《物理世界之引力产生》

李小坚  龚天任

一、物理世界，客观世界

在主流物理学中，量子引力（QG）是关于量子原理和广义相对论（GR）的统一理论。然而，经历了漫长的80多年，所有的努力并没有成效，即现在的主流物理学还没有完全可行的量子引力理论。 因为，探寻物理世界的本源是我们的终极目标和基本任务。所以，我们的量子引力解决方案应该建立在大自然的客观本质之上。

事实上，我们的这个物理世界，必须是一个客观的世界。客观世界的本质只有一个，那就是绝对真理。即无论人类是否存在，这个真理仍然存在。我们这个宇宙存在引力，无论是宏观宇宙还是量子世界，或是牛顿万有引力，爱因斯坦相对论引力都必须在本质上统一。 根据上述理念，我们可以很容易地建立量子引力（QG）的结构准则。

1，量子引力和引力来自同一个基础。或者，

2，量子引力必须来自引力，或反之亦然。

如果我们现在还不知道这个产生引力的共同基础，我们可以先尝试第二个选择，即从量子引力中推导出量子原理以及引力。

二、量子世界，神秘有趣

引力是一个大尺度范围的力，星系和更大范围都适用，甚至超越了可见的事件视界，引力仍然在起作用。 今天，我们知道这个大范围的统治者是暗能量，这个暗能量使得宇宙的一切物质（暗物质和可见物质）加速移动–宇宙在加速膨胀。2011年诺贝尔物理奖颁发给了发现宇宙加速膨胀的人：美国、澳大利亚三位科学家Saul Perlmutter、Brian P. Schmidt和Adam G. Riess。获奖理由是“通过观测遥远超新星发现宇宙的加速膨胀”。

然而，我们有一个大的问题（含有三个小问题）：

问题1，这个宇宙有边界吗？（不是这个宇宙的事件视界）

问题2，如果有一个边界，那么这个边界的外面是什么？

问题3，是什么机制（程序、力量或诸如此类的东西）推动这个边界向外移动？即宇宙加速膨胀的机理是什么？

当前量子理论原理或是不确定性原则QUP (Delta P x Delta S >= ħ)是观测得出的结果，这是主流物理学最基本的原理。这个原理能够将被测对象一份一份量子化，这是一个巨大的创新。这个原理推出来已经80多年了，在许多领域都有成功应用。但是，这个理论既没有进一步的理论阐述，也没有任何基础性的理论构建，纯粹是经验性的总结结果。该原理仍然只是连续的空间和连续时间维度中的一个观测定律，也就是说时间和空间本身没有被离散化或量子化。 这个不确定性原则最权威的解释是哥本哈根的互补学说，该解释也不完美。其后各种解释层出不穷。甚至还有对立的两个派系。现在，量子理论原理的主旨：观测改变物理现实的思想已经深入人心了。拥护该理论的约翰-冯诺依曼（1903–1957）和维格纳（1902–1995）以此作为他们的职业生涯的一部分。更有鲁道夫爵士（1907–1995）声称意识导致波函数坍塌，意识在量子力学中起着关键的作用？另外，埃弗雷特-休米三世（1930 – 1982）还发明了多重世界（many worlds）理论或是平行宇宙（parallel universes）理论，也常称为多宇宙的解释。这个解释中，波函数对应于物理实相，每一次测量都因为有宇宙分裂成许多不同的宇宙，对应于量子测量过程的每一个可能的结果。这种解释也提供了永生的承诺，在所有可能的量子宇宙中，你将永远存在于其中之一。最近的佳作是史提芬-霍金（1942–）的新解释：神使用量子不确定性隐藏自己在直接参与宇宙运转。神操纵量子测量结果以适合自己的目标。神啊，在神秘地工作。

我们的上篇文章说到，我们的老祖宗在5000年前就发现阴阳符号，至少在2000年前就已经形成完整的阴阳太极易理。哥本哈根学派承认受到古老中国传统哲学思想的影响，但并没有全部学到手。他们的阴阳世界是完全分割开来，相互排斥，水火不相容。在我们中国传统哲学的世界里，阴阳是相互补充、相互包容、相互依赖、相互转化的。这是中国古代哲学思想的精髓，这是中国人的传统世界观。这也是中国人对自然客观的正确的认识。这说明西方哲学和科学没有整体掌握自然的本质，还缺失点什么。我们画龙点睛地补充了在西方的阴阳分割对立双方的基础上，加以相互补充与相互包容思想以后，哥本哈根的不确定性原理将变成一个太极理论。的确，我们只是在哥本哈根的阴阳图上加了两只眼而已，原来西方哲学和科学就是缺失这两只眼啊!  这真是一个神秘的、有趣的量子力学的世界。现在，我们来凑热闹来得正是时候。

三、量子引力，不再神秘

对量子力学的众多解释中，量子力学所隐含的物理世界客观现实的本质是什么？科学界并没有告诉我们什么是物理世界客观现实的终极本质。 量子自旋是量子世界的重要概念，但量子自旋本质根本不清楚不直观，所以也难以想象粒子如何“自旋”。有时粒子物理学家真的必须依靠数学来解释这个世界，这说明物理世界并不完全独立于数学世界。这是物理与数学统一的基本问题。 量子自旋是物理学中最大的谜团，特别是它的“单位”=½。然而，物理学家们仅仅满足于知道如何计算自旋，而对自旋的自然本质没有更多的追求。这是一个非常不幸的事情，因为这个量子“自旋”是整个物理学的根基，也是所有以下奥秘的“关键”所在。

1。为什么会有宇宙常数（Λ）

2。为什么有Cabibbo角？

3、为什么有温伯格角？

4、为什么会有阿尔法？

5、为什么会出现Neff＝3？

6、为什么有普朗克数据？

7、如何用标准模型解释基本粒子族？

8、如何有重子产生？

9、如何产生量子原理？

10、如何有统一力的方程？

11、如何让生命产生？

12、为什么在这里存在现实世界，而不是什么虚无？

“自旋”就像扔一个硬币有两种结果:正面或反面，这就是一个自旋“单位”=½的“自旋”结果。然而，这½本体论的意义是最重要的。当一个½出现硬币正面是一个现实，同时指出硬币½反面没有出现也是一个具体的现实。其本质就是这枚硬币“自旋”必有两部分，你看见正面你就看不到反面，或是你看见反面时你就看不见正面，而正面和反面都是这枚硬币真实存在的一部分。如果我们这个宇宙也存在正面和反面，这两个部分组成一个统一的宇宙整体。我们人类的双眼具有“自旋”=1，或0，永远只能看到这个宇宙的正面，却看不到这个宇宙的反面。而“自旋”=1/2的粒子，它既能看到宇宙的正面，又能看到宇宙的反面。

不用扔硬币的方式随机看世界，而用确定性的旋转木马看世界更能说明问题。

事实上，这个宇宙确实有两面，它像一个有正反两面的广告牌立在中心位置不动。旋转木马有两档转速，正常的“自旋”=1乘客坐上去转一圈的时间是T，转一圈又回到原来出发的位置；如果是一个“自旋”=½的乘客坐上去，旋转木马转速减半，经过同样的时间T以后，乘客转到了广告牌的后面，再经过一个时间T以后才回到原来出发的位置。我们规定只能在T时间到了才能睁眼看一眼（离散化时间，以T为采样周期），“自旋”=1乘客坐的是高速的档位，看到的广告牌总是一个面。而“自旋”=1/2乘客，坐的是低速档位，时间T以后会看到广告牌反面，再经过一个时间T后，看到广告牌正面。总之，“自旋”=1/2乘客看到了广告牌的正反两面。

现在，我们有了“自旋”=1/2的量子自旋看见宇宙两面的可视化的情景，得出宇宙正面与反面是一个具有某种对称性的结果（非完全对称）。即使是（无穷大，0）也是一个非完全对称。空间如此，时间也如此。实时间与虚时间的对称性就是非完全的对称性（下一篇文章，将详细论述虚时间问题）。

以上说明，宇宙世界有正反两个面，或是宇宙有两个非完全对称空间。另外，时间和空间是可以离散化的，事实上宇宙就是量子化的世界。

于是，我们推出统一力方程： F（统一力）= Kħ/（Δt×ΔS），K是力耦合系数

于是有：ΔP= F×Δt= Kħ/ΔS

结论：ΔP×ΔS= Kħ

K>=1，这就是不确定性原则。

而这个F（统一力）是空间和时间进行量子化的结果。它是重新构建引力的唯一途径。这是对量子世界和宏观世界原理性的、基础性的、统一性的解释。

四、产生质量、产生引力

有了以上这个新的见解，质量是什么意思？引力的作用是什么？ 除了传统意义上的万有引力作用，现在的引力是暗能量和所有质量（暗物质和可见物质）之间的相互作用。

引力将整个宇宙从现在推动到下一步的未来，从昨天到今天，从今天到明天。而暗能量正是在这个宇宙中执行这项工作。 除了空间和时间，引力只有一个参数：质量。然而，质量是由量子粒子产生的，主要由费米子贡献的。玻色子是由费米子之间传递能量，除了光子外大多数其它粒子都是短暂即逝的。

因此，如果不是万有引力直接产生量子引力，那么量子引力产生质量和量子引力的机制必须与万有引力一致。 在标准模型中有两种类型的量子基本粒子：费米子和玻色子；因此，有两个类型的产生质量的机制。 费米子{自旋（1 / 2）ħ}，看到并经历两份宇宙模式{物质宇宙正面与反面世界；时间从昨天到明天}，在这两个宇宙之间的跳跃产生所有费米子质量。 所以，粒子的自旋跳跃是产生粒子质量的机制。费米子的质量来自于两份宇宙之间跳跃。玻色子是在费米子之间的跳跃获得其质量。因为光子“自旋”=1，光子不在两个空间跳跃，因此，光子是无静止质量的。光子在它没有被其它物质吸收之前，光子的传播距离是无限长。胶子也是无静止质量的，其状况是由完整的规范不变性要求决定的，计算得出胶子携带巨大的相对论质量。

但是，现实世界的最终本质是什么？有没有定理表明现实世界的本质必须是简单的？

1：电荷产生法则：

整体宇宙分为物质世界（有限性）和非物质世界（无限性）或者正面与反面两个世界。同时，时间也分为实时间和虚时间两个部分。普朗克常数ħ是进入这个宇宙的反面神秘世界之门的钥匙。把ħ可以看作是一个时间和空间的量子“单位”，粒子自旋就是在这两个空间的实与虚、两个时间的实与虚的世界旋转，并从中产生“质量”与“电荷”。 而且，ħ也表示为ΔP×ΔS或ΔE×ΔT形成一个视窗（最小因果可视窗口）。ħ与C（光子速度移动）定义了因果世界的事件视界，任何事件视界之外的事物无法建立因果关系。所以，ħ×C定义了因果关系的最大可视宇宙。

电荷产生机制：当自旋（1 / 2）ħ的粒子以光速在实时间和虚时间旋转移动时，产生出“电荷”，并且可以用以下公式来定义。

q =（+ / -）[（1 / 2）ħ ×C）]^（1 / 2）

2：质量产生法则： 一个物理世界的粒子的大小与该粒子波长“λ”有关。这个λ选取与康普顿（Compton）的粒子波长类似或者是等同：λ=λc= ħ/(mC)。 质量产生机制：当这个粒子从现实的实空间以光速扎进虚空间时，它进入了暗能量的海洋，并从中获得“质量”特性。

定义“质量”： m（质量）= ħ/（λ×C） = ħ*f(频率)/ C ^ 2 = E（能量）/ C ^ 2

其中：E（能量）=m（质量）×C ^ 2

即：著名的爱因斯坦质能公式。

E（能量）相当于普朗克引力势能E：=      ħ*f

两个物体m, 和M之间的引力势能：

m静止时的势能为：EP1=mah=m(GM/r^2)( rM/(M+m))= GM^2m/[r(M+m)]

M静止时的势能为：EP2=Mah=M(Gm/r^2)( rm/(M+m))=GMm^2/[r(M+m)]

EP=EP1+EP2=GMm2/r

或分别以m, 和M为参照系，亦可建立引力势能：

以M建立参考系，M的势能为0，m的势能为GMm/r；以m建立参考系，m的势能为0，M的势能为GMm/r，以M和m连线上一点建立参考系，M和m的势能和都为GMm/r。

所以，引力势能与参照系无关。另外，引力势能的符合都应该为负。

与以上定义类似，我们还可以从两个实虚空间得出“电荷”以及从实虚时间得出“质量”。 因此，我们推出的“质量”与“电荷”来自相同的来源：时间和空间的分割以及粒子的1/2ħ自旋。 现在，有了电子电荷和物质质量的公理化定义。

因此，我们可以讨论他们的公理意义。

1）. 一个电子e（电荷）等于[（1 / 2）ħ ×C）]的平方根，说明e只取决于ħ和 C。因为ħ和 C是自然常数，因此，e是一个衍生的自然常数。

2）. m（质量）= ħ/ （λC）=（ħ/ C）*（2π／L），L为一个粒子的周波长。因为L（λ）=2πλ周波长是粒子的一种属性，m（质量）也是一个粒子的属性，而不是一个普适常数，所以，m（质量）是衡量一个粒子能量大小的基本属性。并且 爱因斯坦的质能公式E=mC ^ 2在此成立。

3).本文没有抛弃爱因斯坦的光速的绝对性的概念，但重新定义粒子以光速在实时间和虚时间两个世界之间跳跃并不违背一个非零的静止质量粒子不能以光速穿越空间。另外，实空间和虚空间可以是一个量子空间距离。

4）.一个事件视界EH（ħ，C），定义了因果关系的最大的空间，类似于望远镜的功用。同样，电子e（电荷）是C和ħ乘积之平方根，也有望远镜的作用。而m（质量）是ħ除以C可以看做一个显微镜，看到时空的另一面，即内部虚时空，但还可以即时看到无穷远。引力作用是不受事件视界约束的超距作用力。

5） 自旋对电磁学和粒子物理学有重要意义。现在，我们知道，由于这个自旋产生质量，自旋对建立创新物理学有显著的贡献。同时，我们的创新物理学在物理世界的底层带有一个先天的旋转角度A，那么这个物理学就有了通向终极理论的统一网关。

 3  两个粒子之间的引力（万有引力）原理

传统方法求引力，可以从普朗克引力势能对距离求导数获得： 对于粒子m和 粒子M，它们的距离是 r ： F=dE(m,M)/dr=-GmM(mp)^2/r^2 =-hc mM/r^2 =G” mM/r^2 这是牛顿万有引力公式。

但从  F（统一力）= Kħ/（Δt×ΔS）出发，我们可以推出两个物体之间的引力。 现在考虑在你的桌子上有一瓶未打开的百事可乐。它肯定与太阳、月亮和其它星星之间都有万有引力的关系，但我们真正关心的是它与地球的引力关系。然而，根据这个创新物理，这瓶静止不动的百事可乐并不是真正的静止不动。事实上，它在两个实和虚的时间之间的跳跃（同时也在现实空间和虚空空间两个世界之间跳跃）如图1。换句话说，它是在时间上移动如图2。

这瓶百事可乐于是有了引力，驱动它在时间上移动的力量是引力，我们可以很容易地计算它。 根据狭义相对论，非零静止质量的粒子（如百事可乐等）不可以以光速在空间中移动。然而，百事可乐可以在不违反狭义相对论的情况下，在实与虚时间（2个宇宙间的跳跃）之间跨越移动。所以，在T1，它有一个动量 P（T1）= m（r）* C， m（r）是非零静止质量。 在T2，有动量的变化： ΔP =- 2m（r）* C

然后，我们定义了两个函数。

动能函数：PO: Delta PO = m * delta P / delta T

力函数F： F = delta PO/deltaS

有了这个新的概念，一些数学运算和方程deltaS=NC delta T，百事可乐和地球之间的引力可以很容易地得出：

F（m，M）=（ħ C / a^ 2）（mM/ R ^ 2）………….（方程1）

=G（mM/ R ^ 2）

m是百事的质量，M是地球的质量，ħ普朗克常数，C光速，a普朗克质量，G引力常数。

很显然，方程1就是牛顿引力方程，但它来自于不同的物理学。 随着这些新的电荷和质量的定义，我们可以很容易地显示牛顿引力和库仑定律的电荷力之间的统一。

从F（统一力）= Kħ/（Δt×ΔS）出发， 当

取引力耦合系数： K(引力)= mM/a^2

F (引力)

= (mM/a^2)( ħc/r^2) = K(引力) ( ħc/r^2) =f1 (ħc/r^2)

库伦电荷力：两个电荷， q1=q10*q,  q2=q20*q,  q10, q20 所带电荷的数量 因为： q = （+ / -）[（1 / 2）ħ ×C）]^（1 / 2）

F (电荷力) = k* q1 * q2/r^2 =K（电荷力）(ħc/r^2) = f2 (ħc/r^2)

所以电荷力耦合系数： K（电荷力）=（1/2 ）*（k* q1 * q2）/q^2 =（1/2 ）*k* q10 * q20,  k 为库伦常数

可见，引力与电荷力是统一的，符合统一力方程，只是他们的耦合系数K有所不同而已。

这也是爱因斯坦的梦想，一个没有实现的梦想：物理世界电荷力与引力的统一。  

五  宇宙边际、宇宙膨胀

现在，这里可以讨论这个宇宙的边界和如何将边界向外推进的。 当我们回答本文最前面问题一、问题二、问题三时，我们可以自动得到答案。

在这里给出一些简短的回答。

对于问题1—答案是这个边界就在现在的“这里”。

对于问题2 —答案是这边界之外就是下一步的“未来”。

对于问题3 —答案是以F（统一力）将每一个量子向外推动ħ（普朗克常数）单位。

有了这三个答案，我们得出的力方程推动物理世界：从{ [空间：这里（现在），时间：现在] 到 [空间：这里（下一步），时间：下一步）}的运动。 {[Here (now), Now] to [Here (next), Next]} = {Delta S, Delta T} = (Delta S x Delta TC);

可以得出：

F = ħ/(delta S x delta T) 或 F =ħ/（ΔSXΔt）………………………………..（方程2）

这是就推动宇宙加速的力量。 现在，物理学的不确定性原理是物理世界自然本质之统一力的结果，同时也是对应量子空间和量子时间的自然数学直接反映。但人类对自然数学的认识还没有获得突破，还不完全知道这个自然数学体系。以后我们还有机会进一步讨论数学世界与物理世界的统一问题。

六、结束语

总之，这个量子引力包括以下几个方面。

(一)、宇宙是个完美系统，包含两面：{物质世界（真实的时间和空间，正当时的现在现实感，一个有限的世界）和虚空世界（虚时间和空间，昨天和明天，无穷大/无穷小）}。我们将在未来的文章中讨论这个真实的世界/虚空的世界的对称性。

(二)、量子自旋（ħ）就是在这宇宙空间的两面之间旋转（现实空间/虚空空间）。费米子（S = 1 / 2）看到宇宙的真实世界和虚空世界。玻色子（S =1或0）只看到宇宙的现实空间部分。

(三)、每个自旋（从现实的空间到虚空空间跳跃或反之亦然）整个宇宙以光的速度向外移动一个单位ħ。这个跳跃让整个宇宙加速膨胀。驱动现时宇宙从现在到下一个时刻宇宙的能量就是暗能量，那就是引力的源泉（见方程1和2）。

(四)、这个跳跃（自旋）两个宇宙空间之间产生的所有费米子质量。

现在，从基本粒子的质量产生机制到整个宇宙的加速，他们都是由ħ确立（时间与空间的量子化的标志）；即量子理论与引力是统一的，一个真正的量子引力理论诞生了。

从而，统一力方程能够解决如下所有悬而未决的问题：

1导出量子不确定原理；

2普朗克CMB数据计算；

3计算自然常数，如α；

4产生生命、意识和智力；

5基本粒子弦统一理论，即用一个统一的GM语言表达标准模型粒子族。

然而，为了得到这个F（统一力）方程的唯一途径是时间和空间量子化；时空点不再是一个原来数学上的几何点，而是可容纳所有SM家族（48个粒子）的量子点，这是计算普朗克CMB数据基础，也是计算微观电子精细结构常数的基础。 因此，任何不包括时间和空间量子化的量子引力模型，都是注定要失败的。M弦理论已经被废掉了，希格子玻色子是没有道理的假说。

参考文献：

1  Gong JehTween, Super Unified Theory, US copyright TX 1–323–231, issued on April 18, 1984,page 26。

2  http://www.prequark.org/gravity.htm

3  http://www.prequark.org/mphy.htm

4  http://www.prequark.org/constant.htm 5https://tienzengong.wordpress.com/2015/04/22/dark-energydark-mass-the-silent-truth 6http://prebabel.blogspot.com/2013/11/why-does-dark-energy-make-universe.html

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