量子物理簡說——世界如此簡單嗎?
(第一節)波粒謎案
一提起量子,人人一腦袋糨子。
曹天元先生寫過一本書,名叫《量子物理史話》,非常有趣,人稱此書是中國的《時間簡史》。看完這本書,大家就明白量子是啥了,那麼怎麼證明你明白了呢?是這樣的,如果你發現自己腦袋裡的糨子更多了,那麼恭喜,你終於明白量子了。
量子世界真的那麼不可理喻?如果我說量子世界是可以理解的,你會不會撿幾塊板磚拍我?別急,把你手裡那幾塊磚摞個板凳,坐下來聽我聊聊。
要說這量子物理,最叫人頭疼的是哪樣?那要屬波粒二相性、不確定性這些奇怪現象了。咱們先說一下那個萬惡的雙縫實驗,本來呢,設計這個試驗是想證明一下光是波,也證明成功了,雙縫後面的偵測屏上出現了波干涉條紋,後來不知是誰,想出了一個壞主意,弄了把電子槍,對著雙縫一通掃射,原以為能把雙縫後面的偵測屏打出兩溜印子來,可打完一瞧,差點亮瞎雙眼,偵測屏上的電子落點,竟然排成了波干涉的條紋!
牛頓頭一個就不幹了,說好的慣性定律呢?任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態,直到外力迫使它改變運動狀態啊,你們這幫電子被打出去,老老實實走直線不就完了?一路上又沒有鬼踢你,改變你的運動狀態,你幹嘛學著人家走貓步呢?哦不,走波步呢?
牛頓這個名可不是白叫的,牛脾氣相當大,非要較這個真,抄起電子槍,一槍一槍地放,就是要看看電子到底是怎麼走成波步的,然後牛頓就徹底暈菜了,敢情這電子飛出去之後,路線是不確定的,可能走左縫,也可能走右縫,打到偵測屏上也是一個點,可多個落點組合在一起,還是干涉條紋!
一聽這訊息,射擊運動員也不幹了,啥?電子子彈走的路不確定?那我們的子彈呢?也不確定?瞄準十環能打脫靶,瞄準裁判反倒能打中十環?這還能不能讓我們愉快地參加奧運會啦?
說到這兒啊,各位,大家都能分清楚波和粒吧?波就是水波那樣的,粒呢,從砂粒、小米粒到地球、太陽,全都算是粒,波與粒差異太大了,在量子世界怎麼混到一起去了?而且在宏觀上非常確定的運動,到了量子那邊就不確定了呢?為了解釋這些現象,物理學家們絞盡腦汁,最後給出了相當矛盾的答案:1、波粒二相性,說物質既是波又是粒,你不看它的時候,它可說不準,你一看它,它才現原形。2、測不準原理,說粒子的速度、方向、位置啥的都不能同時確定。按這些理論,子彈可以是波,不去看一眼月亮,月亮就保不齊是啥樣……
大家聽到這裡,是不是覺得很瘋狂啊?可是說這些話的並不是瘋子,而是拿諾貝爾獎的物理學家,咋樣?大家暈不暈,別說你暈,物理學家自己都暈,很多知名的物理學家在觀點與立場上嚴重對立。
面對這麼多難以理解的理論,大家不知道該聽誰的好,現在咱們自己成立一個專案組,也嘗試著破解一下波與粒這個案子。從哪裡著手呢?先訪問一下首席受害人:“牛老師,請您講一下詳細情況好嗎?”
牛頓氣憤地說:“先生們,我還能說什麼呢?慣性定律已經被魔鬼毀滅了。”
唉,牛老師,您這麼大一科學家,怎麼張嘴就說迷信話呢,好了,咱們請牛老師喝口茶冷靜一下,然後接著分析案情,既然說到了慣性定律,就先從這兒分析吧,定律上說了,任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態,直到外力迫使它改變運動狀態……嗯?直到外力迫使它改變運動狀態?如果定律沒錯的話,那就是說,電子在飛行的過程中遇到了外力?而且絕不是我們熟悉的空氣阻力和地心引力,否則牛老師的第二定律就能搞定,怎麼會出現不確定狀態呢?
“牛老師,您再好好想想,從電子槍到偵測屏的這段空間內,是否還存在某些我們尚未知曉的力量?”
牛頓認真想了一會子,很無奈地說:“我想,那應該是魔鬼的力量。”
“……那啥,牛老師,您還是先喝茶吧。”
看來牛頓老師在破案方面的本事不如他的老鄉福爾摩斯,可惜那位大偵探不懂量子物理,不然找他來破案就好了。沒法子,咱們也學著福爾摩斯推理一番。
推理好像是一種高超的智慧,只有大偵探才具備,其實呢,推理的原理是很簡單的,無非是運用邏輯關係,從已知推出未知。那我們現在已知的有什麼呢?除了知道有一種神秘的力量之外,好像一無所知。這種力量是什麼?怎麼來的?當然,我們作為有科學精神的人,對牛老師提出的魔鬼說還是忽視掉好了。
力量……力量……不對,研究量子物理不能說力量,應該說能量,電子獲得或者失去能量時,運動狀態才能發生改變。那麼能量……能量——唉對了,一提能量這個詞,想起來一件事,愛因斯坦和普朗克都寫過很有名的能量公式啊,看來咱們的已知條件還不算太窮。愛因斯坦的公式是E=……哦,不能寫出來,霍金說了,書裡每寫一個方程式,讀者就跑掉一半,為了保住讀者,相關公式大家自己去找好了,咱在這裡只說說大概意思。
愛因斯坦的公式說,能量跟質量與速度有關。
普朗克的公式說,能量跟頻率與最小單位有關。
這樣的話,我們就能得出一個相當奇怪的推導結果:有一種神秘的東西,它有質量,有速度,有頻率,還有最小單位——這是什麼鬼?
別急,咱們先讓頭腦冷靜冷靜,把已知條件從頭捋捋,就當猜燈謎吧,謎面是這樣的:打一種事物,它存在於空間之中,具有能量、質量、速度、頻率,而且還可以非常小……
等等!這玩意兒不就是粒子嗎?雖然它極小極小,僅有普朗克單位那麼大,可同時符合這些條件的謎底,也只有粒子啊!
弄明白了這點,就像晴天霹靂一般,量子力學那句極為經典的話閃過腦海:
能量在發射和吸收的時候,不是連續不斷,而是分成一份一份的。
我了個去,難怪啊難怪!剛琢磨過味來——為啥總是一份一份的呢?敢情宇宙空間是一粒一粒的!!!
怎麼忽然有點毛骨悚然的感覺?抬眼看一看四周,再望一望天空,這……這就是空間的真相嗎?
欲知空間究竟如何,請聽下一節:空間傳奇。
(第二節)空間傳奇
上一節我們講到,想破解量子世界的謎題,關鍵在於認清空間是什麼。
空間,什麼叫空間?沒人能說清,書上說那是一種客觀存在,可就是說不明白那是一種什麼存在。我們人類生活在空間之中,沒有空間,我們就沒有容身之地。可以說,一切存在都需要空間的容納,然而從來沒有人弄明白這樣一個明顯的事實:空間到底是啥?
想起來一個笑話,有一個人開車來鄉村,看見一家小店鋪,就停下車,進店買東西,出來後發現有個警察站在他的車旁,這人吃了一驚,左看右看,並沒找到禁止停車的標誌,左想右想,想不起來自己犯了什麼事,於是鼓起勇氣走上去問警察:“請問,你找我嗎?”
警察說:“不是啊。”
這人就問:“那你為什麼站在我車旁邊呢?”
警察一聽,非常鬱悶:“我一個大活人,總要有地方待著啊!”
這個警察的回答,其實包含了一個深刻的哲學問題,我們這些大活人,還有眼中看到的那麼多真實存在,總要有地方呆啊,可我們究竟呆在一個什麼樣的地方?有人說,大氣層就是我們的存身空間,外面就是真空,真空裡面除了星球、隕石、射線之外,什麼都沒有——是這樣嗎?您沒覺得這話有毛病嗎?“什麼都沒有”的裡面還有星球隕石什麼的,那還能叫“什麼都沒有”?好比在一張白紙上畫了好多個星球,然後說這張白紙上什麼也沒有,這還講理嗎?
還有一些佛學人士,跑來告訴咱們說宇宙萬物並非真實,一切乃是心念所化的幻相。那可太好了,勞您駕給念出點人民幣來吧,我很需要這種可愛的幻相,您也不用唸的太精美,能蒙過驗鈔機就行。您要說念不出來,那好,地球人有70多億,誰能念?佛家最講因果,沒有心念的因,哪來的人民幣這個結果?
很多人分不清真與幻,實在是愁人,今兒和大家說一個辨別小竅門……哦,為了方便大家理解,咱再講個笑話,有一天張三做了個夢,夢中借給李四一筆錢,醒過來之後馬上把這事記在小本上,後來他在街上遇見了李四,就跟李四要賬,李四想了半天,一點印象也沒有,說:“我啥時候跟你借過錢啊?你做夢呢?”張三說:“沒錯,就是夢裡借給你的,可夢裡的債你也不能賴啊,你快點回家睡覺去,做個夢把錢還我。”
這個笑話就揭示了一個辨別真與幻的竅門,叫“真實共知”,什麼意思呢?真實的事物,大家都能知道,如果是心中幻像,那就只有你自己知道了,就算你到處去說,別人也未必信。常言說眼見為實,然而你親眼看見的也未必是實,萬一你出現幻覺了呢?必須是大夥都瞧見了,而且瞧見的內容都是一樣的,這才算真實,要不怎麼說孤證不立、真實共知呢。
另外,真實存在的東西都有實際質量和體積,咱們後面再詳細說。
好,已知空間是一種真實存在,它既不是什麼也沒有,也不是心念的幻相,那該如何給空間下定義呢?
古希臘學者,提出了一種“以太”的說法,詳情可查詢。後來物理學覺得這個說法很有用,就給改造成了以太空間理論,是啥意思呢?還是拿白紙打比方吧,你有一張潔白的紙,是A4紙還是A3紙代表了空間的大小,然後你在紙上畫了許多圈圈——哦,那不是詛咒,圈圈表示星球,畫完之後,你就可以說,這張畫的空白部分就叫以太。
這樣一來,標準的以太就有了三大特色,第一,它能容納,像個大肚能容的彌勒佛。第二,它能傳導,光波就是在以太中傳導的。第三,它是靜止不動的,因此能參照宇宙萬物的運動,也就是說,即使你畫的那些圈圈會跑會轉,那也是相對於白紙的運動,白紙是絕對不動的。
這麼一個以太空間,聽上去不錯,看起來挺美,可是在1887年,邁克爾遜和莫雷兩人闖下了大禍,一不小心把以太給拆了。咋回事呢?這倆人本來是想研究一下“以太風”來著,這個以太風啊……比方說吧,你在屋裡站著不動,那就感覺不到風,如果你在屋裡跑,就能感到迎面的風,跑的越快,風就越大,這是人們熟知的常知。邁先生和莫先生也是這麼想的,他們想,既然地球以每秒30公里的速度繞太陽運動,就必然迎頭遇到每秒30公里的“以太風”,這種風能不能測量一下呢?他們就設計了一種儀器試一試。(原理見下圖)
試驗之前,大家的想法都一樣,光是在以太中跑的,那麼光迎風跑速度肯定減慢,順著風跑速度肯定加快,風速若是V的話,實測光速就應當加上或減去這個V。然而試驗結果出來之後,二個人嚇一跳,光速竟然不理會以太風,甭管頂風順風,光速總是不變的。倆人以為儀器出了毛病,翻來覆去鼓搗了很久,可無論怎麼測,光速仍然不變,也就是說——根本不存在以太風!
結果以太空間理論轟然崩塌了,物理學家們懷著複雜的心情拋棄了以太說,去接受相對論的光速不變理論。不過這樣一來,人們不得不面對那個老問題——空間不是以太,那是啥?
科學家們想來想去,想通了一件事,思考這類問題是哲學家的工作好不?我們怎麼能搶哲學家的生意呢?這麼一想啊,趕緊飛起一腳,把球踢到哲學家那裡去了,可哲學家也搞不明白啊,直到現在,大家對這個問題還是實行鴕鳥政策,把頭一埋,管它是啥呢。
直到咱們在上一節課悟出了宇宙空間是由粒子組成的,這才找到答案了。原來我們的宇宙就是一個無比巨大的粒子海!每一個粒子只有普朗克常數大小,它們是最基本的、不可分割的實體,按照原子在希臘文中最早的定義,這種不可分割的點,才有資格被稱為原子呢!為了稱呼方便,咱們給這種最微小的粒子起個小名,叫它真原子。注意,這只是小名,不是正式名稱,它的正式名稱咱們在後面會說到。
每一個真原子都是真實的質點,所謂的質量,就是物質含有真原子的數量。
宇宙空間是真原子海洋,真原子不但填充了廣闊的太空,還填充了電子與原子核之間的空隙。不過哲學家和科學家們連宇宙空間都沒弄明白呢,電子與原子核之間是啥東西就更沒功夫琢磨了。
為了理解方便,大家把真原子想象成水分子就行,真原子們大都比較鬆散,可也有緊密型的,緊密型的喜歡組團,組的團如果大到人類能探測出來,就成了我們熟悉的電子、質子、中子、夸克等等名目繁多的“基本粒子”,這些基本粒子是帶引號的,和最基本的真原子相比,它們一點都不基本。如果我們把真原子想象成水分子,那麼電子、質子、中子等就相當於小冰塊,而地球太陽就相當於大冰山。
有人會問,為啥用水和冰舉例呢?不能用水和石頭舉例嗎?因為用水和冰舉例,可以很形象地表示同質異態的關係,水與冰在本質上都是H₂O,只是形態不一樣。那麼,組成空間的真原子與我們常見的粒子,就不能是兩種本質不同物質嗎?不會的,至少有三條理由能說明這一點。
第一條,也是最重要的一條,本質不同這樣的想法太煩人,不但惹人煩,連奧卡姆剃刀都看不過去(可以查這個詞),這個剃刀有兩句名言:“能簡單搞定的,就別扯複雜”,“若無必要,一刀砍掉”,顯然一種本質更簡單,二種本質沒必要。
第二條,核裂變與核聚變告訴我們,元素之間是可以轉化的,既然如此,我們就有理由相信組成元素的基本原材料是通用的。如果給你幾個光溜溜的夸克和幾個自由電子,你無法說出來它是氫夸克還是氧夸克,也分不清哪是氫電子哪是氧電子,何況精細到普朗克單位呢?氫普朗克?氧普朗克?別逗了,原材料的本質不可能有差別。
第三條,元素與空間存在著轉換。大家都知道,元素在發生衰變或聚變時,常出現質量虧損,變化後的質量要比變化前少一點,這用“本質相同”的說法就很好解釋:“小冰塊”在變化中掉了一些冰碴子,這些冰碴都融化成水了,此外,還有湮滅現象,也是真原子團爆裂而產生的“冰化為水”的表現,若兩者本質不同就不會相融,因此常見粒子與真原子在本質上應該是相同的。
如果宇宙的總質量不變,當真原子海中的冰越來越少,水越來越多時,宇宙就顯得越來越胖,這是宇宙膨脹的原因之一,但這不是主要原因,主要原因在《天機論》等文章中有說明。
現在回過頭來,咱們說一說真原子的情況,首先必須明確的是,真原子是會動的!普朗克量子公式說的很明白,量子既有能量,又有頻率,憑啥老老實實呆在那裡?當然要運動了。真原子是怎麼運動的呢?它們以極快的速度在亂轉、亂顛、亂竄。
亂轉是因為內部原因,這點在後面我們會講到,亂顛、亂竄是外來能量造成的振動和位移。為什麼要用“亂”這個字呢?因為在我們這個宇宙,明顯可以看出越大的物體就越有秩序,比如地球轉圈就比原子轉圈有規矩,那麼反過來說,越小的物體就越缺乏秩序,真原子是宇宙中最小的粒子,那麼就是最缺規矩的了,所以說是很亂。但有一點,缺規矩並不是沒規矩,真原子再小,也有最基本的規矩,其原因在後面會講到,只是因為真原子太小,又動的太快,所以表面上看起來好象是無序的。
還有一個問題,兩個真原子之間有沒有空隙?如果有,這個空隙又怎麼解釋?是更小的物質,還是以太?正確的回答是,沒有空隙。因為每一個真原子都有可塑性,很像變型蟲,可以根據周圍環境任意改變自身形狀,變形蟲的外型變來變去,既不會死,又不會斷成幾塊,真原子也能在不斷地變形中活蹦亂跳,不會破碎成小於普朗克單位的東西。
一定要牢牢記住,每一個真原子都是有質量、有體積的。
說它有質量,因為它是一個真正的實體,是質的原點,是質量的祖宗,物體中含有多少真原子,就是有多少質量。說它有體積,那是因為普朗克單位是以立方厘米算的,所以真原子都是真實的三維體,正因如此,它們才能組建一切空間,從這方面講,每個真原子也是空間的祖宗。
現在,讓我們開啟量子世界的大門,一步一步揭開宇宙之謎。在進門之前,鄭重告訴大家一件事,真原子有一個外號,叫做量子。
好,欲知詳情,請聽下一節:從科學故事說起。
(附,論文節選)關於空間本質的推導與驗證
摘要:
空間的本質與構成問題,困擾著無數哲人與科學家,自從以太說被否定,學術界對空間的性質問題往往採取迴避態度,或是對空間進行科幻式解構。本文從量子角度提出了“粒子海”空間假說,以期探索空間的真實答案。
關鍵詞:量子,空間,空間漩渦。
正文,理論推導:
1、“粒子海”說起源於對量子的定義,一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位,則這個物理量是量子化的,並把最小單位稱為量子。在這個定義中,“基本單位”的特性賦予了量子相對獨立、自成一體的屬性,而這種屬性充分符合粒子的特徵,如果量子不是一粒一粒的,量子的份與份之間為什麼不會融合在一起,使能量傳遞變成連續的呢?於是量子完全有可能是粒子。
2、量子與能量密不可分,它是能量的載體,根據愛因斯坦與普朗克的公式,能量與質量、速度、頻率相關,宇宙之中無處不運動,無時不運動,量子當然不會是靜止的,總是處在運動之中。量子運動在自成一體的前提下擁有質量、速度、頻率,那麼量子不但有可能是粒子,還有可能是實體粒子,而不僅僅是概念上或數學意義上的單位,否則量子不會表現出這麼多的實體性。普朗克常數有質量和體積的量度,這兩條足以坐實量子是實體粒子。
宇宙之中充滿了這種微小的實體粒子,可稱為粒子海,又因宇宙空間是量子化的,那麼粒子海即是空間,至此確立了空間粒子海假說。
3、假說確立後,首先要面對的,就是量子之間的空隙問題,略一推證,發現量子之間不會有空隙,因為隨著量子的運動,量子間的空隙(假如有的話)是隨機變化的,不可能正好保持在普朗克常數大小,能量傳遞經過量子的空隙時,普朗克常數失效,這將推翻整個量子理論。
其次,如果量子之間沒有空隙,那麼量子的形狀又是個問題了,它們若是立方體的堆積,則很難產生運動,它們若都是球狀體,又難免出現空隙,這樣一來,量子的形狀必然是可塑的、無定形的,可隨時隨地變化。
4、量子是實體粒子,當一個物體旋轉時,與物體表面接連的量子會不會跟著動呢?當然要動,否則慣性定律失效。又因為量子之間沒有空隙,相互錯落排列,在物體表面獲得了速度的量子,將會拉動相鄰的量子,這樣,在物體轉動時,其周邊量子就會形成“粒子漩渦”,且因粒子海構成空間,粒子漩渦即是空間漩渦。
注:“空間漩渦”說可以稱為新以太說,與舊以太說的最大區別就在於:在慣性系中,當物體轉動時,物體周邊的空間是否隨之轉動。確認轉動,就是新以太說,否認轉動,就是舊以太說。確立了參照系之後,物體周邊的空間或轉或不轉,只能二選一,不存在靜動二相性、疊加性,由於舊以太說早被否定,選擇舊以太毫無意義,甚至把空間看成虛空也不行,因為虛的、空的還有必要一份份算嗎?這是很滑稽的,而且份與份的間隔為什麼不空不虛?若是如此,虛空該是連續的才對。
所以,用排除法否掉各種可能之後,僅餘空間漩渦說一種了。對粒子海說的驗證,請看後面課程中的“風洞光速”試驗。
(第三節)從科學故事說起
上一節講到,咱們給宇宙中最小的粒子起了個小名,叫真原子,後來又告訴大家,真原子就是量子。那麼量子是它的大名嗎?也不是,量子只是個外號。
什麼叫外號呢?就是用生動形象的詞彙代表某種事物的特色,比如說黑旋風李逵,就是用黑旋風這個生動的詞語來代表李逵黑不溜秋和暴脾氣的特色,叫做量子也是如此,這個詞的原意是“有多少”,之所以稱它為“量”,是因為經過計算,它是質量、能量、容量所能達到的最小的那個量,因此外號叫量子還是很形象的,至於它的真正名字,我們在後面會提到。
為什麼不早早把它的大名亮出來呢?因為在我們頭腦中,原有的概念太多太亂,為了幫大家順過來這個勁,先稱之為真原子,又指出這就是量子,讓大家逐步把各種概念都統一到這個極小的顆粒上,最後再把正式名稱公佈出來,一切就能真相大白了。
OK,大家都準備好了沒?我先打好招呼,這趟揭秘的旅程可能會給大家帶來很大震驚,為防止出意外,我先給大家講個故事緩解一下心情,說的是科學家造反的事兒,很有趣。
話說在人類古代,人類的學問是不分科的,在原始社會最有學問的就是巫師這類人,他們啥學問都有,你不可能分別找出物理巫師和歷史巫師來。後來文明進步了,學問仍然沒怎麼分科,人們把有學問的人都稱為哲學家。
哲學這個詞,希臘文叫愛智慧,所有學問不都是智慧的結晶嗎?所以古時的哲學家都身兼多職,什麼物理、化學、數學、歷史、文學等等全都會,咱中國的孔子會的更全,除了禮、樂、書、數,還是弓箭手(射)和車把式(御)。
哲學研究的是萬事萬物本源、本質和規律,雖然涵蓋很廣,可那會兒的知識一共也不太多,一個人鉚足勁兒多用用功,還是能學全的。然而隨著文明的發展,知識也越來越豐富了,哲學家就忙不過來了,開始把學問分成科目,專人專管,方便專精研究,這就出現了各科類學問,科學就是分科而學的意思,咱光從名兒上就能知道科學的身份,如果哲學是董事長,科學頂多算個科長,而且當時公司也很小,大多數情況下,都是董事長親自兼任科長。
要說明一下,哲學、科學、物理、化學等等詞彙,都是日本造的詞,這類詞統稱“和制漢字詞”,不過這些詞不能算日本話,日本只是對漢字進行了外加工,漢字的產權還是咱中國的。
哲學原來不是管著三樣事兒嗎?本源、本質和規律,最早分出去的一攤子事兒就是規律,不過科學家們在研究規律的過程中難免涉及本質方面的問題,又把本質這一塊也包出去了,結果呢?科學的發展突飛猛進,哲學方面只剩下了事物本源這一塊事務,還沒啥新成果,幾千年來對宇宙的本源問題,也就是神創和自生這兩樣說法,這樣一來,科學就不服氣哲學的老總地位了,整天想著造反,還高呼“哲學已死”這類反動口號。
哲學已死了嗎?那是不可能的,因為科學的真實身份正是哲學的分支,科學不死,哲學怎麼會死呢?說句到家的話,科學只能說明白事物是什麼樣,卻說不明白事物為啥是這樣,到現在為止,沒有任何一個科學家能解釋為什麼粒子會動?有理論說高維度上有張膜,膜動引起了粒子運動,可那張膜為啥會動?是誰抖動了膜?
所以,要揭示這個世界的終極秘密,科學與哲學必須精誠合作才行,科學的長項在於實事求是,從客觀事物中找到規律並給出解釋,並且用客觀方法對這個解釋進行驗證。哲學的長項在於用嚴密的邏輯分析推導其本質和本源。
如果哲學家與科學家聯手,是不是能夠揭開宇宙奧秘呢?咱們採訪一下雙方的意見。
科學家說:“我們很願意與哲學家們共同研究,科學無國界,也可以跨領域,我們有啥科研成果也沒藏著掖著,可哲學家不研究啊。”
哲學家說:“我思故我在,我們從沒停止過思考,可問題是科學知識太多,我們思不過來啊,不說別的,光你們物理就有多少個分支?,隨便拿出來個理論,我們就要學好些日子,還沒等學明白,你們又換新的了,我們連一門知識都學不完,又何談掌握全部知識?沒有對知識的整體把握,研究出哲理來也是片面的,那還有什麼用呢?”
作為當年的老領導,哲學覺得科學有些膨脹了,已經脫離了學術模式,出現了宗教傾向。學術和宗教有什麼區別呢?唯一的區別就在於學術允許有錯,允許超越,宗教不許有錯,不許超越。
其實學術和宗教在本質上都是思想理論,很多宗教在初創時也是學術,後來因為關係到利益,理論被神聖化,老師被教主化,學生被信徒化,這樣就成了宗教。然而宗教化也不能單純以壞事來看待,任何理論從出現到被人們廣泛接受,都有一個過程,一旦被接受,就能在一段時期內、一定程度上維護了社會思想的穩定性,當新生事物試圖打破這種穩定時,即使是出於慣性,也會對新生事物進行壓制。
其實啊,普通老百姓很少關心理論的對錯,只要某種理論能讓百姓踏踏實實過日子,那就是好理論,哪怕你的理論是真理,可老百姓覺得和自己沒啥關係,那也沒人搭理,什麼時候人們切身感覺到難受了,這才開始考慮理論的對錯問題,縱觀人類歷史,社會是發展的,人心是活的,永恆的穩定是不可能的……”
科學家們沒心思聽長篇大論,就說:“你要行你來,科研經費全歸你,我們給你們打工,行不?不行就別搗亂,耽誤我們搞研究。”
哲學家說:“吾生也有涯,而知也無涯,我研究不過來,你們說啥是啥。”
好了,故事還沒完,今兒就講到這兒吧,說這個故事啥意思呢?是想告訴大家,學者們也不都是忙著搞學術腐敗,還是有人願意為人類做出貢獻的,誰也不願意忍著一腦袋矛盾過日子,可這個世界表現的太複雜,不忍矛盾又有什麼辦法呢?很多人對打破現有理論非常積極,可打破容易,建設難,你有更好的新理論替代舊理論嗎?如果我們只管破壞,不管建設,那人類社會思想還能穩定嗎?所以,儘管舊理論中存在重重矛盾,在沒有更好的新理論之前,也只能強忍著暈頭轉向,努力尋找解決辦法。
話說回來,現有理論中的矛盾太尖銳了,特別是量子理論,幾乎是幾代物理學家犧牲了寶貴的理性才總結出來的,如波粒二相性等說法,並不是解決了矛盾,而是在無法調合矛盾的情況下,非常無奈地採取了和稀泥的法子,也就是說實在搞不清真實情況了,乾脆就都算對吧,於是就出現了矛盾二相性,是非疊加性這類神奇理論,幸虧這些理論只適用於量子世界,不然這日子真沒法過了。
實際上,只要認清空間真相之後,量子物理中的各種怪相併不難解釋,相關解釋在後面的課程中都有,關於如何處理矛盾的問題,在《天機論》解釋薛定諤貓的時候,提到過一個認知原則,大家有興趣可以看看。
我們現在呢,給哲學家和科學家們勸勸架,讓他們聽一聽咱們剛發現的空間大海理論,甭管叫真原子海,還是叫量子海,反正都是粒子海。
物理學家玻爾曾提出過“空間量子化”的理論,用於解釋電子運動。還有一些新理論把空間比喻成網格,然而這些理論並沒有認識到,一切存在的本質正都是真實的粒子,經典的以太說也與咱們的粒子海說有很大差別。
以太說認為空間是平滑、連續的,咱們認為空間是顆粒的;以太說認為空間是靜止的,咱認為空間顆粒是運動的。不過在容納性與傳導性方面,粒子海說與以太說倒是一致。
俗話說的好,是騾子是馬,拉出來溜溜,咱這粒子海學說能不能破解宇宙奧秘,要靠事實說話。
在後面的部分,我們將看到量子世界中無數光怪陸離的謎團,在粒子海的解釋之下就像冰雪遇到了烈火,瞬間徹底消融,回過頭來再看當初那些困惑,連自己都覺得好笑,原來一切是這麼簡單啊!那些神秘的高維度、暗物質、暗能量、引力子、光子……哇噻哇噻,竟然是這麼回事?!
好,從下一節開始,我們正式拉開宇宙深處那層神秘的大幕!
欲知詳情,請聽下一節:以太的輪迴。
(第四節)以太的輪迴
有人聽了幾節課後,就說:“你講的是物理課嗎?怎麼像故事課啊?”
請問,您覺得物理課應該是啥樣?上來就是物理定律、公式、數學運算題?若是真這麼認為的話,那說明你還不知道什麼是物理。實際上很多人搞了一輩子物理,都不知道物理是啥。物理本義是物質之中的道理,僅用數學方法表達出來的就叫物理嗎?錯!知道物理是怎麼來的嗎?今兒就先科普一下物理的來歷。
從古到今,人類先是觀測物質現象,然後提出某種假說去解釋現象,如果客觀事實或科學試驗能夠證實這種假說,那麼假說就升級為理論了,用語言提練一下理論,就是定律,用數學歸納一下理論,就是相關公式,這樣就得到了物理。
由此可見,數學只是物理表達的最後一步,一種假說是真是偽還沒搞定呢,就用數學給計算成物理理論了?這太玄幻了吧。如今很多搞物理的人言必稱數學,搞出來的東西純粹是從概念走向概念,這些人的發展方向應該是數學家或是科幻作家,而不是物理學家。
咱們在課程中提出了粒子海的說法,在後面也提出了大量的試驗,試驗是鐵一般的客觀事實,怎麼能說是故事呢?這才是真正的物理之路啊!物理定義明確指出:物理學是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科。別急,大家慢慢往下看,看完就能明白,咱們的《量子物理簡說》課幾乎是嚴絲合縫地符合了物理定義。
好,閒言少敘,課接正題——
在前面的課裡,我們確立了宇宙是粒子大海的假說,假說能不能變成真說,要用事實說話。粒子大海的真實意思是什麼?就是“宇宙之內,有我無他!粒子就是一切……哦,靈魂除外。”
為什麼靈魂要除外呢?因為靈魂那東西太奇葩了,從來不理會經典物理和量子物理中的任何規律,化學公式也套不上去。……按照慣例,還是送給哲學家去研究好了,科學家們實在搞不定就交給哲學家。
靈魂實際上也是粒子,只是很特殊,我們在其他課程裡再專門講這種奇怪的粒子,現在的任務是試著用粒子海理論揭開量子物理之迷。
說起來啊,水有源,樹有根,經典物理的光輝大廈是怎麼塌的?都怪邁克爾遜和莫雷兩個人搞了個試驗,一下子撼動了物理大廈的根基以太說,現在咱們就來探尋這個試驗失敗的真相。
大家先想一下,螺旋槳在水中轉動時,槳葉四周的水是不是要隨著螺旋槳一起轉?秘密就在這裡!我們做個小試驗,找一個盆裝滿水,把幾個紙團丟進水裡,然後伸出手在水盆裡攪動,過上一會兒,你會發現整盆水都轉了起來,水中的紙團也以你的手為中心旋轉,看到這裡,再想想邁克爾遜和莫雷的試驗,你是不是能明白些什麼?
如果你把手指攪動看成是太陽自轉,把那些紙團當成太陽系中的行星,你就會立刻想到,當地球圍著太陽公轉時,地球周邊的空間也在圍著太陽公轉,而且轉動的方向與速度與地球是一樣的!
太陽周邊的空間能與太陽一起轉動嗎?當然能,雖然太陽不像螺旋那樣長著槳葉,可它有引力啊,太陽引力緊吸住周邊空間,再加上自轉時摩擦力,那勁頭和你攪動水盆也差不太多,整個太陽系就成了大號水盆了,對,銀河系是更大號的。除非剛生成的新星系還沒轉出效果來,或是新闖進來的行星不熟悉轉圈的規矩,絕大多數行星都和地球一樣,以恆星為中心,順著恆星自轉的方向,與周邊的空間一起公轉。
這樣一來,地球與地球周邊的空間,相對速度是零!邁克爾遜和莫雷倆人還打算測什麼C+V和C﹣V,哪來的V啊?V等於零!C+0和C﹣0有差別嗎?算到最後,不就是C=C嗎?多簡單啊。
明白了這個道理,我們再想想,光速能不能變呢?肯定能變。為什麼?咱別忘了,光是在空間中傳導的,而空間中全是粒子啊,如果傳導光的這一批粒子是流動的,那麼光速必然要加上一個流速V。邁克爾遜﹣莫雷之所以失敗,是因為他們做試驗的地方並沒有相對速度V,既然如此,咱把試驗地點改在一個空間高速流動的地方不就行了?
有這樣的地方嗎?有,風洞就是這種地方。
在風洞中,風是高速流動的,如果在風中發一束光,那麼相對於外面的觀察者來說,光在頂風傳導時會減速,順風傳導時會加速,這個需要加減的速度就是風速V。(見下圖)
有人一聽C+V,馬上就喊起來了:“這還了得?那不成了超光速了?超光速不但破壞了相對論,還將導致因果關係錯亂,時光倒流,如果回到過去殺死祖母……”然後是一大堆嚴重後果。
好了好了,您先不要這麼激動,就目前來看,還是要保住相對論的,為什麼呢?你想啊,如果很多人坐著船航行在大海上,忽然發現船漏了,你是馬上跳海呢,還是馬上修船?當然是修船。相對論也是如此,一般來說,發現了理論中的漏洞,首先想到的是修補漏洞,而不是馬上放棄,就算髮現漏洞無法修補,船馬上要沉,怎麼著也得拆幾塊木板扎個筏子保命,如果這時開過來一條更大更好的新船,那麼大家就趕緊轉移到新船上去,沒人願意跟舊船同歸於盡。
儘管哲學家批評科學家有宗教傾向,但科學畢竟不是宗教,對於推翻前人理論熟門熟路,毫無心裡障礙,什麼亞里士多德學說、日心說、以太說等等,一個又一個經典不都給推翻了嗎?(牛頓老師在下面補充說:我提出的經典力學早被量子力學推翻n遍了,現在已經給推成自旋狀了),所以,只要有更好的理論出現,科學家們毫不客氣地喜新厭舊。
需要說明的是,任何舊理論都是歷史的產物,也必有其歷史價值,從古到今,沒有哪個學者是抱著欺騙全人類的目的去搞研究的,只是由於歷史條件的限制,他們沒能站的更高、看的更遠,可是人類思想的進步,靠的是一代又一代學者的努力,沒有眾多先賢鋪墊的一級級臺階,人類也不可能踏上今天的高度,前輩們的理論雖然被否定了,但他們勇敢探索真知的科學精神,我們永遠不能忘記!愛因斯坦先生和他的相對論,也是值得我們深切緬懷的……
相對論一聽,覺著不太對勁,什麼情況這是?我這還沒沉底兒呢,你們怎麼給開上追悼會啦?抱歉抱歉,懷念科學老前輩沒剎住車,把您也給捎上了。
咱剛才說到超光速的問題,超光速能導致因果關係反轉和時光倒流嗎?不會,這是一個十分可笑的偽命題。有一個非常經典的思想試驗,說有兩個人,一個是甲,另一個是乙,甲開槍射擊乙,如果射出的子彈達到超光速的話,乙就會先看到子彈飛來,後看到甲開槍,這就說明先出現了結果,後出現了原因,這違反了因果律。
是這麼回事嗎?誰要是這麼想的話,那他挨一槍還真不冤,你跑哪兒找因果律去啦?因果律怎麼能從中槍的乙那頭兒算?應該從開槍的甲那邊算吧!整個事件是甲開槍射擊引起的,找因果關係不得從根兒上找嗎?
對於甲來說,肯定是先開了槍,後打出子彈,因果律完全正確。開槍的光影資訊以光速傳導,而子彈以超光速位移,因此子彈就追上了前面的光影資訊,先到達乙處,這不是很正常嗎?就像兩個人賽跑,如果先跑的人速度慢,後跑的人速度快,那麼必然是速度快的人第一個到達終點,這有什麼奇怪的?在所有事件發生的地方因果律都是正常的,又怎麼會出現時光倒流呢?還說回到過去殺掉祖母什麼的,真是腦洞大開的想法。
因此,超光速也沒什麼稀罕的,除了超光速的中微子,只要傳導光的那片空間(比如風洞中的氣流)相對於觀察者有一個速度V,那麼這片空間中的光速就要加上或減去這個V。不過在風洞中測光速可能有些技術問題不好解決,如果風速太慢,則光速變化不明顯,如果風速太快,測量儀器就被吹壞了,希望科學家們能夠解決這些技術問題,咱看一看光如何加速、減速,那多有趣兒啊。
說完了光速的事,咱們接下來就要講雙縫試驗中的波與粒究竟是怎麼回事了,欲知詳情,請看下一節:雙縫中的曙光。
(第五節)雙縫中的曙光
這節課我們就好好聊一聊量子世界的波與粒。
為了加強認識,開講之前我們先重溫一下粒子海的口號:“宇宙之內,有我無他!除了靈魂,粒子就是一切!”。讓我們想象一粒子海是什麼模樣,它是水平如鏡呢,還是波濤洶湧呢?答案一定是波濤洶湧。
為什麼?因為一切波都在粒子海中傳導,這樣的大海怎麼能平靜呢?況且就算沒有波傳過來,真原子自己還在動呢,它不是會亂轉式的自旋嗎?普朗克公式告訴我們,自旋還是帶頻率的,有頻率不就有波嗎?此外,在粒子海中有各種各樣、亂七八糟的外來波,這些波對於宏觀事物來說可以忽略不計,可對微觀粒子來說,那就是驚濤駭浪了。
想通了這些,測不準原理就好理解了,一個粒子處在驚濤駭浪之中,你想搞清它的速度、方向、位置,那不是開玩笑嘛。
假如有一艘船在大海上遇到了超極風暴,船長透過衛星電話求救,咱們聽一下他們的對話,就能瞭解測不準的情況了。
救援中心:你們在什麼位置?
船長:我們本來在菲律賓以東洋麵,現在風浪太大,具體位置可說不準了。
救援中心:你們的船向哪個方向開?
船長:等我看一下啊,現在的方向是……正東,哎呀不行,剛來一個大浪,等浪過去,船頭朝哪邊可說不準了。
救援中心:船速是多少?
船長:速度是20節,哦不,是18節,等一下,我們的船正延著巨浪爬坡,速度可說不準。
救援中心:你咋啥都說不準啊,這讓我們怎麼行動?大概範圍能說清嗎?
船長:大概範圍還是清楚的,我們大概在北半球。
救援中心:……?!北半球?這麼大的地方我們怎麼找啊!
船長:那也沒辦法啊,一個大浪能把船拍出去好幾個經緯度!我瞧著前面那個島有點眼熟,好像是夏威夷,所以我說船還在赤道北邊呢,你們再不來,沒準我們就去南半球了。
聽完這個故事,大家就能明白為什麼會測不準了吧?有人會說,我們不是生活在粒子海的海面上啊,在海水裡面也是這樣嗎?當然是啊,你想想,如果你把一大鍋水燒開,再往鍋裡扔幾個米粒,然後拿起勺子一通亂攪,一邊攪和一邊對科學家說:“請您說明一下某個米粒的速度、方向和位置。”——估計那個科學家非把你摁鍋裡不可。
好,現在我們知道了粒子在粒子海中的運動狀況,再去看雙縫試驗,問題就很明朗了。
雙縫實驗是一個著名光學實驗,在1807年,托馬斯•楊總結出版了他的《自然哲學講義》,喲,都十九世紀了,物理還掛哲學牌子呢,講義中綜合整理了他在光學方面的工作,並在裡面第一次描述了雙縫實驗,詳情大家都知道了,不再多說,重點是雙縫實驗也可以檢測電子之類的粒子的物理行為,雖然使用的儀器不同,都會得到干涉條紋,使電子顯示出奇怪的波粒二象性。
誰都知道電子是顆粒狀的,為什麼撞到偵測屏上之後,漸漸排成了波的條紋?咱們回想一下大海上的那條船,是不是能明白其中的原因?
原因太簡單了,電子是坐在波上撞到偵測屏上的!它們與偵測屏接觸的時候,已經相當於波的一部分了。從電子槍到雙縫板的這段距離,電子坐在粒子海的波濤上忽忽悠悠、起起落落地向前跑,由於浪太大,電子的速度和方向很不穩定,撞進左縫還是右縫,那可說不準,撞不進去也很正常,一旦電子穿過了某一條縫,那麼從雙縫板到偵測屏的這段距離——注意了,這裡是重點:電子們是坐在粒子海被幹涉後的波上前進的,所以大量觸點在偵測屏上就顯示出了波的條紋。
對於這種現象,我們完全可以用宏觀水波做試驗,找個水池,在池子一邊豎起雙縫板和偵測屏,然後在水池另一邊製造波浪,使波浪透過雙縫後,在後面的偵測屏上顯示出干涉條紋。之後,向雙縫發射一些小球,檢視效果。
注意:小球前進的速度不能高於波浪的傳導速度,因為水波模仿的是空間粒子波,粒子波的傳導速度應該是接近光速的,而小球模仿的是電子,電子的位移速度不會達到光速。
預計結果:眾多小球撞擊偵測屏後形成的點,會組成干涉條紋。這樣的試驗也可以在水面以下進行,場景模擬會更真實,但結果還是一樣的。
水波小球雙縫試驗,小球要足夠小,可以用粉塵來代替小球,單個粉塵顆粒不會同時透過左右兩縫,可大量粉塵顆粒在偵測屏上的觸點,仍然會組成干涉條紋的痕跡。
接下來再說一下為什麼在真實的雙縫試驗中,觀察行為可以影響到干涉條紋的出現。在給出解釋之前,必須先搞清情況——觀察雙縫試驗的那個人,到底觀察了多大會兒?如果剛看到一、二個電子穿過了某條縫,就高呼活見了鬼,這可不能算數,一定要觀察完足夠的量才行。
比方說你在不觀察的情況下,讓電子槍發射了一萬個電子,形成了干涉條紋,那麼你觀察這個試驗的時候,也要看足一萬個電子穿過雙縫,最後瞧瞧偵測屏上是什麼樣的結果。如果仍然是干涉條紋,那說明觀察行為對電子的運動沒有影響,如果幹涉條紋消失,事情就有趣了,這表明人的意識也是能發出能量的,而且意識能量還可以干擾到粒子海中的波!如果真是這樣,趕緊記錄一下試驗結果,然後喊十個人過來一起盯著看試驗,之後再喊20、30個人……最後把試驗搬到劇場裡,拉上幾百人一起看,不行再讓電視臺現場直播一下,好好研究一下意識能量是不是能疊加,疊加後的函式表示式是什麼,這試驗的意義可大了去了,拿什麼大獎都沒問題。
如果意識真能起到作用,那還可以測試一下人的善惡念頭對粒子波影響是不是一樣,先對著試驗裝置默唸“我愛你啊我愛你”,記錄一下結果,再默唸“真煩人啊真煩人”,也記錄一下結果,然後做個比較……哈,很想知道試驗結果到底是啥樣。不過呢,如果事實證明電子在被觀察後“改邪歸正”,僅僅是因為觀察時的照明光線擾動了粒子海波所致,那可挺沒趣兒的。
好了,這一節就講到這裡,在下一節中,我們去認識一下波的運動原理以及奇特的量子糾纏。
(第六節)解放糾纏中的世界
這一課,我們要談一談波粒本質,順便再把糾纏不清的量子們摘出來,好,講課之前還是先聽一下粒子海之歌:“宇宙之內,有我無他!除了靈魂,粒子就是一切!”有不理解歌詞的同學,多唱幾遍,理解宇宙全指望這個呢。
聽完歌,再想一想上一節講的雙縫試驗的情況,然後我們就可以把波粒二相性槍斃掉了,改成波粒合一說,意思是說宇宙中根本就沒有波,全是粒,波只是粒的某種運動方式。比方水波就是水分子在做上竄下跳運動,光波就是真原子粒子在做電磁運動。
前面咱們講過粒子的運動是亂轉、亂顛、亂竄,除了外力造成的亂竄式位移,粒子傳導能量靠的是亂轉和亂顛,這個過程呈現出波的狀態。咱們舉個例子,大家就能明白能量傳導是怎麼回事了。
大家都排過隊吧?嗯,排隊是個好習慣,按先來後到,不爭不搶,這是美德,我每次排隊時,總盼著排在我身後的人越多越好,好像後面的人越多就越有成就感……呃,有點跑題了,咱先說一下引力是怎麼傳導的。
比方說大家排著長隊等著商店開門,你站在最後,忽然一下子沒站穩,差點閃個跟頭,你趕緊拉住前面那個人的衣服,這才重新站穩了,你前面那位被你一拽,也差點摔倒,下意識地拉了一把他前面的人,於是在這個隊伍中,你的拉力就被傳遞下去了,在隊伍最前面那個人被身後的人一拉,趕緊抓住了商店大門,這才沒摔倒,那麼從實際效果上說,是你對商店大門施加了引力。
再說光是怎麼傳導的呢?還是用排隊來打比方,你站在隊伍最後,因為著急買東西,見商店還不開門,氣的你抓住前面那個人一通亂搖,前面那位估摸著打不過你,為了撒氣,就去搖晃他前面的人,這個動作一直向前傳,隊伍最前面的那個人只能搖晃商店大門了。好,如果你搖晃別人的動作達到電磁波的頻率,你就是發出一道光線,經過傳導,光線照到了商店大門上。
現在大家終於明白能量為啥要一份一份地傳導了吧?因為在隊伍中,必須是一個人一個人的傳,在粒子海中,能量只能一粒一粒地傳。另外,千萬不要忘了頻率,每個真原子粒子自帶頻率,傳過來傳過去的能量也有頻率,如果你是一個真原子粒子,當你正在以一定的頻率轉動、振動時,遠方的能量以某種頻率傳到你這裡,你得到了這份能量,並複製了能量的頻率,再向下傳給其他粒子,從整體上看,這就是波。形象些說,好比你正在人海中跳著慢三步,忽然從遠方流行起了快四步,很快就流行到你身邊,於是你也學著跳快四步,你的動作又帶動了後面的人一起跳,直到流行風過去後,你又恢復了跳慢三步。
在大型的體育比賽中,我們有時會見到觀眾們造“人浪”,座席最靠邊的幾列觀眾站起身來舉手歡呼,然後坐下,與他們緊挨著的觀眾重複這一動作,依次向下傳,遠遠望去,就好像人群中翻起波浪一般,這種造人浪的情況很好地表現了波傳遞的原理,在波傳遞的過程中,粒子並不是帶著能量向遠方飛奔,而是把能量交給身邊的粒子,依次向遠方傳遞下去。
同樣的道理,也能讓我們理解為什麼光在傳導中會出現彎曲,因為某一片空間在引力作用下出現扭曲,那麼在這片空間中傳導的光必然也要跟著扭曲,無非是排隊的時候隊伍拐了個彎嘛,也不影響傳遞啊。
不過,作為粒子的你傳遞速度太快,科學家們就誤會了,還以為你會高速移動,當你傳遞完一份引力時,就給起名叫引力子,還把你和小夥伴們的傳遞工作叫做引力波,當你傳遞完一份光時,就給你起名叫光子,你和小夥伴們又被稱做了光波,還給你起了個大名,叫什麼玻色子。
名稱不一樣,但你還是你,是一個小小的真原子,你就像一個性能極佳的CPU,幾乎是同時處理著各式各樣的能量傳遞,只因你個頭太小,密度又太低,不能組團結合成可見粒子,所以就沒人知道你的存在,只在你進行傳遞工作時,才根據你的工作表現稱呼你不同的名字。
明白了波的傳遞原理,我們很快就能想到,在雙縫試驗中,光與電子是不同的,光是波,能量的傳導可以同時透過雙縫,而不是一個個所謂的光子跑進雙縫。但電子是一個個飛奔的粒子,卻比波跑的慢,就搭乘著波到達了雙縫,作為粒子的電子不可能同時進入兩個縫。為驗證這點,可以在雙縫後面裝上感應器,透過感應,可知光是同時進入雙縫的,而單個電子只能進入雙縫中的一個,波與粒的區別一目瞭然。
惠勒設計過一個很有名的延遲試驗(如圖),實驗思路按當前的量子力學說法是這樣的:用塗著半鍍銀的反射鏡來代替雙縫。一個光子有一半可能透過反射鏡,一半可能被反射,這是一個量子隨機過程。然後透過擺放鏡子、調整角度來進行試驗,不必細說。
這個試驗,可以說從假想階段就想歪了,所謂的“一個光子有一半可能透過反射鏡,一半可能被反射”的說法純屬鬼扯,真正的“光子”們都在原地跳舞,只是舞步從慢三改為快四而已,快四舞步傳遞到半鍍銀的反射鏡這裡時,一部分在折射後繼續傳遞,另一部分在透射後繼續傳遞,兩路光一起前進,經過全反射鏡反射後,同樣是兩路光!科學家在終點又插鏡子又擺姿勢的,還得出了“結果可以改變原因”這樣的彪悍結論,簡直令人無語了。
說到這兒,有人就問了,如果光是波,那又如何解釋光電效應呢?好,咱就說說光電效應是咋回事。
光電效應是物理學中一個重要而神奇的現象。在高於某個特定頻率的電磁波照射下,某些物質內部的電子會被激發出來,形成光生電現象(如圖)。雙縫試驗證明了光是波,可是用傳統上波的說法不容易解釋光電效應,因為電子被激發取決於頻率,與光強度無關,另外光電效應是瞬時發生的,如果是波激發電子,怎麼也得“預熱”一會兒吧。光電現象由德國物理學家赫茲於1887年發現,愛因斯坦提出了光子(光量子)的說法解釋了這個現象,為此他拿到了諾貝爾獎。不過愛因斯坦不懂咱們的粒子海理論,所以沒有搞清光電效應的核心本質。
粒子海理論明確指出,宇宙中只有粒,沒有別的,波是粒的某種運動形式,因此我們把一切波視為粒子波或量子波,這與傳統上對波的理解是不太一樣的。只有認識到光波是無數躍動的粒子在進行能量傳遞,才能看透光的本質。
在光電效應中,為什麼電子只受波頻的影響,而且是立刻作出反應呢?因為電子本身也是有運動頻率的,而且比周邊真原子的運動頻率高,這樣一來,就相當於電子在跳著快四步頻率的時候,它周圍的真原子們都在跳慢三步,電子對那種慢吞吞的節奏毫無興致,忽然遠處傳來一道電磁波,帶動周邊的真原子們也跳起了快四步,電子一高興,立刻產生共振,結果……就把自己振飛了。大家都比較熟悉電子躍遷吧?在某些條件下電子躍遷出了事故,就是光電效應。
最後再聊一下量子糾纏,其實明白了本節課的原理,也沒什麼可說的了,在粒子海中,哦,還是用人海來打比方吧,你身處茫茫人海之中,前後左右上下都擠滿了人,你實在擠的難受,就跟身邊的人錯開身,相互調整了一下姿勢,但是由於能量傳遞的作用,你們這個動作被傳向四面八方,在很遠的地方也有人學著做這個動作,這個現象就被科學家稱為量子糾纏了,只是在科學家不知道真實情況是形態傳遞,誤以為你和你的鄰居已經分開很遠了,卻還在相對擺造型,好奇怪啊好奇怪。
聽完這一節課,我們的世界就不再糾結了,還有什麼疑難之處嗎?聽說又出現了兩朵小烏雲,叫暗物質與暗能量,好吧,下一節我們就去看雲彩。
(第七節)暗物質現形記
一提起暗物質,人們都會感到神秘莫測,我們明明能夠感覺到它的存在,也能證明它的存在,可就是不知道那是一種什麼樣的存在,暗物質充滿了整個宇宙,卻無聲無息,無影無形,不可捉摸。
暗物質和暗能量是21世紀初科學最大的謎,已有不少天文學家認為,宇宙中絕大多數物質是以“暗物質”的方式隱藏著,根據當前一些統計資料顯示,暗物質很可能佔有宇宙所有物質總量的95%,而人類可以看到的物質,只佔宇宙物質總量5%左右。
科學家們是怎麼發現暗物質的呢?原來在20世紀30年代,荷蘭天體物理學家奧爾特發現,為了說明恆星的運動,需要假定在太陽附近存在著一些物質,因此他提出了假想物質的說法。1933年,加州理工大學的瑞士天文學家茨威基在研究星系團時發現了一些奇怪的現象:星系相對於星系團中心的運動速度似乎太快了。茨威基的同事史密斯用當時世界上最好的望遠鏡收集星系團中成員的速度,然後利用引力理論,算出來的星系質量竟然比星系應該有的質量大很多,這是怎麼回事?
難道在星系中還存在著大量觀測不到的物質嗎?茨威基除了研究天文,語文學的也不錯,他給這種在星系團中隱藏的質量命名為“暗物質”。但由於缺乏其他觀測佐證,在之後的三十年裡,暗物質的概念不時被人提起,卻又沒有人認真對待。
到了二十世紀六、七十年代,局面發生了改變,天文學知識和粒子理論的進步,為暗物質研究奠定了基礎,更大的望遠鏡和更靈敏的探測器提高了天文觀測的精度,特別是引入高效能計算機之後,資訊處理能力也得到了極大提高,很快,來自計算機模擬和天文學觀測的證據再次證明宇宙中存在暗物質,因為科學家們發現,星系外物體的軌道速度遠快於預期速度,照這樣的速度,若是沒有暗物質維繫,星系外圍的恆星應該被甩沒影兒了才對。
這就像剛才咱們說的那個例子,你站在一間空屋子裡,眼瞧著對面的沙發忽然塌下去一個坑,你肯定認為是有人坐在了沙發上,雖說看不到、摸不著那個人,可按正常思維,沒人坐下去的話,沙發不可能這樣啊,而且根據坑的大小和深度,你甚至能估算出那個人的體型和體重來呢。這就好比科學家們不但能證明暗物質的存在,而且還能計算出暗物質的質量和範圍。
這種暗物質是啥呢?儘管目前還無法直接觀測,但可以用推理的方法對暗物質給一個大致的描述,這種事物一定比電子還要小,不帶電荷,不與電子發生干擾,能夠穿越電磁波和引力場,它的密度非常小,但是數量龐大,還有一條最重要,那就是暗物質必須有質量,不然星系中多出來的質量怎麼解釋?
科學家們原以為暗物質本來就有那麼多呢,可最新觀測表明,在100億年前星系形成的巔峰階段,主要由一般物質構成,暗物質並不多!這個驚人發現是歐洲南方天文臺用位於智利的巨大望遠鏡觀測到的,它意味著暗物質在宇宙早期對星系的影響比現在要小的多,事情就更奇怪了,為什麼在今天的星系中出現瞭如此多的暗物質呢?它們是從哪兒冒出來的?
這些問題的答案其實很簡單,我們之所以看不懂暗物質,是因為在這節課的開頭,咱忘了唱粒子海之歌了。
是的,你沒聽錯,我們在前幾節課一開始就把粒子海拿出來鎮場,很輕鬆地解決了各種疑難雜症,這節課光說空屋子鬧鬼的事了,竟然忘了粒子海這個法寶,結果讓暗物質給弄暈了,現在趕緊把粒子海的口號再念一遍壓壓驚:“宇宙之內,有我無他!除了靈魂,粒子就是一切!”
唸完之後果然膽壯了,順便還大徹大悟了一下,原來暗物質就是粒子海啊!為啥?粒子海已經是一切了,暗物質肯定也包含在內嘛。確切地說,空間是粒子的大海,而暗物質實際上就是空間。難怪暗物質會有那麼多,宇宙中誰敢跟空間比啊?
也許有人還不太敢相信,暗物質就是粒子海空間?不信的話咱們一樣樣算啊——空間粒子,或者叫真原子,只有普朗克長度大小,比電子要小吧?這麼小也沒法帶電荷吧(個頭小不是主要原因,這在後面細說)?真原子不跳快四步的話也不與電子發生干擾吧?能夠穿越電磁波和引力場吧?哦不,應該說電磁波和引力場能在空間穿越吧?它的密度非常小吧?數量非常龐大吧?還有一條最重要,真原子都有質量吧?瞧,一樣一樣它都對上號了。
空間粒子海,本來就充滿能量,那不就是暗能量嗎?
此外,還有一個鐵證說明了空間就是暗物質,在星系尚不成熟時,暗物質並不多,這說明了什麼?請大家回憶一下我們前面說過的一個試驗,在水盆中接滿水,再放幾個小紙球,然後用手攪動盆裡的水——最開始的時候,只有你手指邊的水隨著轉吧?要等上一會整盆水才會旋轉起來,是不是?如果把手指看作星系中心,那麼在星系的早期,只有星系中心邊兒上的空間在隨著轉,因此被觀測到的暗物質較少,等到星系成熟了,整個星系空間都轉了起來,這樣一來,暗物質就顯得特別多了,這不正好說明暗物質就是空間嗎?
空間粒子們都很鬱悶,心說我不跟著轉圈你們就當我不存在?好不容易發現我的存在了,還給我起名叫暗物質?光都是從我這兒傳導的,我哪兒暗了?我們空間無處不在,你們人類還滿世界去找暗物質?簡直是燈下黑啊。
暗物質的發現,反過來又證明了空間是有質量的,粒子海之歌一唱果然犀利,立馬撥開了烏雲,全宇宙都透徹了。
要說起來,人類思想之所以出現這麼多問題,主要原因是把太多不存在的東西當成了真實存在,卻把真實存在的東西當成了不存在,造成了相當混亂的時空觀,所以我們要講一下真正的時空是什麼樣子的,請看一下節:時空大拆遷。
(第八節)時空大拆遷
《紅樓夢》中有個非常有名的對聯:“假作真時真亦假,無為有處有還無”,意思是當人們把虛假的東西當成了真實之後,反倒說真東西是假的了,聽說有個領導喝了十多年別人送的假茅臺,後來在宴會上喝到一回真的,他很自信地說這瓶真茅臺是假貨。
我們的課講到現在,大家就能知道空間是多麼真實的存在啊,可那麼多科學家偏偏沒有意識到它的存在,把它當成虛無,當成零,這怎麼能正確認知世界?不僅如此,他們還把現實中根本不存在的東西當成了真實存在,結果把這個世界給解釋的越來越亂,其中誤解最深的,就是時間。
時間是什麼?時間只是單純的概念,在宇宙中並不是真實存在啊!咱們的粒子海之歌是咋唱的來著:“宇宙之內,有我無他!除了靈魂,粒子就是一切!”,時間不可能是靈魂吧?那麼宇宙之中只有粒子,哪有時間的存身之地?
有人說,時間可以與粒子海相結合嘛,暗物質不就與粒子海相結合,成為了空間嗎?拜託,人家暗物質好歹也叫物質,時間是物質嗎?物質都有質量的,請問一分鐘是多少克?
腦子是個好東西,人類認識世界離不開用腦子,可用著用著,很多人就把腦子裡的主觀思想和腦子外客觀存在混淆了。為了分清主觀與客觀,我們必須立一個規矩,什麼規矩呢?那就是:凡是真實的客觀存在,必須同時符合兩個條件,第一是要有質量,第二是要有體積。
為什麼立這樣的規矩?因為質量代表著實質啊,沒實質你還能真實嗎?體積代表著空間,你不佔空兒還怎麼存在?換句話說哪兒還有你?
別看空間粒子非常小,可那也是真實的客觀存在,有質量有體積,可時間就不同了,沒人知道一分鐘是多少克,也不知道一分鐘能佔多大空間,按鐘錶上的小格算空間也不行,因為分針走一格與時針走一格的意義完全不一樣,總不能說一小時與五分鐘佔的空一樣多吧?
還有一件事能證明時間不是客觀存在。咱們都熟悉這麼一句話“客觀存在不以人的主觀意志為轉移”,嗯,至少在宏觀世界是這樣,咱想讓太陽從南邊出來,太陽能聽話嗎?反過來說,某種事物在宏觀上如果能被主觀意志所轉移,那它肯定不是客觀存在,是這樣吧?那咱們看一下,地球這麼大個兒,肯定是宏觀,從地球的北極到南極劃了一條日期變更線,這麼長的線也是宏觀吧?可這條線正是以人的主觀意志為轉移的。(見下圖中虛線)
為了避免這種情況出現,日期變更線才東繞西拐地特意躲開了人類居住區,如果時間真是客觀存在,怎麼可能這麼聽話呢?所以,時間只是人們頭腦想象中的東西,在真實世界中並不存在。
有人會問,鐘錶不是能代表時間嗎?怎麼能說時間不存在呢?其實鐘錶並不是時間,錶停了你不能說時間停了吧?
既然時間不是真實存在,可根據相對論,高速運動中鐘錶會變慢,重力也會讓鐘錶變慢,這不是時間的原因嗎?想弄明白這個問題,咱得知道鐘錶原理是啥,鐘錶之所以能夠以準確的規律走時,全因為一個叫節拍器的部件,大家見過老式機械擺鐘吧(見下圖),擺鐘下面那個來回晃盪的東西就是節拍器,學名叫擺錘,如果你有一塊鏤空的機械手錶,你就能看見表芯裡有一個像方向盤似的小輪在來回擺動,那就是手錶的節拍器,叫擺輪。如今精密的原子鐘當然不再用這樣的老古董了,而是利用原子的共振頻率來打拍子,可在原理上還是一種節拍器。
這樣一來,事情就簡單了,如果對鐘錶的節拍器施加干擾,會出現什麼結果?那麼這隻表不是走慢就是走快,比如你拿根小棍兒對擺錘又捅又戳,鍾肯定走的就慢,你抓著擺錘緊著搖晃,鍾就走的快唄。高速運動的鐘為什麼走的慢呢?你想一下把擺鐘放在飛奔的汽車上,擺錘沒給顛掉就不錯了,還能正常擺動嗎?至於增加重力為什麼會讓鐘錶變慢……你給擺錘上掛一秤砣試試?
對原子鐘來說也是如此,別忘了空間就是粒子海啊,粒子海中波濤洶湧,很多波都有輻射性、穿透性,高速運動的原子鐘更多地接觸到這些雜波,肯定要影響共振頻率了,這和你拿小棍捅擺錘也差不多,如果把原子鐘放在更低的位置,節拍器受到更大的引力,相當於你給擺錘上掛了秤砣,可想而知,運動速度越快,鐘錶放的越低,受到的影響就越大。
為了驗證咱們的說法,可以做一個“水平雙表”試驗,在山上打一個洞,找兩隻原子鐘,一隻放山洞裡,一隻放山洞外,讓兩隻鐘錶保持水平,按相對論來說,倆表都是靜止的,而且高低沒有差別,走時應該一樣吧?那可不一定,試試就知道了,有很大的可能是山洞外的表走時慢,為啥?因為山洞外面的表受到的波干擾要多些,對原子鐘頻率的影響更大些,而山洞裡的表在山體遮蔽之下,受到的波干擾就少一些,節拍器運轉更加順暢,走時就快一些。不過呢,如果山洞外有高頻波,反而會加快原子鐘的共振頻率,導致洞外的表走時快,總之,山洞內外的兩隻表不會走時一樣。
這個試驗告訴我們,鐘錶不過是按自己的節拍作規律運動的儀器,那裡面並沒裝著時間,時間只是人們想象中的概念,類似的概念還有很多,在研究物質過程中,人們透過感覺、對比、定義、測算等方式,得到了關於長度、溫度、密度、時間之類的抽象概念,這叫做物理量,一切物理量都是人們頭腦中的概念,不存在於客觀世界中。
同樣是概念,有的概念與物質本質相對應,比如質量和體積,有的概念是為了計算方面而虛擬出來的,比如地球上的經度和緯度,儘管經緯度概念對計算方位十分方便,但我們必須明白,真實的地球上並沒有這些橫道豎道,而時間就是我們為了計量運動劃的道道。
明白了時間不真實,我們就能明白三維以上維度也是不真實的,所謂的四維,就是長寬高加上時間,由於時間的真實性為零,三維加零還是三維,不是四維,連四維都不存在,何談四維之上的更多維呢?
那麼三維以下維度有沒有呢?也沒有!咱們前面說了,真實存在的東西都有質量、有體積,普朗克單位是最小的體積單位,就連這麼小的單位也是立體的、以立方厘米算的!難道你能用立體的東西,堆出不是立體的東西來?這個工作上帝也沒法幹啊!
所謂的零維,就是長寬高都為零吧?零比普朗克尺度還小吧?物理上明確規定,比普朗克尺度小的存在毫無意義,那零維還有意義嗎?一維由無意義的零維構成,無意義!二維由無意義的一維構成,無意義!也就是說,真實的物質不是從零維到三維一步一步堆出來的,它原本就是三維的!因為在長、寬、高上必須達到普朗克長度才能有意義呢,所以,宇宙中的真實存在全是三維立體的。
零維、一維、二維只是人腦中的想象,三維之中的任何一維都不能缺,缺一樣就不能有體積,沒體積就無法佔據真實空間,不佔真實空間……你還咋存在?大家現在明白是怎麼回事了吧,總而言之,三維之外的所有維度全是虛擬維,只能用於數學計算,並非現實存在。可惜好多物理學家就是轉不過這個彎來,還在那兒研究這維那維呢。
咱們再強調一下,腦子是個好東西,但思維也能把自己給繞進去,大家一定要分清楚哪些是腦子裡的思維,哪些是腦子外的真實存在,拆除頭腦中虛擬的時空觀,才能更好地看清這個世界。
好,下節課我們好好看一下量子的真容,或許在量子裡面,隱藏著宇宙的最大秘密!
(第九節)量子裡的秘密
從前,我總是想不通這樣一個問題,為什麼宇宙中的微小粒子會動呢?它們身上都裝著發動機嗎?不可能吧?就算有發動機,能量從哪兒來?為什麼這種能量上百億年也用不完?實在令人困惑。
物理上提出了弦理論,還說高維度上有張膜,膜動引起了弦運動,現在看來這個說法不靠譜,因為弦是一維或二維的東西,根據咱們提出的真實存在規則,弦違背了體積原則,一維和二維不能形成體積,無法佔據空間,因此不是真實存在。至於高維度上的膜……咱們在上一節課已經把三維以上的所有維都給拆啦,所以既不存在高維度,也沒有虛無飄渺的膜了。
這樣一來,粒子運動的原因就不能從外面找了,只能從粒子內部找。真原子雖說不能再拆分,但不代表它就是一個實心疙瘩,如果那裡面是實心的,哪能有啥內因啊。這麼一分析,咱們就可以估摸出一個結論:真原子,或者說量子裡面肯定是有結構的。
是什麼結構呢?我們再推理一下,既然量子會動,動因還在內部,那就證明量子內部存在著作用力和反作用力。可是這樣的力是從哪兒冒出來的?想來想去,量子內部應該存在一正一反兩種事物,這樣才能出現力的作用。
可是正反事物能同時在粒子中存在嗎?這是可以的。近來有訊息說物理學迎來重大突破,由4位華人科學家領銜的科研團隊終於找到了馬約拉納費米子,也叫“天使粒子”,這種粒子最大的特點就是正反同體,太好了,科研新成果充分證明了正反事物相結合是完全可以實現的。
好,咱們再深入想想,正反兩種事物如何起作用呢?
咱們人類幾千年的物理可不是白研究的,正反事物的關係早就看明白了,是同性相斥,異性相引的關係,咱們為了方便稱呼,先把量子裡面的正事物叫做A,把反事物叫做B,於是量子內部就是AB相吸……哎不對啊,所有量子如果都是AB相吸狀態,那麼宇宙的橫切面就成了國際象棋棋盤的樣子(如下圖),量子還是不會動啊?
算來算去,量子裡面至少要多出一個A或多出一個B來,這才能在內部同時出現相吸和相斥,也就有了作用力和反作用力。好,現在咱就先拿ABB結構來說事吧,在相吸相斥的作用下,量子就能實現自旋——噢耶!這玩意兒總算有理由動起來了。
自旋中的量子無論從哪個角度看,總是處在ABB、BAB、BBA三個狀態中的一個,絕轉不出第四樣來,這代表什麼意思呢?大家好好想想——
想出來了沒?這代表著規律啊!規律是啥?在物理上,規律就是序!所以別看量子世界這麼亂,再亂也有最基本的序,正是微觀上的原始序組成了宏觀上可觀察的序,不然的話,咱上哪兒歸納物理定律去?
另外,量子中的正反事物,必然也是實質性的事物,否則虛幻的事物怎麼能構成量子的實質性呢?沒實質哪兒來的質量?儘管量子的質量都是最基本的1,不要緊,有1就有2,有2就有3,用小學算術也能算明白,1是能積加的,零就無法累加了,再多的零還是個零啊,所以不要動不動就說質量為零,零代表不存在,都不存在了你還說它幹啥。
既然量子有基本質量,那它必然有一個非常重要的屬性,大家想想,這個屬性是什麼?提醒一下,它與質量緊密相關……
“是慣性!一定是慣性!因為質量是慣性大小唯一的量度。”一個人很激動地回答。
哇,真牛,簡直是學霸水平,這麼快就反應過來了,誰啊這是——哦,我說呢,原來是牛頓先生,人家可是研究慣性的祖師嘛。
“讚美上帝!”牛頓一臉莊嚴地說:“上帝給宇宙中最微小的存在賦予了神聖的慣性,正如他給世上最卑微的人施予了慈祥的愛!”
……我天,這都什麼年代了,您還滿腦袋上帝思想,回頭您找老鄉達爾文好好聊聊,咱們還接著說慣性。
量子也是有慣性的,雖然不太明顯,表現出不確定性,那是因為量子太小了,當眾多量子組成宏觀物質時,慣性隨著質量的增加積少成多,就很明顯地體現出來了,這才有了經典物理上的那麼多公式。
舉個例子吧,你用紙疊一隻小船,放在水裡,然後往水裡扔一塊磚頭,小船的運動方式很難確定,說不定還能翻個呢,這就是因為相對來說紙船質量太小了,如果對面來開一艘航母,你再扔磚頭試試?把所有的磚都扔出去,航母也不在乎,該咋走咋走,更不可能讓你的磚頭砸個筋斗,這就說明質量大慣性就大,所以呢,射擊運動員可以放心地參加奧運會去,打靶的時候也不用瞄準裁判啦,因為微觀粒子波對於宏觀子彈的質量和慣性來說,可以忽略不計,也不用派人值班盯著太陽月亮了,即使沒人觀察它們,它們照樣在那裡。
現在還有一個問題,既然量子都是ABB結構,那為什麼有的成為空間粒子(物理上稱為輕粒子),有的卻能組成可見粒子呢(物理上稱為重粒子)?這應該與量子裡面正、反事物的純度有關係,純度高則吸引力大,吸引力大則抱團,當粒子團達到人類可觀測的程度時,就成了可見粒子。順著這個思路,咱們還可以推導下去,純度高往往意味著體積小而密度大,俗話說濃縮的才是精華嘛,高純度的ABB之中引斥力的作用更強,運動速度應該更快一些。
相對來說,低純度的ABB體積大而密度小,因此不容易結成團,引力斥力在量子內部就能實現平衡,這叫做自平衡,所以空間粒子不帶電荷。而高純度的ABB能組成粒子團,那就只能在團體中找平衡,這叫做群平衡。然而群平衡是不容易實現的,吸的太多或吸的不夠,都會導致粒子團引斥力失衡,其表現就是帶上正電或負電。
記得在中學上物理課時,老師講作用力與反作用力,我課後問老師:“太空中沒有空氣,可飛船噴火前進時,從哪得到了反作用力呢?”老師並沒給我講清楚,現在才明白,粒子海中的粒子們是追求引斥力平衡的,飛船噴火給空間粒子海施加一個斥力,破壞了平衡,粒子海當然要還給飛船一個斥力了,所以飛船才能前進啊。
課本上還講過一個馬拉半球的故事,後來查到這叫馬格德堡半球試驗,把兩個金屬半球合在一起,抽掉球中的空氣後,用十六匹馬也拉不開,這個試驗證明了大氣壓強的存在,可實際上,球中被抽掉空氣後,還是有粒子海的,否則球中就沒有空間了,球中的粒子海受到了吸力,為了追求引斥力平衡,必然要形成反吸力,於是兩個半球就緊緊地合在一起了。
在太空中沒有空氣,當然也就不存在大氣壓強,但即使在太空中作這個試驗,兩個半球之中也會產生吸力,這就說明了粒子海引斥力平衡的道理,也證明了“真空”不空,空間就是粒子海。
不過呢,量子中正反事物的純度也不是一成不變的,純度降低是引發粒子衰變的主要原因,詳細情況可以看一下《天機論》。
關於量子物理的課,先講到這裡吧,咱們講的這些都是簡明原理,希望對量子物理研究能起到拋磚引玉的作用。有人會問:“你講的這些是真的假的?怎麼從前沒聽說過?”真假暫且不說,大家先想想,咱們講的這些能不能合情合理地解釋量子世界的各種怪事?這總比從前的說法要理性一些吧?再者說了,是真是假試驗一下不就知道了?咱在課上提到的風洞光速試驗、水平雙表試驗、水波小球雙縫試驗、太空皮球試驗,都可以試嘛,這些試驗很安全,也花不了多少錢,比起搞什麼超級對撞機的,咱這些試驗要便宜多了,試一下怕啥?
有這麼一件事請大家思考一下,如果我們所在的宇宙,一切量子都是ABB結構,大家能不能品出點不尋常來?咱都知道宇宙是在大爆炸中產生的,轟隆一下子大爆炸,怎麼正好把宇宙所有粒子都給崩成了ABB式的?如果是自然爆炸,不會把A物質和B物質給崩這麼勻乎,全都在普朗克尺度之內?另外,如果A物質和B物質是自發組合的話,頂多也就是AB相吸一下也就完了,沒理由多拉來一個,組成ABB結構啊?最驚人的是咱們宇宙的粒子都是這結構的,這可不太像是自然生成的吧?
莫非宇宙是被造出來的?誰造的?外星人嗎?不可能,外星人也住宇宙裡面啊,沒宇宙的時候哪來的外星人?牛頓老師說是上帝創造的,仔細想想也不太可能,為啥?如果把宇宙看成一座宏偉大廈,那麼ABB式粒子就是最基本的磚頭,上帝想蓋房子,還需要先燒磚?
這樣說來,宇宙到底是怎麼出現的呢?一切真相就藏在這量子之中!現在,我公佈一下量子的真正名字,它叫天機體。如果搞明白了天機體是怎麼回事,我們就能知道為什麼會有宇宙,為什麼會有生命,我們從哪裡來,要到哪裡去……這些內容在另外的課程中都會講到。
(續章)第十節,量子簡說課的解答與說明
《量子物理簡說》課上線試播以來,得到了很多熱心朋友的關注和支援,在此深表感謝!另外大家也提出了不少問題,在這裡專開一個章節,對一些典型的問題做一下解答和說明。
1、有人說,你講的這些又有理論又有試驗,為什麼不再用數學表達一下呢?加上了數學表達,這些理論不就圓滿了嗎?
答:您要是這麼看啊,說明您還不清楚《量子物理簡說》課的性質,這堂課的性質並不是想建立一個新學說,而是對原有量子物理理論的充實。充實哪一方面呢?原理方面。
有句話叫做“知其然而不知其所以然”,以往的量子理論,都是在圍著現象轉,只知道現象是什麼樣,卻不知道為啥這樣,咱這堂課呢,就是專講原理的,講的就是為啥會這樣,如果大家都明白了“所以然”的問題,心裡不就敞亮了嗎?既然是充實原理部分,那還用得著搞新的數學表示式嗎?老一輩物理學家對量子現象總結的不錯,歸納的公式也挺好用,我何必去重複人家的工作呢?
另外啊,這堂課為什麼叫簡說?就是因為咱講的是最基本、最簡單的原理,是萬里長征的第一步,至於這些原理怎麼運用,怎麼發展,怎麼完善,路還長著呢,科學家們如果覺得原理有用,完全可以進一步研究和開發,我一個人哪有本事包攬所有工作?
2、為什麼把量子當做粒子?
答:量子的重要特徵是符合普朗克常數,這表明量子是常量而不是變數,能量在量子中一份一份地傳,份與份是必然是相對獨立,自成一體的,否則能量的傳遞就是連續的了,不可能分份。那好,既然量子是常量,又自成一體,還有頻率和能量等表現,為什麼它就不能是粒子呢?
3、問:量子之間為什麼沒有空隙?
答:第一,現代物理認為,沒有比量子更小的物質,小於量子就小於普朗克常數啊,那就沒意義啦。那麼量子是宇宙中最基本的存在。如果量子之間有空隙,那麼這個空隙是何物質?比量子還要基本?這種“空隙物質”之間有沒有空隙?……這樣就陷入了死迴圈,另外,空隙思想是舊以太觀,早已過時。
第二,量子原理表明,能量傳遞是一份一份進行的,在份與份之間沒有過渡,直接從這一份傳到那一份,這也表明,量子之間是沒有空隙的。
第三,假如說量子之間有空隙,那麼能量從A量子傳給B量子,是不是要經過AB間的空隙?這個空隙難道正好是普朗克常數大小嗎?一旦不是,普朗克常數就失效了,因為能量竟然可以在非普朗克常數單位上傳遞!這不是推翻了整個量子物理嗎?所以說,量子之間沒有空隙。
4、普朗克常數單位是個常量,為什麼說量子的體積有大有小呢?這是不是就影響了常量的概念?
答:如果說量子的體積都是一模一樣的,正好都是普郎克單位那麼大,你信嗎?不可能這樣吧?普朗克單位雖然很精確,但也有個精確泛圍,因為普朗克單位是泛指所有量子的,不是專指個體量子的,這個常數的精確泛圍,是以常數為基準,增減多少百分比的問題,不會出現巨大倍增。
不過放眼宇宙史,普朗克單位肯定是有巨大倍增的,傳說宇宙大爆炸前的奇點,本身就小於現在的普朗克單位,因此,普朗克常數的“常”,也是相對於一定宇宙時期來說的。
在這兒有一道思考題,黑洞裡的量子體積,有沒有可能比普朗克常數小?感興趣的朋友可以研究一下,不過呢,就算它比普朗克常數小,也照樣能傳遞能量,只是情況特殊些而已,否則黑洞的引力就表現不出來了。
話說回來,甭管量子體積大小,也是一個質點,其體積差異並不會影響到質量計算,比如一個量子體積大一些,另一個量子體積小一些,這兩個量子放一起,質量就是2,這沒錯吧?給你一個大蘋果,再給你一個小蘋果,你總不能說手裡有仨蘋果吧?大蘋果雖說體積大一點,也不能算成倆啊?所以你手裡只有兩個蘋果,質量還要按2來算,這就像統計人數不能按大小個兒算一樣。
答:初步判斷為電子槍在激發電子時所產生的電場波,若是如此,那我們還可以設計一個“增波雙縫試驗”:在雙縫板前面或後面,增加釋放一個電磁波源,使之與電場波產生干擾,這就勢必影響到偵測屏上的干涉條紋,如果增波之後,眾多電子落點形成的干涉條紋發生變化,那就證明電子是“坐著”波奔向雙縫的。
6、如何證明太空是粒子海?或說太空由物質構成?
答:可設計兩個試驗,一、太空半球試驗,用透明塑膠膜製成一個半球,半球開口處裝上密封圈,在太空環境中將半球與抽氣機組裝在一起並保持良好密封,開動抽氣機,半球會塌癟下去。
二、太空之羽試驗,在太空環境中放置一片輕盈的羽毛,開動高速鼓風機向羽毛“吹氣”,在鼓風機不碰觸羽毛的情況下,羽毛將出現位移現象。
這兩個試驗若能成功,可充分證明了“真空”不空,太空也是由物質(通常稱為暗物質)構成的。
注:有網友提出太空飛羽試驗在設計上不嚴謹,因為太空中有各種粒子,鼓風機推動粒子,也會將羽毛擊遠。
這種想法對嗎?不對。因為這是人在地球環境中的習慣思維,如果太空空間是無形無質的,粒子只能被風機扇葉攪動並旋轉,並不會出現流動,空間只有是實質物質,才能產生“氣流”,正如風與水流,都是實質性的物質在流動。
原本早有事實證明了太空空間是實質性物質,宇宙飛船靠火箭推動器來獲得動力,其本質還是依靠了反作用力。因為作用力與反作用力產生的充要前提,必須是物質之間的相互作用,最基本的引力和斥力,也是相吸和相斥,單個物質無法獨自實現吸斥,因此,宇宙飛船的火箭推動器也無法自成作用力與反作用力,其前進的動力,必然是太空實質物質給予的反作用力。
7、量子糾纏是逐對發生的,還是廣泛發生的?
答:是廣泛發生的。量子糾纏,不但是能量的傳遞,也是形態的傳遞,在粒子海中,每個量子無時無刻不在受到別的量子的形態與能量影響,同時這個量子的能量與形態,也會影響到其他的量子,通常說的量子糾纏,只是選取粒子海中的兩個量子進行觀測而已,實際的糾纏態是在無數個量子中發生與傳遞的。
8、如何理解可見粒子在空間粒子中移動?位移作用不會導致粒子破裂嗎?
答:不會出現粒子破裂,我常把可見粒子比作冰,把空間粒子比作水,這可以用來理解兩種粒子之間的位移。冰在水中移動時,不會出現水分子破裂成氫原子、氧原子的現象,量子是宇宙中不可分割的存在,不會發生破裂。
9、量子有磁極嗎?
答:宇宙中的任何粒子都有磁極,量子也是如此,只是由於微觀粒子的運動速度太快,磁極位置是幾乎是隨機的、疊加的。在課程中,我們論證了量子中含有正反兩種事物,那麼量子中必然存在著兩個極態,極與極之間表現為相吸相斥,這與磁極是一樣的,因此說量子有磁極。在《天機論》中已經說到,宏觀的磁極,是無數微觀量子磁極“較勁”後的結果。
由於量子的不可分割性,量子中的正反兩種事物不能孤存,這用中國古話說就是“孤陰不生,獨陽不長”,所以磁單極無法找到。
10、如何理解A、B的純度?
答:關於A、B(正反事物)純度的問題,若不好理解的話,可以這樣想:磁鐵有兩個磁極吧?一個代表A,一個代表B,那麼好,磁鐵的磁性並不是一樣大的,有的磁性強,吸斥力大;有的磁性弱,吸斥力小,兩個磁極磁性的強弱,可以看作是A、B純度的高低。
11、課程中提出時間並非真實存在,那為什麼會有時間箭頭(方向性)?
答:時間是描述運動的,而運動又是嚴格遵從因果律的,總是先有因,後有果,這個不可逆的先後順序反映到時間上,就成了時間不可逆的方向性。這個問題,我在《天機論》中已有說明。
12、如何用粒子海理論解釋電子躍遷現象?
答:電子躍遷本質上是電子的能量等級變化,我們首先要搞清這個能量等級是怎麼回事。根據愛因斯坦公式,能量與質量與光速有關,在量子原理中,質量不能被無限分割,只能是普朗克常數的倍數,因而質量是標準量化的,光速是個固定值(以其所在空間為參照系),這樣一來,能量必然是也標準量化的,不能任意取值,這樣能量就出現了標準量之間的差異,即能量等級(能級)。
另外,量子物理有一個重要原則,就是質與能的個體化(標量化),怎麼理解這個問題呢?好比說,一個集體由許多人組成,但具體到單個人,就不能再分了,不論這個人是高矮胖瘦、是成人還是小孩、是健康還是缺胳膊少腿兒,都要按一個人算,不能出現0.3人這種情況。同理,質量與能量具體到普朗克單位上,也實現了個體標量化,無法再拆分。
既然如此,我們就要搞清楚,單個量子的質量從哪兒來?課中的理論已說明,量子是由正質、負質組合而成(AB結合型),無論是正質還是負質,都是實質,由實質結合成的量子,就成為質點,它是質量的原點,這等於說,量子有著內稟質量。那量子的能量從哪兒來呢?課中說了,量子中的正、負二質互吸互斥,產生了運動,其表現形式是自旋,因其內部有吸斥力,故量子也有著內稟能量。此外,課中指出量子的ABB結構之後,其自旋只能在ABB、BAB、BBA三種狀態之內變換,這就有了最基本的規律,所以說,量子還有著內稟序,有了這三樣內稟性質就好辦了,量子再小,但其各類性質是可以累加的!
由小質累加為大質量,由小能累加為大能量,由小序累加為規律和定律,於是人世間就出現了物理這門學問。
說到這裡,電子躍遷就好理解了。電子無非是一個量子集團,本身是量子的質量集、能量集,自具質能,且自帶頻率,電子的質能及頻率在與粒子海的“波浪”較量一番之後,終於找到了合適自己的執行層面(或軌道),這稱為電子的基態面,如果此時電子獲得了能量,它的運動頻率增高、動量增大,與粒子海“波浪”較量的結果肯定和從前不一樣了,這樣它必然從基態面跳到非基態面上去。為什麼?慣性定律啊!量子或電子都是有質量的,有質量就有慣性,因此慣性定律也有量子版的,其描述為:任何微粒子都要保持基態面運動狀態,直到外來能量(量子版不稱外力)迫使它改變運動狀態為止。
所以,外來能量一來,電子的運動狀態就改變,從基態面奮起一跳,完成了躍遷。不過由於電子質量太小,無法實現大規模儲能(儲存慣性力),當外來能量消失後(確切地說是轉化掉了,不然守衡定律不答應),電子只剩下了自稟質能,再與粒子海之波較量後,只好回到基態面上去,這就是電子躍遷的能級變化原理。
在量子世界中,一切都是標準量化的,用普朗克公式不難推出頻率也是標量化,就好比看電視換臺,從中央一臺換到中央二臺,不需要經過中央1.5臺頻道。這樣,在宏觀上物體看似連續的位移,在量子世界就變成了“跳移”,又因電子運動速度太快(近於光速),移動距離又太短(僅在原子層面),所以好像電子是突然從這裡消失,又從那裡出現似的。但一定要記住,電子還是那個電子,並沒經歷從有到無,又從無到有的轉變,這是違背質量守衡的。光電現象是電子躍遷的特殊形式,飛出的電子都來自基態面,而不是無中生有的。
搞物理的人應當堅守一個信條:無論宏觀與微觀之間的差異有多大,這個世界必須是一體的!微觀是宏觀的區域性,是微觀的累加才形成了宏觀之大。各種物理理論,其實都有相通之處,如果你找不到其中的通路,你就不能真正明白物理。正確解釋電子躍遷現象,就要用到量子物理、經典物理以及課中粒子海說的相關原理,而粒子海說很好地溝通了各種相互矛盾的物理理論。
如何理解宏觀與微觀的差異,以及從宏觀到微觀的變化呢?這麼說吧,你的電腦中有一張高畫素的風光圖片,拍的極為清晰,草木枝葉纖毫畢現,這就好比是宏觀世界。可如果你用看圖軟體把圖片不斷放大,最後你會發現,螢幕上只有一堆亂七八糟的馬賽克!你很難想象宏觀上那些平滑流暢的線條,竟然是由這些難看的馬賽克堆砌出來的,如果每一個馬賽克格子就是一個量子,那麼你不得不承認,用眾多亂七八糟的量子,還真能堆出壯美的宏觀來!
為什麼呢?根本原因就在於,每個量子都有內稟的質、能、序這些性質,因此用量的積累可以實現質的變化,同時人們也能明白為什麼質與能是守衡的,因為質與能是內稟,是本有,它們只可轉換,而不可生滅!如果量子沒有這些內稟性質,那麼再多的零進行累加,結果還是零!永遠得不到宏觀之美。
粒子海說,就是要把這樣的真相告訴人們。
13、問:如果沒有時間,那又哪來的速度v=s/t?
答:時間並沒有真實存在,但時間可以是概念啊,就比如地球身上並沒長出經度、緯度這些橫條豎道,可我們計算位置時,完全可以說從東經X度到西經X度有多遠,因此,別看經緯度畫在地圖上,可它們並不真實存在,只在人們的頭腦中存在,這樣的存在叫概念存在。
關於兩種存在的關係,在天機論中有說明。
時間也是概念存在,可以有數學意義,在算題的時候用。鐘錶的原理課中已經講過了,它就是一個進行規律運動的節拍器,體現在錶盤上,就是指標在刻度之間的規律運動,或是在螢幕上的規律顯示。人們對指標與刻度(從前是日影、沙漏之類的計量位置)進行了命名、定義,這就得到了時間概念,用物理語言說,就叫確立參照,用數學語言說,這叫確立座標,若是不做這些,對比和計算無法實現。
如果你從A點到B點做位移運動,你可以開汽車去,也可以騎腳踏車去,還可以走著去,同樣是從A點到達了B點,是不是位移運動完全一樣呢?當然不是,因為不同的位移方式,對應於錶盤上走過的刻度是不一樣的,這不就得到速度的概念了嗎?
所以說,鐘錶並不知道自己在幹啥,它只是老老實實按自己的規律做運動,與那些做規律運動的老前輩(日影或沙漏)一樣,不明白那些被稱為人類的傢伙為什麼總指著自己說什麼時間的事。
14、問:空間量子,我理解您的意思是,空間量子,就像一個個黏合在一起的果凍,沒有空隙,他們傳播波(如光波),只是把行為傳遞過去,自身並沒有移動。那是不是說空間量子相對於身邊的空間量子,是不會改變位置的呢?兩個相鄰的空間量子,是不是永遠都相鄰,還是說,空間量子它們彼此間能滑動,改變各自的位置?可見物質,能在量子中高速位移,改變位置嗎?另外,量子與量子間,為什麼會有摩擦力,這力怎麼來的?
答:把量子理解成可變形的果凍,也算可以,但說它們一個個是黏合在一起的就不行了,因為量子之間是有位移的,不是相互黏合的,正因為這樣,我把量子比做變形蟲,蟲子之間可以有位移。如果你還是理解不了,乾脆把量子海當成泥鰍海好了,泥鰍們一個個緊挨著,它們鑽來鑽去,忽略掉身形因素後,就是有位移,卻沒空隙,當然,泥鰍還能翻個,這相當於自旋吧,但一定要注意,這些“泥鰍”是隨時隨地可以改變自身形狀的。
你也認識到了水和冰的關係,都是水分子,有的是液態,有的是固態,冰能在水中運動,甚至還能高速運動,其本質不還是水分子之間的運動嗎?把水分子當成量子,道理也是一樣的。然而要注意的是,用冰與水舉例,意在強調空間量子與結粒量子的同質、同源、同結構,但從第九課中可以看到,有的量子形成空間,有的量子結成大粒子,這是量子內部正反二質的純度差異造成的,而液態水與固態冰之中的水分子,在量子純度上卻是一樣的,冰與水的差異,是因量子組成的水分子運動狀態不同。純度屬於性質問題,與運動狀態是兩碼事。
如何理解性質問題與運動狀態問題呢?比如說人的健康是一種性質,一個健康的年青人可以緩慢地走路,這就是他的運動狀態問題,而一個年老體衰的人緩慢走路,那就是性質問題了。
量子與量子之間的摩擦力,若按複雜的說法,也是引斥力的作用,引力作用於長程,斥力作用於短程(詳見天機論),一個量子進行位移時,在它前面、後面受到的引力從長程上互相抵消,又因量子在位移中,它受到前面量子的短程斥力要大於後面的(好比一個人正在奔跑,你從前面推他,與從後前推他,推力對這個人產生的動量是不同的),由此形成的阻力被稱為摩擦阻力。
摩擦阻力若按簡單的說法……你還是想一下泥鰍吧。
15、問:量子已是最小物質,為什麼還會含有a,b這兩種相反物質呢?
答:說量子是最小的物質,是說量子的不可再分性,但量子內部也可以有結構啊,比如說你把黑色和白色兩種橡皮泥捏在一起,相當於量子,由於兩種橡皮泥分不開了,只能按整個黑白體來算(質點),白色好比是正質A,黑色好比是反質B,在AB二質相吸相斥的作用下,這個黑白體(量子)就產生了運動。
16、問:能量是什麼?量子有能量,一個量子的能量是不是固定的?“力”是怎麼來的?是什麼?是同性相斥,異性相吸產生力,還是力產生同性相斥,異性相吸?
答:能量的本質,是力與力之間的作用,現代物理的能量定義,是與質量緊密結合的,卻無法解釋質與能為什麼會緊密結合。
我們知道,能量與質量的最小單位就是量子(普朗克常數),而作為質點的量子因為內部的引斥力作用而產生運動,運動的表現就是能量,於是質與能就緊密聯絡起來了。在一定時期內,一個量子的內稟能量是固定的。不過從長期來看,由於量子內正反二質的純度變化,將會導致量子的能量降低,因此物理上有衰變現象。
用磁鐵的S極和N極打比方吧,S極代表正質,N極代表負質,一塊天然磁鐵,天生自有(即內稟)同極相斥,異極相吸的特性,這就特性的表現就是引斥力,實際上,宇宙中的一切力,本源與本質,都是引斥力。
物理上常說四大基本力,分別是萬有引力、強核力、弱核力、電磁力,這些力都可以用引斥力來解釋。
萬有引力是引力就不用說了,強核力即是核內強引力的表現,組成夸克的量子,因內部單質(或是正質,或是反質)純度高,純度高相當於磁性強,這就產生了相互強力吸引,對外主要表現為強引力,因此吸聚成為夸克,再由夸克吸聚成強子(如質子和中子),形成牢固的原子核,直到此時,量子間的強引力才算“吸飽”了,原子核內部緊密團結,在外只表現出一些弱核力了。
弱核力是怎麼回事呢?在解釋強核力中說過,組成夸克的量子,因內部單質(或是正質,或是反質)純度高,對外主要表現為強引力,那次要的呢,當然就是斥力了,因為每一個量子內部都有引斥力,由量子組成的原子核,必然也是引斥力的集合,在原子核內部的引力斥力較量中,會出現區域性引力下降的情況,正如一塊磁鐵上的磁性有強有弱一樣。同時,原子核中的某個量子團,因量子內部的正質或反質的純度下降也導致了對外引力下降,那麼,當兩種引力下降因素遇到一起時,次要的斥力就表現出來了,原子核會以放射的形式釋放掉這個量子團,形成了原子核的放射與衰變。
注意,在β衰變中,有時會放出常規電子(帶負電),有時卻能放了正電子(帶正電),這充分證明了組成夸克的量子內部,有些是正質純度高,有些是反質純度高。此外,由於空間量子本是一盤散沙狀態,自身純度也不高,所以空間量子沒有放射、衰變現象,這個特徵在物理上被描述為弱核力不作用於攜帶力的粒子(如假想的光子、引力子等,其實都是空間量子)。
放射是斥力作用,不過有時弱核力還能表現為引力作用,當原子核中的引斥力較量形成區域性引力增強時,會俘獲(吸引下來)一個軌道電子。總之,弱核力也是引斥力的表現。
通常來說,原子核質量越大,內部量子就越多,量子間的引斥力鬥爭也更加複雜激烈,導致原子核不穩定,所以,較重的元素多具放射性。
最後說一下電磁力,一說到磁,必然有兩個磁極,兩個磁極之間當然存在著吸斥關係,所以說電磁力歸根結底也是引斥力。
為什麼找不到磁單極呢?磁單極根本不存在嗎?在這裡特別說明一下,磁單極是存在的,量子內部的正質與反質,都是磁單極!可是由於量子不可拆分,磁單極無法獨立存在。因此,個別人宣稱偶然發現“磁單極”的事,從未得到科學界的普遍承認。
17、問:你的這些理論都是來自直覺嗎?
答:不是直覺。直覺指直觀感覺,是沒有經過分析推理的觀點,而且這樣的觀點也不需要合邏輯。直覺大多來自經驗的積累,經驗從量變達到質變,形成下意識的想法,叫做直覺,形成下意識的行為,叫本能反應。
而課中的理論,是我多年研究才得到的成果,是經過嚴格的分析推導,並提出了試驗來驗證的,這些理論能夠較好地解釋物理現象,並不是因為經驗的積累,而是經歷了一個從淺到深、不斷思考、不斷排錯的過程,這才得到逐步完善。因此說這些理論並非直覺。
18、問:如果太陽周邊空間形成漩渦帶動了各行星,那麼行星圍繞太陽公轉的週期必然存在某種同步,表現為很均勻,為什麼太陽系各行星的公轉速度各異呢?
答:八大行星不是同時形成的,有先有後,當然公轉不同步了,在天文上,新加入星系的星球還可能反著公轉呢,而且行星公轉速度還與自身質量有關,既然行星質量並不是一般大,為什麼公轉(角速度)要一樣快?況且漩渦從中心到邊緣的角速度也是不同的,離漩渦中心越遠,公轉速度越慢,太陽系行星公轉速度,完全以距離太陽遠近為標準,離的越近,公轉越快,這充分符合了漩渦的轉動特徵。離太陽最近的水星公轉週期88天,然後按遠近順序是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,公轉速度依次減慢,海王星離太陽最遠,公轉週期已達164.8年了,這不正好說明了空間漩渦的存在嗎?
19、問:根據粒子海的理論,量子糾纏的傳遞也必定只能透過兩個量子之間的粒子傳遞過去,那麼中間的量子必定有一些反應,也需要一個過程,但為什麼量子糾纏瞬時就發生了?到底是如何發生的?如果靈魂也符合這兩個條件,那麼他應該也是屬於粒子海的粒子了,和其他粒子沒有啥區別,都是ABB結構,為什麼又要單獨拿出來說呢?
答:很多人對瞬時的概念有誤解,以為瞬時可以無視距離,這是不可能的。大家都知道,資訊傳遞的最快速度就是光速,即使運動是超光速的,運動的資訊也只能以光速傳遞,這種情況是物界宇宙粒子性質決定的。
目前在試驗中所觀測到的量子糾纏現象,作用距離都很短,其資訊以光速傳遞過來,給人以瞬時的假相,可若是處在糾纏態的A、B兩個粒子,A粒子的形態向左直線傳遞到了一光年外的a粒子處,B粒子的形態向右直線傳遞到一光年外的b粒子處,設傳遞速度是光速,那麼處在AB位置的觀察者得知ab粒子的糾纏資訊,要等二年才行,因為運動傳過去要花一年,資訊再傳回來還要花一年,如果觀察者處在a的位置,也要在二年之後才能知道b是否與a形成糾纏,因為ab粒子之間的距離是二光年。
因此,在遠距離上如何得知粒子的“瞬時”糾纏?何況鎖定目標a、b粒子是那麼容易的嗎?所有粒子時刻處在運動變化之中,在真實試驗中,如何鎖定目標粒子?
靈魂之間,可能會有心靈感應的情況發應,但心靈感應走的是靈路,不是物質傳遞,而且心靈感應並不是普遍現象,或許是兩個靈魂因為緣值、劫值而互留了印跡,這才有感應出現,因此,靈魂方面的事,不是用ABB粒子就能簡單說清的,詳情見天人學資料。
追問:像愛因斯坦的手套理論,也可以解釋量子間的超距作用,但如果按粒子海理論,因為粒子會受周邊粒子“人浪”之類的影響,這無法保證兩個相隔千萬萬水的粒子狀態始終保持相關吧?
答:雖然超距量子糾纏試驗很難實現,但我在量子課中,已經把量子糾纏解釋為形態傳遞了,這種解釋能夠很好地說明遠距離上量子糾纏的“超時空”現象。
還是用前面的例子吧,當AB粒子發生糾纏時,假如A粒子的形態是“摸鼻子”動作,B粒子的形態是“摸耳朵”動作,仍然設為光速直線傳遞,A粒子“摸鼻子”動作透過左邊的粒子一個一個向下傳,傳到一光年外的a粒子處,a粒子也重複了“摸鼻子”動作,就在此時,B粒子右邊一光年外的b粒子,也透過前面粒子的傳遞,重複了B粒子的“摸耳朵”動作。
這樣一來,事情不就明顯了嗎?ab兩個粒子根本不需要溝通,a也不知道b的存在,但只要這邊的a一摸鼻子,那邊的b肯定就要摸耳朵,不管ab兩個粒子間的距離有多遠,於是形成了無視時空的“超距”、“瞬時”現象,也由此引申出非定域性等說法,
從這樣的角度來看,量子糾纏現象是對粒子海說的有力證明,不過無限超距是不可能的,因為能量在傳遞中會有衰減。
在阿斯派克特的量子糾纏試驗中,糾纏光子遇到檢偏鏡時出現的角度協同性是怎麼回事呢?這好比說,凡是做“摸鼻子”動作的光子,一遇到檢偏鏡就出現甲型反應,而凡是做“摸耳朵”動作的光子,一遇到檢偏鏡就出現乙型反應,那麼甲乙二型反應之間就存在著必然關係,這在試驗中體現為角度上的協同。
試驗者都忘了一件大事,那就是試驗一開始,糾纏對中的兩個量子態是有差異的,如果一個叫X態的話,另一個要叫Y態才行,那麼,無論如何延時偏振片,也只能把X、Y各搞出X1、X2或Y1、Y2等狀態來,而不會把X態弄成Y態,那就簡單了,這邊觀測到X類的同時,那邊必然會觀測到Y類,還有什麼複雜、神秘的?
20、如何證明宇宙中充滿了有序運動的粒子?
答:量子糾纏現象能很好地證明這一點。還是用多米諾骨牌來打比方吧,每一個量子就相當於一張骨牌,如果兩個量子之間是“真空”,沒有骨牌存在,那麼A牌的倒伏不可能引起遠處B牌的倒伏。所以AB牌之間必然充滿了微小的“量子骨牌”。
如何證明“量子骨牌”是有序運動的呢?我們想一下:如果A牌和B牌之間的骨牌們橫躺豎臥,無序運動,那麼A牌的倒伏能傳到B牌那裡嗎?顯然不能。
所以AB量子之間,必然充滿了有序運動的量子,這樣量子才能組成“骨牌”,實現量子糾纏。由此推定,宇宙是由無數的、作有序運動的粒子組成的。
結論:如果量子是建造宇宙的磚,那麼上帝造房子不可能先燒磚,只有人才這麼幹,所以宇宙是人創的。
附文:《量子物理簡說》的理論推導及意義等
歐陽米果
摘要:
空間的本質與構成問題,困擾著無數哲人與科學家,自從以太說被否定,學術界對空間的性質問題往往採取迴避態度,或是對空間進行科幻式解構。本文從量子角度提出了“粒子海”空間假說,以期探索空間的真實答案。
關鍵詞:量子,空間,空間漩渦。
正文(針對《量子物理簡說》課有補充):
一、推導過程。
第一步,粒子海說源於對量子的定義,一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位,則這個物理量是量子化的,並把最小單位稱為量子。在這個定義中,“基本單位”的特性賦予了量子相對獨立、自成一體的屬性,而這種屬性充分符合粒子的特徵,如果量子不是一粒一粒的,量子份與份之間為什麼不會融合在一起,使能量傳遞變成連續的呢?於是,量子完全有可能是粒子。
第二步,量子與能量密不可分,它是能量的載體,根據愛因斯坦與普朗克的公式,能量與質量、速度、頻率相關,宇宙之中無處不運動,無時不運動,量子當然不會是靜止的,總是處在運動之中。量子運動在自成一體的前提下擁有質量、速度、頻率,那麼量子不但有可能是粒子,還有可能是實體粒子,而不僅僅是概念上或數學意義上的,否則量子不會表現出這麼多的實體性。普朗克常數有質量和體積的量度,這兩條足以坐實量子是實體粒子。
宇宙之中充滿了這種微小的實體粒子,可稱為粒子海,又因宇宙空間是量子化的,那麼粒子海即是空間,至此確立了空間粒子海假說。
第三步,假說確立後,首先要面對的,就是量子之間的空隙問題,略一推證,發現量子之間不會有空隙,因為隨著量子的運動,量子間的空隙(假如有的話)是隨機變化的,不可能正好保持在普朗克常數大小,能量傳遞經過量子的空隙時,普朗克常數失效,這將推翻整個量子理論。
其次,如果量子之間沒有空隙,那麼量子的形狀又是個問題了,它們若是立方體的堆積,則很難產生運動,它們若都是球狀體,又難免出現空隙,這樣一來,量子的形狀必然是可塑的、無定形的,可隨時隨地變化。
第四步,量子是實體粒子,當一個物體旋轉時,與物體表面接連的量子會不會跟著動呢?當然要動,否則慣性定律失效。又因為量子之間沒有空隙,相互錯落排列,再加上量子內外的吸斥力關係(詳見第九節推導),在物體表面獲得了速度的量子,將會拉動相鄰的量子,這樣,在物體轉動時,其周邊量子就會形成“粒子漩渦”,且因粒子海構成空間,粒子漩渦即是空間漩渦。
注:“空間漩渦”說可以稱為新以太說,與舊以太說最大的區別就在於:在慣性系中,當物體轉動時,是否認可物體周邊的空間也隨之轉動。確認轉動,就是新以太說,否認轉動,就是舊以太說。確立了參照系之後,物體周邊的空間或轉或不轉,只能二選一,不存在靜動二相性、疊加性,由於舊以太說早被否定,選擇舊以太毫無意義,甚至把空間看成虛空也不行,因為虛的、空的還有必要一份份算嗎?這是很滑稽的,而且份與份的間隔為什麼不空不虛?若是如此,虛空該是連續的才對。
因此,用排除法否掉各種可能之後,僅餘空間漩渦說一種了。
試驗驗證:由於空間漩渦的存在,太陽周邊的空間與太陽一起自轉,因此在地球上無法測得“空間風”(舊稱以太風),故邁克爾遜—莫雷試驗失敗,但是光以量子傳導,量子又可組成空間,那麼在慣性系中,當某片空間有一個速度V時,在該空間中傳導的光速必然受到V的影響,因提出“風洞光速”試驗(詳見第四節課),試驗若能成功,則粒子海說成立,如果粒子海說影響到了相對論,相應解釋參見本人有關論文。
二、有關情況說明:粒子海假說提出之後,還要面對後續問題,比如,量子在運動中,體積會不會出現變化?回答是量子的體積可以有變化。我們從熱脹冷縮現象中看到,同樣質量的物體,受熱膨脹,受冷收縮,在沒有質量增減的前提下,必然是量子的體積產生了變化。
對密封容器空間抽取量子,或是灌裝量子,都會引發量子體積的改變,但由於量子中的引斥力自平衡,量子將對外來的引斥力產生反作用力,以維持平衡,這就進入了經典力學的範疇,由於量子中的自平衡力大於強核力,量子不會被外力所破壞,原理參見《量子物理簡說》第九課中對量子結構的闡述。
當量子以團體凝聚的形式成為可見粒子時,可見粒子間的引斥關係以群平衡的方式來體現,如原子核吸引電子,吸引到足夠的電子時,引斥力達到平衡,則原子不顯電性,若是吸引太多或吸引不夠,原子則成為正負離子,顯示電性。
在宏觀上也是如此,銀河系中心若是黑洞的話,將產生強大的引力吸引周邊的空間及星體,當吸足一定的量之後,以群(星群)的方式達到了引斥力平衡,因此,在銀河系之外就不會受到中心黑洞的引力,否則宇宙中各星系強力相吸,將導致宇宙坍縮,與現實中的宇宙膨脹現象不符。
《量子物理簡說》第九課中,講到了量子內部正質、反質的純度問題,純度不同,直接影響到量子是散佈為空間粒子,還是凝聚為物理通常意義上的基本粒子,因此,在粒子海假說獲得證實之後,可以增加純度這一物理量,並設定純度係數,純度概念是很重要的,純度衰減將導致衰變和熵增。
三、粒子海說的應用
粒子海說主要用於排除物理理論中的非邏輯性解釋。(注:以下幾段不是論文正式內容)
比如波粒二相性這種自相矛盾的假說。眾所周知,波與粒傳導能量的方式截然不同,波的方式是傳遞,粒的方式是位移。設能量從A點傳到B點,如果是波方式,那麼量子會在A點不斷載入、解除安裝能量,承前啟後,讓能量一份份傳下去,直到B點;可如果是粒方式,在A點的量子載入能量後並不解除安裝,而是負載著能量向B點位移。
由於波粒二相性,一個量子既在A點倒騰能量,又扛著能量向B點跑?這就像一家快遞公司,一個員工既在倉庫中裝卸貨物,又在外面到處送快遞?難道有分身術嗎?若是使用了分身術,那在數學上怎麼算?各種物理量按2倍算,還是按1/2算?公式中1變2的轉換怎麼完成?
現在的物理理論,說光子的靜止質量為零,說光在真空中不需要介質,這是近乎詭辯的解釋。光子質量靜止是零,那光子運動起來質量不能是零了吧?從零到非零的質變,是如何用零的量變完成的?在黑體中開燈的一剎那,光子忽然就“無中生有”了?
說光在真空中不需要介質,可是光在真空中沒有衍、幹條紋嗎?條紋是介質的直接表現,也就是說,條紋=介質!沒有介質怎麼會有條紋?光子無中生有不說,還自己給自己當介質?就算辦了“自媒體”,第一個光子出現後,是向前跑呢,還是在原地等著“媒介”後面的夥伴們?退一步說,就當它們商量好了,先鋪光波路,再走光粒子,可是如果光源一閃即滅,光還走不遠了呢,為啥?鋪路的沒了唄。
面對這麼多理論矛盾,如果一個物理生多少懂些哲學思辨,估計是一邊答題一邊在肚裡罵街,只是不敢把肚裡罵的寫在卷子上罷了。
理論上一筆糊塗賬,先忍了,可遇到電子雙縫試驗,波粒矛盾現原形了吧?怎麼解釋一個電子忽然變成了波,同時走進雙縫?
粒子海說很好地解釋了這個問題,由於該假說將空間粒子化,空間中就有了粒子波,一個位移中的粒子不需要再化身為波,因為空間中有現成的波對粒子施加影響,粒子可以在波中前進,詳見《量子物理簡說》課第五節。
粒子海說的其他應用,如解釋不確定原理、暗物質暗能量、量子糾纏等,參見各節課程。
四、粒子海說的驗證
粒子海說是理論與實踐的結合,為驗證該假說,提出了各種試驗。
1、驗證空間粒子真實性試驗:
①太空半球試驗,用透明塑膠膜製成一個半球,半球開口處裝上密封圈,在太空環境中將半球與抽氣機組裝在一起並保持良好密封,開動抽氣機,半球會塌癟下去。
②太空之羽試驗,在太空環境中放置一片輕盈的羽毛,開動高速鼓風機向羽毛“吹氣”,在鼓風機不碰觸羽毛的情況下,羽毛將出現位移現象。
這兩個試驗若能成功,可充分證明了“真空”不空,太空也是由物質(通常稱為暗物質)構成的。
2、驗證空間漩渦的試驗:
風洞光速試驗,位於慣性系中,在風洞內放置一個光源,光在頂風傳導時會減速,在順風傳導時會加速,需要加減的速度為風速V。
3、驗證粒子波的試驗:
①水波小球雙縫試驗,在水池一邊豎起雙縫板和偵測屏,然後在水池另一邊製造波浪,使波浪透過雙縫後,在後面的偵測屏上顯示出干涉條紋。之後,向雙縫發射一些小球,檢視效果。小球要足夠小,可以用粉塵來代替小球,單個粉塵顆粒不會同時透過左右兩縫,但大量粉塵顆粒在偵測屏上的觸點,仍然會組成干涉條紋的痕跡。
②增波雙縫試驗:影響雙縫試驗中電子運動的波,初步判斷為電子槍在激發電子時所產生的電場波,為驗證這個推論,可在電子槍與雙縫板之間,增加釋放一個電磁波源,使之與電場波產生干擾,這就勢必影響到偵測屏上的干涉條紋,如果幹涉條紋發生變化,那就證明電子在未增加新波之前,是“坐著”電場波奔向雙縫的。
4、驗證運動與時間非相干試驗:
水平雙表試驗,水平雙表試驗,在山上沿水平方向打一個洞,找兩隻原子鐘,一隻放山洞裡,一隻放山洞外,讓兩隻鐘錶保持水平,經過一段時間,山洞內的鐘表走時快些。
人們可以不相信本文中的理論,但只要相信事實就行。從古到今,物理都是被事實踢著走的。不要過於信任自己的判斷,在事實面前,任何人只有兩個選擇:要麼沉默,要麼改詞。
五、粒子海說的意義:
粒子海說對物理學的最大貢獻,是對宇宙空間的真實化,避免了某些唯心思想對物質的虛幻化、無理化,很好地排除了現有理論中的非邏輯性思維,積極調和了理論物理中的矛盾,重新解讀了時間與空間,解析了物質運動的本質,完成了物理理性的迴歸,粒子海說簡明易懂,且將宇宙基本力還原為引斥二力,在大統一理論上邁出了實質性的一步。