迷途的羔羊_宇宙重构

释放双眼,带上耳机,听听看~!

迷途的羔羊_宇宙重构
惠施的奇特思想基本概念的成功与矢误万有引力的神奇性质科学家等待着质子的消亡原子的性质不受“历史”影响空穴导致了引力和电磁现象有结构物质弓无结构物质的相亘转换质量是宇宙空间的第五维
科学家,功不可没,令人敬仰。不过,有时候科学家就像迷途的羔羊,不知自己将走向何处;有时候科学家又像激动的长舌妇,喋喋不休地争论着自己也不甚了了的问题。
事实上,科学家在讨论物质的本源时,他扮演的是哲学家或思想家的角色,其实质是在用思维重构宇宙,其方式包括定性的和定量的描述,定性的描述依赖于直觉的思辨,定量的描述有赖于试验和测量。
春秋战国时期,有一位奇特的思想家,即惠施,又称惠子,《庄子》 一书记录了他的某些观点:“至大无外,谓之大一;至小无内,谓之小一。无厚,不可积也,其大千里。天与地卑,山与泽平。日方中方睨,物方生方死。大同而与小同异,此之谓小同异;万物毕同毕异,此之谓大同异。南方无穷而有穷。今日适越而昔来。连环可解也。我知天之中央,燕之北、越之南是也。泛爱万物,天地一体也。”这十句话涉及到的问题极多,我们略加阐述。
第一句话,惠施认为最大的东西并不是无穷大,而只是没有边界;最小的东西也不是无穷小,而只是没有内部结构。事实上,这是一种非常有价值的观点,很可能是理解宇宙万物的关键所在。不过,应当指出,几乎所有后世学者都误以为“无外”是无限大,“无内”是无限小(参阅曹础基《庄子浅注》),实在令人遗憾。其实,《庄子》一书记述惠施上述观点的同时,还列举了当时存在的不同意见,即“一尺之捶,日取其半,万世不竭”(即存在着无穷小),并指出“辩者以此与惠施相应,终身无穷”(准也不能够说服谁);显然,如果惠施也赞同存在着无穷小的东西,那么便不会在这个问题上出现争论了。
目前,宇宙起源于大爆炸的理论,实际上是在否定宇宙物质的无限性,即不存在着无限大的事物;所谓无限大的概念只不过是人类思想的一个误区(如果事物有边界,就要问边界之外是什么;而“边界”的概念只是来源于日常的事物,不能够无限地或随意地扩展到其他事物上),类似的误区还有许多。
在当代物理学尖端课题基本粒子的研究中,似乎也到了一个关键的时刻,或者基本粒子不是“基本”的,它们可以继续无限地分割下去;或者基本粒子是基本的,它们不能够再被继续分割开来,即存在着“至小无内”的基本粒子。对比之下,笔者倾向于后者,因为物质可以无限分割的观点,实际上是机械思维的误区,它否认了有结构物质可以转化为无结构物质,其根源在于对无结构物质的恐惧和自认为思维的无能(即无法对无结构物质进行思维)。
第二句话,是讲几何学中的平面概念,平面没有厚度,因此不可以聚积成立体,但可以延伸扩大到千里之外。第三句话是讲高度的相对性。第四句话前半句是讲角度的相对性,即太阳的角度在不同地方看起来是不同的(似乎说明惠施已知道地球的自转与太阳的关系);后半句则讲事物的存在永远处于自我更新的过程之中,一个事物的新生即意味着另一个事物的死亡(其实,一个人,每时每刻都在更换自己的细胞,以及组成自己身体结构的分子、原子)。
第五句话,惠施认为,从表面看,任何事物既有相同之处也有不同之处;但是,从实质来看,万物都是相同的(它们是由同一种物质组成的),或者万物都是不同的(用今天的话来说,即使所有的电子都是相同的,但是这个电子却不等于那个电子)。
第六句话,“南方无穷”是指方向在直线上可以无限延伸,“而有穷”是说实际上南方是有尽头的(地球是有限的)。第七句话“今日适越而昔来”,用白话文说即“今日起程去到越国,结果在昨天已经到达了越国”,这真是一种有趣的思想,它涉及到时间的相对性或可逆性。第八句话“连环可解也”,是说物体只具有外表的连续性,其内部则是不连续的,因此两个套在一起的环状物体按理是可以分开的(近几年, 许多气功师都表演过一种功法,即“发功”使药片完好无损地从密封的药瓶中“漏”出来;如果确有其事,即相当于连环可解,这有点类似军事操练中,两个方阵交叉穿越而过,并各自保持自己的阵形;或许,春秋战国时期,亦有人掌握此项气功功法或魔术)。
第九句话“我知天(下)之中央,燕之北、越之南是也”,燕国在北方(今日北京地区),越国在南方(今日浙江地区)。惠施的观点可以有两种解释,其一,天下无处不是中央;其二,北极和南极的连线是中央(相当于地球自转轴)。第十句话“泛爱万物,天地一体也”,万物不分高低贵贱,人类应当拥有博爱的胸怀。
看来,惠施确实是一位杰出的思想家,他曾不无自许地说:“天地其壮也,施存雄而无术。”意思为,天地何等的壮丽,但只要有我惠施,其他的雄才都不足为道了。有趣的是,与惠施同时代的另一位大思想家庄周(又称庄子),却认为惠施的滔滔雄辩,以及对事物的刨根问底,活得过于劳累了,无异于形与影的竞走,永远不会有什么结果。因此,庄子提倡“上与造物者游,而下与外生死、无终始者为友”,即以直觉融于天地万物之中;万物变化无常,任何定论都必然会存在着缺陷,只有融于万物之中,才能跟得上万物的变化。显然,庄子是在批评惠施把思维与万物对立起来,而认为思维可以与万物相通相知、相游相友。套用佛教学派的术语来说,惠施属于渐修开悟学派,庄周属于顿悟学派。
事实上,两千多年前的古人,他们的思想已达到了相当的深度,其思维技巧并不亚于今人;他们所缺少的,只是观测的手段和计算的精密度,以及少了两千多年的信息积累(与今人相比)。因此,我们完全可以从他们的著作中,获得许多真知灼见,从而得到智慧的启迪。
现代科学是建立在一系列的基本概念的基础之上,它们是三维空间、一维时间、物质、能量、信息、质量、场、电荷、运动、速度、自旋、力,等等。对这些基本概念,人们的理解并不完全相同;同时,这些基本概念又常常互为因果、纠缠不清。事实上,科学家的成功在于这些基本概念的建立,而科学家的失误也在于这些基本概念的建立,是成也萧何败也萧何。
科学家相信万物之间彼此都在吸引,并称之为万有引力定律,公式为 F=m1·m2/r2,即引力大小与质量成正比,与距离的平方成反比。科学家还认为万有引力具备如下神奇的性质:①各向同性,即任何方向的引力都相同;②依赖对方而存在,这表示引力是一种相互作用力,即不能够独立存在,也就是说万物不可以分割开来;③不受第三者影响,即两个物体之间引力的大小,与其他物体的存在无关,或者说引力具有绝对的穿透性、它是不可阻碍的(日食时,月亮处于太阳和地球之间,但太阳对地球的引力丝毫不发生变化);④永存性,引力永远存在,并保持不变;⑤超时性,即引力的作用不需要时间,相距无论多么遥远的两个物体,只要它们的距离发生变化,引力便立即随之变化。此外,根据引力公式可知,当两个物体的总质量不变时,在它们的质量相等的情况下彼此的引力最大:或者说,若单纯从克服引力的角度来看,按质量平分一个物体需要付出最大的能量(这种引力不均恒现象,或许可以解释各个天体的质量总是不尽相同,看来宇宙不大喜欢引力的平均分布)。
但是,万有引力神奇般地存在,却未能使宇宙间的物质聚集在一起 (按照宇宙大爆炸理论,所有的星系正在彼此分离,而且距离越远的星系离去的速度越高,根据红移现象测定,30 亿光年远的星系正以每秒 9 万公里的速度离去;据此推之,再远的星系可能会以光速离去,我们根本就无法看到它们)。我们所在的地球,用围绕太阳旋转的方式,产生与引力相等的离心力,使自己避免落入热情的太阳怀抱中(实际是地球的惯性作用和引力作用共同导致了旋转)。
为了解释引力的作用机制,也为了把引力的神奇性(这些性质彼此之间存在着自相矛盾,并与其他基本原理相矛盾)转化为平凡性,人们开始寻找“引力子”,并认为物体之间通过交换引力子来产生引力作用。这样,便把万有引力的难题变为一种可歌可泣的努力奋斗:“万有引力是正确的,只是引力子太微小了,我们还没有找到它(引力子的速度似乎要远远超过光速,如果把引力于当做能量,那么质量变成光能,其公式为 E=mc2;质量变成引力子能,其公式则应为 E=m·引力子速度的平方)。遗憾的是,人们始终没有找到引力子,它可能根本就不存在,因此万有引力也可能只是一种假象。
或许,万有引力在实质上是万有斥力,我们被吸附在地球上,实际上是宇宙其他所有星体的斥力使然,所有星系的远离也是斥力的作用。万有斥力只是一种现象,它的作用机制在于质能转化。我们假设,有结构物质(具有质量)需要独占一定的空间,无结构物质(具有能量)则可以共享空间。因此,当能量转化为质量时(例如,光能转化成正负电子时),便要挤占一部分空间,从而排斥其他的物体;当质量转化为能量时(正负电子对湮灭为光子),便会形成空穴,从而吸引其他物体来填补这个空穴。
让我们进一步假设,宇宙中的所有物质正好瓜分了宇宙的所有空间。如果能量转化为质量的现象多于质量转化为能量的现象,那么就会导致宇宙空间的膨胀(即宇宙大爆炸现象)。反之,若质量转化为能量多于能量转化为质量,那么就会出现众多的空穴,从而导致万物相互吸引的现象(这种填补空穴的作用,与质能转化过程同时发生,因此不需要作用时间,也不需要什么“引力子”的传递),并产生空间质量密度的变化,形成即时传递的“质量波”,它就是牛顿所谓的万有引力。
凭心而论,上述假设可以解释万有引力的所有神奇性质。不过,我们为此要对空间进行新的理解,首先空间不是什么三维的大箱于,它只是所有物质的一种分布状态,因此它必然是被所有物质瓜分好的;这样一来,只要发生质能转换现象,就要改变物质的分布状态,也就是说要对空间进行重新的瓜分,这种瓜分的实施就成为物质的运动或星体运动的源泉。
在万有引力公式中,引力大小与质量成正比,这也只是一种近似的假象。实际情况是,质量越多的物体,它发生的质能湮灭越多,从而出现越多的空穴,导致越大的吸引力。太阳之所以对九大行星产生巨大的吸引力,正是因为它进行着大量的质能转换《目前根据引力公式得到的太阳质量是不真实的,它实际上是质能转换量)。同理,九大行星之间的引力,地球与月球之间的引力,也是因为它们内部存在着质能转换。
质能转换有许多种方式,在化学元素的放射性衰变中,就伴随着质能转换现象。放射性衰变有一种非常有趣的规律,就是所有原子不是一 下子完成衰变,而是按时间排队陆续进行衰变。科学家们发现,物质结构的系统越小,它的稳定性就越高,改变它所需要的能量也就越高(或者说它主动变化时放出的能量也越高)。不过,稳定性涉及到时间的相对性,我们寿命 100 年,是指地球绕太阳 100 圈;电子绕原子核一周仅需 10-16/秒,因此电子存在 1 秒,就等于寿命 1016 个“电子年”,可见它的稳定性更高(质子在原子核中旋转一周的时间为 10-22 秒;跑出原子核的自由中子的寿命只有十分钟,它就自发地转变为一个质子,同时放射出高能电子和中微子;除了电子、中子、质子外,其他基本粒子的寿命都很短)。意味深长的是,组成物体的最牢固的建筑材料——质子,它也可能会衰变成能量。
在美国犹他州的银三矿井深处(5 公里地下),放着一个封闭的红木箱,箱内盛着 1000 吨纯净的水和一整套复杂的仪器;类似的装置也被科学家放到了印度的一处百年老金矿中、穿越欧洲最高山脉勃朗峰的一条汽车隧道中、日本东京附近的神冈铅锌矿井中。科学家并不是闲着没事,他们在紧张地注视着测光仪器的闪动,以便捕捉到确切的信号,表明封闭的水箱中有一二个水分子内的质子自行破裂而成为能量,或者说他们等待着质子的消亡;根据大统一理论,一个质子的寿命为 1030 年,或者说 100 万亿亿亿个质于在一年中将有一个消亡。到了 80 年代中期,这项实验获得一些清晰的信号,有人认为已经证明了质子在消亡。
如果万有引力或万有斥力的实质是质能转变,那么质子的衰变就应当是一件普通的事情,正是这种衰变的稳定存在,才维系了引力现象的长存。从这个角度说,小的物体之间(其内的质子数量不足以出现衰变)或分子、原子之间,可能根本就不存在什么万有引力(但它们与大的物体之间有可能出现引力现象);事实上,决定原子结构、分子结构、物体结构的力是电磁力,它比引力还要玄妙。
首先,电荷有一个最小的再不可分的电量,即一个电子的电荷量。其次,电荷分为两种,即正电荷与负电荷,电子带有负电荷、质子带有正电荷。第三,同性电荷彼此产生相斥作用,异性电荷彼此产生相吸作用,作用力与距离的平方成反比。第四,等量的正电荷与负电荷聚集在一起(例如在原子中,但电子始终不与质子直接接触,否则它们将变成中子),彼此的作用可以抵消,即对外呈现电中性。第五,电子的运动或电流的变化,可在其周围空间产生变动的电场;这个变动的电场又可在其附近产生变动的磁场,而变动的磁场又可在其附近感应出变动的电场;如此循环反复(相当于彼此复制,显然存在着信息转录机制)便形成电磁波,光波也是电磁波,它们的传播速度为每秒 30 万公里,按照爱因斯但的观点这是宇宙间的最高速度,即不存在超过光速的物质运动。
可以说,电磁作用是依靠交换光子来进行的。有趣的是,原子中的电子只能在特定的轨道上运动,它只能吸收一定能量的光量子,并使自己从一个特定轨道来到另一个特定轨道,而且在一个特定轨道上只能有一个电子存在(或两个自旋方向相反的电子存在);当它从高能级轨道跳回低能级轨道时,将放出它原来吸收的那一份光量子(电子的这种性质,说明质能转换只能定量地进行)。电子的这种性质使原子具有稳定性、同一性和再生性(电子在原子中的轨道形成电子波,其形状和方式, 与电子过去的遭遇无关,因此原子的性质不受“历史”影响)。事实上,我们周围的一切物体,它们的化学性质和物理性质都建立在电子的上述性质的基础之上(可用量子力学精确地描述)。
量子是一个非常有趣的概念,它表明能量不是连续的,或者说能量在转化成质量时不是连续的。根据并协原理或互补原理,一个东西不能同时是一个粒子(质量存在的形式),而又是一个波动(能量存在的形式),但两者是互补的、并协的。或许,在微观世界的深层次中,波动和粒子是交替变化的,它们互相复制,类似电磁场的交替,老子所谓的“玄之又玄”恐怕说的正是这种转换。
看来,用带负电荷的电子和带正电荷的质子来解释原子的结构是很方便的,也是相当成功的。不过为了进一步解释原子核中的质子、中子的结合,科学家被迫继续假设质子与质子、质子与中子之间存在着强相互作用力,以便克服质子之间同电荷的相斥力;为了解释β放射现象(一个电荷为 Z 的原子核自发地放射出电子和中微子,同时衰变为电荷为 Z +1 的原子核),又假设存在着弱相互作用力。
于是,在科学家的眼里,宇宙是由四种基本力支撑起来的,它们是引力、电力、强相互作用力和弱相互作用力;若假定强相互作用力的相对强度是 1~10,那么电磁作用力约为 10-2,弱相互作用力约 10-12,引力约为 10-40。当科学家不知不觉地创造出这四种基本力之后,却后悔起来,他们觉得用四种力建筑的宇宙大厦不够美丽也不够简洁;于是,他们又开始寻找办法,以便把四种力归结为一种基本力,为此而提出的理论便称之为大一统理论。可惜这种努力至今没有成功(爱因斯坦在完成伟大的相对论后,曾将毕生的精力投入到大一统理论之中),或许这些基本力统统是一种假象,用力代表物质的相互作用恐怕是从一开始就误入了歧途。
我们前面已经提出一种理论假设,即质子湮灭(质量转化为能量)造成的空穴,导致了万有引力现象。同理,电磁现象,也可以归结为电子不断进行的质能转换作用,一会儿能量转化为质量,新出来的质量挤占了新的空间;一会儿质量转化为能量,湮灭的质量产生了空穴,这种交替反应导致了空间质量密度的周期变化(即电磁波)。有趣的是,狄拉克在解释导电现象时早已使用了“空穴”概念,所谓正电荷实际上就是一个电子空穴,因此正电荷负电荷的概念也就成为多余的了。事实上,电荷完全是一种想像出来的概念,而且是一种没有相应结构支持的功能状态;科学家从来无法解释什么是电荷,以及电荷与电子的关系是什么,电荷在质子上是怎么分布的。
其实,任何物质之间的相互作用或相互结合、相互分离,都涉及到质能转换。当质子与质子或中于结合成牢固的原子核时,并不是什么强相互作用力在起作用,而是它们在结合过程中将一部质量转变成能量并释放出去;因此要想打破它们的结合,必须将相应的能量送还给它们(这个能量份额必须恰当,少了不起作用,多了可能会产生其他的作用)。人们用力来解释物质的相互作用,是在把日常生活中的概念简单地借用到科学研究之中,这虽然很方便,却也容易造成误会,以致用多了用久了自己也信以为真。
把物质的作用,归结为有结构物质与无结构物质的相互转换,有可 能是一条新的思路,并实现思维的一次新的飞跃。在这里,存在的问题尚很多,其一是对空间的重新认识,质量瓜分空间与质量占据空间的含义并不相同,我们所说的“空穴”与通常所说的真空也不尽相同。其二是如何理解有结构物质与无结构物质的相互转化,显然这里存在着信息密码的识别与转录过程;有结构物质具有相应的组织结构信息密码,它们也能够识别其他的结构信息密码,这都是可以理解的;但是,无结构物质似乎消失了信息、空间、时间,那么它们又是如何被恰当地“真空激发”,从无结构转变成有结构的呢?这些问题我们随后再专门讨论。
目前,人们把空间理解为四维空间(时间可以通过宇宙基本常数光速转变为距离),不过早在本世纪 20 年代就有人提出了第五维,以后逐渐对第五维有了更多的描述。起初,人们认为第五维被“卷起来”了或“被压紧”了,三维空间的每一个点,都是一个细微的围绕着更高维的圆环状的“弦”,直径大约为 10-30 —10-33 厘米(一粒质子的直径为 10-12 厘米)。再以后有人认为第五维并未被“卷起来”,其表现形式即“质量”,通过引力常数 G(万有引力公式中的一个常数项),可以把质量转化为距离。根据这种理论,今天宇宙中的全部质量,都是在过去那些年中,以一个稳定的速率逐渐积累起来的;或者说,宇宙开始时并没有质量,它是从零时零质量开始的,因此并不存在什么大爆炸的发展历程。
我们很欣赏质量是宇宙空间第五维的思想,它把质量与空间协调了起来;因此,物质的相互作用或质能转换,必然导致空间的扰动或收缩与膨胀。我们之所以不能够离开空间谈物质或物质的运动,是因为空间本身即物质的存在方式。近代以牛顿万有引力发展起来的科学,最大的失误就是把空间与物质分离开来和把能量与质量分离开来。爱因斯坦的相对论,开始把物质的运动与空间、时间联系在一起,并且把质量和能量联系在一起,遗憾的是他没有放弃对作用力的偏爱。
无名天地之始,有名万物之母;此两者同出而异名,同谓之玄;玄之又玄,众妙之门。看来,我们不妨把无结构物质和有结构物质都称为“玄子”或“玄波”,无结构转化为有结构即经过“玄子”的作用,有结构转化为无结构则通过“玄波”的作用。不过,这个“玄”字确实令人头痛。

奇点天文网 dprenvip.com

本文由奇点天文作者上传并发布,奇点天文仅提供文章投稿展示,文章仅代表作者个人观点,不代表奇点天文立场。

为TA充电
人已赞赏
天文科普

塞佛特星系

2020-10-11 19:16:57

天文科普

用计算机求解行星起源问题

2020-10-11 20:12:12

0 条回复 A文章作者 M管理员
    暂无讨论,说说你的看法吧
个人中心
购物车
优惠劵
今日签到
有新私信 私信列表
搜索