物质的运动

对于物质运动的观念的一些认识时间和空间一样，就是一个最基本的自变量而已，其它量的变化大都是建立在它基础之上。

粒子的自旋与时间无关。

粒子的内秉变量都与时间无关。

时间不是万能的时至今日，人们仍认为具有质量的物体的运动可分为两种状态-----运动和静止，而物体的运动速度是这个物体的固有属性。

【地默零】我们作为生物个体，自从有意识以来就生活在地球表面。

我们的身体在我们的整个生命历程中都是和地球表面的运动状态一致或近似一致的，在日常生活中我们目光所及的大部分物体也都是和地球表面的速度是一样的，从而也给人的感觉是静止的。

这样，地球表面所在的惯性系实际上成为了一个天然的参照系，一切物体的运动都可以用这个天然的参照系来衡量。

也就是说，我们在描述一个物体的运动状态时，首先默认地球的速度是零，以地球的速度为原点，一个物体的运动速度和这个原点的差异越大，我们就认为它的速度越大，反之亦然。

在此基础上，形成了这样一种运动观：世界上的一切物体都有一个固有的速度，这个速度是这个物体的一个固有属性。

下文中，这种运动观被称为“地默零”-----也就是“地球的默认速度是零”的简称。

如果要用概括性的语言描述地默零，我们可以这样说：观察者把地球所在的惯性系当成了绝对参照系，把物体在这个绝对参照系中的速度当成了这个物体的一个固有的属性。

【我们观察到的物体的运动状态因参照系的不同而不同】然而正如我们所知，由于地球的自转和公转，地球所在的惯性系也是在不断地变化中的。

一个总是变来变去的东西怎么可以作为参考标准呢？而且宇宙空间中存在着那么多的星球，彼此的运动状态并不一样，凭什么以地球所在的惯性系为绝对参照系，而不是以其他的什么惯性系作为绝对参照系呢？为了更好地描述上面这个疑问，我们大家可以来想象这样的一个场景：在某处空间存在着两个不同运动状态的行星，我们给他们编号为1号和2号，在这两个行星上分别有甲、乙两个观察者。

这两个行星附近的空间里存在着一个体积巨大的在两个行星上都能看得见的飞船，这个飞船本来是在1号行星所在的轨道上运行的，在某一时刻，这两个行星近距离地相遇而后又继续沿着各自的路线运行下去。

同时，前述的飞船利用这个机会改变了自己的运动状态，从1号行星轨道切换到了2号行星所在的轨道。

对于这一个变轨动作，1号星上的甲有如下记录：以前挂在天空中静止不动的那个飞船，突然加速追上了2号星，并且和2号星一起飞行。

2号星上的乙观察到的现象是：原来和1号星一起飞的那个飞船，突然减速到静止状态，挂在天空中一动不动。

你看，对于同一个变轨现象，甲和乙分别以各自所在的惯性系观察，产生了两个不同的结果。

那么哪一个才是正确的呢？我们应该采取哪一个说法作为这一事件的记录呢？假如2号星是地球，无疑我们将使用地默零来描述这一事件。

但是1号星上的观察者会使用地默零吗？显然不会，因为他们也有他们的1默零。

那怎么办？我们应该为捍卫我们的地默零向1号行星开战吗？即使我们在这场战争中胜利了，那宇宙空间中还有第三个、第四个直至无穷多的处于不同的惯性系的观察者呢，他们也会有不同于我们的观察结果，而且他们也准备对我们发动一场战争，来捍卫他们的参照系！一场参照系宇宙争霸战眼看就要发生，这个世界乱了乱了………好吧，现实世界是不会蠢到发生什么惯性系争霸战的。

我们相信宇宙是和谐的，之所以会发生上述冲突，一定是哪里出了岔子。

在上面这个例子中，甲和乙的说法都没错，但是他们的观察结果只是以他们所在的这个惯性系作为参照系得到的，所以也只能适用于他们各自的惯性系。

你不能把一个惯性系里的观察结果，套用到其他的惯性系里去，因为对于其他的惯性系来说，所观察到的情况是完全不同的。

如果使用学术化的语言，我们可以这样表述：“对于给定的任意一个实物，如果它在某一时刻以惯性系A为参照系的运动状态为M，那么在同一时刻，取任意非A的惯性系做参照系，这一实物的运动状态必为非M。

”也就是说，对于一个物体，每一个惯性参照系都对应着一个相应的运动状态作为观察结果，空间中有无穷多个惯性系，那么也就有无穷多个的运动状态作为观察结果与这些惯性参照系作对应。

上面那个例子中的甲和乙的观察结果只是在这无穷多个运动状态里面的两个特例而已。

特在哪里？一个是在变轨前和飞船位于同一个惯性系，一个是在变轨后和飞船位于同一个惯性系。

所以才会有在相应时期看起来飞船是静止的观察结果。

同理，当我们在地球表面观察到某一物体是静止的，那只能说明这个物体和地球表面的运动状态正好一致，如果把参照系换成其他的惯性系，这个物体可是在不折不扣地运动的！因为随着参照系的变化，这个物体的运动速度也是在不断地变化的。

可以说这个世界上根本没有什么固有的速度。

这样一来，整个物质世界给人的感觉一下子就变得复杂得多了：一个物体既是静止的，又是运动的，既是以这种速度运动的，又是以那种速度运动的，既是朝这个方向运动的，又是朝那个方向运动的------完全取决于你以哪个惯性系来做参考。

【所有惯性系都是平等的】有人会说：“这样显得太杂乱了吧？无论如何我们还是应该找到一个标准的参照系，否则怎么来计算物体的速度呢？”如果我们要计算一个物体的速度，只能是人为的选取一个惯性系把它作为参照系来对物体的速度做量化处理，但这个被选取的惯性系不可能是什么标准的参照系。

事实上，我们无法找到这样一个惯性参照系，在这个参照系中的观察结果同时也适用于其他的惯性系。

更进一步，我们也无法找到这样一个惯性参照系，它的物理性质和其他的惯性系有任何的不同。

换句话说，所有的惯性系彼此之间都是平等的，而我们所处于其中的这个惯性系只不过是所有惯性系中的普通的一个，只不过是为了计算的方便才把地球所在的惯性系人为的记为参照点。

就像一个由很多链节组成的圆环，为了计量的方便，我们在这很多链节的其中一个上面做了标记并把这个有标记的链节记为原点，而这并不意味着这个做了标记的链节和其他的链节在物理性质上有任何的不同。

对于这一点，已经有欧洲人在几百年前做过详细的阐述，我们在此向伽利略致以问候。

【惯性定律（牛顿第一定律）升级版】事实上，我们对于物质世界所存在的各种运动状态的认知，就是处于各个不同的惯性系的物体给我们所造成的各种不同的感觉。

之所以会有这种感觉，是因为我们作为观察者也处于某一个惯性系中，而且把自己所在的惯性系当成参照系来观察物体的运动：如果一个物体和我们的运动状态相同，我们就认为它是静止的；如果物体所在的惯性系和我们所在的惯性系不同，我们就认为它是运动的。

我们之前已经讨论过对于同一个物体，因参照系不同所观察到的运动状态也不同。

如果要客观地描述一个物体的运动，我们就不能把自己预设到某一个惯性系中去，而应该是站在一个超脱者的角度来看待物质世界的运动：物质世界的所有物体都是分布在各个不同的惯性系中的，一个物体的运动状态的改变，实际上是从一个惯性系过度到了另一个惯性系，至于它到底是从哪一个惯性系过度到了哪一个惯性系，是跟观察者所在的惯性系无关的。

也就是说，无论观察者在哪个惯性系观察这一现象，它都是从先前的一个惯性系过度到了后来的一个惯性系！怎么样，刚才我们还觉得这个物质世界显得太杂乱，现在经过这样的观念转换，物质世界又重新变得简洁了吧？从这一全新的观念出发，我们可以用这样的表述来升级现有的惯性定律（也称为牛顿第一定律）：“空间中存在着无数多个惯性系，任何一个实物在任一时刻只能处于其中的一个惯性系中。

改变实物所处的惯性系的条件是它受到不均衡的力的作用。

”为什么要升级这一定律？因为原有的惯性定律是以地默零为基础的，这个认知体系把作为观察者的自己预设到了地球所处的惯性系中，把地球所在的惯性系当成了绝对参照系，而这是与事实不相符合的。

【关于相对论的讨论】遗憾的是，为我们所知的相对论也没有跳出地默零的圈子，从而，这个理论也需要重新审视。

在《论动体的电动力学》一文中，作者在阐述“物体的长度随着它的运动速度的变化而变化”时，首先设定了一个“静止参照系”，把物体相对于这个静止参照系的速度和物体的长度用一个方程联系起来，把物体的长度变成了关于它自身的运动速度的一个函数。

需要指出的是，作者在这里定义这个静止参照系时，实际上要求它具有以下性质：“任何一个物体相对于这个参照系的速度就是这个物体的固有速度”，也就是把它当成了绝对参照系了。

这时有人会有异议：这个“静止参照系”可以是任何指定的惯性系，作者并没有把它定义为绝对参照系。

那我们来试试，如果这个“静止参照系”是惯性系A，物体相对于这个参照系的速度是V1，按照前述的函数关系，该物体对应着一个长度L1；同时，它相对于惯性系B的速度是V2，那么它对应着另一个长度L2；这时我要问了，这个物体的长度到底是L1还是L2？一个物体不可能同时具有两个不同的长度！只有在这样一种情况下，即“一个物体相对于设定的静止参照系的速度同时也是这个物体相于其他任何参照系的速度”，这个函数关系才有意义，（因为在这种情况下，物体相对于任何参照系的速度都是相同的，从而也就具有一个固定的长度。

）然而在前述的讨论中，我们已经明确了同时适用于所有惯性系的参照系并不存在！（对于给定的任意一个实物，如果它在某一时刻以惯性系A为参照系的运动状态为M，那么在同一时刻，取任意非A的惯性系做参照系，这一实物的运动状态必为非M）。

至此，我们可以说，狭义相对论是建立在一个并不成立的前提下的理论，在这样一个前提下产生的结论是不可能真正反映事物的本质的。

【关于超光速运动的可能性】现在有一种流行的理论认为：如果把一个物体加速到光速，它就会进入一个不同的物质状态，在这种状态下，它可以继续实现超光速范畴内的加速，而这种状态是以光速为运动速度的下限的。

首先我要对提出这个理论的作者表示敬意。

这个理论体现出了人类超越自然束缚的豪情！但我还是不得不提出来，这个理论也是建立在地默零的基础上的！之前我们已经讨论过，对于一个物体来说，惯性参照系和观察结果之间有着对应关系，当我们描述一个物体的运动状态时，不能不指定这个运动状态是在哪一个惯性系下的观察结果。

在不指定惯性参照系的前提下，单纯地说某一物体的运动速度是多少是没有意义的。

那这个理论里的光速是相对于哪个参照系而言的？我们相信作者指的是地球所在的参照系。

假设有一天某个飞船离开地球并不断的加速，在某一时刻它相对于地球运动的速度达到了光速。

按照上述理论，它应该是进入到另一个物质状态了。

同时，如果把参照系换一下，以其他行星为参照系，它还达不到光速那么快，那么这时飞船应该是仍处于它离开地球时的物质状态。

但是同一个物体怎么可能同时处于两个不同的状态呢？难道这个“物体达到光速后就会实现状态变换”的理论也是错的吗？先不用急着回答这个问题，让我们看看能不能从本文前半部分提到的规则中找答案。

我们已知，所有的惯性系的物理性质都是相同的，就像是一个链条，它上面的每一个链节的物理性质都是相同的。