場的本質(zhì)的哲學思考_征漢文

1、對于場的本質(zhì)問題筆者認為“場是物質(zhì)的一種特殊形態(tài)”的觀點難以成立。本文跟蹤物理學發(fā)展的歷史看學者們是怎樣理解場的本質(zhì)問題的并嘗試對場的本質(zhì)進行哲學上的探討以求賜教。一、從物理學的發(fā)展看場的本質(zhì)是空間(一)場的本質(zhì)間題的認識在物理學史上的發(fā)展。“場”概念成為物理學中的一個墓本范疇是與法拉第、麥克斯韋、赫茲等人的名字聯(lián)系在一起的。大家知道對帶電物體之間或帶磁性的物體之間的相互吸引或排斥的研究在18世紀及其以前就己經(jīng)取得了很大成就。這個時期的

2、特點是這方面的研究與牛頓力學理論中的萬有引力定律符合得很好?？墒堑?9世紀20年代人們發(fā)現(xiàn)了有電流通過的導線和磁針之間有某種相互作用力。因此以前被認為是彼此無關的帶電體和磁體之間存在著某種聯(lián)系并且發(fā)現(xiàn)這種作用力具有與萬有引力不同的特點。后來法拉第又發(fā)現(xiàn)當人們將一根磁棒伸進一個由導線繞成的閉合圈時導線中就會產(chǎn)生電流。這是電和磁之間相互作用的又一個證據(jù)。電磁間的相互作用由于很難用牛頓的超距作用理論來說明于是人們不得不從超距作用概念以外去尋找

3、新的概念這樣“電場”和“磁場”的概念產(chǎn)生了。由于電和磁之間的聯(lián)系很密切因而“電場”和“磁場”就統(tǒng)稱為“電磁場”。法拉第征漢、又場的本質(zhì)的哲學思考的研究可以簡單概括如下:電荷能在其周圍空間產(chǎn)生一種叫做“電場”的介質(zhì)電場反過來以力作用于荷電物體于是電場起著傳遞電荷之間吸引力和排斥力的作用電流或者磁體在其周圍空間產(chǎn)生一種叫“磁場”的介質(zhì)磁場反過來以力作用于電流或磁體因此磁場在電流和電流之間、磁體和磁體之間、電流和磁體之間傳遞作用力當磁體移動時

4、其周圍的場發(fā)生相應變化變化著的磁場產(chǎn)生電場電場使電導線中產(chǎn)生電流。從此以后場論不斷發(fā)展并呈現(xiàn)出由場取代超距作用力的趨向。到19世紀60年代麥克斯韋用數(shù)學的形式揭示了電荷、電流、磁體、電場、磁場之間的聯(lián)系從而不僅使人們對場的定性研究進入到了定性與定量辯證統(tǒng)一的研究階段也為場論由假說向真理邁出了堅實的一步。根據(jù)麥克斯韋理論電場的變化產(chǎn)生磁場磁場的變化產(chǎn)生電場其變化的過程呈現(xiàn)波動式的運動其中的波被稱為“電磁波”。麥克斯韋理論還預言電磁波的傳播

5、速度等于光速同時提出光即電磁波的觀點。到19世紀80年代后期具體地說是在1888年赫茲通過實驗證實了麥克斯韋理論的預言從而使電磁場論由假說變成了真理。不僅如此赫茲還根據(jù)當時的人們對物質(zhì)粒子與電磁場關系的理解一一電磁場是物質(zhì)粒子的彌散狀態(tài)或者:物質(zhì)粒子是電磁場的凝聚狀態(tài)電磁場的載體是物質(zhì)等一一建立起了動體的電動力學理論。它在解釋電磁現(xiàn)象方面比牛頓力學更優(yōu)越。因為這樣赫茲的理論似乎證明了電磁場是物質(zhì)的觀點是正確的因為這樣在世紀交替時電磁場概

6、念作為一種終極實體的概念已經(jīng)被普遍接受因為這樣電磁場是物質(zhì)的一種形態(tài)的觀點在物理學界占據(jù)統(tǒng)治地位。2內(nèi)蒙古社會科學1994年第2期DOI:10.14137j.cnki.issn10035281.1994.02.003并且隨它而變化的引力場由物質(zhì)的能量張量來決定是引力場定律存在的三個基本條件之一(二)用發(fā)展的觀點看場的本質(zhì)是空間。通過上述回顧我們可以發(fā)現(xiàn)物理學史上關于場的本質(zhì)的認識具有三種不同的觀點即:電磁場是物質(zhì)、電磁場是空間、引力場是

7、空間。而且這三種不同觀點也代表了人們對場的本質(zhì)認識的三個發(fā)展階段。對于這三種不同的觀點由于認識問題的方法不同會對場的本質(zhì)得出完全不同的結論。第一就其中的每一種觀點來說由于它們都得到有關的科學實驗事實的支持如果我們“格守”以科學事實為準繩的原則那么就會認為每一種觀點都是正確的。第二將三種不同的觀點及其所依賴的根據(jù)同時擺在我們面前而不考慮它們之間的內(nèi)在聯(lián)系那么我們就無法判斷其中究競哪一種觀點更正確。第三在尊重科學事實的基礎上仔細分析三種不同

8、觀點之間的依次承繼關系那么我們就不得不承認場的本質(zhì)應該是空間而不是物質(zhì)。誠然在上述三種方法當中第一種方法和第三種方法都可以得出“場的本質(zhì)是空間”的結論但是我們認為場應該是空間所采用的則是第三種方法因為這種方法要求人們把握事實全面和認識事實合乎規(guī)律而第一種方法僅僅從某些片面的事實出發(fā)、不能顧及人的認識是否合乎事物的發(fā)展規(guī)律。這兩種方法的區(qū)別還是很明顯的。根據(jù)第三種方法得出場的本質(zhì)應當是空間的結論其具體的分析過程是這樣的:首先洛倫茲創(chuàng)立的理

9、論既然包含了赫茲的理論并且又解釋了更多的電磁現(xiàn)象所以洛倫茲的理論比赫茲的理論就更具有科學性、真理性這樣洛倫茲關于電磁場的載體是空間假設比赫茲及其前人關于電磁場的載體是物質(zhì)的假設就更正確因而就更接近真理。其次愛因斯坦非?？隙ǖ卣J為引力場即空間。雖然愛因斯坦所說的“空間”與洛倫茲所說的“空間”不一樣前者指的是與時間緊密聯(lián)系的空間即四維空間也叫“四維時空連續(xù)區(qū)”而后者指的是與時間相并列的空間即三維空間。但是四維空間中包括三維空間亦即引力場和電

10、磁場都包括三維空間這一點是無庸置疑的。所以引力場與電磁場的共同本質(zhì)應該是空間。再次自法拉第證明磁體移動導致磁場發(fā)生相應變化始經(jīng)洛倫茲認為電磁場由荷電物體產(chǎn)生到愛因斯坦認為引力場由物質(zhì)決定從他們在不同時期對場與物質(zhì)之間關系的認識驚人地一致來看再根據(jù)他們對場的本質(zhì)所作的其它規(guī)定場的本質(zhì)也應該被理解為空間?？傊梢哉f場的本質(zhì)是空間在電磁場論的發(fā)展中一直包含其思想其中特別明顯的是還是在19世紀末的洛倫茲理論中場是空間的觀點就取代了場是物質(zhì)的觀點

11、進入20世紀以后相對論又進一步證實、豐富和發(fā)展了場是空間的觀點。(三)場是空間的觀點被忽視的原因淺析。在洛倫茲以后關于場是空間的觀點為什么會被人們所忽視現(xiàn)在看來原因主要有三:第一因為場是物質(zhì)的觀點產(chǎn)生于場論的初期所以它與場論一起在人們頭腦中留下了深刻的印象即使產(chǎn)生了場是空間的新認識它卻難已改變?nèi)藗兗河械挠∠筮@樣場是物質(zhì)的觀點就一直在人們頭腦中游離即使象愛因斯坦這樣偉大的人物也未能幸免。不過愛因斯坦畢竟是偉大的科學家當他評價洛倫茲的理論貢