愛因斯坦說過：“牛頓力學(xué)是整個物理學(xué)的基礎(chǔ)，同時(shí)也是近代科學(xué)的基礎(chǔ)，如果沒有牛頓力學(xué)也就沒有現(xiàn)代科學(xué)。”亦應(yīng)指出，牛頓力學(xué)的深層缺陷正制約著物理學(xué)的新進(jìn)步。
眾所周知，牛頓力學(xué)創(chuàng)建于自然科學(xué)搜集整理經(jīng)驗(yàn)材料的后期階段。因受形而上學(xué)思潮影響和英國傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)主義熏陶，加之低下的科技水平制約，牛頓認(rèn)定絕對時(shí)空中由同質(zhì)原子組成的萬物，其力學(xué)聯(lián)系僅是線性作用關(guān)系。這樣，宏觀復(fù)雜世界被視為平行直線式的大一統(tǒng)體系，從而消除了不同層次間不可化約的非線性作用關(guān)系。這種機(jī)械論自然觀，派生出經(jīng)典力學(xué)推崇的二質(zhì)點(diǎn)作用模式，即多體問題都可化解為幾個二體問題分別處置，然后把所得結(jié)果疊加起來即得整體結(jié)論。正緣于此，牛頓運(yùn)動三定律和萬有引力定律，以及由第二定律推論出的力的平行四邊形合成定理，都是基于上述自然觀和方法論的物理學(xué)線性規(guī)律。
牛頓的時(shí)空觀源自人類自古以來的社會實(shí)踐。在世代因襲且習(xí)以為常的世俗生活中，一起眏入眼簾的太陽和地面物體，如同合影照片一樣公認(rèn)為是某瞬時(shí)共同存在的寫照。真實(shí)情況則是太陽乃是8分鐘前的位置。即我們看到的圖像是不被公眾習(xí)慣認(rèn)可的存在時(shí)間差別的拼合照。由此可洞悉世俗時(shí)間觀的潛意識公理：宏觀世界的可見光背景，被設(shè)定為各向速度無限大且沿直線擴(kuò)張的絕對參考系。其空間形式，是世俗空間觀通常采用的笛卡爾坐標(biāo)系。不難看出，若無上述公理，我們就難以在此坐標(biāo)系中畫出某瞬時(shí)有距離差別的兩個物體的精確位置。正如黑格爾所言："凡是存在的都是合理的"。上述公理雖不科學(xué)，但卻非常適合世俗生活，因?yàn)樗c人類存活狀況和大眾實(shí)踐水平相契合。至此似可斷言：空間各處的光速無限大且沿直線傳播，是牛頓力學(xué)的一個不曾言明的必備預(yù)設(shè)。
在牛頓力學(xué)中，萬物的質(zhì)量與其物質(zhì)構(gòu)成、存在方式、運(yùn)動狀態(tài)及其環(huán)境因素?zé)o任何關(guān)系，它們具有完全相同的力學(xué)性質(zhì)。照此觀點(diǎn)，研究太陽對地球的引力現(xiàn)象，立足日地月系和局限于日地二體，其結(jié)果不會有差異。顯見，從現(xiàn)代復(fù)雜系統(tǒng)演化論看來，這種淺薄的形而上學(xué)觀點(diǎn)，是三百年前打在力學(xué)開拓者脊背的時(shí)代印記。
考慮到日地月是力學(xué)作用緊密體，地球是多個活躍圈層交互作用的復(fù)雜體，我立足日地月系考察地球上部圈層的相互作用，從中推出作為三體系統(tǒng)質(zhì)的一系列新結(jié)果。詳見
http://blog.tech110.net/?24431中《地球動力學(xué)創(chuàng)新結(jié)果簡介》。其中揭示日地月兩級復(fù)雜系統(tǒng)在演化過程中，不僅存在對抗萬有引力的三體動力學(xué)機(jī)制，而且存在地繞日運(yùn)動所必需的軌道切線力。地球從近日點(diǎn)到遠(yuǎn)日點(diǎn)的前半周，此力順地繞日方向，后半周逆地繞日方向。地球1千克質(zhì)量受此力的極大值約為百萬分之5牛頓。
單看日地二體，地球僅受日引力就只能作自由落體運(yùn)動，而絕不能形成地繞日的橢圓軌道。按照開普勒行星運(yùn)行第二定律，地繞日的軌道速度的量值和方向隨時(shí)而變。由牛頓第二定律知道，實(shí)現(xiàn)地繞日軌道的變速運(yùn)動，非有一與之相應(yīng)的作用力不可。既然如此，那么“造成行星軌道的未被說明的切線力”（人民出版社1972年版《馬克思恩格斯選集》第三卷第449頁）在哪里？ 由牛頓第一定律知道，地球若只受太陽引力，在地繞日軌道切線方向上，地球只能保持靜止或勻速直線運(yùn)動。如果“這一神秘的切線力”（上書第495頁）存在，那么與其對應(yīng)的反作用力在哪里？讓牛頓困惑不已的這一科學(xué)之謎，使其留下令人倍感崇敬的虔誠遺言：“沒有神臂，我不知道自然界中有哪種力量能夠引起這種橫向運(yùn)動。”“這樣，重力可把行星投入運(yùn)動，但是沒有神力它就永不能投入圓周運(yùn)動，象它們繞太陽運(yùn)行那樣。所以為了這個和其它理由，我迫不得已把這個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)歸之于一個有理性的動因”（轉(zhuǎn)引自《光明日報(bào)》1987年7月9日閻康年撰文《關(guān)于牛頓科學(xué)思想的哲學(xué)評價(jià)問題》）。
眾所周知，既然牛頓力學(xué)中只有接觸力和超距力兩種，那么上述切線力屬于哪種力？它的施主花落誰家？如果沒有與之對應(yīng)的反作用力，那么牛頓第三定律的普適性豈不毀于一旦？如若存在，天涯何處覓芳蹤？
由電動力學(xué)起家的狹義相對論，雖然否定了光速無限大的傳統(tǒng)觀念，但牛頓在其《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中表述的“運(yùn)動的基本定理或定律”——其中第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為d(mV)=Fdt——只需把質(zhì)量觀念與時(shí)俱進(jìn)為變量，則三定律仍然保持其普適性。
愛因斯坦用升降機(jī)的理想實(shí)驗(yàn)，獲得了引力場和慣性場的等效原理，由此創(chuàng)立了廣義相對論。由此可見，相對論并未否定萬有引力定律，而只是從另一角度對其作出全新描述。
綜上所述，牛頓力學(xué)由其歷史局限所決定的線性本質(zhì)，在相對論中并未被克服。而近百年來愛因斯坦的耀眼光芒，使人們對由牛頓傳承下來的理論缺陷視而不見。這種狀況勢必影響當(dāng)代物理學(xué)的正確發(fā)展。當(dāng)今被視為科學(xué)前沿課題的暗物質(zhì)和暗能量，便是典型的例證。
70年前瑞士天文學(xué)家弗里茲·茲威基發(fā)現(xiàn)，具有極高速度的星系圍繞星系團(tuán)中心運(yùn)動，只有把中心質(zhì)量大幅度增加，才能用萬有引力定律解釋這種運(yùn)動現(xiàn)象。據(jù)此他提出星系團(tuán)中大量存在暗物質(zhì)的猜想。
不言而喻，暗物質(zhì)假說立論的首要條件，是對萬有引力定律的理解及運(yùn)用均正確無誤，倘若察覺其中之一存在端倪，就必然會對暗物質(zhì)假說的合理性提出質(zhì)疑。
眾所周知，星系和星系團(tuán)中心的距離，它們分別到地球的距離，都極其遙遠(yuǎn)。它們同時(shí)發(fā)出的光傳到地球的時(shí)間長度相差懸殊。因此，在同一畫面觀測到的它們的位置關(guān)系，雖在同一宇空卻非同一宇時(shí)，而且隔離它們的時(shí)間長度總是大得驚人。如漠視這種情況而套用扎根于世俗時(shí)空觀的萬有引力定律，那必然因削足適履而難以應(yīng)對星系團(tuán)中令人驚異的變故。
科學(xué)的發(fā)展常有類似之處。三百年前地繞日的軌道速度之謎，產(chǎn)生出“上帝第一次推動”的宗教神話；今日星系的極高速度萌生出了暗物質(zhì)的怪命題。像地繞日的“神秘的切線力”只有在日地月系的演化過程中才能被說明一樣，星系極高速度的不可思議性惟有在更大系統(tǒng)的非線性復(fù)雜作用中方可被闡明。因此，從二者均拘泥于二體作用模式的通病看，復(fù)雜系統(tǒng)演化論的基本思想，是醫(yī)治物理學(xué)痼疾的靈丹妙藥。
我們知道，哈勃圖中的超新星距離我們甚為遙遠(yuǎn)。有的超新星發(fā)出的光線要?dú)v經(jīng)上百億年才能到達(dá)地球。由光速不變原理知道，超新星發(fā)出的光線傳到地球所經(jīng)過的時(shí)間，與其到地球的距離成正比。因此，哈勃圖縱坐標(biāo)所表示的距離，也間接代表著接收到的光線的傳播時(shí)間。由于這些時(shí)間是超新星很多年前發(fā)出的光到達(dá)地球的時(shí)間，所以哈勃圖原本是一幅天文考古圖，實(shí)際上它只是揭示了紅移與自今算起的以往時(shí)間長度的正變關(guān)系。由此理應(yīng)得出所考察的以往那個時(shí)間段內(nèi)，宇宙相關(guān)區(qū)域曾經(jīng)加速收縮的結(jié)論。不言自明，此與以世俗時(shí)空觀看待哈勃圖而作出的宇宙正加速膨脹的論斷恰好相反并構(gòu)成鏡對稱關(guān)系。
從另方面說，在同一畫面觀測到的各個超新星的位置關(guān)系，因距離差別懸殊，故雖處同一宇空卻非同一宇時(shí)，而且隔離它們的時(shí)間長度總是大得驚人。如果漠視這種情況而運(yùn)用生根于世俗時(shí)空觀的多普勒效應(yīng)，那么以此為據(jù)的說教豈能算科學(xué)結(jié)論？
總括而言，物理學(xué)開創(chuàng)期所必經(jīng)的形而上學(xué)發(fā)展階段，決定了牛頓力學(xué)的“基本理論都是線性的”（北大王曉鋼語）。相對論和量子力學(xué)雖然在兩個相反方向?qū)λ龀隽擞匈|(zhì)變意義的擴(kuò)張，但均未涉獵非線性交互作用的現(xiàn)實(shí)力學(xué)原型。三者的數(shù)理方程對時(shí)間的反演均具有對稱性，其揭示的物理過程均具有可逆性。既然“真正的物理學(xué)定律不能是線性的”（楊振寧語），那么物理學(xué)新發(fā)展的突破口也就日益清晰了。