万物运行之道
陈波
导言
道,是关于一切存在及其相互作用的基本规律。进一步说,道是太极图宇宙模型的运行法则。道即自然的一般规律。
名,是有形的万物。是对事物的分析和界定。
无名,是全同的,没有区别的基本存在。
无,是对具体的存在,对有形事物的运动及其变化进行抽象归纳的过程和结论。无,它的最基础的普遍规律就是——道。
有,是指存在。非特指的万物。
德,是指符合道的,符合自然规律的,关于人的行为规范。
在明确上述概念的含义后,我们可以明确地、简单地、自然地理解老聃所阐述的道和所宣扬的德。
自古以来,注《道德经》者不下三千家,探索道的真缔者来自社会科学和自然科学两个方面,足以证明《道德经》的思想体系的生命力。有人说要明确地阐述道的真义,必须汇集三千家的精华,此言不失为一个方法。然而集三千家之说不易,懂三千家之说更难,得三千家之精华几乎不可能。况且三千家之说如真归纳分类,也不过数家。
既然道作为一种哲学体系,有如此生命力,在许多方面对我们探索自然有所启示,那么道是否具有实证的基础?实践是检验真理的唯一标准。从逻辑上来说,一个对实践有指导意义的学说必然来自实践,实践是检验一个学说最有效的途径。然而要实证一种具有一般性规律的思想体系,就等于说要证明它是不是普遍真理。仅凭个人的能力是不可能完成这一工作的,但这并不妨碍我们,即使是徒劳地,探索自然的一般规律的努力。
实证一种学说可能得到两种结论,证明或者证伪。我们假定老聃的学说是符合客观规律的,并且由于《道德经》的道,反复阐述天地万物的生成和变化,而现代物理学研究的范畴也是天地万物的生成和相互作用,因此我们将把道与现代物理学加以比较,看一看能得到什么。
我们把已知的存在粗略地按下表排列:
光量子
微观粒子
电子
质子、中子
原子
分子
大分子
卫星
行星
恒星——生命
星系
星系团
……
宇宙
这张表的排列次序是质量和可能的运动速度。实验告诉我们,这些存在是可以或可能相互转化的,物理学家把这些存在的相互关系归结为四种相互作用,他们是:
一、弱相互作用,它是一种短程相互作用,引起粒子之间的某些过程,如中子和原子的放射性衰变以及许多其它粒子的衰变。
二、强相互作用,也是一种短程相互作用,使带有正电的质子克服很大的静电排斥作用,使原子核牢固地保持为一个整体。
三、电磁相互作用,是发生在荷电粒子之间的长程相互作用,它使原子核和电子能聚集在一起而形成原子。
四、引力相互作用,是最弱的一种相互作用,在宇宙的演化过程中起主要作用。
迄今为止,物理学家已建立了统一电磁相互作用与弱相互作用的规范理论,并为实验所证实。
在宏观物体之间所能观测到的,只有长程的电磁相互作用和引力相互作用。引力相互作用是现代宇宙学的基础,现代宇宙学的标准模型,是建立在爱因斯坦广义相对论和哈勃定律基础上的。然而这一模型有其内在的逻辑冲突,尚未与电磁相互作用及强相互作用取得逻辑的一致性,因此我们尝试用《道德经》的宇宙观来建立统一的物理学原理,自然,我们必须以四种相互作用逻辑一致为假设前提。
我们以太极图作为宇宙模型,《道德经》的描述为该模型的运行机制。另外,由于已经建立了弱电统一的规范理论,并且我们所知的强相互作用面对的是带正电的粒子的相互作用,事实上我们讨论的是质子与中子结合成原子核的原理,因此最可能的选择是,以电磁相互作用作为统一的、唯一的相互作用原理。
当我们假设电磁相互作用是唯一的相互作用时,必然有,一切存在都是电荷,一切运动的电荷或电荷的集合都是电磁场。必然有,光量子是一个点电荷的推论。
光具有波粒二象性,所谓粒子性表明光子是空间意义上的点,所谓波动性是指光子的运动形式是波。最直观的理解是光子是一个以波的形式运动的点,然而专家告诉我们这样理解是错误的。从学术严谨的角度来说当然要听专家的,然而这样就难以将理论与直观的空间图像联系起来。要么在权威划定的圈子里打转,要么冲破教条。
假设,光子是一个点电荷,一个运动的光子是一个电磁场,在电磁场的环境中其运动轨迹必然是一条空间螺线。其运动的轨迹必然与环境磁场的强度和方向相关。
推论,若干电荷的集合,简称电磁集,总的效应仍然是一个电磁场,这个集在其环境的电磁场中的运动,也必然符合电磁相互作用的一般原理。
我们假定光子是一个点电荷,其相互作用就必然是电磁相互作用。我们就能自然直观的解释光的波粒二象性,解释磁致旋光。
由于真空中光速为常量,也就是说,在电磁场中单位时间的光量子运动螺线弧长的积分是常量,所以光的波长或频率与单位时空,与光子的环境磁场强度,与光子所受约束的程度,与光子的能量建立了逻辑一致的相互关系。也就是普朗克-爱因斯坦关系式。当我们讨论的对象是一个电磁集时我们称之为德布罗意关系。以电子的运动来说,原子核周围形成旋转磁场,电子在此旋转磁场中作螺线运动。同理,月球围绕太阳作螺线运动,行星绕银河系、太阳绕星系团作螺线运动。
根据实验,伽玛粒子束在穿过原子核心附近时有,伽玛粒子转变为正、负电子,正负电子湮灭又恢复成伽玛粒子的过程。以电磁模型就能自然地解释其过程。质子作为复合粒子是由光子经过若干层次组合而成,每一个层次的粒子都是电磁集,自旋并有相应磁矩,当粒子的磁势顺向排列构成类似螺绕电流形成的旋转磁场时,就产生相互协调的聚合力,我们称之为自约束或内约束。当自约束力大于各自电荷的排斥力时及外部电磁场作用的合力时,该电磁集是稳定集。当自约束力小于内在电荷的拆力及外部电磁场作用的合力时,该电磁集是不稳定集。
当伽玛粒子束穿过原子核心附近时,等于从核两侧穿过两个强度极大而方向相反的磁场,在相反的强磁场约束下产生的稳定电磁集必然自旋方向相反,分别表现为正电子和负电子,而正负电子湮灭,又恢复成伽玛粒子。
在上述讨论的模型,也可以使我们内在统一地解释夸克禁闭及原子序数有限性,已及同位素的放射性。
物理学将原子之间,分子之间的相互作用归结为电磁相互作用。
我们同样用电磁相互作用讨论引力相互作用。我们做一个逻辑模型。由于每一个存在都是一个电磁集。我们假设一个有10个原子的电磁集A在电磁环境中悬浮,这10个原子存在自约束集合在一起,同时每一个原子又受到环境电磁场的影响,并且这种影响力与距离成反比,当环境中的另一个电磁集B向它移近时,则A集环境磁场的强度与方向将发生变化,A集将调整自身以适应与环境的相互作用,同时B集也受到A集电磁场的影响,而调整自身的电磁场以适应相互作用,A、B两集都要与环境电磁场协调,则必然保持相互磁矩方向的一致性,则A、B两集的相互作用必然是相互吸引的。
形象地说,在同一磁场中的两个具有完全自由度的磁体,最后必然结合在一起。
我们欲以电磁相互作用来取代引力相互作用,欲以在一个环境磁场中的N个磁筹之间的相互作用来解释引力,是否有可行的证据?回答是肯定的。我们将以地球磁轴的运动作为一个有力的证据。现代科学证明地球的磁轴与地球的自转轴不重合,并且二者的相对位置是变化的。已经可以较为精确地分析地球磁轴的运动归律,诸如年差与章动,分别与地球公转与月球绕地运动有关。从引力场的角度我们不能推导出日地、月地引力与地球磁轴运动的逻辑或者量化关系,从磁筹相互作用的角度我们可以建立太阳系恒星、行星、卫星与地球磁场之间的逻辑关系乃至量化关系。逻辑上说,我们也能在其他行星上发现类似的磁相互作用。科学家曾经认为月球没有磁场,后来证明月球有磁场,从磁筹的角度来说,万物皆是磁筹,万物皆有磁场,万物皆有负阴抱阳的磁极。
我们已逻辑一致地将存在的四种相互作用简化为一种相互作用。
但是还需回答为什么逻辑上必然结合在一起的电磁集,诸如星系,却在相互分离?也就是说为什么有天文观测得到的哈勃现象?
我们从太极图宇宙模型的空间结构来解释这一现象。首先给出太极模型的空间方程:
R—宇宙外界半径。
r—宇宙内界半径。
这组逻辑方程表达了电磁宇宙空间的结构。万物作为电荷流在宇宙内外界约束的空间内做循环运动。并且产生物象的循环变化。这组方程,同样是表达太阳磁场,行星磁场以及原子磁场的通用方程。
一切存在都是电磁集,从总体上看,都是运动的电荷,这些电荷在宇宙空间的上下界内循环运动,因此太极图宇宙模型是一个螺绕的闭合电磁场,全部电荷的运动构成闭合的环形磁场,而环形磁场又约束每一个电磁集作螺绕运动,全部电磁集的相互作用构成内在的自洽关系。
普朗克-爱因斯坦关系式阐述了能量与频率的关系,从统计物理的角度看,相当于在磁场中运动的点电荷单位时间流过的空间,从电磁相互作用的角度看,相当于点电荷在磁场中运动轨迹的曲率与磁场强度或者说运动点电荷自身的磁势的关系。等价地说,电磁集运动轨迹的曲率与其自身的磁势成正比。
在有限的时间内,太极模型上下界内循环流动的电磁集,其流量不变,根据定常流动的原理,平均流速与其截面成反比。因此,电磁集绕上下界的空间运动时,平均流速呈周期性变化。然而,根据光速的不变性,则电磁集必然以曲线的方式运动,其平均曲率与平均流向的空间截面的大小成正比。同时,自然有空间电磁场的强度与空间电磁集的平均密度成正比。
由上述讨论可知,当电磁集在太极模型的空间作周期运动时,由于空间截面积的递增,必然呈现由散到聚,到达空间截面积的极大值后,截面积递减,转而呈现由聚到散,直至空间截面的极小值。如此循环的周期性过程。而处于由聚而散的时空段时,必然观察到哈勃现象。这种由聚而散的过程,必然地导致太阳系行星逐渐远离恒星的现象,导致月球逐渐远离地球的现象,导致行星温度递减的现象,导致行星表面环境随温度递减而改变的现象,导致由于行星表面环境变化而在特定的时空段必然地产生生命,而在特定的时空段必然地灭绝生命。这种由聚而散的现象,就象河流中的一个旋涡,当其运动到河流渐窄处时,涡就会被打开。由于能量守恒定律,一个涡动的物质集,当其与外界没有能量转移时,涡的整体线速度增加时,涡的自旋速度就会减低。据此推论,随着行星远离恒星,行星上原子的衰变速率递增。
根据循环学的宇宙模型,宇宙万物在由宇宙中心的“众妙之门”运动到“远曰反”的极限的时空过程中,必然产生由光子流聚合成星系的反哈伯现象。宇宙万物在由“远曰反”的极限回归“众妙之门”的时空过程中,必然产生星系分解回归光子流的哈伯现象。完成一个完整的“元之又元”的循环过程。
同时,我们可以理解,所谓守恒定律以及光速的不变性,是由于宇宙中电磁集的总量决定的。如果宇宙存在是一个开放空间,即总量是变化的,我们讨论的就只能是有限时空的问题。
以上所做的讨论,以我个人的看法,是逻辑成立的,这里并没有创造新的学说,相反只是最大限度地简并了现有的学说,根据太极图及老聃的描述,对物理学进行简化。关于光子是一个点电荷的假设,也是在此基础上逻辑推理的必然要求。有关光子的一切物理现象,也可以从电磁相互作用的原理来解释。当然这一切,还有待于理论物理学家和实验物理学家的检验。在这个模型中,只有一个基本粒子,作为点电荷的光子。一种相互作用,电磁相互作用。一个模型,太极图的电磁宇宙模型。我们将模型简述如下:
1、 宇宙是一个电磁场。
2、 宇宙中的基本粒子是作为点电荷的光量子。
3、 宇宙中的一切存在及其演化过程,是由光量子流,在其相互作用的运动过程中,自然地产生和消亡的。
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陈波
导言
道,是关于一切存在及其相互作用的基本规律。进一步说,道是太极图宇宙模型的运行法则。道即自然的一般规律。
名,是有形的万物。是对事物的分析和界定。
无名,是全同的,没有区别的基本存在。
无,是对具体的存在,对有形事物的运动及其变化进行抽象归纳的过程和结论。无,它的最基础的普遍规律就是——道。
有,是指存在。非特指的万物。
德,是指符合道的,符合自然规律的,关于人的行为规范。
在明确上述概念的含义后,我们可以明确地、简单地、自然地理解老聃所阐述的道和所宣扬的德。
自古以来,注《道德经》者不下三千家,探索道的真缔者来自社会科学和自然科学两个方面,足以证明《道德经》的思想体系的生命力。有人说要明确地阐述道的真义,必须汇集三千家的精华,此言不失为一个方法。然而集三千家之说不易,懂三千家之说更难,得三千家之精华几乎不可能。况且三千家之说如真归纳分类,也不过数家。
既然道作为一种哲学体系,有如此生命力,在许多方面对我们探索自然有所启示,那么道是否具有实证的基础?实践是检验真理的唯一标准。从逻辑上来说,一个对实践有指导意义的学说必然来自实践,实践是检验一个学说最有效的途径。然而要实证一种具有一般性规律的思想体系,就等于说要证明它是不是普遍真理。仅凭个人的能力是不可能完成这一工作的,但这并不妨碍我们,即使是徒劳地,探索自然的一般规律的努力。
实证一种学说可能得到两种结论,证明或者证伪。我们假定老聃的学说是符合客观规律的,并且由于《道德经》的道,反复阐述天地万物的生成和变化,而现代物理学研究的范畴也是天地万物的生成和相互作用,因此我们将把道与现代物理学加以比较,看一看能得到什么。
我们把已知的存在粗略地按下表排列:
光量子
微观粒子
电子
质子、中子
原子
分子
大分子
卫星
行星
恒星——生命
星系
星系团
……
宇宙
这张表的排列次序是质量和可能的运动速度。实验告诉我们,这些存在是可以或可能相互转化的,物理学家把这些存在的相互关系归结为四种相互作用,他们是:
一、弱相互作用,它是一种短程相互作用,引起粒子之间的某些过程,如中子和原子的放射性衰变以及许多其它粒子的衰变。
二、强相互作用,也是一种短程相互作用,使带有正电的质子克服很大的静电排斥作用,使原子核牢固地保持为一个整体。
三、电磁相互作用,是发生在荷电粒子之间的长程相互作用,它使原子核和电子能聚集在一起而形成原子。
四、引力相互作用,是最弱的一种相互作用,在宇宙的演化过程中起主要作用。
迄今为止,物理学家已建立了统一电磁相互作用与弱相互作用的规范理论,并为实验所证实。
在宏观物体之间所能观测到的,只有长程的电磁相互作用和引力相互作用。引力相互作用是现代宇宙学的基础,现代宇宙学的标准模型,是建立在爱因斯坦广义相对论和哈勃定律基础上的。然而这一模型有其内在的逻辑冲突,尚未与电磁相互作用及强相互作用取得逻辑的一致性,因此我们尝试用《道德经》的宇宙观来建立统一的物理学原理,自然,我们必须以四种相互作用逻辑一致为假设前提。
我们以太极图作为宇宙模型,《道德经》的描述为该模型的运行机制。另外,由于已经建立了弱电统一的规范理论,并且我们所知的强相互作用面对的是带正电的粒子的相互作用,事实上我们讨论的是质子与中子结合成原子核的原理,因此最可能的选择是,以电磁相互作用作为统一的、唯一的相互作用原理。
当我们假设电磁相互作用是唯一的相互作用时,必然有,一切存在都是电荷,一切运动的电荷或电荷的集合都是电磁场。必然有,光量子是一个点电荷的推论。
光具有波粒二象性,所谓粒子性表明光子是空间意义上的点,所谓波动性是指光子的运动形式是波。最直观的理解是光子是一个以波的形式运动的点,然而专家告诉我们这样理解是错误的。从学术严谨的角度来说当然要听专家的,然而这样就难以将理论与直观的空间图像联系起来。要么在权威划定的圈子里打转,要么冲破教条。
假设,光子是一个点电荷,一个运动的光子是一个电磁场,在电磁场的环境中其运动轨迹必然是一条空间螺线。其运动的轨迹必然与环境磁场的强度和方向相关。
推论,若干电荷的集合,简称电磁集,总的效应仍然是一个电磁场,这个集在其环境的电磁场中的运动,也必然符合电磁相互作用的一般原理。
我们假定光子是一个点电荷,其相互作用就必然是电磁相互作用。我们就能自然直观的解释光的波粒二象性,解释磁致旋光。
由于真空中光速为常量,也就是说,在电磁场中单位时间的光量子运动螺线弧长的积分是常量,所以光的波长或频率与单位时空,与光子的环境磁场强度,与光子所受约束的程度,与光子的能量建立了逻辑一致的相互关系。也就是普朗克-爱因斯坦关系式。当我们讨论的对象是一个电磁集时我们称之为德布罗意关系。以电子的运动来说,原子核周围形成旋转磁场,电子在此旋转磁场中作螺线运动。同理,月球围绕太阳作螺线运动,行星绕银河系、太阳绕星系团作螺线运动。
根据实验,伽玛粒子束在穿过原子核心附近时有,伽玛粒子转变为正、负电子,正负电子湮灭又恢复成伽玛粒子的过程。以电磁模型就能自然地解释其过程。质子作为复合粒子是由光子经过若干层次组合而成,每一个层次的粒子都是电磁集,自旋并有相应磁矩,当粒子的磁势顺向排列构成类似螺绕电流形成的旋转磁场时,就产生相互协调的聚合力,我们称之为自约束或内约束。当自约束力大于各自电荷的排斥力时及外部电磁场作用的合力时,该电磁集是稳定集。当自约束力小于内在电荷的拆力及外部电磁场作用的合力时,该电磁集是不稳定集。
当伽玛粒子束穿过原子核心附近时,等于从核两侧穿过两个强度极大而方向相反的磁场,在相反的强磁场约束下产生的稳定电磁集必然自旋方向相反,分别表现为正电子和负电子,而正负电子湮灭,又恢复成伽玛粒子。
在上述讨论的模型,也可以使我们内在统一地解释夸克禁闭及原子序数有限性,已及同位素的放射性。
物理学将原子之间,分子之间的相互作用归结为电磁相互作用。
我们同样用电磁相互作用讨论引力相互作用。我们做一个逻辑模型。由于每一个存在都是一个电磁集。我们假设一个有10个原子的电磁集A在电磁环境中悬浮,这10个原子存在自约束集合在一起,同时每一个原子又受到环境电磁场的影响,并且这种影响力与距离成反比,当环境中的另一个电磁集B向它移近时,则A集环境磁场的强度与方向将发生变化,A集将调整自身以适应与环境的相互作用,同时B集也受到A集电磁场的影响,而调整自身的电磁场以适应相互作用,A、B两集都要与环境电磁场协调,则必然保持相互磁矩方向的一致性,则A、B两集的相互作用必然是相互吸引的。
形象地说,在同一磁场中的两个具有完全自由度的磁体,最后必然结合在一起。
我们欲以电磁相互作用来取代引力相互作用,欲以在一个环境磁场中的N个磁筹之间的相互作用来解释引力,是否有可行的证据?回答是肯定的。我们将以地球磁轴的运动作为一个有力的证据。现代科学证明地球的磁轴与地球的自转轴不重合,并且二者的相对位置是变化的。已经可以较为精确地分析地球磁轴的运动归律,诸如年差与章动,分别与地球公转与月球绕地运动有关。从引力场的角度我们不能推导出日地、月地引力与地球磁轴运动的逻辑或者量化关系,从磁筹相互作用的角度我们可以建立太阳系恒星、行星、卫星与地球磁场之间的逻辑关系乃至量化关系。逻辑上说,我们也能在其他行星上发现类似的磁相互作用。科学家曾经认为月球没有磁场,后来证明月球有磁场,从磁筹的角度来说,万物皆是磁筹,万物皆有磁场,万物皆有负阴抱阳的磁极。
我们已逻辑一致地将存在的四种相互作用简化为一种相互作用。
但是还需回答为什么逻辑上必然结合在一起的电磁集,诸如星系,却在相互分离?也就是说为什么有天文观测得到的哈勃现象?
我们从太极图宇宙模型的空间结构来解释这一现象。首先给出太极模型的空间方程:
R—宇宙外界半径。
一切存在都是电磁集,从总体上看,都是运动的电荷,这些电荷在宇宙空间的上下界内循环运动,因此太极图宇宙模型是一个螺绕的闭合电磁场,全部电荷的运动构成闭合的环形磁场,而环形磁场又约束每一个电磁集作螺绕运动,全部电磁集的相互作用构成内在的自洽关系。
普朗克-爱因斯坦关系式阐述了能量与频率的关系,从统计物理的角度看,相当于在磁场中运动的点电荷单位时间流过的空间,从电磁相互作用的角度看,相当于点电荷在磁场中运动轨迹的曲率与磁场强度或者说运动点电荷自身的磁势的关系。等价地说,电磁集运动轨迹的曲率与其自身的磁势成正比。
在有限的时间内,太极模型上下界内循环流动的电磁集,其流量不变,根据定常流动的原理,平均流速与其截面成反比。因此,电磁集绕上下界的空间运动时,平均流速呈周期性变化。然而,根据光速的不变性,则电磁集必然以曲线的方式运动,其平均曲率与平均流向的空间截面的大小成正比。同时,自然有空间电磁场的强度与空间电磁集的平均密度成正比。
由上述讨论可知,当电磁集在太极模型的空间作周期运动时,由于空间截面积的递增,必然呈现由散到聚,到达空间截面积的极大值后,截面积递减,转而呈现由聚到散,直至空间截面的极小值。如此循环的周期性过程。而处于由聚而散的时空段时,必然观察到哈勃现象。这种由聚而散的过程,必然地导致太阳系行星逐渐远离恒星的现象,导致月球逐渐远离地球的现象,导致行星温度递减的现象,导致行星表面环境随温度递减而改变的现象,导致由于行星表面环境变化而在特定的时空段必然地产生生命,而在特定的时空段必然地灭绝生命。这种由聚而散的现象,就象河流中的一个旋涡,当其运动到河流渐窄处时,涡就会被打开。由于能量守恒定律,一个涡动的物质集,当其与外界没有能量转移时,涡的整体线速度增加时,涡的自旋速度就会减低。据此推论,随着行星远离恒星,行星上原子的衰变速率递增。
根据循环学的宇宙模型,宇宙万物在由宇宙中心的“众妙之门”运动到“远曰反”的极限的时空过程中,必然产生由光子流聚合成星系的反哈伯现象。宇宙万物在由“远曰反”的极限回归“众妙之门”的时空过程中,必然产生星系分解回归光子流的哈伯现象。完成一个完整的“元之又元”的循环过程。
同时,我们可以理解,所谓守恒定律以及光速的不变性,是由于宇宙中电磁集的总量决定的。如果宇宙存在是一个开放空间,即总量是变化的,我们讨论的就只能是有限时空的问题。
以上所做的讨论,以我个人的看法,是逻辑成立的,这里并没有创造新的学说,相反只是最大限度地简并了现有的学说,根据太极图及老聃的描述,对物理学进行简化。关于光子是一个点电荷的假设,也是在此基础上逻辑推理的必然要求。有关光子的一切物理现象,也可以从电磁相互作用的原理来解释。当然这一切,还有待于理论物理学家和实验物理学家的检验。在这个模型中,只有一个基本粒子,作为点电荷的光子。一种相互作用,电磁相互作用。一个模型,太极图的电磁宇宙模型。我们将模型简述如下:
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