化学质量的产生
(曹天云)
【摘要】:将广义相对论的等效原理和弯曲时空从引力场应用到电磁互相作用的场、强互相作用、量子场等规范场中。觉得微观场的存在所产生的弯曲时空,形成相应的时间减缓效应和量尺减短效应,造成光子能量在其中形成时空弯曲状态,并造成该弯曲时空中的光子能量汇聚为质量并形成微观粒午时空状态,奔向表面时空呈现出它们经过时空转换后的量子状态和微观粒子状态。
【关键词】:化学质量,相对论,等效原理,物质场,光子,时空弯曲,时空转换
一、场与等效原理
1、相对论基础
爱因斯坦()的狭义相对论强调,一个物体相对于观察者高速运动时,观察者或观测到这个物体的厚度会减短,时钟会变慢。这些现象应用洛仑兹变换后,狭义相对论称之为时间减缓效应(又称为时间膨胀效应)和量尺减短效应。在广义相对论中,因为引力场硬度的作用,也会形成时间变慢、量尺减短的现象,而造成空间弯曲。在强悍的引力场中,这样的时间变慢、量尺减短的现象,我们也统一称之为时间减缓效应和量尺减短效应。1919年美国天文学家在日蚀观察中否认了光在引力场中不沿直线传播,而顺着曲线传播,广义相对论被人们普遍接受。在相对论的理论中,时空成为了一个统一的概念而出现,弯曲的时空不再是均匀的欧几里德()空间,而是弯曲的黎曼空间了。
2、广义相对论的等效原理的延展思索
广义相对论的等效原理中,以惯性质量和引力质量成反比的自然规律作为依据,提出在无限小的容积中均匀的引力场完全可以取代加速运动的参照系的等效原理思想。阐明了引力作用和加速度作用等效的原理。并由此阐明出了引力场硬度的作用,而造成时间变慢,空间弯曲的效应。基于时空弯曲的效应,爱因斯坦()觉得行星以椭圆形轨道围绕星体运转的状态是时空弯曲的彰显这么,核外电子围绕原子核的转动是否也可以理解为时空弯曲的彰显?
这么,在原子核外的电磁场硬度中,时间是否也会变慢呢?时空是否也会弯曲呢?光在电磁场硬度中传播是否会弯曲和变慢呢?根据我们对场作用的等效性的延展思索,人们自然也会联想到这儿来,觉得会有同样的等效效应。
人们在普通化学实验中早就发觉了这样的现象,化学实验发觉的光在介质中传播速率的变小的现象,彰显了光在电磁场中的时间减缓、时间变慢效应。我们只要转换一下思索方法,将日常生活中熟视无睹的普通现象与原子化学的电磁互相作用的知识相结合,才会发觉其它的如光照到物体后的折射、反射、吸收等现象,都彰显了光在电磁场中的弯曲效应。
3、弯曲时空与量子热学的关系
狭义相对论讨论宏观的数学问题,量子热学讨论微观的化学问题。因为多数微观粒子以接近于光速的形式运行,所以,科学家将狭义相对论与量子热学结合而产生了相对论性量子场论的思想。相对论性量子场论的基本思想觉得,场作为宇宙中的基本的方式,弥漫于所有空间中,并且每一种量子粒子对应于一种量子场,每位量子场伴随一个量子粒子,场用粒子的性质表现出自身。虽然爱因斯坦没有才能构建统一场的多项式,并且,追求数学场的统一以及不断取得的进展,会使人们对弯曲时空和场的效应进行更深入的思索。
在寻求广义相对论与量子热学结合的过程中,科学家只将注意力放到怎样将量子热学应用到引力场中,将引力场量子化的问题,结果因为遭到了无限大问题的麻烦,因而停止了结合的步伐。假如改变一下结合的思路,将广义相对论的弯曲时空思想与微观粒子、微观场相结合,才会显示出广阔的前景。
如今。我们将量子热学与广义相对论的弯曲时空思想结合,而深入思索:在强互相作用的场作用下,或则在微观量子场的场硬度作用下,是否还会造成时空弯曲,而彰显不同场对时空弯曲的等效效应?现今这儿将量子热学的量子场、相对论的物质场都统一称为物质场。
可以思索原子核的存在构成一个弯曲的时空,除了将原子核内的中子、质子、夸克等存在组成一个弯曲的原子核时空,还产生核外电子的弯曲时空的运转状态。
所以,相对论中的时间减缓效应、时间标尺的减小和量尺减短效应、空间的弯曲,容积变小的效应,我们自然会应用到普遍的化学场中,而提出假定:在化学中存在的不同的物质场,具有等效的时空弯曲效应,即就会造成时间减缓、量尺减短和空间弯曲的效应。微观的物质场也满足洛仑兹对称。因而也造成微观粒子、粒子的化学质量的产生。
4、时空转换的相对性
有一种观念觉得,广义相对论中物体在引力场中的弯曲是不同于狭义相对论中的相对弯曲,而是一种绝对弯曲,觉得一个长条假如放在引力场很大的星球里面,它的厚度会减短,因此是绝对的弯曲效应。但是我们思索:当人们将长条、标尺和观察者都到哪个星球里面去检测的时侯,长条、标尺和观察者都会同时缩小,这个观测者依然未能检测到长条的减短。所以,人们所认识的长条的减短一直是它在哪个星球的引力中相对于我们这个惯性系中而呈现的时空转换后的状态,是相对的状态。
双生子佯谬(twin)的命题中,一对双生子A和B,A在月球的惯性系中,B乘快船去做星际旅行,要发生非惯性系的变化。虽然B在星际旅行的鹈鹕中没有觉得到自己和鹈鹕空间的时间变慢,并且,在月球上的A会发觉B的时间变慢,即B相对于A的时间变慢。B经过漫长时光返回月球。爱因斯坦的狭义相对论觉得,两人所经历的时间不同物理质量的定义,重逢时B将比A年青。所以,在B经过了时空转换后,B和A重逢时,B在相对于A的时间变慢的相对性中,包含了绝对性的诱因。
这么,在广义相对论中,还可以构想另外一种双生子的情况:假如B旅行到一个大质量的星球上,B所在的星球引力造成的时间减缓效应,B相对于A要年青,虽然B在哪个星球上没有觉得到自己和环境空间的时间变慢,所以B对于A的时间变慢首先是以相对性而出现的。假如她们重新在月球上相遇,B也同样会比A年青。所以,在时间的减缓效应里面,在时空转换的相对性基础中也会包含某种绝对性的诱因。在中国唐代的传说中,有“天上方一日”,地上已千年」的传说,也彰显了这样的道理。
二、物理质量的产生与时空弯曲
1、物理质量的产生
只有对于直径为零的时空和静止质量为零的粒子,人们才才能觉得是所认识的化学时空和粒子的最基本的存在单元。这么,化学学不仅从理论上进行假定外,发觉这样的存在了吗?其实,众所周知的光子就符合这样的存在要求。
现代数学学表明光子有动质量而无静止质量,光子以光速运行,它的厚度为零。所以,它符合人们找寻的才能形成物质的时空存在和其它粒子存在的基本单元的条件。但是,处于光速运行的光子怎么又能否结合成为其它粒子的时空状态和质量呢?这就还须要微观的数学场或则是微观量子场的存在,它们满足洛仑兹对称。
在广义相对论中,爱因斯坦阐述了时空空间会是弯曲的,觉得质量越大的天体附近,引力场越强,因此时间减缓效应减小,时间标尺越长,也就是哪里的时钟变慢,哪里物质的时空是弯曲的;并且人们又发觉在物体内部微观下,存在很强的物质能量场。
根据广义相对论和上面所叙述的场的等效原理,进行剖析:
在微观物质场的存在中,时空会弯曲,时间会减缓,量尺会减短;往微观延展下去,假如其物质场能量越强,时空弯曲程度越大,时间减缓效应越大,量尺减短效应越大。
光子能量在步入微观物质场中,与微观物质场结合后,在微观物质场产生的弯曲时空作用下,光子的运行轨道弯曲也很大,同时时间减缓效应很大。光子在微观物质场的时空中仍以光速前进,时空很大,但从人们这个表面时空去看(或反映、转换到人们这个表面时空中来时),按照时空转换的相对性,其时间减缓效应很大,量尺减短效应很大,造成位移极短,光就像处于“静止”状态一样,光能量得以“凝聚”在其物质场的弯曲时空中,光子的动质量就转换成该微观物质场的静止质量,因而构成该物质场的弯曲时空中的质量的产生过程和基础,产生微观物质场的微观粒子、量子粒子的静止质量和微观时空状态。
这样构成了一种由微观物质场的弯曲时空与光子能量的结合状态,光子能量在这样的弯曲时空中,通过时间减缓胀效应、量尺减短效应而“凝聚”而成为了化学质量,并产生了微观粒子的时空内涵、尺寸和能量的质量内涵,形成了人们所认识的数学微观粒子现象。
所以,微观物质场的存在所产生的弯曲时空与光子能量的结合,就解释了微观粒子的形成的缘由和表现状态,以及其化学质量的产生原理。
所以,数学的静止质量可以看作是光子能量在微观物质场的弯曲时空中产生的时空弯曲而存在、“凝聚”成的,是对能量的一种时空存在方式的描述、概括,也是对物体所包含的这些时空能量多少的测度。
所以,相对论阐明了质量和能量才能互相转换的原理和质能关系。质量可以转化为能量,人们如今可以这样来理解核爆燃:当一个微观物质场的弯曲时空被打破而改变时,该弯曲时空中的光子能量的一部份施放到表面时空来,表现为质量转换为能量的过程,彰显着相对论的质量与能量的关系(E=MC2)和内涵。
在正负电子对湮灭为光子的过程中,人们也发觉电子的质量部份转弄成了光子能量;而通过高能光子,也可以形成出粒子对来。在真空中,微观物质场也伴随零点能的存在,不断出现正反粒子对的形成与湮灭。都可以用这样的化学质量的产生原理、微观粒子的产生原理来解释了。
如今,人们就才能更深刻的理解、表达、应用相对论的质量与能量的关系(E=MC2)了。微观物质场产生的弯曲时空与光子能量以这样的形式结合而构成微观粒子的时空状态,并汇聚成微观粒子的化学质量的内涵。质量是对物体所包含的这些时空能量多少的测度,而构成人们的化学世界的存在基础。
2、时空弯曲与时空转换
按照上面提及的相对论的时空弯曲和时空转换的相对性原理,微观物质场所造成的时空弯曲效应是相对,一般以人们所在的表面时空为基点,通过时空转换而呈现在表面时空的状态。所以,时空弯曲与时空转换,在人们认识微观世界的过程圆通过时空的相对性一起呈现下来。
因为不同的物质场的场硬度的不同,所对应产生的弯曲时空硬度与时空弯曲效应不同。相对于其它不同物质场的时空所产生的时空相对性不同,构成的时空相对和时空转换过程不同,因而会有不同的时空转换内容和弯曲时空的表现状态。
在奔向表面时空的延展方向,不同的粒子在不同的场中构成不同的弯曲时空和质量,进行不断的叠加,组成不同层次的时空结构、粒子状态、量子态等。这样一层一层的奔向表面发展,构成了人们在表面时空中所发觉的、相对于人们表面时空进行了时空转换后的微观粒子状态和微观化学质量。构成化学的时空的存在内容和化学的包含质量的粒子存在状态。
3、人们所看到的微观粒子是相对于表面时空的一种时空转换后的呈现
当人们利用于显微镜观察某一层次的微观粒子的时侯,比如看原子核时,实际是在人们这个表面时空来看、来反映原子核所在时空中的存在状态,因此彰显着时空的相对性。
因为原子核所在的时空,其物质场与人所在的分子时空的物质场不同,原子核所在层次的数学时空在经过时空的相对性和时空转换,而转换到人所在的表面时空时,其时间减缓效应和量尺减短效应,造成相对于人们所在的表面时空呈现时空弯曲状态。因此人所见到的原子核就呈现很小的微观粒子状态。也就是说,是原子核所在的时空状态经过时空转换以后,投影到我们这个表面时空中来,被我们的仪器和肉眼觉得所接收转换以后产生弯曲时空的三维实体粒子的方式;从能物力量角度来说是其微观物质场和弯曲时空所汇聚的能量奔向那层时空的叠加,而产生的化学质量的总和。
在化学研究中发觉了许多原子核内部的夸克、介子等微观粒子状态,虽然该时空中的个别组成部份在该时空中也以近光速运动,或则如量子热学中的波函数包一样的存在,并且它依然处于它们所在微观物质场的时空中,但是因为它相对于我们的表面时空而言、时间减缓很大、量尺减短很大、时间标尺很大,因此人们的表面时空的人观察到后,就表现为速率很慢,如同静止在该弯曲时空中一样,构成该弯曲空间的组成结构、内容和微观质量。并且,假如打破该时空的结构,它们中的许多组成部份都会奔向人们所在的时空展示接近光速的一些状态了。
4、人们所看到的表面实体
再返回来看我们已认识到的表面世界。我们在日常听到的物体又是哪些呢?它是站在我们这个表面时空中见到的物体,而我们如今早已认识到这是顺着微观物质场与弯曲时空结构与光子能量结合后,经过时空转换后叠加到人们这个表面时空中来的时空投影存在,被人们的双眼、感觉所吸收、转换后的被反映成为三维的立体、三维的实体等不同的方式。
如我们看到的一个瓶子,在微观状态下,对应无数层次的物质场、时空结构和存在状态,它们自身对应无比辽阔的空间,但当从我们表面这个时空去看它时,它所在的时空结构就相对于表面发生着时空转换了,时空就弯曲了,变小了,构成了在我们这个时空中被我们看见的瓶子实体的内部基础和化学质量基础。它投影到人们的三维的双眼里面,而被人们的觉得和意识建构将它们反映成为了瓶子的三维立体和四维实体状态的内容。虽然在人们所在的表面时空中,它也是包含了多维、场、弯曲时空、能量、时空结构的化学时空的存在,因此人们的意识、思维才能从对瓶子反映的各类认识现象、不同的认识过程、以及不断反省认识局限的过程中,逐渐认识到它的化学多维时空存在的内容。
人们看见的三维实体的物体形态、运动方式和互相作用过程,构成了人们四维时空观念的内容和局限,构成了我们在这个时空中所熟视无睹的低维时空的世界图景。
所以,人们对世界的认识,受制于人们的双眼、感官的阻碍,也受制于人体生命的存在状态和由此而产生的观念的阻碍。世界的真实存在似乎并不遵守人们认识世界的途径和过程。而人们认识世界的途径和过程就成为了我们反省人们的思想误区和观念局限,而进行不断赶超的思维抓手。
附表:对希格斯粒子的指责
(曹天云)
新闻背景
法国核子研究中心(CERN)于7月4日举办了轰动世界的新闻发布会,宣布其小型质子对撞机LHC实验发觉了一种新型亚原子粒子,其质量大概为125GeV的新粒子(置信度是99.9999%),这个粒子很像是被誉为上帝粒子的希格斯(Higgs),该粒子符合希格斯玻骰子的属性。
“希格斯玻骰子”理论由美国蒙特利尔学院化学学家希格斯于1964年提出,希格斯机制除了自己具有质量,并且能赋于全部的基本粒子具有质量,是电子和夸克等产生质量的基础。因而希格斯粒子被称为上帝粒子,是其它粒子的基石。
希格斯觉得,在137亿年前的大爆燃中,希格斯玻骰子使物质得到质量,使星体和行星都得以诞生,最终蕴育生命。这一理论可解释粒子为什么拥有质量,因而演变为万事万物。
粒子化学学的标准模型预言了62种基本粒子,希格斯粒子是标准模型所预言的一种基本粒子,希格斯机制能赋于其它61种基本粒子具有质量。
为何基本粒子为具有质量?按照希格斯机制,希格斯场遍及于宇宙,,没,弥漫于整个空间,其它基本粒子是由于与希格斯场之间的耦合、发生互相作用而获得质量,而这互相作用的附产品就是希格斯玻骰子。
在电弱互相作用中,按照局域规范对称性理论所推论出的四种规范粒子都应当是无质量的玻骰子,它们分别是W+、W–和Z0和光子,但是实验所检测的W+、W–和Z0玻骰子都是有质量的。为了解决这样的理论矛盾,引入自发对称破缺机制的希格斯机制。按照希格斯机制,希格斯场遍及于宇宙,弥漫于整个空间,与其它的除光子外的基本粒子都有耦合,发生互相作用后,赋于这种基本粒子的质量。而希格斯玻骰子,就是希格斯场与其它基本粒子发生耦合后,给了其它基本粒子静质量以后,剩下的那部份所对应的粒子。希格斯粒子的载流子是0,是目前标准模型中惟一载流子是0的玻骰子。
辩驳希格斯玻骰子之一:希格斯玻骰子的存在与质量
希格斯场与希格斯粒子原本就是为了填补局域规范对称性理论的缺陷而提出的理论。希格斯场具有四个化学极化份量的场物理质量的定义,在弱互相作用中,与W+、W–和Z0进行耦合、相互作用后,将其中的三个极化份量分别传给载流子为1,具有2个自由度的无质量的W+、W–和Z0,而促使它们获得质量,也弄成了有三个自由度的W+、W–和Z0玻骰子,还剩下一个载流子为零的有一个值标量场的希格斯玻骰子。
这么,实验在测量到有质量的W+、W–和Z0玻骰子的同时,也应当同时测量到它们所对应的有质量的希格斯玻骰子。并且数目还应当很庞大。
再进一步,既然希格斯场也赋于其它的基本粒子如夸克、电子以静止质量,这么,也就应当出现与夸克、电子同等数目的各类希格斯玻骰子。假如说赋于夸克质量的希格斯玻骰子与夸克一样不容易被测量到。这么,赋于了电子质量的希格斯玻骰子应当与电子一起被大量监测到才对。
若果只发觉了某些载流子为零的有一个标量场的玻骰子并非就才能确定是希格斯玻骰子,也并不能确定有希格斯场的存在。而是必须在发觉无数有静止质量的基本粒子的同时也发觉所对应的同数目的希格斯玻骰子的存在,希格斯场才才能确定是创立的。这是引入了自发对称破缺机制的希格斯机制的必然结果。所以,假若此次的法国核子中心(CERN)确认发觉的希格斯玻骰子只是某些实验中的某些现象,这么就应当是对于赋于所有基本粒子质量的希格斯场的否定而不是确认。所以,许多化学学家更倾向于称其为“新玻骰子”,而不是希格斯玻骰子。
若果与那些基本粒子所对应的希格斯玻骰子大量存在,虽然现今还没有检查到,这么一个物体也应当由于希格斯玻骰子大量存在而引起相应的质量存在,包含这样质量的物体与其它物体互相作用的时侯,也应当参与到互相作用的过程中中,而彰显出它的质量的存在。而现今的物体的互相作用的热学估算中,并没有包含、体现相应的希格斯玻骰子的质量存在内容。或则过去的互相作用的引力常数应当进行更改。
辩驳希格斯玻骰子之二:希格斯机制的基础与光子
引入了自发对称破缺机制的希格斯机制觉得,其它所有的61种基本粒子原先是没有静止质量的,因此是以光速运行的。这种不同的基本粒子与希格斯场进行耦合、发生互相作用后,获得静止质量,因此其速率降出来了。但是,如今剖析,假如没有与希格斯场进行耦合的其它基本粒子,没有静止的质量,以光速运行,这么,这样的基本粒子也只能是规格为零的粒子。这么,符合没有静止质量、以光速运行、没有规格的粒子就只有一个,就是光子。
所以,如今继续进行推理:按照局域规范对称性理论,引入了自发对称破缺机制的希格斯机制,就应当是无数光子与希格斯场进行耦合,之后生成了不同静止质量、不同速率、不同规格、不同载流子的各类基本粒子。这是讲不通的。由于相同的光子为何在与与希格斯场进行耦合后,会生成了不同静止质量、不同速率、不同规格、不同载流子的各类基本粒子?
但是,希格斯机制以无数的基本粒子与希格斯场进行耦合后的内容(不同静止质量、不同速率、不同规格、不同载流子的基本基本粒子状态)的基本粒子的存在,当成了没有与希格斯场进行耦合之前就有了基本粒子的存在了。觉得这样基本粒子在与希格斯场进行耦合之前就早已存在,但是具有了不同的规格、自旋等,只是没有静止质量、具有光速,这是显著的颠倒了因果、前后的逻辑缺陷。而假如没有与希格斯场进行耦合之前的基本粒子,是没有静止质量、没有不同速率、没有不同规格、没有不同载流子的,这么,就只能是光子,而没有其它的60种基本粒子的存在,这么,标准模型的希格斯机制也未能组建了。
所以,总结为:希格斯场与希格斯玻骰子原本是为了填补局域规范对称性理论而引入自发对称破缺机,却带来了更大的理论缺陷。由于没有发觉无数有静止质量的基本粒子的存在所对应的数目庞大的希格斯玻骰子的存在,就难以证明自发对称破缺的希格斯机制的确立;且也没有解释这种基本粒子为何存在的问题;没有与希格斯场进行耦合之前的基本粒子,是没有静止质量、不同速率、不同规格、不同载流子的,这么,就只能是光子,而没有其它的60种基本粒子的存在,这么,标准模型的希格斯机制也未能组建了。所以,现今的标准模型理论与希格斯机制,并没有才能解释化学质量的产生、微观粒子的产生,距离上帝之子的存在,还相差很远的。
构成不同粒子的场是产生粒午时空的关键,也是对称破缺的彰显,粒子的场汇聚光子能量就构成光子的质量内容和时空内容。而正反粒子甄灭,其场的对称破缺消失,变转换为光子能量。
而因为按照局域规范对称性理论所推论出的规范粒子无质量,原本彰显一种物理与思索方向的错误,结果再引入自发对称破缺机制的希格斯机制来赋于基本粒子的质量,就变得多余,而又生出了希格斯场与其它基本粒子发生耦合,赋于其它基本粒子与质量的时侯,又必要要伴随剩余的希格斯场产生希格斯玻骰子的附加问题了,而必须有大量的希格斯玻骰子伴随才对。这是对于基本粒子的质量产生的思维方向的错误。
希格斯机制由于未能解决基本粒子的产生、基本粒子的质量与空间相悖、希格斯玻骰子没有大量被找到等等现象,都彰显下来希格斯粒子思想的缺陷和问题。
辩驳希格斯玻骰子之三:标准模型的基本粒子数目的否定
由于希格斯场在赋于每位基本粒子的质量的同时,也会产生对应的希格斯玻骰子。所以,希格斯玻骰子的种类就应当好多,这么标准模型中的希格斯玻骰子就不应当只是一种,这么标准模型也就不应当只有62种基本粒子了。
若果与那些基本粒子所对应的希格斯玻骰子大量存在,虽然现今还没有检查到,这么一个物体也应当由于希格斯玻骰子大量存在而引起相应的质量存在,包含这样质量的物体与其它物体互相作用的时侯,也应当参与到互相作用的过程中,而彰显出它的质量的存在。而现今的物体的互相作用的热学估算中,并没有包含、体现相应的希格斯玻骰子的质量存在内容。或则过去的互相作用的引力常数应当进行更改。
假如是希格斯玻骰子衰变为其它的夸克、电子等基本粒子,这么就是应当是希格斯场同时赋于其它粒子的场、空间、质量才对。
所以,希格斯粒子和希格斯机制,都是无法组建的。原本是为了填补标准模型的规范场的缺陷,结果以一种更大的缺陷还填补原先的缺陷,漏洞越来越大。所以,我提出的通过规范场的弯曲时空与光子能量的集合产生质量的思路,愈发的简明、合理。
(图来自于网路)