和天地宇宙对话
· 人类的天性 ·
今天，中国已经走入了经济社会，有人们感叹，在科学自身造就的繁忙世界上，谁还有暇来顾及科学自身呢。但是不应忘记，从大自然中走来的地球人类每个人都有着欲与天地宇宙沟通心灵的天性。比如，有人写有一篇名为《生命是一项奇迹》的散文：
我常觉得生命是一项奇迹，一棵微不足道的小草，竟开出象海洋一样的湛蓝的花。两只毫不起眼的鸟儿，在枝头唱出远胜于小提琴的夜曲。在山里完全没有人看见的地方，一棵大树几千年自在地生长。在冰雪封冻的大地，仍有许多生命在那里唱歌跳舞，保有永不枯竭的暖意。当我们在星夜里，抬头望想无垠的天际，感于宇宙之大真要叫人落泪，这宇宙里有无数的星球，我们的地球在星球之中，有如无边沙滩的一粒沙子，那样不可思议的渺小。但在这样渺小的地方有着生命，有着爱，有着动人的歌声。生命是短暂的，然而即使不断的生死，也带不走生命作为一项奇迹的伟大。今天，在乡下的瓜棚看见几个绿色的瓜成熟了，看呀！一切都是现成的，这世界从不隐瞒我们，它是那样的简单和纯粹！就是一个瓜，也是明明白白，我们应该感谢这个天地世界。
也许，这一欲与天地宇宙沟通心灵的天性在很多人们的心绪和心境中只是一如过隙之梦。也许也有我们行于天地之间，观于山川秀丽景色之中，人们朝观云景，夜望星月，总是抹不去留在心头那个时常的天地宇宙的心影，天地宇宙中为什么有如此般美丽的景色！ 万物都源于何物? 世界里为什么有我？...... 也许，在朝日只见砖瓦砌筑的城市里，常坐在嘈杂的机器身旁，很多人生活在科学造就的繁忙的快节奏的工业社会里，无暇顾及这一工业社会的动力源头——科学，但也不会没有人曾对着不停运转的机器看得发呆，皮带的传动可以导致很多的灯泡制造出光芒，机械传动（做功）的最后结果可以生产出物质？——是啊，繁忙的快节奏的现代职业搅乱了人们感知自然的天性，我们之中的大多数人们，对于这些宝贵的自然感知没有做出更多的哲理思考，也无从对于诸如此类做功中产生物质的问题进行深刻的物理思考。也许，我们自命不是发现伟大理论的科学家，或许是无法克服职业谋生的拖累，或许觉得微小的发现对于人类的整个知识结构来说实在是微不足道，怕不足以引起人们的兴趣。是啊，很多时候我们感知自然的天性没有得到充分的发挥，我们欲与天地宇宙沟通心灵的情感总是被深深地埋藏。也许，我们珍惜宝贵的灵感机遇是最主要的，当然不是我们能够珍惜我们的灵感就会有所发现，但是，只有我们能够珍惜这些灵感，才有可能有所发现，才有可能解决曾浮于我们心头的科学问题。尽管对于天地宇宙之无限广阔，科学家总归是渺小的，然而，正因为宇宙之无限广阔，每一点对于天地宇宙的感悟都会让人感到兴奋、感到无限的乐趣。一位议员在参观了天文台的望远镜，面对美丽无垠的苍茫星空之后说道，看来，谁当选美国总统这并不是一件重要的事情。这是因为，人类是从天地宇宙中间走来，有着欲与天地宇宙沟通心灵的天性，对于一个人而言，从事天性爱好的事业是人的最大的满足，而无需获得另外人们对于某种灵感的认可。如果有人们痴情于某种事情，他可能不因为什么，只是因为从大自然中走来的人类拥有认识自然的天性。从另一方面意义上说，人类最大的事业是认识人类在宇宙中的地位和关心地球人类自身在茫茫宇宙中的命运。所以，从这一意义上讲，我们的天性和我们要做的事情是珍惜我们的天性，留住所有与天地宇宙沟通心灵的灵感，和天地宇宙对话。天地宇宙总是在倾听我们人类的每一点沟通心灵的感悟。当然，他也总是默默的宽容人类的对于他的各种误解，相信人类对于天地宇宙总比过去拥有更深更多的感悟。
· 面对万千物象世界，我们理解了多少？·
繁忙的生活之中，我们很少思考生活以外的事情，但是当我们有了安定的生活，有了闲暇以后，我们也许会思考我们身边以外的事情，思考万物的事理以及遥远的时空。——
休息天了，忙碌工作了一周的人们来到清静的大自然怀抱，感受青山绿水的宽阔与魅力，欣赏草木的芳香和亭台楼阁的多姿多彩，聆听鸟叫蝉鸣的大自然音乐。美丽的风光和愉悦的心情，也许此时勾引起我们对于大自然世界的遐想：
上帝真伟大，创造了纷繁美丽又波澜壮阔的世界，同时创造了能够感知世界的生物和会思考的人类。天地有多大？为什么我们能够看到这个美丽的世界？是因为光波吗？光波又是什么？
科学告诉我们光既是波动又很像粒子，世界上的万物都会不同程度的反射太阳光，光线跑进我们的眼睛，所以我们就看见了外面纷繁美丽的世界。那么光线到底是什么？人们曾经认为光是一种粒子，后来认为这是一种波动。现在人们说它既是波又是粒子，你能不能想象这是怎样一幅物质运动图像？如果光是振动的粒子，光是不是一个个旋转着的微型弹簧振子？微系统的旋转和振动体现了光的波动性质，微系统的移动体现了光波作为粒子的移动？如果光是波子，那么是什么样的一种超级气体接力传送了美丽的光波？有人说，这种超级的气体是引力场，你相信吗？
另外的问题，如果光更是一种波动，光也是物质的转移吗？是的，我们曾经这样认为光就像一颗颗极速飞行的粒子。但是如果认为光本质上是波动的传递，那么一般而言波动的传递是一种运动的传递而不是物质的转移过程。不过不管光是不是物质的转移，科学家好像曾经计算过太阳 50 亿年来因为发光导致的太阳质量减少的数量（0.03%？），也相信海水吸收太阳光的辐射温度升高水体质量会增加。但是至于发光是不是物质的散失问题，也许需要我们自己的头脑做出属于自己的回答。有些越是简单的问题，科学越是难以做出明确的答案。不过科学实验证实，高能量的光波可以转变为正负电子。光波如果仅仅是运动的传递，最后能够转化物质粒子的存在，这也许会使我们陷入‘运动可以转化为物质’的荒谬结论。
如果有机会，可以去参观潮汐发电厂，人类可以将地球的运动造成的潮汐转化为电力，电力可以驱动粒子达到接近光速的运动。实验显示，接近光速运动的粒子相互碰撞可以碰撞出更多的粒子，如果我们将潮汐电站的电力与粒子加速器相连，我们得到这样一个结论，地球可以牺牲自己的转动生产出物质！！
地球的运动通过一系列的机构操作可以生产出物质，这的确是有违事理的事情。运动是物质的空间位置的变化，如何能够转化为物质自身？这如同认为女人是因为做梦就会生产小孩一样荒唐可笑。可是接近光速运动的粒子可以碰撞出更多的粒子，这是实验室每天可以重复的事实。粒子可以生产粒子，也许不难相信。正像细菌可以生出更多的细菌，病毒可以生出更多的病毒。粒子也可能会生出更多的粒子，要不世界上这么多的粒子是谁创造的。如果不是上帝的创造，那么只有粒子自己创造新更多的粒子。不过从另一方面而言，我们毕竟没有亲眼看见接近光速的粒子可以撞出更多的粒子，不可能一下子就相信科学家的实验结论，也是完全可以理解的心态。但是我们通过皮带传动带动发电机让我们家里的电灯发出光芒应该是我们亲眼所见的现象，如果我们相信光是一种物质的转移，那么我们还是可以得到皮带传动可以产生物质的结论！！
再一次思考光和热的问题
七月骄阳似火，光波给我们带来美丽色彩，也给我们带来了热量，同时光波带给我们的也有困惑的问题。光波是不是就是一种我们看得见的热量？科学曾经认为热是一种特殊的物质，现在热是一种特殊的物质的观点已经被科学的人们几乎忘记，通常的科学认为热是一种能量或者分子的运动，但是人们从一种认识走向另一种新的认识的时候，并没有完全解决让我们困惑的很多问题。想想这种景象，太阳光跑到海水里，海水温度升高了，热量增加了，能说这太阳光不是我们亲眼可以看见的热质？这是不是表明热质说并不是完全错误？
太阳为什么万丈光芒，地球为什么有火山活动？关于热现象世界，我们的确还有许多的问题。是啊，那么地球为什么有火山活动呢？是因为地球内部有一个内部火热世界，那么地球内部火热世界的热量来自于什么地方？
时代的进步，除了在科普书上或者地理书上听说了有火山这么回事，电视上我们也可能看到过火山地喷发的壮观景象，但是对于地球总体上是一个火海世界，我们毕竟缺乏直接的感性认识，毕竟地球的外表是一个温和凉快的世界。有兴趣我们可以来到五大连池旅游，我们眼前的火山口遗迹是真实的，如你的喜欢，你也可以来浙江的雁荡山旅游，这里据说是典型的火山岩浆地貌的遗迹。面对感觉和理性的不一致，我们是否曾经思考这样的问题，地球内部真的是火海世界？我们人类真的是居住在火海世界的一块“浮冰”之上？地球内部的火热世界会不会有一天突然发烧，把我们的地壳融化，让我们失去居住的家园？如果地球真的是火海世界，那么多的热量来自何处？地球内部有无尽的煤炭资源在燃烧吗？关于这些问题，科学告诉我们，如果是煤炭资源燃烧的热量维持了地球内部的火热世界，50 亿年来，就算整个地球都是煤炭世界也维持不了 50 亿年的长期燃烧。科学家也假设地球的火热世界来自于地球形成时候的摩擦生热，一直保持到今天。不过 Kelven 计算过，如果地球内部没有其它热量来源，原始的热量由于地球地壳的热传导热量损失，只够维持地球内部大约 1000 万年的火热世界，然后地球冷却成为固体构造的世界。我们的科学可能并没有清楚地认识了热这种现象的本质？我们虽然遥望宇宙天际，我们也可能对于我们脚底下的问题更加一无所知。也许我们希望地球是一个固体构造的世界而不是一个内部火海世界，当然这样有一个好处，地震可以不再发生，不过同时地球的造山运动也同样地停止了，那么高山终有一天风化为大海，我们的子孙将失去赖以生存的陆地。
科学的发展，我们关于地球内部的火热世界的热量来源有了一个重核放射性能量的解释。但是解决了热源来源的问题这只是认识地热问题的第一步，还有很多问题等待着我们去认识。地球内部真的有热量传到地壳外面来吗？如果地球内部的火热世界通过地层在向地壳外面传递着热量，导热性能较差的沙漠下面应该有着超越常规的地层温度。沙漠下面的地层，往下面是火海世界，往上面是能够保温的沙漠层，想来应该有着一个超越其它地方的地层温度。但是沙漠下面超越常规的地层温度并没有被发现，沙漠下面倒是安静的躺着丰富的石油和煤炭资源，有趣的是沙漠居民每到夏天在沙漠下面寻找他们的清凉世界以度过每年沙漠地面上的酷暑。陆地地壳地层的温度分布几乎与地壳地层的导热性能无关，似乎说明地球内部的火海世界并没有通过陆地地壳向外面传递着热量。地球内部存在放射性热源是可以相信的，地球的放射性元素作为比较重的粒子应该更多地存在于地球的内部是可以肯定的，如果放射性元素产生的热量不会散失，地球内部的火热世界将会越来越热。但是陆地地壳地层的温度分布几乎与地壳地层的导热性能无关，也似乎明白无误地说明地球内部的火海世界并没有通过陆地地壳向外面传导着热量。地壳里外温差的存在，而我们的陆地却似乎没有得到来自地球内部高温世界的热量，这个问题曾经引起我们地理科学家们的兴趣。为了认识地球内部的火热世界以及传向地壳外面的热量是否符合地壳地层的传热分析，科学家们曾经通过卫星进行了地球热辐射观测。地球的辐射热量减去地球吸收太阳的热量，剩下的应该是地球内部火海世界传向地壳外面的热量。不过卫星观测得到的结论是，地球的辐射热量减去地球吸收太阳的热量，只有地壳地层的传热分析得到的一半数值，这一结果让人感到意外。如果卫星的观测数据可靠，我们的陆地没有得到来自地球内部高温世界的热量，这一推测可能是我们发现了科学以往理论不能解释的新的事实。科学的困难问题令人困惑，令科学家们伤透脑筋。科学的困惑问题并不总是在遥远的宇宙，也并不总是在看不清的微观世界，而是在我们看得见摸得着的身边世界。有温差而不传热，这个问题读者们是否觉得很有趣呢？如果我们在冬天，我们的身体也具有地球系统这种特性，我们可以少穿很多衣服啊。科学探索遥远的宇宙和细微的粒子，其实脚底下的问题和很多身边的问题也并没有很好解决。也许解开科学的困惑问题需要上帝赋予的灵感。也许科学留下的问题的确是一些困惑的和更难解决的问题，或许上帝的灵感已经光顾了其中一位喜欢此类思考问题的人，或许什么时候我们发现一本书已经揭开了这个问题的答案。也许你正在读着这样的书，本书作者在本书的第七篇等着和你一块研究这方面的问题。
天气太热，开动摩托车出去兜个凉风吧。车开得越快越感到清风的凉爽和恰意，你也许会想，坐在火箭头上那该是一番什么样的凉快感觉，肯定是非常非常地凉快吧。不过事实的结论可能与你的美好愿望相反。你是说火箭头上兜的是热风？你也许会想，不是在开玩笑吧。唉，要不是工程事实迫使人们接受，科学家也愿意相信火箭头兜的是凉风。但是如果你细心，你可能发现导弹头部有时候涂的是另外的颜色。其实那部分是一种耐高温的材料。这事说来的确有点传奇色彩。飞行器的头部高温现象最初是在喷气式飞机飞行实践中发现的，其头部超常温度的物理原因至今对于很多人仍然是个谜。早期的飞机工程师发现飞机头部的材料容易遭到破坏，最初不知道是什么原因，但是根据材料损坏的痕迹分析，象是高温融化的破坏痕迹。在排除了其它可能的破坏原因以后，工程师们只能将飞机头部材料容易破坏的原因推测为飞机头部存在超越理论设计计算的高温。飞机头部空气受到压缩会产生热量，工程师们是想到的，没有想到的事情是超常的温度大大超越热学理论的预计。如果相信飞机头部超常高温的事实，导致设计技术问题的产生有一种可能，工程师们猜测是不是飞机设计过程中热力计算有误，错误的理论计算低估了飞机头部的温度。飞行工程师们重新复核了热力计算过程，发现设计计算并没有错误。如果飞机设计过程中热力计算没有错误，那么不明原因的高温应该是一个新的物理理论问题。不过，对于工程师而言，经常会碰到这样的情况，理论不能解决工程实践的很多具体问题，由于司空见惯，也可能从不为此而感到惊奇。也请大家不要担心物理理论的不足和问题存在会影响工程师的工作，其实工程师的大多设计问题主要依赖于试验，物理理论对于工程师只不过起着一个串联工程知识的主线作用。正像有些物理理论对于物理学家们差不多只是起着串联现代物理现象的主线作用，物理理论对于工程师的作用也仅此而已。工程师有工程师的事情，不会长期迷于火箭头产生超常高温的物理理论问题，理论不能解决的事情可以转向按试验结论来进行工程设计。不过火箭头的超常高温至今对于科学而言，还是一个需要解决的物理问题。有兴趣的学者，可以在本书的第八篇与本书作者共同讨论火箭头高温问题和地热问题，也许这两个问题有着相似的物理原因。
功和能的本质是什么？
欣赏了美丽的大自然景色，思考了我们感兴趣的问题，然后又踏上了回家的旅途。火车上我们也许留意了服务员辛苦地将服务车一节一节车厢地推过去。服务员真辛苦，不过作为物理问题，服务员的辛苦做功该如何计算。假设服务员将服务车从最后一节车厢推到了最前一节车厢，此时火车也从杭州开到了上海，服务员地辛苦做功等于服务员所用的力乘以火车的长度。儿子问爸爸，老师说力作用在物体上所做的功等于力的大小乘以物体在力方向上移动的距离，为什么那个服务员所做的功应该乘以列车的长度而不是乘以杭州到上海的距离？不是在火车上看这个问题，在地面上的人看来，那辆服务车在服务员的推动下从杭州移动到了上海。当然为了体现服务员的辛苦，说服务员把服务车从杭州推到了上海是夸大的，服务车的确在服务员的推动下，从杭州推到了上海，不过是借用了火车自身的力量，服务员的辛苦长度，还是不会超出那辆列车的长度。也许这样的解释还没有触及问题的本质，本质的问题也许是，服务员肯定不是靠着小车推火车，也不完全是靠着火车推小车，做功作为一种物理行为，初步地说功和能的概念属于系统。服务员改变了小车与火车的相对位置。在这里，作者通过事例分析是想告诉大家一个物理道理，虽然有理论主张物理问题可以选择任意的参照系，实际上做功作为力学问题参照系的选择不是任意的。一般而言，功能原理只在具体问题的系统参照系上确定成立。
现在随着经济的发展，遇上了能源紧缺的时代，我们是应该好好再次关注能量的问题。不过能量作为物理学概念到底是一个什么样的东西？功又是什么？以往的认识功的问题就是能量的问题。说什么是功吧，功是能量变化的量度，什么是能量吧，能量是做功的能力。如果一个学生问物理老师，什么是功和能呢？哪位物理老师能够回答这个问题呢？看来似乎看透宇宙的科学一直来交给我们的总是一些糊里糊涂和不明不白的概念。关于什么是能量，我认为，一切能量本质上都是因为物质的运动，包括引力势能，你会相信吗？如果你不觉得这样的理解是合理的理解，那你认为功和能到底是什么样的东西呢？
电流的惯性，你注意到了吗？
一个晚上，儿子报告家里的一个开关坏了需要更换。小小开关坏了，懒得去请个电工师傅，我们自己修理吧。开关怎么会损坏了呢，是啊，别看那看不见的电流，它具有摧毁生命的巨大能力，它拥有巨大的能量呢。我们可能通过报纸电视都听说过家用电器引发火灾的报道。小小的开关问题是否引起了我们关于电现象知识的再次思考？小小开关执行电路断开工作的时候，是不是经受着强大电流的冲击？不是吗，细心的人可能发现了，小小开关在切断操作着的电路的时候，开关上会产生短暂的蓝光闪烁。光越蓝，说明温度越高，这短暂的蓝光是什么，学名叫电弧，俗名可以叫电火花。开关切断工作着的电路，为什么会在开关触片上产生蓝光闪烁？是电流冲击的表现吗，就象我们拿铁榔头砸在石头上碰出丝丝火星是一样的道理？也许真实的事理电火花真是电流对于开关的简单冲击，正象运动的火车撞上墙壁一样，无需太多的道理解释。开关经常受到电流的冲击，难怪小小开关有时会损坏。
如果我们喜欢简单原则上看问题，电子的流动确实应该很象列车的行驶，电学课程演示串联电感线圈的电路中的小电珠是慢慢地亮起来，而断开电路的时候，小电珠会接着再亮一会儿，而不是立即熄灭，由此我们联想坐火车的经历：火车是慢慢地平稳地启动，在不知不觉之中，火车开始加速了，过了很长时间才飞快地跑起来。事物静着不愿意运动，运动以后又不愿意静止下来，事物这种试图保持原有运动状态的现象，物理学家们称事物的这种天性行为为惯性。我们要飞快的列车突然停止下来是不容易的，列车前方突然出现什么东西，或者是一位美丽可爱的美人，列车都会勇敢的冲杀过去，不会有丝毫的犹豫。列车要在一个地方停止下来，它远远的时候就开始切断动力，然后列车滑行着慢慢减速，走了很长距离才停下来。带着电感线圈的电路上的电流流动和列车的运动是何等类似！那么电流的流动，其机理是不是就是类似列车那样的惯性呢？在这里，一切的电流自感应解释是多余的和繁琐的废话？！
· 科学的发展，我们却拥有更多的问题 ·
虽然科学家们也在反对地球人类的科学已经走到了终点的观点，承认科学并不完美，存在着很多问题，有着很多值得继续研究探索的课题和领域，但是科学很多时候留给我们的大众学者的确是一种完美的感觉。也许是中国的知识教育模式，老师很少和学生讨论科学本身的问题。与其它国家的学子相比，中国的学子可能更有一种科学完美的感觉。对于很多人们，这样的感觉陪伴他们走过毕生的时光。今天，很多地球人也许依然躺在科学完美的梦里，但愿我们的科学之梦会是永远。
物理学顾名思义，此学乃关于自然万物之事理的学问。由于教育的普及我们多少学习过一点物理学，这一点我想我们没有忘记，然而我们又理解了多少自然物象的事理？也许很多你们和我们在接受完各种物理教育的时候，意识到或者没有意识到，我们在接受教育时代所接触的物理学知识，其实是几个世纪以前的物理知识。然而很多时候我们并没有为此产生多少不满足的感觉，我也曾经为物理教科书中的那些知识感到满足，不同程度有一种学完了物理的满足感觉。其实拥有这样的感觉不仅仅是很多大众的学者，在一个世纪之前很多著名科学家同样为他们建造的科学大厦感到非常满足。这也难怪后人学完了他们的那些物理知识，也或多或少有了一种彻悟了宇宙的感觉。也许那些物理知识非常自然，也给人非常全面的感觉，科学有时确实给人产生这样一种感觉，这些物理知识差不多大概就是宇宙万物之全部道理。我们可能不知道谁是 Laplace ，这是一位计算太阳系‘万年行星图表’的学者，他有这样一种思想，宇宙的万物运动就决定于他的那些数学算式。人们称这种思想为机器哲学，机械论。也许能够为一个科学时代的知识感到满足是一种福份，哪怕这种知识事实上是初级的。
‘电’是什么？
也许你是一个电气工程师或者哪个学校的物理教师，如果有人问你，电是什么？你能很好地回答这个问题吗？也许你说，电是摩擦对于纸屑的吸引，或者电像雷电那样的东西，或者电是电子。那么电子又为什么会带电呢？我问过我们一些电气工程师，电是什么？他们除了告诉我电是电子以外，不能做出更多的解释，当然物理学家们也可能不能做出更多的解释。科学自身不能回答的问题，要求一般学者回答这样的问题，可能也是勉为其难。但是，如果我们是一个教物理课的老师，碰上一个刨根问底的学生，如果我们只能作出电是电子的解释，会不会被刨根问底的学生弄得很尴尬呢？
有人说过，当我们认识了一个事物不是这种事物的时候，我们算是认识到了这个事物的一个更深的层次。也许，认识了事物的本质只是认识事物的开始。不过，有了正确的开始，那么我们离正确的科学大概也就不远了。如果你是一个具有丰富想象力的人，你不妨可以认为电子不过是一个个微型的台风而已，它们只是引力气体中的一个个小漩涡。
电是漩涡，磁又是什么？
电是漩涡，磁又是什么？一个世纪以前有一位科迷思考这样一个问题，我们都说运动电荷周围存在着磁场，静止电荷周围只有静电场。可是我们看来静止的电荷也是跟着地球运动，跟着地面转动的呀。据此我们也可以得出另一个结论，即运动的电荷周围可以没有磁场，但是相对于实验室和我们运动的电荷又明确无误地表明其周围磁场的存在。想到这里，我们当然要问了，电荷周围到底存在不存在磁场，磁场到底是什么？假定电荷是相对于宇宙空间运动产生磁场，那么我们的问题是跟着运动的电荷考察电荷为什么看不到电荷周围磁场的存在？科学上困惑的问题很多，我们需要认真地思考，也需要果断的结论，不管电荷相对于什么运动产生磁场，也不管跟着运动的电荷考察电荷情形为什么看不到电荷周围的磁场存在，有一点可以肯定，只有相对运动观测电荷才有我们感觉得到的磁场效果。不过这样的结论可能走近了哲学的主观思想。按照 Faraday 的物质场观点，运动电荷周围的磁场是一种物质，它应该独立于我们的观测而存在，但是磁场的表现的确似乎只是依赖于我们的观测而存在。唯物论的科学得出唯心论的结论，的确令人无奈。科迷后来所做的很多离奇的理论导致科迷逐步成为伟大的科学家。不过，科学的问题不会因为一个人成为伟大的科学家而结束。科学很多的问题需要我们做进一步的更加深入的思考。也许很多问题我们需要重新回到问题的起点进行思考。我们可以不相信所有离奇的理论，但是我们不能不解决离奇理论提出的很多问题，比如巨大核能的物理事理、运动粒子寿命为什么能够延长、时钟如何走慢、行星轨迹为什么会异常，当然也包括这样的问题，即什么样的运动产生了磁场，我们追踪一个运动电荷为什么又观测不到磁场，等等。
为什么会有万有引力？
科学最令人明显困惑的问题也许是古老的引力问题，Newton 告诉我们万物有着相互吸引的作用，可是这位大科学家没有告诉我们万物之间为什么会有引力作用。万物重量的永恒存在这似乎说明引力像是物质一种天赋的属性。也许万物具有灵性，物质具有凑热闹的爱好，但是如果周围空无一物，物质如何知道往哪个方向容易找到热闹的地方？如果我们在光溜溜的冰场上，我们可能感觉到跑步的困难。如果我们在真空之中，我们如何走向我们想去的地方？应该说如果将一个物体放在真空之中，一个真空中的物体没有受到任何来自外界的物质作用，真空中的物体怎么会受到其它物体的引力作用呢？可是我们的物理科学家好像总是喜欢在真空的地方做文章，什么真空中的光速，坐标系中的物理事件，圆球可以说是扁球，空间可以弯曲，我们是不是在走近纯粹数学的世界？物理学家越来越喜欢以数学的方法研究物理的问题，我们是离上帝越来越近，还是越来越远？
基于真空中的物体是一个不受任何力作用的物体同样的问题，真空中的电场运动应该就是电场运动，真空的电子运动如何会凭空体现出一个磁场效果？电荷的运动为什么总是会产生磁场效果呢？按照没有原因就没有结果的观点，磁场会不会是电荷与引力场的摩擦效应呢？另一方面也表明不是引力的效应不能观察，可能是我们把很多的引力效应当做了另外的物象，然后又企图寻找所谓的引力效应。其实光的传播、磁场和电磁波都是各种引力组织隐形作用的效果。作为磁场，令人困惑的问题是电荷的磁场效果又总是与引力背景的密度无关！如果电荷与引力场摩擦绝对地产生磁场，为什么跟着运动电荷观察的情形，我们观察不到磁场的存在？
科学技术的飞速发展，不过科学不能解决的事情依然太多，也许科学的发展只是让我们能够发现更多的科学问题。如果你对于现代物理理论有所了解或者曾经拥有过兴趣，那么你可能知道二十世纪的科学可能越来越是一个乱麻似的问题世界。如果你是一个物理科迷，很容易走进这个物理问题世界，但是很少能够理清问题而后欣然走出这个乱麻世界。
对于诸如巨大核能的物理事理、运动粒子寿命为什么能够延长、时钟如何走慢、物体运动速度为什么不能超越光的速度、行星轨迹为什么会异常等等问题，也许你有自己的理解。你可能觉得物体受到加速以后所受的力作用效果会减少，所以物体不能被加速得超越光的速度运动。对于科学的困惑问题，我们之中的很多人们有自己独特的理解，但是我们也知道个人的局部理解难以解开科学的整体谜团。也许有人喜欢分析现有科学理论的问题，也提出自己的见解，你可能觉得在地球上以地球为参照系，在太阳上以太阳为参照系，这样的分级参照系可以克服狭义相对论的所有逻辑矛盾。但是当今的科学问题远不只是哪一个局部问题。科学给予科学爱好者带来的往往是无奈的发现和领悟的感叹。你可能觉得你的很多发现是难得的灵感发现，但是令你困惑的事情是，为什么伟大的灵感发现总是受到科学的冷落。科学除了自然界本身的问题，还有科学社会诸多的运行规则迷惑需要我们去解开。
现代物理知识与大众的距离
一个世纪以前的科学家，不管他们多么聪明，他们没有时间缘份接触以后的科学发展。不言这种无缘的缘份是一种遗憾还是幸福，都已经成为过去。也许对于二十世纪的大众而言，一个人有时间上的缘份接触本时代新的科学知识，我们也不言这种科学缘份是一种遗憾还是幸福，但是仅有时间的缘份是不够的，二十世纪以来很多大众学者也是很难有缘于接触过去一个世纪新发现的物理知识。也许时世的不同没有缘份各有各的原因。诚然，对于无缘接触的东西，无缘的人们可能很难知道无缘的原因。是不是时代走到了经济社会，科学家也把科学知识当作了科学家的发明专利而保存了起来？事情想来不是这方面的原因，科学与技术不同，科学知识一般而言是公开的，而且就中国而言就曾经专门有一本《现代物理知识》科普杂志，那么又是什么样的事情割断了常人与现代物理知识的联系？是大众的怀古厌新无兴趣于现代物理知识？还是现代科学本身的原因？一般而言我们对于某种知识疏远了兴趣，大概有以下几种原因：1、我们已经掌握了这方面的知识；2、我们没有能力掌握这方面的知识；3、天性的思维选择；4、没有闲暇时间和精力。但是作为社会性行为，总会有一部分人们对于某方面知识拥有天赋的兴趣和生活闲暇方面的条件。因此本书作者认为新的科学知识远缘于大众的唯一原因是科学知识本身的专业性问题。但是应该说基础物理中的很多知识本不是专业性很强的知识，然而过去一个世纪那些新的物理知识，很多接触过的学者知道那些知识不是与常人学者很有缘份。《科学的终结》一书的作者 Horgan 先生说道，科学解决了那些相对容易解决的课题，留下的则是难以解决或者根本无法解决的课题或者是无法验证的理论，比如超玄理论。这句话道出了科学形态的另一层意思，科学以后总结的知识总是较为深奥，科学新知识与大众学者的远缘是一种大时趋势。是啊，我们也许理解了行星围绕太阳运动的规律和原因，也许我们却无从知道为什么会有这样一个太阳行星系统存在。我们也许理解了火山是地壳造山运动的原因，我们也许可能并没有完全揭开火山地热来源的全部秘密。即使有人们解决了诸如此类的进一步问题，这方面的知识也很难像过去的力学那样为一般工程学者可以普遍掌握。二十世纪人类社会的巨大变化说明科学技术在过去的一个世纪里必定有了巨大的进步，然而二十世纪一方面是科学社会的巨大进步，另一方面理论物理科学新的知识在很多人们心中却是巨大的空白。物理学作为最为基础性的自然科学，现代物理知识就这样早已远缘了大众的学者，是不是来得太早，早得超越了我们的理解和想象？
狭义相对论的理论问题和广义相对论
只懂狭相的主流学者，往往认为狭义相对论基本正确，兼懂广相的主流学者，很多人认为狭相只适用于惯性系。可是很多现实的物理问题都不是理想的惯性系，部分结果却符合狭相的结论。一般处理问题的方法，是在广相的基础上，考虑狭相的修正，也就是说，只要将 Lorentz 理论（单相狭义相对论）去与广义相对论结合，一切矛盾不复存在，一切实际问题可以基本解决！其实，人们正是用这一方法预测了环球时钟实验。但是这一方法的理论基础却没有人能够说明。很多人为相对论的完美感到满足，但是 Einstein 却不为此感到满足。也许这种问题只有一个理论的作者明白：其实狭义相对论讨论的惯性系也是一个理想问题。现实中的行星系统严格地说都不是惯性系，从严格的理论来讲，狭义相对论和过去的力学一样同样存在一个应用于实际问题的理论问题，即我们无法说明一个理想的理论为什么能够处理不是理想的问题，理想惯性系理论总结的结论为什么能够解决不是惯性系的实验室问题。当然 GPS 显示的问题远比这个方法复杂，或许 GPS 卫星观测到了太阳系的引力风，或许还有更多的因素影响，虽然 GPS 的工程问题已经解决，其理论问题却远没有解决。相对论风格以外的相对论解释也许必定是一种 Darwin 式的繁琐的真相认识。但是令人遗憾的是，Darwin 的解释永远不如上帝造人的神话故事美丽动听。
一个不是惯性系的问题如果要用相对论解决问题，首先需要明白在这样的实际前提下，相对论的两个前提是否成立，比如地球参照系，在这样的加速系中相对性原理成立吗，光速不变成立吗？于是，有了一个等效原理，引力与加速等效，这样的系统局部范围相当于惯性系，相对性原理依然成立，光速不变依然成立。但是，至此时间矛盾问题变得更加明显：两个时钟延圆周轨道再一次碰头的时候重新对钟，大家都说自己的时钟走得快，对方的时钟走得慢。这样明显的矛盾实在说不过去，于是有了引力修正的办法。从无限空间的理想惯性系到局域参照系，再到现实的引力空间，问题的环境越来越趋近于实际的问题，但是原先的惯性系逻辑体系却事实上早已经被打得支离破碎。既然原先的惯性系逻辑体系事实上早已经被打得支离破碎，那么原先的狭义相对论能够解决哪些问题？它的理论应用的范围前提是什么？这些问题后来却成了一笔糊涂账。能够用就用，不能用就放着，这不是狭论的问题。世界是圆的，科学也在走圆圈。为了说明 Lorentz 的相对论，Einstein 发展了自己基于平等参照系的相对论，可是走了这么多年，事实上又回到了 Lorentz 基于不平等参照系的相对论，不过也有区别，局域参照系的概念是一个新的发展。科学是进步了，但是原来的理论问题却留了下来，至今没有人能够解决。科学也许像流行的词语，残缺就是一种美。
是否可以这样对钟来测量相对光速？
由于本人觉得将实像与观象搅在一起，容易把问题搞混，另外么也怕人混水摸鱼。我们对于速度的理解是朴素的，并且存在绝对时间。Berrtoqi 测量电子的速度用的是朴素办法，用示波器测量时间差。但是这种办法的精度很差，无法测量单程相对光速。要提高精度，需要增加测量距离。另外，要测量单程光速，需要在两个同步卫星上进行。首先，如何保证相对距离恒定？利用雷达测距道理，可以用回波延时总时间是否恒定来判定，虽然单程光速可能不一致，但是这种影响很小，所以飞机雷达也没有考虑飞机自身速度的问题。接下去的问题，远距离时钟如何对钟？如果对钟问题解决，两颗同步卫星可以测量信号相对于卫星的相对速度。
卫星 A 向卫星 B 发送信号，记录发送时刻读数 tA1，卫星 B 接到信号记录时刻读数 tB，然后信号通过反射返回卫星 A，同时卫星 B 将时刻读书通过电报通知卫星 A，卫星 A 接到自己发射的回波，记录时刻读数 tA2，卫星 A 认为卫星 B 与自己的时钟读数差值 dt = tB - ( tA1+ tA2 ) / 2 ，于是电报通知卫星 B ：你的钟走快了 dt 时间，请对好钟。在相对论里，认为这样时钟就算对钟好了，但在朴素时空下，这样未必就算把时钟对好了。
我一直来觉得相对论者钻一些无用的牛角尖。所以，我在这方面考虑得不多，临时应付 Gguutt 先生的问题测试也搞错了不少问题。后来想想，怎么又一次忘了相对性原理。看来掌握相对性原理不是一件容易的事。在多个同步卫星中对钟，相邻两星对钟的方法前已经说过。但这种方法无法考虑单程光速影响。多星情况，两两对钟，会发现最后时间差。三星组成正三角形，AB 对钟，BC 对钟，然后 CA 对钟，时间差 dt ，是否可以认为，C 钟快 ( 2 / 3 ) dt ，B 钟走快 ( 1 / 3 ) dt ？
对钟这个问题，看似物理问题，实则工程问题。如果你不是这方面的工程专家，很难把这个问题回答好。其实 GPS 的运行说明了对钟、相对光速测量都不是问题。但是，由于大家不是这方面的专家，外行解释外行，一笔糊涂账！但是就是你是这方面的专家，内行也未必能够向外行说得清。‘外行听不清，内行说不清’的事情到处存在，Einstein 把相对论问题说清楚了没有，没有。‘外行听不清，内行说不清’本是一句形容中国电价政策复杂性的风趣话，但是类似的事情在各个行业存在。
用 GPS 对钟与用爱因斯坦的方法对钟，结果完全不同 ，用 GPS 对的钟，光速各向异性。 - Jiuguang
那是肯定的，我估计相对论在理论上拖了 GPS 的后腿，这可能也是导致航天工程师们反对相对论的原因。 - Youngler
事实相反，专家们用了光速各向异性的坐标系，但是他们还是只说相对论使GPS只的应用。他们相信爱因斯坦，宁愿认为dr/dt不是速度。 - Jiuguang
GPS 工程师们相信 dr/dt 不是速度？网络文字可能不是真实心态！
当然，原文应该译为坐标速度，没有中国人这么露骨罢了。实际上专家们很清楚，只是他们不说就是了。- Jiuguang
别那么傻，换个角度就理解了。最有用的技术，谁都不会随便公开。我与我的同行们都有这个切身体会，一般对外交流，能学到三种技术：1 完全过时的技术；2 好玩没用的技术；3 错误的技术。- 和满
90 年前的东西，没什么可保密的，但用光速不变解释确是办不到的，因此相对论的书中믒般都是回避的。专家们也是知而不言。- Jiuguang
Jiuguang 先生一直以 GPS 论证 GR 不自洽，现在和满也开始认为 GR 不自洽。那请给出一个自洽的校钟法，不论牛顿或 Jiuguang 的都可以。
如果在地球表面排布若干时钟，并用 GPS 对钟则这些时钟就是牛顿的。GR 在建立旋转系的坐标（r',sita',z',t'）时，用的 t = t' 也是牛顿的，中心引力场用的也是牛顿坐标系（四维）。即 GR 中，dr/dt ( r为矢量 ) 表示的光速从来都不是常数，更没有各向同性。当然，GR 还在局域惯性系中坚持它的光速不变，同时放弃了全局坐标系，但是地球不可能是局域惯性系，全球定位系统规定的时空坐标系只可能是牛顿的。如果你认为伽利略变换与洛伦兹变化之间自恰，则 GR 也自恰，并且与牛顿理论之间自恰。然而在惯性系与旋转系之间，GR 只给出了与伽利略变换对应的坐标系 ( t = t ' )，从来没有与洛伦兹变换对应的坐标系，原因就是不存在这样的坐标系，可以与洛伦兹变换对应，除非在没有全局坐标的局域惯性系中。然而，GPS 就是要建立一种全局坐标系，而且是非惯性系，这样的参考系中的坐标系从来都是牛顿的。- 正和
科学越来越不能令人满意？
在没有科学的时代，人们肯定没有对于科学的不满足意识。在有了科学的时代，人们指责 Newton 科学描绘了一个没有计划、没有智慧、没有生气的世界。Maxwell 的方程给人们带来以太的困惑，相对论为万千大众所不解。那么未来科学能够解决这样一个尴尬局面吗？我的回答，毫无所知，或许未来的科学更是一个难堪的境地。过去的科学在没有成为科学的时候，没有受到指责，未来的科学也许还在娘胎的时候，就开始受到指责。也许这也是一种进步，人类的发展，人们对于科学提出了更高的要求。原始社会，人们非常满意那时候的社会制度，民主社会，总统需要更多地面对人们的批评。
林子大了，什么鸟都有。反相者捍相者改相者当中都有傲气的人，这也不足为怪。Gguutt 先生可以为这点小事弄出个速度测量问题来杀杀大家的傲气，其实该谨慎的人一直谨慎，该傲气的人过后照样是傲气。再说这里仅是足球迷俱乐部，大家在这里消磨时间而已。如果说先生是想说明，速度测量问题不是一个小问题，其实，这个问题很多人也明白，尽管 GPS 显示着相对论的很多问题，测量问题并没有彻底解决。我也曾经说过，相对论不是仅仅相对论的问题，是整个科学的问题，地球人类的思想风格问题，这个速度测量问题本来就不是仅仅是速度测量问题，是测量学问题，是测量与理论的关系问题，是观象能不能作为实质的问题。事实上，科学有科学的局限性，科学不可能了解上帝的所有谜底，更不可能解决每一个地球人的迷惑问题。其实这个世界没有问题的时候，倒是成了更大的问题。科学存在问题，就说科学不应该进步，我想 Gguutt 先生总不至于在说这样的道理吧。相对论带着这么多的问题登上科学的舞台，说明科学社会是比较能够以宽容心态接纳接受一个新的理论。再往坏处说，科学就是制造更多的问题。想回来，大家在这里只是消磨时间而已，没有研究科学的职业责任，当然也不排除其中有少数吃物理研究饭的人微服私访工棚茶座，比如无尘宗禅，Gguutt 也可能是。这里的人很多是工程师，没有拿着百姓的血汗税收作为职业责任研究物理的任务。其实，那些拿着百姓的血汗税收却没有为中国拿个 N 什么奖回来，我们也没有办法。爱国无罪，不管我们说对了，还是说错了，应该得到的大家的理解。Gguutt 先生，如果你有什么好的测量理论，请拿出来，你研究的目的应该就是为了有人来欣赏，有人来评论，你说是不是？也不要担心受到大家的指责，新的观点受到指责是正常的事情，也只有在指责声中引起世人的知晓，最怕的是受到冷漠。也许，你就是测量理论专家来到我们论坛，请留下你的观点。
科学对待新理论的心态：苛刻还是宽容？
也许有人说，科学社会对于新的理论不是宽容，而是科学对于灵感的傲慢心态和苛刻的要求。面对当今时代浩如烟海的理论创造，所遭到的多方批评来看，科学社会对于理论的要求是苛刻的。其实这一情况也完全可以理解，国王只有一个公主，选一个驸马，想做驸马的人又很多，选驸马的条件要求自然会很高，看谁的条件最好，看谁会在这些候选人当中胜出。科学社会对于理论的选择，其道理也与此类似。科学社会对于理论的要求太低了，科学社会装不下浩如烟海的理论创造，但是如果科学社会对于科学理论的要求太高了，则又会出现选不到合格理论的结局。从相对论面临的问题来看，科学需要新的理论，但是显然科学一方面不能再一次病急乱投医，另一方面也不能希望下一次的科学选择能够彻底解决物理科学的所有问题。这种太高的要求也不符合人类研究科学的现实。总结科学历史的经验，后一次的科学对于前一次的科学需要具备明显的整体优势，而不是局部的改造。因此各个局部的理论修正方案需要一个集大成的总结，当然这种总结不是对于相互冲突的各个局部的理论修正方案的简单堆砌，而是需要一种新的科学思想方法或回归于发展近代科学初期的朴素思想方法。又是一个 100 年过去了，二十世纪的科学实验的进步需要一次理论总结。科学社会会以宽容的心态接纳对于二十世纪科学的总结。然而对于浩如烟海的理论创造而言，如果不是一个集大成的理论，它们可能都是一个个局部的理论修正方案。不是科学社会的苛刻要求让它们淘汰，这样的方案如果有一个成功的归宿，本来也就是以能够融入一个集大成者的理论和书籍为归宿。
科学发展的基本思路讨论
SILIN：因为人人都有倒相的理论只是不完备而巳，而这一理论就是没被爱氏推翻的牛顿力学，至于怎样才能完备它的方法则是实事求是，所以说人人有机会成为真正的倒相成功者。二版主认为，事实上，挑战相对论的根本出路在于新实验。所以望大家尽量做第三种人，大版主认为：不如针对某一个典型的相对论效应展开讨论提出自身的理论，并提出检验方法。三版主认为：只有放弃从思维实验上做质疑的路子，以真实的实验来质疑相对论，才是正道。我个人认为，大版主的挑战方针正确，二版主的挑战路线不正确，三版主根本没谈挑战问题。具体的讲：大版主的挑战方针是附合科学发展规律的，因为科学革命史表明没有替代理论对旧理论的挑战永远不会成功。二版主的挑战路线是行不通的，因为百年反相史说明了任何新的实验，即便是与相对论预言不符捍相者都有新解释。三版主没谈挑战问题，因为其“相对论在数学上是自洽的，在思维实验上是找不到它的佯谬的”说法完全是在捍卫相对论。另外二版主对挑战者的层次划分不够理想，我个人认为应分为高中低三个层次：低层为反相者；中层倒相者；高层成功者。低层挑战者的主要特征是因发现了相对论有问题，但无解决问题的完整理论，而只能反对相论不能推倒相论所以称反相者；中层挑战者的主要特征是因发现了相对论有问题，又有解决问题的完整理论，而不仅反对相论还耍推倒相论所以称否相者；高层挑战者的主要特征是因发现了相对论有问题，更有解决问题的完备理论，而自认为是完全可以推倒相论所以称倒相者。
HUDEMI：我将反相者划分为一、二、三层次，你则划分为低、中、高三层次，你的说法只不过更直露罢了。我不愿采用这种直白方式打击第一第二层次人员的积极性，我希望大家都能进步，都能从第一、第二层次向第三层次进化。老停留在第一、第二层次是没有出路的。另外，你有些误会，我所说的实验是指在新假设基础上的实验。是先有假设，再有新的预言，然后再设计实验方案加以证实的实验。而不是先有实验，再有解释。比如，王利军的超光速实验就不符合我所说的要求，它是先有实验，再来解释，当然会出现扯皮局面。如果先有假设，再有预言，最后用实验证实预言，情况就大不一样了。最后，顺便问一句，你是如何将自己定位的？是低中高中的哪一层次？有哪些事实证明你属于这一层次？
SILIN：我直露只为让大家看清挑战向方以兔浪费时间而已！非但没有打第一第二层次人员的意思，反而指出了：从第一层次、向第二层次、再向第三层次进化之路。即：做为相对论的挑战者没有完整的反相理论不行；而有了完整的反相理论但在理论上还不完备也不行；至于有了完整的反相理论又自认为是完备的还不行；必须拿到反相论坛上来（因为拿到别处不是无人理采就是让人骂个狗血喷头），而且必须接受挑战者的挑战（因为只有挑战者知道能知您的理论完备不完备说），然后才有机会从众多的、龙蛇混杂的挑战者中脱颖而出成为成功的倒相者。另外我并没误会你说的是：指在新假设基础上的实验。是先有假设，再有新的预言，然后再设计实验方案加以证实的实验。我说的是针对相对论问题的先假设，再预言、最后验证的实验，即便成功了捍相者能自圆其说的，否则相对论早就被倒了！再有因我有完备后的牛顿理论能不战而胜，所以我前些日子还将自己定位高层，可惜大家都不相信牛顿力学还能复兴。我现在只好将自已定位在尚无完备理论的中层，先用无可置疑的事实来否定相对论了。即：用 C = C 的迈氏实验这一事实，先推翻由 U+C = C 的以太漂移实验引出的洛伦兹换换，再推翻集燃素说和热质说及以太说之错误于一身的电磁理论，最后去推倒象帝国主义一样压在科学家头上的相对论。当然这也是我个人自认为能够取得成功的一条捷径，而另一条更近捷径就是重建牛顿统一的科学体系！
JQSPHY：我同意 HUDEMIN 的观点。说一个无关话题，不影响 HUDEMIN 的观点。其实，王力军的超光速实验也是先有理论后有实验。反常色散中的超光速（群速的超光速）观点其实在 1910 年代 Somerfeld，1920 年代布里渊就有研究了；在 1980 年美国吴咏时等许多人作不少理论研究，但是当时在实验上难以实现。因此，“反常色散中的超光速”在纯理论上讲是古老而又陈旧的课题。在 1980－2000 年这 20 年年间不少实验家一步一步的得到先进的探测手段，直到王力军在 2000 年达到顶峰，最终首次实现。
