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1 # 龍一歐
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2 # 中華保護全球
這涉及到物質運動形式、時空結構與物理定律這三者關係,在此想初步探討一下,片面與不妥之處,請大師們指正。
1.問題、成就與矛盾。為什麼有波粒二象性?物質怎樣由微觀不確定性過渡到宏觀確定性?是什麼導致量子糾纏?光在真空中傳播,除了速度不變,光與真空就沒有其它的關係了嗎?長度和時間為何會此消彼長?為什麼四大基本力中恰好是兩個短程兩個長程?到底有沒有磁單極子、可分開的三分之一元電荷、暗物質、暗能量?宇宙真的在以令人吃驚的速度和加速度加速膨脹嗎?宇宙真由一個孤立奇點突然大爆炸誕生的嗎?……諸如此類,我們可以提出一大堆困惑、深刻而尖銳的問題。量子力學和相對論很好地解決了上述一部分問題,但由於量子力學與廣義相對論之間因不確定性與確定性的尖銳對立,兩派爭吵了一百年了,看似不可調和根本不能統一,真實不然!
2 .分層、嵌入與修正。怎樣使量子力學與廣義相對論既保持各自優勢又能和諧共處呢?這已有許多方案,如統一場論,其中就有曲高和寡的弦論。這裡,本人想另闢蹊徑。就像剛體的運動可分成繞轉軸的轉動和整體以質心的平動,基本思想是:從不同的層次觀察物質運動,就要用不同的四維時空結構來描述,顯現的物理定律可以不同!我們可以用一個套一個的多個不同的四維時空來研究,最簡單的假設就是:物質運動存在於兩個四維時空——微觀時空(x,y,z,t)和宏觀時空(X,Y,Z,T).微觀時空嵌在宏觀時空內,微觀時空對宏觀時空影響較小,而宏觀時空對微觀時空的影響一般不能忽略。這樣,在概念上是清晰的,在理論研究中是可分的,也就保證了相對獨立和簡潔性,當然可求解。例如,如果沒有微觀時空的模糊本性,作為宏觀時空存在的人的身體就會因為太清晰而像網一樣千瘡百孔!在此,愛因斯坦的廣義相對論原理:任何在物理規律中出現的時空量都是時空的度規或者由其匯出的物理量——需要修正為——任何在物理規律中出現的宏觀時空量都是該時空的度規或者由其匯出的物理量。還有,作者認為愛因斯坦廣義相對論的兩條基本假設是不完備的,應該再加一條:光在真空中前進是有耗散的,光速不變,但光的頻率的減少量與距離成正比,比例係數由對遙遠星系的光譜紅移實測。如果這是對的,就可能推翻了宇宙加速膨脹的假說。
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3 # stemmer
宇宙規律統一,宇宙規律很二。
我們一直在問為什麼,創根問底,我們在追尋隱藏著的因果關係,在苦苦探索著宇宙規律。宇宙之大,我們望不到邊,粒子之小,我們看不確切,真相總是遙不可及。我們很渺小,我們又很偉大,我們可以探索發現的宇宙規律,形成科學理論,雖然科學理論永遠不能證實,但是我們可以不斷證偽,不斷上升,不斷接近真相。
我們始終相信一切現象都存在著為什麼,為是因,什麼是果,因果之間,隱藏著客觀規律。
一、宇宙規律統一。
我們共屬同一個宇宙,共在同一時空中,我們相信,我們必須相信發生在你我身邊的一切服從同一客觀規律,宇宙規律統一。
宇宙是所有時空的統稱,或許或一定,我們處於萬幹宇宙中的一個一一我們的宇宙之中,我們雖是井底之蛙,我們觀察可觀察的所有現象、推理我們的宇宙之客觀規律。
科學理論的目的,在於揭示因果關係。
因為,我們相信,因果律、宇宙規律統一。
無因果,不科學,反因果,反科學。
二、宇宙規律很二。
有因必有果,有果必有因。萬物運動,宇宙萬物皆是果一一運動之果,宇宙萬物皆是因一一運動之因,宇宙萬物皆因果。
第一性,對立統一。因不離果,果不離因。萬物皆運動,宇宙萬物皆是矛盾對立統一體。萬物有大有小,有多有少,有亮有暗,有動有靜,有快有慢,有強有弱……宇宙規律是對立統一下的運動規律。
宇宙規律是對立統一的規律,很二,二元性。
以上是哲學,是認識論。哲學定性,科學即定性又定量,科學源於哲學,離開哲學定性,定量計算,概念不清,將成為空中樓閣一一海市蜃樓、鏡花水月一一無根之木。
以下進入定性定量分析,給出幾個一。
先宣告一下,科學定性定量是對屬性的分析,屬性是人為的概念,不一定就是本質,其單位值也是人為賦予的,本文未註明的權當是1。
牛一方程,效應互反。經典力學中,有作用力必有反作用力,作用力與反作用力作用於同一點上,值相同,方向相反,叫牛頓第一定律。ST,推廣到量子力學,改為:有作用效應必有反作用效應,作用效應與反作用效應作用於同一時空點,作用量相同,方向相反,效應=反效應,權且叫牛一方程。
特別指明的是,牛頓第二定律一一萬有引力定律,兩質量物質之間的引力效應,雖然對等且方向相反,但不作用在同一點上,不是效應與反效應對易關係。
宇宙規律是效應反效應規律,很二,兩效應。
人類歷史上下五幹年,宇宙執行得更久遠,還在執行。人類歷史順序前進,宇宙執行相對穩定。宇宙是個相對穩定的系統,宇宙執行系統必須有兩個一一正反饋系統與負反饋系統。
一體系統。宇宙是個正負反饋一體的系統。
能量總是由中心球面發散的,引力效應總是向中心球面收斂的。能量在時空中發散運動,時空彎曲一一引力效應將質量物質一一能量體歸併到一起。收放之間,宇宙在運動中平衡。
宇宙規律是正負反饋的規律,很二,±反饋。
我們可以觀察到豐富多彩的現象,我們可以觀測到各種各樣的效應,可觀測的效應都具有兩面性,一方面讓我們觀測到,另一方面依然在演化,在運動,否則,我們不能確定觀測到的效應對應什麼運動變化。水波在盪漾,水波在反光讓我們看到,玉米棒在燒,我們聞到香氣,還看到焦糊現象。效應總是疊加的。
一效兩象。萬物運動,總是效應疊加運動,換句話說,一個作用產生兩種效應。彈簧被壓縮,即產生變形又產生內能的增加。最簡單的簡諧振動方程之解,是個負反饋複變函式,此乃量子態疊加,不確定性原理之根源。
宇宙規律是疊加效應的規律,很二,二表象。
枝葉相似各不同,星轉鬥移又一年。宇宙規律性很強勢統一,宇宙規律又處處表現有差異,宇宙即表現協同的一面,又表現細微的差異性,宇宙宏觀上大體對稱,微觀上總有不對稱。宇稱不總是守恆的。
一根筋,宇稱不對稱。宇稱如果總是守恆對稱的,宇宙則不會產生任何差異性,也就不可能存在不同的你我。宇稱不對稱均得諾獎。
宇宙規律是宇稱不對稱規律,很二,二映象。
諾特定理,是守恆律歸納了對易關係,歸納了質能守恆、動能守恆、角動量守恆、電荷守恆定律。然而,宇稱是不對稱、不守恆的,宇宙規律很二,其根在於時空結構。不同的時空,宇宙規律一致,宇宙常數不一致,歸根結底,時空結構,確定了宇宙規律,很二。
路漫漫,不知宇宙規律很二,很二。
結論:宇宙規律統一,宇宙規律很二。
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4 # 九維空間
目前已知的由時空結構決定物理定律的理論只有一個,那就是廣義相對論。在廣義相對論裡面,物質的能量(動質量)會彎曲時空,物質在彎曲的時空中會沿著“測地線”(即動量-能量守恆的路線)運動,這樣就會產生彼此相互吸引的效果,這就是引力的來源。但是廣義相對論和量子力學(量子場論)沒有實現統一,在嘗試統一的道路上,有一派主流方向和一派非主流方向。
主流方向認為量子場論才是更基本的,廣義相對論的時空彎曲只是引力子聚集產生的效果。因此,物理定律比時空結構更基本,時空只作為平直的閔可夫斯基時空背景,並沒有彎曲的結構。這一方向的代表就是超弦理論。超弦理論雖然認為有捲曲的高維空間結構,但它由物理定律決定而不是反過來決定物理定律。最近甚至有人提出了更crazy的想法,認為時空本身都不是基本的,而是量子效應衍生出來的。
非主流方向認為廣義相對論是更基本的,量子效應來自於彎曲時空本身的量子化,一切基本粒子都是時空本身量子化的而結果,這個方向的代表叫做圈量子引力。不過這個方向基礎不太牢固,進展緩慢,並不被主流物理學家們看好。
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物理學中曾經的和現在的有名定律,牛頓定律,電磁反應,能量守恆定律,物質不滅定律,相對論的質能守恆定律等,都是建立在實驗證明基礎上的,上述定律中,在發現核反應會使質量丟失前,任何試驗都沒發現質量與能量是有關係的,所以就有了物質不滅定律和能量守恆定律,物理學發展到核物理後,人類透過核反應試驗,才發現質量與能量是有關係的,這才有了質能守恆定律。透過這個過程認識說明,物理學中的定律都是建立在實驗證明基礎上的認識,同時還發現,實驗是有誤差的,如果遇到變化量很微小的事情,使用實驗的方法是發現不了這個量的變化的,所以,實驗證明的定律存在漏洞,物理學的發展過程就是一個補漏洞過程,而不是否定過去實驗證明的結果。現在再談時空在物理學的性質和作用,時間是衡量物質變化順序的標準量,空間是衡量位置變化的標準量,在牛頓體系中,時間與空間是兩個獨立的體系,時間與空間沒關係。發展到相對論後,人們發現是,人類是透過光觀察運動,由於光是有速度的,所以時間必然會受空間影響,觀察到的情況與時間和空間位置都有關係,相對論的時空概念就這樣建立起來了,同時光還會受力的影響發生變化,由此建立了時空扭曲概念。牛頓定律是由人類日常生活接觸到的實踐和實驗活動的事情建立起來的,這類運動都是低速運動,在這些運動中,由相對論時空概念引發的相關變化量是很微小的,所以在實驗中沒發現時間與空間有關係,發展到相對論研究高速運動後,時空引發相關量的變化不能忽視了,所以就有了相對論,相對論因此補上了牛頓定律的漏洞,所以相對論不是否定牛頓定律,而是發展了牛頓定律。人們經常說,差之毫釐,繆之千里,這句話用在實驗中就是,實驗不能發現一切,實驗不能發現毫釐之差,所以,實驗會把毫釐之差忽略掉,隨著實踐範圍擴,毫釐之差會變成千裡之別,此時毫釐之差的影響被發現,物理學因此就發展了,這是科學的發展規律。上面說了那麼多,其實就說了一句話,物理學的定律是建立在實驗基礎上的,實驗因為存在誤差,所以會忽視毫釐變化,只要變化在毫釐範圍之內,被忽略的因素不會影響實驗結論的正確性,只有在實踐範圍擴大,毫釐變成千裡,毫釐不能再忽視了,這時透過實驗自然會發現這個問題,到那時就需要考慮這個亳釐的影響。從這反映出一個問題,物理定律是有適用範圍的,牛頓定律和相對論都是有適用範圍的,相對論的適用範圍比牛頓定律大,但無論使用那個定律,只要在適用範圍內使用,結論都是正確的,不存在使用牛頓的絕對時空和相對論的相對時空會得到不同結論的問題。