宇宙的第三种猜想epub

2019年10月20日15:27:09 评论 26

宇宙的第三种猜想 内容简介

《宇宙的第三种猜想》主要是量子物理及四大基本作用力知识的普及。书中对现代大型粒子对撞机的实验成果提出了新的思考角度,发现的那些粒子是创造的?还是本身存在的?在普及了引力子与引力波,相对论知识的同时,探索了万有引力的本质,时间的本质,光的本性,时空弯曲与空间,时间之间的关系。普及了暗物质与暗能量的知识,探索了万有引力可能的方向错误,提出了力弦粒子概念。普及了分形几何,卡门涡街等知识,并通过大量列举物理学现象,形成了一种力弦粒子多层聚合的模型。并指出力弦粒子与四大基本作用力之间的关系。普及了宇宙大爆炸的模型,及宇宙大爆炸的证据,同时探索了聚合旋转宇宙的模型及证据,并对宇宙大爆炸的证据用新的物理学知识进行了解释。普及了物理学与生命学之间的联系。书中对很多物理学未解之谜做出解释之后。

本书并不完美,还有遗憾,缺乏数学模型,如果你喜欢物理,好奇世界,如果你希望有所成就,本书提出的理论体系,可以为你带来启发的同时,也可以让你在寻找相对论新解,提出新的理论物理计算中获得足够的方向。

宇宙的第三种猜想 目录

前 言

第一章 为什么是物理哲学

第一节 物理学未解之谜

第二节 为什么归于哲学

第三节 爱因斯坦与哥德尔的旋转宇宙

第二章 爱因斯坦的滑铁卢

第一节 爱因斯坦的滑铁卢

第二节 统治物理界的两大理论系统

第三节 也许爱因斯坦和玻尔全都错了

第三章 宇宙背景的时空深度

第一节 需要重塑量子力学吗?

第二节 科学解释的极限

第三节 现有的宇宙模型未必正确

第四节 宇宙的背景——时空深度

第五节 聚合而生的宇宙

第六节 宇宙的宏观与微观背景深度

第七节 惠勒的质朴性原则与万物生于无

第八节 新宇宙模型——圆转无穷的宇宙

第四章 微观粒子世界

第一节 量子的智慧选择

第二节 粒子世界

第三节 大统一理论

第五章 相对论的相对性错误,去除时间维度

第一节 相对论的时空观

第二节 万有引力定律的局限

第三节 回归三维空间——时间的本性

第六章 万有引力弄错了方向,力弦粒子

第一节 万有引力不是宇宙的决定力量

第二节 弦理论与回圈量子引力

第三节 力弦粒子,万有引力的方向错误

第七章 多层聚合运动,力弦粒子统一四大基本作用力

第一节 分形几何、卡门涡街与物理学原理

第二节 多层聚合而生的万物,黑洞本质

第三节 力弦粒子统一四大基本作用力

第八章 聚合宇宙——终结宇宙大爆炸理论

第一节 宇宙大爆炸的证据

第二节 关于宇宙大爆炸学说的疑问

第三节 聚合而生的宇宙

第九章 圆转聚合的九层宇宙学假说

第一节 宇宙有多大

第二节 宇宙的最小物质有多小

第三节 简洁的新质朴宇宙观

第四节 力弦粒子的宇宙学聚合

第五节 九层宇宙

第六节 关于宇宙中的其他问题

第十章 从量子到生命的聚合发展过程

第一节 生命中间体

第二节 量子感知的世界

第三节 “人造生命”的三个要素

第十一章 理想与批判的自我逻辑

第一节 如何理解未解之谜

第二节 理想与批判的自我逻辑

第三节 人类文明需要被重新思考与定义

宇宙的第三种猜想 精彩文摘

现有的宇宙模型未必正确

霍金在他的新书《大设计》里用鱼缸里的金鱼为例,对人类解释宇宙终极思想的模型进行了说明,并针对宇宙大爆炸学说,指出宇宙大爆炸学说只是恰当的解释了很多现象,虽然很多人怀疑宇宙大爆炸学说,但是没有也无法找到更好的模型来解释所发现的现象,而用新的模型来解释宇宙,只要合理就完全是可以的。

霍金在《大设计》一书中指出:“对于同一物理的运动,如果人类与鱼缸里的金鱼本身属于两个参考系统,金鱼的实在图像和人类观察的不同,但金鱼仍然可以表述制约它们观察到的在鱼缸外面物体运动的科学定律。例如,由于变形,我们观察到的在一根直线运动的一个自由物体会被金鱼观察成是沿着一根曲线运动。尽管如此,金鱼可以从它们变形的参考系中表述科学定律,这些定律总是成立,而且使它们能预言鱼缸外的物体的未来运动。它们的定律会比我们参考系中的定律更为复杂,但简单性只不过是口味而已。如果一条金鱼表述了这样的一个理论,我们就只好承认金鱼的风景是实在的一个正确的图像。”如果存在两个都和观测相符的模型,正如金鱼(眼中)的图像和我们(眼中)的图像,那么人们不能就因此确定这一个比另一个更真实。在所考虑的情形下,哪个更方便就用哪个。

而人类的思维与对所处环境的观察,主要来自人本身的反映,并不一定是宇宙世界的所有。人类对于宇宙的认识,必然受限于自己观察的工具、介质与本身的感观能力。当然光进入人的视线也是经过一个透镜效应的,通过视网膜的接收而进行对外观测,感受一束光然后让人有所反映,对该束光产生一种认识。

霍金书里说道“在某种情形下,单独的物体甚至并没有独立的存在,而仅作为众多系统的部分而存在。如果一种称为全息原理的理论被证明是正确的,我们以及我们的四维世界可能是一个更大的五维时空在边界上的影子。在那种情形下,我们在宇宙中的状况就类似于金鱼的状况了。

彻底的现实主义者经常论证说科学理论描绘实在的证明在于它们的成功,但不同理论可以通过全异的概念框架成功地描述同样的现象。事实上,许多已被证明成功的理论后来被其他基于全新的实在性概念之上的同等成功的理论所取代。

依赖模型的现实主义使现实主义和反现实主义的思想学派之间所有这类争议变得毫无意义。按照依赖模型的现实主义,去问一个模型是否真实是毫无意义的,只有是否与观测相符才有意义。如果存在两个都和观测相符的模型,正如金鱼的图像和我们的图像,那么人们不能想当然的认为这一个比另一个更真实。在所考虑的情形下,哪个更方便就用哪个。例如,如果一个人处于金鱼缸内那么金鱼图像会是有用的,但对外界的人们而言,在地球鱼缸的参照系里去描述从远处星系来的事件就会非常地笨拙,尤其是因为鱼缸随着地球围绕太阳公转并围绕着自己的轴自转而在运动。”

霍金书里继续说道:“我们永远观察不到夸克。它们永远以三个一组(质子和中子)或者以夸克反夸克对(π介子)存在,并且它们正像由橡皮带连接在一起似的。

自夸克模型首次提出之后的年代里,人们一直在争议着“如果永远不能分离出一个夸克,那么认为夸克真的存在是否有意义”的问题。一些次核粒子的不同结合构成了某些粒子的思想,提供了一种编组原理,由此对其性质给予简单而引人的解释。但是,尽管物理学家已习惯于接受那些粒子,它们也只从有关其他粒子散射的数据统计中推断其存在。对许多科学家而言,将实在性赋予一个在原则上也许不能被观测到的粒子太过分了。

然而,这么多年来随着夸克模型导出愈加正确的预言,反对的声音也随之消退。某种拥有十七只手臂、红外眼以及习惯从耳朵吹出浓缩奶油的外星生物会进行与我们相同的实验观察,但不用夸克描述之,这是完全可能的。尽管如此,根据依赖模型的现实主义,夸克存在于一个和我们对次核子粒子如何行为的观察一致的模型中。”

依赖模型的现实主义能够为讨论诸如以下问题提供框架:如果世界是在有限的过去创生的,那么在那之前发生了什么?一位早期的基督教哲学家圣·奥古斯丁认为其答案不是上帝正为问此类问题的人们准备地狱,而是时间是上帝创造的世界的一个性质,时间在创生之前不存在,他还相信创生发生于过去不那么久的时刻。

这是一个可能的模型,尽管在世界上存在化石和其他证据使之显得古老得多(它们被放在那里是用来愚弄我们的吗?),那些坚持《创世纪》中的叙述确实是真的人很喜欢这个模型。”

何时需要新的模型

霍金在《大设计》里认为一个好的模型需要满足如下条件:首先,它是优雅的,优雅是指理论的形式,但它与缺少可调整元素紧密相关,由于一个充满了修补的因素的理论不很优雅。引述爱因斯坦的话,一个理论应该尽可能简单,但不能更简单了。优雅就不是容易测量的某种东西,但科学家们非常珍视它,因为自然定律是意味着把许多特殊情况经济地压缩成一个简单公式。其次,它包含很少任意或者可调整的元素。再次,它和全部已有的观测一致并能解释之。最后,它对将来的这种观测做了详细的预言,如果这些预言不成立,观测就能证伪这个模型。关于这一点,当新的令人震惊的预言被证明正确时,总给科学家留下深刻的印象,另一方面,当一个模型发现做不到这一点,一种普遍反应是说实验错了。如果证明不是那种情形,人们经常仍然不抛弃这个模型,而试图通过修正来挽救它。尽管物理学家执著地努力拯救他们赞美的理论,随着改动变得做作而且繁琐,理论因此而变得“不优雅”,人们修正理论的热情也就消退了。

霍金继续提问何时需要新的模型,许多已被证明成功的理论后来被其他全新的理论取代,十九世纪的时候很多人因为看不见原子而拒绝接受。如果容纳新的观测所需的修正过分雕琢,这就标志着我们需要新模型,稳态宇宙的观念是老模型迫于新观测而撤退的一个例子。十九世纪二十年代,多数科学家相信宇宙是静止的,或者在尺度上不变,后来埃德温·哈勃于1929年发表了他的观测显示宇宙正在膨胀。哈勃观察到由星系发射出的光,但并未直接观察到宇宙在膨胀,那些光携带特征记号或于每个星系成分的光谱,如果星系相对于我们运动,光谱就会改变一个已知的量。因此,哈勃由分析远处星系的光谱能够确定它们的速度,他原先预料会找到离开我们运动的星系数目与靠近我们运动的星系一样多。相反,他发现几乎所有的星系都离开我们运动,而且处在越远的地方,它们就越快地运动。哈勃得出结论,宇宙正在膨胀。

但其他人坚持早先的模型,试图在稳态宇宙的框架中解释他们的观测。例如,加州理工学院的物理学家弗里茨·兹威基建议,也许因某些还未知的原因当光线穿越巨大距离时慢慢地损失能量,这种能量减小会对应于光谱的改变。兹威基提议的这种改变能够模拟哈勃的观测。在哈勃之后的几十年间,许多科学家继续坚持稳态理论,但最自然的模型是哈勃的膨胀宇宙模型,而它已被接受。

我们的宇宙模型正确吗

根据现代物理学、弦理论和现代物理观测等,有证据证明我们的宇宙不是唯一的,在我们宇宙之外,还有很多与我们宇宙一样的宇宙,物理学家称之为平行宇宙。那么我们的宇宙在众多宇宙中应该是什么样子的呢?宇宙之外的世界是如何诞生的呢?

假如我们突然有了神通,我们自己无限的变大、变大,最后这个我们所在的137亿光年的宇宙在我们这些巨人手中,就像一个鸡蛋一样大小,被我们审视、观测,那我们会发现什么?放在我们手中的宇宙,将是什么样子的呢?

第一,我们的宇宙应该是旋转的!在多宇宙状态中,我们的宇宙必然是旋转的。如果我们的宇宙是静止的那么将违背万物皆有运动的真理。因为无论是夸克、原子核、光子、电子、还是分子、地球、太阳、银河系还是星团都在自我旋转,如果我们的宇宙拥有其他伙伴宇宙,那么我们的宇宙应该拥有一定的自我旋转速度,至于证据我会在后面章节里提到。我们将会发现,我们手中的宇宙必然是一体的,如果这个宇宙是松散的,那么宇宙将无法保持稳定。无论是地球,还是原子、电子,还是太阳系、银河系,它们都有自己的结构,无论对于任何独立宇宙构成单元来说,就是在外部必然有一个某种形式的外壳,以区分内部与外部的关系。

第二,当前流行的宇宙大爆炸也必然受到置疑。在这个旋转的宇宙体中,当物质只占不到4%、暗物质占有23%、暗能量占73%时,宇宙大爆炸还是正确的吗?因为万有引力在目前宇宙理论中太重要了,但是事实是真正决定宇宙的更像是暗物质与暗能量,所以我们必须存在疑问,宇宙是大爆炸形成的吗?万物的生长,比如大树有一个小的种子,通过太阳的照射,不断获取外面的能量、水分、营养才能长大,而人们难以想象我们137亿光年的宇宙是有无限小的点爆炸而变成的,并且缺乏合理的逻辑。虽然有不少科学界公认的侧面证据证明了宇宙大爆炸,但是一个聚合的宇宙完全也可以解释这些证据,关于这一点在我们后面的章节中也会讲到。当然我们也可以认为推动宇宙膨胀的那些力量,本身就是宇宙的旋转能量,甚至有一部分属于多宇宙状态外来的能量。

第三,光速度真的不可超越吗?量子纠缠被爱因斯坦认为是鬼魅般的现象,有证据证明,量子纠缠传播速度最少达到光速的万倍以上。而我们的宇宙是像气球一样不断膨胀的、拥有外壳的宇宙,那么我们将面临着如下问题。在这个137亿光年的宇宙中,如果万有引力是决定宇宙的最后力量,在当前万有引力传播速度为光速的前提下,在一个多平行宇宙模型中,我们必然要面临一个问题,就是丧失结构性,它必然支离破碎。一个破碎的宇宙很难是平稳的,也就很难呈现出宇宙的稳定性,破碎的宇宙不是我们目前宇宙的实际情况。那么很明显,我们宇宙还存在一个结构,这个结构足够维持宇宙137亿光年的秩序,很显然这个结构的整体传播约束力与速度只有满足可以大大超过光速才能束缚并保持我们的宇宙形成结构。我们的宇宙除了万有引力之外,还应该有其他力参与。在没有确实证据的时候,我们可以假设暗能量与暗物质的一部分属于超光速微粒子。

新宇宙模型——圆转无穷的宇宙

圆转无穷的聚合运动—宇宙第一推动力

这是非常有意思的一件事情,难道宇宙万物的逻辑,要归结于道家的“万物生于有,有生于无,道生一,一生二,二生三,三生万物”的逻辑吗?

在周易正義二七则里,《论易之三名》讲到:“舍字制音,呼之为“伦”。“伦”者轮也,言此书义旨周备,圆转无穷,如车之轮也。”

圆转无穷,如车之论,(如007图)是宇宙的朴素之理,也是宇宙深层的简单哲学。但是这个简单的圆转无穷,恰恰是构成宇宙的万物之理,形成了宇宙第一推动力,也是宇宙的内在秉性。

简单的逻辑是微观与宏观宇宙的联系纽带,使宇宙从无到有,然后有生万物,符合“万物生于有,有生于无”的物理哲学,也是宇宙的本质,宇宙的第一推动力。在这里,我们把这种现象暂时称为“聚合运动”。

万物生于有,有生于“无”。这个“无”并不是真正的无,它无法以微观粒子衡量,它是宇宙中的微观基本元素,却拥有非常快的速度,单个的“无”元素因为速度等于或者超越量子纠缠,也许能量也非常大,也许非常小,由于聚合运动,无中开始生有。

也许就像弦理论中描述的那样,这些“无”元素像燃烧的烟丝,或像跳动的琴弦——无穷的看不见的丝弦充满宇宙,跨越宇宙空间,跳动、缠绕,多层的蜷曲,在宇宙深处与宇宙纠缠一体。

“万物生于有,有生于无”与惠勒的质朴性原则如此接近的时候,一个新的描述宇宙的假想诞生了,混沌深层的宇宙深处,宇宙成为一体(道生一),宏观与微观(一生二)成为宇宙的两个特性,通过多层聚合运动(二生三),形成万物(三生万物),简洁的宇宙观呈现在人们面前,中国传统哲学的质朴、深度,再次熠熠生辉。

多宇宙状态下的物理环境

多宇宙已经被科学界认为是想当然的事情,在多宇宙状态中,我们的宇宙就像是太阳系中的地球、银河系中的太阳系、宇宙中的银河星系团一样。没有太阳,地球毫无意义;没有银河系,太阳系就不会孤立存在;如果没有宇宙的怀抱,银河系必然不是现在的样子。多宇宙环境中必然不是绝对真空的环境,有其“粒子,磁场,或者特殊的环境”,有其物理学规则。

如果说我们的宇宙与多宇宙世界的环境是没有影响、没有互动的,这其实看起来就是荒谬可笑的,就好比说人类没有空气环境、鱼类没有海洋照样能够生存一样,多宇宙环境必然产生我们宇宙与多宇宙的互相影响。

按照银河系——太阳系形成的物理学原理,多宇宙环境对于我们宇宙的诞生具有决定性的意义。宇宙有奇点大爆炸的假说必然要接受颠覆性的讨论,而且在宇宙73%的物质为暗能量、23%的物质为暗物质的环境下,万有引力决定宇宙的观点也必须被给予颠覆性的重新讨论。甚至我们地球人所谓的万有引力,根本是有局限性的。地球上的人对于太阳系之外,根本没有单独的引力,人只是地球系统中的一部分。

当宇宙是有更大范围内聚合而来的时候,那么很多基本粒子,甚至包括光、电子、质子,也许早在我们宇宙诞生之前就已经存在。宇宙在聚合之后,在聚合足够缩小的时候,由于内部压力就会出现爆炸行为,或者不爆炸的空间反弹扩展。

很显然,基本粒子在我们137亿光年宇宙诞生前如果就存在,那么宇宙的时间就必须重新定义,那么广义相对论存在问题、宇宙大爆炸自然不成立。

刹那空间,一个有感知的宇宙吗?

惠勒提出“万物源于比特”。他认为物理世界的所有单元,在最根本、最基础的意义上,归根结底产生于“是-否问题”的问题。也就是说所有的物质性及事件,如果究其根源,都是来源于“是与否”这个简洁的“理论上的信息”。这就相当于中国传统哲学上的“万物生于有,有生于无”。

无论多么远的距离,量子纠缠都可以超过光速瞬间传播。针对量子对于双缝干涉做出的观察后的反映,在玻姆理论里,像电子这样的基本粒子中心发散出一种势场,这种势场能达到宇宙的边缘。当一个电子向一个双缝进发时,它的量子势会在它到达之前便感应到双缝的存在,从而指导它按照标准的干涉模式行动。

按照道家质朴哲学“道生一,一生二,二生三,三生万物”的道理,结合惠勒的信息宇宙中的现代信息计算机模式“是-否”逻辑。是否可以这么设想:宇宙(道)充满这种信息(一),宇宙这种基本信息单元有两性,一个是自我属性(道生一),一个是宇宙属性(一生二)。然后宇宙与基本单元做旋转运动(二生三)。

宇宙没有充满的“基本信息”单元,不能称为宇宙。基本信息单元在宇宙中,与宇宙互相作用,属于超光速的量子纠缠行为,可以产生瞬时反映。在宇宙深层领域,我们把这种行为简称为“宇宙的感知”,理想的称谓是“有感知的宇宙”。

多层聚合宇宙

本书作者认为:玻姆的隐含秩序在说明物理与意识的深层实在性和决定性之后,隐含秩序的非定域性与定域性世界是联系的。虽然因果关系能够维持在一个特定“定域性”的区域内,但是也会受定域性之外的物理世界影响。

惠勒提出质朴性原则的“变易性”原理里提出古老的从物理学结构上产生变异性的弹性定律。每一条物理定律,都在某种物理条件的极端状态下被突破、被超越。按此逻辑,惠勒认为所有的定律都具有变易性,都不可能是永远不变的。

我们的宇宙在各级粒子形成后,由于本体宇宙的聚合,就会产生内部的粒子压力,各级粒子也必然做出相应的调整。比如气体,在密封罐中的压力之下就会变成液体。原子力是具有稳定结构的单位,但是原子核分裂、辐射,原子就会改变性质。

宇宙如果存在多层聚合,那么就不难理解目前的宇宙状态、地球系统、太阳系、银河系、宇宙、多宇宙环境(等)存在不同的宇宙单元的组合与压力。而且多宇宙环境中,我们宇宙之外还可能有宇宙。越是最微观的单元越容易受到更大范围宇宙因素的影响,比如宇宙信息单元受宇宙的互相影响,那么越大的宇宙范围,越是与微观环境产生互动。

宏观与微观的关联超对称:就像弦理论认为的那样,宇宙中粒子宇宙也存在着超对称性,R与1/R的宇宙定律是相同的。比如,我们的宇宙范围大约有1026米的大小,但与10-26米的微观物理存一样的物理定律。当然作者本人不这么认为,R与1/R的宇宙世界应该存在关联性,正如本书对时间的定义一样,不同的宇宙物质层级里,具有不同的定律表现,时间也会体现在不同的物质世界里。正如生物社会一样,单细胞聚集,逐渐演化为多细胞动物,虽然个体细胞能够完成单独作用,但表达的集体却意义不一样。

在质朴性原则的“物质和定律的物理学”里,惠勒认为麦克斯韦时代的物理学是建立在寻找构成物质世界的基本粒子单元之上的物理学,比如发现夸克等。而此后的物理学则是定律的物理学,具体的物理粒子成为理论本身的导出结果,而不再是基本不可变的粒子。这体现在他说的“没有物质的物质”和“没有电荷的电荷”,这些理念都是试图通过最基本,简单的定律,推出其他定律及粒子来。

如果有多层聚合宇宙的解释,朴素的宇宙单元只具有信息的简单的两面性,一个是自我属性,一个是宇宙属性,最后还要表现出所在层级宇宙的属性。由于多层聚合运动,就会形成不同的宇宙要素,比如原子核、电子、光、地球、太阳系、银河系、我们所在的宇宙等。电荷只是宇宙多层聚合压力之下的粒子属性的一种物理表现。

宇宙时间的本质是一种粒子表现

惠勒在“推出时间、量子和连续性”提出既然物质和电荷都可以从物理学自身的结构中给出。惠勒大胆地猜想,现在从物理学之外给入的时间将来也可以从物理学中推导出来,由绝对的量变成近似的量,由基本的量变成导出的量。正如光速曾经是外来的、绝对的量,后来则成为导出的量,近似的量。事实上,惠勒希望把所有外来的量,乃至把物理学本身建立在观察之上,希望从最质朴的观察出发,给出量子的定义,时间的定义,并解决数学连续性和物理的分立之间的矛盾问题。这就是所谓的物理学的质朴性。

本质上来讲,上面在多宇宙环境里讲到我们的宇宙在多宇宙环境之中,我们所在宇宙的很多超寿命的粒子,比如光子寿命为永恒(相对论这么认为),质子寿命为1030年以上,远远大于宇宙预期的寿命,宇宙的时间是相对的,宇宙诞生于更大范围内的粒子聚合。我们所在宇宙的时间,是完全因为聚合而创造出来的。本质上来讲,我们认为的时间,是我们的一种感知,深层讲,就是一种多层宇宙下的粒子表现。

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