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三位伟大科学家的三个猜想,结果竟殊途同归!

已有 696 次阅读 2021-8-7 09:48 |个人分类:问题讨论|系统分类:观点评述

      牛顿对引力机制猜想,认为引力可能是从物体质量中辐射某种“精气”所致,爱因斯坦设想光子伴随着鬼场,德布罗意提出波粒二象性图景是粒子骑在波上,这些都出自他们天才的想象力。


        很可惜这三个猜想都没有接着再继续往下深入一步去突破了,说明这在常规情形下是难以做到的,况且人的认识往往受制于时代的局限。牛顿伟大除了其科学贡献,也还在于他理智上清楚在那年代,引力机制和惯性起源是解决不了的,所以他提出引力机制猜想后,给不出来具体描述,只好把研究结果归结为《自然哲学的数学原理》而不是物理机制,并在书中明确交代,虽然一定存在可以解决的引力机制和惯性起源问题,但这些问题只能都由后人去解决了。到了二十世纪,爱因斯坦和德布罗意当时已经初步具备了突破他们天才想象的具体描述的条件,只是那时候爱因斯坦猜想光子伴随鬼场之后,对此一时没有找到具体的合理的描述方式,只好先忙着他醉心的统一场论去了。德布罗意提出粒子骑在波上,但没有给出合理描述,在报告会上遭到一些著名科学家围攻扛不住而放弃了,几十年后德布罗意又反过劲来再重新拾起当年的猜想时,他年纪已经大了,但是还在继续坚持他的粒子与波混合在一起的双解理论,去世前专门成立基金会支持这方面的继续研究。


       随着研究的深入和实验观测的积累,现在看来,这三个天才想象结果,竟殊途同归于物质粒子空间本底量子辐射!这可能是解决量子力学基础的物质波粒二象性问题的必经之路,是解决一系列重大的基本物理学疑难问题的一条通途。爱因斯坦晚年在总结时空探索时明确指出:“空间—时间未必能看作是可以脱离物质世界的真实客体而独立存在的东西。并不是物体存在于空间中,而是这些物体具有空间广延性。空间有无限多个,这些空间彼此作相对运动,这一观念在逻辑上的确是无可避免的,但是这种观念甚至在现代科学思想中也远未起过重要的作用。” 物质粒子空间本底量子辐射新概念的提出,是对牛顿、爱因斯坦和德布罗意科学思想的具体贯彻和描述上的突破。

       

        一个粒子概念和绝对时空的提出,确立了牛顿经典力学。一个原来直觉的同时性概念被同时性的相对性概念突破后,带来了相对论的创立。一个物质粒子波动性概念的引入,带来量子力学的创立。一个物质粒子空间本底量子辐射新概念,带来质量时变关系和演化物理学的建立,能够很自然地统一地解决一系列重大的基本的物理学疑难问题,并给出大量的检验证据,使经典力学、量子力学、狭义与广义相对论、宇宙膨胀学说有了共同的物理基础。这深刻地反映了大自然的和谐与统一,质量与时间和空间作为物理学三个最基本的概念三者是密切关联的,描述微观、宏观和宇观那些极为重要的通过大量实验观测总结提升得到的基本物理定律,如爱因斯坦——德布罗意关系、牛顿第二定律、薛定谔方程、哈勃定律、牛顿万有引力定律,以及普朗克长度、洛伦兹变换等,竟有着共同的物理机制,竟可以通过物质粒子空间本底量子辐射新概念及质量时变关系把它们系统地推导出来。


        武向平院士说:“19世纪末出现在物理学上空的两朵乌云,催生了相对论和量子力学。如今暗物质和暗能量这两朵新的乌云,将带来一场新的物理学革命。今天我们脑海里一个固有的东西可能或者一定是错的,也许质量会变,也许引力常数会变,也许光速会被超越。”


       为解释宇宙星系红移,唐孝威院士在他的基本粒子演化假说中提出电子静质量随时间增长模式,近几年也有德国科学家提出类似说法。霍金提出黑洞辐射质量衰减。P.Dirac提出大数假说,推测引力常数G可能反比于宇宙时标,原子尺度等微观量也可能随着宇宙膨胀而发生相应变化;T.Vanflandern通过月掩星观测发现引力约以10–10/年的比率在变弱;S.Malin把宇宙膨胀与物质静质量变化联系起来,提出随着宇宙膨胀,静质量约按10–10/年的比率而减小;凌君彦根据地心引力常数GM逐年下降的测量结果,经拟合分析,假定引力常数不变,得出地球质量M约按10–10/年的比率减小的结论,与Treder给出的研究结果相近。这里,质量衰减的比率与哈勃常数的数量级相当。


         改变人们长期形成的甚至在潜意识里的固有观念是很困难的,科学范式一旦形成更是难以改变。古希腊亚里士多德的较重的物体先落地的看法被人们接受长达两千多年,直到伽利略比萨斜塔落球观测和逻辑推理才得到改正。托勒密地球中心说持续上千年,直到哥白尼和后来开普勒总结给出开普勒三定律,才得以改变。就是据此牛顿提出万有引力定律,当时因给不出引力机制,也遭到长期反对。牛顿经典粒子概念占据主流意识时代,谁能想到粒子具有波动性呢?只有年轻的爱因斯坦为解决光电效应问题慧眼识珠提出光的波粒二象性,但遭到当时许多著名科学家的反对,物理学史上未记载那时有谁支持过爱因斯坦的光子论,甚至密立根专门做实验想用以驳斥爱因斯坦,结果反倒证明爱因斯坦是对的,以及后来康普顿实验也证明爱因斯坦光子论是正确的,爱因斯坦也由此获得诺贝尔物理学奖。德布罗意博士论文把光的波粒二象性推广到实物粒子,用以解决原子中电子轨道量子化问题,但论文答辩难以通过,全靠已成为权威的爱因斯坦来信支持才得以通过。爱因斯坦指出:“德布罗意在物质波的问题中所用的数学工具非常简单和浅近,但基本观念却极为深奥。一幅巨大帷幕的一角卷起来了。看来,粒子的每一运动都伴随着一个波场,这个场(它的物理性质目前还不完全清楚)在原则上应该是能观察到的。”爱因斯坦预料,象质点的运动由作用于它身上的力或力场决定那样,德布罗意波场也会以类似的形式受到这些力场的影响。德布罗意也成为全世界唯一一位仅凭博士论文获得诺贝尔物理学奖的人。在同时性的绝对性概念对所有科学家和所有人都是不言而喻的时候,也是爱因斯坦冥思苦想,在一个早晨起床后突然领悟到同时性其实是相对的,然后用几个星期写出论动体的电动力学,即后来的狭义相对论,但一百多年后的今天仍有不少争论。现在考察物质粒子自身质量恒定性问题,也是面临类似情况,短期内虽然测不出物质粒子质量有变,但并不表明物质粒子质量永恒不变。人不能两次踏入同一条河流,世界处于普遍联系和相互作用与不断地发展之中,面对大尺度时空,孤立静止的看问题要不得 ,宇宙没有恒久不变的东西。只有物质粒子空间本底量子辐射及其质量时变,才能把物质具有空间广延性和时间流逝表达清楚,才能给出引力机制和惯性起源,才能揭示物质粒子波动性之谜,才能克服物质粒子质量不变带来的物理学中内在的时间反演不变性问题,才能克服牛顿运动定律与物质粒子波动性的矛盾。这里需要明确一点的是,在物质粒子质量和能量向时空转移形成具有物理过程的四维时空过程中,无论质量还是能量,总体上都是守恒的。


       现在似乎可以斗胆冒天下之大不韪说了,几千年以来,关于时间和空间问题没有得到真正解决。三百多年了,万有引力机制和惯性起源问题没有得到真正解决。一百多年了,波粒二象性问题没有得到真正解决,甚至连一个合理的物理图像也给不出来,双缝干涉实验没有合理解释,以及存在测不准关系和量子纠缠认识问题等。如今,为解释宇宙膨胀而提出宇宙大爆炸理论和暴胀理论困难重重,空间均匀膨胀假设并非是解释哈勃定律的唯一途径,这不但引来宇宙创生问题,而且目前受到宇宙加速膨胀发现的挑战,宇宙加速膨胀的发现引来宇宙存在大量的暗能量作为斥力推动力的假设,星系旋转曲线疑难引来宇宙中存在大量具有吸引力的暗物质假设,太阳系和地月系统演化以及地球膨胀学说给不出合理的动力来源等等,而所有这些重大的基本的疑难问题都顺利地在物质粒子空间本底量子辐射新概念及质量时变关系中得到简洁系统地解决了。


       物理学到了给演化的宇宙和大自然描述提供相应基础的时候了,需要说清宇宙膨胀(大爆炸?)及加速膨胀(暗能量?)与星系旋转曲线疑难(暗物质?),需要描述太阳系、地月系统和地球演化,需要搞清地质矿产资源分布和地震预报等一些急需问题了。解决这些问题需要克服与宇宙膨胀和大自然演化相矛盾的原有物理学中内在的时间反演不变性才行。通过物质粒子空间本底量子辐射新概念及质量时变关系,能够揭示时间之矢的物质根基和空间本底的量子构成,化牛顿运动定律与物质粒子波动性表面矛盾为内在和谐关系,给出经典力学、量子力学、狭义与广义相对论、宇宙及天体系统膨胀及加速膨胀学说共同的物理基础,从而建立起能够描述自然演化的物理学,并把原有物理学的相关部分作为时间较短的极限形式而存在。据此,本人于1996年和1997年在知名度不高的杂志上相继发表论文,在科学界七八十年来一直都认为宇宙膨胀在引力作用下呈减速膨胀的时代,提出宇宙处于加速膨胀之中,并给出膨胀加速度大小和机制,还揭示出宇宙膨胀和星系旋转曲线问题都是所给出的引力机制的自然现象。1998年两个国际天文观测小组想确定宇宙减速情况开展天文观测,结果发现宇宙却是在加速膨胀,这一重大科学发现震惊了世界,相继获得邵逸夫奖、宇宙学最高奖,2011年获得诺贝尔奖。目前主流上主要用暗能量来的解释宇宙加速膨胀,并投巨资去观测莫名其妙性质怪异的可能并不存在的所谓暗能量,另外还投巨资去观测一直都找不到的所谓暗物质,全然不顾奥卡姆剃刀原则如非必要勿曾实体的告诫。并把暗物质和暗能量问题视为在新世纪调动全世界各国力量全力要解决的首要的科学研究任务。


        无论怎样,现在科学家们都逐渐意识到,一场新的物理学革命正在聚集力量,正在形成、正在发生、正在来临!让我们大家拭目以待走着瞧吧。



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