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  • 1 # 物原愛牛毛1

    數學上存在無窮大,但物理上不存在真正地無窮大。地球上有多少粒砂子?一般人的感覺那就是無窮多,砂子顆粒數是無窮大的。錯了,科學家經過計算地球上的砂子總數大約為7.5X10^18粒(誤差超不過一個數量級),雖然很大,但不是無窮大。它甚至還沒有宇宙中的恆星數目大。宇宙也不是無窮大,它的物質、空間和時間都是有限的,科學家計算可觀測宇宙有2萬億個星系(目前已觀測到1250億個星系),每個星系平均有2000億顆恆星,一共大約有40000000億億個恆星,諾丁漢大學的物理學家Tony Padilla教授提出了一種計算宇宙粒子總數的方法,計算得出宇宙的總粒子數為3.28X10^80。宇宙的直徑為920億光年,宇宙的年齡138億歲。有人甚至計算出宇宙的允許最大半徑為2645億光年,宇宙的總質量是守恆的,為3.4188x10^53千克。宇宙雖不是無窮大,但也沒有宇宙“之外”。之外的之外更不存在,更不會無窮大。宇宙有限而無界,所有的時間所有的空間都屬於宇宙,“之外”就是個空間概念,所以它也屬於宇宙,或者說宇宙沒有“之外”。

    至於數學無窮的問題,德國數學家格奧爾格.康托爾曾專門研究過。無窮也有“大小”,建立集合論以一一對應為原則確定是否無窮及無窮誰大誰小。當然這裡說的無窮還有多的意思。而題目說的無窮大和無窮小分別是“其大無外”和“其小無內”的意思,賦予了“無窮”物理意義,都是有限地無窮。實際上它們的實質是一樣的,老子在《道德經》中說“反者,道之動”。“反”指物極必反。大無外和小無內可以相互轉化。小到極點即為大,大到極點歸於無。大到極點就重新開始――即小。宇宙膨脹到超光速以後,我們就再也看不到它了,它對於我們來說就是“無”了,但宇宙總能量總質量是守恆的,這些“無”最終以某種渠道又回到了類似宇宙大爆炸的“奇點”――體積上最小,比基本粒子都小,比普朗克長度都小。這就是無窮大轉化為無窮小的最好寫照。還有大質量恆星死亡時坍縮為黑洞,而黑洞的質量都集中在中心奇點上,這也是大向小的轉化。

    至於無窮小轉化為無窮大,最明顯的例子就是宇宙由“奇點”大爆炸誕生的過程。由無窮小的“奇點”(體積無窮小)爆炸膨脹到現在,再到很遠的將來――無窮大(如果一直膨脹下去,物理上也出現無窮大了),但這可能嗎?

  • 2 # 語境思維

    這個問題,要與零及其物理意義結合起來,才可以講清楚,否則無法令人信服。

    問題的背景分析

    無窮大(∞)、無窮小(1/∞)與絕對零(0),是三胞胎玩意,根源於“空間是虛幻”的主觀臆斷。

    這似乎是順理成章的,迄今依然為數學家與吃瓜群眾所津津樂道,不少物理學家也這樣想。

    大氣層越高,空間越稀薄越真空。人們就斷言說:真空是虛無,即“真空虛無=0”。

    仰望星空而一望無際。人們就斷言碩:宇宙空間是無窮大的,於是“宇宙空間=∞”。

    地球附近的空間密度,大約1.2kg/m³。但離地越高真空度越高,於是“真空密度=1/∞”。

    於是,“∞,1/∞,0”三胞胎堂而皇之的就成了數學上的存在形式,當然也浸染了的物理學。

    艾薩克牛頓,基於函式極限與連續性理論,建立不可一世的微積分,作為數學分析的基礎。

    對於f(x)=1/x:當x→0, f(x)→∞,就有了無窮大;當x→∞, f(x)→1/∞=0。沒毛病啊!

    可是一旦涉及日常生活與物理科學,一大堆的麻煩事,就會接踵而至。

    尤拉公式e^iπ+1=0的五大常數

    據說,零的意思是最豐富的。那麼,零究竟有哪些意思呢?

    尤拉公式e^iπ+1=0中,零是“e,i,π,1,0”是構造數學大廈的五大素材之一。先看非0常數:

    其e,揭示運動的基本軌跡。是開環式的測地線迴圈,是最小作用量原理的特徵常數。

    其i,揭示運動都是旋轉的。在直角座標系中代表單位圓逆時針旋轉π/2。

    其π,揭示運動是切向的。切向運動最省力,切向運動是勻速圓周運動或測地線迴圈。

    其1,是單位圓的半徑,是基矢座標的刻度,是各種量綱的抽象,是各種進位制的基元數值。

    其0,遠比上述四個常數的意思多得多。

    零,有兩類截然不同的含義:

    相對的零:屬於客觀存在,適合物理科學與實際工作,相對零≠虛無。

    絕對的零:屬於主觀臆想,常見於數學推演與科幻題材,絕對零=虛無。

    相對零的數理意義

    相對零,是把歐氏時空座標系原點作為測量基準:S(x,y,z,t)=S(0,0,0,0),或S(r,ct)=S(0,0)。

    就黑體模型而言,零是空間的吸收光譜與發散光譜的動能平衡點,即:吸收能=發散能。

    就物體系統而言,零是物慣性質量與場引力質量的勢能平衡點,即:慣性質量=引力質量。

    就槓桿系統而言,零是槓桿的動力臂與阻力臂之間的力矩平衡點,即:動力矩=阻力矩。

    就光電效應而言,零是電子動能與光子動能之間的光電平衡點,即:½m₀v²=hc/λ。

    就電子湮滅而言,零是電子勢能與光子勢能之間的臨界平衡點,即:m₀c²=hc/λ₀。

    就熱力溫標而言,0℃是高出273.15K的攝氏溫標之測量基準,即:0℃=273.15K。

    就重量勢能而言,零勢能是最大地表勢能,而越高越小的勢能反而越高越大:Ep=mgh。

    就商業成本而言,零是銷售毛利與固定成本之間的盈虧平衡點,即:毛利潤=固定成本。

    絕對零的數理意義

    絕對零的代數意義,是在統計規模上的絕對虛無。例如:(+1)+(-1)=0。a×0=0。

    絕對零的幾何意義,是在空間規模上的絕對虛無。例如:零維度,零奇點,零體積。

    絕對零的函式意義,是絕對無窮小。例如規定當x→±∞時的lim1/x→0,即:limf(x)≈0。

    數學上的絕對零,是一種純理論的抽象模型。但就現實世界或物理測量而言是無意義的。

    換句話說,絕對無窮小是不存在的,絕對無窮大也是不存在的。具體解釋如下:

    其一:“空間虛無論”是偽命題。

    卡西米爾效應表明:真空腔可被激發出電磁波;位移電流表明:真空場可傳播位移電流。

    真空不空:空間或真空場,存在固有的零點勢能與零點質量。空間基本單元是場量子。

    電子湮滅表明:場量子的零點質量≡電子質量(m₀)。場量子的零點勢能≡電子勢能(m₀c²)。

    空間不間:空間充滿了無間隙的場量子。場量子泛指引力子與光量子。

    只有場勢能的場量子叫引力子。承載動能的引力子叫光量子,簡稱光子,有時專指量子。

    引力定律表明:萬有引力與場半徑平方成反比,空間總是迫使引力不斷衰減或降頻紅移。

    庫侖定律表明:電磁力與場半徑平方成反比,空間總是迫使電磁力不斷衰減或降頻紅移。

    其二:“量子零維論”是偽命題。

    20世紀初誕生的量子力學,無疑是物理科學的巨大突破,尤其是愛派基於“光電效應原理”的量子論對微電子資訊科技的貢獻巨大。

    但是以哥派基於“不確定原理”的量子論,反而使物理學蒙上了純數學的神秘主義色彩。匪夷所思的神邏輯,可謂氾濫成災。

    哥派主張1:量子是沒有體積的零維質點,導致量子的質密能密無窮大的神邏輯。

    哥派主張2:量子是反因果律的純機率點,導致量子有異地分身術與時光倒流術。

    哥派主張3:量子是全同化粒子之神邏輯,導致量子糾纏超距論,超距的本質是速度無窮大。

    其實,空間場半徑不同的光子截然不同。太陽剛激發的多為伽瑪光譜,地球接收的多為可見光譜。日地之間的光子不可能全同化。

    量子的密度無窮大·體積無窮小·速度無窮大,其本質就是:把絕對零強加於量子力學。

    其三,“黑洞奇點論”是偽命題。

    絕對零偽命題,在黑洞物理學,也是重災區。黑洞,不外乎是質量特大的脈衝星而已。

    黑洞之黑是因為它激發的多為超高頻伽瑪光譜肉眼無法看見。就好比超聲波肉耳無法聽見。

    黑洞怎麼可能演繹到密度無窮大的奇點呢?

    電子有巨大簡併壓(反彈力),把原子壓縮成中子湯超凝聚態,幾乎不可能。

    否則,要麼電子不復存在,要麼電子湮滅為光子。脈衝星比太陽釋放的等離子體要多得多。

    即便是“中子星”命名都值得推敲,脈衝星,不過是亞原子震盪速度遠比太陽的快而已。

    若黑洞密度無窮大,質子電子相互無縫隙緊挨著,既不能自旋也不能進動,顯然是荒謬的。

    其四,“奇點爆脹論”是偽命題。

    絕對零在宇宙物理學也是重災區。據說,奇點爆脹論是基於哈勃定律的最靠譜的演繹。

    該理論它至少有一致命瑕疵:所有物理學原理皆在奇點失效,能量/質量/動量皆不守恆。奇點是絕對無中生有的、絕對無法驗證的。

    哈勃望遠鏡接收類星體譜線,並不是100%的紅移,按排除法可列出三種解釋方案:

    顯然,我們只能倒逼出“衰減性紅移”是唯一靠譜的解釋,而藍移是一種特殊的衰減。

    下面給出關於“波必衰減”的若干證據。

    引力波必衰減。根據F=GMm/R²,引力隨著引力場半徑平方急遽衰減。

    20161014 LIGO公佈的資料是:距離地球1.3億光年的兩個超大脈衝星(黑洞)的碰前頻率為50赫茲,碰後頻率為500赫茲。

    最新公佈:距離地球0.55億光年的M87黑洞,被射電望遠鏡接收的是毫米微波,而對應的初始波長不可能如此微弱,理當是伽瑪波。

    距離地球1.5億千米的太陽劇烈核聚變,必有電子超高速震盪,激發紫外線以上的高頻光譜,到到達大氣層上界衰減為紫外線以下光譜。

    太陽也有生老病死,核聚變逐漸弱化,其電子的震盪速度必然逐漸弱化。因此,太陽青春期以後其衰減性紅移是逐漸加速的。

    太陽青春期之前,核聚變是逐漸增強的,其電子震盪速度是逐漸強化的,其激發的電磁波的衰減性紅移,必然伴隨著逐漸強化的藍移。

    結語

    就純數學而言,無窮大與無窮小源於絕對零。二者之間是互為因果的,絕對零=虛無。

    就物理學而言,“無窮大·無窮小·絕對零”是毫無意義的,是無法測量的,導致神邏輯。

    物理學只有基於測量任務要求的“充分大·充分小·相對零”,相對零≠虛無。

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