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宇宙的基因 - 质量与质量场

(2010-09-03 00:37:56)
标签:

宇宙基因

物理学发展

新发现

新观点

解释现象

现象与本质

哲学

方法论

分类: 探索宇宙

宇宙的基因 质量与质量场

马海飞

(http://blog.sina.com.cn/gfis201093)

生物学研究曾因受惠于基因的发现而得到飞跃发展。在发现基因之前,人们不知道生物的遗传机制。那时侯只能用“种瓜得瓜,种豆得豆”这种描述性的方法来叙述遗传现象,但却不能解释为什么。发现了基因之后,所有遗传现象都能够从本质上得到了解释。发现基因对生物学研究的重要性不言而喻。

虽然物理学研究有着更长久的历史,并对宇宙的物质在各个方面进行了全面和详细的研究,但是,到目前为止,所有的物理学基础研究几乎都是描述性的。以最著名的牛顿力学定律为例,不管是三大运动定律还是万有引力定律,都是对自然现象的描述,而没有触及现象的本质。例如惯性定律是这样描述的:一切物体在没有受到外力(包括外力之和为零)作用的情况下,原来是静止的将永远保持静止状态,原来是运动的将永远保持匀速直线运动状态。这样的描述与说“猫的胎儿发育长大以后一定会成为一只猫”没什么两样,只不过是说了一句大实话而已。它并没有解释“为什么会是这样”。虽然牛顿用他的万有引力定律解释月亮挂在空中不会飞走的原因是因为地球对它的引力。这从表面上看似乎是解释了一个“为什么”的机制问题。但是,牛顿的解释事实上完全是凭他的想象,而不是真正的物理机制。因为牛顿并不知道万有引力的本质是什么。用一个不清楚的东西作为根据去解释其他现象,除了靠做解释的那个人自己的想像之外,没有任何其他的客观根据。现在已经有充分的证据证明,物体之间根本就不存在牛顿所说的那种“引力”。地球对月亮根本就不是靠相互吸引力才保持相互不分离的。牛顿的引力定律仅仅是一种对错觉的描述。虽然他的计算可以在数值上得到正确的结果,但是,得到的结果却不能正确地反映自然现象的本质。因此,万有引力定律并没有超越描述性的范围。牛顿最终也无法说出为什么会有“万有引力”存在于两个物体之间。

现在,物理学在描述性的知识积累上虽然比牛顿时代有了很大的发展,但是,在对自然现象的研究中仍然使用描述方式这一点上却与牛顿时代没有什么太大的区别。有些主流科学家甚至采取回避的方法拒绝解释自然现象背后的本质问题。他们认为,现代科学“天经地义”地就应该只回答“怎样”(how),不回答“为什么”(why)。我认为,导致人们只能描述现象,不能揭示现象之本质的根本原因是他们还不知道宇宙的基因是什么。而科学研究的终极目标一定是要能够解释“为什么”。物理学的现状与生物学在发现基因之前所处的状况很相似。因此,如果人们能够知道宇宙的基因是什么,我想他们就不必回避“为什么”的问题了。当然,这里说的“宇宙基因”并不是象生物学中具有遗传功能的基因,也不是物质构造上的最基本构成成分的粒子。而是导致所有宇宙现象产生的“最基本因素”

那么具体来说宇宙基因到底是什么呢?直到最近,这个问题才有了答案。自然宇宙是物质构成的宇宙。理所当然,宇宙的基因就应该是物质最基本的属性。现在已经知道,物质具有两个最基本的属性。它们就是“质量”和“质量场”。物质不存在比这两个属性更基本的属性了。因此,“质量”与“质量场”就是宇宙唯一的一对基因。它们是导致所有宇宙中的自然现象产生的最基本因素。宇宙基因并不是粒子等结构上的因子。粒子只不过是物质各种不同存在形式中的一种。所以,从粒子角度寻找宇宙基因是不可能找得到的。

人们对物质基本属性之一的“质量”已经有数百年的研究和应用历史。所有的力学基础研究和理论都涉及到了“质量”。我们也可以通过现实物体的重量等感受到质量的存在。只要是物质的东西就一定有质量。质量是物质的基本属性,因此作为一个物理性状它是物质与生俱来就有的。可以说,质量表现出来的是物质“实体性”的一面。实体是人们可以容易看到和感觉到的东西。牛顿的力学理论(包括引力理论)几乎是完全建立在物质的实体性一面。他用质点来描述实体之间的相互关系。他的力学理论在“慢速度”运动“小质量”物体之间的“直接接触相互作用”中几乎象真理一样正确。但是,在涉及到“大质量”、“高速运动”和“物体间非直接接触的相互作用”时,牛顿的理论就表现出了缺陷,甚至可能是严重缺陷。这是因为,牛顿只看到了物质宇宙实体性的一面。而没有看到物质宇宙非实体性的另一面。牛顿理论的缺陷是因为他对宇宙认识的不全面造成的。这不能怪他,因为在他那个时代,能够对宇宙实体性的一面认识到那种程度就已经是了不起的贡献了。

很显然,牛顿没有发现的物质宇宙的另外一面就是“质量场”。质量场与质量一样是物质最基本的一个属性。它也是物质与生俱来的就有的。就象我们无法找出质量的起源一样,我们也无法找出质量场的起源。我们只能说,只要有物质存在,就一定有质量和质量场的同时存在。这也说明了质量与质量场对物质的东西而言具有“万有”的特性。只要是物质的东西,它就必定会带有和表现出质量和质量场的性状。如果说质量表现出的是物质实体性的一面,那么,质量场表现的就是物质空间性的一面。空间与实体不同。我们很难看到和感觉到它作为一个物理因素的存在。然而,它却的确是自然宇宙中不可缺少的一个物理因素。用牛顿理论无法解释的自然现象很多都是通过质量的作用场表现出来的。

质量场是一种场。那么,什么是场呢?场通常就是主体反映在自由空间中的特征和功能范围。因此,场具有空间的表面特征但又反映着主体的功能特征。例如电磁场首先是一个空间,同时这个空间又是一个与电磁有关的功能空间。质量场也是一样。质量场首先是一个空间,同时它是一个有功能的空间。它的功能所展示的是质量在空间中的特征。质量场与其他各种场在根本上的不同在于,质量场与质量之间是平等的关系。它们之间不存在因果关系。也就是说,质量场不是质量的产物,质量也不是质量场的产物。它们都是物质同时所具有的实体属性(即质量)和空间属性(即质量场)。也就是说,物质=质量+质量场。因为宇宙的本质是物质的,因此,宇宙的基因就是“质量”与“质量场”。这也可以让我们更深入地了解物质的本性。可以说,物质是能够占据物理空间的客观存在。物质具有质量和质量场两个基本属性。无论是表现质量的物体还是表现质量场的空间都可以在物理空间中占有它们的相应位置。由此可见,物质同时具有“实体”(质量)和“空间”(质量场)二象性。量子力学中经常会遇到“波粒二象性”也许就是物质“实体与空间”二象性在粒子水平的表现。

宇宙是物质遵循自然规律所展现出来一个完整的、有功能和形态的存在形式。因此我们今天所看到的物质存在形式和宇宙的形成过程,追根寻源,最终都会归结到质量与质量场上。离开了对质量场的研究,我们只能象牛顿一样,片面地认识宇宙。爱因斯坦之所以能够成功,很大的原因是他试图使用“场论”来解释自然现象。他凭着直觉,在潜意识中把宇宙中的自然现象与“场”联系了起来。可惜,爱因斯坦没有认识到质量场这个物理因素。他完全脱离了物理机制,仅仅从数学推理上来制造理论。结果,建造的理论可以说是一座美丽的空中楼阁。虽然与现实世界有很多对应的地方,但却让人难以理解。例如,爱因斯坦对“时空弯曲”的描述很难让人理解和接受。现在,我们知道了质量场之后,就很容易理解所谓的“空间弯曲”实际上就是质量场密度的球面分布形状。并不是象爱因斯坦描述的那样。

随着质量和质量场这两个宇宙基因的发现,我们将进入一个新的境地。在这里我们已经有可能完整地理解自然宇宙中的所有自然现象并回答几乎物理学现存的所有基本问题了。以下是一些例子。

1.     什么是绝对静止?绝对静止就是当一个物体自身的质量场对质量中心(质心)而言呈现完全球形对称时物体所表现出来的独立存在状态。(参见:http://blog.sina.com.cn/s/blog_63a266370100hdxx.html中的图)。

2.     什么是绝对运动?绝对运动就是当一个物体自身的质量场对自身质心而言呈现任何不对称时物体所表现出来的独立存在状态。(参见图:同上)。

3.     什么是绝对的匀速直线运动?绝对的匀速直线运动是物体自身的质量场与自身质心的不对称状态保持不变时物体所表现出来的独立存在状态。(参见图:同上)。

4.     什么是绝对变速运动?绝对变速运动是物体自身的质量场与质心的不对称性发生变化时物体所表现出来的独立存在状态。

5.     什么是绝对加速运动?绝对加速运动是当外来作用力与物体运动方向一致时导致物体自身的质量场与质心的不对称性不断增加的过程。(参见图:同上)。

6.     什么是绝对减速运动?绝对减速运动是当外来作用力与物体运动方向相反时导致物体自身的质量场与质心的不对称性不断减小的过程。(参见图:同上)。

7.     什么是相对运动?相对运动是两个物体之间在相对位置上的变化过程。

8.     什么是自由落体运动?自由落体运动是一个物体的质量场对另一个物体的质心而言呈现不对称状态下,两个物体之间出现的共同存在时出现的质心相互靠近的过程。(参见图:同上)。自由落体运动是一种相对运动,而不是绝对运动。

9.     什么是作用力?作用力就是让一个物体自身的质量场与质心之间的对称性发生改变的外来原因。

10.  为什么运动的物体会有动能?因为运动物体的质量场与质心之间存在不对称性。这种不对称性越大,动能越大。

11.  什么是重力?重力就是物体之间存在的自由落体运动趋势在两个物体之间所产生出来的一个相对运动导致的力学结果。从起源上讲,重力是一个物体的质量场与另一个物体的质心之间的不对称在两个物体(质心)同时存在条件下所表现出来的一种物质基本属性的自然表达结果。

12.  什么是质量场密度?质量场密度是指物体质量在自身质量场中的某个特性位置上的分布密度,即质量总量与该处球体表面积的比值。计算公式为:D=M/A D=M/4pr2。其中D为质量场密度,M为物体的质量,A为需要决定质量场密度那个质量场处的球形表面积,r是从质心到达需要决定密度的质量场层面的距离,p是圆周率。(A=4pr2)。

13.  重力加速度的本质是什么?重力加速度是质量场密度在力学形式上的表达方式。或者说,重力加速度是一个从力学上反映质量场密度大小的指标。质量场密度是决定重力加速度的原因。重力加速度与相同位置上的质量场密度之间的比值是一个常数。可以用公式表示为:Gm=g/DGm=8.38x10-10m3/s2kg

14.  为什么自由落体运动速度与物体的质量大小无关?因为质量场密度是决定重力加速度的原因,因此,物体在一个质量场中的自由落体运动速度完全取决于质量场密度,而不取决于自由下落物体物体自身的质量大小。

15.  重力的起源是什么?在物体没有受到任何外力作用情况下,物体的原始存在状态就是要保持质量场与质心之间的绝对对称性。 从外观上看这是物质自身的一种聚敛现象。只有物体的质心与质量场场心重叠在同一个点上的时候才是物体自身的最稳定状态。这是物质的自然属性。当两个物体同时存在时,一个物体的质量场对另一个物体的质心呈现不对称状态。或者说,两个物体会产生一个共同质心。由于物质的自然属性所决定,这两个物体必定向着质量场与质心对称的状态过渡。于是,导致两个物体分别在对方的质量场中向着对方的质量场中心移动(事实上是两个物体同时向着他们共同的质心移动)。在这个移动的过程或趋势中,就产生了两个物体之间的相对运动。如果我们在两个物体之间测量的话就会测到一个由物体的相对运动所产生的力,这个力就是重力。

16.  万有引力的本质是什么?万有引力是对上述重力的误解所产生出来的一个物理学概念。实际上,物体间根本就不存在牛顿所说的那种“相互吸引作用力”。我们测到“引力”实际上是重力。重力是由物体的自由落体运动趋势所产生出来的力,而不是导致自由落体运动的“吸引力”。

17.  什么是惯性?惯性就是改变质量场与质心对称性的困难程度。质量场密度越大,这种改变的困难程度就越大。

18.  什么是惯性质量和重力质量?把质量分为惯性质量和重力质量(或引力质量)是因为人们对力学运动和自由落体运动之间的本质联系不了解造成的。事实上质量只有一个,就是物质质量。物质质量是具体物体中所含有实体物质的量。

19.  力学运动与自由落体运动之间有什么本质上的联系?二者都是质量场与质心不对称在物体存在状态上的表现。受力运动中的物体表现为物体自身的质量场与自身的质心不对称。自由落体运动则是一个物体的质量场与另一个物体的质心之间的不对称所产生出来的一种现象。本质上的联系就是“质量场与质心的不对称”。

20.  为什么运动中的物体会表现出质量增加的现象?质能之间真的能转换吗?在运动中的物体上可以看到好像质量增加的现象。但这实际上是一个假象。能量并不能转化成物体的真实质量,即物质质量。在物体运动过程中之所以会出现质量增加的假象,是因为质量场的变化造成的。物体的运动速度越快,该物体的质量场密度的不对称性就越大。因为,质量场密度在静止物体中是一个反映质量大小的指标。所以,人们把动态导致的质量场密度的增加用静态质量的观点加以张冠李戴式地解释,得出了运动导致物体质量增加的错误结论。实际上,物体在运动过程中增加的不是物体的质量,而是物体的质量场密度。通俗地讲,速度让物体增加的是重量而不是质量。重量可以随外界条件的变化而变化,但质量是永远不会受外界条件影响的。

21.  什么是空间?空间包含了两个概念:“绝对空间”和“宇宙空间”(或叫做“物质空间”)。“绝对空间”与“物质对应”,“宇宙空间”则与“物体”对应。它们之间的关系是:绝对空间是物质存在的场所。宇宙是物质的。因此在我们宇宙的范围内,已经全部由物质所占据。所以,在我们所能探测到的范围内只能看到物质的两个基本属性:质量和质量场,而无法看到绝对空间。反映物质质量存在的是物体,反映物质质量场存在的是宇宙空间。因此,我们所看到的空间是宇宙空间,而不是绝对空间。宇宙空间的本质就是质量场。因此宇宙空间是一个有形状和有功能的空间。

22.  空间为什么会弯曲?因为我们所说的空间是宇宙空间。宇宙空间的本质是质量场。质量场是以物体质心为中心形成的球形场,而且它是有功能的场。所以,在表现它的功能的过程中人们就会发现空间是弯曲的。也正是这个原因,在宇宙空间中不存在宇宙规模的绝对真实直线和平面。

23.  为什么空间具有相对性?因为这里说的空间是宇宙空间,而宇宙空间的本质是质量场。每个物体都具有各自的质量场。物体之间存在相对性,因此,物体的质量场表现为宇宙空间就会出现相对空间。

24.  “四维时空”的本质是什么?物理空间的维数只有三个。但由于宇宙空间的本质是质量场,而质量场之间的相对性随着物体的运动也会发生不断的相对变化。空间表现出来的都是瞬间状态。这个状态无时无刻不在变化。时间则是人类对宇宙物体在三维空间中变化进行量化描述所使用的一个工具。自然界不存在时间,只存在变化。一个时间和三个空间维数说明的是这个三维空间宇宙的不稳定性。自然界并不存在物理的“四维时空”,只存在一个处于不断变化之中的三维宇宙。“四维时空”只是一个数学概念。

 

用宇宙基因-质量和质量场对更多基本物理学问题的回答可参见本博客《回答问题》文件夹中的相关文章。宇宙基因的发现为我们认识宇宙开启了一扇进入宇宙“后台”的大门。从“后台”我们将很容易看到各种自然现象背后的物理机制,达到全面了解宇宙的目的。其重大意义可想而知。

 

宇宙是物质的。物质具有质量和质量场这两个基本属性。这两个基本属性在物体的自然存在状态中导致了重力的出现。重力与质量和质量场这三个因素一起最终产生了宇宙中的万物万象,包括所有的能量,构造和它们的不断变化等。这好像应验了老子《道德经》中对宇宙的解释:“一生二,二生三,三生万物”。质量场的发现不仅让我们知道了自然宇宙的基因是什么,而且在哲学上也具有很重要的意义。相信人们也会因为宇宙基因的发现而发生世界观上的改变。这实在是一件非常有趣的事情。

 

作者联系方式:hfma1367@hotmail.com

本文引用地址:http://blog.sina.com.cn/s/blog_63a266370100l6b9.html

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