我提出物質(zhì)基元粒子簡(jiǎn)稱基子的定義就是說(shuō)世界上的所有物質(zhì)都具有一個(gè)統(tǒng)一的始基的最初、最原始的本底的終極的不可再行分割的元素,它具有最小的點(diǎn)滴或顆粒形狀的物質(zhì)本原成分和客觀性能指標(biāo)。關(guān)于基子是否存在的問(wèn)題,不僅是抽象的哲學(xué)問(wèn)題,還是個(gè)具體的系統(tǒng)科學(xué)問(wèn)題。物質(zhì)作為一個(gè)總系統(tǒng),如果它的內(nèi)部不存在一個(gè)不可再行分割的最小的基本元素,那么它就是一個(gè)空集或空無(wú)所有的零系統(tǒng),人類關(guān)于物質(zhì)對(duì)象的研究也就失去了意義 在當(dāng)今世界,量子的意義至高無(wú)上。量子力學(xué)、量子化學(xué)、量子光學(xué)、量子天文學(xué)、量子波動(dòng)、量子跳躍、量子坍塌、量子外力、量子斥力、量子外力、量子信息、量子效應(yīng)、量子場(chǎng)、量子數(shù)、宇宙量子、二次量子、光量子、熱量子、電量子、磁量子、動(dòng)量子、能量子……,量子的學(xué)科術(shù)語(yǔ)數(shù)不清。美國(guó)科學(xué)家索性把我們?nèi)祟愃幍?/FONT>物質(zhì)世界統(tǒng)統(tǒng)稱之為量子世界。這是一個(gè)很高明的恰如其分的稱謂,因?yàn)榱孔拥男再|(zhì)徹底反映了宇宙背景和物質(zhì)世界的本原與演化底蘊(yùn)。 但是,什么是量子?人們對(duì)于量子的最基本概念及其最根本特征的理解和定義卻存在著嚴(yán)重的謬誤和混亂,嚴(yán)重的謬誤在于完全忽略并違背了量子的基元性絕對(duì)性要領(lǐng)及其偉大發(fā)現(xiàn)者普朗克的思想初衷。 中國(guó)普通的物理學(xué)詞典對(duì)于量子最常見(jiàn)的普通解釋是:“微觀世界的某些物理量不能連續(xù)變化而只能取某些分立值,相鄰兩分立值之差稱為該物理量的一個(gè)量子。普朗克在研究黑體輻射時(shí)(1900年),首先發(fā)現(xiàn)了自然現(xiàn)象中的這種不連續(xù)的量子性質(zhì)。他發(fā)現(xiàn)物質(zhì)吸收或發(fā)射的輻射能量量子,其大小為hv(其中h為普朗克常數(shù),v為輻射的頻率)。能量分化為量子(所謂量子化)的現(xiàn)象,只是普遍自然規(guī)律中的一個(gè)例子,其他物理量如動(dòng)量矩等也是量子化的。此外,有時(shí)也將同某種場(chǎng)聯(lián)系在一起的基本粒子稱為這一場(chǎng)的量子” 由于中國(guó)的物理學(xué)理論都照抄外國(guó),因此國(guó)際上也找不出比中國(guó)人好多少的對(duì)于量子的定義和解釋。美國(guó)《物理百科全書(shū)》解釋道:“量子這一術(shù)語(yǔ)表征波或場(chǎng)的激發(fā),這種激發(fā)含有像能量或質(zhì)量、動(dòng)量和角動(dòng)量那樣的類粒子的基本性質(zhì)。這一術(shù)語(yǔ)歷史上首先用在電磁能或光能的數(shù)額,通常稱為光子。光子即電磁場(chǎng)的量子,是一種無(wú)質(zhì)量粒子”⑶。這樣的解釋顯得更含混糟糕。 由此看來(lái),現(xiàn)在世界上關(guān)于量子的含義,都是根據(jù)愛(ài)因斯坦所謂相對(duì)論的光量子的概念來(lái)解釋的。普朗克關(guān)于量子是絕對(duì)存在的最小的不可再行分割的基元性的物理作用量數(shù)值的本初想法,遭到了相對(duì)論的極端沉重的歪曲和壓制。 20世紀(jì)的物理學(xué)留下一系列謎團(tuán)。首當(dāng)其沖,從1900年存疑至今,連普朗克本人也疑惑不解而抱憾終身的就是普朗克常數(shù)即量子h的性質(zhì)之謎。正如1918年瑞典皇家科學(xué)院的評(píng)審認(rèn)定h“是一個(gè)描述物質(zhì)共有的但尚未知道性質(zhì)的比例因數(shù)?!雹?/SPAN>史書(shū)記載普朗克充分意識(shí)到發(fā)現(xiàn)量子的巨大意義,“據(jù)說(shuō)有一次他在散步的時(shí)候曾對(duì)他兒子說(shuō)過(guò),他已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了不亞于牛頓所發(fā)現(xiàn)的事物?!雹傻冀K無(wú)法透徹理解量子的性質(zhì)。 現(xiàn)在看來(lái),普朗克之所以無(wú)法把量子納入經(jīng)典理論,是未知領(lǐng)域給人類造成的認(rèn)識(shí)史迷惑,是由于量子的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)沖刺鍥入到了物質(zhì)存在的基元性層次,這種基元層次與當(dāng)時(shí)人類初步認(rèn)識(shí)的分子原子的結(jié)構(gòu)層次之間存在著巨大的溝壑。具體地說(shuō),是人類對(duì)于宇宙時(shí)間空間的性質(zhì)、時(shí)間元和空間元真相、原子結(jié)構(gòu)真相、黑體輻射機(jī)理和光的本質(zhì),進(jìn)而還有電子結(jié)構(gòu)、電荷實(shí)體、電磁本原、電流形態(tài)、電解機(jī)理等一系列重要知識(shí)還處于空白或誤解的狀態(tài)。今天,人類已經(jīng)對(duì)于暗物質(zhì)的客觀初步存在達(dá)成了共識(shí),我們?cè)僖揽拷^對(duì)論和基元論的根本原理,就能夠徹底解開(kāi)量子性質(zhì)之謎。所謂基元,就是組成事物的最小的不可再行分割的始基、本底的終極性的元素,一切物質(zhì)實(shí)體最終都可分解或彌散為物質(zhì)基元粒子。 普朗克在1920年6月2日為答謝諾貝爾獎(jiǎng)的著名演講中指出:“對(duì)于一個(gè)不愿違背事實(shí)的評(píng)論家來(lái)說(shuō),除了肯定作用量子之外,沒(méi)有別的選擇。在各種各樣的過(guò)程中,對(duì)于作用量子都得到了相同的結(jié)果,即它的量值是6.52X10-34焦耳秒。這是一個(gè)名副其實(shí)的物理學(xué)普適常數(shù)。說(shuō)起來(lái)也是一個(gè)巧合,正當(dāng)廣義相對(duì)論概念剛剛建立并導(dǎo)致了傳奇般結(jié)果時(shí),自然界卻在最無(wú)希望的地方出現(xiàn)了一個(gè)‘絕對(duì)’,即出現(xiàn)了一個(gè)不變的單位。事實(shí)上,有了這個(gè)不變的單位,包含在時(shí)空元中的作用量子就可以用一個(gè)完全確定的非任意數(shù)來(lái)表示,因而也就拋棄了它(到現(xiàn)在為止)的相對(duì)性”。⑹其實(shí),“包含在時(shí)空元中的作用量子”這句話完全抓住了普朗克h性質(zhì)的關(guān)鍵,關(guān)鍵就是宇宙的時(shí)間空間存在著格子形狀的基元尺度。 本來(lái),只要能夠充分肯定已經(jīng)顯示在普朗克常數(shù)中的最小的不可再行分割的基元物理量數(shù)值,就可以比較順利地深入理解量子的性質(zhì)。但是,相對(duì)論反對(duì)絕對(duì)性又回避基元值,致使量子的意義日益玄虛化了。相對(duì)論的誤導(dǎo)致使中國(guó)大學(xué)生的量子基礎(chǔ)知識(shí)尤其薄弱。 美國(guó)的一本高中教材就能抓住基元尺度概念,恰倒好處地解釋量子的意義。該書(shū)寫(xiě)道:“普朗克預(yù)示一個(gè)自然頻率為Vo的振子只能以能量1hVo,2hVo,3hVo,…, 普朗克實(shí)際上斷定了所有形式的能量,以及地球人所運(yùn)算的能量數(shù)值,其實(shí)全是h*的整倍數(shù);他又預(yù)示所有的諧振子(例如擺、秋千、彈簧等)所能擺動(dòng)的高度必定是6.52X10-34米的整倍數(shù)。這樣,所有不同質(zhì)量和形式的諧振子的可能的相鄰能量最終都相差一個(gè)h*,其振動(dòng)高度也相差6.52X10-34米(按當(dāng)今尺度是6.626X10-34米)。由于三維空間的長(zhǎng)、寬、高度相等,當(dāng)今人類就很容易由此達(dá)成共識(shí):每個(gè)h*均作用和包含在最小的不可再行分割的宇宙空間元(6.626X10-34米)3格子中,每個(gè)量子跳躍的高度差是6.626X10-34米、歷經(jīng)時(shí)間是6.626X10-34秒。于是我推出了普朗克時(shí)空元(符號(hào)P)的概念,P包含空間基元長(zhǎng)度=6.626X10-34米、和最小的時(shí)間間隔即基元時(shí)刻=6.626X10-34秒。 嚴(yán)格追求有實(shí)驗(yàn)證據(jù)的數(shù)量關(guān)系和量綱概念的準(zhǔn)確性,致力于求索經(jīng)典的極限的性質(zhì)、極大極小值和基本性基元性數(shù)值,是18、19整整兩個(gè)世紀(jì)的科學(xué)家遵循的優(yōu)良傳統(tǒng)。正如18世紀(jì)大數(shù)學(xué)家歐拉認(rèn)為:“如果在宇宙里沒(méi)有某種極大或極小的法則,那就根本不會(huì)發(fā)生任何事情。”⑻這種優(yōu)良傳統(tǒng)在20世紀(jì)遭到了相對(duì)論的嚴(yán)重破壞。愛(ài)因斯坦總是憑主觀臆測(cè),靠賣(mài)弄深?yuàn)W莫測(cè)的數(shù)學(xué)技巧,但他的演算推導(dǎo)竟然總是存在公式的分母項(xiàng)為零的基本常識(shí)性的致命性的錯(cuò)誤。 普朗克一代的科學(xué)家曾經(jīng)殫精竭慮苦苦思索過(guò):因?yàn)?/SPAN>h=6.626 今天,只要堅(jiān)信宇宙時(shí)空元P絕對(duì)存在著,應(yīng)用時(shí)間空間基元和能量基元6.626 我的通解是:首先要認(rèn)定,空間元是由物質(zhì)系統(tǒng)外部的彼岸的獨(dú)立物體——暗物質(zhì)或以太的基元成分在宇宙空間中無(wú)限綿延、致密又均勻的分布而分隔成的。為了對(duì)空間元的概念有形象化的深刻理解,我特地畫(huà)了“基子理論示意總圖”附于本文背后。參照附圖,我們還要?jiǎng)庸P做一些最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn):取一本做解析幾何習(xí)題用的細(xì)方格簿,翻開(kāi)一頁(yè)凝視。我們的思路要想到這是一片二維空間的圖象,所以示意總圖的背景是一頁(yè)放大的方格簿。至于三維空間,我們可以設(shè)想如果每個(gè)小格子沿垂直于頁(yè)面的方向展開(kāi)為連綿的細(xì)小的正立方格子網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)中這些細(xì)小的正立方格子的堆砌擴(kuò)展和無(wú)限綿延的網(wǎng)絡(luò)就是宇宙絕對(duì)空間的簡(jiǎn)單圖象。因此,沒(méi)有物質(zhì)存在的宇宙空間絕不是一無(wú)所有的,早就有了一樣?xùn)|西,就是暗物質(zhì)或以太的基元(我借用虛數(shù)符號(hào)i命名之)的均勻分布,這樣的分布已經(jīng)打好了人類永遠(yuǎn)無(wú)法看到的但精神能夠充分意識(shí)到的方格子網(wǎng)絡(luò),暗物質(zhì)基元i的位置就在格子頂點(diǎn)上。 我們要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)非常簡(jiǎn)便,就是用一枝筆隨便在格子中畫(huà)點(diǎn),規(guī)則是所畫(huà)的點(diǎn)不能碰到細(xì)格子的邊,而點(diǎn)落在細(xì)格子框之中的哪個(gè)部位不限。我們的每一個(gè)畫(huà)點(diǎn)表示一個(gè)基子,這樣我們所畫(huà)出的點(diǎn)的集合的任意圖象都代表了由基子組合而成的物質(zhì)實(shí)體。如果我們從畫(huà)點(diǎn)中懂得組織成為地球的所有物質(zhì)基子歸根結(jié)底也全部落在這無(wú)限放大了的細(xì)格框之中,就會(huì)透徹明白暗物質(zhì)是穿透地球的。這樣我們可以理解: 一.宇宙空間中物質(zhì)的密度是極其有限的,并非如天花亂墜爆炸大師想象的可以無(wú)限高。 二.由于每個(gè)細(xì)格的頂點(diǎn)表示一個(gè)暗物質(zhì)基元i,因此,暗物質(zhì)或以太穿透地球和一切物質(zhì)。 三.每個(gè)空間元只能讓一個(gè)基子進(jìn)出,因此物質(zhì)在空間中并非可以任意地延伸。 這樣在格子中畫(huà)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)看似簡(jiǎn)單可笑,可是它卻牽動(dòng)著我們?nèi)祟愒?FONT face="Times New Roman">21世紀(jì)之初對(duì)于物理世界的理念提升。我們還要進(jìn)行有序的畫(huà)點(diǎn)實(shí)驗(yàn),就是把頁(yè)面中任意一條細(xì)方格帶子的空白格子依次全部畫(huà)上代表基子的電腦標(biāo)點(diǎn)符號(hào)*,我們就能看到*如同一條珠子項(xiàng)鏈?zhǔn)降呐帕校野?/FONT>這樣的排列稱之為基子鏈。這樣我們就能發(fā)現(xiàn)基子的空間排列存在著的有序與無(wú)序狀態(tài)的區(qū)別。需要我們得出的要領(lǐng)還有: 四.宇宙中的物質(zhì)基子分成有組織的超越基子和無(wú)組織的普通基子兩大類。 五.在所有具有規(guī)整結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基本粒子中,都存在著超越基子鏈。 六.落定在、整編在結(jié)構(gòu)粒子組織中的基子顯示質(zhì)量和慣性力,處在無(wú)序狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)的基子顯示能量,并且每個(gè)基子在一個(gè)系統(tǒng)被發(fā)射到另一個(gè)系統(tǒng)時(shí)所攜帶和傳遞的能量都是6.626 雖然實(shí)驗(yàn)非常簡(jiǎn)便,但我們的思維卻面臨一個(gè)艱巨的任務(wù),就是需要設(shè)想這個(gè)空間元網(wǎng)絡(luò)不是僵硬的,而是富有彈性和倔強(qiáng)性的。每個(gè)位于格子頂上的暗物質(zhì)基元i在空間元的長(zhǎng)寬高三個(gè)方向都有可以扭動(dòng)、擺動(dòng)、伸縮的自由度,這樣i就相互對(duì)持著、懸浮著分隔成了宇宙空間格子網(wǎng)絡(luò)。而這個(gè)富有彈性的網(wǎng)絡(luò)的局部可以高度扭曲拓?fù)?/SPAN>,并且網(wǎng)絡(luò)局部的扭曲拓?fù)?/SPAN>是以光速向四周傳播。在網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)局域中,一條空間元帶子可以有高度的扭曲和形變,但周?chē)目臻g元帶子勢(shì)必受其影響而連體形變,并且連體影響而形變的程度也按光速度衰減。 還有一大難題是如何形象地理解量子跳躍?普朗克曾經(jīng)把粒子發(fā)射時(shí)處于的狀態(tài)比喻成一陣“痙攣”,我認(rèn)為是很恰當(dāng)?shù)摹?/SPAN>我的想象是一條基子鏈中的基子在波動(dòng)中總是作上下跳動(dòng),在跳動(dòng)時(shí)可以把相鄰格子中的普通基子撞擊即輻射了出去,這就是量子跳躍的機(jī)理。 我們還可把一條最小的方格稱為一條空間元帶子,在1米長(zhǎng)度的空間元帶子中可以排列約1.5092X1033個(gè)方格子。如果把它無(wú)限放大后比喻象一列火車(chē),則每節(jié)車(chē)廂都是分開(kāi)又聯(lián)通的正立方體。我們?cè)O(shè)想如果有一組慣性力6.626 如果這條帶子移動(dòng)或波動(dòng)1米,其具有的能量就是6.626 由此可確認(rèn):分布在作用在一個(gè)空間元中的物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)是最小的基元質(zhì)點(diǎn),它的恒定的慣性力量是4.3904 這樣一來(lái),一個(gè)嶄新的宇宙常數(shù)就推導(dǎo)出來(lái)了!我把它與基本作用量子對(duì)應(yīng)稱之為基本作用實(shí)質(zhì)與慣性力常數(shù),簡(jiǎn)稱實(shí)子,符號(hào)L=4.3904X10-67牛頓秒=4.480 由上述的推導(dǎo)可見(jiàn),量子的基元性至關(guān)重要。我在近十年的學(xué)術(shù)交流中經(jīng)常有人問(wèn)我:為什么頻率非要是整數(shù),不可以有例如每秒0.123周期的頻率?我總是回答:如果允許有分?jǐn)?shù)頻率,普朗克常數(shù)的量值就無(wú)法確定,量子也就失去了意義。物理加強(qiáng)基元性觀念,我們還可以根據(jù)普朗克求索物理極限和基元數(shù)值的策略來(lái)推導(dǎo)物質(zhì)基元粒子和實(shí)子L。因?yàn)榘磭?yán)格的數(shù)理邏輯涵義直觀,h是二元三次和四次方程組的根,可以有四個(gè)數(shù)值相同但量綱比例因子不同的根,數(shù)據(jù)6.626X10-34在主根量值單位中有三種含義: h1=6.626X10-34焦耳X1秒 h2=1焦耳X6.626X10-34秒 h3=1牛頓X6.626X10-34米X1秒 以上三個(gè)根可以必須分別滿足能量、時(shí)間、空間為基元值時(shí)的解。那么,第四普朗克常數(shù)就必須滿足慣性力是牛頓的基元數(shù)值,于是就有作為第四根的: 分母中的(6.626X10-34米秒/格) 現(xiàn)代物理學(xué)最突出的困難就是人們不明白慣性力是怎么來(lái)的?,F(xiàn)在通過(guò)對(duì)普朗克常數(shù)基元性分析,真相大白了! 參考文獻(xiàn) ⑴許保國(guó)、王福山 ⑵程守洙、江之永 ⑶[美國(guó)]S.P.帕克 ⑷[德國(guó)]普朗克,諾貝爾獎(jiǎng)獲得者演講集.物理學(xué)第一卷[M].北京:科學(xué)出版社.1985.357.. ⑸[意大利]塞格萊,物理名人和物理發(fā)現(xiàn)[M].北京:.知識(shí)出版社1982.92-93. ⑹[德國(guó)]普朗克,諾貝爾獎(jiǎng)獲得者演講集.物理學(xué)第一卷[M].北京:科學(xué)出版社.1985.366. ⑺[美國(guó)]F.卞歇,物理學(xué)原理.下冊(cè)[M]上海:上海教育出版社.1984.351-352. ⑻儲(chǔ)嘉康,歐拉[M]成都:四川少年兒童出版社:1984.0(扉頁(yè)). |
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