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引力场的量子力学方程组
王为民 人类一直在为引力场不能量子化而痛苦，不能把广义相对论和量子力学结合起来而烦恼。我深深地理解物理学家所面对的困难和挑战。为此，我提出以我自己名字命名的王为民引力场量子力学方程组，把广义相对论和量子力学结合起来。 经过我的研究发现，爱因斯坦引力场虽然使用的是张量方程，但是，他的时空间隔表达式，利用的是流形上的余切空间，而量子力学的克莱茵—戈登方程和狄拉克方程利用的却是流形上切空间，它们是一对对偶空间。在两个不同的空间里写出的方程是不一致的，为此，笔者把它们统一起来，写成王为民的引力场量子力学方程组： Rμν-1/2gμνR-Λgμν=-kTμν （爱因斯坦引力场方程） gμνәμәνΨ-ә²sΨ=0 （度规波动二次方程与克莱茵—戈登方程对应） ә²sΨ=m²Ψ (质量平方的本征方程) γμәμΨ+әsΨ=0 （度规波动一次方程与狄拉克方程对应） әsΨ= mΨ (质量的本征方程) 其中，Rμν是里契张量，Tμν是能量动量张量，gμν是度规张量，Λgμν叫做宇宙项，Λ叫做宇宙学常数；Ψ是波函数，m是粒子的质量，әμ是时空导数，әs是对时空间隔的导数，γμ是矩阵。 这个方程组的特点是把爱因斯坦方程吸收过来，将流形上的时空间隔的余切空间协变张量形式与量子力学中的流形上的切空间逆变张量形式进行同构对应，利用爱因斯坦张量方程把广义相对论和量子力学统一起来。 这个方法必须引进质量平方的本征方程和质量的本征方程，才能与量子力学形成完全的同构对应，这样就非常自然地把引力场方程进行了量子化。同时，当宇宙是平坦的黎曼空间的时候，即度规张量取常数 gμν=+1或-1 ，当μ=ν时； 或 gμν=0 ，当μ≠ν时。 度规波动二次方程自然地回到克莱茵—戈登方程形式， әμәμΨ- m²Ψ=0 度规波动一次方程自然地回到狄拉克方程形式， γμәμΨ+ mΨ=0 假如粒子的质量m为零，有gμνәμәνΨ=0（描述光子运动）和γμәμΨ=0（描述无质量的中微子运动）与广义相对论时空间隔ds=0描述光子和无质量的中微子运动情况完全一致，这也说明了我的这组方程存在内在的合理性。 我的这组方程的物理意义只有在宇宙风（中微子流等暗物质和暗能量风）的意义下才有明确的物理意义。 我认为时空的弯曲，是宇宙风作用的结果。 宇宙是物质的，物质是运动的，物质的运动是要相互碰撞、吸收和发射的，物质的相互碰撞、吸收和发射是必然要造成物质的能量和动量改变的，物质的能量和动量的改变必然要产生出力的相互作用，异种时空奇点因为相互吸引而合并，同种时空奇点因为相互排斥而分离。 由于宇宙物质数量巨大，它们形成了数量巨大的，各种类型的宏观宇宙天体，又同时形成了数量惊人的微观物质。宇宙风的出现，勾通了它们之间的相互联系。宇宙风不仅使物质产生波粒二象性（布朗运动），决定物质质量、能量和电荷、色荷的起源，同时因为物质对宇宙风的屏蔽而形成强相互作用力和弱相互作用力，同时也因为物质对宇宙风的屏蔽而形成万有引力与万有斥力。 两个物体之间的外侧受到宇宙风的碰撞作用而相互吸引，形成万有引力；两个物体内侧受到宇宙风的碰撞作用而相互排斥，形成万有斥力。万有引力使苹果落地而不飞到天上，万有斥力推使宇宙的加速膨胀。 物质对宇宙风的吸收和发射及其变化形成电磁力。导致同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。但是，电荷的运动可以产生磁场，通过磁场而相互作用，效果上就是同向运动的同种电荷相互吸引，反向运动的同种电荷相互排斥。 物质的质量与能量是物质对宇宙风碰撞次数的量度，而物质的电荷与色荷是物质对宇宙风的吸收和发射能力的量度。 由于在宇宙的边缘各向异性非常突出，宇宙风的强度最大程度地减弱，物质的四种相互作用的力的大小也明显减弱，这造成在宇宙的边缘物质的分子、原子以及强子的结构等大量解体、死亡，时空奇点逐渐消亡，宇宙边缘的时空弯曲减小而逐渐变得平坦。 任何物体在宇宙中运动，都会“感觉”到自己周围存在宇宙风，由于在宇宙内部，光速是极限速度，也是宇宙风的速度，所以，引力的传播速度是光速。在物体前后、左右、上下“均匀”受宇宙风作用的时候，物体保持惯性运动。当物体周围宇宙风大小不同时，就要做非惯性运动，表现出力的作用，这种非惯性运动被爱因斯坦叫做时空弯曲引起，而我认为是宇宙风引起的。我的宇宙风理论比较直观，容易被人理解，而爱因斯坦的时空弯曲虽然抽象，但容易进行数学描述，就其本质应该是一回事。宇宙风不仅可以解释时空的弯曲，还能解释微观粒子在宇宙风的碰撞下产生波粒二象性（布朗运动），所以，又容易与量子力学相结合，写出微观粒子的量子力学运动方程。可见，宇宙风是相对论和量子力学进行描述的物理背景，没有这个背景的存在，也就没有物质运动的相对论与量子力学规律的存在。 爱因斯坦喜欢用地球周围存在的无数个的升降机加速远离地球来摸拟地球的引力场，让人们“感觉”到自己就象坐在升降机中，可以看到苹果落地，并把升降机加速远离地球产生的“引力”效果和地球实际存在的引力场“等效”，于是，有利于采用黎曼几何对引力场进行描述。不过这无数个加速远离地球的升降机是靠谁让它每时每刻，无数次地重复这一过程的呢？爱因斯坦不知道，只能依靠人们的心理作用，存在一个“千手观音”在帮助爱因斯坦拉他的升降机。 我为“千手观音”的劳累而不安，因为不止一个地球，宇宙中有无数的天体，况且，“千手观音”也应该有休息的时候吧？ 我提出的“万有引力与万有斥力的宇宙风假说”可以解除“千手观音”的劳累之苦。并且把万有引力场与万有斥力场和量子力学结合起来对宇宙中的物质运动规律进行统一描述，这也可以实现爱因斯坦毕生追求的统一场理论的愿望。我们不需要牛顿希望的上帝的第一次推动，也不需要爱因斯坦希望的升降机由上帝来拉动。 我在本文提出的引力场量子力学方程组的求解是比较复杂的，希望人们能够求出它的一些理论值，并用实验进行验证。 （四川南充龙门中学 邮编 637103 Email：w_wm39@yahoo.com.cn） ※※※※※※ 我提出的理论如下: 《万有引力定律作用机制的宇宙风假说》 《中微子——反中微子超旋统一场论》 《相对风物理学》 《光的速度是从哪里来的？》 《原始火球的超级恒星结构模型》 《太阳系起源的黑子胚胎假说》 《太阳黑子的大规模旋转等离子体热对流模型》 《地磁场� |