自然世界的數(shù)學(xué)模型

翟帥

【摘要】隨著近代物理的發(fā)展，人類的直接觀測(cè)已經(jīng)無(wú)法全面了解世界，物理必須與數(shù)學(xué)建立更加密切的聯(lián)系，但是把數(shù)學(xué)上的概念直接應(yīng)用于物理是不準(zhǔn)確的.我們可以肯定下一個(gè)世紀(jì)的物理必將迎來(lái)新的發(fā)展，而這發(fā)展必將帶來(lái)人類社會(huì)最為波瀾壯闊的革命.

世界并不是連續(xù)的，而是離散的，可以看作一個(gè)連通空間和它的無(wú)數(shù)個(gè)像，由此世界由無(wú)數(shù)平行宇宙組成，而平行宇宙之間形成類似于數(shù)學(xué)中的映射.這個(gè)連通空間在本文暫時(shí)成為元空間.元空間包含算法和元素，元素構(gòu)成了世界的基礎(chǔ)，算法定義了元素的作用規(guī)則.

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)模型；以太；能量；時(shí)空

一、元空間包含的基本元素

這里的連通空間是拓?fù)鋵W(xué)中的概念，設(shè)X是一個(gè)拓?fù)淇臻g，如果X的分割不存在，則稱空間X是連通的.算法包括速度的類型、運(yùn)動(dòng)的類型、力的作用方式、能量的類型等；元素包括以太、物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)，時(shí)空單位，速度、波、力等.

二、算 法

（一）能量形式

1.力勢(shì)能

由于我們的能量概念不夠完善，所以筆者增加力勢(shì)能的概念，由廣義相對(duì)論我們得知，慣性質(zhì)量等于引力質(zhì)量，由此重力勢(shì)能的概念可以擴(kuò)大為力勢(shì)能：E=mas.

2.能量公式

（二）力

1.力學(xué)公式

2.摩擦力

我們知道靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力，原因可能是運(yùn)動(dòng)也是量子化的，即使在完全光滑的情況下，物體由靜止到運(yùn)動(dòng)也不是任何一個(gè)無(wú)窮小的力可以推動(dòng)的.

（三）最小時(shí)空間隔

1.芝諾悖論的物理學(xué)解釋

目前為止號(hào)稱解出芝諾悖論的人都有意或者無(wú)意的規(guī)避了芝諾的邏輯，真正的解決辦法是把時(shí)間和空間看作量子化的，這也就證明了時(shí)空的離散性.

2.能量對(duì)時(shí)空尺度的影響

能量或許可以影響普朗克常數(shù)的大小.當(dāng)一個(gè)長(zhǎng)度為普朗克長(zhǎng)度的桿以接近光速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)普朗克長(zhǎng)度計(jì)算公式，因?yàn)镚是引力常數(shù)，c是光速，所以縮小的只能是普朗克常數(shù)，因此，普朗克常數(shù)不應(yīng)該是一個(gè)確定值.由于能量可以影響普朗克常數(shù)，所以能量可以影響時(shí)空的尺度，即是不可再分的最小時(shí)空間隔.在能量密度越高的地方時(shí)空尺度越大，也就是時(shí)空越膨脹，在此時(shí)空內(nèi)的運(yùn)動(dòng)就越困難，在能量密度越低的地方時(shí)空越小，時(shí)空越收縮，在此時(shí)空內(nèi)運(yùn)動(dòng)越容易.

3.能量可以影響時(shí)空的證明

（1）菲索實(shí)驗(yàn)

設(shè)u是介質(zhì)中光的速度，v是介質(zhì)流動(dòng)速度，W是測(cè)出的流動(dòng)介質(zhì)的光速.

（三）波

波可以分成兩種，在以太中可以傳播的是第一類波，在物質(zhì)中傳播的是第二類波，第一類波包括電磁波，引力波，物質(zhì)波，第二類波包括機(jī)械波.第一類波的速度不遵循運(yùn)動(dòng)疊加規(guī)則，其根本原因是物理上的速度本質(zhì)上分成兩類：物質(zhì)速度、以太速度.物質(zhì)速度是我們平常意義上的速度，以太速度指電磁波、引力波的速度，物質(zhì)速度和以太速度無(wú)法疊加.

三、總 結(jié)

世界從組成元素上講是二元性的，不單單由物質(zhì)組成，而是由物質(zhì)和另一種我們不了解的事物組成，我們遵照傳統(tǒng)稱它為以太，物質(zhì)和以太可以互相轉(zhuǎn)換，互相包容，一如我國(guó)的太極圖；世界從宏觀時(shí)空結(jié)構(gòu)上講是離散的，是由無(wú)數(shù)個(gè)平行宇宙組成的，每個(gè)宇宙間都有鏈接；世界從微觀時(shí)空結(jié)構(gòu)上講是不連續(xù)的，由許多單元組成，并且每個(gè)單元大小可變.