什么是物理学晴朗天空的“两朵乌云”？
  十九世纪末、二十世纪初的物理学在力学、电磁学、热学、光学等领域取得了完美无瑕的成果，以牛顿力学和麦克斯韦电磁学为代表的经典物理学取得了至高无上的地位，一些“沾沾自喜”的物理学家和科学史家开始渲染一种“船到码头、车到站”的氛围，他们认为物理学的大厦已经落成，剩下来的只是一些零零碎碎、修修补补的“扫尾工程”，就在他们准备打发“无所事事、闲庭信步”的日，用“物理学的终结”来刻画科学的终极蓝图时，物理学家不能用经典物理学解释的两种物理现象开始“发酵”，在短短的几年时间就“酝酿”了“新物理学”的两大分支——量力学和相对论，从1900年发端的量力学和从1905年开启的相对论奠定了二十、二十一世纪物理学的两大支柱，形成了经典物理、量物理和相对论“三足鼎立”的格局，三种形态的物理学对十九世纪以来的人类文明产生了极为深刻的影响，二十世纪物理学与人类文明关联的密切性达到了空前的地步，量论、相对论极大地推动了二十、二十一世纪人类文明的发展。

  十九世纪末、二十世纪初出现的不能用经典物理学解释的两种现象被称之为在物理学晴朗的天空上飘着的“两朵乌云”，一种现象与迈克尔逊——莫雷的光学干涉实验有关，实验结果否定了光线传播所依赖的媒介——“以太”的存在，证明了光线传播与“以太’无关的光速不变形；另一种现象与黑体辐射的能量密度与波长的关系曲线有关，存在理论曲线和观测曲线的落差性，用经典热力学理论不能解释两种曲线的差别，理论和实测曲线之间或者“左段符合、右段不符”，或者“左段不符、右段符合”。迈克尔逊——莫雷实验否定了“以太”作为光媒介的可能，经典物理不能很好地解释黑体辐射现象，德国物理学家普朗克化解了“第一朵乌云”，他提出了能量假设，突破了经典物理对黑体辐射的解释，创建了量物理学；德国物理学家爱因斯坦进一步化解了“第一朵乌云”，他提出了光量假，成为了量物理学的创建人之一，不仅如此，爱因斯坦奇迹般地化解了在经典物理学天空上盘旋的“第二朵乌云”，他将光速不变性作为一个被检验的“公设”，否定了经典力学同时性的概念，爱因斯坦提出了物质运动和时空相统一的新物理观，创建了相对论，先是建立了狭义相对论，后是将狭义相对论推广到广义相对论。

  相对论和量论是二十世纪物理学家创造的两大奇迹，爱因斯坦的广义相对论比牛顿的万有引力理论更为深刻地揭示了引力的本质，量论则开启了一扇不能用经典物理描述的微观粒学的大门，粒的行为主要由量力学来描述，经典力学在大多数粒行为的描述中失去了效力，诡异的量行为一直困扰了前沿领域的物理学家和哲学家，难以理解的量世界似乎表现了粒的“非理性行为”。晚年的爱因斯坦没能建立广义相对论和量力学的统一体系，后爱因斯坦时代的物理学家和数学家不能融合两大理论体系的对立和差别，形成了物理学家彼此“心照不宣”的谜题，量论和相对论的冲突是二十、二十一世纪物理学晴朗天空上的“一朵乌云”，此外，本作者发现二十世纪的物理学家没有完全划清经典力学和量力学的界限。广义相对论和量力学存在相互转换的可能，经典力学和量力学同样存在相互转换的条件，两种转换的形式符合哲学逻辑学的“等效原理”。一些物理学家发现了宏观物体的量现象，发现了聚集粒体的宏观行为，一些经典物理学的规律在微观世界依然有效，另一些经典物理学的规律在微观世界完全失效，经典物理和量物理的相同点和不同点同样是二十、二十一世纪物理学晴朗天空上的“一朵乌云”。二十世纪初创建的量论和相对论在化解传统物理学“两朵乌云”的同时，却带来了量论、相对论和经典论三者相互关系的“两朵乌云”。

  暗物质和暗能量被称为二十、二十一世纪世纪现代物理学和天文学晴朗天空上的“两朵乌云”，如何以现有的“三大理论”为基础来揭开暗物质、暗能量的谜题，这将会带来一次人类宇宙认识的重大飞跃，甚至导致一场新物理学的变革。物理学家和天文学家发现了暗物质、暗能量的现象，但是没有发现暗物质、暗能量的本质和存在的依据，一些物理学家以量论和相对论为基础，建立了暗物质、暗能量的模型，另一些物理学家部分或全部地否定了量论和相对论的合理性，在新的、修正引力理论的基础上建立了独特的暗物质、暗能量模型。物理学家开发的数以百计的模型在形式上符合哲学解释学的“等效原理”，而在内容上则符合哲学解释学的“差异原理”，究竟那些模型更符合暗物质、暗能量的本质属性，目前的物理学家、宇宙学家、数学家受到“广义认不准原理”的约束，暂时不知道正确的答案，需要获得更多物理实验和天文观测的数据。暗物质和暗能量现象既是过去、也是未来数十年物理学和天文学研究的热点、难点和重点对象。社会大众将医疗、教育和住房视为热点、难点和重点的民生问题，科学家和科学爱好者同样面对民生问题的困扰，但是，中国、美国、欧洲的科学家早在十多年前就制定了不同版本的暗物质、暗能量探测计划，中国在今年发射的“悟空”号暗物质探测卫星属于“预定的计划”。

  宇宙微波背景辐射起源于宇宙早期发出的光，从背景辐射温度起伏的分布模式可以推算宇宙的构成，欧洲航天局的普朗克卫星以精确测量宇宙微波背景辐射为使命，科学团队发布了宇宙成分的占比：普通物质为4.9%，暗物质为26.8%，暗能量为68.3%。可以在宇宙成分的占比和宇宙成分影响宇宙命运的权重之间建立“等效原理”的关联，本作者由此推断：以行星和恒星、中星和黑洞、星云和星系的形态出现的普通物质对宇宙命运的“影响因”为4.9%，而暗物质和暗能量对宇宙命运的“影响因”、或影响权重为26.8%和68.3%。暗物质、暗能量是什么？它们的存在和本质属性还在人类理解能力的范围之外，暗物质和暗能量在更大的范围和更深的程度上决定了宇宙的起源和未来。宇宙起源和宇宙未来的神秘性符合哲学认识论的“等效原理”，而“广义测不准原理”的含义是指在宇宙最和最大的尺度上，或者在宇宙起源和终极命运的追问上，人类的科学认识将会遭遇“广义认不准原理”的约束，根据科学和哲学认识的“等效原理”，哲学家同样不能获得对宇宙起源和宇宙命运的精确解释。人们可以有“人定胜天”的情怀，有“女娲补天”的感念，但是，科学需要获得一种精确的、可以用数学描述的理性认识。

  本作者发现，全世界的物理学家都在“心领神会”地期待一个不同寻常的“等效原理”的发生，即：从十九世纪末、二十世纪初物理学晴朗天空上飘动的“两朵乌云”中“降生”了二十、二十一世纪的“新物理学”——量论和相对论，从二十世纪、二十一世纪物理学晴朗天空上飘舞的“两朵乌云”——暗物质和暗能量中同样能够“降生”二十一、二十二世纪的“新物理学”。既然从旧的、消失的“两朵乌云”中产生了二十世纪的新物理学，那么从新的、弥散的“两朵乌云”中也能够产生二十一世纪的新物理学，二十世纪和二十一世纪的“新物理学”在产生的方式上符合哲学逻辑学的“等效原理”。物理学家对二十一世纪“新物理学”的期待符合科学认识史的“等效原理”，这是一种哲学认识的发现，不是一种科学认识的发现，科学的发现建立在数学描述的基础上，**过，“一种科学只有在成功地运用数学时，才算达到了真正完善的地步。”哲学的发现建立在理性和逻辑认识的基础上，科学哲学的认识论和方法论在世界的各所研究型大学都是一门重要的学科。本作者的哲学发现既不是比鸡毛轻，也不是比泰山重，而是提供了一种新的洞见。感谢价值中国曾经当了一次本作者的“伯乐”，将本作者评选为数千位“最有价值的中国人”之一，哪怕得到价值中国的一次鼓励，本作者也会心存感激，回报民、回报社会始终是本作者的人生价值取向。

  （邓如山2017-11-22邮箱：deepmind_123@163.）

  (Whatarethe“Twodarkclouds”onthesunnyskyofphysics?)



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