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对物理学的新认识 ---非线性希格斯粒子数学讨论（7） 王德奎1 刘辉2 （1、四川绵阳日报社，621000 ； 2、绵阳高等职业技术学院，621000 ） 【摘要】 本文对几大物理学理论给出了统一的认识，运用泰勒桶、里奇张量、弦论对宇宙总质量做出了解释。 【关键词】牛学 麦学 爱学 薛学 盖学 泰勒桶 里奇张量 弦学
把牛顿力学称为"牛学"；把麦克斯韦电磁理论称为"麦学"；把爱因斯坦的相对论称为"爱学"；把量子力学的薛定谔波函数方程称为"薛学"。而且还可延伸把1948年盖莫夫支持勒梅特1927年从独立推导出的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克方程，得出宇宙是从一个初级原子爆炸而来的观点，而预测宇宙有微波背景辐射的存在，否定流行的稳恒态宇宙论，完善和第一个建立的宇宙热大爆炸论，称为"盖学"。 宏观中的不动与可动，把生物分成植物和动物。宏观中的平移与转动把物理学分成"牛学"和"麦学"。我们说，只有彭罗斯阐述的"爱学"，才实际部分统一和规范了"牛学"和"麦学"。这是卡鲁扎和克林的五维引力方程已能证明的事实，而"薛学"的量子波函数方程又进一步统一和规范了"牛学"、"麦学"和"爱学"。出现"盖学"，正是牛学、麦学、爱学和薛学的应用。 "爱学"用时空弯曲解释引力，实际还是站在"牛学"韦尔张量的立场上的一类科普解释，难以说明相对论的"超距"与"不确定性"隐形传输类似隧道效应和EPR效应的超光速性质。"薛学"的量子波函数方程结合"牛学"和"麦学"，实际薛定谔写波函数方程，也还是从"牛学" 的立场出发的。牛顿力学虽然包括了平移与圆周运动，而且牛顿本人也发明了微积分数学，但牛顿力学的数学方程仍然还是处在韦尔张量的角度描述的。例如牛顿的引力方程就是典型的韦尔张量数学，而在初高中和部分大学的物理学教材中，描述圆周运动有关的数学方程，也是类似典型的韦尔张量数学。薛定谔把他的波函数方程解释为"波包"图像，正如爱因斯坦把他的引力方程只解释为"时空弯曲"图像一样，缺乏射影物理的眼光。因为膜面受压似的时空弯曲只能等价于韦尔张量；该张量对应拉格朗日形式的数学。圆周运动的里奇张量对应彭罗斯的"扭量球"，类似麦克斯韦电磁波的发射源。麦克斯韦的电磁波圈套圈似的起伏波动的单链式传播包含的里奇张量玄机，实际对应哈密顿形式的数学。电磁波传播的多对单链有的编码成为类似正弦-戈登方程描述的"孤子链"，这在我国已有庞小峰教授的非线性量子力学的孤波方程在阐述。 即"麦学"、"爱学"和"薛学"数学方程的实际图像，类似彭罗斯式的"扭量球"发散着庞小峰非线性量子力学式的"孤子链"。但这仍难解释相对论与量子论结合结构域中，量子纠缠隐形传输的隧道效应和EPR效应。原因类似陈绍光教授的的量子旋进论就是一面镜子。 陈绍光从否定之否定律的灵感，把平移与圆周运动的结合结构域看成螺旋形上升的旋进图像，提出存在组成统一的不可分割的五维的时间-空间-旋间的原始基本形态，及全宇宙的波-粒二重性矛盾对立面各自的量的总和是守恒的；宇宙中任一孤立系统或封闭系统，其粒子性或波动性强度的总和也是一个守恒量，并且他在方程中也引进虚数相性因子，这是他英明和正确的一面。 但陈绍光在细节的五维和"旋间"上，没有分清圆周运动的环圈与球体自旋有相似也有不同。这与牛学、麦学、爱学、薛学和盖学相似。邱嘉文先生做的"三旋动画集"的视频，可直观地证明和区分这一点。正是环面自旋的多态性，球面不可比，才成为量子色动力学的基础。而第五维可以是环圈客体，而不是球面，20世纪初卡鲁扎和克林用五维统一麦学和爱学，就已经提出。 两年前邱嘉文就做出三旋动画视频。从三旋动画视频出发，不仅可以理解三旋的定义，而且可以使人能联想到"泰勒桶"。这是源于国外早就对"泰勒涡"的研究。泰勒涡从泰勒桶、泰勒涡柱还可变形为"泰勒球"。这些前置冠名的"泰勒"，是因该"涡"结合泰勒级数展开法，可推导出了新的壁涡公式，使得涡量流函数法能够更方便、更准确的用于微尺度下二维不可压缩气体滑移流动的计算。当然形象直观的"泰勒桶"，是指两个水桶套在一起，两桶之间充满流体，一个桶转一个桶不转。但如果说只有内筒转速，大于外筒转速时，才能有泰勒桶现象；外筒转速大于内筒转速时，不会形成泰勒桶现象，这也不确切。这只能说明其中的流体需要"搅拌"。 桶的高度大于桶的半径很多的泰勒桶，称为"泰勒涡柱"；外表看像一根圆柱。这种同心圆柱旋转套筒内的环隙纵截面上，有类似泰勒涡的涡存在，可导致压力在径向和轴向都有波动。这里径向压力的波动正是里奇张量效应，而轴向压力的波动，如果还能产生传播移动现象，情况要复杂一些，因为它的传动既含有有韦尔张量作用的效应，也含有里奇张量作用的效应。如果把这种"泰勒涡柱"流动称为"里奇流"，可联想全封闭的"泰勒球"。该球是指两个球套在一起，两球之间充满流体，一个球转一个球不转的情况。如果是单独的球形全封闭，不可能有"里奇流"。 但即使泰勒桶的"里奇流"，也需人工制造。例如在气液搅拌式反应器上，安装了一种特殊的气体分布器，通过搅拌产生离心场，从而诱导生成泰勒涡柱，使大量进入反应器的空气气泡，能保持在泰勒涡柱的内部。从前面知道，麦克斯韦总结出里奇张量和里奇流的结合结构域，预言了虚位移电荷式的电磁波，结果引导人类制造了各种各样的无线电设备。这正是泰勒球与虚位移泰勒桶组装的机器，那么人类的工程应用仅只停留在无线电设备上吗？不！远远不止。 陈绍光教授的量子旋进论，就类似两个桶之间，能形成螺旋环流上升的的泰勒桶图像。螺旋进动是他能想到的泰勒桶的两个桶之间的流体，而年纪和陈绍光教授差不多的王守义先生，是研究类似"泰勒球"湍流涡的，他也只把两球之间流体的运动综合称为"球绕流"。我们补充称为" 绕流球"，而且再次看到很多人对"旋"和"转"不加区别。也许他们没有读过《三旋理论初探》一书，对书中大量的数学描述不清楚。所以有人把泰勒桶说成由于两个桶之间，能形成的螺旋环流层状，定义为一旋；成层流单圈状，定义为二旋；成层流蛇圈状，定义为三旋。 但从严格的数学自旋定义看，"泰勒桶"、"泰勒球"和" 绕流球"不是完整的理想的自旋。其实把泰勒桶说成的一旋环层旋可称"层转"；二旋层圈旋可称"圈转"；三旋蛇圈旋可称"蛇转"。而且不影响把它们联系的"泰勒桶"、"泰勒球"和" 绕流球"，推广运用到气象学、航天航空学、电机学里面去。例如地球的大气层，就夹在地面和太空之间。 而且人工加自然的工程领域，应用里奇张量和里奇流的结合结构域的例子，其实很早，也很多。例如在电机学中，一是电动机和发电机的转子及其上面的绕组线路制作，可近似联系"泰勒桶"、"泰勒球"和" 绕流球""球绕流"；二是转子和定子的绕组线路中的电流或感生电流，与磁场磁力线或感生磁力线之间的缠结，也可近似联系其"层转"、"圈转"和"蛇转"的图像。又如，用电缆和光钎作信息传输制造的各种各样设备。因为从自然界中光谱联系光子能级的跃迁，光谱线流类似里奇流；能激发光子能级跃迁的"源"，类似里奇张量效应。光谱是环量子三旋的自旋排列组合的变化，由能级跃迁体现出来的。即环量子三旋类似扭量球、泰勒球、绕流球。 这跟今天研制出的用光的颜色编码的光纤通讯很类似。这种"颜色调制"的原理是：调制器采用一个棱镜把普通白光分成七种颜色，投向枢轴上固定的反射镜；而枢轴的转动角度是受打出的电话信号编码控制的，因此连着枢轴反射镜反射的颜色变化，是同打出的电话信息一致的。这种操作，是与三旋扭量球、泰勒球、绕流球类似的里奇张量作用效应。而不同颜色的光，经过一个透镜聚焦进入光纤中，类似里奇流作用效应。而接收机将这些颜色的组合经过解码机解码，复现出话的声音，让接电话人收听，其操作原理是刚相反的里奇张量和里奇流的结合结构域效应。 我们看重"泰勒桶"，是想把它引进到21世纪量子弦学的研究。在我们出版的《求衡论》一书中，根据庞加莱猜想的变换和共形变换，如果把真空和时空的整体规范变换，产生的"开弦"和"闭弦"对应的球与环，称为第一类规范变换。那么庞加莱猜想定域规范变换，"开弦"产生的"杆线弦"及"试管弦"，"闭弦"产生的"管线弦"及"套管弦"，就称为第二类规范变换。 说"套管弦"类似"泰勒桶"、"泰勒涡柱"的形态结构，是因闭弦环面一端内外两处边，沿封闭线不是向自身内部而是分别向外部一个方向的定域对称扩散，变成类似"试管弦"管中还有一根套着的管子。此管子可以两端相通，但如试管弦也有极性。杆线弦和管线弦则没有极性。四种弦的直径也可以在普朗克尺度的数量级范围，而且也可以使它的整个长度与直径比类似一根纤维。1992年有科学家将编织概念引入圈量子引力。表示编织的这些态，在微观很小尺度上具有聚合物的类似结构。从"开弦"和"闭弦"引出的"杆线弦"及"试管弦"、"管线弦"及"套管弦"作纤维看，是能够编织成诸环构成一个3维网络，或者作成布一样的编织态的。所以无论是宇宙弦还是量子弦，它们无处不在，类似电子云、负电子海、夸克海、海夸克、色荷云，成为21世纪的新以太论。 现代宇宙学认为，宇宙总质量(100%)≌重子和轻子(4.4%)+热暗物质(≤2%)+冷暗物质(≈20%)+暗能量(73%)。即整个宇宙中物质占27%左右，暗能量占73%左右。而在这27%的物质中，暗物质占22%，重子和轻子物质占4.4%。吴岳良院士说：理解暗物质和暗能量问题需要发展和建立新的理论。2009年，科技部批准"暗物质、暗能量的理论研究和实验预研"项目。目前，我国科学家对暗物质和暗能量的研究，无论在理论模型和方法，还是实验探测和技术方面都已迈出了重要的一步。吴院士指的是我国科学殿堂内的情况。2002年9月5日中国科协年会在成都召开，9月6日《四川日报》长篇报道我国科学殿堂外的三旋研究，类此的探索早在我国"家庭科学院"进行。因为如以上泰勒桶、里奇流以及弦论第二类规范变换等数学，加上以前知识和研究的积累，我们可以更准确、精细地全面来研究弦论与基本粒子及其超伴子、暗物质、暗能量等的统一。 "泰勒桶"说明物质和能量类似是由三个部分构成的：桶、流体、搅拌棒。因流体要装桶或要流动，以杆线弦及试管弦、管线弦及套管弦等4种结构对应，杆线弦是全封闭。只有试管弦、管线弦及套管弦等3种符合，占75%。可射影约73%的暗能量。剩下25%的杆线弦，如果射影约27%的物质，说明杆线弦射影的是搅拌棒和流体。这使弦论和暗能量、暗物质及显物质有了联系。 因为这和以黎曼切口轨形拓扑的25种卡-丘空间模型，编码对应的25种基本粒子也不矛盾了。道理是这25种轨形拓扑是全封闭的，只可射影基本粒子的"超伴子"或场粒子。同时轨形拓扑的"超伴子"也可射影流体，是装入泰勒桶的，这让各类基本粒子，与其超伴子，既能分开，又是合而为一，也解答了欧洲对撞实验为什么找不到超伴子。而基本粒子作为显物质，还需要配上适当的搅拌棒才完善，所以用搅拌棒来筛选占约27%物质中的显物质和暗物质成为可能。 因为只用杆线弦射影搅拌棒，会有争议，即试管弦、管线弦及套管弦也可参与其竞争。所以4种参选每种只占约6.8%，这是接近占4.4%的重子和轻子物质的上限。说明宇宙要造的显物质，其精密度、准确度、精确度都达到三高才能胜出。那么桶与搅拌棒的配合，有多少种组合呢？那种组合才是合格的呢？以里奇张量和里奇流的结合结构域要求的计算表明，只有套管弦配杆线弦的结合结构域合格，才能射影占4.4%的重子和轻子物质。因为泰勒桶指的是能形成泰勒涡柱。涡柱代表的圈套圈，既可对应"麦学"的电磁波链，又可对应"薛学"的波函数线性与非线性的孤波链。套管弦的中空部分，正对应波圈中空的"缩并"。 而其他能作容器的只有试管弦，再各配杆线弦、试管弦、管线弦及套管弦作搅拌棒的组合，被淘汰原因除上说的还有如：大试管弦中配小试管弦，类似大桶中放小桶，有类似液体浮力对小桶排斥一样，是不稳定结构，使它们的得分大打折扣。其次试管弦中配套管弦也类似。反过来看套管弦的环隙中，配试管弦或管线弦，或套管弦的组合，被淘汰，还有环隙本身尺寸就小，作为搅拌棒不能比杆线弦做得更小，因此容易卡壳，使它们的得分大打折扣。实际以上细分的组合共是8种，每种入选也只占约3.4%，这是接近占4.4%的重子和轻子物质的下限。如果放宽条件，只对试管弦配试管弦、套管弦配套管弦这两种同类的组合，以违反类似泡利不相容原理为由作淘汰，就只有6种，每种入选只占约4.5%；与占4.4%的重子和轻子物质的误差只0.1%。 弦论和暗能量、暗物质、显物质及其超伴子或场粒子能统一起来，但还没有说明如何解决"牛学"、"爱学"和"薛学"中的"超距作用"难题。也许有人说，量子场论已经解决"牛学"的超距作用难题，即"爱学"的引力场是引力波，引力波可以是引力子，引力子可以是量子弦和宇宙弦式的泰勒涡柱里奇流。但这只能说明"爱学"引力方程中的韦尔张量的超距引力潮汐畸变作用，这种引力传输已测量是光速。但"爱学"引力方程中物体圆周对称点，其里奇张量的对称超距作用，引力传输除了属于光速的部分外，其里奇张量、黎曼张量的缩并产生"缩并力"，还有引力隐形传输的超光速部分。我们称为"里奇辐射"，可以和"霍金辐射"相比。 参考文献 [1] 陈绍光，引力起源与引力红移，四川科学技术出版社，2004年3月：
[3] 刘月生、王德奎等，"信息范型与观控相对界"研究专集，河池学院学报2008年增 刊第一期，2008年5月。 [4] 王德奎，三旋理论初探， 四川科学技术出版社， 2002年5月； [5] 孔少峰、王德奎，求衡论---庞加莱猜想应用， 四川科学技术出版社， 2007年9月； [6] 王德奎，解读《时间简史》，天津古籍出版社 ，2003年9月。 [7] 陈绍光，相对论与牛顿力学能混合应用吗?--兼与季灏先生商榷，中国科技纵横，2011年 第 1-2期； [8] 季灝，加速器输出粒子的能量和轨道异常现象的实验分析--兼答陈绍光教授，前沿科学， 2011年第3期。 （该文已发表在《绵阳职业技术学院学报》2002年第2期上） |