關(guān)于宇宙自然與物理理論本質(zhì)的新思維（上）

[摘要]宇宙物質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)部都有嚴(yán)密的組織結(jié)構(gòu)，物質(zhì)的物理功能、特性是由其物質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)決定的，研究、認(rèn)清宇宙各層次物質(zhì)系統(tǒng)“內(nèi)部結(jié)構(gòu)”的實(shí)質(zhì)和真相，就能還原、認(rèn)清一切物理理論的本質(zhì)和真相，從而為統(tǒng)一“四種作用力”理論，進(jìn)而建立物理學(xué)“統(tǒng)一理論”打下實(shí)質(zhì)性基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]物質(zhì)結(jié)構(gòu) 磁子 超弦理論 新思維

中圖分類號：O4-0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：1671－7597（2009）0310001－02

一、對物理理論發(fā)展走向的重新認(rèn)識(shí)

（一）回顧與思考

一種科學(xué)理論的成功發(fā)現(xiàn)與建立，首先需要一種獨(dú)到的、科學(xué)的“認(rèn)知理念”做支撐，嚴(yán)謹(jǐn)而超脫的理性思維是指導(dǎo)科學(xué)走向成功的前提。比如“生物學(xué)”理論體系的成功建立；又如愛因斯坦的“相對論”理論的成功發(fā)現(xiàn)，其首先建立在一種珍貴的思維方式和指導(dǎo)理念上。

物理學(xué)理論一路走來已跨越了幾個(gè)世紀(jì)。從17世紀(jì)牛頓的“經(jīng)典力學(xué)”，到19麥克斯韋的“電磁理論”，再到20世紀(jì)初愛因斯坦“相對論”和同時(shí)代產(chǎn)生的“量子理論”，又走到了現(xiàn)在的“弦理論、M理論”。理論物理愈發(fā)展就應(yīng)該愈接近宇宙自然的物理真相，但也愈加使人對新興理論難以理解，原因是其依賴數(shù)學(xué)運(yùn)算進(jìn)行“抽象分析”的成分越來越大。

較早時(shí)期物理學(xué)所建立的“粒子學(xué)說”則是認(rèn)為所有物質(zhì)是由只占一度空間的“點(diǎn)”狀粒子所組成。如從小到大比較穩(wěn)定的基本粒子有：光子、電子、質(zhì)子、中子等。“粒子理論”也是目前廣為接受的物理模型，也很成功的解釋和預(yù)測了相當(dāng)多的物理現(xiàn)象和問題。但是此理論所依據(jù)的“粒子模型”卻不斷遇到一些無法解釋的問題。

盡管當(dāng)前先進(jìn)時(shí)髦的“超弦理論、M理論”已取得累累碩果，然而種種跡象表明，它已經(jīng)窺見的也不過是些“雪泥鴻爪”而已，最深層的奧秘尚待揭示，什么是M理論的“真面貌”，仍然是一個(gè)未決問題。

（二）關(guān)于“超弦理論”的思考

弦理論(string theory)，是理論物理學(xué)上的一個(gè)尚未被證實(shí)的理論。這種理論認(rèn)為整個(gè)宇宙從最小的基本粒子到浩瀚浩大的星系團(tuán)，都是由我們所看不到的細(xì)小的弦和多維組成的?！跋艺摗钡某霭l(fā)點(diǎn)是，如果我們有更高精密度的實(shí)驗(yàn)，也許會(huì)發(fā)現(xiàn)基本粒子其實(shí)是條線。這條線或許是一個(gè)線段，稱作“開弦”(open string)，或是一個(gè)循環(huán)，稱作“閉弦”(closed string)，認(rèn)為自然界的基本單元并不是電子、光子、中微子和夸克之類的點(diǎn)粒子。

事實(shí)上，獨(dú)立于人類而存在的外部世界，就像一個(gè)巨大而永恒的謎，對這個(gè)世界作凝視沉思，就像在苦難中尋求解放一樣，吸引著每一個(gè)具有哲學(xué)氣息的物理學(xué)家孜孜以求。那么，什么又是“弦理論、M理論”的真面貌呢？

（三）什么是存在物的“真面貌”和實(shí)質(zhì)

不知大家思考過沒有：怎樣才算揭示出了物理理論的“真面貌”即實(shí)質(zhì)呢？單從“真面貌”字面上的意思理解，就是人的肉眼能看到的存在物的形象，甚至看到了存在物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影像，并通過思考分析，認(rèn)識(shí)到了存在物的物理原理、特性、功能與其形象、結(jié)構(gòu)相對應(yīng)、吻合的機(jī)理。只有這樣才算認(rèn)識(shí)了存在物的“真面貌”和實(shí)質(zhì)。

在宏觀正常尺度上存在物的形狀或結(jié)構(gòu)都能看得到，例如房子、車子、人、動(dòng)物的面貌，甚至其內(nèi)部構(gòu)造、解剖結(jié)構(gòu)。但更小尺度的物質(zhì)系統(tǒng)和大尺度空間中星體、星系的面貌和內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻不能用肉眼直接看得到。但通過儀器設(shè)備、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等手段，也可以間接地“看到”它們的形狀、結(jié)構(gòu)。比如細(xì)胞、細(xì)胞器的形狀、結(jié)構(gòu)；DNA大分子的形狀、結(jié)構(gòu)；通過哈勃天文望遠(yuǎn)鏡能觀看到星系、星系團(tuán)、星云的外形結(jié)構(gòu)……。通過對存在物形狀、結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，能幫助我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)由存在物內(nèi)部結(jié)構(gòu)對應(yīng)和導(dǎo)致的存在物的物理功能和特性。當(dāng)代“生物學(xué)”發(fā)展就是在這一認(rèn)知思路的指引下取得了有目共睹的成功。

但當(dāng)代粒子物理學(xué)的研究進(jìn)程完全背離了這種認(rèn)知思路，不去尋找、研究基本粒子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)“真面貌”，而是單從性質(zhì)、功能這些表象的物理量上，運(yùn)用極端抽象的數(shù)學(xué)運(yùn)算符號去推敲，把數(shù)學(xué)方法當(dāng)成了萬能的鑰匙，只用機(jī)械地、片面地認(rèn)識(shí)去思考、理解某些運(yùn)算結(jié)論。在此不緊要問，如人體的構(gòu)造、細(xì)胞及有機(jī)大分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地球的內(nèi)部構(gòu)造等，能用數(shù)學(xué)公式完整表達(dá)嗎？不認(rèn)清物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，就永遠(yuǎn)不能弄懂自然物質(zhì)系統(tǒng)的物理本質(zhì)和真相！

要認(rèn)識(shí)基本粒子的“真面貌”也的確有難度，因?yàn)樗苣壳皟x器設(shè)備的科技含量所限制，這是人所共知的。但除了借用尖端儀器設(shè)備去直接觀察外，人們還可以通過自身樹立理性的、哲學(xué)的思維意識(shí)作指導(dǎo)，并借助可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)去研究、推算，也一定能認(rèn)清基本粒子的形狀、結(jié)構(gòu)，以及與其形狀、結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的物理特性和功能。

然而不同的個(gè)體思維意識(shí)對同一實(shí)驗(yàn)結(jié)論和數(shù)學(xué)運(yùn)算結(jié)論的認(rèn)識(shí)、詮釋會(huì)有很大的差異。正確、超脫的認(rèn)知理念和思維方法是打開真理之門的唯一鑰匙。

二、對一些重要物理量、物理常識(shí)、物理現(xiàn)象的重新審視和認(rèn)識(shí)

從學(xué)生時(shí)代物理教科書就給我們的思維深處牢牢地刻上了似乎不可逾越的物理定論的烙印。比如“正、負(fù)電荷”的理論知識(shí)；光的“波粒二象性”的理論解釋；對“電磁場、電磁波”的理論描述；對“四種作用力”、“能量”、“質(zhì)量”的理論定義等理論信條。我想，要真正認(rèn)清粒子物理、宇宙物理的“真面貌”就要大膽地解放思想，敢于重新審視已被多年固化了的物理信條，尋找到各種物理量的最本質(zhì)原因，還原出各種基本粒子、宇宙整體物質(zhì)系統(tǒng)的“真面貌”，“真理”的發(fā)現(xiàn)在于“創(chuàng)新”的思維。

（一）對正、負(fù)電荷的新詮釋

新觀點(diǎn)：“電荷”并不存在。

原子核中的電子和質(zhì)子不只是單純的正、負(fù)電荷吸引這樣簡單。借用“系統(tǒng)論”和“廣義相對論”的思想可以如此詮釋：質(zhì)子、電子共存于“原子系統(tǒng)”中，因質(zhì)子需要電子來填充自身的“組織缺失”，因此發(fā)出了“欲獲得電子”的電磁指令，通過其周圍的“電磁物質(zhì)”場傳達(dá)給外周電子，進(jìn)而影響、控制附近相應(yīng)電子在其周圍運(yùn)轉(zhuǎn)，以備為己用。

說物體帶上了幾個(gè)“正電核”，只說明了物體中的質(zhì)子“缺失”了幾個(gè)電子，于是它就形成了欲得到幾個(gè)電子的“場勢”；而若物體帶上幾個(gè)負(fù)電核，就說明此物體中存有多于總質(zhì)子數(shù)的剩余電子，于是這些剩余電子就產(chǎn)生了“欲離開此物體”而回到其它缺失電子的物體上去的場勢，這就是“電荷”現(xiàn)象和電場的實(shí)質(zhì)。所以電子和質(zhì)子自身并不帶“電荷”，“電荷”不是真實(shí)存在物！只能作為衡量“質(zhì)子、電子數(shù)量”的一個(gè)虛擬物理量。

（二）對“光”物質(zhì)的認(rèn)識(shí)

新觀點(diǎn)：“光子”的傳播速度不等同于“光（電磁波）”的傳播速度。

大家知道，在電場作用下通電導(dǎo)體內(nèi)電子的“漂移速度”約為10-4米/秒左右，但這并不是“電流”的傳輸速度，電流的傳輸速度則等于電磁波傳播速度30萬公里/秒?！半姶挪ā睂?shí)質(zhì)上是攜帶著“電子能量”以30萬公里/秒的速度傳播的“波動(dòng)場”。

如此相似，雖然“光波”的傳播速度為30萬公里/秒，但“粒子光子”的傳播速度卻是不確定的，它可以小于、等于或大于30萬公里/秒，以30萬公里/秒速度傳播的是攜帶“粒子光子能量”的“波動(dòng)場”的傳播速度。

（三）對“磁”物質(zhì)的再認(rèn)識(shí)

1．新觀點(diǎn)：“磁”物質(zhì)是組成宇宙物質(zhì)的最小和最基礎(chǔ)物質(zhì)，或稱宇宙“本底物質(zhì)”。

在某種條件下，通過“磁”物質(zhì)單體或稱“磁子”之間的勾連組合，而逐級生成了各種能量級別的“基本粒子”?！按抛印本褪浅依碚撍枋龅淖罨镜摹跋摇?。

2．新觀點(diǎn)：宇宙空間中存在著無窮多的自由的“磁子”物質(zhì)，它們形成了能傳承多種能量的“磁子場”。

光子、電子和其它基本粒子的能量都是靠“磁子場”傳遞的。

3．新觀點(diǎn)：“磁子場”也同樣能實(shí)現(xiàn)在宇宙大尺度空間上星體、星系之間能量和信息的傳遞。引力也是由“磁子場”傳播的。

如果真有“引力子”存在的話，其“引力能和信息”也是要由“磁子場”傳遞。因此恒星與行星之間的引力不需要單獨(dú)的“引力子”的親自傳遞，只要恒星與行星之間存有巨量的“磁子”物質(zhì)，通過巨量“磁子”之間的“環(huán)環(huán)相扣”，就會(huì)形成一條無形的“磁繩”，將恒星與行星緊緊牽住！這就是星際間“引力”的實(shí)質(zhì)。如下真實(shí)圖1。

4．新觀點(diǎn)：“磁場”的極性是由“磁子”的流動(dòng)方向決定的。

具有“N、S”極的磁棒，其一端流進(jìn)“磁子”，另一端流出“磁子”，形成一閉合環(huán)路即“閉合狀磁力線”。如果設(shè)定其流進(jìn)“磁子”的一端為“S極”；那么流出“磁子”的另一端則為“N極”（如示意圖2）。因此所謂的具有兩種不同極性的“磁單極子”不存在，永遠(yuǎn)不會(huì)找到！

“仁者見仁；智者見智”，愿以上新思維、新觀點(diǎn)能成為你我他在物理學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)造奇跡，開辟真理之門的鑰匙，在21世紀(jì)迎來物理學(xué)理論另一個(gè)新飛躍。

（若想系統(tǒng)理解“新思維”整體構(gòu)思內(nèi)容，請閱讀“（下）”篇：《揭秘“超弦理論、M理論”的實(shí)質(zhì)》）。

作者簡介：

李樹松，男，山東煙臺(tái)毓璜頂醫(yī)院圖書館副研究館員，發(fā)表論文多篇。