狭义和广义等效论两种类型 [复制链接]

科学的广义相对论是哲学的广义等效论的来源之一，广义相对论构成了广义等效论的科学基础，反之，广义等效论为广义相对论打下了哲学基础，广义等效论在哲学的作用和地位相当于广义相对论在科学的作用和地位，或广义等效论对于科学哲学和广义相对论对于理论科学的作用和地位符合科学哲学对应论的等效原理或等效论的对应原理。为什么说广义相对论构成了广义等效论的科学基础？比如：爱因斯坦在狭义相对论中写下了物质和能量相互转化的质能方程式，物质和能量是“物能体”的两种存在方式，物质和能量的等价关系是自然事物基本、深刻和普遍的等价关系，物质和能量符合科学哲学自然存在论的等效原理。

为什么说科学的广义相对论是哲学的广义等效论的来源之一，比如：牛顿写下的万有引力公式隐含了物质和能量的等价关系，引力的性质和大小只与物体的质量相关，而与物体的形态和形状不相关，这说明无论是物质态的实体，还是能量态的实体，引力的性质和大小都不变、或物质和能量的引力性符合科学哲学属性论的等效原理。由于物质和能量、引力和运动等基本概念和它们的相互关系构成了物理学研究的基本内容，因此，广义相对论和广义等效论自然而然地形成了相互的基础，前者是后者的科学基础，后者是前者的哲学基础。

就像相对论划分为狭义相对论和广义相对论一样，可以将经典物理的相对性原理划分为伽利略和爱因斯坦的相对性原理、或狭义和广义的相对性原理两种类型。伽利略相对性原理即是狭义相对性原理：力学原理在一切惯性系保持不变；爱因斯坦相对性原理即是广义相对论原理，物理学原理在一切参考系保持不变，比如：在地球上得到的物质化学反应方程式也适用于月球和火星。可以将科学哲学的等效原理划分为狭义等效原理和广义等效原理两种类型，狭义等效原理相当于自然哲学的等效原理，这是等效原理在自然哲学中的应用；广义等效原理相当于自然哲学和社会哲学的等效原理，这是等效原理在自然哲学和社会哲学中的应用。科学的相对论和相对性原理、科学哲学的等效原理狭义和广义两种类型的划分符合科学哲学逻辑形式论或形式逻辑论的等效原理。广义等效论是对狭义等效原理和广义等效原理的系统、抽象、理论化的描述和解释，它是一种具有探索性和创新性的新科学哲学。

什么是狭义或自然哲学中的等效原理？以量子力学的双缝实验为例，19世纪初的年，英国物理学家托马斯-杨在“双缝实验”的基础上发表了一篇证明光波动性的论文《物理光学的相关实验与计算》，假如光仅仅是牛顿“微粒说”的粒子，那么当将一束光照射到一条狭缝时，通过了狭缝的光束将在后面的探测屏留下与狭缝尺寸和形状类似的图案，而实验结果与“微粒学”的牛顿理论不符，在探测屏上出现了光的衍射图案，探测屏图案的中央区域出现了比较明亮的光带，左右两侧出现了暗淡的光带。

双缝实验进一步证明了单缝实验的结果，假如光仅仅是牛顿“微粒说”的粒子，那么当将一束光照射到两条平行的缝隙时，光线穿过狭缝后将在后面的探测屏上留下与两条狭缝尺寸和形状类似的图案，而实验结果违背了“微粒说”的预期，在探测屏上出现了一系列明亮与暗淡条纹相间的图案。托马斯-杨用光波的相长干涉与相消干涉机制完美地解释了单缝和双缝光束实验的结果，明亮的光带是光波的相长干涉形成的，暗淡的光带则是光波的相消干涉形成的。

年，蒂宾根大学的克劳斯-约恩松做了电子的双缝实验，发现了电子的干涉现象，年9月，约恩松的电子双缝实验被《物理学世界》杂志评为最美的物理实验。美国理论物理学大师费曼曾把双缝干涉实验看成是量子力学的核心实验，托在马斯-扬的光子束和约恩松的电子束进行的双缝实验基础上，实验物理学家开发了多个版本的双缝实验，以揭示量子力学的深层奥秘。物理学家在后续的实验中逐渐意识到，不仅光子和电子，而且质子和中子、原子、甚至组成物质基本单元的分子都表现了奇异的量子行为，比如：当一个电子波峰遇到另一个电子波峰时将会产生波的相长干涉；当一个电子波峰遇到另一个电子波谷时将会产生波的相消干涉。

托马斯-杨的光子束双缝实验和约恩松的电子束双缝实验符合科学哲学结果论的等效原理，两种最美的物理实验证明了，光的干涉性和电的干涉性符合科学哲学波动论的等效原理。同样，牛顿通过三棱镜实验证实了光的粒子性，爱因斯坦对赫兹的光电效应实验做了光粒子性的解释，三棱镜实验和光电效应实验符合科学哲学结果论的等效原理，两种最完美的物理实验证明了，光的可分解性、直线传播性和光电碰撞性符合科学哲学粒子论的等效原理。解释了狭义或自然哲学的等效原理之后，从科学哲学新发现的角度提出一个科学哲学史的新观点，即：双缝实验的主体性效应在于证实了光波的干涉性，伴随性效应在于证实了德布罗意的物质波理论。法国物理学大师德布罗意在光的波粒二象性理论启发下，在年提出了一个理论假说，不只有光子有波粒二象性，而且一切微观粒子——包括电子、质子和中子都有波粒二象性，写下了物质波的波长等于普朗克常数（h）与粒子动量（mv）之比的德布罗意公式。约恩松在年做的电子双缝实验实际上进一步证实了德布罗意物质波的理论预测。