第四十一章：深刻理解愛因斯坦場方程的非線性波動

這一章的開頭，我要說：有時候我們不能像數學大師那樣，去理解和計算宇宙。因為宇宙比數學大師“精明”的多。這意味著我們應該像孩子那樣去理解和計算宇宙，那樣我們看到的才是真實的宇宙。

這一章的內容，與上一章內容《愛因斯坦場方程的推理過程和關於場方程新解的說明》是緊密相連的。

· G_uv稱為愛因斯坦張量。

· R_uv是從黎曼張量縮並而成的裡奇張量，代表曲率項，表示空間彎曲程度。

· R是從裡奇張量縮並而成的標量曲率(或裡奇數量)

· g_uv是從(3+1)維時空的度量張量；

· T_uv是能量-動量-應力張量，表示了物質分佈和運動狀況。

· G是引力常數，

· c是真空中光速。

上面的方程，我們已經知道了是一個二階非線性偏微分方程。它不同與其他普通方程的地方是它的非線性性質。

場方程所揭示的是一個高度抽象的宇宙系統方程，那麼該怎麼去理解它的“非線性波動”，是非常重要的。所以我有必要單獨拿出來講與之相關的描述，來讓你認識真實的宇宙。

在此書的前幾章，提到引力場的時候，用引力場海洋來做了例舉。說明了一個大系統的初始條件非常複雜，那麼他的精確描述就是“不確定性的。”

愛氏場方程中所包含的每一個方程組，每一個項，每一個項的每一個量，都是層層聯絡的，共同組成的。時間，物質，能量，動量，引力，引力常數，彎曲，光速，π等等，每一種的東西本質其實我們要追溯，必要還要牽涉到更多的量。

就像我之前問過大家的：“海洋下一秒的整體波動情況是怎樣的？具體波紋圖會是咋樣的？”

這個問題是沒有辦法回答的。而對於宇宙而言，更是這樣的。我們知其所然，但不知其所以然。這就是真實的宇宙。

我這樣說不是意味著宇宙不可認識，對於宇宙的認識不可深化，是說我們認識宇宙的方式和角度要巧妙。就好像說我們認識到宇宙的“非線性”性質，本身這就是一種認識。

我們無法預測海洋的下一秒具體的波紋圖，但我們知道了很多洋流性質。知道它們會隨著季節有規律性的流動，這就是認識。

在兩個極端的時候，即大宏觀系統和量子系統中，兩個系統的認識和確定性都是非線性的。這一點量子力學中比較明顯，比如量子力學中關於粒子的描述，出現的位置多用機率分佈來描述，這也是一種認識。不是說我們一定就要同時測量出粒子的位置和動量。

我們不是粒子，就無法保證這一點成功【同時準確測量位置和動量】。那麼非線性的宇宙意味著什麼呢？

1、首先非線性的宇宙，讓我意識到宇宙學原理【其實不是一種客觀的原理，是一種觀測猜想】是一種趨向，而不是事實。這種趨向的本質是宇宙的無限性。但宇宙的均勻一致性永遠不可達到，也正是宇宙的無限性使然。絕對零度不可達到就是最好的佐證。

2、非線性系統要求系統的每一個點都參與進來，而這個宇宙系統在我看來不是封閉的，是開放的無限的系統。所以對於現實生活各種守恆定律，要和時空去掛鉤，也就是和系統本身去掛鉤才能解釋的通。這個上一章有具體描述。

3、上一章我們說引力常數是時空彎曲R_uv與能量動量T_uv比值，這是一個定值G。

這揭示了R_uv和T_uv在宇宙中，不能說誰是自變數，誰是因變數。它們是互為變數，互相影響的。這就是非常好解釋引力常數，為何是一個定值了。

無論在哪個引力場，它們的行為總是同步化。比如說能量物質密集的地方時空彎曲程度大，相反則小。小學生都可以理解，４除以４等於１,２處於２也等於１.　就是這個道理！

這裡的１就是它們的比值，是定值。如此廣的範圍引力常數定值不變，寓意著這是時空性質。而這個常數又叫引力常數，是我們用來測量引力的。所以更印證了我的理論：引力是一種時空性質。不是時空彎曲產生的。

我們仔細看看這個定值：G=6.67408×10-11N·m2/kg2，這是一個非常小的數字。 這個可以解讀為能量分佈導致的空彎曲的常數，就是引力常數。

可為什麼它是定值呢？其實就是我上面所說的，能量大的地方，彎曲也大，比值就是不變的。即“變化中的不變”時空性質。但它不變的本質是無論系統是系統的總的能量保持不變。而能量又是時空彎曲的原因，所以它們之間的定值是固定的。 而且和參考系沒有關係，也就是在一切參考系都成立。也是相對性原理的體現。

但目前的測量還沒有更加的精確，就說明這種能量和空間的相互作用是連續的，整個系統也是連續的。所以你要測一個時刻連續的系統，精確的值是很難的。現在已經是很精確了，這不影響我們對系統客觀性的認識。

4、既然宇宙是非線性的開放系統，那麼目前的一切觀測都代表局域，難言全域性。宇宙的開放系統的無限性將使得宇宙膨脹，但宇宙的能量分佈不均，不代表全域性都在膨脹。還需要進一步的觀測佐證來說明。

由於我們對於宇宙的認識，性質瞭解不夠深入，那麼暗物質，暗能量就會成為一廂情願的“宇宙常數”。

宇宙的非線性開放系統，會使得宇宙能量擴散。至少目前所觀測的資料，我們會得出宇宙平均密度和平均溫度都是會下降。但宇宙不會達到熱寂。絕對零度也不會達到，原因就是上面說的非線性開放系統的要求。

5、時間沒有起點，時間是一種度量。即使在奇點附近也不會失效。奇點附近時空，能量很大，曲率也很大，光速不能逃逸，光會沿著切線方向不斷做圓周運動。但黑洞不是毀滅者的角色，黑洞輻射是存在的。

寫這本書，不是要證明我反對誰的理論，僅僅是在證明我們一直在思考。在人類探索的路上，在認識路上，不是宇宙選擇了人類，是人類選擇了宇宙。

也就是說，我們的情有獨鍾，僅僅是情有獨鍾。但即使對石頭情有獨鍾，你也會有所收穫。這就人類的思維。所以保持情有獨鍾的人可愛，可敬。

在我們彼此相愛的路上，永遠不會缺少孤獨。在孤獨的路上，我們不會缺少想象。我在看到的基礎上去想象這個世界，這個宇宙。當我在恰當的時候，也找一個地方鑽到土裡的時候，和塵埃一樣的時候，在我的旁邊如果也能有一株小草，一棵大樹，翠綠的耀眼，我就知足了，那時路過的人應該也會駐足。

這大概是我們喜歡大自然，喜歡花花草草的根本情懷吧。每一株草代表一棵晶瑩的淚。

我該把自己放在宇宙的哪個位置，都不重要，重要的是我曾經在宇宙的哪個位置，我最終還留下了一點痕跡。

我試圖理解宇宙，但我承認我是笨蛋，天才的笨蛋。永遠就是這樣的矛盾。從小時候到現在，都是的。

我記得寫這本書開始的時候，應該是13年吧，西安在下雨，連續下雨。看著窗外的雨，我不禁想了很多。我想起了初中時候自己的願望，想起了那時候愛讀的書，愛聽的故事。

所以我欠過去一個願望，一段時間。斷斷續續，寫了12章。原本以為就這樣結束了。 可是後來又產生了新的想法，新的解釋，所以又不斷的補增，直到現在的41章。總共14萬多字的書籍。其實這也不算完，因為還有更的問題在腦海中。尤其是量子層面的東西。

但就像我在上面說的，作為一個宏觀的人，我不是粒子，就不能深切體會它的行為。也許我還需要成長好多年，才能成為粒子。

現在我看著窗外和當年看著窗外，心情是不一樣的。但也許時間久了，我也說不清哪裡不一樣了。總之歸於平靜了吧。

今天確實是個好天氣，我應該多去走走，多去曬曬太陽，而不是坐在電腦前，不斷的查資料，寫資料，思考，創新。到最後甚至還招來網友的罵，說我是誤人子弟，說我是痴心妄想，說我是不自量力……

我相信自己的眼睛，我相信自己的鼻子，我相信自己的大腦。甚至過於相信。不過我確信，我還要這樣堅持。

希望這本書開啟你的想象，希望這本書正符合了你要的科研線索。最後以三句話來作為本書的結尾吧。

居里夫人對我說：人生沒有值得恐懼的事情，只有值得去理解的東西。

愛因斯坦對我說：想象力比知識更重要。

我自己對自己說：生命在於運動，更在於探索。

《變化》從標題來看，我們就知道它從誕生開始就不會有終點。因為它是《變化》的。

2017年4月30日。完稿於西安。

愛因斯坦認為時間與空間不可分，即時、空可互變，這一假設拓展了人們對宇宙認識的空間。物體運動可以引起時空變形，或者大質量天體周圍産生時空彎曲，或對星系旋渦中心發生加速或減速效應。

廣義相對論的引力場方程是描述質量和時空度規相對於空間變化率的關係的，是由愛因斯坦“引力等效加速度”的假設得出來的。

相對論的兩個基礎的假設都是錯誤的。光速不變和引力等效加速度。光速不變是在愛因斯坦否定以太的存在，假設真空是空的基礎上得出來的。特別是使當時物理學上的兩朵烏雲之一“光速不變的邁克爾遜實驗”得到了圓滿了解釋，後來被廣泛接受。但是，假設真空是空的是和後來的認識相矛盾的。現在科學發展真空不是空的，真空是能量海，真空是由物質組成的。既然真空是物質，光不能跑到真空這種物質之外去傳播，只能在物質裡傳播，那真空就是光的傳播介質。光在介質裡傳播的速度是受介質運動影響的，光速就不能不變。

那為什麼邁克爾遜實驗沒測出來光速的變化呢？邁克爾遜實驗不是直接測量光速，而是用干涉的辦法觀測。當時認為太陽是不動的，地球繞太陽以每秒30公里的速度轉動，又認為真空裡充滿靜止的以太，那麼在地球讓兩對於以太就有30公里的以太風。光順著以太風方向傳播的就快，逆著以太風方向的就慢，再放射回來後，和沒有經過往返的光就有行程差，它們相遇時就會發生干涉。 透過分析認為他的實驗應該有0.4個干涉條紋，但實際上沒有觀測到條紋。這說明沒有光程差，對這個結果分析認為：要麼以太完全被地球所帶動；要麼光速不變。而光速不變，必須否定以太的存在。愛因斯坦認為，不存在以太，真空什麼也沒有，光就在真空裡傳播，所以光速不變。狹義相對論就是以光速不變為基本假設建立起來的。

但是，後來科學已經認識到了：真空是能量海的能量最低狀態。真空不是空的，真空本身就是物質。那相對論的基礎：真空是空的。就不成立了。對於光的速度就要從新考慮。就要考慮真空這種介質是否也在運動呢？大家知道，天體在運動著，微觀的粒子也在運動著，不管它們是在什麼作用下運動的，真空既然是物質，為什麼不能也在同樣的原理作用下運動呢？應該也是運動的才合理，不運動反而不合理了。所以真空是運動的，而且，不同的位置運動速度和方式也不同，都是和所處的位置的天體是一樣的運動。這樣就完全解釋了邁克爾遜實驗為什麼沒有觀測的干涉條紋了。光在真空介質裡傳播，速度只取決於介質的運動狀態。當觀測的裝置和真空有相對運動時，就能測出來光速的變化來。

光速不變還有一個雙星觀測，就是高速互相圍繞著旋轉的兩顆恆星，認為當其中一顆恆星向著地球運動的時候，光速疊加的恆星的運動，但這時距離地球遠。而橫向運動時，朝向地球方向的疊加分量小，但離地球近，這樣就應該有同時看見恆星在不同位置的時候，就是可以看到恆星在一段軌道上的情況，看到一段光弧，而實際上沒看到。其實，光只是在恆星附近的時候速度快了，但不是因為和發光體（恆星）的速度疊加了，而是恆星附近的真空和恆星同步運動，光速才快的。離開了恆星附近的真空漩渦，傳向地球的光速是一樣的，因為都在速度相同的真空裡傳播，所以速度一樣。所以雙星觀測解釋光速不變是錯誤的。就是說狹義相對論不成立。

外來看廣義相對論。廣義相對論主要的假設是：引力等效加速度。是引力等效加速度的原理才把質量和時空聯絡起來的。引力又被稱為萬有引力，認為是最普遍的作用力。但是，引力只是在地球上發現的，然後推廣到太陽系銀河系以至整個宇宙。但是，萬有引力在太陽系內就有矛盾：有些行星按著萬有引力定律或愛因斯坦引力場方程計算都有些偏差，有的偏差值較大。所以有人就假設：是還有沒發現的行星在干擾，找來找去能找著，就假設說：在地球和太陽連線的對面有一顆行星，所以看不見。多麼牽強附會的自圓其說啊！旅行者已經離地球那麼遠了，為什麼也沒發現啊？根本就沒有這顆行星，是萬有引力的存在。在銀河系也是一樣：恆星的運動速度明顯不符合萬有引力定律和場方程，沒辦法就假設有暗物質的引力作用造成的。引力場強了，但是宇宙卻在膨脹，不符合加強了的引力場，只能又假設有暗能量的作用。到現在也沒發現暗物質和暗能量。其實就是引力場方程的錯誤，到底是地球上的引力等效加速度還是太陽系的引力等效加速度，還是銀河系的引力？地球的引力一旦遠離地球就不一樣了，強度就變了，它不是長程力，這麼可以等效加速度？所以，引力等效加速度的原理就是錯誤的，

所以說，廣義相對論的引力場方程除了數學上很優美，很深奧，很好玩之外，沒有什麼用。根本不是維持宇宙的方程，可以供一些人研究娛樂。

愛氏首先是個數學家，其次才是個偉大的

基礎物理學家。

在他早期基於數理方面及實驗得出的結論，

人類用了一，二百年才證實是正確的。

但是他統一不了場論。

這是一大遺事

至於引力場論，揚振林在弱相互作用力下已走了一大步。