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2017年02月13日

(2017-02-13 13:58:24)
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          《解析时空理论》导读



《解析时空理论》早在十几年前就曾在网上发表过,此次再版对原有的内容格式做了相当大的改动。这个新版分为专业版和普通版;专业版为英文,按照专业论文格式;而普通版为一般读者了解这个理论而写,但也是基本参照论文格式成文;文章中很少解释说明,为便于读者更好理解这个理论,在此做一些补充和解读。如有不妥之处,望读者批评指正,本人在此谢谢大家。


. 统一理论的基点


关于物理学统一理论问题已经是老生常谈了,谈了近一百年,这个问题困扰物理学界已经有相当时间了,变成一个世纪难题。究竟这个统一理论存在不存在,如何统一,它是什么样子?众说纷纭,至今无定论。爱因斯坦曾认为把广义相对论的引力场同其它力场统一即完成统一大业,但事情远没有这个天才奇人想象的那样简单,爱因斯坦后半生呕心沥血也没有完成此事,此后无数科学家继承了这一想法继续探索研究,并进行了大量实验,也均没有达到预想的结果。近几十年来,各式各样的“统一理论”相继出现,但大都很难得到普遍认同;已面世的统一理论大致分为两类,要不就是少数数学物理学家玩的数学游戏如M-理论,方法生涩难懂,缺乏实验依据;要不就是嫁接方法,把相对论与量子力学进行枝杈嫁接等,都不能从根本上解决统一问题。由于搞大统一理论的专业人员都是全球顶级科学家,这么长时间没有搞出实质性的成果,显然不是他们智商不够,关键是路走的方向有问题,出发点错了,再努力再聪明也徒劳。十万个聪明人一百年搞不出结果的事情,最后一定是个傻瓜来完成的。

首先,相对论和量子力学的统一必须是原理上的统一,这就是统一理论的基点,即找到一个基本原理,使这两个理论同源,在此基础上分别推出相对论和量子力学的各自主要原理,和主要结论,只有此才可以说是统一理论,否则任何其它方式的统一都是牵强附会,很难经受理论质疑和实验考验。《解析时空理论》的出发点就是找到一套原理,在此基础上进行推论、演绎和证明相对论和量子力学的主要原理和结果,最后得出结论,完成创建一个新理论的过程。

 

. 《解析时空理论》的两个原理


大多读者都会问《解析时空理论》的两个原理从何而来,是否有实验依据?对此,有必要进行尽可能详细的解释和说明。

《解析时空理论》的两个原理:I时空偏转原理,(II)时空面积不变原理。这俩原理是文章的核心部分,一切推论、结论都来自这两个原理。

原理I源自一种天文学现象---光行差,天文学专业的都知道我们观测星星的时候都要考虑光行差的偏差,也叫视差。光行差现象被发现已经有近300年历史了,这个视差大约每半年40'', 与地球公转速度和方向有直接关系,光行差现象至今都没有一个统一合理解释。

我们把这一现象用数学公式表示出来就是sinq =u/c,式中的q 角即约为视差的偏角,速度u为地球公转平均速度。因此原理I的实验数据不成问题,大量的天文实测数据都可以做为依据。由于相对运动产生视觉偏角,使我们自然联想到时空会不会由于相对运动产生偏转,而且这个角度是否与薛定谔方程中的复指数中的q 角有关联?我们以此为依据建立假说,并设定为基本原理,这就是《解析时理论》的原理I来源和依据,详细思路可以参看专业版的介绍。(有关光行差详细内容请参看维基百科Wikipedia Astronomical constant

原理II来自于狭义相对论中的尺缩钟胀效应公式,l = l0/γ t = γt (式中的γ为洛伦兹因子),将两式相乘l ´ t = l0 ´ t0, 即表示时空面积相等,因此我们就把它做个假设,认为偏转时空下,时空面积是不变量,则产生了第二个假想,并以此为原理,而且尺缩钟胀效应也是经过几十年来的无数实验证明是正确的,无需再实验证明。

至此,本文所引用的两个原理都有实验依据和合理来源,如果否定这两个原理,那么上百年来天文学的观测结果和实验结论都要推翻,近代物理学基础都要动摇,显然是不可能的事。恰恰相反,我们从这两个原理出发得到了许多令人信服的结论,如文章中推导出的新的行星进动公式,数据表明公式是正确的,与观测结果相符。这个行星进动公式是自爱因斯坦的广义相对论以来再没有第二个类似公式出现过,而且是用的完全不同的思路和方法。


.光速不变问题


“光速不变原理”是相对论的核心,也是近代物理学的基石,是不可轻易撼动的原理,现实生活实践中也未发现反例;但为何相对论发表至今,有关质疑声不断,爱因斯坦并没有因其创建的相对论------这个里程碑式的理论而获诺贝尔奖。究其原因,‘光速不变’产生了一系列悖论,使该理论不自洽,而光行差问题又给‘光速不变’蒙上一层阴影。‘光速不变’是指光的速度和方向与光源运动状态无关,我们在地球上观测一颗恒星,该星的位置应该恒定与地球运动无关,但事实却不是这样,光行差现象表明地球绕日运动与观测星星的位置有关,而且变化很大,远远超过水星摄动的数值的上百倍。光行差问题在一般物理教科书中都避而不谈,反而对爱因斯坦的广义相对论解决水星摄动问题而大加赞许。从对待科学的态度上讲,这明显是一件耐人寻味的事情,由此看出学术界的苦衷。

对于一个新的物理学基础理论或是所谓大统一理论,‘光速不变’问题和光行差问题是躲不过去的,必须对此事作出回答,《解析时空理论》对此进行了论证,而且是首次从理论上证明了‘光速不变’是指光的速率不变,光的方向由于时空偏转而改变。时空的偏转使两个坐标系的单位制(SI)发生了变化,所观测到的运动系的单位长度变短,时间延长,其速度也自然变了,[注意:只是速度方向改变了,速率没变],这就是说‘光速不变’依然成立,只是我们对其理解更加准确,更加深刻而已。

由于光速不变问题的解决,使得光行差问题变得明了了,本文对黄道面上观测恒星的视差问题进行了初步探讨,甚至对广义相对论为何采用黎曼空间的问题,也变得清楚了,那不过是时空偏转方向总是曲线或曲面正法矢方向(凹面)。详细情况参看文章第8页图文说明。

 

. 薛定谔方程


薛定谔方程(Schrödinger equation)是量子力学中的一个基本方程,也是量子力学的一个基本假定,该方程为二阶偏微分方程,可描述微观粒子的运动。一般教课书都有其推导过程,但最后都指出不能算推导,因为薛定谔方程是量子力学的原理,原理是不能被推导出来的,除非前面有更基本的原理。对此我们感到很困惑,把一个概率幅数学方程当原理,显然有些牵强,到底薛定谔方程背后隐藏这什么?近一百年来没有人能说清楚。而且微观粒子表现的奇异行为颠覆了我们宏观思维建立的常理,这些诡异的现象背后的真实原因又是什么?

《解析时空理论》对此做出了回答。首先与薛定谔方程相关的复指数reiθ  中的角度q 既是复变函数的辐角,也是时空偏转角,也就是说从数学上和物理概念实现统一,它与光行差的偏角都是息息相关的。从此薛定谔方程也不再是原理,而是时空偏转在复变函数下的必然导出结果。也意味着《解析时空理论》为物理学真正实现统一的百年梦想打开了大门。打开这扇大门的钥匙就是时空偏转-----它来自于光行差现象。此外,时空偏转是二维平面偏转,在三维空间里有一个维度是自由维度,所以时空的偏转在三维空间是非确定性的,因此无法确定一个粒子的具体位置,只是通过概率分布知道该粒子在某个位置的几率。这表明微观世界的概率统计现象绝非偶然,实际上是时空二维偏转在三维空间不确定的结果。


.《解析时空理论》有哪些重要意义?


物理学史上任何一个重大的原理发现,都推动人类文明的进步,改变人们的客观世界的看法和世界观,甚至哲学思想。但最近几十年来,物理学似乎沉寂下来了,人们忘记了物理学家们的辛勤工作,甚至不知道他们在做什么,物理界偶尔的爆料也无法引起公众足够的兴趣,这是因为几十年来物理学界再也没有振奋人心的重大原理被发现,人们对物理学的期望值越来越低,那里已成为少数贵族的乐园,远离大众,孤芳自赏。《解析时空理论》的出现将改变这种状况,把物理学交还给民众,让大家共同参与,满足普通民众渴望了解自然规律这一人类的最朴素的要求。

在相对论和量子力学发表后近一个世纪的今天,从《解析时空理论》一文中读者可以了解到该理论:

首次提出时空偏转概念

首次对于‘光速不变’进行理论证明

首次在数学上和物理概念上证明薛定谔方程

首次发现微观世界的概率统计原因

首次用其它方法证明康普顿效应公式

首次用其他方法推导出行星进动公式

首次将牛顿理论,相对论,量子力学归纳在一个物理变量下,迈出实现物理学统一梦想的坚实的一步。


.《解析时空理论》的未来


《解析时空理论》在结尾处提出了一个大胆推测:即时空光锥现象,光锥的顶点在0.71c处。在相对速度达到0.71c时,(时空偏转45度)会发生惊人的事情,即该物体会具有空间穿透性,因为此时运动系的X',Y'对观测系来说为零,就是说产生一个虫洞 洞中各点的距离为零,速度可以无限大。这一推测一旦被证实,则人类太空旅游的梦想就可以实现,而且未来人们可以用手机进行实物传递,人们出门远行也不用乘飞机或其他交通工具,只需要进入时空穿梭座舱,按电钮可以瞬间到达你想要去的地方。因为在理论上已经提前预测了未来可能发生的事情。就像牛顿时代对三个宇宙速度的预测,而人类的人造卫星上天则是牛顿时代几百年以后的事情了。

《解析时空理论》的出现并非异想天开的想法,是时代的要求,它也必将会带来一场物理学的风暴,不管前途多坎坷,道路多遥远,是金子总是要发光的。如果本文对读者了解《解析时空理论》有一些帮助的话,本人不胜荣幸,并衷心感谢读者的关注与支持。

 

                                                                                                                                         作者 2017.02.14

 

 

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