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草根科学狂人《量子环论》之二:粒子环结构

作者|杨青

《蝌蚪士》推出一位无名小卒类草根型纯科研狂人杨青,1987年毕业于武汉大学理论物理专业,曾工作于原电子工业部24所。从上大学开始就酷爱纯科学理论基础研究,近三十年的潜心钻研, 并结合中国传统的哲学科学之精髓,另立《量子环论》,本微信公众号将分期科普推出。其实,杨青之所以被边缘化冷落为“草根型民科人”,这正是当今中国学术科研傍牛跟风大跃进之恶果所致。基于《蝌蚪士》办公众号的宗旨 (即:推崇原创革新,挑战伪科教条,倡导鹰赛德夫,真科筑碑留石),特此推出杨青的《量子环论》,期望引起真科学者关注并加以验证或证伪。总之,不管《量子环论》正确与否,但值得赞赏“草根型民科人”杨青发自内心的科研兴趣、且付诸实践、进而挑战“洋牛教条”的“纯科学”精神。同时,还期望中国社会及贤达华人关注被边缘化的真科奇才尤其是那些能够从科学边缘区建立自己独有根据地、逐步攻进核心区并挑战现存的科学教条,而另立新概念新思想之大才也。这才真是科学研究之最珍贵的精神境界,这才真是未来中国科学发展所必走的正道——金光大路(责编|赛德夫)

草根科学狂人《量子环论》之二:粒子环结构

草根科学狂人量子环论》之二

第一章 粒子环结构

作者|杨青责编|赛德夫)

我们需要摆脱现有科学的主观认识论,就要在现有科学中找到主观认识论的存在和缺陷,抛弃这种主观的认识论的框架,而保留和遵守实验获得的观察现象和测量数据。从物质粒子的内在属性和相互关系为基础,建立粒子几何拓扑结构和运动方程,再反过来确定质量、时间、空间等性质和规范,自然能克服现有科学理论的缺陷,并能更深入认识微观粒子的束缚态的保守运动,这就是《量子环论》的出发点和目的。

第一节 认识论的发展过程

对现有的科学理论进行批评,是我们深刻地感知到理论与事实存在矛盾,理论不能准确、详细描述微观基本粒子的存在和运动,不完美,不能让我们容易理解。认识到这些问题,就是创立新的科学理论的第一步,这是科学探索和创新的本质精神。

现有的科学是从西方发展起来的,自然包含了西方的哲学思想,这种思想的核心就是以人为基础(中心),进行观察和测量,可以重复实验结果,来验证理论的正确性,也就是将观察现象和实验数据证明在人的感知范围之内形成公理和共识,这就形成了现有的科学原理,这套理论思想是一贯的、完善的、封闭的,从牛顿力学开始,统计热力学、电磁学、电动力学、相对论、量子力学、量子场论等,始终是占在人的感知的立场和角度去认知周围的物质世界,即使知道我们的认识和理论与物质世界的存在和运动有矛盾,也会掩盖这些矛盾,用数学技巧来修正,而不是去改变整个科学理论体系,这就是认识论的“二元论”,从东方哲学来看,就是“心”和“物”是分开的。把这些隐藏在现有科学理论中的问题找出来,加以分析和研究,帮助我们寻找到物质世界的真实的基本结构和运动性质。

问题一:现有的科学理论都是预先设有空间的坐标和时间,然后将物质放置在空间中存在,在时间中运动,坐标是三维的,有一个原点,就是人存在的位置。不言而明的就是空间先于物质存在,与物质无关,时间也是预先存在,与空间无关。我提出的问题:(1)时空是“上帝”创造,先于物质而存在?其实是人的感知,进而抽象地想象而成。(2)三维坐标的三根轴线在原点处是用什么胶水粘合在一个点的上,还是用绳子捆扎的?这些都是牛顿力学的绝对时空观。我们得出的这些结论是与我们所处的地球和人的生命特征是紧密相关的,就是说经典力学是我们对周围的物质和我们自己的存在和运动的近似描述,时间和空间的概念不是抽象的独立于物质之外的存在,都来自于物质和我们自身,时空也不能脱离物质而存在。(3)质量是在空间中的表现,空间是三维各向均匀的,质量也是三维性质的,并且各向均匀。这种定义来自于我们对物质重量的认知,这是一个大问题,导致我们认为微观世界的粒子也是三维的点粒子!有人会问我们不能看得更清楚微观粒子吗?不能,因为我们不能看到“裸”粒子,“她”总是被“衣服”外场包裹,我们看的介质又不能穿透,就只能被“衣服”外场蒙蔽,无奈地认可为基本粒子为“点粒子”(《夸克:基本粒子物理前沿》南部阳一郎 著 陈宏芳 译 中国科学技术大学出版社》)。

问题二:《狭义相对论》的推导是以人为中心的典型代表,得出的结论却是打破绝对的时空观,出现了时间和空间的变化并相互纠缠,证明时间和空间都不是抽象的绝对的,是以物质为基础的,这个基础就是光速c的引入,虽然是以光为观测工具的形式引入,但其实包含了物质的内在性质和意义,《狭义相对论》的结论是人类认识世界的一次飞跃,后来,《狭义相对论》又引入闵可夫斯基四维空间坐标和洛伦兹变换,从而确定了《狭义相对论》的数学理论基础。从《狭义相对论》著者爱因斯坦的论述立场来分析,光速的引进是观测工具,既然是观测工具就有来回的光速运动的里程,才能看见运动者的信息,在相对论中是没有的,观测者是“坐”在光速上看运动,才能正确理解《狭义相对论》的物理意义,如按著者的思路去理解《狭义相对论》就很难。《狭义相对论》正确性勿容置疑,因此,我们要深刻理解其重要的含义:物质投射的场都是以光速运动的,即质量投射的惯性场,电荷投射的电场,夸克投射的张量场都是以光速运动,物质的运动自然就不会超过光速,这就是一个物质运动的规范;《相对论》中质量的依然是三维的,三维的质量可以在洛伦兹变换下,保持各向同性。《相对论》很成功,但认识世界的方式依然在人的立场和观测上,在结论中隐藏了许多耐人寻味的含义(《狭义与广义相对论浅说》阿尔伯特·爱因斯坦 著 商务出版社)。

草根科学狂人《量子环论》之二:粒子环结构

问题三:《量子力学》的发展才真正地认知到微观世界的粒子与我们的宏观的物质有根本性的不同。沃纳·海森堡的测不准原理:

ΔX ·ΔP=ħ/2

表明粒子的运动动量与其运动范围相互纠缠,不能同时测定速度和位置,只有一个动量与运动范围的纠缠的整体量,我们称为量子。

草根科学狂人《量子环论》之二:粒子环结构

描述粒子的运动方程就变为薛定谔方程:

iħәψ(t)/әt =Ĥψ(t)

这是一个虚数方程,我们所观测的物理量通过厄米算符作用于方程得到。《量子力学》认识到了微观粒子与宏观物质的运动形式不同,但没有深入思考微观粒子与宏观物质各自内部结构的不同,才导致运动形式的不同,《量子力学》依然把电子视为三维质量的点粒子,把海森堡测不准原理,解释为粒子的概率运动,微观粒子的运动就具有了波动性和粒子的概率性,又把电子拉回到了我们熟悉惯性空间,这就是典型的以人为中心的表现,忽视了微观粒子的本身结构和相互之间的关系。如果当时《量子力学》的创立者们就抛弃主观的思想,电子运动的量子化就是电场的磁环化,并大胆推测电子是环与模结构,而不是三维的点粒子结构。那么,科学发展就可能沿另外一个方向,不会出现目前科学的困难局面(《量子物理》 赵凯华 罗蔚茵 著 高等教育出版社)。

问题四:《量子场论》是结合《相对论》和《量子力学》发展起来的,主要的目的是研究原子核和各种基本粒子,《量子场论》是高度复杂的数学化的,又有明确的物理意义,充分地显示理论物理学家处理复杂而且困难问题的技巧,但重正化问题始终困扰着《量子场论》,因而受到质疑,因为理论推导结果与实验数据有巨大差异,例如:QED理论推导有纵光子,而实验没有观测到有纵光子,这是由于对电子运动进行了三维路径积分,实则电子只有二维惯性场,故没有纵光子。在QCD理论的色相互作用中提出“鬼场”来抵消路径积分的发散,实在难以理解,就是在“闹鬼”,证明现代科学理论的框架存在有问题,在《量子场论》中对三维粒子的路径积分就会导致重正化问题的出现(《简明量子场论》 王正行 编著 北京大学出版社)。正是这些问题促使我们深刻地思考,提出轻子和夸克不是点粒子,而是环与模的结构,就能更清楚地认识微观粒子的性质和运动,并且能正确地推导和计算出与实验相符结果。

问题五:现代科学理论一直采用粒子间相互作用的思想来计算粒子的运动,因此,只能用微扰理论解束缚态的保守运动方程,在数学的计算方面就非常复杂。电子对形成的原因一直没能解决,因而无法知道超导形成根本原因,也就不能生命奥秘。

问题六:《量子力学》和《量子场论》描述了电子和夸克的运动状态,不是对电子和夸克的直接刻画描述,只是是对他们的运动进行描述,电子运动产生的电场和磁场,夸克运动产生的介子环和二阶张量场,因此,《量子力学》和《量子场论》描述的对象是电磁场和二阶张量场。电磁场与电子的结构有关,二阶张量场与夸克的结构也有关,《量子力学》和《量子场论》的发展停止在了电子和夸克的外面。

牛顿力学中绝对时空概念被后来的创立的《相对论》所打破,三维质量的概念被《量子场论》打破(《简明量子场论》 王正行 编著 北京大学出版社),但是我们的认知依然是在以人中心的范围和感知之中,这证明西方哲学对科学发展的深刻影响,也是我们心理依赖,建立在感知上,才可信、可靠啊!?而往往事实是“所见非所实”。

草根科学狂人《量子环论》之二:粒子环结构

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