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爱因斯坦 超弦理论和量子引力

cosmos9 发表于:05-01-26 17:55

(英国伦敦技术物理研究院  中国管理科学研究院    卢杲 研究员)

 

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宇宙中最不可理解的是宇宙是可以理解的。

             ——爱因斯坦

 

 

引言

 

阿尔伯特.爱因斯坦 (Albert Einstein 1879--1955) 20 世纪最伟大的科学家,因创立了相对论而闻名于世。相对论原理的建立是人类对自然界认识过程中的一次飞跃 , 它圆满地把传统物理学包括在自身的理论体系之中。广义的相对论更开阔了人类的视野,使科学研究的范围从无限小的微观世界直至无限大的宏观世界。今天,相对论已成为原子能科学、宇宙航行和天文学的理论基础,被广泛运用于理论科学和应用科学之中。爱因斯坦的伟大成就——相对论,是自然科学发展史上的一个划时代的里程碑。

爱因斯坦于1879314日出生在德国一个犹太人家庭。1905年获得物理学博士学位,同年发表狭义相对论。1921年获得诺贝尔物理学奖。1933年因受德国纳粹反犹太主义狂潮迫害而离开祖国,迁居美国。1955418日病逝于普林斯顿。

爱因斯坦不仅是一个伟大的科学家,还是一个具有正义感的社会活动家。他关心人类的文明和进步。第二次世界大战时,他公开谴责德国法西斯的暴行,因此成为德国纳粹分子追捕的对象。爱因斯坦还谴责日本帝国主义对中国的侵略。晚年,他主张禁用核武器,反对核军备竞赛。临终前,他仍念念不忘公民自由和世界和平。

19 世纪末、 20 世纪初,随着生产的发展和科学实验水平的提高,人们对自然界的认识开始从宏观世界进入微观世界,从低速运动发展到高速运动,自然科学正面临着重大的突破。正是在这个时期,年轻的爱因斯坦以旧科学理论叛逆者的姿态,登上了自然科学舞台。

 爱因斯坦少年时代对自然现象怀有浓厚的兴趣,风和雨形成,月亮高悬空中竟然不会掉下来,这些无不令他感到惊奇。 1896 年,在瑞士苏黎士联邦工业大学读书时,爱因斯坦就希望成为一名物理学家。

但毕业后,爱因斯坦处于失业状态,两年后才在瑞士伯尔尼市专利局找到一个低级职员的位置。虽然生活十分贫困,但他仍坚持不懈地从事科学研究工作,利用业余时间看了大量的书。这段时间奠定了他一生科学研究的基础。

1905 年,爱因斯坦在狭义相对论、光电效应和布朗运动三个不同领域里取得了重大成果,表现出惊人的才智。但是,当时科学界对此作出响应的人寥寥无几,法国著名科学家朗之万曾对爱因斯坦说,全世界只有几个人知道什么是相对论。大多数人是怀疑的,有的甚至坚决反对。这是因为伽利略和牛顿创立的古典力学理论体系,经历了 200 年的发展后取得了辉煌成就。尽管旧的理论体系和新的事实之间出现了尖锐的矛盾,但许多物理学家仍不能摆脱它的束缚。他们力图把新的实验事实和物理现象容纳在旧的理论框架中,但爱因斯坦却不迷信前人,他探索着把相对论推广到更为广泛的运动情况中去。为此他又研究了整整 10 年。 1916 年,爱因斯坦发表了总结性论著《广义相对论原理》。

2005年是世界物理年,欧洲物理学会(EPS)“世界物理年”系列庆祝活动。包括EPS-13“超越爱因斯坦—21世纪物理学”。时间:2005年7月。地点:瑞士。

时光飞逝,人类早已步入二十一世纪,在我们创造的辉煌中回想过去,应当承认爱因斯坦的相对论毕竟是近百年前的产物,当时人类的科学认知与今日有着很大差距,特别是相对论的光速限制和对引力子运行路线的错误描述,及对微观引力场的不了解。当爱因斯坦致力于建立“统一场论”,实际上是被他自己建立的理论掐死了,他描绘的引力场不可能与电磁场统一,也给后人建立“超大统一理论”设置了一个陷阱。爱因斯坦用3年时间建立了“狭义相对论”,用8年时间建立了“广义相对论”,但却花了30年时间而未能建立“统一场论”,说明他的引力理论存在一些问题,因为电磁场理论已经实践证明为一种较完善的理论,而两者不能统一,问题只能出在他新提出的引力理论上,众多科学家沿着他的思路走下去,结果必然碰壁。从事科学探索工作,出错是难免的,就象爱因斯坦专门设计的“宇宙常数”,而且爱因斯坦的一些思想与当时新兴的量子力学相左,实践证明是量子力学一方正确,但这些错误并不影响爱因斯坦成为一代科学巨匠,他的许多思想依然具有划时代的意义。

具有讽刺意味的是,爱因斯坦遭受挫折的根源,在于他的方程本身的结构。30年来,他被这一表述中一个基本的缺陷所困扰,方程的一边是时空曲率,他把它比作“大理石”,这是因为它有一种美丽的几何结构,但他很不喜欢这个方程描述质能的另一边,他认为另一边是丑的,他把它比作“木头”,时空“大理石”清晰而精美,质能“木头”却是一堆令人讨厌的混杂物,它看上去形式杂乱,从粒子、原子、分子到岩石、生物、行星和恒星。爱因斯坦猜想有朝一日单靠大理石解释木头的所有性质。对于爱因斯坦而言,木头就是时空的扭折,然而量子物理学想到的是反面,他们认为,大理石能够变成木头,即爱因斯坦的度规张量能被转变成引力子,引力子则是荷载引力的离散的能量包,这是两个截然相反的观点,人们一直认为不可能在它们二者之间达成妥协。实际上两者都有正确的成分,爱因斯坦指的是天体引力场的引力子运行的结果—“时空弯曲”,量子物理学指的是引力子这种类点能量“本身”,但他们都没有想到的是粒子和引力子是两种不同级的量子,引力子是粒子的结构材料,如果看到这一点,上述问题将迎刃而解,在笔者提出的“四力统一公式”(引力=强核力+电磁力+弱核力)中,公式左边的“引力”以引力子为载体,可以代表爱因斯坦的引力理论,代表“大理石”,公式右边的“强核力、电磁力、弱核力”以粒子为载体,可以代表由粒子构成的宇宙万物,代表传统量子物理学,代表“木头”,因此推演出“大理石=木头”,两者是一体的,只不过是观察的角度不同而已,爱因斯坦站在宏观天体引力场中引力子的角度,传统量子物理学家站在粒子的角度。

笔者将相对论和传统量子理论稍加修正,便使之统一起来,不过这当归功于近百年来无数科学家创造出的丰硕成果,如果没有这些作基础,笔者就不可能将众多新旧模块进行重新组合。人类在过去百年内创造的科技成果超过之前三千年的总和,在如此丰厚的科技硕果中,不酝酿出一种具有巨大革新意义的科学理论,反而是件怪事。

 

爱因斯坦天才的本质表现在哪里呢?在《人的进化》中,布罗诺夫斯基(Jacob Bronowski)写道:“像牛顿和爱因斯坦这类人的天才在于,他们问出一些显而易见又很天真的问题,而这些问题最终会使科学产生巨大的变革,爱因斯坦是一个能问极其简单问题的人。”

笔者清楚要让人们突破前人的束缚是很难的,这与人脑神经元结构有关,使人们有一种“先入为主”的弊病,但人类科技的进步都是建立在一次次突破前人束缚的基础上。

牛顿、爱因斯坦、达尔文、孟德尔、德布罗意、道尔顿、法拉第、爱迪生、比尔.盖茨同为最具创造性的人,这不是一种偶然现象,他们相似的经历,使他们没有被传统理论所束缚。

被列为20世纪科学哲学五大成就之一的《科学革命的结构》一书的作者,美国科学哲学家托马斯.库恩认为,新范式的产生对于个人来说是突发性的、灵感性的;新范式是深深沉浸于危机中的人在半夜里突然发现的,这些人几乎总是年轻的,或者他们在这个旧范式的领域中是一个新手,也就是说,一个人如果他对于自己领域内出现的反常不敏感,对于旧的范式依赖性太强,就不容易在他们身上产生新的范式,而年轻人对于旧范式在感情上并不十分依恋,他们较容易接受对于旧范式的替代理论,年轻人总是在科学的革命中起着开拓的作用。

库恩认为,范式实际上也是一种信念,新范式的创立者和拥护者往往是科学家集团中的年轻一代,他们容易对旧范式产生怀疑,而老科学家由于长期受旧范式的影响,像忠诚的教徒一样,难以放弃旧教义。正因为如此,库恩认为科学的进步不能以一种温情的方式解决,而只能是以类似政治革命式的方式进行。

今天,我们在翻阅十九世纪的科技文献时,就会发现其中有很多错误,而这些科学理论在当时被人们认为是“天经地义”的,那我们用二十三世纪人类的目光看今日的科技文献,也会出现相似的情况。

我们应当学会一种“换位思考”的方法,二百年后、一千年后的人类还会认为“光速”是速度的极限吗?还会认为“粒子”是物质最基本单位吗?不可能!那一万年、一百万年后呢?人类几千年的科技发展史是一面很好的镜子。

 

 

 

 

第一章  量子引力理论和量子宇宙奇点理论

 

 

§1.1宇宙存在三级量子

 

恒星、中子星、黑洞、宇宙奇点四者之间存在体积、能量、质量、密度方面的巨大差异,可以断定它们是由三种不同量级的量子组成,恒星由原子组成,中子星由粒子(中子)组成,黑洞由引力子组成,宇宙奇点由奇子组成。从宇宙奇点看,引力子、粒子、原子都有一种泡沫结构,我们对其中的原子泡沫已很熟悉,从中子星向黑洞、宇宙奇点反推上去,粒子、引力子的内部还是很空旷的。

由于目前的科技水平所限,我们无法在人工实验室中分离出电子、光子、夸克、引力子的亚结构,但却可以利用宇宙天体这一天然实验场,用大量的原子或粒子或引力子构成的天体来研究物质的亚结构。当恒星塌缩成中子星,既可知中子是原子的构成材料之一,这是我们已知的。当中子星塌缩成黑洞,既可知引力子是中子等粒子的构成材料之一,黑洞是纯引力天体,是纯引力子的世界,当吞噬了宇宙大部分物质的宇宙黑洞塌缩成宇宙奇点时,既可知奇子是引力子的结构材料之一,黑洞奇点和宇宙奇点在能量、质量、密度、温度方面存在极大差异,且黑洞奇点产生向内的力,宇宙奇点产生的是巨大的向外爆发的力,所以,引力子和奇子不可能属于同一级量子。

构成宇宙万物的原子之内是很空旷的,原子核的直径约为原子直径的十万分之一,相当于标准足球场中心的一粒大豆,电子相当于足球场外围的几粒沙子,请大家切记原子与质子的大小之比,这种真实差距将凸显传统原子模型的致命缺陷(这种对比实验最好到足球场去做,图中的原子与原子核大小之比已严重失真)。当1.2个太阳质量的恒星死亡后,被自身引力压缩成直径10公里的中子星,这时星体的主要成分是中子,如果该中子星不断吸引空间物质,当达到一定质量时,会被自身引力压缩成极小的黑洞,这说明与中子同类的粒子之内也是很空旷的,在黑洞中任何粒子都被压缩成更小的量子──引力子。黑洞里有什么?起码有它自己,大量的引力子。

恒星的平均密度是1gcm3,当恒星塌缩成白矮星,其平均密度是107gcm3,由电子的简并压力和引力相平衡。质量大于1.2个太阳质量的白矮星不可能稳定,电子和核内的质子组合成中子,成为中子星。中子星的密度为1014gcm3。中子星靠中子简并压来支撑。质量大于3个太阳质量的中子星不可能稳定,会进一步向内塌缩,成为黑洞。

电子与中子的简并压力实质上是一种与引力对抗的斥力,是反引力场的一种体现。

在中子内,既有强核力、弱核力,又是由正质子与负电子聚合而来,因此中子是强核力、电磁力、弱核力的聚合体,在中子星内,上述三种力聚合到中子内与引力作最后抵抗,也就是说在中子星中强核力、电磁力、弱核力已逐渐走向统一。

原子、粒子、引力子都有一种泡沫结构,支撑这些泡沫的关键因素是速度,电子的光速支撑着原子泡沫,而引力子级物质必须以超光速运行才能维持以光速运行的光子、电子等粒子级物质的结构稳定,而奇子必须以超超光速才能维持引力子泡沫的结构稳定。

原子的直径约108厘米,电子的直径约1016厘米,由此反推上去,引力子的直径约1024厘米,奇子的直径约1033厘米,与普朗克尺度相当。

将太阳压缩成一个直径2.95公里的球体,就成为黑洞,这时中子泡沫被压碎,没有什么力量能阻止它进一步向内塌缩,如果按引力子的实际体积,一个太阳质量黑洞的引力子总体积只相当于一个直径为102厘米的球体。

如果将地球压缩成一个直径8.9厘米的小球体时,就成为黑洞,如果按引力子的实际体积,地球黑洞的引力子总体积只相当于一个直径为8.9×108厘米的球体。

由原子构成的地球之内是如此的空旷,那我们看到的世间万物是什么?是电子以接近光速围绕原子核运行所形成的幻象。

作为宇宙最强大的、无所不在的引力的载体—“引力子”—是必然存在的,由于引力子只产生一种弧线向内的力,一种引力子不能组合出各种粒子,必然还有一种与引力子同级的物质产生相反的力,才能支撑住粒子泡沫,当溯源到宇宙大爆炸之初(1043秒),引力是最先生成的,根据对称性原则,与引力子同时生成的必然还有一种同量对称的反引力子,它是反引力的载体,这些反引力子不可能消失,那现在它们又在何处?要回答这个问题,就要看引力时刻在与谁抗衡着,无疑是强核力、电磁力、弱核力,它们的载体是各种粒子,由此可知反引力子和引力子是所有粒子的结构材料,强核力、电磁力、弱核力是由反引力分化而来,所有粒子都是引力与反引力对立统一的平衡体。

从黑洞与宇宙奇点之间巨大的质量、密度、能量、温度差异看,宇宙奇点中的奇子是引力子和反引力子的结构材料之一,但一种奇子不可能组合出引力子与反引力子这两种性能差别很大的物质,引力子产生弧线向内的力,反引力子产生直线向外的力,根据对称性原则,以及从奇子的子代(引力子、反引力子)和孙代(各种粒子)的性质和结构中可反推出奇子有两种:正奇子和反奇子。正奇子产生直线向外的力,称为“正奇力”,反奇子产生弧线向内的力,称为“反奇力”。引力子中的反奇子略多于正奇子,即反奇力大于正奇力,使引力子总体上产生弧线向内的力,即“引力”;反引力子中的正奇子略多于反奇子,即正奇力大于反奇力,使反引力子总体上产生直线向外的力,即“反引力”;因此一个引力子产生的引力等于其内的反奇力减正奇力,一个反引力子产生的反引力等于其内正奇力减反奇力。正奇力与反奇力不能独立存在,只有同时存在这两种相互制衡的力,才能形成稳定的引力子、反引力子,才能形成稳定的宇宙万物。

正奇子、反奇子没有结构,是一种类点能量(点状能量),只是运行轨道不同,在黑洞的巨大压力中,反引力子中的部分正奇子会改变运行轨道,成为反奇子,从而使反引力子转化成引力子。从体积为0的“宇宙奇点”看,奇子有两态,一种是有形的正、反奇子,一种是无形无体积的“数学奇子”,一种信息态,代表能量“E”,信息是无形无体积的,当宇宙黑洞塌缩成宇宙奇点时,正、反奇子在极大的引力惯性作用下,融合成无体积的“数学奇子”,正奇力与反奇力统一成“奇力”,也就是说,所有的宇宙力在宇宙奇点中都统一成一种力—“奇力”,宇宙万物统一成一种能量,并且形成新的宇宙大爆炸,宇宙新的轮回。“物质、能量、信息”是宇宙中同一事物的三个面,物质即是能量,物质中同时包含各种信息,即“物质=能量=信息”。

 

§1.2  所有粒子都是由反引力子和引力子构成,强核力、电磁力、弱核力是由反引力分化而来

正负电子对撞时先转化成一个虚光子,如果对撞能量比较低,则虚光子将变成一对正负电子或一对μ子,如果能量很高,虚光子会变成一对正、反夸克,当能量刚好达到某个矢量粒子的质量附近(称为该矢量粒子的产生阈)时,正反夸克对会形成束缚态,如果能量再高则共振态不会形成,正反夸克会背对背地飞离开来。

质子组分的夸克与另一个质子(或反质子)中的反夸克转化生成虚光子,然后虚光子产生一对轻子,这个过程刚好与轻子对转化产生夸克对相反。

光子可以由正、反质子或正、反电子相撞转化而成,反过来,光子相撞也可以转化成正、反质子或正、反电子,同时正、反电子可转化成正、反中微子,上述过程都是可逆的,而且介子、超子等所有不稳定粒子都会衰变成光子或中微子,所以组合成光子、电子、中微子、夸克、质子、中子及所有不稳定粒子的结构材料都是相同的,那就是反引力子和引力子。

各种粒子就象放在不同大小的杯子里的水,将两个不同杯子里的水(两个粒子)倒在一起就能形成另一杯或两杯水(另一种或两种粒子),反引力子和引力子就象水中的原子,这与在核聚变、核裂变中的原子相互转化类似,原理相同。粒子不可能是物质的最基本单位,物质的最基本单位有一个必要特征:无论怎样撞击它都不会转化或破碎。而粒子间的相互转化非常频繁。

强核力、弱核力在原子核附近的发力机制属一种短程力,但这种短程力对外界产生影响时,都全部转化成长程力,以光子为载体,如太阳辐射的巨大能量主要来自强核力。所以可以视强核力、弱核力、电磁力都有一个从短程力向长程力转化的过程,这种短程力表现为在原子内的发力机制,将原子比作一把枪,枪内使用同一种火药,但火药量不同,点燃火药方法不同(相当于强核力、电磁力、弱核力的不同发力机制),但射出的子弹都是相同的,光子就相当于枪内的子弹。

传递强核力的π°介子,传递弱核力的中性玻色子(Zº)都会很快衰变成光子,π与π碰撞会转化成光子,WW碰撞也会转化成光子,而传递电磁力的也是光子,因此在光子中,强核力、电磁力、弱核力是不分的,是统一的,π ±、πº、光子、W±是反引力与引力对抗中的不同态。光子可以生成正、反夸克,正、反电子,正、反夸克可以生成正、反质子、中子及其它重子,正、反电子碰撞可以生成正、反中微子,也就是光子中的反引力可以分化成强核力、电磁力、弱核力。

补充日期: 2005-01-26 17:56:37

 

§1.3质子、电子生产流水线

在粒子世界千变万化的表象下,隐藏着一种粒子级物质相互转化的程序,或者称粒子转化的规律,就象一条生产流水线,我们知道工业生产流水线就是在执行一种电脑程序。这条“质子、电子生产流水线”的生产原料是“质子、电子”,能源是“引力、强核力、电磁力、弱核力”,这条流水线生产出的最终产品都是稳定的光子和中微子。质子、电子生产出的中子在核聚变、核裂变中有重要作用,就象枪内的撞针,流水线中必要的摧化剂。除质子、电子、中子、光子、中微子外的所有粒子都是生产过程中的半成品,所以它们都是极不稳定的,寿命极短,最终转化或生产出的还是光子或中微子,我们在各种加速器中发现的新粒子都是上述流水线生产过程中的半成品,这条流水线还能将多余的生产原料“质子、电子”吐出来。稳定是粒子、原子、分子等宇宙物质的常态,各种不稳定的粒子是生产过程中的中间态。在不同能量级的加速器中产生了很多使人眼花了乱的半成品(各种不稳定粒子),我们绝不能被这些表象所迷惑,实际上只是质子、电子在不同能量环境中执行不同的程序,就象用不同的力摇晃“万花筒”,可以看到千变万化的花图(相当于整个粒子大家族),但实际上“万花筒”只是由几张彩色纸片组成(相当于质子、电子、光子、中微子等稳定粒子)。在一定条件下,这条生产流水线可以逆运行,即光子和中微子可以生产出电子和质子,最常见的是光子碰撞可以生产出正、反电子或正、反质子。在自然科学领域,最简单的解释往往是正确的。宇宙的本质是质朴的。

 

§1.4物质的幻象性

物质的幻象性可以拿电风扇作类比,一个原子就象一台电风扇,原子中央的原子核就象电动机,原子核外的电子就象电风扇的叶片,当电风扇没有转动时,我们可以看见风扇叶片旁的空间大部分空的,如果电风扇快速转动时,我们就看见叶片旁的空间被叶片转动形成的幻象所填补,如果将电风扇的最高转速再提高1万倍,我们就根本感觉不到叶片在转动,而当叶片形成的幻象是一种有质感的物质的一个面。而实际上原子幻象比电风扇的幻象程度高得多,原子核与电子在原子中所占空间只有电动机与叶片在电风扇幻象中所占空间的1/107,但电子却是以接近光速转动,速度是叶片转速的3×1010倍,任何可见的物质都象无数个微型电风扇一起快速转动所形成的幻象。物质的幻象性,可从X射线、γ射线的高穿透性中看出来,我们看到的上述射线的成像,正是物质幻象被穿透后形成的,而中微子则能穿过更大厚度的物质幻象。

 

§1.5宇宙大爆炸前后发生的事件

当宇宙进入黑洞期,目前的绝大部分星系都已演化成巨型黑洞,宇宙显得暗淡。当这些巨型黑洞相互吸引,融合成一个拥有宇宙90%质量的宇宙黑洞时,引力子泡沫已无法承受宇宙黑洞的巨压,引力子泡沫破碎,引力消失,在引力惯性的作用下,宇宙黑洞进一步向内塌缩,这是宇宙时间的最后1043秒,原宇宙黑洞中的正奇子和反奇子相互碰撞挤压,宇宙时间的最后1047秒,正奇子和反奇子融合成无体积的“数学奇子”,宇宙奇点形成,宇宙时标0秒,正奇力与反奇力统一成“奇力”,并以超超光速向外爆发,宇宙开始新的大爆炸,新的轮回。

宇宙时标:

0  宇宙奇点形成,体积为0,质量为0,能量1065GeV,正反奇子融合成无体积的“数学奇子”,正奇力与反奇力统一成“奇力”,并以超超光速向外爆发,宇宙大爆炸开始。

  1047  尺度2×1066厘米,质量为0,能量1065GeV “数学奇子”生成对称的正奇子和反奇子,正奇力与反奇力产生,并以超超光速向外暴胀,宇宙在1045秒内暴胀1033倍。

1043  普朗克尺度2×1033厘米,普朗克质量2×105克,正、反奇子生成对称的引力子和反引力子,引力和反引力产生,并以超光速向外暴胀,宇宙在1040秒内暴胀1010倍。

1036  引力子和反引力子生成对称的正、反夸克,此时反引力表现为强核力,强核力生成,随着一部分正、反夸克碰撞转化成光子,强核力锐减。

1012  随着温度降低,光子碰撞生成对称的正、反电子,正、反电子碰撞生成正、反中微子,弱核力与电磁力分离,在上述过程中,反引力不断通过光子这个媒介将自己分化成电磁力和弱核力。

由于在1036104秒时能量太高,正、反夸克无法形成束缚态,而是四散纷飞,一部分正反夸克碰撞转化成光子,光子碰撞又生成正、反夸克。

由于质子、中子是复合粒子,在当时这种极其混乱的环境中,正、反夸克不可能组合出对称的正、反质子和正、反中子,出现不对称是必然的,正、反夸克最终转化成强子可能出现四种情况:

1)质子,中子

2)质子,反中子

3)反质子,中子

4)反质子,反中子

其中在(2)、(3)这两种情况中出现质子(反质子)与反中子(中子)完全同量的可能性极小,而正、反中子会衰变成正、反质子,与前者碰撞又转化成光子,所以最终都会有正物质或反物质单独保存下来。其实“正”与“反”只不过是地球人类对它们作的标记。

事实上生成的质子多于反质子,中子多于反中子,即第1种情况。对称的正、反质子与正、反中子相互碰撞转化成光子,至102秒,只剩下质子与中子。这就是“正、反重子不对称的原因”。

如果有人问:“在1012秒时,宇宙火球中同时产生了对称的正、反电子,那这些正、反电子相互碰撞全部转化成光子,正、反中微子,将使质子、中子此后找不到反电子来组合成氢、氦原子,这个问题如何解决?”笔者在此提供另一种可能性:在1012秒时,宇宙的引力、强核力、电磁力、弱核力都已生成,但此时的宇宙火球的压力和密度远远高于中子星,在这种巨压下,正质子与反电子组合成中子,即在102秒之后极短时间内,宇宙中只有中子,光子,正、反电子,正、反中微子,而没有质子。随后,正、反电子碰撞转化成光子,其中多余的那部分正电子与光子、正、反中微子碰撞后,最终只剩下光子、正、反中微子。由于形成中子的时间不同,其衰变速度也不同,因此,大部分中子衰变成正质子、反电子、反中微子之后,其中的正质子与还未衰变的中子组合成氦原子核,随后并与剩余的反电子组合成氢、氦原子。这就是正、反电子不对称的原因。

在宇宙时标0秒—1047秒时,宇宙质量为0,能量高达1065GeV,这时能量转化成速度,奇力生成超超光速的正、反奇子,分化成正、反奇力;到了1043秒时,宇宙质量即普朗克质量为2×105克,能量降到1019GeV,这是因为正、反奇子生成对称的引力子和反引力子,已将正、反奇力束缚在引力子和反引力子之内,成为后两者的能量之源,高达1019GeV的能量转化成引力子和反引力子的超光速,这种能量等于引力子中“反奇力减正奇力”与反引力子中“正奇力减反奇力”之和;到了1036秒时,引力子、反引力子组合成对称的正、反夸克,能量降到1015GeV。从本次宇宙大爆炸至今,宇宙总能量没有丝毫损失,都被束缚在引力子和反引力子之内,其内的正、反奇子时刻以超超光速运行着,为宇宙万物提供不竭动力。从宇宙大爆炸之初产生的大量高能光子至今已降到微波能量级上,那部分损失的能量又到哪里去了,笔者认为光子在运动中需要动力源,在150亿年中,它们向宇宙空间辐射了一些反引力子和引力子,因此能量降低。

1秒以后,温度降至1MeV以下,宇宙进入了核物理的能量范围,科学家对此后的宇宙演化进程已较清楚,不再赘述。需要指出的是,中子与质子组合形成“原子核引力场”,才不再衰变,原子核、原子、恒星、星系的形成都是由引力与强核力主导的,正奇力、反奇力爆发的超超光速解决了“大爆炸宇宙模型”中的“视界疑难”。

宇宙黑洞如何塌缩成宇宙奇点?引力场象一个球形旋涡,在黑洞引力场中,只有黑洞自旋轴两端为引力子输出口。当宇宙黑洞吸入90%的宇宙物质,由于黑洞奇点区的引力子流密度太高,引力子流变得只能输入而不能输出,因此,宇宙黑洞引力子都迅速聚集到黑洞奇点附近,形成一个密度极大的球体,在巨压中,处于球体中心的引力子首先被压碎,球体进一步向内塌缩,正、反奇子以超超光速相互挤压碰撞,融合成无体积的数学奇子,宇宙奇点形成,宇宙时标0秒,体积0,质量0,能量1065GeV.

宇宙就象一个气球,将气球吹大的力就是奇力和反引力,当宇宙膨胀到一定程度,就会在引力的作用下向内收缩。宇宙就是如此从大爆炸到膨胀、收缩,产生再次大爆炸,如此循环往复,生生不息。宇宙奇点就象一个能源生产基地,产生大量高能的氢原子,黑洞就象一个废料回收站,将铁原子等不能再产生核聚变的重元素回收,压碎后转化成引力子,用于收缩宇宙。

宇宙总质量超过宇宙黑洞形成宇宙奇点所需质量的10%,即宇宙黑洞只要吸收90%的宇宙物质就可形成宇宙奇点,新的宇宙大爆炸,因此就算在宇宙大爆炸中正、反夸克,正、反电子碰撞后全部转化成光子(称为“流产的宇宙大爆炸”),这些光子也会被宇宙剩余的10%物质(大部分是黑洞)所吸入,转化成有质量的引力子,而且超光速的引力子最终都能将所有光速的光子、中微子拉回黑洞,重新聚合在一起,开始宇宙新的大爆炸。目前宇宙中的星系中心黑洞大多都源于宇宙剩余 10%的物质,这些剩余物质在星系形成的过程中具有很大作用,也解释了为什么星系中某些天体的年龄超过本次宇宙大爆炸的时间。

宇宙本质上只有两种类型的力,一种是直线向外的力,如强核力、电磁力、弱核力、反引力、正奇力,其中正奇力是反引力之源,强核力、电磁力、弱核力是由反引力分化而成,这种类型的力可以用水波辐射形来表示。另一种是弧线向内的力,如引力、反奇力,其中反奇力是引力之源,这种类型的力可以用水漩涡形来表示。这两种力在对抗中形成对立的统一。这两种力的和谐运行才能形成宇宙万物。如引力子弧线向内的力束缚着反引力子,而反引力子直线向外的力支撑着粒子泡沫,如反奇子弧线向内的力束缚着正奇子,正奇子直线向外的力支撑着引力子(反引力子)泡沫。

球形的正、反奇子构成球形的引力子和反引力子,球形的正、反引力子构成球形的粒子,球形的粒子构成球形的原子,球形的原子构成球形的天体和众多天然的球形物体,球形的天体构成球形的星系,球形的星系构成球形的宇宙,就象混沌学中的“分形几何”,这一切都是正奇力与反奇力相互作用,或者说引力与反引力的相互作用使然。

 

§1.6 真空本质和对称性破缺

真空不空,宇宙广大区域的真空中运行着光速的光子、中微子,超光速的引力子、反引力子,用E1=ma2方程计算,真空中蕴藏着的能量是很大的,而且不同区域的真空蕴藏的能量差异极大,如黑洞奇点的真空区和宇宙奇点的真空区与宇宙广大区域的真空相比较。

宇宙真空充满了引力子和反引力子,而且由于纯引力的黑洞存在,宇宙总体上已出现了引力子和反引力子的不对称,即引力子总量多于反引力子。对称性破缺的本质来自于宇宙真空的不对称性产生真空对称性自发破缺机制。

如果系统受到一个小扰动破坏了它的对称性,我们说它的对称性破缺,比如,原子中的这样一个扰动可以由电场引起,由于扰动的作用,原子将不再停留在它原先的定态上,而从一个能级跃迁到另一个能级,并发射或吸收一个可见光光子。对称性破缺同样出现在粒子中,这时的干扰因素就是宇宙中无所不在的引力子和反引力子。之所以出现“宇称不守恒”,是因有些粒子在真空中的引力子、反引力子的干扰下,必然会出现上述现象,而且较易出现在有弱核力参与的粒子转化过程中,因为这种力较弱,即反引力场较弱,较易受到外界的引力子或反引力子的干扰。

在宇宙中,上下级物质特别容易产生干扰,形成对称性破缺,粒子级物质较易对原子形成干扰,因为前者是后者的结构材料,同理,引力子级物质较易对粒子形成干扰,形成对称性破缺。而引力子级物质对原子、分子、生物体较难在短期内形成可察觉的干扰,因为它们存在巨大的质量差异,这种干扰只能渐进式的,一种从“量变到质变”的缓慢过程,引力子级物质最先影响粒子级物质,通过它逐渐对原子形成影响。

粒子世界的“不确定”、“测不准”就是因为粒子质量太小,而宇宙真空中的引力子、反引力子密度比光子、中微子等粒子高出很多倍,引力场使得宏观宇宙的时空都发生弯曲,粒子在无数引力子和反引力子的碰撞干扰下,出现“不确定”、“测不准”是必然的。

正是真空的这种特性,造成“宇称不守恒、CP破坏及时间(T)反演不变性的破坏、规范对称性的自发破缺”等一系列对称性丢失。而且宇宙必须存在对称中的不对称,完全对称的宇宙将会凝结,如果正奇子与反奇子在对抗与协同中完全对称,将不可能形成引力子与反引力子,如果正、反夸克组合出完全对称的正、反质子,正、反中子,今日的宇宙将只剩下微波辐射。

 

 

第二章  宇宙程序

 

§2.1宇宙各级程序

 

在“质子、电子生产流水线”一节中,笔者已提到过粒子级物质运行的程序,也可以称之为“在一定条件下,物质运行的规律。”在此笔者进一步指出,宇宙中存在着生物级、分子级、原子级、粒子级、引力子级、奇子级这六级程序,从原子、分子层面上看,生物体就是一堆原子和分子的聚合,为什么它的运行是如此的有序?由原子、分子构成的生物体为什么具有无穷的变化?它的内在机理是什么?这就是生物级程序。

一、生物级程序

生物基因很明显是一种非常复杂的程序,它非常精细地控制着生物体的生老病死,生物基因程序就是生物级程序中的总程序。笔者认为生物级程序是生物基因程序与分子级、原子级、粒子级、引力子级、奇子级程序协同运行的产物。

二、分子级程序

  分子级程序是指各种原子、分子之间所能产生的所有化学反应。

三、原子级程序

原子级程序是指所有轻原子所能组合成的所有重原子,所有重原子所能分裂成的轻原子。

四、粒子级程序

粒子级程序是指各种粒子在不同能量环境中所能组合或转化成的粒子。

五、引力子级程序

引力子级程序是指引力子与反引力子如何组合成各种粒子,如何形成引力场和反引力场,如何形成强核力、电磁力、弱核力。例如:

xu+xnexu+xnp

xu+xnxu+xn→υ

xu+xn→γ,xu+xn→π+

xu+xnE2=mb2

其中x代表反引力子(u)、引力子(n)的数量,不同数量的反引力子(u)、引力子(n)的组合即可形成不同粒子,箭头右边的都是粒子的符号。物体的质量(m)乘以反引力子和引力子的超光速(b)的平方,即是引力子级物质的能量(E2)。

六、奇子级程序

奇子级程序是指正奇子与反奇子如何组合成引力子与反引力子,并为宇宙万物的运行提供不竭动力,例如:

xd+xbuxd+xbn

q+p=Lud+bHo

E1=ma2

其中x代表正奇子(d)、反奇子(b)的数量,不同数量的正奇子(d)、反奇子(b)即可组合成反引力子(u)、引力子(n),正奇力(q)与反奇力(p)可融合成奇力(Lu)、正奇子(d)与反奇子(b)可融合成数学奇子(Ho)。物体的质量(m)乘以正、反奇子的超超光速(a)的平方,即是奇子级物质的能量(E1)。

七、有机生命的出现是运行分子级程序的必然

生物体就是上述六级宇宙程序协同运行的产物。如阳光中的紫外线是太阳运行原子级、粒子级程序的产物,紫外线辐射到人体皮肤上,使其中的“B环开环”转化为“维生素D3”,维生素D也叫抗佝偻病维生素,因为缺乏时儿童便得佝偻病,成人则患软骨症。如突触形成的启动是按照一个明确不变的程序发生的,又如细胞的编程性死亡(Programmed cell death. PCD)。生物体所呈现出非常精密的程序性,正是上述各级宇宙“隐程序”的显化。

细胞编程性死亡(PCD)不是可有可无、无规律的现象,而是多细胞动物生命活动过程中不可缺少的组成内容,是保证个体发育成熟所必需的,也是动物维持个体正常生理过程所必须的。无论是低等动物还是高等动物都是如此。昆虫从卵到成虫,中间要经过几个蜕变期,每一时期都要发生外形及组织结构的改变。蝌蚪的尾部消失是PCD的结果。没有PCD,蝌蚪无法变在青蛙。在哺乳类包括人胚胎的发生发育过程,也同样如此。PCD使胚胎发育过程中多余、无用的细胞发生凋亡,从而促使个体的成熟和进化如人胚尾、鳃器官、指、趾间蹼、女性中肾管、男性中肾旁管及多余的卵细胞、卵泡细胞的消失。细胞自然凋亡规律一旦失常,个体即不能正常发育或发生畸形,如人胚的Apert’s综合征就是由于应该凋亡的细胞没有凋亡而出现尖头,并指与并趾。同样的例子见于闭锁肛、胆道闭锁、阴道闭锁、喉、气管狭窄或闭锁,及两性畸形等,而不应凋亡的细胞出现凋亡则造成气管-食管瘘,房间隔或室间隔缺损等。人类免疫系统的TB淋巴细胞分化成熟过程中,95%的前T、前B淋巴细胞均要死亡。生理条件下,许多退化过程都与细胞凋亡有关,如断奶后泌乳期浮房恢复至静息状态,卵泡闭锁,毛发生长中期毛囊的退化,胸腺中自身反应性T细胞的清除以及淋巴结生发中心B细胞的选择、衰发、突变细胞的清除,皮肤生理性细胞及甲、爪的更新以及血细胞的定期死亡等。成熟的白细胞寿命只有一天,若细胞编程性死亡发生障碍,只繁殖不死亡,则会导致白细胞堆积,产生白血病或自身免疫性疾病。大量的研究表明,在神经系统发育过程中,各种脊椎动物的中枢神经系统和外周神经系统的各个部位都有PCD的发生。PCD要发生于感觉神经元、运动神经元、自主神经元和中间神经元,以中间神经元居多 [25]

我们可以发现运行“碳”、“氧”、“氢”等分子级程序就会出现有机分子,随后出现核苷酸、氨基酸、蛋白质及简单生命。

生物基因程序实质上是分子级程序的一次飞跃,生命的出现是执行分子级程序的必然结果,只要有周围环境中的原子级、粒子级、引力子级程序的充分协同,如地球环境。

在宇宙六级程序中,最接近源头就越简明,在奇子级程序中,每个引力子产生的引力=反奇力-正奇力(Npq),每个反引力子产生的反引力=正奇力-反奇力(Z=qp)。从宏观宇宙的角度讲,正奇力+反奇力=奇力(q+p=Lu)。奇子级物质的“质能方程”E1=ma2,这是宇宙万物的能量之源。

补充日期: 2005-01-26 21:12:36

§2.2时间和空间是宇宙程序的必要编码

我们知道,随着速度的改变,时间和空间也随之改变。在宇宙奇子级、引力子级、粒子级、原子级、分子级、生物级程序中,每级程序的时间、空间编码都不同,在粒子级、原子级程序中时空与光速相对应(E=mc2),在引力子级程序中时空与超光速相对应(E2=mb2),在分子级程序中时空与超音速相对应,如化学能爆发。生物基因程序中的时间、空间编码比较复杂、特殊,每一种生物都自己特定的时间、空间编码,因为运行生物级程序形成的生物体内时刻都在进行1031016次电化学反应,并且以运行分子级程序为主,相当一部分分子级程序时间的叠加才构成生物基因程序的时间编码,所以它们的时间编码设定得很慢。而且每一种生物的生存环境、适应能力都不同,导致它们的生物基因程序设定的成长、衰老的时间也不同,生物体的形状大小(即三维空间)也不同,每天摄入能量和休息的时间也不同,每一类生物对时间、空间的定义都是不同的。单就地球生物而言,它们的生物钟是建立在地球自转和公转时间的基础上。而且生物基因程序设定的时间和空间编码具有伸缩性,如一个生活方式健康与另一个生活方式不健康的人相比,前者生存的时间要长些。如将一份营养均衡的食谱和另一份营养不足的食谱提供给两个处于发育期的双胞胎兄弟,成年后,前者必然比后者长得高大,即三维空间产生差异。生活方式健康和营养均衡,实质上就是在生物体内外的各种宇宙程序与生物基因程序形成较完美的协同运行,使生物基因程序执行设定时间和空间编码中的较高值。总体上讲,生物级程序中的时间、空间编码非常复杂,但原理相同。

由于宇宙各级程序的时间、空间编码各不相同,在现实宇宙中各级程序相互干扰,就造成时空混沌。如粒子在运行程序的过程中受到引力子和反引力子的干扰,就可能出现时间反转不变性的破坏。

引力使宇宙宏观的四维时空弯曲,实质上是受到弧线向内运行的引力子流的拉曳造成的,由于引力是占主导地位的宇宙力,因此在宇宙绝大部分区域内时空都是弯曲的。实际上爱因斯坦揭示的是一种引力子级程序中的时间、空间编码,而在生物级、分子级、原子级、粒子级程序中时间、空间编码与前者有很大不同,不过它们会时时受到引力子级程序的干扰。

宇宙各级程序的时间编码各不相同,也就是说宇宙中存在多维时间,它们与三维空间交织在一起,致使出现四维以上的时空,即在三维空间中出现无数时间维。如在同级的生物级程序中,果蝇、小鼠和人的时间维就不相同,虽然它们都存在于三维空间中。大部分生物的发育、成熟、衰老的时间都各不相同,从人的角度看,果蝇的生存时间是很短的,但果蝇却不这么认为,它用“它的时间”完成它的“使命”,反过来,千年老树看人类的生存时间也是如此。

过去有些科学家以为存在五维以上的空间,实际上空间只有三维,最大或最小、最复杂的空间结构都可以用三维来描述。

综上所述,可以看出时间有很多维度,但相对独立,这种独立性在不同生物体上显得尤其明显,所以即使有人乘上超光速飞船,也无法回到过去,因为过去的事物已不存在了,如他祖父的生物级程序早已停止运行,机体已化为尘土(分子、原子)。但从理论上讲,他可以看到过去的影像,这些影像都是当时以光速辐射到宇宙空间的,就象我们从天文望远境看到的都是几万至几千万年前发生的天体事件。从我们在地球上的任何一个观测点,相对于天体辐射的还未进入我们眼睛的、以光速运行的光子而言,我们都处于超光速的位置,难道我们已回到它们(天体)的过去,不,我们只能看到它过去的影像。想要看到地球上300年前正在发生的历史事件,就要到300光年外的地方,由于地球辐射的光波信号非常微弱,实际上是极难看到的。就个体而言,他可以到达未来,因为在高亚光速飞船中,他的时间变慢了,而地球上的每种事物都在按常速运行着,当他到达未来,就再也回不到过去了。

§2.3  多维时间

一个远离平衡态的系统,在局部上表现为平衡态,整个系统好像由许许多多这样的局部拼缀而成。

远离平衡时出现的新的状态,可以具有一种令人惊异的有序程度,此时无数个分子在时间和空间中的行为达到协调一致,普里高津把这称为“耗散结构”,因为它们发生在系统和外界之间有物质交换和能量交换的情况下,同时伴有系统的熵产生(耗散)。这些导致耗散结构生成的复杂而相互依赖的过程,共同的名称叫做“自组织”。

非平衡自组织理论是一个学科群,包括许多门类,其中最具有代表性的有耗散结构理论、协同学、超循环理论、突变论等。

“化学钟”是自组织的一个实验例子,这是一种特别的化学反应,里面的颜色很有规则地变来变去,也会显出美丽的漩涡结构。为了保持花纹,化学反应必需不断地得到补充,它的组织也很特别,是连锁在一起的一串化学反应,牵涉到反馈,其中一个反应的产品又参加同一个反应,甚至做它自己的催化剂。化学钟里成千上万的分子好象都精确地知道彼此在做什么,它们好象能彼此“交换信息”。

能量的运动,宇宙万物的运动,就是不平衡的表现,完全平衡的宇宙,将会凝结。对生物来说,变化完结的平衡态就是死亡。热力学提供了一套自然语言,用它可以描述生物学的过程,只有远离平衡的过程,变化才能发生。

就象化学界有化学钟一样,生物界也有生物钟,这些钟的节奏,虽然彼此悬殊,然而对生命都是少不了的。要了解这些过程,我们可以运用贝鲁索夫——扎索廷斯基(BZ)反应里时钟式振荡时所用的办法。

BZ反应中,自组织表现为化学活动的旋转螺旋,其中成千上万的分子齐步组成时间和空间的宏观结构。在生物界中,相应的组织过程则是个别细胞聚成多细胞有机体。自组织也包含如昆虫总数的涨落、人体心脏的跳动之类的有序现象。的确,整个的体都可以看为一个在时间空间自我组织的复杂单元。

“自复制”这性质是生命的主要特征之一,只要核酸和蛋白组成的分子集体受着非平衡的约束,各式各样的耗散式结构原则上便会出现:空间的结构,时间上的结构,时空中的结构,乃至混沌行为,都会出现。

在化学反应或输运过程中,随着时间的推移,它们达到平衡,反应停止。

BZ反应证明物质在远离平衡时有新的属性,亿万个分子同时变蓝,然后又同时变红,在远离平衡的条件下这需要出现长程关联,而在平衡态时则没有这种关联。在近平衡态,与熵产生相联系的耗散具有最小值,而在远离平衡态时正相反,新的过程开始,熵产生增加。

每一个分子钟会以自己稳定的速率运转,因为每一个分子都有自己的行为模式。

原子钟的运动速率更加精确,而生物体是由众多分子聚合而成,众多的分子的相互协同和干扰,使生物钟的精度不是很高,且可调。

由此推断,必然还有粒子钟、引力子钟、奇子钟,与上述的分子钟、原子钟、生物钟一样各自都有自身的时间维度。

人们日常的时间观念和使用的时钟,是建立在地球自转和公转基础上的,是一种太阳系钟和地球钟。

宏观宇宙的一维时间,是指从宇宙大爆炸到现在的一维时间,是宏观的宇宙钟。宇宙时间维形成宇宙的宏观空间尺度。

每一种能量包(如粒子、引力子、奇子)的运行速度都不相同,分别产生不同的时间维,即每一种粒子(包括不稳定粒子)、引力子、反引力子、正奇子、反奇子、原子、分子、生物都产生一种独立的时间维,即时间编码,这些时间维与三维空间交织、卷缩在一起,产生多维的宇宙。

三维空间加上一维的宏观宇宙时间,再加上引力子、反引力子、光子、Z°、π°介子、正奇子、反奇子各自的时间维,一共是11维,电磁波(即光子)是第五个时间维上的波动,有些理论能在多维时空中自洽,是有道理的。

 

§2.4  非定域性的隐变量

按照传统量子力学的基本假设,它给出的只是统计性的预言。也即是说,它是一种统计性的理论。那么,很自然产生这样的问题:这种统计性是有根本意义而不可再分析的呢,还是由更深一层的、不能够直接观察到的、遵循着某种直接的因果性规律的“隐蔽对象”的“隐蔽运动”的统计结果呢?在物理学家面前,已经摆着统计物理学的例子。在那里,物质系统的宏观性质是由对组成系统的大量微观粒子的运动进行统计平均的结果,而那些微观粒子则是服从牛顿力学的轨道式运动规律的。那么,传统量子力学里的那种非决定性,是否也建筑在更深一层的、服从个别运动的决定性规律的“隐变量”之上呢?

隐变量理论不是量子力学所特有的。物理学史上任何一种理论在还没有成熟的时候,都会有人引入这样或那样的隐变量,以期望理论得以完善。量子力学的几率特征从一开始就暗示,可能在其背后存在某种隐变量。

传统量子理论的非因果性、概率、不确定、非决定论性质,正是人们对比粒子更低一级的量子——引力子、反引力子的不了解,它说明了人们对更深物质层次的无知和无能。显微镜下尘埃看上去飘忽不定、非因果性的布朗运动就是这样情况;我们知道,尘埃被更小的、看不见的、按照牛顿定律决定性地运动着的周围的分子所冲击,但我们不能够跟踪这些分子。这里的尘埃与分子,正是粒子与引力子之间相互作用的放大版。笔者发现的正是比“粒子”这级量子水平更低的、非定域性的“隐变量”。这是一种非定域性的隐变量理论,定域性与非定域性是对立的统一,只是各级量子运行中的不同态,各有不同适用范围。

之所以出现不确定、非因果性、非决定论,只是人类目前的科技水平对自然环境中的众多隐变量频繁相互作用的无能为力,如气象学中出现的众多混沌、非线性现象。对于宏观的地球生态系统而言,流体(空气、水)中的分子就是“隐变量”,因此目前人们还无法控制气候,但随着人类的科学认知水平的提高,控制气候终将实现。对于微观的“原子、粒子”而言,比它们小得多的引力子、反引力子就成为“隐变量”。

在原子中的电子之间频繁进行着瞬间交流,那就是电子之间的库仑斥力,以反引力子与引力子为载体。在重原子中,每层电子占有各自轨道,各自以光速运行的电子正是用超光速的反引力子、引力子进行瞬间交流,产生库仑斥力,没有反引力子、引力子的超光速相互作用,原子中的电子早已相互碰撞飞离原子,原子就不可能存在。在“EPR”与“贝尔不等式”实验中,两个光子从发射天线分离后,在光子引力场、反引力场的作用范围内即实现瞬间交流,既使是两个相距甚远不可能产生相互作用的光子之间,由于同时受到真空中无所不在的以超光速运行的引力子、反引力子的干扰,两个光子受到引力子、反引力子撞击的几率相近,出现了类似的超距作用,就象在水流中的两个相距甚远的塑胶球,塑胶球相当于光子,水分子相当于引力子和反引力子。宇宙真空就象一碗充满引力子和反引力子的汤,因此两个相距甚远的光子的状态,继续以某种方式纠结在一起,因为它们同时受到真空中引力子和反引力子的干扰。笔者正是在更基础的水平上(即比粒子更深一个层次上)引入爱因斯坦的“超距作用”所精确类比的内在的非定域效应。

 

§2.5  幻象与实在

我们通过实验仪器得到的氢原子的电子云图像,正是电子以光速运行所形成的幻象,与电视的电子显像管的原理相似,电视的图像与氢原子的电子云图像都是幻象。氢原子的电子云图像只是我们确定的氢原子无穷多种态中的一种,我们看到的世间万物都是无数个原子幻象的集成,当然这种原子级的幻象是我们的肉眼无法分辨的,我们感觉到的只是有形有质感的物质,并称之为“客观实在”。

原子中的电子每秒绕行10万亿圈,每109秒内原子中的电子都处于新的位置,通过反射实验仪器的光子形成新的幻象。可以将氢原子与电视的电子显像管作类比,当我们闭上眼睛,就不能确定电视图像处于何种态,当我们观察电视显像屏,才能确定电视图像的某一种态。也可以将氢原子与电风扇相类比,当我们闭上眼睛,就不能确定转动中的电风扇处于何种态,当我们观察电风扇,才能确定它在转动中所形成幻象的态。

幻象构成实在,实在即是幻象。

我们在观察氢原子之前,无法确定电子光速运行所形成的电子云的形态,而且观察到的电子云图像,已经是电子受到实验仪器发射的光子干扰后形成的图像,已不是它原来的

态。我们将对氢原子的理解扩大到手中的笔,箱中的猫,天上的月亮,它们只不过是由众多原子组合成的巨系统,但就其微观的量子运行态的原理都是相同的。

任何由原子构成的物体,都时刻显现极多的态(原则上是无穷多的“态”)但这种态表现在粒子尺度上,肉眼无法分辨。被关在密封箱内还活着的“薛定谔猫”,虽然时刻显现极多的“活猫”态,但却没有“死猫”态,因为“活猫”与“死猫”中原子、分子的组列已有不同,我们的观察,只能确定极多的“活猫态”中的一种。反之,箱内已死亡的“薛定谔猫”虽然有极多的“死猫”态,但却没有“活猫”态。

月亮在被观测前实际上并不存在于我们所知的状态中,事实上月亮可能处在极多种状态中的任何一个,因为宇宙万物都是能量运行所形成的幻象,在每一秒钟,月亮中的粒子、引力子、反引力子、正奇子、反奇子都处于一种独特的状态,即极多的月亮幻象的态,当我们盯着月亮看,才能确定月亮的某一态,而且我们看到的只是月亮幻象反射的光子。实际上我们每一秒钟看到的月亮都是不同的,只不过这种变化远远超出了我们的眼睛所能分辨的范围,即在粒子尺度上的变化。当我们没有观测月亮,就不能确定月亮所处的状态。

与月亮一样,宇宙也具有无穷多的态,而并不是过去有人认为的有无穷多个宇宙,一次宇宙大爆炸不可能生成无穷多个平行的宇宙,宇宙只有也只能是一个,但它在时刻显现出无穷多种幻象。

自然界的物质是客观实在的,表现为能量的有序运动,但在各级量子有序运动构成物质的幻象中却时刻显现无穷多的态,我们通过观察才能确定其中一态。实在与幻象,正如粒子与波,是同一事物的两个面,客观实在与物质幻象都是引力场与反引力场相互作用的体现,这也就协调了传统物理学与量子物理学的矛盾。

宏观物质由微观物质组成,微观物质是有“波粒二象性”,其中的“波”态即是“幻象”。粒子的“粒”态是由反引力子、引力子的波动运行产生的,引力子的“粒”态又是正奇子、反奇子的波动运行产生的。因此,宇宙万物的“粒”态、“物质”态都是幻象,都是能量波动运行产生的。

粒子的“波粒二象性”,正是“幻象与实在”的生动写照,宇宙万物既是实在又是幻象。光子、电子、质子、中子、中微子既是粒子又是波,所有粒子又是引力子与反引力子以超光速运行构成的幻象,引力子与反引力子又是正、反奇子以超超光速运行所构成的幻象,量子的波动运行构成物质幻象,构成客观实在。

 

§2.6  协调量子力学与牛顿、爱因斯坦自然哲学体系的矛盾

哥本哈根学派在量子力学诠释上所持的物质观、时空观、运动观与牛顿、爱因斯坦自然哲学体系是对立的,笔者认为,哥本哈根学派揭示的是构成宇宙万物的微观量子的本质,而牛顿、爱因斯坦的自然哲学体系则是对由极多量子聚合成的宏观巨系统的近似、粗线条的描述,两者的适用度不同,由于过去自然科学不发达,传统物理学在处理宏观物质系统时将微观量子的涨落忽略不计,仅取宏观的近似值。同时,笔者提出的多维时空观和时空混沌,协调了上述两大阵营在时空观上的矛盾,笔者发现了以超光速运行的引力子和反引力子这两种非定域性的隐变量,解释了量子力学波函数出现几率的本质,协调了两大阵营关于不确定性和确定性,非因果性和因果性,非决定论和决定论的矛盾,两者的观点都有正确的成分,只是各级量子在微观与宏观环境中运行的不同态,是对立的统一。

量子力学和相对论的理论基础是否相容的焦点是爱因斯坦在“EPR争议”中所提出的。笔者认为,“物质=能量=信息”,三者是同一事物的三个面,物质、能量、信息可以超光速运行,但在自然环境中,光速是粒子级物质的速度极限。

在人类思想史上,往往出现“非此即彼”的极端思维趋势,这源于各种思想是由不同的人或学派创立的,在争论中夹杂着学派兴衰之争,名望、私利之争,甚至背后可能有各种政治势力、利益集团之间的争权夺利,当某个政治势力倒台,其支持的学派思想就往往列为异端邪说,与其有关的一切都一律打倒,新掌权的政治势力所支持的学派思想,就成为主流,并盛极一时,这是使人类社会陷入无尽纷争的根源。而宇宙万物的本质是和谐、对称、平衡、有序的,是互补相协的,是在对立中形成统一;如历史上人们对光到底是粒子还是波的争论,这种学派之争,阻碍人类科学发展的进程,实际上光既是粒子又是波;正如笔者提出的宇宙万物的运行既有确定性、因果性、决定性,又有不确定性、非因果性、非决定性,两者是对立的统一,是互补的。

决定论与非决定论,确定与不确定,有序与混沌,线性与非线性、因果性与非因果性,都是引力与反引力(强核力、电磁力、弱核力)在不同时空环境中相互作用的不同态的体现,是宇宙各级量子相互作用中显现出的不同态,两者是对立的统一,遵循“从量变到质变”,“否定之否定”的运动变化规律,微观物质能量的线性、有序、确定性、因果性、决定性运动形成中等物质能量系统的非线性、混沌、不确定性、非因果性、非决定性运动,进而形成宏观物质能量系统的线性、有序、确定性、因果性、决定性运动。表现为宏观上全局上的确定性、线性、因果性、决定性,微观上局部上的不确定、非线性、非因果性、非决定性。

局部的微观的环境中的不确定性、非因果性、非决定性,并不影响宏观物质能量系统运行的确定性、因果性、决定性,如太阳内部微观量子运行的不确定性,不能改变太阳整体运行的确定性——太阳必将成为红巨星,进而演变成白矮星;如宏观的银河系可见物质必将被银心黑洞逐渐吞噬;这源于宇宙万物处于非常复杂的四力竞争与协同之中,宇宙环境中各级量子之间相互干扰非常频繁,造成在微观量子层次的不确定、非因果性、非决定性,且在能量差异不大的物质中这种相互干扰特别容易实现,如空气中的灰尘在分子的干扰下显现出的不确定,而这些微观量子对太阳、银河系这些巨能量系统的干扰就显得微不足道,因此如太阳、银河系、宇宙这些巨能量系统的运行是确定的、因果的、决定论的。

众多确定性、因果性、决定性的能量干扰相互干扰,形成新的不确定、非因果性、非决定性,然后由这些不确定、非因果性、非决定性的能量系统相互干扰,形成宏观上的有序和确定性、因果性、决定性,也就是四力从平衡到不平衡,从有序到混沌,再从不平衡到平衡,从混沌到有序的演变过程。


鲤城 发表于:05-01-29 09:53 0
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[我们应当学会一种“换位思考”的方法,二百年后、一千年后的人类还会认为“光速”是速度的极限吗?还会认为“粒子”是物质最基本单位吗?不可能!那一万年、一百万年后呢?人类几千年的科技发展史是一面很好的镜子。]
[隐变量理论不是量子力学所特有的。物理学史上任何一种理论在还没有成熟的时候,都会有人引入这样或那样的隐变量,以期望理论得以完善。量子力学的几率特征从一开始就暗示,可能在其背后存在某种隐变量。]

楼主本身是否有先入之见呢? 科学追求本身是无止境的.这句话实际上已说清楚了终极的不存在. 层次递进,到哪山说哪山的话. 所以,"隐变量"理念实际上预示的是"无底"概念. 试想: 如果类空关联确实是无碍关联,那么以太的存在就是确定的. 这可能吗?






季一佳 发表于:05-03-06 00:26 0
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不错,很有启发性,构思基本合理,但你有它的方程吗?