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五個基本物理公式的內在聯繫與統一

2018/07/13   維加斯新聞報
作者: 朱林

    牛頓把地上的力學和天上的力學統一起來,麥克斯韋把電與磁統一起來……大千物理世界從微觀到宏觀直至宇宙自然運轉、井然有序、和諧統一,反映在相應居於微觀、宏觀、宇觀核心地位的五個基本物理公式之間應該存在密切聯繫。追尋這些基本物理定律的內在聯繫與統一,是延續至今的科學夢想與努力方向。
    綜合德布羅意提出的物質粒子的內在週期性因素、牛頓關於引力可能來源於物體品質發射精氣的猜想、愛因斯坦闡述的“並不是物體存在於空間中,而是這些物體具有空間廣延性,空間有無限多個,這些空間彼此作相對運動”的觀念,以E=Mc2=hν為基礎,從物質相互作用方面,把物質粒子的內在週期性因素與物體空間廣延性的形成聯繫起來,提出了物質粒子輻射空間本底量子新概念,推得品質時變關係dM=-HoMdt,自然地闡釋了愛因斯坦—德布羅意關係和牛頓第二定律,推導出定態薛定諤方程、哈勃定律和牛頓萬有引力定律,使相應居於微觀、宏觀、宇觀核心地位的這五個基本物理公式密切聯繫和統一起來。揭示了物質粒子的內在週期性因素與其空間本底量子輻射相伴以及康普頓波長和德布羅意物質波形成的物理機制,說明物質粒子在不斷地輻射空間本底量子的過程中產生了時間之矢,生成以光速c廣延擴展的空間本底及量子化引力場,構成具有物理過程的四維時空,反映了物體具有動態的空間廣延性,引力品質即是慣性品質,物質粒子的波動性、慣性、時間之矢和空間本底及引力場共同起源於物質粒子的空間本底量子輻射。統一解決了宇宙膨脹及加速膨脹與星系旋轉曲線等諸多疑難問題,所作出不同方面的一系列推測得到了大量檢驗證據的支援,從而確立一種動態具有演化特徵的物質時空體系,建立一個涉及時間方向性的理論框架,使時間對應於物質體系的演化過程和演化階段,這與當年L.Boltzmann仿效達爾文在生物學中的研究,試圖系統地闡述物理學中的演化這一偉大目標相一致。
    在巧合性或蘊涵深刻本質方面,推得物質粒子輻射空間本底量子的速度為光速c、空間本底量子即是構成引力場的基本量子,空間本底量子半徑正是普朗克長度Lp、其波長恰為哈勃宇宙半徑ru=c/Ho、其能量ε=hHo與傳遞核力的π介子固有能之比恰約等於引力作用強度與核力作用強度之比;推得物質粒子輻射空間本底量子的初始作用強度恰與普朗克距離下的牛頓引力場強度等同、物質粒子輻射空間本底量子的能量密度與其引力場強度的對應係數恰為基本物理常數組合4πG/Hoc;推得星系間距擴張的相對變化率等於星系品質衰減的相對變化率、宇宙以臨界速度各向同性地膨脹、宇宙及天體系統共同遵循的自然膨脹演化模式r=roeHot趨同於德希特宇宙膨脹模式;推得哈勃宇宙整體膨脹加速度Hoc與先鋒號太空船異常加速度大小相當、哈勃宇宙品質Mu=c3/GHo、哈勃宇宙慣性之和GMu/c2ru=1、哈勃宇宙物質平均能量密度和哈勃宇宙空間本底量子平均能量密度與“目前觀測的真空能量密度”具有同一數量級、最大哈勃宇宙時空和最小普朗克時空存在著兩極相通的奇妙對應關係;推得哈勃宇宙及無限宇宙的引力勢均為c2,其中品質為M的物體相應的引力能正是Mc2。
    物質粒子不斷地輻射空間本底量子導致了品質衰減和引力減弱,使得星系之間或天體系統自然發生膨脹及加速膨脹,天體系統還同時受到自身輻射空間本底的反作用,由此統一解決了宇宙膨脹及加速膨脹動力疑難、星系旋轉曲線疑難和先鋒號太空船的異常加速度等諸多疑難,且未涉及宇宙學原理和宇宙大爆炸、暴脹、暗能量或宇宙常數以及暗物質概念。
    指出星系間距擴張及宇宙膨脹是品質時變的自然結果,星系退移速度和退移加速度與星系品質大小無關,宇宙在其各個不同區域及方向上的膨脹具有一致性。這與實際觀測到的宇宙空間具有平直性、宇宙以臨界速度膨脹、宇宙在其各個不同區域及方向上的膨脹速度差異恰好為零相符,從而使這些特性得到自然、合理與統一的解釋,解決了宇宙膨脹及加速膨脹的動力來源。既體現了宇宙時空無限性,又可推知宇宙早期處於高溫高密狀態,並且不存在物質創生疑難與奇點疑難、視界疑難、平直性疑難、磁單極子疑難以及精細調節與巧合性等問題。
    物質粒子的空間本底量子輻射及其品質時變關係,符合John D.Barrow設想的“存在著某種更深刻的原理,它使宇宙必然(或者至少是以壓倒優勢的可能性)肇始於某種各向同性膨脹的狀態之中,這一原理也許在較為局部的範圍內還有著其它應用,據此便可以揭示其自身之存在”;能夠深入地說明品質、能量、時間、空間、引力、慣性與物質粒子波動性之間的內在聯繫和自然本質,回答了R.Laughlin期待的“未來理論物理學應該說明空間和時間是什麼”,印證了Roger Penrose推斷的“所要尋求的量子引力必定是一個時間不對稱的理論”,使牛頓經典力學與現代物理學及宇宙學在基礎上自然地銜接起來;作為把這些基本概念、基本定律與一系列重大的基本的物理學疑難問題及觀測結果厘清和統一起來的邏輯關係紐帶,可能反映了物質世界最基本的普遍的自然演化規律。


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