時(shí)空波粒二象性初探

沈敏

摘 要：通過通俗易懂的思想實(shí)驗(yàn)揭示物理規(guī)律在多維世界一脈相承具有延續(xù)性，并與現(xiàn)有權(quán)威理論吻合。通過探討多維世界的構(gòu)成，重新梳理了場(chǎng)、量與波的對(duì)應(yīng)關(guān)系，重點(diǎn)指出空間和時(shí)間分別是時(shí)空波的波動(dòng)性與粒子性的體現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：時(shí)空?qǐng)?時(shí)空波;波粒二象性

一、從多維世界的構(gòu)成到時(shí)空波

超四維世界所超出的“維”應(yīng)該包括一些什么呢？至少應(yīng)該包括能量場(chǎng)。電磁場(chǎng)、引力場(chǎng)等都是能量場(chǎng)，蘊(yùn)藏著能量。能量具有相對(duì)性。四維世界是一個(gè)耗散系統(tǒng)，其“熵”值始終在增大。當(dāng)它的“熵”值增到最大時(shí)，相對(duì)其本身而言它已經(jīng)沒有了能量，這時(shí)如果光憑四維世界本身，它將不可能又收縮并最后又成為一個(gè)奇點(diǎn)，即它不可能產(chǎn)生自組織現(xiàn)象。如果它最后又將收縮為一個(gè)奇點(diǎn)，那么它必然被注入了能量。這些能量從何而來？從超四維世界的能量場(chǎng)（引力場(chǎng)）來，萬有引力使之最后又收縮了。這與四維世界里的一個(gè)小系統(tǒng)達(dá)到“熵”值最大后要產(chǎn)生自組織現(xiàn)象必須有能量從系統(tǒng)外界注入也是一脈相承的。

如果將“質(zhì)量”、“四維世界”、“物質(zhì)”和“時(shí)間和空間”分別更名為“引力場(chǎng)”、“時(shí)空?qǐng)觥?、“時(shí)空量”和“時(shí)空波”，其中，時(shí)間和空間分別是時(shí)空波的波粒子性與波動(dòng)性的體現(xiàn)，則可以得到以下比較“對(duì)稱”、比較完美的表格：

二、時(shí)空波的性質(zhì)

電磁量是電磁波的波源，是電磁波存在的基礎(chǔ);引力量（質(zhì)量）是引力波的波源，是引力波存在的基礎(chǔ)。那么時(shí)空量（物質(zhì)）與時(shí)空波（時(shí)間和空間）是什么關(guān)系呢？假如沒有時(shí)空量（物質(zhì)），那么就既無所謂時(shí)間也無所謂空間了，即時(shí)空波將不復(fù)存在，同樣，時(shí)空量也是時(shí)空波存在的基礎(chǔ)。

電磁波和引力波都是以光速傳播的。時(shí)空波的速度又怎樣呢？既然時(shí)空波也是一種波，那么時(shí)空量就可以被視為時(shí)空波的波源。又因?yàn)榭臻g體現(xiàn)時(shí)空波的波動(dòng)性，那么可以作波前—波源圖，即空間—物質(zhì)圖。對(duì)于空間—物質(zhì)圖，時(shí)空量的速度大于時(shí)空波波速時(shí)，波源超越了三維空間形成了馬赫錐;又因?yàn)槲镔|(zhì)運(yùn)動(dòng)速度一旦大于光速，它將超越三維空間，所以時(shí)空波也是以光速傳播的。

表格中三種場(chǎng)往往是相互交織在一起，共同起作用的。比如化學(xué)反應(yīng)就主要是由電磁場(chǎng)和時(shí)空?qǐng)龉餐饔枚a(chǎn)生的。化學(xué)反應(yīng)使粒子間的空間相對(duì)位置隨時(shí)間發(fā)生變化。在這一變化中，電磁場(chǎng)的能量變化是粒子間空間相對(duì)位置變化的基礎(chǔ)。再比如萬有引力則主要是由引力場(chǎng)和時(shí)空?qǐng)龉餐饔枚a(chǎn)生的。引力場(chǎng)的引力量（質(zhì)量）和時(shí)空?qǐng)龅目臻g距離的并存是萬有引力存在的基礎(chǔ)。而在空間中若存在萬有引力，就存在引力勢(shì)能，并且空間也會(huì)發(fā)生彎曲形變。即引力場(chǎng)通過將勢(shì)能注入到時(shí)空?qǐng)鲋卸箷r(shí)空?qǐng)霭l(fā)生彎曲形變，或者說時(shí)空?qǐng)鲈谕ㄟ^彎曲形變涉入超四維世界——引力場(chǎng)的過程中蓄積了勢(shì)能。

當(dāng)電路一旦接通，其電磁場(chǎng)便以光速向遠(yuǎn)端迅速建立起來;當(dāng)天體一旦存在，其引力場(chǎng)也以光速向周圍宇宙空間迅速建立起來。也就是說，電磁場(chǎng)和引力場(chǎng)都是以光速建立起來的。那么時(shí)空?qǐng)瞿?？時(shí)空?qǐng)鲆彩且怨馑俳⑵饋淼摹Ｒ坏┪镔|(zhì)不是絕對(duì)靜止，即存在速度，那么三維空間便以光速迅速建立起來。假如物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度大于光速，則三維空間還來不及建立起來，那么物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)將超越三維空間以至于只能在時(shí)間中運(yùn)動(dòng)，即沿時(shí)間軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。

速度是空間與時(shí)間的橋梁，速度越大，所來得及建立起來的三維空間就越小，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)所涉入的時(shí)間的成分就越多。而光速是時(shí)空波的波動(dòng)性與粒子性的紐帶或者分界點(diǎn)，當(dāng)速度小于光速時(shí)，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)所跨越的時(shí)空波更體現(xiàn)其波動(dòng)性——空間，而當(dāng)速度大于光速時(shí)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)所跨越的時(shí)空波則更體現(xiàn)其粒子性——時(shí)間。

那么，當(dāng)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度大于光速時(shí)，它又是怎樣“沿時(shí)間軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)”的呢？設(shè)m，n均為整數(shù)，假如物質(zhì)運(yùn)動(dòng)到M（m）點(diǎn)時(shí)它的速度超過了光速，那么它將脫離m段而切入第（m+2n+1）段的對(duì)應(yīng)點(diǎn)M（m+2n+1）繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。

針對(duì)“大爆炸宇宙論”，有人提出質(zhì)疑，問既然宇宙誕生于一個(gè)奇點(diǎn)，那么在此之前的情況怎樣？而根據(jù)本文的觀點(diǎn)，當(dāng)宇宙處在奇點(diǎn)時(shí)，因?yàn)闆]有空間，即等同于三維空間還來不及建立起來的情況，所以此時(shí)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)將超越三維空間以至于只能在時(shí)間中運(yùn)動(dòng)，即沿時(shí)間軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，于是宇宙在此之前是從“‘熵’值最大”逐漸收縮成為一個(gè)奇點(diǎn)。而此時(shí)所謂的時(shí)間軸的負(fù)方向也變成了正方向。因此，整個(gè)宇宙實(shí)際上是由奇點(diǎn)經(jīng)過所謂的大爆炸而膨脹，直到“熵”值增到最大后，又因萬有引力的作用而逐漸收縮并最終又成為一個(gè)奇點(diǎn)，然后又重新爆炸并膨脹。宇宙便是在“奇點(diǎn)”和“‘熵’值最大”二者之間不斷地循環(huán)振蕩。我們所說的宇宙的誕生與消失都基于電磁場(chǎng)、引力場(chǎng)、時(shí)空?qǐng)龅裙餐瑯?gòu)成的n（n>4）維世界的變化。

三、結(jié)束語

綜上所述，在超四維世界里可以簡(jiǎn)單解釋宇宙大爆炸和奇點(diǎn)。通過探討高維世界的構(gòu)成，重新梳理了場(chǎng)、量、波三者的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并提出了一個(gè)大膽的猜想：我們所熟知的時(shí)間和空間構(gòu)成的四維世界是一個(gè)時(shí)空?qǐng)?，?duì)應(yīng)的有時(shí)空波，時(shí)空波具有波粒二象性，時(shí)間和空間分別是時(shí)空波的粒子性和波動(dòng)性的體現(xiàn)。

當(dāng)然，超四維世界所超出的“維”一定還包括很多未解之謎。我們還有很多工作要做，比如對(duì)時(shí)空波的“波粒二象性”的科學(xué)證明——證明其正確或不正確。