心在山水间分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yatou 亲而不密 远而不疏 将科网博客进行到底!

博文

我的宇宙观

已有 6027 次阅读 2009-9-21 08:42 |个人分类:雅文幽词--我欣赏的文章|系统分类:科普集锦| 宇宙, 广义量子论, 叶剑

           亚辉曾转过叶剑的文章   《宇宙猜想----蛋壳里的宇宙》。 此翁最近又有一作,《我的宇宙观》。     

借用亚辉的按语:

    

:

收到叶大侠的大作,还未能细看。

粗略看一下,内容非常广泛,图文并茂,一下子涉及到M-理论、超弦、P-膜、量子力学、广义相对论、11-维超引力、10-维膜、黑洞,真的让我眼晕。

抛开这许多眼晕的理论,宇宙是个鸡蛋,不但发育出各种小鸡,这个思想挺有趣。

大家不妨借鉴一下,里面有很多真知灼见。


                                           

叶剑 

常言道,透过现象看本质。呈现在我们面前的宏大纷繁的世界,在广袤的宇宙中只是很小的一部分,一直到今天,我们人类穷尽所有的智慧、经验、精力还没完全的认识他、描述它。难道真的是人类积累的认知不能诠释宇宙吗?实际上用一般性的原理也可以揭示宇宙的奥秘。

不妨我们先来看一看三个伟大的公式,用这些一般性的原理解释一下我们的宇宙:

S=k×LnΩ--------------------------------------------------------------1

F=am---------------------------------------------------------------------------(2)

E=mc2------------------------------------------------------------------------3

波尔兹曼的熵函数公式(1),牛顿的加速度公式(2),爱因斯坦的质能方程(3)。

 

一、首先看一看波尔兹曼的熵函数S=k×LnΩ揭示的宇宙秘密:

熵在热力学中是表征物质状态的参量之一,通常用符号S表示。在经典热力学中,可用增量定义为dS(dQ/T),式中T为物质的热力学温度dQ为熵增过程中加入物质的热量。下标可逆表示加热过程所引起的变化过程是可逆的。若过程是不可逆的,则dS(dQ/T)不可逆。从微观上说,熵是组成系统的大量微观粒子无序度的量度,系统越无序、越混乱,熵就越大。热力学过程不可逆性的微观本质和统计意义就是系统从有序趋于无序,从概率较小的状态趋于概率较大的状态。

  单位质量物质的熵称为比熵,记为s。熵最初是根据热力学第二定律引出的一个反映自发过程不可逆性的物质状态参量。

  热力学第二定律是根据大量观察结果总结出来的规律,有下述表述方式:

  热量总是从高温物体传到低温物体,不可能作相反的传递而不引起其他的变化;

  功可以全部转化为热,但任何热机不能全部地、连续不断地把所接受的热量转变为功(即无法制造第二类永动机);

  在孤立系统中,实际发生的过程总使整个系统的熵值增大,此即熵增原理。摩擦使一部分机械能不可逆地转变为热,使熵增加。热量dQ由高温(T1)物体传至低温(T2)物体,高温物体的熵减少dS1=dQ/T1,低温物体的熵增加dS2=dQ/T2,把两个物体合起来当成一个系统来看,熵的变化是dSdS2+dS10,即熵是增加的。

  物理学家玻尔兹曼将熵定义为一种特殊状态的概率:原子聚集方式的数量。可精确表示为:

  S=KlogW

K是比例常数,现在称为玻尔兹曼常数

S=k×LnΩ这个公式反映了熵函数的统计学意义,它将系统的宏观物理量S与微观物理量Ω联系起来,成为联系宏观与微观的重要桥梁之一。基于上述熵与热力学几率之间的关系,可以得出结论:系统的熵值直接反映了它所处状态的均匀程度,系统的熵值越小,它所处的状态越是有序,越不均匀;系统的熵值越大,它所处的状态越是无序,越均匀。系统总是力图自发地从熵值较小的状态向熵值较大(即从有序走向无序)的状态转变,这就是隔离系统熵值增大原理的微观物理意义。

仰望宇宙,这些年来,宇宙的背景辐射是最使人类产生共识的观察结果之一。也就是说宇宙有背景温度,不是绝对温度的零度。而温度是一个宏观概念,其本质是由粒子间的相互碰撞作用产生的结果。

宇宙有背景温度,就是说有相应的粒子在发生相互作用。这样一来在星际之间一定有这样的粒子存在,也就是说星际间的真空并不是空的,是有以粒子形态存在的物质,这到底是什么样的存在呢?它们具有什么样的性质呢?它们是实心的不可再分的粒子吗?它们是自旋的、运动的、静止的?如果它们是运动的,其运动的能量来自哪里?这些都不能为目前的科学实验证实。纯粹的思辨又要变为现代版的道家学说。但是伟大的玻尔兹曼的S=k×LnΩ方程的物理意义能让我们暂且撇开这些烦恼,用系统论的观点打开这个死结。

从热力学的角度,宇宙背景有本底温度,也可以理解为我们观察到的都是宇宙的内部,并且我们观察的宇宙只是一个在广义宇宙中的一个狭义宇宙的一部分。假设我们处在这个狭义宇宙的外面,处在绝对温度下的广义宇宙的绝对空间中,回望我们生存的狭义宇宙,将这个宇宙看成是一个系统,利用熵的概念理解,一定符合应有的物理学意义,并且解决了宇宙学中的无穷大的问题。狭义宇宙膨胀的结果熵值趋于无穷大,最终达到绝对温度“0K熵值为“0”。难道真是这样的轮回吗?

在这个系统中由最基本的不能再分割的实心的量子构成的空心的物质形成了我们绚烂多彩的世界。物质的结构、原子的结构等都说明了这个问题。

 

二、看一看牛顿第二定律F=am揭示的宇宙秘密:

由波尔兹曼熵值增大原理我们可以推断,由实心的基本量子及相互作用的系统最终的发散结果是达到绝对的均匀态。在均匀态的情况下,每一个实心的量子与其延伸的存在都是一个微小的系统,由于它向外发散,互不碰撞发生作用,使其在广袤的绝对空间中,达到绝对温度。此时的实心量子也如同任何物体一样符合牛顿第一定律保持静止或匀速直线运动的状态,直到受到其它物体的作用力迫使它改变这种状态为止。

物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势,因此物体的运动状态是由它的运动速度决定的,没有外力,它的运动状态是不会改变的。物体的这种性质称为惯性。所以牛顿第一定律也称为惯性定律。第一定律也阐明了力的概念。明确了力是物体间的相互作用,指出了是力改变了物体的运动状态。

物体在受到合外力的作用会产生加速度,加速度的方向和合外力的方向相同,加速度的大小正比于合外力的大小与物体的惯性质量成反比。F=am

第二定律定量描述了力作用的效果,定量地量度了物体的惯性大小。它是矢量式,并且是瞬时关系。 实心量子之间的相互作用就是给实心量子不断加速的过程,由于熵原理的决定作用,使得实心量子逐渐被加速温度却由于相互的碰撞减少而降低。

    难道实心的量子在宇宙中可以毫无阻拦的自由的均匀的高速飞行吗?肯定不会的。它们一定会与其它狭义宇宙的实心量子相互碰撞与作用的,其状态也符合牛顿第三定律 。两个物体之间的作用力和反作用力,在同一条直线上,大小相等,方向相反。

1)作用力和反作用力是没有主次、先后之分。同时产生、同时消失。

2)这一对力是作用在不同物体上,不可能抵消。

3)作用力和反作用力必须是同一性质的力。

4)与参照系无关。

 

三、再看一看爱因斯坦的质能方程E=mc2揭示的宇宙秘密:

质能方程的真正含义,把物质分解到实心的质点——实心量子。物质能量具有最大值是定值,其在绝对真空中的速度是光速,质能关系为E=mc2

   实际上除了实心的量子——质点外,一切物质都是可分的,反之一切物质都是由实心的质点构成的,它们是如何构成的呢?是由实心的量子发生碰撞的而形成不同能量级后,相互作用组合形成的,其相互作用的形式及导致的不同结果(略;也希望大家展开探讨)。

 

简言之,用一般性的原理解释宇宙的观点到底是什么呢?

把广义宇宙当成是一个无穷大的熵S=k×LnΩ,也就是一个无穷大的系统。这个熵是由无数的狭义宇宙发散到实心量子后的结果,其本质是物质分解到实心的量子——质点后,其质量与能量符合E=mc2,而每个质点与其延伸的存在构成的微小系统(E-mc2=0),处于绝对空间的绝对温度的环境中,因为绝对温度为“0”,所以熵为“0”。无数的微小系统(E-mc2=0)构成无穷大的熵。物质变化在有序与无序之间,其促使其变化的力是热力与引力,热力使物质最终分解为实心的量子——质点,并使质点最终加速到光速。用于质点的相互碰撞而失去能量,其形成的效应就是引力,引力使物质收缩,并逐级收缩质量逐渐集中,其过程中是可观测的物质加速运动。无论是最微小的实心量子还是质量巨大黑洞,只要有力的作用,F=am就成立。

 

 

   



https://blog.sciencenet.cn/blog-66009-256879.html

上一篇:孔子拜访老聃(转载)
下一篇:你不要找,你要等-----谈婚姻
收藏 IP: .*| 热度|

10 郑融 梁进 王号 杨秀海 吉宗祥 柳东阳 陈湘明 李学宽 王立 陈钊

发表评论 评论 (14 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-4-26 11:17

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部