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本文作者胡昌伟，上海籍宁波人，1946年出生。北京相对论研究联谊会和上海市老科技工作者协会的会员。泸鹤紴格物研究所北京部研究员。
以相对论和量子力学为两大基础的现代物理学取得了巨大的成功，它能够相当精确地描述高速、微观、强引力场中的物理现象。不过这成功主要是在定量描述方面，在物理诠释方面，它总使人感到有些怪怪的。比如，收缩、膨胀、弯曲等词一般是对有形状大小的实物的描述，而相对论却认为没有形状大小的时间、空间也会收缩、膨胀、弯曲，这有点玄乎。量子世界的二象性、几率性和不确定性原理等等总使人感到不大实在。不过多数物理学家认为：世界是复杂的，精确的，即能与实验资料相吻合的数学模型，就代表了实在。因此，理论物理学家们越来越依赖数学模型，有的甚至相信在高维空间的数学模型里可以找到物理学的终极理论。不过，物理学家与数学家们共同构筑的，精致的高维超弦理论等，却难以获得实验的支持。为什么这样呢？我们认为，问题的关键不在玄妙的高维空间里，而在于被人们所忽略了的物理真空的作用。
真空不空，这已经被现代物理学的理论和实验所充分显示。物理真空指的是存在于空间中的真空态物质，我们称它为“乙太”。乙太时时处处在影响着我们看到的或所能探测到的物理现象。我们认为，它的作用在宏观、低速、弱引力场的条件下是微不足道的，牛顿力学就是不考虑任何介质（包括乙太）影响的一种物理学。但在高速、强引力场及微观的情况中，乙太的影响将变得显著，从而出现了相对论性效应和量子性效应。这就是说，现代物理学所描述的是被乙太所扭曲了的物理现象。下面从时空观入手，着重对相对论进行一些解读。感兴趣的可以进一步参看后面的参考文献。
时空观是物理学的基石，不同的时空观会形成不同的物理学。牛顿物理学的时空观是绝对时空观，这并不意味着存在一个绝对静止的时空，因为动、静总是相对的。绝对时空观的绝对性在于时、空标准的绝对不变，这导致了空间和时间的各自独立以及时、空与物质环境的无关。由于时、空标准的不变性，我们可以在任何地方建立一个刚性的三维坐标系和一维的时间轴，它们就是绝对时空观中的一个可计量的时空的数学表达。而伽利略变换是绝对时空观的数学表达，由此很容易证明，其中的空间间隔和时间间隔是不变数，即时空标准不变。
相对论性时空观突破了时空标准的不变性。狭义相对论的时空仍然是欧几里得平直空间，但它的坐标轴和时间轴不是刚性的，它们会随着运动速度而伸缩；而且，坐标轴和时间轴不再相互独立，时空已混为一体，成为四维几何连续体。洛伦兹变换就是对这种时空观的数学表达。广义相对论则进一步认为，引力场把时空扭曲成了非欧几里得四维空间（如图1所示），时空标准会随着引力势而变化。
一般认为，绝对时空观和相对论性时空观是对同一客观时空的描述，只是前者是近似的，而后者比较精确。洛伦兹变换的流体力学汇出揭示了两种时空观之间的关系，否定了这种说法。其汇出过程是这样的：
将可压缩的流体变换成不可压缩流体的变换式 伽利略变换 流体力学的洛伦兹变换 。
上面的c是流体的声速。注意，这个推导过程是有前提的：该流体分布范围很广，而且运动物体在其中引起的速度、密度和压强等的扰动是一阶无穷小量。因此对于一般的实物性的流体来说，由于分布范围小，都有一定的粘滞性，它们的流体力学的洛伦兹变换式是近似的，适用性小。乙太是一种无限分布的超流体，其声速就是光速，它的流体力学的洛伦兹变换就是相对论性的洛伦兹变换，具有相当大的普适性。
洛伦兹变换的推导方法有很多。一般的推导方法是在相对性原理和光速不变性原理的基础上进行数学推导。洛伦兹变换的流体力学汇出不需要预设前提性的原理，在逻辑结构上也不是纯粹的形式逻辑，而是带有一定的事物之间内在联系的“物的逻辑”，可以引导我们去揭示相对论的物理机制。由此，我们建立了“可压缩性乙太论”。
乙太的可压缩性弥补了旧乙太论的不足。比如，一般认为，麦克尔逊-莫雷实验否定了乙太论。对此，国内有人用数值模拟和声干涉实验证明：在可压缩性流体中，存在着回路声干涉条纹不随流速变化的现象。德国工程师Norbert Feist也在高速移动的车辆上作了多普勒测速仪试验，得到的干涉条文同样是不移动的。这些事实充分表明：相对于流体的运动效应，被流体本身的可压缩效应抵消了。因此，麦克尔逊-莫雷实验否定不了可压缩性乙太的存在。其实，后面将指出：所有相对论性效应都可看成是乙太的可压缩性（密度可变性）效应。这样就消除了乙太论与相对论的对立。
洛伦兹变换的流体力学汇出显示：相对论性时空观是将绝对时空观中的可压缩性乙太转换成四维时空中不可压缩的乙太所产生的结果。可见在绝对时空观中，乙太是可以压缩的；而在相对论性时空观中，乙太是不可压缩的。乙太的不可压缩性意味着密度不变性，从而光速不变。相对论的前提在这里成了结果。从中也可看出，相对论性的时空标准与绝对时空中的乙太密度有关：单位长度同乙太的相邻质点的间距成正比；单位时间同光通过乙太质点间距的时间间隔成正比。由此可见，绝对时空是真正的纯粹的时空，而相对论性时空是物质性的时空，它们是两种不同性质的时空观，而不是一个否定另一个的关系。打个比方，绝对时空是我们用眼睛直接看到的时空；而相对论性时空是我们透过“乙太镜片”看到的时空。值得指出的是：能够被我们所看到或测量到的各种实验资料，都免不了要受到乙太的影响。我们定义：一个实物所在处的真空中的乙太密度为该实物的基态。不同的乙太密度是不同的基态，实测资料往往会随着基态而变化。
绝对时空观中的基本物理量，与时空标准一样具有某种不变性。比如品质，一个物体的品质是其所有组成部分的品质之和。但在现代物理学看来，情况不是如此简单。可压缩性乙太论认为，相对论性现象的物理意义可以用绝对时空观中的乙太密度之类的描述来解读。
乙太是一种可压缩的超流体 乙太是一种不可压缩的四维时空连续体
乙太密度 引力势的绝对值
乙太密度场 引力场
乙太密度梯度 引力场强度
乙太密度的增量（相对于基态） 品质
乙太压强的增量（相对于基态） 能量
乙太密度均匀分布 平直时空
乙太密度不均匀分布 弯曲时空
乙太密度变化率 时空曲率
时空标准不变 时空标准会随着基态而变化
基态中乙太密度的增加 空间收缩，时间膨胀
光速会随着乙太密度变化 光速恒定
光线向乙太密度增加的方向弯曲 光沿短程线传播
每一个实物都有以它自己为核心的乙太密度波包，它们的叠加构成了宇宙 实物的存在使时空弯曲，宇宙有限而无界
由上可知，乙太本身无所谓品质。品质不是代表所有物质的多少的量，而只是表示实物多少的量。实物是乙太密度波包的核心，其质心是乙太密度极大值点。
物质是存在于时空中的，有一定形态的客观的东西。实物和乙太是两大不同形式的物质。人们一般认为场是不同于实物的另一种物质的基本存在形式。其实，场只是物质的一种分布形式，它可以由实物造成，也可以由乙太造成。空气密度场由空气密度在空间中的分布造成，而引力场由乙太密度在空间里的分布形成；温度场是热激发实物的分布，它也可延伸至真空中而成为电磁激发乙太的分布。
根据以上所述，我们可以进一步对相对论性效应的物理机制进行描述。
狭义相对论所讨论的是没有引力场或乙太均匀分布的状况。由于乙太的可压缩性，运动物体本身及基态中的的乙太密度都会随着速度的增加而提高，从而运动物体的品质及其单位时间和单位长度都会随着速度而变化。
广义相对论讨论的是存在引力场，即空间里乙太分布不均匀的状况。在这里，引力势对应绝对时空中的乙太密度，以至相对论性的品质、单位时间和单位长度都会随着引力势而变化。
横轴表示矢径；纵轴表示引力势的绝对值或乙太密度；在A处有一天体，蓝的长曲线P表示该天体引力势的径向分布，AB是其渐近线；纵轴上的虚线表示宇宙背景的乙太密度很大；物体M和N，在相同基态中品质相同，当它们处于不同引力势（不同基态）中时，在M处的观察者看来，定量地说，真空中的乙太密度处处为C，N所在处也不例外，但N的品质变大了。
广义相对论还进一步把乙太密度的变化率当作了相对论性时空的曲率，这就是说，乙太好比一面哈哈镜，它把平直的绝对时空变换成了弯曲的相对论性时空，这如图3所示。图中绿色的深浅表示乙太密度的大小；在相对论性时空观A中，乙太均匀地分布在弯曲的时空里；在绝对时空观B中，乙太密度在平直的时空里不均匀地分布。
大家知道，原子核外的核子的品质要大于束缚在原子核内的核子品质，而构成这个核子的三个夸克的品质之和远小于该核子本身的品质。这一般用结合能来说明，实际上，用基态来解释更自然。如图4所示，那是由于它们所处的基态，即核外基态、核内基态和核子内部基态，各不相同造成的。图中的绿色代表原子核外的基态；蓝色代表原子核内核子间的基态；紫色代表核子内的基态；棕色代表可见的品质。可以打个恰当的比方：珠穆朗玛峰相对于海平面来说高8844.43米；但它相对于青藏高原来说只有4000米左右高了；如果站到它邻近的山岙上来观察，它的高度只有几百米了，因为这里看到的只是“山冠”，是整个山体的一小部分。海平面、青藏高原和邻近的山岙相当于不同的基态。
物理学理论一般都有一定的适用范围，相对论也不例外。相对论的局限性主要有三个方面：其一，相对论性效应由乙太密度变化引起，不会引起自身乙太密度变化的相对运动，相对论公式无效。比如，由地球自转引起的恒星绕地球转，不会引起相对论性效应。事实上，离地球1光年远的天体，在地球上来看，它们绕地球转的速度已大大超过光速了。其二，相对论性公式在乙太是超流体时才可运用。超流体都有一定的“临界速度”、“临界密度”和“临界压力”等等，当某些临界线被突破时，乙太将失去超流动性，相对论公式就将不再有效。其三，相对论以光作为时空的衡量标准，达到或超过光速（这时乙太也不会是超流体了），这种时空尺子就卡死了。在我们看来，超光速好比超声速，超声速不会破坏因果律，超光速也不会破坏因果律。这是因为，超光速或超声速会在介质中形成骇波，瓦解了破坏因果律的资讯传播。
相对论性效应是一种宏观乙太的“透镜效应”；量子性等微观现象的特殊性则是微观乙太的“透镜效应”。将一个表面光洁的透镜，放在显微镜下观察，会发现它的表面毛糙了。同样，微观的乙太“透镜”比宏观的要“毛糙”一些。在相对论性时空观中，乙太是均匀分布的，毛糙的微观乙太“透镜”好比是定量上均匀排列的的微透镜阵列。或者说，是一个个乙太微透镜构成了维尔切克所说的真空“网格”。
实物是乙太密度波包的核心。粒子的运动会带动自身乙太密度波包的波动；反过来，粒子的乙太波包也会对粒子有一定的反作用。从而，面对微观乙太的微透镜网格，粒子有随机偏离运动方向的可能，量子力学的几率波就是对这方面的定量描述。实际上，在日常情况中，也可以找到类似的现象：我们透过一排透镜观察一个物体，将会看到许多虚像，它们的大小、明暗各不相同，构成了类似几率波的分布；当该物运动时，它的每个虚像会跳跃式地从一个透镜转移到另一个透镜，这好比量子迁跃。一般认为，微观实物既是粒子又是波，当我们捕捉到一个粒子时，它的波包坍缩了。在我们看来，粒子的乙太密度波包就是它的万有引力场，它不会坍缩。应该说，当一个粒子被观察到时，它的几率性消失了。
可压缩性乙太论还只是一个初步性的理论，其中有许多方面，有待人们的开拓、发展和完善。
参考文献
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