关于物体运动速度的科学猜想

昝廷全

(中国传媒大学 中国系统经济学研究中心，北京100024)

1 关于物体运动速度的猜想

我们从数学结构和现实世界的对应关系出发讨论物体的运动速度问题。 回顾数学发展的历史，与其他任何一门学科一样，在学科诞生之初，其所研究的问题都是直接来源于现实问题。但当这个学科发展到一定程度之后，为了学科本身的完备性会从学科内部派生出许多新的研究课题，这些问题并不直接来源于现实世界。这种情况在数学中最为明显。虽然这些问题并非直接来源于生产实践，但我倾向于认为，数学家发明的所有数学工具、数学结构、数学空间在现实生活中都会找到可相对应的具体对象(昝廷全，2012)。即使某些结构及相应的处理工具现在一时还没有找到与之对应的现实对象，但是迟早会在现实中找到用武之地。

更何况，数学家本身就是生活在现实世界里的，数学家所能想到的数学结构从某种程度上来说已经受到了他所处的现实世界的影响。这至少为数学理论系统与现实世界系统的模拟提供一个沟通的渠道，两个系统在逻辑上完全有可能存在某种模拟关系。

我们知道，《易经》是中国古代劳动人民智慧的结晶。《易经》本来是一本占卜的书。后来，儒家赋予它以宇宙和形而上学的意义，并且从宇宙联系到人生、伦理与社会，这一部分内容被称为“易传”附于《易经》之后。“易传”中有句话叫做“《易》与天地准”。其意思是说，在宇宙之中存在“《易经》符号系统的确切对应物(冯友兰，2012)。这种思想可以被解读为数学结构和现实世界之间存在某种对应关系的思想的原胚。

数学家很早以前就发明了零到无穷的概念，并且建立了实数与数轴的点之间的一一对应关系。受上述数学结构与现实世界之间对应关系的启发，我们提出如下物体运动速度的猜想，并称之为关于物体运动速度的科学猜想。

关于物体运动速度的科学猜想：自然界物体的运动速度覆盖从0到∞的全部数轴。

2 超光速世界物理定律的极限

根据上述关于物体运动速度的科学猜想，自然界物体的运动速度可以是0到∞之间的任何一个数值。根据 Einstein 相对论关于物体运动速度的假设，自然界任何物体的运动速度都不可能超过光速(C)，从而，光速获得了一个非常特殊的地位。而且，根据这个假设所推出的相对论结论得到了实践的检验，这就说明，光速确实是所有物体运动速度的一个“极”。但是，若就此断定，自然界物体运动速度不能超过光速，可能还有商榷的余地。况且，物体运动速度到达光速之后嘎然而止，好像也不符合美学中的对称原则。昝廷全(2005)曾经提出，科学和艺术是探索真理的两条不同途径。科学途径的特点是可靠；艺术途径的特点是直接。两者各有各的优势。实际上，历史上很多科学发现都是从艺术或者和艺术比较接近的侧面得到启发的。

如果接受上述关于物体运动速度的猜想，接下来的第一个问题就是，超光速世界的物理规律是什么样子？

为了弄清楚这个问题，我们首先要明白科学发展的一般规律：新理论是旧理论的拓展，旧理论是新理论的“极限情况”。在物理学中，这被称为“对应原理”。按照这种思路，我们猜想：超光速世界物理规律在物体速度逼近光速时，应当以Einstein的相对论为极限。或者说，Einstein相对论是超光速世界物理规律在物体速度趋于光速时的极限情况。

这样，我们就得到了一个物理规律依速度的图谱，如图1所示。

图1 物理规律依光速的图谱

根据上述图谱，超光速世界物理规律在物体速度接近光速时以Einstein相对论为极限；Newton理论是相对论在宏观低速时的极限。

3 超光速测量的新思路

为了叙述的方便，我们把相对论成立的接近光速的世界称为Einstein世界。从Einstein相对论发表以来，关于超光速的争论一直没有停止。最后，所有的争论和质疑都落在了超光速测量上，关键是要测量到超光速现象。

根据我们的理解，现在所有的测量都是以电磁波为中介。因此，确实不能准确测量到超光速现象。这就像刻度最大只有100的温度计，无论如何都无法准确测出超过100的温度。因此，我们认为，超光速测量必须要有新的思路。

我们提出的超光速测量新思路的基本想法就是遵照系统经济学中层级战略思想(昝廷全，2003)。为了具体起见，我们结合一个例子来说明层级战略的基本思想：如何利用6根火柴棍摆出4个三角形？进行简单的操作将会发现，这个问题在平面上(2维空间)是没有解的。但是，如果在2维空间的基础上加1维，在3维空间中，就可以很容易的摆出4个三角形。一般地讲，许多在低维空间没有解的问题，在高维空间可能就有解了，甚至可以找到最优解。

根据上述层级战略的基本思想，我们可以提出超光速测量的新思路：增加超光速测量的维数(自由度)。这又可以划分两个方面：一是从单独测量速度，转为至少增加一个变量和速度一起测量；二是从测量仪器方面考虑如何升维。

上述这种思路对于解决量子物理学中的“测不准原理”同样有效，至少可以增加一个思维的窗口。

4 讨论与展望

本文提出的观点并没有得到实践的检验，因此，只能称为猜想。但是，确实有文献报道，有人“测到过”超光速。只是因为不能在科学实验的意义上进行重复测量，所以，不能作为支持超光速现象存在的科学证据。我们认为，这种超光速测量之所以不能“重复”，可以是因为他们是在Einstein世界和超光速世界的交叉界面上进行测量的。因此，他们测到的可能是由于超光速世界的“涨落”，即超光速物体的速度偶尔落入光速以下的瞬间的情况。

如果接受本文关于物体运动速度的猜想，可以期望，在超光速世界有着非常丰富的物理现象。这些物理现象遵守既不同于Newton理论，也不同于Einstein相对论的特殊物理规律。我们现在唯一能够预期的就是，超光速世界所遵循的物理规律在物体速度趋于光速时将以Einstein相对论为极限。

[1]冯友兰.中国哲学史[M].上海：华东师范大学出版社，2012.

[2]昝廷全.层级战略[J].数量经济技术经济研究，2003(4).

[3]昝廷全.科学+艺术：探索真理的两条不同途径[A].学问之道[C].北京：北京广播学院出版社，2005.

[4]昝廷全.数学结构与现实的对应：《易》与天地准[EB/OL]，http：//blog.sina.com.cn/zantingquan，2012.

[5]昝廷全.系统经济学史记：1985-2012[M].北京：科学出版社，2014.