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探索物理学的统一之路(5)

已有 491 次阅读 2025-11-11 16:56 |个人分类:问题讨论|系统分类:观点评述

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        黑格尔在《哲学史讲演录》中指出:“思想越混乱,显得越深奥;主要的是,正好是把那最根本、然而最困难的一点——即用明确的概念的表达——省略掉了。”

       牛顿说:“虚假的事物可以被随意想象,唯有真实的事物才能被理解。” 
       爱因斯坦以“泡泡悖论”的形式提出一个质疑:无论是德布罗意的导航波、薛定谔的波函数还是他自己的光的“鬼场”,在处理波粒二象性时都会遭遇到同样的麻烦,原来在空间中广为弥漫的波必须在某个时刻、某个地点突然聚集,坍缩成为粒子,这个瞬时的过程没有数学、逻辑的描述。对此,玻尔在他的哥本哈根诠释中,认为量子力学只适用于微观世界,在测量之前不存在是粒子还是波的问题,但玻尔始终无法给出一个区分微观世界和宏观世界的明确界限。

        玻尔提出互补原理认为,波动性和粒子性不能同时在同一事件中表现出来,只能在互斥的两类实验中分别表现出来。因此,它们不可能统一在一个物理图景中,只能用相互排斥的概念来反映,尽管波和粒子这两个经典概念在描述量子现象是互斥的,但它们又是缺一不可的,两者结合起来才能提供对量子现象的完备描述。

        爱因斯坦不赞同玻尔把粒子性和波动性毫无关联地既互斥又互补,而是希望找到粒子性和波动性具有因果性的内在联系和统一。爱因斯坦说,互补原理不过是一种绥靖哲学,它只是根据实验现象的提示,把两种互相排斥的概念无原则地硬拉在一起,却没有说明其统一起来的根据。

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       冯·诺伊曼提出量子力学是普适的,无论是微观还是宏观世界,它们都应该遵从同样的物理定律。近年来的天文观测,在宇宙星系的尺度上,也发现了符合量子力学的踪迹。

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       Erwin Laszlo总结道:“时空需要物理实在。”

       惠勒预料:“应该会有⼀个物理学的理论从⽅程中把时间和空间给推导出来。只有找到了时空概念更深刻的含义,各种相互作用才有被统一的希望。总有一天,有一扇门肯定会开启,显露出这个世界闪闪发光的中心机制,既质朴又优美。”

6.物理学统一之路新探索       

        经典力学以粒子模型为基础,但在粒子模型的前提下,一直未能给出惯性的根源和引力的起源。量子力学以物质粒子的波动性为基础,但是粒子为何具有波动性,一直都令人困惑不已。我们的研究表明,物质粒子的波动性与其空间本底量子(能量ε=hHo)亦即本底引力子辐射相伴,并导致物质粒子自身的质量(能量)随时间衰减;对以往认为的物质粒子自身质量不变,往往是把物质粒子孤立地看待,而不是从物质系统普遍联系和发展变化的角度考虑,尤其是物质粒子质量时变在较小时空范围内的变化极小,短期难以观测出来;物质粒子不再象原来认识那样是僵化和被动的质点,而是能够自发地产生时间之矢和空间本底及引力场,并自然地抵抗外力作用的波动性粒子。物体的惯性最直接地表现为物体相对于自身广延性空间加速运动时,其物质波波动量随时间变化产生的反作用力。

      汤川秀树说“基本粒子的本性不能和空间本身的结构孤立起来加以考虑。”“如果我们更加直觉式大胆的想象来作为不可避免的抽象化趋势的一种补充,基础物理学的又一次返老还童是可以期望的。”
       现在看来,在微观环境下,微观客体往往是不能做质点抽象的。依靠点粒子这一粗糙而不适当模型的理论,把微观客体硬塞入一种不适当的概念框架势必造成混乱和佯谬,降低了理论的解释性和可理解性。在探讨物质本性上,一个有体积的波动的物质粒子要比质点更符合实际情况,从有尺度大小和振荡方面,与弦论中的弦有类似之处。   
       坂田昌一说:“本来,把基本粒子看作数学上的点,只限于在比较大的时空领域作为研究对象,以至于可以忽略基本粒子内部结构的情况下才是成立的。然而,以点模型为基础的理论形式……往往就忘记了当初采取的近似意义,从而产生了好像所研究的对象本身就是数学上的点这样一种错觉……基本粒子是数学的点……,是怎么也不能相信的。”
        从表象上看,粒子与波完全是两回事,物质粒子的波动性与牛顿运动定律不相容,但是如果从物质粒子的波动性与空间本底量子即本底引力子辐射相生相伴,按物质相互作用与动量守恒定律和能量守恒与转化定律,物质粒子不断地辐射空间本底量子即本底引力子,必然导致物质粒子处于不停地振荡状态,从而给出物质粒子的波动性的起因,则就不存在物质粒子的波动性与牛顿运动定律不相容的问题。由此揭示了粒子波动性的物理机制、时空演生、惯性起源和引力机制,系统地推导出爱因斯坦——德布罗意关系、具有粒子与其波相互作用因果性及隐含波速和相位的薛定谔方程、牛顿第二定律、牛顿万有引力定律、哈勃定律,推得普朗克长度、光速即是空间本底速度、惯性质量即是引力质量,表明物质粒子与时空及引力场具有统一性,空间本底量子是宇宙的物质基元。由此统一解决了基本物理方程存在的时间反演不变性与热力学熵增和宇宙膨胀演化的基本矛盾、宇宙膨胀及加速膨胀与星系旋转曲线疑难、量子场论计算的宇宙学常数比实测大120个数量级等一系列疑难问题。
       事实上,自然界的一切都寓于对立统一之中,这种对立统一导致了自然的和谐发展。现在看来,真正的物理世界的基点是高度统一着的明确其机理的物质粒子的波动性。描述自然的最基本的原理也应该是最高程度上对立统一的,具有着最大的和谐性,即德布罗意——爱因斯坦关系。
       物理世界分为各个层次,各层次有各层次的规律,每一层次的规律决定于深一层次的规律,最终归结到物质的根本存在形态——表征粒子与场统一的粒子的波动性。
       人们对物质世界的认识,经历了以牛顿为代表的粒子阶段到以爱因斯坦为代表的场的阶段,进而认识到粒子和场的对立统一。根据物理世界内在和谐统一性,可以意识到,经典力学应在量子力学的基础上得以阐明,同时在某种意义上实现了罗杰彭罗斯的设想:“引力论与量子论的结合能够对宇宙作出解释,其中具有内禀的时间之矢。”

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       我们给出的时间间隔定义dt=nτ=-dM/HoM、t=(1/Ho)ln(r/ro),与熵dS=dQ/T、S=klnΩ 的数学形式相仿,揭示物质粒子内在的振荡周期与其空间本底量子辐射相生相伴,蕴含时间和空间的量子化。

        结合德布罗意提出的物质粒子的内在周期性因素、牛顿引力辐射机制的猜想以及爱因斯坦对空间和引力场的认识,在实验观测和理论分析推导的基础上,提出了物质粒子辐射空间本底引力子新概念及质量(能量)时变关系,由此阐明物质粒子波动性本质,进一步完善爱因斯坦的鬼场构思和德布罗意的导波设想,可以系统地构建物质粒子空间本底量子辐射的引力传递说、惯性起源说、时间之矢和空间广延性形成说以及全宇宙膨胀学说。这不但能够统一解决一系列重大的疑难问题,而且作出许多预测已有一部分得到了观测上的检验验证。

       温伯格说,自然定律具有简单性和必然发生性。由于简单性,基本的的自然定律是有限的。由于必然发生性,一个定律的性质必须与整体联系,并受其它定律的性质制约。

       从E=Mc2=hυ来看,物质粒子的质量与能量是统一的,而能量是个运动量,居于物质粒子自身的内在能量必然具有与周期性因素相关的内在运动,从相互作用和动量守恒方面考虑,若排除像布朗运动那样归因外在作用,那么这种周期性因素相关的运动应该与某种辐射相生相伴,从而形成物质波动的源头,这是最简单和直观且符合牛顿定律与动量守恒和能量守恒与转化定律的一种自然解释。物质粒子辐射空间本底量子新概念,实现了爱因斯坦期望找到“粒子性和波动性具有因果性的内在联系和统一”的愿望。

       在斯宾诺莎看来,物理学上的动力只是揭示了外因,所引起的作用而并没有揭示事物存在运动的内因。科学对于自然现象必然规律的揭示,仅仅提供了现象之间的习惯性的联想联系,根本原因就在于科学未能把握事物存在和运动的内因:实体的创造行为。斯宾诺莎通过实体和样式概念所提供的对于自然的理解,用物理学的语言来说,实际上就是对空间与物质(具体说是有质量或能量的物质)的关系提出了新的看法,他认为物质的本源乃是空间本身的存在,有形的物质乃是空间的产物,并且物质运动的根源在于空间。

        物质质量具有聚集性,物质能量具有分散性,物质粒子质量与能量居于一体,具有统一性,构成物质底层最基本的固有矛盾。高密度向低密度扩散,高温向低温转移,物质运动状态趋于能量平衡和最低能量状态等,高密度物质粒子可能以不断地振荡形式辐射空间本底量子向空间本底和低密度引力场转化(符合动量守恒和能量守恒与转化定律),都说明物质世界的矛盾尤其是内在矛盾是物质运动、变化、发展的主要动力!

7.位移电流概念与物质粒子辐射空间本底量子新概念

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        这使得牛顿经典力学与现代物理学密切衔接起来,可以构成经典力学、量子力学、狭义与广义相对论、宇宙膨胀及加速膨胀理论和地球膨胀学说共同的物理基础与物质基础。基本物理常数组合hHoHoc和质量时变关系M=Moe–Hot,如今已出现在有关理论和实验研究中。详见~实验简况

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          例如,Broberg引入“假定宇宙中基本的量子能量ε=hHo;Dart假设电磁辐射以hHo逐步增加的方式进行量子化,具有hHo/2零点能量,与量子机械振荡一样。

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