“熱力場(chǎng)及熱力波”下的宇宙構(gòu)想

（江西理工大學(xué)，江西 贛州 341099）

從古至今，我們?nèi)祟愐恢倍荚谔剿髦@個(gè)神秘的宇宙。到目前為止，已經(jīng)有四種宇宙相互作用力被相繼發(fā)現(xiàn)[1]。因此早在上個(gè)世紀(jì)，偉大的物理學(xué)家愛因斯坦就提出了一種“大一統(tǒng)理論”模型，希望能將宇宙間的萬(wàn)物統(tǒng)一起來(lái)。從牛頓的萬(wàn)有引力到麥克斯韋方程，再到愛因斯坦的相對(duì)論，緊接著到量子力學(xué)，最后到超弦理論的提出，這一切無(wú)不引發(fā)無(wú)數(shù)偉大的科學(xué)家為之奮斗一生，但卻都未能找到一個(gè)確切的答案。在下面，我們將以一種全新的視角來(lái)探尋這個(gè)世紀(jì)難題，希望能迎來(lái)些許論斷。

1 溫度斥力

或許這是一個(gè)很陌生的概念，一個(gè)從未出現(xiàn)過(guò)的詞語(yǔ)。然而這卻是為了構(gòu)建宇宙模型而提出的一個(gè)大膽的假想概念，我們?cè)谶@里可以簡(jiǎn)單的將它理解為具有溫度的兩個(gè)物體相互之間會(huì)產(chǎn)生排斥反應(yīng)。也許這個(gè)猜測(cè)是錯(cuò)誤的，但卻能支撐我們繼續(xù)推導(dǎo)下去。

假設(shè)：首先，存在物體A 和物體B；其次，物體A 的溫度為T，物體B 的溫度為t（T>t）；最后，兩個(gè)物體之間的距離為L(zhǎng)。根據(jù)熱力學(xué)定律原理，熱力學(xué)三大定律是以下三個(gè)定律的合稱：第一定律是能量守恒定律；第二定律是熱量可以自發(fā)地從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體，但不可能自發(fā)地從溫度低的物體傳遞到溫度高的物體（還有其他表述，如不可能從單一熱源吸取熱量，并將這熱量完全變?yōu)楣?，而不產(chǎn)生其他影響；或孤立系統(tǒng)的熵永不減小）；第三定律是絕對(duì)零度時(shí)，所有純物質(zhì)的完美晶體的熵值為零[2]（或者絕對(duì)零度不可達(dá)到）（如圖1）。

由此我們知道高溫物體會(huì)向低溫物體輻射熱量，最終達(dá)到一種平衡狀態(tài)。進(jìn)而類比推測(cè)產(chǎn)生過(guò)程機(jī)制，我們可以將他們想象成物體A 是在向物體B 發(fā)射（熱量化）粒子，則物體A 會(huì)受到粒子的反沖作用力往后退，物體B 在接收到粒子時(shí)會(huì)受到粒子沖擊作用往前移動(dòng)，因此，我們將這一現(xiàn)象稱之為相互排斥反應(yīng)，相互之間產(chǎn)生的作用力稱為溫度斥力F（簡(jiǎn)稱熱力）。

最終，歸納假設(shè)，可以總結(jié)出以下推論：

推論1：具有溫度的任何物體都會(huì)向周圍傳遞熱量（低溫物體也會(huì)傳遞到高溫物體，但總體上表現(xiàn)為高溫流向低溫，原因是各自單次傳遞熱量粒子的量化級(jí)不同，次數(shù)相同）。

推論2：物體的熱量總是一份一份的向周圍傳遞（如果連續(xù)傳遞的話，隨著積累到一定量物體必然會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)，最終不可能保持平衡）。

推論3：接收熱量的物體與傳遞熱量的物體由于距離的變化，產(chǎn)生的排斥作用力強(qiáng)度呈現(xiàn)出反比函數(shù)變化。

綜上，可以總結(jié)出模型公式：

(F 為熱力，Q 為熱力常數(shù)，T、t 為物體絕對(duì)溫度，L 為物體間的距離)。結(jié)合上述推論，對(duì)一些物質(zhì)在真空的條件下進(jìn)行加熱性實(shí)驗(yàn)，測(cè)得一些數(shù)值變化如下表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)值表

通過(guò)實(shí)驗(yàn)表值的對(duì)比分析，得出以下推論：

推論4：由于物質(zhì)的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)屬性，所以F 始終大于0，則任何物體的絕對(duì)溫度都不可能等于0，一定大于零K（正好符合熱力學(xué)第三定律）。

推論5：在一般情況下，物體溫度相對(duì)不高，所以熱力F 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于萬(wàn)有引力（除非物質(zhì)的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于質(zhì)量）。

圖1

量子糾纏示意圖

宇宙間相互作用力示意圖

猜想宇宙模型結(jié)構(gòu)圖

推論6：由于宏觀物質(zhì)萬(wàn)有引力大，所以熱力表現(xiàn)不明顯，因此在微觀量子粒子世界可以表現(xiàn)的更明顯，進(jìn)而產(chǎn)生雜亂無(wú)章的運(yùn)動(dòng)。

2 熱力場(chǎng)與熱力波的產(chǎn)生

熱力場(chǎng)示意圖

由于物質(zhì)的絕對(duì)溫度大于零，所以物質(zhì)周圍會(huì)產(chǎn)生溫度斥力，并在周邊激發(fā)起熱力場(chǎng)，同時(shí)物質(zhì)發(fā)射出來(lái)的熱量粒子由于振動(dòng)產(chǎn)生出熱力波。整體看來(lái)，一切物質(zhì)相互之間處于不同的熱力場(chǎng)下，又有不同引力場(chǎng)的疊加，再加上其他相互作用力的干擾，世界物質(zhì)進(jìn)行著永恒的、無(wú)法預(yù)測(cè)、復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，但總是存在著一種相對(duì)平衡狀態(tài)[3]。

通過(guò)上面的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步作出以下猜想：

猜想1：物體會(huì)在周圍產(chǎn)生熱力場(chǎng)及熱力波；

猜想2：量子力學(xué)中的問(wèn)題可能跟熱力場(chǎng)有關(guān)，波函數(shù)就是對(duì)熱力場(chǎng)的一種客觀描述；

猜想3：量子坍縮是觀測(cè)物質(zhì)或儀器對(duì)溫度的影響，導(dǎo)致熱力場(chǎng)不穩(wěn)定的結(jié)果；

猜想4：宇宙大爆炸是由極高溫度產(chǎn)生的極強(qiáng)“溫度斥力”導(dǎo)致的。

3 宇宙中的相互作用力

至今為止，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力、電磁力、強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力四種力。也有無(wú)數(shù)的科學(xué)家對(duì)上面四種力作出過(guò)大一統(tǒng)理論探索，如超弦理論、多維空間等。同樣，根據(jù)上面一些推論，我們構(gòu)想出一種新的宇宙模型[4]。

作用力：強(qiáng)相互作用力>電磁力>弱相互作用力>萬(wàn)有引力>溫度斥力>超相互作用力。

短程力：強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力。

超距力：超相互作用力。

常態(tài)力：電磁力、萬(wàn)有引力、溫度斥力。

猜想5：電磁力、萬(wàn)有引力和熱力相互構(gòu)成了穩(wěn)定的宇宙模型。

猜想6：宇宙間還存在另外一種力，暫且稱為“超相互作用力”，也許就是量子糾纏的關(guān)鍵。

宇宙的運(yùn)行和變化無(wú)不伴隨著這六種相互作用力的變化，構(gòu)成了這個(gè)世界的基本物理世界結(jié)構(gòu)模型。對(duì)此，我們可以作出進(jìn)一步的預(yù)測(cè)來(lái)驗(yàn)證這個(gè)模型的正確性。

預(yù)測(cè)1：黑洞里面存在大量可測(cè)的溫度斥力現(xiàn)象；

預(yù)測(cè)2：宇宙最原始的力是溫度斥力，除非發(fā)現(xiàn)了臨界絕對(duì)零度的物質(zhì)；

預(yù)測(cè)3：處于量子糾纏中粒子如若之前未經(jīng)過(guò)熱力作用將會(huì)使糾纏失效；

預(yù)測(cè)4：愛因斯坦的狹義相對(duì)論是驗(yàn)證熱力場(chǎng)存在一條途徑；

預(yù)測(cè)5：弦理論在超低溫的狀態(tài)下失去基本效應(yīng)作用。

4 結(jié)語(yǔ)

宇宙往往就是這么的神秘，它能給我們不斷探索未知的欲望。也許我們并不能將它解釋清楚，但我們應(yīng)當(dāng)不斷的去追求宇宙人生的奧秘，迎接下一個(gè)時(shí)代的到來(lái)。未來(lái)總是不期而至，讓我們大膽的去構(gòu)建我們的基礎(chǔ)理論模型吧?？傊?，我們估計(jì)，人們?cè)?jīng)的統(tǒng)一場(chǎng)理論研究,完全有可能在問(wèn)題研究的對(duì)象、方法、立場(chǎng)和角度的出發(fā)點(diǎn)地方，一開始就弄錯(cuò)了[5]。而如果我們要達(dá)到大統(tǒng)一理論的研究成功，那就可能首先要探索闡明自然界各種相互作用的性質(zhì)和規(guī)律。而追求建立相互作用的統(tǒng)一理論是出于對(duì)物質(zhì)世界的統(tǒng)一和諧的堅(jiān)定哲學(xué)信念和要竭力探求事物內(nèi)在本性的頑強(qiáng)欲望。