现代物理学
纪律的本质
物理学是人们对无生命自然中物质转化的知识的定期总结。应该有两种运动和转化。一个是早期人类视觉的延伸，另一个是现代人通过发明和创造用于观察和测量的科学仪器而获得的实验结果。从不同的研究角度和观点，物理学可以分为微观和宏观两部分。宏观是直接考虑整体效应，而不是分析粒子群中最早出现的单一效应。随着科学技术的发展，微观物理已经逐渐完善。
其次，物理是另一种智力。
正如诺贝尔物理学奖获得者、德国科学家波恩所说:“与其说是因为我发表的作品包含了对自然现象的发现，不如说是因为它包含了关于自然现象的思维和方法的科学基础。”物理学被认为是一门重要的科学，不仅因为它深刻揭示了客观世界的规律，而且因为它在发展和成长的过程中形成了一套独特而有效的思想和方法体系。正因为如此，物理学已经成为人类智慧的结晶和文明的瑰宝。
大量事实表明，物理思想和方法不仅对物理学本身有价值，而且对整个自然科学乃至社会科学的发展都有重要贡献。一些人认为，自20世纪中叶以来，超过一半的诺贝尔化学、生物学、医学甚至经济学奖获得者都有物理学背景。这意味着他们从物理中学到了智慧，并在非物理领域取得了成功。另一方面，从未发现有非物理背景的科学家获得诺贝尔物理学奖。
简而言之，物理学是对规律的总结，是对经验的科学本质的理论理解。
研究方法
对于物理理论和实验来说，物理量的定义和测量假设的选择，理论的数学发展，理论和实验的比较都符合实验规律，是物理理论的唯一目标。
人们可以通过这种结合来解决问题，即预测和指导科学实践。这不是一个大的唯物主义思想，而是物理学理论的实际目的和结构。
意识形态理论
物理学与形而上学的关系
基于对形而上学产生的非经验主义客观原则的不断反思，物理学理论可以用它自己的科学术语来判断。这并不取决于他们可能从属于哲学流派的命题。从要描述的物理属性中选择简单的性，而其他属性是分组想象和组合。通过适当的测量方法和数学技巧，我们可以进一步了解事物的本来面目。实验中选择的量之间有一定的对应关系。一种关系可以有许多与之对应的实验，但一个实验不能对应许多关系。换句话说，一个规则可以反映在许多实验中，但是许多实验不一定只反映一个规则。
对于物理学来说，理论预测与现实是否一致是判断真理的唯一标准。
本文回顾了物理学发展的历史，探讨了21世纪物理学的发展方向。或许我们应该从两个方面探索现代物理学革命的突破:(1)发现客观世界中除四种已知力之外的其他力；(2)通过考察相对论和量子力学理论基础的缺陷，重新定义时间和空间，建立新的理论。
20世纪即将结束，21世纪即将到来。20世纪是光辉的世纪，是社会发展最快的世纪，是科学技术发展最快的世纪，是物理学发展最快的世纪。在过去的100年里，物理学发生了一场革命，建立了相关的性质和量子力学，完成了从经典物理学到现代物理学的转变。自20世纪20年代和30年代以来，现代物理学在深度和广度上进一步蓬勃发展。一系列新的跨学科和边缘学科已经出现。人类对物质世界的规律有更深刻的理解。物理学理论达到了一个新的高度，现代物理学也达到了成熟阶段。
在世纪之交，人们自然希望展望21世纪物理学的发展前景，探索物理学未来的发展方向。我想谈谈我对这个问题的一些看法。首先，让我们回顾一下上世纪初物理学的发展，并把现在的情况与100年前的情况进行比较。探索21世纪物理学的发展方向是非常有益的。
一、历史回顾
19世纪末20世纪初，经典物理学的所有分支都发展到了完美和成熟的阶段。随着热力学、统计力学和麦克斯韦电磁场理论的建立，经典物理学达到了顶峰。那时，人们以系统的形式描绘了一幅清晰而完整的物理世界的图画，它可以完美地解释几乎所有观察到的物理现象。由于经典物理学的巨大成就，许多物理学家提出了这样的想法:物理学的建筑已经建成，物理学的发展已经基本完成，人们对物理世界的解释已经走到了尽头。物理学中的一些基本问题和原理问题已经解决了，剩下的只是进一步精确的问题，也就是说，对某些细节进行一些补充和修正，使已知公式中的常数更精确。
然而，在19世纪末20世纪初，当物理学家在庆祝物理建筑的竣工时，科学实验发现了许多经典物理学无法解释的事实。第一个是在世纪之交发现了物理学的三大发现:电子、X射线和放射性现象的发现。其次，两个“乌云”出现在经典物理学的晴空:“以太漂移的零结果”和黑体辐射的“紫外线灾难”。其他人开始讨论宇宙的创造，认为宇宙从“无”中诞生，并将在未来继续朝着这个方向发展。从根本上说，现代宇宙学的持续发展依赖于对更广阔宇宙的新观测结果，这就要求人类创造出在所有波段都比哈勃性能更好的太空天文望远镜。这是一项非常困难的任务。
就我个人而言，我不相信宇宙创造论，我认为“大爆炸”理论只是对宇宙的一种近似描述。因为宇宙学只研究我们能观察到的范围内的“宇宙”，我相信宇宙是无限的。除了我们的“宇宙”，还有无数的“宇宙”。这些宇宙不是不相关和孤立的，而是相互影响和作用的。现代宇宙学只研究我们的“宇宙”，当然，它只能得到近似的结果。如果我们把他们的研究延伸到“宇宙”的开端和遥远的未来，我们将会犯更大的错误。
3)探索不同层次之间的联系。
这是统计物理研究的主要内容。20世纪在这个领域取得了巨大的成就。首先，非平衡统计物理取得了很大进展。然后，建立了“耗散结构”理论、协调理论和突变理论。于是，混沌理论和分形理论相继发展起来。所有这些分支都属于非线性科学的范畴。相信非线性科学的发展在21世纪有着广阔的前景。
上述物理学的发展仍然是在现有的现代物理学基本理论的框架内。下个世纪物理学的基本理论应该如何发展？一些物理学家正在追求“超统一理论”。在这方面，起初是爱因斯坦、海森堡和其他天才科学家试图探索“统一场论”。直到1967年和1968年，美国的温伯格和巴基斯坦的萨拉姆提出了统一电磁力和弱力的“弱电理论”。目前，一些物理学家正在探索强大的“大统一理论”和“超统一理论”，即将四种力与重力结合在一起。他们的探索能否成功还没有确定。
爱因斯坦最初对“统一场论”的探索是基于他的“物理世界统一”的思想，但他努力探索了30年，最终失败了。对此我有不同的看法。根据辩证唯物主义的基本原理，我认为“物质世界既统一又多样”。也不要谈论对“超统一理论”的追求能否成功，即使这个理论完成了，它也不是物理学发展的终点。因为“在绝对整体宇宙发展的过程中，每个特定过程的发展是相对的，所以在绝对真理的长河中，人们对特定过程在每个特定发展阶段的理解只有相对真理。无数相对真理的总和就是绝对真理。”“人们在实践中对真理的理解永远不会停止。”
现代物理学的革命将如何发生？我认为可能有两个方面值得研究:
1)客观世界不一定只有四种力量。第五和第六的力是什么？我们不知道。我的直觉是，未来发现的第五种力量可能存在于生活现象中。物质形成生命体后，它的运动和变化太微妙了。我们不知道的问题太多了。我们今天对生命科学的理解就像亚里士多德的物理学一样。因此，在这一领域取得突破性进展是非常可能的。在我看来，物理学和生命科学的交叉是21世纪物理学的发展方向之一，与此相关的非线性科学的发展是最复杂的研究。
2)现代物理理论只是相对真理，而不是绝对真理。现代物理学革命的突破应该通过审视现代物理学理论基础的不完善来探索。我的观点将在下一节介绍。
第三，现代物理学的理论基础完善吗？
相对论和量子力学是现代物理学的两大支柱。他们的理论基础完美吗？让我们考虑这个问题。
1)相对论综述
在那些日子里，爱因斯坦开始思考光速和时间的本质，并创造了狭义相对论[1]。今天，我们应该从重新思考时间和空间的概念开始，以探索现代物理学革命的突破。爱因斯坦对狭义相对论的创造始于《[4》中两个“事件”在不同地方的同时发生。他规定“同时性”是通过用光信号校正不同地方的两个时钟来定义的，从而自然地导出洛伦兹变换，进一步导出四维时空(X，Y，Z，ict)(c是光速)。为什么爱因斯坦提出用光信号来校正时钟，而不是用其他信号？他的论文中没有解释这个问题，事实上它有着深刻的含义。
时间和空间是物理运动的表现。没有物理运动，我们就不能谈论时间和空间。定义时间和空间时，我们应该解释什么是运动时间和空间。现代物理学认为距离的作用不存在。在A的“事件”影响在B的“事件”，它必须通过某个字段传输。传输需要一定的时间。时间和空间的定义与传输速度密切相关。如果这个场是电磁场，电磁相互作用的传输速度就是光速。因此，爱因斯坦对时空的定义实际上是关于由电磁相互作用引起的物质运动的时空，这适用于描述这种运动。
爱因斯坦将他对时间的定义应用于所有的物质运动，事实上，这意味着重力相互作用的速度也是光速。但是重力相互作用也是以光速传播的吗？让引力相互作用的转移速度为c’。到目前为止，没有实验事实证明c’等于c。爱因斯坦实际上假设c = c’是因为他的世界观是“物质世界的统一”。我认为“物质世界既统一又多样”。此外，电磁力和重力的强度在数量级上相差太多，所以我认为c’可能不等于c。至于样品，由电磁力引起的物质运动的四维时空(x，y，z，ict)和由重力引起的运动的时空(x’，y’，z’，IC’t’)是不同的。如果研究中的问题只涉及一个相互作用，根据理论建立的运动方程的形式将保持不变。例如，爱因斯坦的引力场方程有相同的形式，只是把常数C改为C’。如果正在研究的问题涉及两种相互作用，就需要建立一个新的理论。然而，首先要通过实验事实来判断C’和C是否相等。如果没有，则需要导出c '的值。
20多年前，我开始形成上述观点。那时，测量引力波是公众关注的焦点。我对那些实验抱有很高的期望，希望从实验结果中推断出C’是否等于C。不幸的是，在贾尼斯的努力下，引力波实验没有得到明确的结果，然后工作就变得冷了。爱因斯坦理论预测的引力波很弱。如果这种微弱的引力波在现代实验技术所能达到的测量灵敏度和精确度下是可以探测到的，那么长期实验中缺乏明确的结果似乎意味着爱因斯坦理论的缺陷。这个问题应该从C’可能不等于C的角度来考虑。如果C’和C有很大的不同，就有可能得出引力波的强度比根据艾因劳动保护理论预测的要弱得多的结果。
弱力和强力本质上不同于重力和电磁力。前两种是短程力，后两种是远程力。不同的相互作用通过转移不同的介质粒子来实现。引力相互作用的转移者是引力子。电磁相互作用的发射器是光子。弱相互作用的传播体是规范粒子(光子除外)；强相互作用的传递者是介子。引力子和光子的剩余质量为零。根据爱因斯坦的理论，引力相互作用和电磁相互作用的传输速度是光速。它与被转移粒子的静止质量和能量有关，所以它的转移速度是变化的。
当研究由弱或强相互作用引起的物质运动时，是否应该用弱或强信号代替光信号来定义惯性系统中不同位置的两个“事件”的“同时性”？我是核物理和粒子物理的门外汉，不想轻率地回答这个问题。如果光信号应该被弱力或强信号所代替，那么关于弱力或强力引起的物质运动的时空和关于电磁力引起的运动的时空(x，y，z，ict)和关于重力引起的运动的时空(x，y，z，ic't ')
有很大的不同。假设弱相互作用或强相互作用的转移速度是C”，C”不是常数，而是可变的，那么由弱相互作用或强相互作用引起的运动的时空是(x”，y”，z”，Ic''' t ' ')，时间T ' '和空间(x”，y ' '，z ' ')将是C '的函数。然而，很可能这个问题应该考虑如下:关于由弱力引起的运动的时空，速度c1与标准粒子的剩余质量取为零应该代替定义中的光速C。因为“电弱理论”统一了弱力和电磁力，所以c1=c是可能的，那么由弱力引起的运动的时空和由电磁力引起的运动的时空是相同的，并且是(x，y，z，ict)。关于力引起的时空运动，定义应该把介子的静止质量取为零(理论上为零，实际上没有静止质量为零的介子)，而不是光速，光速可能不等于光速..那么由力引起的运动的时空(x″，y″，z″，IC″′t″)不同于(x，y，z，ict)或(x′，y′，z′，IC′t′)。无论上述两种考虑中哪一种是正确的，整个物质世界的时空都将高于四维多维时空。对于短程力(或只有强力)引起的物质运动，如果时空有了新的含义，就需要建立新的理论，也就是说，需要建立新的量子场论、新的核物理和新的粒子物理。如果所研究的问题同时涉及远程力和短程力(特别是强力)，就需要建立新的理论。
1)量子力学综述
当从量子力学发展到量子场论时，我们遇到了“发散困难”[6]。从1946年到1949年，日本的长崎一郎、美国的费曼和施文格提出了“重组”的方法，克服了“分歧困难”。然而，“重组”理论仍然存在逻辑缺陷，并没有完全克服这一困难。“发散困难”的一个基本原因是粒子的“固有”能量(静态能量)是与运动能量和相互作用能量[6一起计算的，这与υ=0时的德布罗意波不同。
我进退两难:如果采用传统的德布罗意关系，我不得不接受不合理的德布罗意波奇点；如果我们采用修正的德布罗意关系，我们必须面对使新理论满足相对论协方差的难题。有没有其他办法解决这个问题？我认为这个问题也可能与时间和空间的定义有关。在量子力学理论中，时宽人的定义在本质上仍然是决定论的定义，不确定性原理是微观世界的基本规律。因此，时间和空间不是严格确定的，决定论的时空本质不再适用。当时间或空间间隔很小时，描述事件顺序的“之前”和“之后”的概念将失去意义。此外，在重新定义时间和空间时，我们还应该考虑相关物质运动的类别。模糊数学发展得相当成熟。将这种数学工具应用于微观世界的时空定义可能值得一试。
1)21世纪物理学将继续向三个方向发展(1)微观方向深化；(2)向宏观方向扩展；(3)进一步探索不同层次之间的联系，进一步发展非线性科学。
2)有必要从两个方面寻找现代物理学革命的突破口。(1)寻找客观世界中已知的四种力以外的力；(2)通过回顾相对论和量子力学的理论基础，重新定义时间和空间，建立新的理论。
3)由于现代物理学尚未经历“危机”，现代物理学革命的条件可能还不成熟。物理学的发展和物理学革命都依赖于从物理实验和对客观物质世界的观察中获得新的结果。实验和观察是物理学发展的重要定量手段，这是我们应该注意的首要问题。然而，科学和物理的发展有其自身的逻辑，符合客观规律、有深刻见解的思维也是关键。
我的意见和别人不同。这可能不是一个伟大的洞察力，或者它可能被一些人认为是非传统和非理性的。不过，我希望这些观点能起到抛砖引玉的作用，并引出大量有深刻见解的“玉”。当“非常规”和“常识”的思想在物理学的花园中绽放时，我们将迎来一个更加光明的物理学未来！