当我们发现‘原子’的时候,欢欣鼓舞认为物理学将被终结,因为我们知道了构成这个世界的最基本物质。然而电子,质子与中子的发现打破了幻想!
我们只犹豫了一会,就认定这一次应该是正确的,物理学要被终结了。甚至还创造了‘基本粒子’这个词,当然现在已经不用这个词了。因为我们发现的粒子数量超过了我们的字母数量。。。最夸张的时候,每个月都有新的粒子被宣布发现。
有人开始怀疑构成我们世界的基础物质,怎么可能繁复到这样的程度?数量是这么的多?怀疑得到了验证,于是我们终于有了---‘夸克’,我们目前认定的最小物质单位。而粒子就是由夸克组成的。
这也是目前‘实验物理’能够证实的地步。
如果由‘粒子’或者‘夸克’组成的这个世界成立,那么我们就非常悲剧的存活在一个台球的宇宙中~~~所有的一切都***是个球,不管是最大(星球)还是最小(夸克)!
宇宙也就不是宇宙了,而是个台球桌。力在一个一个球之间的传播和打台球没区别。。。
‘夸克’真的最小吗?---‘弦’说:‘夸克’只比我大十几亿倍(也许几十亿)。在极大或者极小这个层面上的对比,数字显得没有意义。
‘弦’是构成我们世界的最小单位,而‘弦’分‘开弦’与‘闭弦’两种。---仅仅理论上是这样,并且这个理论还没有得到除了纸面上(数学计算)以外的任何支持。
万有引力,电磁力,强(核)力,弱(核)力。这是4个构成我们物质世界的基本‘力’。基本力在物质之间的传导构成了我们的世界。
相对论VS量子论,结果是相对论胜利!
根据广义相对论的推导,地球是因为处在被太阳扭曲的时空内才会围绕着太阳旋转。这种万有引力会随着距离的延伸而缩减,但永远不会消失!
万有引力会一直保持着作用到无穷无尽,但效果也是越来越小。。。当小到无法再小的时候,也就是到了最微观的世界中---‘量子’的世界。
关键是,我们宇宙中类似太阳,地球这样的大质量的物质太多太多了。于是这些宏观空间里的大家伙的作用力,最终全部会在最微观的世界中得到体现。---我们的量子世界就变的无比的喧闹,异常,还有混乱。
这种观点有两个证据证明:1,宇宙诞生先有时空后有物质。2,宏观的万有引力的作用可以导致微观的量子世界的现状。如果倒过来,微观量子世界的混乱无法导致宏观出现万有引力。
为什么所有的力不是同时产生呢?
在奇点或者宇宙诞生的那一刻,所有的力不是全部融合在一起吗?---我们现在的物理学观点是,在温度达到若干兆亿度的时候(奇点的温度无限高),种种的‘力’会合成一种力。直到宇宙产生以后,各种力才渐渐分离。
嘎嘎,‘弦’闪亮登场了。
根据‘弦论’,万有引力是依靠一种叫‘引力子’(还未证实)在万物之间起作用的。根据‘膜论’,叫‘引力子’的这东西,是唯一能够突破‘膜’的束缚,在各个空间中自由传播,而且还普遍存在与所有维度空间。
也就是说,万有引力是伴随着时空一起诞生。。。是不是很强悍?
万有引力VS电磁力+强核力+弱核力,万有引力完败!
在解释这些‘力’之前,我们必须对维度空间有个认识。
‘膜论’需要十一维,这是在‘弦论’的十维的基础上通过纯粹的方程式计算得出的。当然除了数学计算,我们好像也没别的办法去验证。。。
科学界经常说我们处在四维时空中,这里说的是‘时空’!维度空间是‘空间’!与普遍存在的引力子一样,我们认为时间也是普遍存在所有维度空间的。(前面的章节里有解释,没有时间的空间无意义,没有空间的时间也一样。)
弦,需要把其他维度卷曲起来。膜,进了一步,可以允许在我们这个三维膜之外有其他维度的膜(也可以是和我们一样的三维膜)。
问题依旧很多,‘引力子’这东西可以不借助任何物质就可以起作用吗(如果需要借助物质传递,就不可能普遍存在)?---这样的问题一定会让懂得物理学的读者大大们会心一笑。。。这不是和‘光’一样吗?
没错,根据广义相对论,‘引力’就是和‘光’一样,连性质都相同。没有质量,但有动量。
(在光速下质量无限大,那为什么我们晒太阳最悲惨的后果就是多了点色斑,而不是粉身碎骨呢?因为光不运动就没有质量。光子叫光量子,量子叫能量子,从这个意义上讲,光是纯能量!实际上的的确确很多生物是直接利用光合作用获得能量的。可惜的是‘光’终究还是来源于我们通常讲的,依靠物质转化才能得到的能量。否则。。。。。。)
牛顿的理论存在了几百年,一直被当作真理。直到爱因斯坦的出现。。。悲剧的牛X定律受到了怀疑。
举个例子:太阳突然消失以后,地球会如何运动?
牛顿的理论认为:在太阳消失的那一刻,地球会立即感受到引力的消失,从而脱离轨道飞奔出去。
爱因斯坦认为:1,没有东西比光快。2,引力的传导和光传导一样。所以,太阳如果突然消失,地球也会因为由于太阳消失产生的时空震荡(涟漪式)传导,在8分多种以后开始偏离轨道。---8分多钟的时间就是光从太阳到地球的时间,也是万有引力传递的时间。
我们曾经认为爱因斯坦的广义相对论是对的,但现在我们又需要开始认认真真的思考牛顿关于引力的表述:我们立刻就能感受到引力的变化。。。
在广义相对论把时间与空间‘相对’起来表述的时候,我们才想到原来时间与空间不是绝对存在的。那么,很自然的就会有新的疑问?为什么空间与时间会存在?---不是哲学探讨,而是要从物理学角度上分析。
时空不可分,时间伴随着空间(相反表述也可以)。所以我们解决了一个存在的问题,就等于解决了另外一个。。。于是超级万有引力说出现了:由于万有引力的存在才使得空间能够存在而不至于消散于‘虚无’之中。万有引力是构建整个时空存在的根本‘力’。
还是用太阳突然消失为例子说明:由于太阳这样大质量的物体,扭曲并影响了‘时空’中无处不在的‘引力子’,导致地球按照现在的轨道运行。如果太阳突然消失,地球能迅速感受到引力的变化,但是---地球要等到被太阳影响的那些‘引力力’回复正常,才能获得最够的‘力’改变自己的轨道!别忘记,地球的质量也不小!
同样,由于地球本身的质量扭曲并影响了周边的时空中的‘引力子’,才使得大气层能够存在,我们不会飞出地球。
这一切都需要有两个前提:1,万有引力普遍存在。(这需要验证,现在的欧洲粒子对撞试验,还有美国的费米实验室都是为了找到‘引力子’,从而能证明弦论中的观点。---为什么是‘引力子’,会有解释。)2,万有引力的这个力要足够‘弱小’!必须要有大质量的物体扭曲了非常广阔的时空内的引力子,才能够获得足够的作用‘力’。
‘弱小’的万有引力是相对而言的。也就是当太阳要让地球屈服很容易,但要让另外一个太阳屈服就不可能了。我们的太空观测中,已经发现了双星系,也就是一个‘太阳系’内有两个太阳的现象。---题外话,不多说。以后漫游太空的时候会有大量大量,多到你恶心的太空场景的描写。。。希望读者大大能继续忍受。
万有引力很弱小是非常容易证明的:我给儿子发零花钱的时候,不小心掉了一张百元大钞到地上。我儿子迅速的把钱捡了起来,还说:“因为通货膨胀,我的零花钱也该涨涨了。”
我儿子的行为表明了一点:整个地球对于那张钞票的引力,都抵挡不住我儿子对金钱的**。。。一个儿童的肌肉收缩这样的生物力量,就能抵抗整个地球的引力。怎么样?万有引力够弱小吧?
这样的解释似乎很不给力,想说服人不容易。---钞票似乎太轻了,换个‘重’点的东西我儿子就拿不起来了。‘重力’是万有引力的一个分支,有两个条件影响重力:物质本身的质量,所在星球的质量(或者说附近能影响到这个物质的大质量物体)。同样的钞票在地球表面和在中子星表面获得的‘重力’是完全不一样的。。。当然没什么东西在中子星表面还能保持自己的形态。
在地面我儿子拿不起的东西,到了近地轨道上就变的轻松很多。而近地轨道依旧受到地球引力的作用,对吗?在宇宙环境下,地球与近地轨道之间的距离。。。我都不好意思用‘距离’这个词。。。这实在是太小,太小了。。。与我们比,地球的质量太大,而相对而言地球的引力又太小。
说到这,不能不说月球是个很奇怪的星球。体积(直径)是地球的1/4,而重力只有1/6,对比陨石坑我们都发现月球的结构强度高于地球。。。那么,密度低,强度高,会是什么呢?我的选择是‘晶体’这样结构坚固,内部又可以允许有大量空间的物质。
换个角度,提出新问题:为什么,我们能站在地球表面,而不是穿透整个地球掉进太空中去?
因为电磁力比万有引力强!
原子与原子之间有大量的‘空白’,不管是我们还是地球都是由这些东西构成。理论上原子之间的空间会多到足够我们穿越地球的‘空隙’存在。
但我们肯定没有穿透地球的本事,不管你从多高跳下来,获得多大的动量都一样。原子与原子之间的电磁力足以抵消地球对我们的引力。而且明显还有富余。。。
至于,在强力(使得质子与中子结合)与弱力(照成放射性衰变的短程力)这个超级微观层面上,万有引力的作用可以忽略到量子力学中所说的:不存在。
为什么一个普遍存在于所有维度空间内的万有引力会这么弱小呢?原因就在于,引力子存在于所有的时空内。。。纠结啊!
‘弦’的形状就是一根橡皮筋。
完好的橡皮筋叫‘闭弦’,剪断了就变成橡皮绳就叫‘开弦’。
我们这个多姿多彩的世界,就是由于这些橡皮筋能够任意的变化自己的形态,出现各种各样的‘弦’。---不得不说,这个橡皮筋的弹力真***好,那个公司生产的?
‘膜’的形状。。。我考虑了很久,最终选定的是:保鲜膜。
首先,‘膜’需要有空隙。否则‘引力子’就无法跨维度空间传导。
其次,‘膜’又要起到隔绝的作用,否则我们这个世界就太混乱了。。。
我的想象力都无法描述这样的混乱。。。所有维度空间可以任意穿越,那么在我们世界某次超新星的爆发,使得我们得到了来自7维空间的强烈抗议:“你们三维空间就不能安静点?Y的,吃个早饭都***掉了一地灰!”。。。。。。?
零维的点是所有空间的基础,一维可以存在于二维空间内,二维空间可以存在于三维空间内。。。我们认为,也许比我们低的维度空间可以是独立的时空,但是更科学的观点是:比我们低的维度空间必须依附在我们空间内。
这样的观点,到底有多科学,我不知道。不过从四维空间分析,倒是很有可能支持‘低维度空间必须依附高维度空间’的说法。
一体两面,可以用来解释四维空间。
这个空间独特的地方在于,它距离我们实在太近了,大约比1纳米(1米的十亿分之一,这样的数字存在的有意义吗?)还短。。。我们举手抬足之间就穿越了维度空间!
但是,由于有‘膜’的存在,我们无法感知到它。---这大概是最难理解的。
我们一直认定,三维+时间是产生智慧生物的维度空间里最低的要求。假设这是对的,一体两面的四维空间里,会是什么样子?
(如果一维或者二维里有‘物质’,又能有足够的时间,为什么就不会有生物呢?别和我谈什么消化体系,用三维空间生物特性去求证二维空间生物,那是鬼扯。)
这里不是把话题突然从物理学变成生物学,而是为了解释:一体两面。(妖怪吗?)
三维立体是一个整体,任何分割三维立体的行为带来的都是:得到两个三维立体。
两个三维立体共享一个‘面’,各自衍生其余三维,随着时间变化拓展的四维整体。。。也就是说,在某种程度上我们与四维是重合的,但是有各自的发展。不过这样的发展也有重叠的部分。
找到这个重叠的部分,就是我们穿越时空抵达更高维度的途径。
一维,二维可以---直接---存在三维空间里,但无法探知我们(当然,我们虽然知道存在低维度空间,我们也没办法进去)。同样,如果他们的智慧生物有办法找到突破点一样可以进入三维空间内。
‘弦’理论只是为了融合相对论与量子论,也就是为了把4个基本力结合起来。---这还属于人的理论研究范围。
而‘膜’理论。。。。。。
我解释过宇宙诞生的两种方式,相对论的奇点爆发,量子论的空间爆发。
那么,现在是第三种,‘膜’理论的:维度空间之间‘膜’碰撞!
把两个保鲜膜扔到真空中随意的让他们飘荡。。。
这些随意飘荡的保鲜膜,在足够的时间下,会有很大的概率相互轻轻的碰了一下。
很幸运的是,碰撞中的保鲜膜有一个展现出的是三维空间。于是。。。我们宇宙诞生了。。。
同样的原因,与我们碰撞的那个‘膜’,虽然不知道是几维空间。。。但是很明显也会有类似我们宇宙诞生的物质运动,至于其中的智慧生物能不能意识到这一点。。。我书里会有剧情。。。
不过从任何角度出发,去考虑‘膜’理论。我们都无法接受只有两个‘膜’的事情。。。也许有无数个膜在不断的互相碰撞着。。。会有无数个宇宙不断衍生和毁灭着。。。
任何一个‘膜’都包含着11维,经过亿万次的碰撞(但,也有可能只有一次),我们这个‘膜’展现的是三维空间,其余的维度,都被禁锢在‘弦’的世界中。。。
这样的观点,让我们有了无限可以想象的空间!
霍金用气球的表面比喻我们宇宙的膨胀。。。真实的情况也许我们还就真的存在于某个高维度空间内,一个小屁孩手中的气球。
悲哀的是这个小屁孩子对气球已经失去了兴趣,正在不断的往里充气,目的就是为了听一声响。。。所以我们的宇宙在膨胀着。
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关于弦和膜,以及量子世界还有很多问题,很多纠结的矛盾。一次写完不现实,不过我想反正日子还长,书才刚开头。。。不急。
那么卷二的结束部分,理论章节就到这里。晚上,争取12点前,会发剧情的章节。不过,我不保证不会是1点前。。。
不挖出足够的坑,单纯的太空旅行就太没意思了。。。嘎嘎
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