第十章:即使一步之遥也不可达到
第十章:即使一步之遥也不可达到
接下来,我该聊聊粒子尺度的世界了。其实关于粒子尺度世界,我更不敢涉足。因为粒子尺度目前的理论,就像百家争鸣,一浪高过一浪,精彩的很。对于我这样的外行,只能远观,不敢近看。
其实关于粒子物理上面已经说了,都可以纳入规范场论之中。而且关于宇宙四种力的结合,我个人也是充满期待。认为可以不存在一个单一的理论,但可以将四种力纳入到一个大系统中,我们要做的就是搭很多桥。
这也是我重新定义惯性,惯性系,修改引力产生本质的原因。是为了让引力更好融入大系统中。其想法来源,其实还是广义相对论。因为狭义相对论可以纳入到这个体系中。而广义相对论是建立在狭义相对论的基础上的,按说不可能不能纳入。可事实就是。
那么原因就很明显了。问题出现在对于引力本质的产生原因上。那就是时空曲率不是产生引力的本质。引力的本质还是从物质本身来把握。
我在写作的开头便说了,对于弦理论,M理论统一四种力是看好的。但是同样这些理论让我有不安的地方。
这种不安来自于M理论和弦理论对于空间的描述。比如说M理论要求空间是11维的,而弦理论是9+1一维的。
【爱德华威腾】
虽然对于数学高维空间不了解。但是我更倾向于爱因斯坦的四维时空理论。空间3维加时间1维,所以我们的时空是四维时空。
而我知道关于时空维度,现在的普遍呼声不是四维。在这一点上,我觉得数学是数学,真实世界是真实世界。
11维空间,对于我来说是数学游戏,不是真实世界。我觉得在这里,我有必要对时间和空间做定义。然后才能说明,我为什么这么说。
首先来看看空间的定义:空间即与时间相对的一种物质存在和运动形式,表现为长度、宽度、高度。
再来看看时间的定义:时间即物质在空间存在和运动变化的、连续性的度量,具有方向性。
各位以上就是时间和空间的现实物理定义,不牵扯纯数学定义。
而时空自然是空间和时间的组合了。但是这样的组合意义,不是1加1等于2,而是1加1等于所有。
关于这一章,我思考了很久。尤其是时空。点是零维的,线是一维的,面是二维的,正方体是三维的。长,宽,高可以无限延伸,可以包裹住各种形状的空间。而考虑高维度空间,往往会是我们作茧自缚。
举一个简单例子。我们的大脑神经的复杂程度堪比银河系,如此复杂的连接都没有让我们发现脑中的空间可以超越三维的特殊,它还是乖乖在一个三维脑壳中,而没有外延出去什么!!这里外延出去什么,着重说物质类的东西,而不是精神。
这是一个看似不可类比的类比。我们看看纯数学的维度。一维到五维。
我们会发现,四维的空间,依然没有突破长,宽,高。多的是面和结构变化!
诚然如果三维和四维都无限大。那么肯定是四维装的下三维,而三维装不下四维。同样五维装的下四维,四维装不下五维。
可是这样的现实物理意义行的通吗??如果真的存在这样的四维空间甚至更高维度空间。那么维度与维度之间的界限是什么?他们的坐标系是该如何来定。比如说四维这个图像,我们将正面的正方体视为三维A,周围任意一个正方体视为另外一维B。那么我们说这是一个空间内的两个系统,还是一个系统。别忘了还有一个时间维度。
如果是两个系统,那么物体的运动该怎么描述,比如说一个物体在A维中运动,那么它对B是怎么描述。如果说是一个系统,那么我们现在的物理公式,必须重整化,才能在整个维度说明问题。而且维度越高,重整化越复杂。
关于这样的维度的伽利略和洛伦兹变换,我不愿意多说什么。因为我不懂。但是它所带来的困境,是很明显的。而且你必须把这样的系统如何分界,或者不分界描述的具有现实意义。因为这样的做的目的是三维空间中的运动对于四维有何影响?四维运动对于五维有何影响?五维对三维又是什么影响?
我在想很多人说平行宇宙,或许观点之一来源就是高维度时空所致。我个人认为是行不通的。我的观点是只有一个宇宙,何来平行。
因为无论是三维,四维,五维他们的无限的延伸,包容性是无限的。即使有两个所谓的小宇宙,那也是在一个时空内核中。还是一个!
而且其实你可以发现,三维的空间,延伸性可以走到任意的四维和五维,甚至更高维度空间。
可是如果各个维度的空间是平权的,都具有无限性,那么高维度一定包含低维度。
所以这就是我为什么不赞同M理论和弦理论的高维度理论了。它们的维度太高了。不论怎么分界或者不分界,都会导致严重复杂的重整化,而这样的后果,极可能背离真实的定律。这是我不愿意看到的。。
这是“人造理论”,不是自然理论。这就是我的想法。但M理论,弦理论等量子理论,基于规范场的概念,试图从最基本的粒子与粒子作用,粒子的运动,来解释四种力,把他们纳入到一个大体系下,我是十分看好的。或许这种高维度理论,需要被“中和“。
上面是关于空间维度的,接下来我们说说时间。其实二者不可分。
关于时间,我们似乎很熟悉,也很陌生。我在网上看到很多网友甚至认为时间是精神产物。时间长,时间短是自己感觉的。
但是我们大部分人不会有这样的想法,要感谢一位天才。那就是爱因斯坦。他改变了我们对于时空的认识。
根据爱因斯坦相对论,我们知道时间是相对的。她跟物质的运动有密切关系。物质运动快,时间慢;物质运动慢,时间快。如果你能以光速运动,那么在爱因斯坦看了,你的时间就停止了。而且不仅时间停止了,你的质量也无限增加了,你的尺寸也变短了。
而且爱因斯坦还提出著名的双生子佯谬故事。听起来很荒唐,却是基于我们认可的理论推理而来。
时间究竟是咋样的?是我们人类做梦都在探索的奥秘。爱因斯坦说“时间是相对的。”我深深的赞同这句话。显然这样的相对必须和物质和空间联系起来。
时间快与慢,与我们精神感知无任何关系,反而时常被这样的精神感知戏弄。时间女神是多变的。她钟情于追逐她的东西,却不会迷恋任何一位追求者。
双生子佯缪听起来夸张,但是它的“缩小版”是可以发生在现实世界中。甚至会在我的有生之年,我自己亲眼看到。
一个例子全球定位系统(GPS)通过修正相对论效应可以得到更准确的定位结果。其原因是狭义相对论认为高速移动物体的时间流逝得比静止的要慢。每个GPS卫星时速为1.4万千米,根据狭义相对论,它的星载原子钟每天要比地球上的钟慢7微秒。另一方面,广义相对论认为引力对时间施加的影响更大,GPS卫星位于距离地面大约2万千米的太空中,由于GPS卫星的原子钟比在地球表面的原子钟重力位高,星载时钟每天要快45微秒。两者综合的结果是,星载时钟每天大约比地面钟快38微秒。
这个时差看似微不足道,但如果我们考虑到GPS系统要求纳秒级的时间精度,这个误差就非常可观了。38微秒等于38000纳秒,如果不加以校正的话,GPS系统每天将累积大约10米的定位误差,这会大大影响人们的正常使用。因此,为了得到准确的GPS数据,将星载时钟每天拨回38微秒的修正项必须计算在内。这的事实案例放大,就是双生子佯谬的案例了。
但是要记住一点,双生子佯谬中所描述的情况是理想的,不是现实的。现实不可能有宇宙飞船接近光速,所以相对论时间效应不会那么夸张!!
而且这样的情况,也不是时间倒流。因为时间的相对的。而这也在另一个深度上说明时间自身的度量变的不那么清晰。我们知道她必定与空间和物体的运动有关。可是精确的去写出一个公式,就不是那么轻易了。
不仅宏观是,微观上更是。而且微观粒子的尺度运动速度远远比经典时空中物体的运动速度快。那就意味着,你手中拿着一根铁丝,铁丝中绕原子核运动的电子的时间和你不同。奇怪的事件发生了!!你和铁丝是处于一个时空呢还是两个时空呢?
或者换一个例子,一个人以光速运行,时间现对于他来说比在地球上慢了一半。这时候我们说是这个人的运动使得时间慢了一半,还是组成这个人的微观粒子的运动使得时间慢了一半?还是说这个人的运动和组成他的微观粒子的运动显然是不同的,那么相对论时间效应也是不同的。
所以大家应该发现了,我在上面说时间女神是多变的,有多么难以捉摸,你可以自己体会了。
时间与微观物质运动和宏观物质运动,时间与宏观空间和微观空间的区别,我们很陌生。
我的解释是这样的。他们【你和铁丝】是处于同一时空的。但是是在同一时空的不同层面。这个不同层面,就是相对的时间层面。
此刻我想跟好多人探讨,问问爱因斯坦,薛定谔等人的建议,可是他们都不吱声。也罢,我就大胆继续。
我觉得要说透这个问题深层物理意义,很复杂。我尽量去用文字让你明白我要说的。
首先第一个我认为要引出的概念——真空。对的,可能你觉得我跳度有点大,但是事实我的大脑中就是奔出了真空。
我个人的认为是真空不空,真空具有能量。我甚至相信这句话应该被作为定律被科学家所熟知。
支持真空的不空的理论有很多而且是相联系的。更体现了它的正确性。
支持理论1.绝对零度不可达到,真空也不例外,所以真空是有能量的!!
支持理论2。海森堡不确定性原理表明,我们不可能同时精确地测出一对共轭量,所以,可以“空”,不能“无”。因此,在真空中,粒子不停地以虚粒子、虚反粒子对的形式产生,而又互相湮灭,在这个过程中,总的能量保持不变。
支持理论3、一个瑞典物理学家小组成功地实现了真正意义上的“无中生有”——首次从真空中创造出闪光。
该小组让一个特殊组件在磁场中以1/20倍光速移动,并通过改变磁场的方向导致该组件出现“震动”。这样做的结果是从真空中产生了一束粒子流——这完全符合理论预计。这一不寻常的发现被认为是物理学的一项重大进展,并引起了全世界物理学界的关注。
这一现象基于一个诡异的理论:量子力学。这一理论提出:真空并不存在,所谓的真空中其实充斥着粒子,只是这些粒子太微小,并且不断的产生和消失,因此难以探测。
支持理论4、卡西米尔效应。即在真空中两片平行的平坦金属板之间的吸引压力。这种压力是由平板之间空间中的虚粒子的数目比正常数目小造成的。
我为什么要突然提出真空这个词,还是因为时间和空间,物质不可分割,且无处不在。我们有相对时间的感念。就要在这个时刻提出相对空间的概念和相对转化的概念,
相对空间自然说的是空间,而相对转化的概念则是指物质和能量。虽然对于这样的转化我们了解的不多。但是事实观测是存在的。只是我们的设备和目前的知识积累使得我们还没有打开她的大门。但是我们已经站在了这扇门的门口,可以嗅到里面的气息了。