本文試圖從對慣性定律的分析中尋找到解決EPR問題的方法。文中研究了相對論中的自然運動和引力幾何化問題，討論了愛因斯坦和玻爾關于量子力學解釋的爭論，最后用慣性起源的馬赫原理給出了解釋EPR問題的一種可能方法。大家在相關論文寫作時，可以參考這篇題目為“相對論和量子力學的爭議及慣性定律分析”的物理史論文。
原標題：愛因斯坦和玻爾的世紀之爭及EPR問題
摘要：相對論和量子力學不能同時為真，已是學術界的共識，而其原因仍是懸而未決的問題。將復雜問題分解為最簡單問題進行研究是科學研究的常用方法，無外力作用物體的運動是力學中的最簡問題，這種運動稱為慣性運動或自然運動，亞里士多德、伽利略、牛頓、愛因斯坦四位歷史上最偉大的物理學家都研究過自然運動。本文試圖從對慣性定律的分析中尋找到解決EPR問題的方法。文中研究了相對論中的自然運動和引力幾何化問題，討論了愛因斯坦和玻爾關于量子力學解釋的爭論，最后用慣性起源的馬赫原理給出了解釋EPR問題的一種可能方法。
關鍵詞：慣性定律； 相對論； 量子力學；EPR問題；馬赫原理
0引言
將復雜問題分解為最簡單問題進行研究是科學研究的常用方法，牛頓力學和相對論中都使用了這個方法[1-2].要將復雜問題轉化為簡單問題，首先要將研究對象和環境分離，一旦分離成功，研究對象和環境的最簡單關系就是兩者之間沒有任何相互作用的情況。對力學而言，無外力作用物體的運動就是力學中的最簡問題，這種運動被稱為慣性運動或自然運動，亞里士多德、伽利略、牛頓、愛因斯坦四位歷史上最偉大的物理學家都研究過自然運動[3-4].本文通過對歷史上慣性定律的形成過程的分析，揭示了慣性定律在整個宏觀力學中的地位，文中研究了相對論中的自然運動和引力幾何化的原因，用慣性起源的馬赫原理解釋了EPR問題，從方法論上給出了宏觀物理學和微觀物理學關系的新圖景。
1宏觀力學的研究方法
牛頓力學和相對論都屬于宏觀力學范疇，宏觀力學和微觀力學的一個顯著區別是，宏觀力學可實現研究對象和環境的有效分離，這一點在微觀力學中做不到，這也是導致宏觀力學和微觀力學的研究方法在現代產生明顯區別的主要原因，也是愛因斯坦和玻爾在量子力學解釋上產生分歧的原因之一。
所以研究宏觀力學在方法論上要比微觀力學簡單，通常無需考慮作為環境一部分的測量工具對研究對象的干擾，也就是無需考慮宏觀物體受測不準原理的制約。一旦研究對象和環境實現有效分離，就可以考慮最簡單的情況： 環境和研究對象之間沒有任何相互作用時物體的運動。實驗和理論分析最后都導致了慣性定律的產生： 當一個物體不受任何外力作用時，將保持靜止或勻速直線運動狀態。如果物體受到外力作用，那么運動狀態將發生改變，其中的定量關系就是牛頓第二定律，這樣力學開始慢慢地由簡單到復雜，這就是牛頓力學的主要思路。
牛頓力學中也存在一些問題，主要出現在空間問題上，物體運動總要在一定的空間中發生，那么牛頓的空間到底是怎樣的，有什么性質？ 牛頓給出了絕對空間的概念，即： 一個一無所有的靜止空間。絕對空間成為物體運動的場所，物體在這樣的空間中運動，不和空間發生任何相互作用，但這樣的空間存在嗎？ 歷史上許多科學家都對此提出質疑，如貝克萊主教、萊布尼茨、馬赫等。問題1: 一無所有的空間，連信息也沒有，我們無法感知又如何知道它存在？ 問題2: 靜止和運動是相比較得到的，那么絕對空間的靜止是和誰比較得到的？ 問題3: 現實中根本找不到一個一無所有的空間。以前以為真空中一無所有，但后來發現真空中含有豐富的物質內容，如高能粒子、光、引力場、宇宙背景輻射等，所以一無所有的空間的存在性問題，在亞里士多德提出來二千多年后依然是一個沒有解決的問題[5-6].
相對論將引力視為空間的屬性[7],引力歸入了空間，又因為引力場有能量所以是一種物質的存在形式，這樣對相對論而言，空間和物質是不可分割的。不存在一無所有的空間，存在的空間中都存在物質，至少存在引力場。所以在廣義相對論中，物體所受外力中不包括引力，物體在不受引力之外的外力作用時的運動就成了自然運動，引力被幾何化了。這樣的處理恰好有黎曼幾何與之對應，所以相對論就成為一個由數學理論體系支撐的宏觀力學理論。
相對論比牛頓力學的進步在于，它否定了運動物體和空間不會發生相互作用這一事實，如果真空中確實存在許多物質，那么運動物體一定會和真空發生相互作用，這種作用產生的物理效應就是相對論效應，當然這種效應只有在物體運動接近光速時才會顯現。
沿著這條思路，就產生了真空的真空是否存在的問題。我們又回到了與十七世紀研究真空是否存在的類似問題上。如果真真空存在，那么在真真空中，物體運動的極限速度就一定是超光速的。這樣立刻會想起在無限稀薄的物質空間中，物體將如何運動的問題。結論只有一個，物體將靜止或以無限快的速度運動。因為空間一無所有，引力也沒有，根據慣性起源的馬赫原理，物體將沒有慣性，任何擾動都將使物體加速到無限快。如果運動物體是一個基本粒子，在周圍有約束的環境中，那么這個基本粒子只能是以幾率波的形式存在，因為它運動得太快了，我們根本無法確定它何時在何處，只能根據周圍約束確定其在空間某位置出現的概率，這種圖像和量子力學描述的微觀物質世界圖像是完全一致的。
2亞里士多德的自然運動
亞里士多德是古希臘時期最偉大的哲學家和科學家，他的關于物質運動的思想整整統治了人類2000多年。亞里士多德和后來的伽利略在研究力學問題的方法上，存在一個顯著的區別，亞里士多德僅依靠觀察和直覺得出結論，缺乏實驗方法，所以他的關于物質運動的理論從直覺出發，得出了許多不正確的思想。首先為了確定物體的自然運動，亞里士多德根據對輕的物體上浮，重的物體下落的觀察，規定了物質具有原始處所，重物的原始處所在地心，所以在沒有外力作用的情況下，重物總是落向地心。而氣體和輕的物體的原始處所在天上，所以當沒有外力作用時它們總是飄向天空。
另外亞里士多德根據，地面上的物體不用力推它，它就靜止這一觀察結果，斷言力是產生運動的原因。顯然亞里士多德的這些論斷都是錯誤的，也說明在力學或自然科學中，正確結論的得出，不能僅憑簡單的直覺或觀測，還需要根據對限定條件下實驗的分析，特別是定量實驗得出正確結論，這也是現代科學的特征之一。
原標題：愛因斯坦和玻爾的世紀之爭及EPR問題
摘要：相對論和量子力學不能同時為真，已是學術界的共識，而其原因仍是懸而未決的問題。將復雜問題分解為最簡單問題進行研究是科學研究的常用方法，無外力作用物體的運動是力學中的最簡問題，這種運動稱為慣性運動或自然運動，亞里士多德、伽利略、牛頓、愛因斯坦四位歷史上最偉大的物理學家都研究過自然運動。本文試圖從對慣性定律的分析中尋找到解決EPR問題的方法。文中研究了相對論中的自然運動和引力幾何化問題，討論了愛因斯坦和玻爾關于量子力學解釋的爭論，最后用慣性起源的馬赫原理給出了解釋EPR問題的一種可能方法。
關鍵詞：慣性定律； 相對論； 量子力學；EPR問題；馬赫原理
0引言
將復雜問題分解為最簡單問題進行研究是科學研究的常用方法，牛頓力學和相對論中都使用了這個方法[1-2].要將復雜問題轉化為簡單問題，首先要將研究對象和環境分離，一旦分離成功，研究對象和環境的最簡單關系就是兩者之間沒有任何相互作用的情況。對力學而言，無外力作用物體的運動就是力學中的最簡問題，這種運動被稱為慣性運動或自然運動，亞里士多德、伽利略、牛頓、愛因斯坦四位歷史上最偉大的物理學家都研究過自然運動[3-4].本文通過對歷史上慣性定律的形成過程的分析，揭示了慣性定律在整個宏觀力學中的地位，文中研究了相對論中的自然運動和引力幾何化的原因，用慣性起源的馬赫原理解釋了EPR問題，從方法論上給出了宏觀物理學和微觀物理學關系的新圖景。
1宏觀力學的研究方法
牛頓力學和相對論都屬于宏觀力學范疇，宏觀力學和微觀力學的一個顯著區別是，宏觀力學可實現研究對象和環境的有效分離，這一點在微觀力學中做不到，這也是導致宏觀力學和微觀力學的研究方法在現代產生明顯區別的主要原因，也是愛因斯坦和玻爾在量子力學解釋上產生分歧的原因之一。
所以研究宏觀力學在方法論上要比微觀力學簡單，通常無需考慮作為環境一部分的測量工具對研究對象的干擾，也就是無需考慮宏觀物體受測不準原理的制約。一旦研究對象和環境實現有效分離，就可以考慮最簡單的情況： 環境和研究對象之間沒有任何相互作用時物體的運動。實驗和理論分析最后都導致了慣性定律的產生： 當一個物體不受任何外力作用時，將保持靜止或勻速直線運動狀態。如果物體受到外力作用，那么運動狀態將發生改變，其中的定量關系就是牛頓第二定律，這樣力學開始慢慢地由簡單到復雜，這就是牛頓力學的主要思路。
牛頓力學中也存在一些問題，主要出現在空間問題上，物體運動總要在一定的空間中發生，那么牛頓的空間到底是怎樣的，有什么性質？ 牛頓給出了絕對空間的概念，即： 一個一無所有的靜止空間。絕對空間成為物體運動的場所，物體在這樣的空間中運動，不和空間發生任何相互作用，但這樣的空間存在嗎？ 歷史上許多科學家都對此提出質疑，如貝克萊主教、萊布尼茨、馬赫等。問題1: 一無所有的空間，連信息也沒有，我們無法感知又如何知道它存在？ 問題2: 靜止和運動是相比較得到的，那么絕對空間的靜止是和誰比較得到的？ 問題3: 現實中根本找不到一個一無所有的空間。以前以為真空中一無所有，但后來發現真空中含有豐富的物質內容，如高能粒子、光、引力場、宇宙背景輻射等，所以一無所有的空間的存在性問題，在亞里士多德提出來二千多年后依然是一個沒有解決的問題[5-6].
相對論將引力視為空間的屬性[7],引力歸入了空間，又因為引力場有能量所以是一種物質的存在形式，這樣對相對論而言，空間和物質是不可分割的。不存在一無所有的空間，存在的空間中都存在物質，至少存在引力場。所以在廣義相對論中，物體所受外力中不包括引力，物體在不受引力之外的外力作用時的運動就成了自然運動，引力被幾何化了。這樣的處理恰好有黎曼幾何與之對應，所以相對論就成為一個由數學理論體系支撐的宏觀力學理論。
相對論比牛頓力學的進步在于，它否定了運動物體和空間不會發生相互作用這一事實，如果真空中確實存在許多物質，那么運動物體一定會和真空發生相互作用，這種作用產生的物理效應就是相對論效應，當然這種效應只有在物體運動接近光速時才會顯現。
沿著這條思路，就產生了真空的真空是否存在的問題。我們又回到了與十七世紀研究真空是否存在的類似問題上。如果真真空存在，那么在真真空中，物體運動的極限速度就一定是超光速的。這樣立刻會想起在無限稀薄的物質空間中，物體將如何運動的問題。結論只有一個，物體將靜止或以無限快的速度運動。因為空間一無所有，引力也沒有，根據慣性起源的馬赫原理，物體將沒有慣性，任何擾動都將使物體加速到無限快。如果運動物體是一個基本粒子，在周圍有約束的環境中，那么這個基本粒子只能是以幾率波的形式存在，因為它運動得太快了，我們根本無法確定它何時在何處，只能根據周圍約束確定其在空間某位置出現的概率，這種圖像和量子力學描述的微觀物質世界圖像是完全一致的。
2亞里士多德的自然運動
亞里士多德是古希臘時期最偉大的哲學家和科學家，他的關于物質運動的思想整整統治了人類2000多年。亞里士多德和后來的伽利略在研究力學問題的方法上，存在一個顯著的區別，亞里士多德僅依靠觀察和直覺得出結論，缺乏實驗方法，所以他的關于物質運動的理論從直覺出發，得出了許多不正確的思想。首先為了確定物體的自然運動，亞里士多德根據對輕的物體上浮，重的物體下落的觀察，規定了物質具有原始處所，重物的原始處所在地心，所以在沒有外力作用的情況下，重物總是落向地心。而氣體和輕的物體的原始處所在天上，所以當沒有外力作用時它們總是飄向天空。
另外亞里士多德根據，地面上的物體不用力推它，它就靜止這一觀察結果，斷言力是產生運動的原因。顯然亞里士多德的這些論斷都是錯誤的，也說明在力學或自然科學中，正確結論的得出，不能僅憑簡單的直覺或觀測，還需要根據對限定條件下實驗的分析，特別是定量實驗得出正確結論，這也是現代科學的特征之一。
