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科学理论之批判(4)四种力的统一  

2015-03-05 17:21:55|  分类: 【科学探索】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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第四节     四种力的统一
 
    牛顿用代数方法分析了万有引力现象, 爱因斯坦则用粒子概念及动态几何学的方法去理解引力, 那么在量子理论中,引力被怎样看待呢?
    在经典物理学发现了大自然中存在的两种基本的力,即引力与电磁力之后, 二十世纪人类科技深入到亚原子空间层次,科学家又发现了另外两种基本的力,分别称之为强相互作用力与弱相互作用力,简称强力与弱力。
    在量子理论以概率统计为核心的数学计算中, 引力根本无须理睬, 原因很简单,引力成了可以漠视的极微小的量,简化的原则可以将其一刀剃去。
    只是在二十世纪后期,当科学家逐渐发现, 以相对论和量子论分别去解释宇宙时都缺乏完备性, 试图以某种方式将两者结合起来,引力才开始受到了量子物理学家的重视, 于是有了量子引力波的猜想,这种概念可以在彭罗斯与霍金等当代物理学家的著作中找到。
    当物理学家用量子论与宇宙学结合时, 引力对量子宇宙学来说就变得日益重要, 甚至引力波的揭示开始被认为是解决理论问题的关键了。于是,现在迫切需要我们对科学家归约的四种基本力进行完整统一的认识。
    回忆一下前面的论述, 再梳理思维,对四种基本力我们将恍然大悟。
    对电磁力最基本意义上的理解, 在第一章关于质子场概念的论述中已揭示,由于密度差,一个质子场核心,即质子对质能量为 0.51 (MeV) 的粒子即电子的吸引力,就是电力,质子对微粒子----可以统称其为“磁子”----的吸引力,就是磁力。 麦克斯韦的电磁学理论统一了对电力与磁力的认识,合称为电磁力。
    象“磁子” 这种量级的微粒子有很多, 中微子就属于这种粒子。 上一章介绍美国怀特物理小组1994年测量出中微子质量在 0.5--5(eV)之间,即约为电子质量的百万分之一至十万分子一, 如果人类科技能力无法分辨这类微粒子之间质能量的区别, 那么就可以归约的方式认为中微子就是磁子。
    我们对磁场可以如此地去理解,认为是N极与S极辐射磁子并构成质能循环回路, 磁力线就是磁场内磁子运动的路线。
    正是以磁子至电子等各种量级的微粒子构成的辐射波,被电磁理论统称为电磁波, 关于这一点,可以通过对电磁波谱的分析来认识。
科学理论之批判(4)四种力的统一 - Science of Love - Alien Alliance
    表4-1 是当前对各种电磁波的一种整体认识,由表我们了解到, 从无线电波至迦马射线,实际上就是频率与波长不断变化的振荡波, 这种波长在千米到毫微米或埃(1埃=10-8厘米)这样的单位之间变化,频率约在10-1--1026(周/秒)之间变化的辐射振荡波,是目前人类科技手段能探测到的,以此为基础才构成了连续变化的电磁波谱, 而频率更高波长更短的辐射波, 即在上一章论述过的,由致密的亚核
粒子形成的黑洞辐射波这种暗波, 却超越了目前科技的探测能力,将来某一天,当人类终于能探测到暗波时,探测者在归约的意义上可以宣称自己找到了量子物理学家梦寐以求的“引力波” 。然而, 从理论上必须指出,引力的本质就是空间层次的n力, “引力波” 的本质则是质能因子在n力与s力的相互作用下膨胀与收缩的变化量。在这一层次上的变化量恐怕是人类永远也不可能用观测的方式去探究,而只能通过心智去予以理解的了。
    关于强力,第一章已作过论述。 原子核内部以质子和(或)亚核粒子结合形成的, 质能致密的滚动组合结构的结构力,即某些科学家猜测到的以胶子方式存在的原子核结合能力, 就是强力。这种结合能力的性质本身决定了它的作用只能在核子尺度内有效, 不能如引力那样有累积性的长程作用。
    关于弱力, 虽然尚未正式论述,实际上弱力的本质早已以另一种概念多次谈到, 这就是质子场的核心致密部分为了维持动态平衡,而把多余的质能以辐射的方式从核心向外围反馈所体现的力, 质子场辐射力就是弱力的本质, 在较高的原子--分子空间层次上,弱力表现为以半稳定方式组合的、非常复杂的重原子核向外围反馈质能, 所有称为放射性元素的原子核的衰变,都是以这种分解方式体现出弱力的存在。
    通过以上分析与总结, 引力、电磁力、强力和弱力的本质已清晰地被揭示, 它们都只是空间平衡特性在不同的层次上的不同表现形式,它们分别体现着空间质能的组合与分解, 并以此构成各种规模的完整的粒子循环系统, 它们之间存在着量级上的差别,被分别用来描述不同尺度、 不同层次上的质能组合与分解现象,它们都是粒子场系统以循环方式构成内部动态平衡的整体力场的一部分,若简单地以一个圆环形象来表示这种整体力场,则它们都只是圆环的一段弧线而已,如图4-5 所示。
科学理论之批判(4)四种力的统一 - Science of Love - Alien Alliance
 
    量变引起质变!
    不同性质的力是由不同量的质能而体现和区别的。四种被归约的基本力, 都是质能因子膨胀与收缩的振荡变化在不同量级上产生的某种宏观观测量,它们都是n力与s力相互作用体现出来的不同结果,它们分别是宇宙整体质能循环系统的局部体现。
    只有通过这种理解方式,才能将宇宙中所有的力,将四种归约后的基本力完整地统一认识。可以说,这就是爱因斯坦意识到, 而至死未能完整表述并用以解释宇宙的统一场论!
 (请看第五节)
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