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王为民时空量子化原理
[楼主] 作者:王为民  发表时间:2011/02/01 11:45
点击:510次

王为民时空量子化原理

王为民(四川南充龙门中学)

王为民时空量子化原理:
一、同一参照系的时钟向所有参照系不显示唯一且一致的时刻t,并且同一参照系的时钟向任意参照系显示的时刻不确定(测不准)。即我们找不到一个不作几率波动的两个时空坐标系(或参考系),也就是任何时空坐标系(参考系)都在随着微观粒子的不断产生和湮灭。时间是量子化的时间,由微观量子的"王为民波粒时空三象性"携带,一份一份地显示和传播。
时间和能量的不确定关系为
Δt·△E≥h/2
这里的时间类似著名物理学家李政道先生的"时间子"概念。
二、同一参照系的空间坐标向所有参照系不显示唯一且一致的空间位置x,并且同一参照系的空间位置向任意参照系显示的空间位置不确定(测不准)。即我们找不到一个不作几率波动的两个时空坐标系(或参考系),也就是任何时空坐标系(参考系)都在随着微观粒子的不断产生和湮灭。空间坐标是量子化的空间坐标,由微观量子的"王为民波粒时空三象性"携带,一份一份地显示和传播。
微观粒子携带的空间位置坐标和动量的不确定关系为
Δx·△P≥h/2
这里的空间就是我的与著名物理学家李政道先生的"时间子"概念对应的"空间子"概念。
不断产生和湮灭,以几率波形式存在的"波粒时空三象性"是建立一个不断产生和湮灭,以几率波形式变化的时空坐标系的基础,只有这样的坐标系才能描述"波粒时空三象性"。
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 [2楼]  作者:miaoyanzhi  发表时间: 2011/03/08 16:37 

你好,我也附上一篇:关于“时间量子化”的思考
摘要:本文通过思考光速不变原理、爱因斯坦的思想实验和普朗克公式,提出时间的不连续性,并重新认识相对论和量子理论,及频率、质量、引力之间的关系。从而质疑宇宙爆炸说。作者:苗延志
关键词:光速不变原理 时间的不连续性 频率 能量 质量非虚空间
由,普朗克公式:能量=h ×频率、爱因斯坦的质能公式:能量=质量×C2 , (式中h 为普朗克常数,c 为光速),适当选择数值“a”得下式:
a×h×频率=质量×c2 ------(1)
质量= ah/c2 ×频率 ------(2)
从上式(2)可见:
(一)在微观世界里,质量(粒子)不是无限可分的,质量只能是零或有限值。当质量为零时粒子的过程停止了,即时间停止了,所以时间是不连续的,它可能有最小值。
(二)质量大并不意味着空间范围(体积)大。
(三)因为频率自身隐含着时间和速度,所以质量与速度相关,然而这速度是相对于什么而言的?
(四)质量是一种脉动,然而无“弦”的脉动是不可想象的。
(五)最小能量值是否存在,所谓的“弦”是否应有自己的“固有频率”?
引力的本质是什么?首先肯定“力”这一概念,是人造的,引力亦然。那么我们为什么又要反问它是什么,并寻找引力的本质呢?从上式(2)的分析我们可以得出如下结论:
质量的本质是时间和空间。因为频率隐含了时间和空间,而引力又随质量大小变化,所以我们对引力的认识,应随对时间、空间的认识而变化。把第一页(2)式代入万有引力公式,便可以看出,引力和频率是同一种东西,只是用不同的单位来表示罢了。
寻找引力的本质涉及到:世界的本质——时间、空间。然而世界的本质是不可言说的。
在物理学中,质量的概念,如同几何学中直线和平面的概念一样,是心灵的构造。我们思考的所有问题,最后都要回到时间和空间上去,这是一种终极循环。
以下将从另一视角思考空间、时间、能量、质量、运动、及相对论与量子力学的关系。
本文试从分析光速不变原理及爱因斯坦的作加速运动的“箱子”(注l)的思想试验入手,提出运动和时间的新概念:物体的运动不是简单的位移,而是能量的转移,时间是不连续的,它和能量一样是间断的。我们将在这种新的物理观的基础上,重新认识相对论和量子理论。
所谓时间的不连续,就是时间的量子化概念。以下所说,相对论和量子力学理论的统一,是在思维理解上的统一,这统一的基础必须是时间的量子化。
当我们用不同颜色或凸凹不平的各种眼镜分别看某一物体时,会有不同的感觉,用牛顿的理论“看”空间,它是平直的,而用爱因斯坦的理论“看”空间则是弯曲的,自然的本质是不可言说的,关键看你用什么方式去观察它。
一、牛顿物理学
牛顿物理学是常识能接受的,物体在虚空中运动(位移), 对任意观察者速度都是可相加的。牛顿物理学的时间、空间是绝对的,运动是相对的,力是运动的原因。牛顿的理论前后是一致的。
二、关于光速不变原理
光速不变原理是相对论的前提之一,对相对论它的重要地位就象欧几里德几何学中的平行公设一样,然而它不象平行公设那么直观,那样容易被常识所能容纳。人们从来就不肯无条件的接受一个什么原理,但有的时候不接受我们就很难前进一步。对光速不变原理我就不愿意无条件的接受它,总觉得它背后还应该有些什么。我们先从牛顿物理学观作框架来分析这一原理。牛顿物理学告诉我们:空间是什么也不存在的虚空,它容纳着物体,运动乃是物体在虚空中的位移,时间是自然地流逝着。在这样的时空观中,光速不变原理,即光的速度与发光体的速度无关是不可能的,这是不证自明的道理。而且在牛顿物理学中,允许无限大速度,从逻辑上看牛顿物理学从前提到结论,前后是一致的。我在这里肯定的说,只要坚持牛顿的时空观即运动是虚空中质点的位移,那么光速不变这一原理从逻辑上考察,它是不成立的,然而光速与发光体的运动无关确实得到了实验的证实。任何一种理论都是人们强加给自然界的,当观察与理论不相符合时,我们就要创新理论,即改变我们看自然的方法,重新理解它。
我认为爱因斯坦在一个关键的问题上没有走出牛顿世界观的框架,事实上爱因斯坦对运动的定义与牛顿完全一致,即认为运动就是物体在虚空中的位移,这与他的相对论前提,即光速不变原理就不是一致的,是矛盾的。爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》一书中(第十五版说明中)说:“我想说明空间一时间未必能看作是可以脱离物质世界的真实客体而独立存在的东西,并不是物体存在于空间中,而是这些物体具有空间广延性,这样看来,关于一无所有的空间的概念就失去了意义”。请注意,“并不是物体存在于空间中”可是当爱因斯坦描述他的作加速运动的“箱子”的时候(同上书第20 节),这“箱子”就是在他选定的伽利略空间(虚空)中运动。所以我们可以看出爱因斯坦关于运动的概念与牛顿一样,是很容易被常识所接受的。这与他的上述哲学观点(即第十五版说明)是不一致的。
以上所述的结论是:光速不变原理与通常的(牛顿的)运动概念是相悖的,解决这一矛盾的关键不是抛弃光速不变原理,而是要改变物体运动的概念(关于这一点以下还要说明)。
三、爱因斯坦的“箱子”(注2)
爱因斯坦有个著名的思想实验,即,在一选定的伽利略空间中作匀加速运动的“箱子”的实验(见同上书第20 页)。他的这一实验是这样的(照他的原则我简略的重述一下): 在一事先选定的伽利略空间内有两个箱子A 和B ,先是静止的,后其中一个A 作匀加速运动,这时A 中的观察者感觉自己在一个引力场中,而B 中的观察者无这一感觉。当爱因斯坦描述自已的这一思想实验的过程时,使读者感觉很合理,也很自然,然而依我看是大有问题的。运动是相对的,箱子A 相对箱子B 作匀加速运动,但是从A 观察B ,这时B 也相对A 作匀加速运动,那么为什么观察者B 没有自己在一个引力场中的感觉呢?也就是说箱子A 上有引力效应,而箱子B 上没有引力效应,这显然不符合所有参考系平等的原则。如果爱因斯坦的这一实验对于自然界是真实的,那么绝对参考系,即最优越参考系是应该存在的,否则他的这一思想实验就很难成立。
爱因斯坦的另一个思想实验中,也隐含着绝对参考系的存在。“在一个作加速运动的箱子里,通过墙上的一个洞射进来的光会以弧形向下弯曲,而在对面墙上低一些的一个洞里出去。理由是:即使在这束光线从箱子的这面墙照到那面墙的时间里,箱子也在运动。但是箱子里那个只感到自己的脚紧紧踏在地板上(这是由于加速度的原故)的人,却以为使光线弯曲的是引力”。(注3) 这个实验说明了引力会使光线弯曲。在这里我们要问:箱子相对什么作加速运动?
如果空气没有流动,温度和密度都不变,那么声音的传播速度是不变的。设一定频率的声音在空中传播着,那么随着人运动的速度和方向的不同,将听到不同频率的声音。这里人的运动是相对于空气的。这和上述箱子和光线的关系可作类比。
四、时间的不连续性与光速不变原理
前面已经说过,无论是光速不变原理,还是爱因斯坦的“箱子”的叙述,都陷入了逻辑矛盾。不是爱因斯坦的“相对论”不正确,而是旧有的时空观与这一伟大的理论不一致。光速与发光体的运动速度无关,及“箱子”A 中的引力效应,给我们的启示是:运动是绝对的,虚空不空,真空是有结构的。
我们都知道电视机,电视画面是动的,这种动是能量的转移或者说是能量的位移。荧光屏上的每一个点都是不动的,画面上的物体的运动实际上是荧光点忽明忽暗的原故。现在我想构造一个类似电视荧光屏的空间结构,这一空间应是三维的,而不是二维平面。让整个宇宙都充满“荧光粉”, 这构成一体的“荧光粉”就是我设想的最佳参考系(在这里要避免误解:不是无数点状物构成了空间,“荧光粉”在这里只是一种比喻),我所设想的空间结构决不是人们通常所理解的“点状世界”,即所谓质点加虚空。我构造的空间就称它为“非虚空间”,在这样的空间中,光和能量的传递速度都规定为恒值。所谓质点(质量)只是能量在空间中的规定位置上的特殊表现,就好象均匀分布的但又有导线相连接的“电灯泡”一样,“灯泡”就是能量的特殊表现位置,即质量形成之地(这里的“灯泡”和上面提到的“荧光粉”是一样的,都是一种比喻)。
概括一下我构成的空间,它是纵横交错的网络,每个交点处是所谓物质的质量生成处(这交点就是上面比喻的灯泡,网络则是导线),光和能量可沿网络恒速(光速)运动。所谓物体的运动乃是构成物体的“微观质点”在网络交点上依次被“点燃”的过程。也就是说物体运动是能量在“非虚空间”上的位移,就象一大串灯泡依次被“点燃”一样,看上去是一个灯泡在运动,只有被点燃的时候质量才显现出来,所谓物体就是无数这样被“点燃”的质点所组合的。至此新的运动概念已经形成了,运动不是质点在虚空中的位移,而是质点在“非虚空间”网络交点上依次形成的过程,质点在A 处形成后,再到下次的B 处形成,这时在A 、B 之间时间中断了,质点在A 和B 处停留的时间长,我们说它的运动速度小,停留的时间短,我们说质点的运动速度大。以下根据新的物体运动定义及时间的不连续性来分析光速不变原理。
根据以上所述,我们和我们赖以生存的地球,都是无数微观“质点”所组成的。地球在“非虚空间”中好比一个被点燃的“灯泡”,它的运动就象一大串灯泡依次被点燃似的。光速对“非虚空间”的速度不变,而每当我们的地球被“点燃”时,我们才有可能测量光速,所以很明显,无论我们地球运动的速度如何,我们测得的光速是不变的,因为我们被“点燃”的每一瞬间,相对于“非虚空间”框架都是静止的,这样光速不变原理就得到了圆满的解释。运动的时钟走的慢也是自然的,因为钟运动时从A 到B 中间时间停止了。
五、“非虚空间”与相对论
1 、关于光速不变原理
前面已经说过:在一无所有的纯虚空中,光(场)的速度与发光体的运动速度无关,这在我们固有的逻辑框架中是不成立的。
2 、关于惯性质量与引力质量等效原理
爱因斯坦的“箱子”只有对“非虚空间”作匀加速运动,它内部的观察者,才能有在一引力场中的感觉,射进箱子里的光线才会弯曲,这是一种对“非虚空间”作匀加速运动的一种效应。爱因斯坦设想的那一“生物”(见同上书第20 节)应固定在“非虚空间”框架上……。(注4)
3 、关于相对性原理
建立“非虚空间”结构后它与相对性原理并无相互抵触之处,对任一观察者(坐标)自然定律都是一样的,而且还可以避免“箱子”A 、B 都应有引力效应的逻辑矛盾。现在我们可以看出,上述三条原理是相对论的基础,如果不把这三条原理建立在“非虚空间”上,进一步探究就会出现逻辑矛盾。
六、“非虚空间”与量子理论
1 、量子理论及“超态通道”
牛顿物理学的世界模型是:空间加质点。持这种观点的人,对近代量子理论就难于理解,比如对“微观粒子不能同时存在有精确的位置和动量”的理解上,就很难说清楚。(注5) 如果我们用“非虚空间”这一新的框架去解释就容易了。在“非虚空间”的框架内,一个电子占据着网络上若干个结,电子静止时就象蜡烛的火焰一样,在原地晃动,一个电子当我们测得了其确定位置的瞬间,它对“非虚空间”是相对静止的,此时无动量而言,因为这时只有瞬间质量而无速度。在“非虚空间”的概念中,谈论位置和速度的同时值是没有意义的,位置和速度的同时值是牛顿物理学的概念,这就好象是三维空间和二维空间在描述事物时的不同一样。电子的速度是在牛顿物理学意义上定义的,所以量子理论是微观“非虚空间”的本质,在牛顿物理学上的投影,就是所谓的微观世界的宏观语言。微观粒子的波粒二相性就是这种投影。
在“非虚空间”中,物质的本质是能量,所谓质量是能量在特殊位置上的显现。当电子离开网络的结时,它进入了空间的“超态通道”,这时电子以能量的形式存在着,但它的质量消失了,这种消失是经典意义上的。
电子无论是运动还是静止(原地晃动),都不会象我们宏观想象的那样是一个质点。严格的说它的质量是不确定的,有时大有时小。电子的速度越大,它在空间网络上越集中,它被测得的质量就越大,相反电子的速度小,它在网络上的范围就越大,而且它本身又不是同时占据着,它所能占据的所有网络的结,这时它被测得的质量就小(运动的尺子缩短,运动物体质量增大)。(注6)电子速度的增加,是吸收了能量,即频率高了,频率高意味着空间范围小质量增加(见第一页(2)式)。运动本身就是能量,所以速度可以产生质量。超光速可能被“非虚空间”吸收而产生质量。“非虚空间”是“自动调节器”。
2、量子理论的非定域性——神秘的超距作用
根据量子理论,把两个曾经发生过相互作用的粒子A 和B 分开很远的距离后,测量A 粒子的自旋方向同时也就知道了B 粒子的自旋方向。对位置和速度的测量也是如此。这就是科学家们难理解和不愿接受的神秘的超距作用。(注7)(注8)(注9)
以下,按“非虚空间”的立场讨论这个问题,对于在技术上能否做到就先不去理睬它。
使氢分子的两个原子,在同一时刻进入“超态通道”即,使其质量消失,这时原子自身的过程停止了,而两原子分开相当一段距离后(这时原子以能量的形式存在),使其再进入网络的结,这时原子自身的过程又开始了,而且是继两原子进入“超态通道”时刻的状态,也就是说当两原子进入“超态通道”后,时钟就停止了,再度复原后时钟又继续运转,此时测量粒子A 的自旋方向肯定和进入“超态通道”时刻的A 粒子自旋方向相一致,因为进入和复原的瞬间,对粒子的过程来说是同时的。
两个相距很远,但状态完全一样的粒子,在“非虚空间’, 中的变化过程应该是一样的,也就是说,甲乙两处的两个粒子,如果在时间t 的状态完全一致,那么到t1时刻的状态还应该是一致的,这就是理想的,同样粒子在纯同等条件下的变化情况(例如:伽利略的自由落体运动公式,就是一种理想的状态描述)。
说到此,我们对量子理论的非定域性还有什么不可理解的呢?氢分子的两个原子在分开的瞬间,自旋方向是相反的,所以按理想状态变化的情况来说,同样状态粒子在时间上的变化是一致的,所以两个自旋方向相反的粒子的自旋方向在任何时刻将永远相反,所谓的神秘的超距作用就不复存在了(以上是把时空放大了的形象化叙述)。
七、概念循环
亚里士多德有“海绵状结构”空间。(注10)牛顿的空间是绝对“虚空”。后来到麦科斯韦确信的是“以太空间”。爱因斯坦否定了以太学说,似乎又回到了牛顿空间(他的“箱子”就在虚空中运动)。“非虚空间”结构虽然还很模糊抽象,但它肯定了空间不是虚空而是实的,不是经典意义上的实有结构的,这似乎又回到了亚里士多德的空间概念上去了。然而在“非虚空间”的概念中,相对论和量子理论得到了统一的理解。
八、最后的思考
1、人类只能体验三维空间及时间的自然流逝,换句话说,我们对自然的描述语言,只能是以经典的,即牛顿的时空观为基础。相对论和量子力学我们根本无法体验,甚至无法理解。例如:谁能亲身体验四维时空(指相对论),谁能理解某粒子的位置和动量不能同时存在,及既是粒子又是波的东西。
然而相对论及量子力学的被实验证实,说明了一个重要的事实:它们都能同我们人类能体验的,牛顿的理论相沟通。我的“非虚空间”是三维的,时间是空间的属性,时间应是空间和能量的函数。
我们面对无法理解的问题,只能提出新概念,创造新模型去说明它,解决它,这正是我的目的。对于“非虚空间”理论来说,现只迈出了一小步,即提出了一个模糊轮廓,距离它的成功还很遥远。诚然,一个理论要有实验基础,然而我以为时间的量子化概念,已经得到了相对论和量子理论的证实,而且相对论和量子理论在此能得到思维理解上的统一。
2、对空间、时间、运动、物质、能量、力等范畴的认识应创新,从另一个起点开始。到目前为止还有人认为,物质是实体,是微粒构成的,物质微粒是无限可分的,这是人类生活的简单体验,无限没有意义。既是微粒,又无限可分,这里就已经隐含了逻辑矛盾,最后将否定物质的存在,因为,按微分原理,无限小应作为零处理,又怎么能构成有限量呢。通常人们理解的物质微粒并不存在,世界的本源是能量。空间是能量的载体,它有结构,它是待拨动的“弦”。能量所在之处,就是我们感觉到的物质存在之地,从这个意义上我们可以说,以前我们认识的世界并不存在。时间从属于空间和能量。物质、运动等概念只是空间和能量的显现;自身的显现—人脑,我们应该放弃虚空加质点的世界观。
时间可能有最小值,这是由空间特性决定的(时间是空间和能量的函数)。空间、能量、时间、物质、运动是同一的。时间就象心脏跳动似的,是间断的,不是连续的。电视机荧光屏上的图象,是人眼睛的错误感觉,实际荧光屏上没有图象,只有一个亮点,同样道理,人类看到的世界并不存在,未来人类将看到更新的世界景象。我们在地球上只能看到太阳绕着地球转,托勒密的地心说没有错。哥白尼革命建立起的日心说,是新世界。未来还会有什么学说,什么样的新世界呢?肯定会有,然而什么都不存在;虚空加质点的世界观要打破。正反粒子对撞后湮灭,说明了世界的根本是能量。
3、从式(2)知,光是有质量的,所以经过恒星附近的光线,会变曲。
因为光速不变,所以某一发光恒星远离地球时,我们观察它的光谱线要红移,反之紫移,这符合我们的逻辑:以能量的变化来保持光速的恒值。
宇宙爆炸说质疑:恒星光谱线红移是能量的损失?还是恒星的退行?为什么越远退行的越快?爆炸要有中心,宇宙的中心在哪里?


【 参考文献】
(注1)参见A 爱因斯坦《狭义与广义相对论浅说》上海科学技术出版社一九六四年八月第一版,一九七九年四月第三次印刷。
(注2)同(注1)。
(注3)《美刊专稿〈重新发现爱因斯坦〉》载《参考消息》一九七九年三月十六日。
(注4)同(注1)第58 页。
(注5)何祚庥《评〈量子力学的“性质观”和“实在观”〉》,载《哲学研究》一九九O年第二期。
(注6)同(注1)。
(注7)罗嘉昌《 爱因斯坦定域性破坏的哲学意义》载《自然辩证法通讯》 一九八一年第三期。
(注8)董光壁《定域隐变量理论及其实验检验的历史和哲学的讨论》 载《 自然辨证法通讯》 一九八四年第二期。
(注9)【英】B • 海莱著,杨永竹译《物理学中神秘的相互作用》 载《自然科学哲学问题丛刊》 一九八四年第一期。
(注10)美T.S.库恩著,纪树立译《科学革命是什么?》载《 自然科学哲学问题》 一九八九年第一期。

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