和形而上學的意義，并且從宇宙聯系到人生、倫理與社會，這一部分內容被稱為“易傳”附于《易經》之后。“易傳”中有句話叫做“《易》與天地準”。其意思是說，在宇宙之中存在“《易經》符號系統的確切對應物(馮友蘭，2012)。這種思想可以被解讀為數學結構和現實世界之間存在某種對應關系的思想的原胚。

數學家很早以前就發明了零到無窮的概念，并且建立了實數與數軸的點之間的一一對應關系。受上述數學結構與現實世界之間對應關系的啟發，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∞的全部數軸。

2 超光速世界物理定律的極限

根據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∞之間的任何一個數值。根據 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。科學途徑的特點是可靠；藝術途徑的特點是直接。兩者各有各的優勢。實際上，歷史上很多科學發現都是從藝術或者和藝術比較接近的側面得到啟發的。

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展的一般規律：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：超光速世界物理規律在物體速度逼近光速時，應當以Einstein的相對論為極限。或者說，Einstein相對論是超光速世界物理規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律依速度的圖譜，如圖1所示。

圖1 物理規律依光速的圖譜

根據上述圖譜，超光速世界物理規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。

3 超光速測量的新思路

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象。

根據我們的理解，現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經濟學中層級戰略思想(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現，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，甚至可以找到最優解。

根據上述層級戰略的基本思想，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(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。

4 討論與展望

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象存在的科學證據。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象。這些物理現象遵守既不同于Newton理論，也不同于Einstein相對論的特殊物理規律。我們現在唯一能夠預期的就是，超光速世界所遵循的物理規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.層級戰略[J].數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.數學結構與現實的對應：《易》與天地準[EB/OL]，http：//blog.sina.com.cn/zantingquan，2012.

[5]昝廷全.系統經濟學史記：1985-2012[M].北京：科學出版社，2014.