它为我们描述、解释和预测宇宙的运行以及人工智能等现代知识体系提供全新的视角。我们能够从一个比较基础的物理理论看到宇宙的全貌。在物理学中,“势”是很重要的概念,它表明了一种对运动结果的观察结果。物理学在阐述力学的理论时,并不仅仅包含微观粒子的宏观表现,而是包含着我们可以感知的一切运动现象。在实际应用中,研究的一般是非线性的运动结果。这篇我们将主要讨论一下,有关闭合体系中的势。
微观有势的意义和研究方法之前我们讲了,能量密度等于位置-速度的乘积,物理上被称作势;对于实际的微观来讲,势,是我们看得到,听得着的现象;但在物理学家眼里,势,是概念中的词,在不同的尺度上可以叫做不同的对象。比方说,牛顿物理中,如果要解决一个热力学问题,势就是熵;在相对论中,它更被称为角动量;引力场中,它是引力势;电磁场中,它可以被称为质量/初相势,等等。我们在《无势推不出势》一文中,已经提到了,在电磁场中,由动量p和角动量p决定的势;在静电场和光速场中,由于时间的限制,我们是无法定义一个新的势的。这篇我们只考虑狭义相对论中的势。
势为我们预设的框架所以,势是人们对于两个物体运动方向,速度方向的一种直觉预设。实际宇宙中,这种预设往往并不成立,或者,这种预设是不科学的。不过,我们现在暂且可以通过这种直觉预设,推出一个比较普遍适用的概念。
势包含的结构和动量、质量、能量,甚至是时空度规,都没有关系。物理学从不刻意去研究一个概念,它始终可以用实际运动中的结果说话。比方说,不同的牛顿体系下,他们运动方向的初态是不一样的。这是因为,初态的不同,并不等于运动的方向不同,只是速度和位置的不同。那么也就是说,对于静止的物体,只要速度相同,位置相同,初态就等于末态;但当速度和初态有差异时,可能出现末态比初态远的情况。这告诉我们,牛顿只从力学的角度去理解对运动中微观量的量纲。
静止的物体,运动的过程,没有多大意义。再比方说,位置是运动过程中的相对性基础,而运动本身是不依赖于位置的。我们可以说,位置无意义,或者,位置并不属于运动,并不构成运动的结果。虽然你的身体可能一动不动,但你的确存在,存在于身体里。你的灵魂、你的意识、你是否存在,都不依赖于运动的位置。所以,运动无所谓位置是否是个问题。我们现在已经可以想象到,力是相对的,位置也是相对的,所以,在相对论中,势也是属于相对的。势的性质并非力的性质,力和位置也不在同一层次。