马海飞
(http://blog.sina.com.cn/gfis2012年8月25日)
自从本人在2009年发现了“质量场”以后，一个新的物理学基础理论体系已经开始逐渐形成。这个新的理论体系与当前主流的物理学体系之间有着根本的不同。为了区别这两个物理学体系和讨论上的方便，我们不妨给这个新的物理学体系起一个专属它的名称，把它叫做“统一物质物理学”。
那么，统一物质物理学与当前主流物理学之间有什么根本的不同呢？它们之间是什么关系？统一物质物理学对物理学基础理论的发展具有什么重要意义？前景又如何呢？这些问题都是本文以下将要讨论和解释的内容。
1.统一物质物理学与主流物理学之间对物质的认识根本不同
物理学是立足于客观的物质世界之中形成的一门自然科学。我们知道，构成物质世界的基本元素只有两个：就是“物质”与“空间”。宇宙中的其他所有一切都来自这两个基本元素。因此，物理学的基础理论完全离不开物质与空间。反过来，物理学研究和发展的过程又是一个对物质与空间的认识不断深入和完善的过程。所以，在物理学基础理论研究的不同发展阶段上，人们对物质与空间以及它们之间相互关系的认识是不同的。
“经典物理学”与“现代物理学”是构成当前主流物理学的两大支柱。“经典物理学”是物理学发展过程中较早形成的一个理论体系。经典物理学中的“物质”就是具有质量的实体（如图1a所示）。“空间”就是一个平直、绝对不变的可以容纳物质存在和运动的场所（图1c）。物质与空间之间的关系是相互孤立的。经典物理学基本不考虑“场”的问题。
“现代物理学”是继“经典物理学”之后形成的一个较新的理论体系。这个理论体系的形成和发展与物质“场”的发现分不开。因此，现代物理学把“有质量的实体”（图1a）和“没有质量的场”（图1b）（主要是以“能量”相关的形式来表达）都视为“物质”。现代物理学对“空间”的认识与经典物理学完全不同。现代物理学认为空间是相对的、可变的和并非一定是平直的（图1d）。在大质量物体周围的空间是弯曲的。在现代物理学中，“物质的实体”（图1a）、“场”（图1b）以及“空间”（图1d）之间都是相互独立的，它们之间没有任何的内在关系。
“统一物质物理学”是一个全新的物理学理论体系。这个名称在本文中是首次提出来的。统一物质物理学承认“绝对空间”（图1c）而不承认“相对空间”（图1d）的存在。这一点与经典物理学一致，与现代物理学不同。但它承认物质“场”的存在。这一点与现代物理学一致，而与经典物理学不同。可是，虽然统一物质物理学承认“场”的存在，但统一物质物理学认为“场”不是一个独立存在的物质形式，而是与物质的实体之间具有不可分割的关系。这就是最关键的地方。统一物质物理学认为：物质本身就是“实体”与“场”的统一体（图1e）。物质的“实体”部分与“场”部分“是不可分割的关系”。在这一点上它与经典物理学和现代物理学都不同。也是“统一物质物理学”理论体系独特的地方。
图1、“经典物理学”、“现代物理学”以及“统一物质物理学”对“物质”与“空间”描述的示意图。a是“经典物理学”和“现代物理学”描述的“物质的实体”部分；b是“现代物理学”描述的“物质的场”部分；c是“经典物理学”和“统一物质物理学”描述的“绝对空间”；d是“现代物理学”描述的“相对空间”。e是“统一物质物理学”描述的“物质－ 实体与场的统一体”。
因为“经典物理学”不用“场”的思路解释问题，因此，经典物理学认为物质与空间的关系就是物质的实体（图1a）（通常用“质点”来表示）存在于绝对空间（图1c）之中，并在绝对空间中运动或相互作用。绝对空间是不会发生任何改变的。“现代物理学”认为物质既可以以实体（图1a）的形式独立存在，也可以以场（图1b）（能量）的形式独立存在。它们都存在于相对空间（图1d）中。现代物理学不承认绝对空间的存在。而相对空间在巨大质量的作用下可以发生局部的弯曲（见图2）。
“统一物质物理学”与“经典物理学”和“现代物理学”都不同，它认为物质的实体与场之间的关系是一个不可分割的统一体（图1e）。这个统一体存在于绝对空间（图1c）中。如果用图示来比较经典物理学、现代物理学和统一物质物理学对物质与空间关系的描述的话，结果如图2所示。
a、经典物理学对物质与空间关系的描述 | |||
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c、统一物质物理学对物质与空间关系的描述 |
图2、“统一物质物理学”与“经典物理学”和“现代物理学”之间对物质与空间关系认识不同的对比示意图。（详细说明请见正文并参考图1。）
经典物理学认为：“物质”是以孤立的物体形式存在于“绝对空间”之中（图2a）。物质与空间的关系“是相互独立的”。虽然经典物理学认为当光线经过大质量的物体附近时也会发生弯曲，但其解释是：光线的弯曲是由万有引力对光线中粒子的吸引作用造成的，与场或空间无关。经典物理学基本上不考虑场的作用。
现代物理学认为：空间是相对的。“物质”是以孤立的物体或场的形式存在于“相对空间”之中。当大质量物体在相对空间中存在时会导致空间发生局部弯曲的现象（图2b）。经过这个物体附近空间的光线会按照空间的弯曲程度而发生相应的弯曲。现代物理学否定绝对空间的存在。
虽然“经典物理学”和“现代物理学”之间对物质和空间的认识存在有很大的不同，但它们对物质和空间关系认识的基本观点是一致的：都认为“物质的实体部分是孤立存在的”，与空间和场都没有内在的关系。
统一物质物理学认为：物质本身就是一个由具有质量的“物质实体”与不具有质量的“场”所构成的统一体（图1e)。这两部分合在一起的整体才是物质。简单地说：物质就是一个实体与一个场的统一体。物理学中的“质量”所表述的就是物质的实体部分。而物质的场部分就是“质量场”。物质以实体与场的统一体的形式存在于绝对空间之中并充满绝对空间（图2c）。任何一个独立的物体（例如一个地球或一个苹果甚至一个电子）都是由一个实体部分和一个场部分构成的整体。
“质量场”是一个被发现不久的球形物质场，场心与物体的质心重叠在同一点上。因为它与质量之间是一个统一体的关系，因此把它叫做质量场。质量场与质量一样也可以进行定量。质量场是通过密度定量的，计算公式为：D＝M／4πr2。其中，D是质量场密度，M是质量体自身的质量，r是质量场的半径，也就是从质量场的球面到达质量场中心（即质心）的距离。统一物质物理学认为：绝对空间是物质的存在场所，但因为物质是质量体（实体）与质量场的统一体，因此，绝对空间完全被物质的“实体”和“场”这两个部分所充满。从理论上讲，质量场在绝对空间中无限延伸。所以，我们根本就无法看到绝对空间的影子。我们所说的“宇宙空间”其实就是被“质量场”充满的空间。另外，质量场是一个光传播的介质。质量场的密度越大，光的传播速度就越慢、光线经过时的弯折程度就越大。因此，光线通过大质量天体附近时发生弯折的原因是由不均匀分布的高密度质量场造成的。
显然，经典物理学是立足于物质的实体部分之上形成和发展起来的理论体系，现代物理学是立足于物质的场部分之上形成和发展起来的理论体系，而统一物质物理学是立足于物质作为一个实体与场的统一体之上形成和即将发展起来的理论体系。
因为构成主流物理学的经典物理学和现代物理学都把物质孤立起来对待，因此，相对“统一物质物理学”这个名称而言，我们也可以把当前的主流物理学叫做“孤立物质物理学”。
2.统一物质物理学体系与孤立物质物理学体系之间的关系
科学的发展不可能是没有基础的。人类对自然世界的认识是从最容易观察和接触到的“实物”（物质的“实体”部分）开始的。因此，物理学首先形成的是“以实体为主要研究对象”的“经典物理学”。后来，随着科学的发展，人们开始逐渐从更多的物理现象中认识到非实体性“场”的客观存在。“场”只在各种与超大质量（天体质量）和超高速度（光速水平）相关的物理现象中才表现出作用来。随着对“场”的作用的发现和研究而出现了“现代物理学”理论体系。现代物理学主要是从“场”而不是物质的实体出发进行研究。
由于经典物理学和现代物理学对物质的认识是孤立的，因此，很显然，经典物理学与现代物理学是把物质的两个属性分割开来进行研究的。经典物理学研究立足于物质的实体之上，现代物理学研究立足于物质的场之上。从“显而易见的实体”过渡到看不见摸不着的“场”的过程的确是一个飞跃。但是，经典物理学与现代物理学研究的共同缺陷都来自它们使用的方法上。它们都是用“描述性的方式”进行研究，而不是从本质上进行研究。例如奠定经典物理学的牛顿三大运动定律和万有引力定律都是描述性的定律，都没有涉及到相关物理现象的本质问题。现代物理学也是如此。现代物理学甚至使用概率来近似描述一些物理现象。由于不研究物理现象的本质和物理机制，因此，经典物理学和现代物理学都不能回答“是什么”和“为什么”的问题。
尽管孤立物质物理学把物质的两个属性孤立起来进行描述性的研究，但那些描述性的研究成果最后都指向同一个方向：物质是实体与场的统一体。遗憾的是，经典物理学家和现代物理学家都没有注意到这一点，而是闭关自守地各自研究着自己那个领域中的“尖端”问题。虽然现代物理学家一直都在努力试图把物理学理论统一起来，但他们却没有意识到：物质本身的统一才是其中最关键的一步。没有物质本身的统一，物理学理论根本就不可能得到最后的统一。直到本人从经典物理学和现代物理学的一些观察和实验结果中发现了质量场的存在之后才把物质的实体性与场性统一到了一起。才恍然大悟地发现：原来物质竟然是实体与场的统一体。因此，统一物质物理学不是凭空产生出来的。它离不开经典物理学和现代物理学的研究成果。但是，统一物质物理学对物质两个基本属性的统一已经超出了基于孤立物质物理学之上的基础理论量变的范围。它的出现无疑会彻底否定很多经典物理学和现代物理学的理论。所以，统一物质物理学与经典物理学和现代物理学之间已经产生了本质上的根本不同，可以说是基本世界观上的不同。统一物质物理学的出现是物理学基础理论上的一场革命。势必从根本上改变物理学未来的发展方向。它必将给物理学研究注入新的和巨大的生命力。
3.统一物质物理学是一个全新的物理学理论体系
目前的统一物质物理学就像一个新诞生的婴儿。孩子虽然遗传了父母双方的基因，但却完全不可以把孩子与父母等同起来对待。统一物质物理学已经形成了一套独立的、与经典物理学和现代物理学完全不同的新理论体系。从对物质和空间的认识这种最基本的世界观上就完全不同于经典物理学和现代物理学。所以，说它是一个全新的物理学理论体系一点都不为过。
然而，作为一个新的物理学理论必须要具备一些必要的条件才有可能成立。首先，物理学理论必须要能够做到“定量表达”。也就是说，物理学理论必须可以通过数学公式对物理现象作出正确的描述。统一物质物理学建立了质量场密度的计算公式，并且，对万有引力现象的简单而正确的定量描述都证明了统一物质物理学具备这样的条件。不仅如此，统一物质物理学还可以用更准确的数学公式修正长达数百年都没有人敢碰的牛顿第二运动定律计算公式。
其次，新的物理学理论必须能够涵盖旧理论。统一物质物理学在很多方面已经显示出它可以涵盖经典物理学和现代物理学。经典物理学和现代物理学只不过是以同一个物质的两个不同侧面为基础分别形成的两个理论体系。而统一物质物理学是在把物质的两个不同侧面统一起来的基础上建立起来的理论体系。显然，统一物质物理学同时涵盖了两个旧的理论体系。
再有就是，新的物理学理论必须能够解决旧理论无法解决的问题。旧物理学理论遗留的最大问题就是不能对那些最基本物理现象（如“运动”）的本质和物理机制作出正确的解释。具体表现在不能回答“为什么”和“是什么”的问题上。而统一物质物理学却可以很轻松地对那些物理现象的本质和物理机制作出合理的解释并能够简单地回答“为什么”和“是什么”的问题。统一物质物理学让我们能够从本质和物理机制上看清物理现象是如何产生的，因此可以更清楚地认识到现象产生过程中的因果关系。例如，经典物理学理论认为万有引力现象的产生来自一个物体（如地球）施加在另一个物体（如苹果）上的吸引作用力。从力（F）与重力加速度（g）的因果关系上讲就是：力（F）是导致重力加速度（g）产生的原因。但是，这种解释完全没有任何物理机制上的根据，而是由假相产生出来的误解。沿着这个解释研究下去永远也得不到正确的结果。统一物质物理学从物理机制上的研究中发现，万有引力现象是物质自身的两个基本属性在两个物体之间的相互不对称前提下因为质量场的融合所产生出来的。重力加速度所反映的就是质量场的密度大小。也就是说，因为物质具有质量和质量场属性，当两个物体同时存在时，这两物体的质量场相对于对方的质心处于不对称状态，结果二者的质量场就会自动融合形成一个更大的对称质量场。在这个融合的过程中，物体的质心就会随着场的融合而相互靠近，结果就表现出重力加速度。质量场密度决定重力加速度的大小，重力加速度又是一个决定重力大小的决定因素。阻止这个重力加速度的力就是重力。虽然人们把这个力也叫做万有引力，但实际上它根本就不具备“吸引”的性质。“吸引”只是一种假相。所以，从因果关系上说，统一物质物理学认为：重力（F）是在万有引力现象中产生出来的一个结果，而不是产生重力加速度的原因。根据这个因果关系我们就可以圆满地从本质和物理机制上解释很多与万有引力相关的物理现象了。
另外，新理论要能够解释旧理论中自相矛盾的地方。现代物理学不承认以太的存在，却认为宇宙空间是可以弯曲的。如果空间中不存在任何东西，怎么可能会弯曲？显然，“相对空间”这个概念是错误的。为什么会错呢？统一物质物理学给出的解释就是：因为现代物理学没有搞清楚“物质本身就是一个实体与场的统一体”。现代物理学中的“相对空间”其实就是“以质量场为背景形成的（场）空间”。因此它是弯曲的，因此它是相对的，因此它随着实体部分质量大小的改变而表现出相应的空间效应。现代物理学把物质的这个场从物质的统一体上分割出去，再用“相对空间”去定义它的做法显然是错误的。
这里仅仅举出了一些简单的例子。实际上统一物质物理学还可以解决非常多经典物理学和现代物理学中存在的其他类似自相矛盾的问题。
因为统一物质物理学是一个全新的理论体系，因此它给人带来的观点也都是全新的。在很多因果关系上与经典物理学和现代物理学的观点都是截然相反的。
4.统一物质物理学的价值与意义
经典物理学与现代物理学的理论都是描述性的。描述性理论一般都是来自“盲人摸象”式的研究方法。也就是说：针对某个物理现象就事论事地进行数学或文字描述，并不考虑那个现象背后的物理机制和本质性问题。用这种描述性研究方法得出来的结果可能并没有错，但从整体而言，结论却不一定对。我们知道，很多局部的物理现象都是一个完整物理现象中的一部分。在看不清整体的情况下，人们依然可以对局部现象进行描述，但是这样的描述结果只能让人知其然，不能让人知其所以然。
孤立物质物理学的研究现状就是如此。例如，球是圆的。但如果那个球很大的话，一个人就只能摸到那个球的局部区域，他根据摸到的结果得出的结论可能就是：那是一个弯曲的东西。作为结果是对的，但作为结论是错的。爱因斯坦的“弯曲空间”就是这样一个球体上的局部区域。因为他并不知道自己摸到的东西是什么，结果就用弯曲的空间来描述他摸到的结果，并得出了相对空间的错误结论。其实他摸到的是一个与物体不可分割的球形场，而不是容纳物质存在的独立空间。单纯从描述上来说并不错，球面的局部区域的确是弯曲的。换个人以同样的方式去摸，得到的结果也一样。因此爱因斯坦的数学描述在那个局部是正确的。但这种做法只能知道摸到的东西是弯曲的状态，却不知道它为什么弯曲。因此得出的结论就是错的。也就是说，当前的主流物理学研究结果只能达到知其然的地步，而无法达到知其所以然的目的。并且，孤立物质物理学走到这里就无法突破和继续向前发展了。如果不从本质和物理机制上进行研究，就永远也不可能解决所以然的问题。
除此之外，不触及本质的描述性研究方法还很容易被“假相”所蒙骗。就像站在地球上看所有的天体都在围绕地球旋转的假相一样。在假相被识破之前，假相就可能被当成客观的“自然现象”对待而进行描述。因为假相的确也是“另外”一种自然现象，只不过是它在人的大脑里成像的过程中变成假相了。例如，牛顿把万有引力现象描述成：任意两个质点之间的相互吸引作用。牛顿的这个描述就是一种假相描述。万有引力现象作为一种自然现象的确是真实存在的。但这个现象在牛顿和几乎所有的人脑海里都形成了假相。这个假相形成的过程就像所有的天体都围绕地球旋转的假相产生过程一样。人之所以会被假相所欺骗，就是因为不知道那个现象的产生机制。当我们知道，因为地球自转而让人看上去似乎所有的天体都围绕地球旋转是一种假相的时候，也就应该想到，我们看到的“地球吸引苹果的现象”也有可能是因为一个什么未知的机制所产生出来的假相。只有当我们知道了万有引力现象的产生机制之后才会知道什么是万有引力，什么是真相。在没有搞清楚物理机制之前，什么样的描述都可能是对假相的描述，都是不具有说服力的。经典物理学和现代物理学的致命弱点就是它们只管描述，不管机制。因此，在这两个体系的理论中存在大量对假相的描述。例如，除了牛顿的万有引力理论之外还有爱因斯坦的质能转换理论和时间膨胀理论等等，非常多。
科学发展的脚步是不可阻挡的。单纯的描述已经不能满足物理学理论的发展需要。物理学理论研究必将走向回答“是什么”和“为什么”的道路。为此，物理学必须要从本质上和物理机制上研究物理学问题。承担这个任务的理论体系就是统一物质物理学。
统一物质物理学与当前主流的孤立物质物理学的不同除了在世界观上对物质和空间的认识不同以外，在研究方法上也不同。统一物质物理学主要是根据观察到的结果从物理机制上研究物理现象，最终达到揭示其本质的目的。因此，统一物质物理学并不回避回答“是什么”和“为什么”的问题。或者可以说，建立统一物质物理学的一个主要目的就是为了回答“是什么”和“为什么”这些本质性问题。例如，它可以很容易地回答为什么爱因斯坦在解释万有引力现象的时候要用到弯曲的空间。因为那个弯曲的空间就是完整球形场的一个局部区域。也很容易解释为什么牛顿的万有引力公式中会出现平方反比定律。因为那个平方反比定律也来自同一个球形场面积的计算公式。说来说去，牛顿与爱因斯坦研究的是同一个“球”，但因为他们都不知道那个球的真面目，结果就各自从自己的立场出发进行描述。因此，二者都有正确的地方，但却都不完整。只有从统一物质的立场进行物理机制上研究，才能揭示出真相来。
又例如，在孤立物质物理学理论中，物质的“质量”被划分成了“惯性质量”和“引力质量”，但经过长期研究发现，这两个质量在数值上是完全一致的。虽然如此，孤立物质物理学却解释不清二者之间的本质关系是什么。在统一物质物理学看来，惯性质量其实就是从物质的“实体”立场对质量的认识，而引力质量就是从物质的“场”立场对质量的认识。如果把物质统一起来作为整体看待的话，它们描述的是同一个东西的两个不同的侧面。因此，最后到了定量的时候得到的数值是完全相同的。所以，物质的质量根本就不存在惯性质量和引力质量之分。质量只有一个，就是物体所含有的物质量。一旦把物质的两个基本属性统一起来，解释问题就简单多了。这就是统一物质物理学优于经典物理学和现代物理学的地方。
建立统一物质物理学的一个重要意义就是它可以冲破经典物理学和现代物理学无法逾越的困境并解决经典物理学与现代物理学无法解决的问题。
因为统一物质物理学可以让人知其所以然，因此，它具有真正意义上的物理学理论价值。牛顿的三大运动定律和万有引力定律已经存在数百年之久，几乎没有人能够撼动这些奠定经典物理学理论的基础。然而，统一物质物理学却可以修正这些理论。从孤立物质物理学步入统一物质物理学的过程就是从“描述性物理学”过渡到“本质性物理学”的过程。这是物理学发展不可阻挡的趋势。从所有的方面讲，统一物质物理学的出现都具有划时代的重大科学意义。
5.
统一物质物理学是站在与经典物理学和现代物理学不同的物质基础上形成的。因为立场的不同，对自然现象的认识和解释都不同。然而，就当前而言，处于主流地位的仍然是经典物理学和现代物理学。作为一个全新的物理学理论体系，它必定要颠覆旧的理论体系。因此，统一物质物理学一定会遭遇到来自经典物理学和现代物理学的巨大阻力。
统一物质物理学的问世必将给人类带来世界观上的改变。而世界观的形成不是一个一朝一夕的过程，因此改变起来会很困难。对于习惯了把物质孤立起来思考的人来说，很难一下子就能够接受物质是实体与场的统一体这个现实。而且，场是一种看不见摸不着的客观存在。看到苹果是一件很容易的事情，但能够理解苹果周围还存在一个质量场的现实却非常困难。对物理学专家来说，改变世界观就更加困难了。所以，在统一物质物理学的传播和接受上的困难是可想而知的。如果没有科学主流的支持，这可能将是一个漫长的过程。但因为统一物质物理学在基本世界观上就与主流不同，所以很难期待主流物理学家会在短时间内接受这个新的理论体系。也许会像哥白尼的日心说一样要经历几代人的时间。
尽管统一物质物理学可能会遇到很多困难，但是，没有人能够阻止科学发展的脚步。当孤立物质物理学的科学家们遇到解决不了的问题时，他们一定会寻找新的解决办法。如果统一物质物理学理论体系能够帮助他们解决问题的话，这个新的理论体系最终一定会走上物理学的主流舞台。只是如果拖得时间太久对物理学研究的发展而言就是一种巨大的浪费。当前还有很多科研单位和个人耗费巨大人力、物力和财力在按照孤立物质的观点从事不可能有结果的研究。还有很多人把科幻当成科普到处宣传，误人子弟、误导科学。这都是因为主流物理学只知其然不知其所以然造成的结果。如果能够让统一物质物理学早日进入主流，就会早日结束这种违背科学原则的现状，让物理学的基础理论研究早日走出困境。
因为统一物质物理学能够让人们能够知道“是什么”和“为什么”，而人们从事科学理论研究的一个主要任务和目的就是为了知道“是什么”和“为什么”，所以，统一物质物理学最终一定会取代经典物理学和现代物理学而成为物理学的主流。随着统一物质理论研究的深入和展开和对物质的新认识，它也一定会对化学和生物学等其他自然科学的学科发展产生巨大的推动作用。由于统一物质物理学给人带来的将是世界观的改变，因此它也会对人类社会的发展产生重要推动作用。它将从科学的角度告诉人们：不要只追求物质（实体）上的发展，还要重视精神（场）上的发展。“人类社会也是实体与场的统一体”。其潜在的意义难以估量。
自然世界是统一的。这种统一的基础就是物质的实体与场的统一。建立在这个统一物质基础之上的物理学理论体系就是“统一物质物理学”。
参考阅读：请使用关键词在本博客的“博文目录”中搜寻需要参阅的文章。
［注］图2b来源：http://www.ita.uni-heidelberg.de/research/bartelmann/gravLens/index_en.html
本文引用地址：http://blog.sina.com.cn/s/blog_63a2663701017del.html
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