《一位老工程师的前沿物理科普贴》
第54节

作者: 浅论物理
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  不过本书采用的仍是经历两千多年来人类验证的欧几里得几何中的基本概念,纵然个别时候用时可能会有些周折。但相对论所述的畸曲的空间——圆已不圆、方已不方、平行线会发散或相交、三 角形 三个内角之和小于180度,确实令人费解,没太大必要。
  举例来说:1919年秋天,英国探险队远征到西非,观察了日全食后向全球宣布:“星光确实按照爱因斯坦引力理论的预言,发生了偏折。”这些事实证实时空符合广义相对论的论述:“时空不是平坦的!它会被物质和能量所弯曲。”
  但这只是说明广义相对论在这方面也是能够解释通的。而并没有证伪经典力学与此有什么相违背的东西出现过。并且较之相对论而言,经历两千多年积累、考验、受到人类反复锤炼、不断通过实践验证而升华结晶成的经典力学,却能更通俗易懂地确切描述这一预言;完全可以用牛顿万有引力定律,这样来予以解释:“时空永远是平坦的!在大质量的物体太阳附近的万有引力,足以改变那怕是具有很小质量的光子的原先的直线运动途径,使其向太阳弯折,而成曲线运动途径。”就这么一句话,不是比那“扭曲了的时空”更加简明扼要了吗?那么平面依然是平坦的!而相对论就此所谓“质量造成了空间的弯曲,质量越大时空也就弯曲得越利害。”诸如此类的言论也就完全可以算是多余了!应该说:“是万有引力使物体的运动轨迹产生了弯曲。”而“星光偏折”这一牛顿力学未曾作出的预言,广义相对论正确地预言了,并且其本质上与牛顿力学相符,那么它作为牛顿力学的一种补充也未免不妥,并无须太隐晦曲折。

  澄清一下基本概念避免混淆视听还是很有必要的。两千多年来,寻找“基本粒子”是人类的一项重要活动。而大约在公元前四百年,德漠克里特斯就提出了原子论。他认为:“大千世界由虚空和原子构成,原子不生不灭是物质能够分割的最小单位。”但19世纪初,化学家道尔顿他以为自己发现了自然界存在的不可分割的原子,而误用了“原子”这个名称,结果给两千多年前的德漠克里特斯的正牌原子带去了难以抹掉的黑影,所造成的这一“原子冤案”看来已无以平反。而真正的“原子”其实应该是我们一直在孜孜以求寻找的“基本粒子”。整个宇宙也正是由虚空和它所构成。

  这“基本粒子”只能在黑洞中产生;并且在宇宙死亡的过程中落入黑洞里的所有物质都只能复原到以“基本粒子”的状态存在。它是所有宇宙物质中具有最小的体积、最小的质量;同时又具有最高的密度;是质量与能量的统一体,可以以质量或能量两态变换出现;它可以具有宇宙中最高的运动速度。宇宙中的物质全是由它所变幻莫测地逐阶组成。

  一旦宇宙诞生从宇宙大爆炸开始,“基本粒子”从黑洞奇点中喷涌而出,漫游虚空,或许组成各阶层物质、能量;形成整个宇宙。
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日期:2010-03-04 09:56:09

  宇宙中各阶层物质由“基本粒子”、“初级粒子”、“次级粒子”、……、 轻子、夸克、电子、中子、质子、原子核、分子、……直至我们通常所见普通物质。组成各阶层物质之间的结合能逐阶随着层次而降低,并且各阶层之间的结合能是呈几何级数差异地骤然降低。希望能够可控制地将其释放出来并掌握、获取这些巨大的高能量,是我们奋斗不息的目标。人类大能量的获得、更尤其是要想星际旅行,若没有更初级阶层能量的获取怕是永远只能停留在梦幻之中。

  宇宙中所有物质的体积全加在一起与整个空间体积之比是微不足道的,宇宙中全部物质体积之和是直径几乎为零的那么一个奇点;而空间无限大。每个世纪每平方千米才会有几个高能量的初级粒子落到地面上。至于“科学还没有发现‘空的’空间”。那是因为宇宙中有着不断极高速运动的各种微粒。例如次级粒子每秒钟就会有100个穿越我们每个人的身体而过,只是我们自己并没有觉察到而已。各种微粒无时无刻不在往返充填着随机不时出现的真空地带。只有假设若能出现时间定格的瞬间,只有在这样假定的时间“定格瞬间”,空间所有物质、粒子全驻留了,才能观察到宇宙物质本身就是空间。

  俗话说“无便是有,有便是无。”其实空无一物的,仅仅直径几乎为零的一个奇点,由宇宙大爆炸形成浩瀚的宇宙即是 “无便是有”,而黑洞又将浩瀚的宇宙吞噬成一个直径几乎为零的一个奇点,则是“有便是无”。“有”和“无”是相反相成辨证的。时间与空间的生死也就是这么一回事。
  物理学界曾经进行过大量的寻找“以太”的工作,那时认为整个太空中充满了一种叫做“以太”的介质;“以太”是一种绝对静止、绝对刚性、质量为零的特殊物质。最后迈克尔逊——莫雷的实验结果却否定了“以太”的存在。实际上整个虚空中要有这么一种物质存在确实是不可思议的;它其实已占满了全部空间从而排斥了空间的其它任何物质。当时以太是为了光及电磁波的传递而设想出来的。

  实际上宇宙空间“基本粒子”、“初级粒子”、“次级粒子”、……、以及各种微粒、的传递都是各自自洽完成的,并非需要依靠什么“以太”或其它“场”之类的东西来画蛇添足。粒子以形成粒子流的形式源源不断地传递;传递过程中粒子流若不期相遇时便自动相互回避或瞬间由于碰撞而中断、并随即另辟蹊径。就是粒子流遇阻隔断,便会立即不间断地随机择优选取新的途径传递。这也是空间一直存在有不断地在作布朗运动的各种粒子的重要原因之一。当然在粒子流所有传递过程中,会始终自洽地保持着力的平衡。空间始终交织布满错综复杂且在不断变更的粒子流;各自能够随机时断时续而不会有互相缠绕之虑;相互之间不会有干扰、阻碍之忧。

  目前物理学家久久寻找引力场未得,正热衷于徒劳无功地制造引力波发生器以图人造引力场。但曾否想到去直接利用大自然一直持续不断地,廉价恩赐给我们的引力场:所有的物质依据各自质量的大小,相互间由于万有引力而永不间断地发射力粒子流。万有引力确实是那么微弱,但无论相距多远它都无时无刻不在。引力场永远与宇宙同在。

  正如超弦理论是量子力学中出现的一种新的科学理论,霍金是其中的核心人物。该理论中最大的难题在于,若要想验证或证伪所需用的实验设备,必需建一个尺寸大到银河系般的粒子加速器才能获取到所需要的高能粒子,这无疑是难以想象、根本无法实现的梦想。那么人们就应该想方设法从大自然中那无时无刻都在免费赏赐给我们的宇宙粒子中去寻求会更为现实些。

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日期:2010-03-05 11:53:20

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  物理学希望能以简洁、通俗的语言,清晰、准确地表达其内容。以便能让没有什么科学背景的广大群众,都能看懂似乎高深莫测的物理学的基本内容。广大群众在理解的同时,并非因循守旧地将其奉若圣明而束之高阁。更主要的是应在了解的基础上得以启迪。更进一步推陈出新探索更为先进的科学知识。科学的进步不是光靠少数几个人推动得了的,只有在广大普通大众全都加入推动历史澎湃发展的洪流中,科学才会汹涌向前。

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