博文
宇宙在旋转 --- 您相信吗?
|
宇宙在旋转 --- 您相信吗?
.
最近, 二傻工作和生活变动很大…多年来在圆圆的地球表面上转来转去, 现在终于又转回北京了! 好吔! 条条道路通老家…
朋友们问: 心情如何?
二傻笑道: 高兴而平静…
记得俺师弟谢伯松(Whitewood)大侠曾经问过: “心静如止水, 止水又若何?”…俺当时的回答是:
山不转那水在转, 水不转那云在转;
云不转那人在转, 人不转那心也转!
并说, 如果这首歌反过来唱, 似乎能作为谢大侠那个禅学问题的一种回答:
心不转那人在转, 人不转那云在转;
云不转那水在转, 水不转那山也转!
其实, 中华传统文化对 “转” 这个概念理解得比任何其他文化都深! 故有阴阳双鱼太极图, 故有 “痞极泰来”, “亢龙有悔” 云云…故有 “树欲静而风不止”云云…(好象又要进入非科学领域了? 赶快打住!哈哈…以下是真正的科学探讨!)
............
言归正传, “转”到底是什么? 是运动, 是变化…但比运动和变化有更深刻的内涵!
“转”是相对的, 又是绝对的!
.
“转”是有限时空范围内的运动和变化的必然结果!
.
是不是觉得二傻又在玩形而上学的故弄玄虚? 可是我们真的知道 “旋转” 的确切意义吗 --- 哪怕在科学这样的低级层次上?
老朋友 “殴江古月” 劝俺不要浪费几百年功力总去谈一些股市风云突变和七品芝麻官上上下下等凡间俗事, 应该多谈谈人类思维中一些“真正重大”的根本问题, 恰如以前所初步讨论过的: 关于观测的量子力学和统计学悖论等等…关于理论体系自身建设的逻辑学悖论、简单性原则悖论和预测学悖论等等…如关于时空和运动概念的基诺悖论和狗与主人悖论等等…
二傻突然想起, 当年师傅在教完基诺悖论之后, 专门让俺继续深入研究 “转” 的意义…从思考非常古老的猎人与松鼠悖论开始:
一只松鼠蹲在一个树椿中央, 一猎人发现了它, 想偷偷抓住它, 便想绕到松鼠后面去, 但是松鼠也发现了猎人, 于是在猎人绕着树椿转的时候, 松鼠一直警惕地调整身体位置, 始终保持面向猎人…问题来了: 当猎人绕着树椿转了一圈之后, 他是否也绕着松鼠转了一圈?
---猛一想, 猎人似乎是绕着它转了一圈(如果把它看做一个点)
---但是, 如果猎人饶着松鼠转了一圈, 应该能看见松鼠的前后左右各个面啊? 为何始终只看见了其正面呢?
猎人与松鼠悖论的一个更能引起争论的版本是月球旋转悖论:
我们知道, 月球总是以同一面朝向地球(至少目前如此)…问题是: 当月球绕地球转了一圈之后, 月球绕自己的轴转了一圈了吗?
为了引起大家对该类问题的重视, 我们还可以提一个简单一些的问题如下:
拿两枚相同的硬币放在桌上, 其中一个硬币A固定在桌面上, 把另一个硬币B紧挨着A并绕着A的边缘无滑动地滚动…请问: 当B绕A转了一圈之后, B自己转了几圈?
对这些问题的回答将涉及到两个最基本而深刻的问题:
.
(1). “转一圈”的语意定义问题…
---这是多年来人们的研究重点! 强调其相对于观察者的相对性.
.
(2). “转一圈”的物理实质问题…
---这是二傻子最近的思考结果! 强调其物理上的绝对性.
我们知道, 基诺悖论是讨论单向直线运动的(涉及时空的定义), 狗与主人悖论是讨论双向直线运动的(涉及时空的定义以及时空奇点的问题), 而猎人与松鼠悖论是讨论圆周运动的(涉及时空的定义以及时空各向同性问题的物理实质)…
我们不难明白, 如果将猎人与松鼠悖论中的松鼠看作一个点(或者看作一个完全各向同性的完美球体), 我们将无法区分其正面反面…该悖论在语意学层次上会自然消失!
但是,即便我们无法直接观察到, 我们还是很想知道:
一个完全各向同性的完美球体到底有没有在转?!
如果在转, 其转速是多少? 如何测量?
也许大家到此已经想到了…那个著名的“马赫水桶” --- 一个盛水的水桶, 如果让它转起来, 其水面将成抛物面形状, 我们可以根据抛物面的弯曲程度, 计算出水桶的旋转速度(学过高中物理的都应该会算)---问题是: 这样计算出来的旋转速度是相对于地球的? 还是相对于宇宙所有其它星体背景的? (爱因斯坦的师傅马赫相信是后者…)
其实这里面已经涉及到一个物理学中最基本的问题:
角动量到底是不是绝对的?
回顾一下经典物理学的基础, 我们知道:
.
(1). 能量守恒是时间平移不变的结果;
(2). 动量守恒是空间平移不变的结果;
(3). 角动量守恒是空间各向同性的结果.
爱因斯坦虽然彻底颠覆了绝对时空的概念, 却毫不怀疑的保留了能量守恒的“定律”…量子力学虽然彻底改变了点粒子的概念, 却毫无根据的保留了角动量守恒的 “教条”…谁能告诉我:
基本粒子的内秉“自旋”到底是什么?
二傻学过粒子物理, 记得在天池与师傅有过一次对话:
二傻说: 玻色子的自旋为整数, 费米子的自旋为半整数…
.
师傅问: 什么意思?
.
二傻说: 比如, 光子的自旋为1, 它转一圈后将与自己完全相同; 电子的自旋为1/2, 它要转两圈才与自己完全相同(奇怪吧? 难道光子是游走在环面上, 而电子是游走在莫比乌斯带上?!)…
.
师傅不解: 您这里说的 “转圈” 到底是相对于谁来说的? 是相对于观察者? 还是相对于宇宙某个绝对背景? (请参考马赫水桶)…
.
二傻问: 有区别吗?
.
师傅说: 当然! 你能否告诉师傅:
地球的自转速度到底是多少?
二傻答: 地球的自转速度是每24小时360度!
.
师傅笑: 你是在月球上看? 在太阳上看? 还是在银河系中心看?
.
二傻曰: 好象应该是在太阳上看吧?
.
师傅又问:
那地球的角动量到底是多少???
二傻晕菜了…赶紧去问师兄“木子三水”(李淼大侠 J), 师兄提示说: 宇宙微波背景辐射的非高斯性(各向异性)…似乎可以提供了一个绝对的旋转背景? …至于它是否与基本粒子的自旋有关, 俺也不知道!
怪了事了!
.
角动量的定义需要一个各向异性的空间背景,
而角动量守恒却是空间各向同性的结果!
.
其中岂不是问题大大地?!
晕晕乎乎地, 二傻回到天池逍遥宫, 见小傻正与一猫眯嘻戏…小傻调皮, 将小猫头朝下倒提着, 突然放手, 小猫直往地下坠去, 但每次小猫都能及时转过身体以四脚安全着地!
啊哈! 猫式转体 --- 彻底违反了角动量守恒定律!
回想起北京奥林匹克运动会上体操运动员和跳水运动员大量的复合猫式转体动作, 二傻似乎发现了一些真相?! 俺决定去大不列颠找霍金, 质问他以下三个问题:
.
(1). 为何说黑洞三毛定理中有一毛是黑洞的角动量?
.
(2). 为何说宇宙自身是在旋转的?
.
---宇宙到底相对于什么在旋转? 宇宙也有自旋?
.
(3). 他对真空虚粒子对的产生和湮灭过程在时空连续统中看等效于一个粒子在时空上的转圈行为有何新的理解?
(请参阅: 《时间简史》 第209页，2006年中文版。)
当然, 如果科学网上有人能回答这三个问题, 俺就将去英国的路费用来请客! 哈哈! 说话算数…
https://blog.sciencenet.cn/blog-5190-20989.html
上一篇：五品芝麻官的为官之道
下一篇：宇宙学交响乐暨飞碟狂想曲(I)---前言及历史回顾
