《物理世界之终极理论》《创新物理学》之九

TOE (THEORY OF EVERYTHING)

李小坚  龚天任

一、引言

    我们的宇宙是一个自然的世界,自然世界包含了宇宙中所有的一切。自然世界至少可以用三个领域来描述,或者三个子世界:

(一)、物理学领域,或物理世界(P-WORLD)

(二)、生命领域,或生命世界(L-WORLD)

(三)、数学领域,或数学世界(M-WORLD)。

   因此,一个雄心勃勃的理想是建立一套理论(G-TOE)能够解释宇宙中的一切事物。而且,这个最终G-TOE必须以一个统一的方式解释宇宙的一切,因此,G-TOE包括解释以上这三个领域的一切的理论。即G-TOE={P-TOE,L-TOE,M-TOE}。然而,我们已经描述了物理、数学、生命这三个世界是拓扑同构。因此,最简单的方法是首先构建物理世界的最终理论,也就是,第一步构建物理领域的P-TOE。

 

二、物理世界的终极理论P-TOE

物理世界所发现的微观粒子之间仅存在四种相互作用力,它们是万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。宇宙间所有现象都可以用这四种作用力来解释。于是,人们期望有一个大统一理论,即试图建立同一组方程式来描述全部粒子和四种力的物理理论或模型。这样一种理论有时也称为终极理论,或万物之理,万有理论TOE。这仍然是物理学领域的P-TOE。

物理世界探索的道路有两条:一条是从最底层的经验总结与现象研究开始,自下而上的实证之路,这是现有的物理学所走过的道路;另一条道路是从最高端的设计开始,自上而下的理论推导,这是我们选择的物理学革命性的公理化之路。

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图1 TOE统一之路

三、主流物理的成就

17世纪,牛顿在研究宇宙行星运动规律时,把行星绕太阳、月球绕地球、太阳系绕银河的运动,以及地球上所有物体之间的吸引力统称为万有引力,并得到万有引力定律。19世纪后期,麦克斯韦成功地把现象和磁现象统一起来,指出了电力和磁力是本质上相同的力,并得到了著名的麦克斯韦方程组,证明了光及电磁波就是二者的统一表现。从20世纪开始对自然界各种不同的相互作用力:引力、电磁力、弱核力和强核力进行研究,探索如何将这4种力进一步统一。

3.1 两种长程力—引力和电磁力

引力——所有自旋为1/2物质粒子都能感受到这种力。它是由自旋为2、质量为零的引力子传递的。电磁力——只有带电粒子(P,e)之间才能发生这种力的作用,它是由于自旋为1、质量为零的虚光子传递的。经典理论需要引入引力子和虚光子作为传递力的粒子,而引力子和虚光子不能通过实验的方法探测到它们的存在,但确实产生了可以测量的效应,即引力和电磁力的存在。

3.2 两种短程力——弱核力和强核力

当物质粒子发射的传递力粒子具有一定的质量时,则不可能在大距离上产生交换效应,因此称为短程力。这种力只有在原子核内表现出来。

弱核力——造成放射性原子核或自由中子衰变的短程力,作用于所有物质粒子,而不作用于携带力的粒子。它是由自旋为l具有100Gev的质量的中间玻色子传递的。

强核力——在原子核内这种强大的吸引力束缚在一起。这种力是由自旋为1的胶子来传递的。

3.3电磁力、弱核力和强核力的统一

1967伦敦帝国学院的阿伯达斯·萨拉姆和哈佛的史蒂芬·温伯格提出了弱作用和电磁作用的统一理论后, 弱作用才被很好地理解。在温伯格——萨拉姆理论中,当能量远远超过100吉电子伏时,这三种新粒子和光子都以相似的行为方式行为。在此后的十几年里,在低能量下这个理论的其他预言和实验符合得这样好,以至于他们和哈佛的谢尔登格拉肖一起被授予1979年的物理诺贝尔奖。由此物理学家预言,在非常高的称之为大统一能量下,有可能3种传递力粒子,即虚光子、中间玻色子、胶子具有相同的行为和性质,而且不同的物质粒子也会基本上变成一样,这样就可将电磁力、弱核力和强核力这3种力统一为一种力。

这种大统一理论还没有包括无处不有无时不在的引力。因此,这是一种不完善的大统一理论。

3.4电磁力、弱核力和强核力与引力的统一

如果把引力作用和电磁作用力统一起来,就可打开这4种自然力统一的神秘大门。因此,爱因斯坦在他的晚年就致力于引力和电磁力的统一工作。把牛顿引力和麦克斯韦电磁力统一起来的传统思路是:必须证明麦克斯韦电磁力与引力一样,同样也是空间时间的某种几何性质的表现形式。于是有电磁场和引力场;电磁波,引力波;电荷,引力荷、引力子等等慨念。宇宙中所有的物质粒子均做变速运动故引力波充满了整个宇宙,同样引力场也充满整个宇宙。80年过去了,统一理论却没有成功。

经典物理学中的统一是从底而上发展的。当前主流物理理论包括:

(1)超对称理论

(2)超重力理论

(3)超弦理论

(4)冷暗物质模型

经典物理学的各部分内容就是总结各种不同运动形式的规律和理论。万事总有规律可寻,我们也相信一定可以通过一个大统一理论来对宇宙世界之万物进行阐述和解释。基于上面一个信念,对建立公理化物理科学有了信心。

四、创新物理、自上而下

我们曾经用公理化的方式表述了一个整体的意识总是保持自己,同时还要发展自己。整体的不可分割性是保持自己的基础,整体的不可分割性也是发展自己的创造过程的源泉。只有整体T的不可分割,整体才可以创造出什么东西——创造P1,P2,同时整体T保持不变。这种不可分割性在自然界出现无处不在。宇宙,生命,社会,生态,太极,物理,数学作为整体都具有这一特性。

因此,我们的《物理世界之创造法则–创新物理学之七》一文表述了宇宙的创造是从虚空的世界产生出来的。本文图1从左至右描述了宇宙创造的自上而下的过程。

4.1创造物理世界的时空和物质

创新物理给出了实时间和虚时间的相互作用,产生了时间、空间、物质。事实上,物理世界的时间创造过程是由方程零给出。这是在球体拓扑结构上打了一个穿透的孔。这个孔的一头在零点,另一头在无穷远处。这是一个从球体到面包圈的变换过程。因此,这个物理世界的拓扑结构是一个面包圈。

DS =(i^n1,i^n2,i^n3)* C * DT =N * C * DT……(方程0)

N =(i^n1,i^n2,i^n3),N^ 2 = { + / – 1 ,+ / – 3 } …..(方程1)

n1,n2,n3 取值范围:{1,2,3,4} 或{0,1,2,3}

由方程零和方程一的共同作用。产生空间和物质,并且,在时空中创造出以下事物:

1、自旋

产生自然常数(普朗克常数)

产生三等分角:产生电荷,产生质量

  产生前夸克G弦模型

2、产生卡比博角和温伯格角

3、产生三代夸克

4、产生空间

5、产生引力

以上问题我们在前面的系列文章已经讨论过。我们在这里展示这个新统一理论的两个关键问题:统一力的形式、统一力作用强度和范围。

创新物理的统一理论思路是公理化之路:我们在《物理世界之引力产生》一文推出了统一力方程。

F(统一力)= Kħ/(Δt×ΔS),………(方程2)

K是力耦合系数

于是有:ΔP= F×Δt=Kħ/ΔS

结论有:ΔP×ΔS= Kħ, 当K>=1,这就是不确定性原则。

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(引力系数) ( ħc/r^2)

                                                                          ………(方程3)

当取电荷力耦合系数:K(电荷力系数)=(1/2)*(k* q1 * q2)/q^2

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

                                                                            ………(方程4)

可见,引力与电荷力有统一的形式,符合统一力方程,只是它们的耦合系数K有所不同而已。

这就是我们推出的物理世界电荷力与引力的统一理论。

我们不是试图让这些力达到一样的程度,而是通过力的耦合系数建立一个统一的描述。我们相信以上4种力在各自的领域起作用。因此,我们将解决这个层次的问题:相比其它一切力,为什么引力是如此的弱 (The hierarchy problem)

公理一:以上各种力,具有各自支配(统治)的领域,没有一种力跨越其领域支配其它力。

然后,推论一:每个派生力有其自身的领域,并不优于其它所有领域。

它们的平等地位可以通过以下平衡方程达到。

即有:力平衡方程= {力支配者(1)×自治领域(1)}={力支配者(2)×自治领域(2)}={…}

也就是说有:{(E,电荷)x自治领域范围(e)= K(电荷力耦合系数)x电荷作用半径(电荷视窗尺寸)} = {(m,质量)x自治领域范围(引力)= K(引力耦合系数) x引力作用半径(整个宇宙尺寸)}

因此有:K(引力耦合系数) = {K(电荷力耦合系数)x电荷作用半径}/引力作用半径 = (10^-40)xK(电荷力耦合系数)

即,引力强度比电荷力强度弱10^-40倍,而引力作用的半径比电荷力作用半径高出10^40倍。

统一力方程试图统一描述所有的相互作用力,因此,而形成新的超统一理论。

4.2 创造永恒与数学世界

虚空中包含0与无穷,虚空没有时间约束,虚空代表永恒。

虚空的代数运算产生数学:

1,“0”—表示是整体的一部分。任何数除以“0”表示无穷也是整体的一部分。

2,因为“0”是不可分割的,但“+”加操作产生数字“+1”和“-1”。

3,按除法“/”与“×”乘法操作,创建所有有理数。例如,一分为二创建2和1 / 2。

4,通过“开方”的运算,创造了无理数(如2的平方根)。

5,冯诺依曼序数以“0” 为基数,导致数字的相互内含概念。

0 = 0

1 = { 0 }

2 = { 0,{ 0 } }

3 = { 0,{ 0 },{ 0,{ 0 } }

数学世界可以创造出一个数学系统,该系统有一个拓扑表示。如有一个穿透的洞,则该系统拓扑结构等价于一个面包圈。

定义一:如果系统T是一个不可分割的整体,则是一个自我。

也就是说,自我出现,可以成为第一个原则。

定理零:零是一个自我。

零的对称性可以被分解为(+A,-A),A为任何数。例如(+T,-T),它是正实时间和反时间;(+iT,-iT)正虚时间和反虚时间;或(+T,-T,+iT,-iT)这正是我们的物理世界的时间创建过程。

这个从零创建出来的时间结构,描述一个复杂的平面可以弯曲成一个球的时候,原点与无穷远联合成一个点(零),它是无穷大的球面上的穿透的孔。

这就是时间创造的过程,这是一个球体拓扑结构变成面包圈的转化过程。这个创造法则看到数学和物理学的统一。

上述创造过程还可以以另一种方式表示:

如果从虚无中创造出了一个1个能量(物质)于实时空,那么,在同一时间必须有-1个能量(物质)创建于反相时空中。此时虚空仍然是虚空,并且,物理世界的虚实时空也保持其零不变性。我们可以看到上述从虚无中的创造过程(无中生有)产生正物质的同时,在其对称伙伴产生反物质的过程形成一个拓扑面包圈结构。

创造法则1:如果A是由一个从无到有的创造过程,A必须是一个拓扑面包圈结构。

定理1:在虚无中有无限的自我。

定理2:用7个颜色而且仅用7种颜色,可以区分所有的拓扑面包圈。

定理3:如果一个系统可以用7个颜色而且仅用7个颜色描述,该系统必须是一个拓扑面包圈。

定理4:如果一个系统是一个拓扑面包圈,它是从虚无中创造。

推论一:物理世界前夸克系统拓扑环面是一个7色系统。因为它可以用7个颜色,而且只用7个颜色描述(3夸克的颜色,3代色和一个无色)。

以上定理和原则的表述,从数学上说明,物理世界的创造过程具有正确的数学基础和合理的逻辑机理。

4.3    创造生命世界

生命的本质是一个穿透孔的面包圈(出生到死亡)。

生命的运行也是一个面包圈结构:吸收外部物质能量,推动自身生存与发展,并排泄废物。

生命在时间中的发展,而时间向前移动如阿基米德的螺旋结构。这个过程将一个不可数无限变换为有限。这一过程也是一个面包圈结构。

这种时间螺旋形成过程实际上就是一个拓扑面包圈形成过程。这也是生命的拓扑形式。也就是说,每一个生命都是这样的一个时间机器。

这是生命的规律,物理学的法则,以及数学创造,它们是同构的。

五、物理世界的公理化理论

现代物理学是人类最伟大的成就,事实上,物理学的发展有四个步骤。

第一、收集资料,了解现象。

第二、寻找合适模式与数据最合适的方程—这些方程有变量和参数。

第三、寻找潜在的原因,找出动力学方程中的变量关系。

第四、寻找的基本方程框架下的参数,从一个公理系统得出相关参数。特别是自然存在的物理常数极其重要。

很显然,我们人类的思维是经典物理走过的从第一到第四步的过程,这是一个自下而上的历程。然而,自然世界的物理过程应该也必须从第四到第一的过程,因此,我们采用的思路是从公理到现象,即自上而下的方法。

在基督教的宇宙观中,上帝用了七天创造出宇宙万物。先有公理(words),然后有光,有天地万物,最后造人。中国的道教思想是:太初有道,道生一,一生二,二生三,三生万物。这个道也是一个公理。然而,真实的自然世界并没有设计委员会和指导委员会,自然世界创造出这个宇宙只用三个步骤(准备,准备好,走起),即从一个公理系统出发和没有预设或任何试错的初始条件,开始其历史演化。

因此,一个公理系统可以有演化、发展、进化过程,从上到下,从粗到细的动态发展历程。公理系统先有一个总体格局,预先选择的一些条件和模式(如PI,0,3,8,48,64),获得相关的参数(如,卡比博/温伯格角,alpha),然后给出时间结构,时空间方程,产生空间和物质(48个G弦),然后演化成可以检验的宇宙世界(Planck CMB data1, data2)。以及后续所有的物理事实,都是这个公理系统的必然后果。

这个公理系统将成为创新物理学的新模式。然后,在这个基础上,它必须得到所有已知的物理检验验证,最终成为物理学的终极理论。

因此,今天,我们有了一个新的模式,我们站在物理科学的转折点。这个创新模式将取代牛顿范式,将取代爱因斯坦模式,将取代霍金时间模式。

在这个公理化物理范式新范式中,除了模型之外,必要的参数匹配,还有严格的事实检验,构成一套严谨的学术体系。

这个公理化物理范式采用非常严格自律的认识论(理论和实践的关系)和方法论(自上而下的推演和后验检测)。从顶层公理出发推导出已知的物理学现象,而且,这些现象已经通过实验事实检验。即,如果我们不能测试它,那么我们就有没有办法知道它的完美妙用。

物理学创新将迎来一个很好的发展机会,大型强子对撞机的未来结果,可以帮助完成“最后的物理证据”的搜索。然后,物理学界终将走出迷雾和泥潭。因此,我们即将到来的新时代,需要一个新的认识论,新的方法论,创新物理学之终极理论P-TOE。

事实上,P-TOE将包含三个部分,P-TOE={NS,DP,AP}。

NS是物理世界的真实自然系统—其物理性质,在人类存在之前就存在,或者说,无论人类存在与否,NS必然存在。

DP人类已经发现和创立的经验物理学—人类试图理解自然的物理学知识系统。

事实上,DP有五部分:

1定律(LawS)—在它们的定义域中,它们总是正确的。

2原理(PrincipleS)—它们应该是正确的,在其所有领域。

3自然常数(Constants)—它们必须是普遍存在的客观不变要素,因为它们是衡量宇宙构建的规则的衡量尺度。

4理论(Theory)—人类尝试性总结、设计和构想的模型。

5测试数据(DATA)—人类尝试来验证理论所收集的证据。

前面三个部分(定律、原理和自然常数),自然常数是最为重要的客观事实,自然常数是构建宇宙的测量标尺。也就是说,他们应该是普遍的,客观的,自然的。所以,当人类发现它们后,应该将它们放置到NS。

AP是公理化物理学,可以将NS中的任何要素,以及DP中1至4部分的内容,均可以作为AP的基础,但AP更为自由。AP还可以选择假想的、任意的前提条件建立公理系统。如果期望它是正确的,根据公理规则,它必须有自己内在的真相验证机制。因此,即使没有进一步的测试数据,AP仍然可以作为一个公理系统的一部分。请注意,这个AP是物理终极理论的一部分,这是公理系统与DP的一大区别。

那么,构建这AP需要什么样的知识?首先要有信念、理念,然后开始是自然常数。在许多自然常数之中,选择什么样的自然常数作为基础?引力常数似乎不是一个真正的常数,但在时间上的发展它可能不是本质的常数。由于自然界的常数是这个宇宙的测量尺,只有一个或几个真正的自然常数。现在确认的有普朗克常数H和C。除此之外,还有电子e,及alpha。

1。C(光速)产生一个事件视界,即保证一个因果宇宙。

2。H(普朗克常数)是一种先天的角动量,产生的物质和能量。

3。电子(电荷e)是由C、H构成的第一层保险锁,产生最大的观景窗,我们的宇宙观。

我们将选择的α(电子的精细结构常数),因为这是NS最重要的自然常数,它决定这自然世界的结构:

α= e^ 2 / CH

事实上,这是由三个自然常数,电子(电荷)、C(光速)和H(普朗克常数)构成的。也就是说,这三个自然常数构成自然世界的第二道保险锁。如果一个改变,那么,另一个(至少)或两者都必须改变。这种锁定机制决定有一个内部层次结构。

因此,选择alpha(精细结构常数)作为种子公理。宇宙结构被锁定了,自然物理也被锁定了,这是一个双保险锁。

1,    时间被定义和被C(光速)锁定;

2,    空间被定义和被C(光速)和H(普朗克常数)锁定。

3,    电荷被自然常数C(光速)和H(普朗克常数)锁定。

4,    质量也已定义被C(光速)和H(普朗克常数)锁定。

5,    自然物理系统结构确定地被alpha中的三个自然常数(e,C和H)锁定。

自然世界的基本维度(空间、时间和质量)被以上交叉检查与锁定之后的推论—它可以递归定义所有参数。

也就是说,当我们知道了时间和空间的公理化定义,质量也被公理化定义。从而,我们可以定义宇宙所有的参数。

而alpha本身必须来自于NS自然物理的本质核心。也就是说,必须从公理物理学中推导出来,必须能够用于其它物理参数计算。

有人评论说在这个“公理系统”中,对空间和时间的公理化定义以及质量的公理化定义没有其它物理事实支持。但我们知道,我们所有的后续推论及后果,都被自然世界客观事实所证实。只有当建立的公理系统与已知的自然物理不匹配时,我们就应该修改我们的公理化定义。

 

六、终极理论、万有理论

物理世界的终极理论P-TOE,是从虚空中产生:

这个虚空世界的定义是永恒和不变。从永恒不变中产生时间的定义是一个4-维时间锥面(+T,-T,+i T,-iT)。这个时间定义是将时间的永恒性得以保持的唯一方法。即在每一个T(时间箭头)是正时间和负时间抵消,正虚时间被负虚时间抵消;然后,定义出了一个时空N方程:

N= (i ^n1, i ^n2,i^n3) ,

该时空的内积: N^2={+3,-3,+1,-1}有4个实数值。

而方程0 即给出了时间、空间、物质粒子的关系:

Delta S (空间) = (i ^n1, i^n2, i^n3) C delta T= N C delta T 

{n1, n2, n3}的取值(1,2,3,4)或(0,1,2,3),C是光速,T是实时间(不是虚时间)。公式1产生64个维度。

然而,N的内积N^2有四个值{+ /- 3,+/-1},这将这64个维度分为2组。

第一组,48个维度作为物质(24物质和24反物质)。

第二组,16个维度作为能量(暗能量,时空)。

   所以,宇宙永恒的本质机理是通过产生4-维度时间保持永恒而存在。

 然后,这个永恒的本质的表现形式通过产生48个标准模型的基本粒子表现。

   并且,对虚空中创造物理世界的另一种表达形式是时间的不变性。这也是自然规律的根本表达。事实上,通过淘气精灵游戏,我们再次看到,虚空能够以随机的方式在无时间尺度的虚空产生48个标准模型类似的基本粒子。

   然而,公式0定义了{delta S}与{delta T}的关系,这不仅是空间距离,而且是对空间和时间的量子化。

  注:在当前主流物理中,量子定律是在连续时空中观测理论,空间和时间都没有被量子化。

然后,在这永恒的宇宙中的另外16个维度的暗能量在起什么作用呢?

就是它驱动放在你桌上的百事可乐在时间维度的(加速)运动:你桌上看似静止不动的百事可乐和地球在时间维度相互作用,从{在这里,现在}到{在这里,未来}。这种移动万物从过去到现在,从现在到明天的宇宙驱动力,我们称之为(量子引力)表示为:

     F (统一力) = K ħ/ (deltaS x delta T) 

K是耦合常数。

   公式1产生SM基本粒子。公式2是关于暗能量产生的驱动力或统一力。他们两一起合作产生量子引力。

方程0中的48 SM费米子表示为G弦理论。在这个G弦理论语言表达中,必须有两个类型的G弦粒子(正G弦粒子和反G弦粒子)。也就是,在基本粒子层表达了物质和反物质,它们是相互纠缠的,不能完全表达为镜像对称关系,而是相互依存、相互合作关系。因此,重子产生问题解决了。

  我们计算暗物质和暗能量时看到,反物质不但没有消失,而且仍然在这个宇宙结构中起作用,反物质连同第二代物质和第三代物质,必须显现为暗物质D,D=25.9%。同时,暗能量就是时间、空间和部分暗物质转化而来的暗能量总和,DE=69.2%。我们的计算结果已经被普朗克CMB数据1观测证实了的结果。显然,这一创新物理学AP与当前主流物理学DP是完全不同的。

DP不能解决{宇宙为什么是这样,而不是虚无?}。

AP定义的时间之箭是4-维时间结构(包括虚时间)的表达,确保每一个T其实是永恒的。

DP的时空是连续性的一个几何点。AP时间和空间是量子化的(ΔT和ΔS)。

DP中夸克和轻子是DP的底层结构。在AP中,夸克和轻子与G弦语言都是宇宙永恒和永恒性的描述。

然而,这一创新物理学有效性,可以通过解决目前所有主流物理学无法回答的问题能力加以验证。下面是一个详尽的列表。

1,产生自然常数{ 卡毕博角,温伯格角,ALPHA,等}

2,产生标准模型的粒子族

3,统一力方程(包括引力、电荷力)

F(统一力)= Kħ/(ΔP XΔT)

4,导出量子原理,ΔP XΔT>=ħ

5, 给出重子产生,

6, 解决层次问题,

7,计算了暗物质和暗能量及可见物质,普朗克数据1,数据2

8,产生生命种子,无论是质子和中子的G弦描述表明它们可以构成图灵计算机,它们是生命的种子。

9,给出算术与数学世界。

10,量子自旋看到宇宙的正反两面。

这些差异更详细的说明参见博文{大鸿沟}:http://prebabel.blogspot.com/2013/12/the-great-divide_1900.html

以及参见博文{大辨论}:

https://tienzengong.wordpress.com/

 

七、结束语

   我们已经基本描述了创新物理学的基本内容。可以将这九篇文章集结为一册《创新物理学》底稿。我们下一步阐述这个公理物理学和其它学科交叉发展的内容,包括和古代中国哲学和方法论:太极和易经的关系,语言学,经济学,数学和生命科学等方面的工作,我们称之为《跨界物理学》。在具体技术层面,我们有时间机器,智能机器,人工生命,万能语言机器人,信息物理系统(Cyber Physical Systems)技术与实现,权且称之为《万能物理学》。

我们的真诚工作和无私贡献,希望这将是对所有物理科学工作者的鞭策和激励。

 

参考文献

 

1 Super Unified Theory (Library of Congress Catalog Cardnumber 84-90325)

2 Truth, Faith, and Life (Library of Congress CatalogCard number 90-092907)

TheDivine Constitution(Library of Congress Catalog Card number91-90780)

4http://prebabel.blogspot.com/2012/04/lhc-end-of-old-physics-epistemology.html

5http://prebabel.blogspot.com/2013/12/the-great-divide_1900.html

6.https://tienzengong.wordpress.com/THE GREAT VINDICATIONS

7.https://tienzengong.wordpress.com/2016/01/18/the-final-toe-theory-of-everything/

 

 

《物理世界之重子产生》 《创新物理学》之八

李小坚  龚天任                                     

一、重子产生,打开宇宙奥秘的钥匙

现代基础物理的一个重要里程碑是标准模型的建立,该模型是粒子物理学所发现的物质世界中形形色色的各类粒子的经验总结。随着标准模型理论逐步完善,但仍有许多令人困扰的谜团。物理学界对以下问题还没有完美的答案,指明物理学界需要创新物理模型:

1.什么是暗物质?

2.宇宙膨胀的机理是什么?

3.什么机制导致了早期产生的星系及其结构?

4.什么是导致正物质对反物质支配的机制?

5.中微子质量的正确理论是什么?

6.如何解释例如希格斯质量和宇宙学常数的微调?

7.四种力量和物质是如何统一的?

8.时空的小尺度结构是什么?

9.时空的大尺度结构是什么?

10.如何解释宇宙的存在?

但是,如果我们能解决一些关键问题,所有其他问题都会迎刃而解,而这关键问题之一就是重子产生。

 二、正物质和反物质

那么,我们从重子产生的问题开始,然后回到全面总结,形成最终理论。

在现代粒子物理学标准模型理论中,重子是指由三个夸克组成的复合粒子。所以重子不是基本粒子。最常见的重子有组成日常物质原子核质子中子。规定重子的重子数为 +1,反重子的重子数为 -1,其它粒子如轻子介子规范玻色子的重子数为 0。

在G弦理论中,一个G弦G(r,h,b),r表示红色位,h表示黄色位,b表示蓝色位,用A,V在三个色位的出现表述。A带1/3e电荷,称之为角子,V带零电荷称之为空子。标准模型的8个基本粒子可以表示为:

String 1 =(V,A,A1)= {第一,红,2 / 3,½ħ} =红上夸克。

String 2 =(A,V,A1)= {第一,黄,2 / 3,½ħ} =黄上夸克。

String 3 =(A,A,V 1)= {第一,蓝,2 / 3,½ħ} =蓝夸克。

String 4 =(A,V,V 1)= {第一,红,1 / 3,½ħ} =红反下夸克。

String 5 =(V,A,V 1)= {第一,黄,1 / 3,½ħ} =黄反下夸克。

String 6 =(V,V,A1)= {第一,蓝,1 / 3,½ħ} =蓝色反下夸克。

String 7 =(A,A,A1)= {第一,无色,1 E,½ħ} =正电子。

String 8 =(V、V、V 1)= {第一,无色,0 E,½ħ} =正电子中微子。

显然,这八个G弦还无法产生质子和中子。即,自然需要相反的G弦。而将以上G弦取负号,即下面就是8个反G弦。

String 9 = –(V,A,A1)= {第一,红,2 / 3,½ħ} =红色反上夸克。

String 10 = –(A,V,A1)= {第一,黄,2 / 3,½ħ} =黄色反上夸克。

String 11 = –(A,A,V 1)= {第一,蓝,2 /3,½ħ} =蓝色反上夸克。

String 12 = –(A,V,V 1)= {第一,红,1 / 3,½ħ} =红下夸克。

String 13 = –(V,A,V 1)= {第一,黄,1 / 3,½ħ} =黄色下夸克。

String 14 = –(V,V,A1)= {第一,蓝,1 / 3,½ħ} =蓝下夸克。

String 15 = –(A,A,A1)= {第一,无色,1 E,½ħ} =电子。

String 16 = –(V、V、V 1)= {第一,无色,0 E,½ħ} =电子中微子。

G弦中的第一表示它们是第一代的基本粒子。G弦理论可以用A,V在三个色位上可以产生8个可区分的同类型的G弦。一代有正和负共16个G弦。有两点要说明:

1、G弦正负似乎是完全的“镜”像对称。这是在构建物质世界的重子过程中需要有正的G弦和负的反G弦。正物质和反物质未必完全的对称,也就是说,反物质是正物质必要的合作伙伴,同时并存于现实物理世界。如,有无数的夸克和反夸克在质子中同时并存。物质和反物质在这个G弦表达中相互纠缠。

2、为了形成一个质子那样的复合粒子–重子,我们需要“16”个G弦粒子为“一代”。如果还存在第二代重子物质,也就是说,第二代的G弦也必须产生“16”个G弦(也含物质/反物质)。同样可以产生第三代16个G弦。表面上看,如果有需要,还可以产生第四代,第五代。但是,G弦理论只容许一共3代16×3=48个G弦存在。因此,Neff= 48 / 16 = 3。

三、基本粒子的三位一体、三代分层

    今天,理论物理学中有一个重要问题。宇宙到底有多少种类的物质粒子,一个类型的粒子到底又有多少不同粒子?虽然目前发现的只有三代的基本粒子。从宇宙学中,科学家观测到氦是宇宙大爆炸中最丰富的核合成元素,因此,它的数量可以较为精确地测量到。所观察到的数据表明,最多可能有四代的基本粒子。从粒子物理学,所能生产的W和Z玻色子数量最多,其衰变的路径可以被观察和衰减率可以很精确地测量到。今天,所观察到的数据几乎排除了第四代粒子的可能性。标准模型SM表述了24个基本粒子及其关系,但并没有提供一个理论框架很好地说明。幸运的是,这些三代夸克的产生是由两个独立的研究予以肯定。为什么有这个三代分层现象呢?

事实上,从我们《物理世界之创造法则》一文定义的时空几何中,由方程0得出可以产生64个子空间。利用方程1从理论上可以推导出只有48的空间可以表现为粒子。所以,基本粒子数共有48个。24个是正粒子,24个是反粒子。因为,GM前夸克模型将空间三等分构成三个席位并赋予这三个席位以红、黄、绿三个位置颜色,用A与V在这三个席位上的出现来表达和区分这8个基本粒子作为第一代基本粒子:2轻子,6个夸克。从而有基本粒子在空间上的三位一体化G弦描述。

前夸克色动力学又将一个时间单元的三等分可以产生三种颜色的三代粒子:6个轻子分为三代,每代2个轻子;18个夸克除以3等于6个一代个夸克,正好分成(1,2,3)三代;24个基本粒子除以3等于8个一代基本粒子,正好分成(1,2,3)三代基本粒子。因此,正好每代8个基本粒子,一共24个正基本粒子。同时,我们必须用同样的方法面对另外24个反粒子。因此,Neff=6/2=18/6=24/8 =48/16=3。

这种在空间和时间的三分方案,用三原色表达,任何一个颜色与另外两个颜色互补,形成颜色周期性互补。这样,只有三代的粒子可以永远存在,这很简单,如(1,2,3),或(1,2,(1,2)),或(1,(1,3),3),或((2,3),2,3),三代周期循环,不多也不少。这种基本粒子在空间上的三分和时间三分并分别用三原色理论描述,体现出GM模型的自然对称美感。同时,三原色理论的互补性、周期性和自恰性保证第四代基本粒子没有存在的空间。

因此,夸克颜色必须是一个理论结果,而不是现象学结果。

四、重子产生,暗物质就在身边

在宇宙的大爆炸起源中,正物质和反物质同时等量产生,并且宇宙处于热平衡状态,那么由CPT定理可知重子数的平均值将保持为零。也就是说宇宙从零中产生,如果保持热平衡状态,宇宙依然总体为零。

重子数是一个相加性量子数。在粒子物理学中,反应前后各粒子的重子数之和等于反应之后各粒子的重子数之和,这就是重子数守恒定律。

重子数守恒定律对于强相互作用弱相互作用电磁相互作用都是成立的,违反重子数守恒定律的反应是严格禁止的。重子数真的是不能消灭的吗?如中子和质子的衰变不可能吗?

但在宇宙的演化过程中,重子数是如何产生的?现在所看到的物理世界,正物质明显占优势,反物质哪里去了,这是粒子物理学和宇宙学至今仍未解决的重大前沿问题。

我们在《物理世界中的暗物质暗能量之谜》一文的计算中指出,反物质还在这个宇宙中,但我们看不见。第二代、第三代基本粒子也存在于这个宇宙中,我们还是看不见。他们构成了今天的暗物质。

谁能告诉我们,暗物质具体藏在什么地方吗?

我们告诉你,暗物质就在我们身边。但是,你肯定还不能相信。

如果把正物质和反物质的定义,再降低一个物理世界的层次看,在夸克的下一层的模型描述中,正如我们的前夸克理论定义的48个G弦中,全部正物质世界就是24个正粒子,反物质就是24个反粒子。如果它们一起构建了我们这个宇宙,并保持平衡,那么正物质和反物质就同时存在于我们的物质世界中。

看看质子和中子的结构:质子和中子是由三个夸克组成的三位一体结构,而夸克又是由A,V组成的空间三位一体结构。因此,质子和中子是一个九宫格结构。如下图: GMProtonNutron
质子结构中包含了一个GM反粒子,中子结构中包含了2个GM反粒子。因此,我们将反粒子定义为反物质,你就知道反物质在哪里了。而质子和中子构成这个物理世界的基本构建要素,这也是构成你我身体物质的基本要素。没错!原来反物质真的就在我们身边,而且就存在于我们的身体里。

那么,第二代、第三代基本粒子存在什么地方呢?

由于GM将时间元素三分产生三代基本粒子,含有实时间和虚时间的时间量子其结构也是一个微小的面包圈。将此面包圈三分产生三代基本粒子,它们同时并存于时空结构中。我们在实时间里看到了第一代基本粒子,但你看不到第二代、第三代基本粒子,因为你不能实现自旋1/2。如果你能实现自旋1/2,那么,保证你能看到第二代、第三代基本粒子。所以,第二代、第三代基本粒子也就在我们身边。

我们可以肯定地说:在前夸克描述中,物理世界仍然将保持电荷不变性,CP不变性,以及CPT不变性,但是以另外的方式表述。

五、理论检验法则

现在纯理论的学说可以凭空杜撰出一些貌似科学的概念,用一些简单的“因为,所以”形成一套理论,然后说上一百遍,一千遍,一万遍,然后,一定会有人相信。我们的理论是这样的骗人的把戏吗?

一个理论(TA)有一套前提条件以及预测(PA)和后果(CA),并有一组已知的物理事实作为验证(PF),PF包括,高度认可的经验或已经被实证的现象学理论的支持。

是不是骗人,关键看该理论有无一组已知的物理事实作为验证和支持。

理论法则1:如果一个理论TA,其PA在可预见的将来无法达到,但其CA可以包含PF,那么该TA就被认为是正确的。

有了这个定律,G弦理论可以认为是正确的。而M弦理论呢?如果它可以“复制”的标准模型的基本特征,这就是现象学理论证明。M弦理论可以复制吗?

M弦理论可以“准确”制造48个基本粒子,2×(18夸克+6轻子)吗?如果能预测更多的话,那将是一个额外的奖励,当然也需要更多的事实和现象学理论支持。但是,G弦理论精确地推导出这48个基本粒子。

M弦理论可以推出Neff=3吗?M弦理论允许Neff > 3超对称子系统。而G弦理论精确地推导出一代16个基本粒子,清楚地描述48个基本粒子的三代表述。

让我们把上面问题表述更简单明了。如果M理论可以明确确定一个M弦X = {一代,红色,2 / 3,½ħ)=红上夸克,然后M理论必须是正确的。

我们还应该给M理论的一个机会。现有PF子集{alpha(电子精细结构常数),卡比博角和温伯格角,等},如果M弦理论能从理论上推导出这些PF “常数”,那么它就必须是正确的。

反过来,如果一个理论既没有可证明的预测PA,又没有与之相应的PF验证,那么,这样的理论是一种自话自说的“自由理论”。那就只有等待PF出现的时机,如果,等待了20至80年,以及1000以上,以致10000以上的科学家辛勤努力工作,仍然找不到支持的事实。那么,这个理论就该收场了。我们把这个大概率事情表述成理论法则2.

理论法则2. 一个理论TA,在20年以上的时间里,有大于1000科学家,进行过没有任何物理约束的探索,仍然没有合理的PF,那么,该理论必然是前提条件不合适,或者该TA为错。

这个理论法则的有效性在概率上是有保障的,这也是大数据法则之一。当一个纯理论建构不能与某个众所周知的和被证明的物理事实联系的时候,它就不能有任何现实价值,从而可以不考虑它的正确性。

M弦理论,在推出45年后,成千上万的科学家的自由漫游和没有任何物理约束的探索,物理界还是没有获得更多的事实来支持。如此大的努力,仍然未发现隐藏的PF,因此,M弦理论要成功的概率是非常小的。因此,理论法则2指出,M弦理论要不是前提条件不合适的话,或者根本就是错的。

理论法则3.如果所有已知的PF集合,能被TA1所包含,而 TA2的解释无法覆盖所有相同的PF(或只是包含了一部分),那么TA1 是真,TA2是假。

在我们的系列文章中,我们已经表明,G弦理论能够解释所有已知的PF。

然而,M理论不可能通过3个理论法则的“测试”,是一个缺乏可检验的预测和没有事实支持的自由理论。虽然它看起来还不错,那也只能是人类受自然限制的能力所犯的“愚蠢”错误,无关乎物理世界之自然的伟大。

而G弦理论是一个公理系统。在它的公理基础的前提条件可以不包含已知的物理,无论是理论物理,如量子原理或是广义相对论,也没有任何实验数据需要,只要选取合适的参数,如3,8,24,48,64,Pi等。然而, G弦理论可以预测产生的直接后果:如标准模型粒子族,普朗克的暗物质和暗能量的数据,标准模型常数之间的精准的神秘关系。该理论不仅自圆其说,其结果与实验测得的数据的比对和匹配的程度高度一致。其实该理论也不是凭空假想,而是有着深厚的物理学、数学功底和哲学高度的思维,的确是在求解复杂薛定谔方程的过程中,引入虚时间等慨念而获得思维的突破。而且,30年来的不断努力,才有今天的GM模型。

因此,根据理论法则1-3,我们相信这一理论是正确的,是站得住脚的,是经得起考验和挑战的。

六、一个十重门的检验.

一个理论是否成立,除了用以上理论法则外,还有一个奥卡姆剃刀检验原则,看它与现有事实有多少矛盾的地方。我们建立的GM就如同万能钥匙能够通过十重紧锁着的大门,可以达到物理世界自然美的“秘密”宝库。

1重紧锁门:48个物质粒子的标准模型已经建立,但现在没有完美的理论基础进行阐述。这个是在第一重紧锁着的门后面的秘密。

芝麻开门1:本文第一第二部分说明了,G弦是标准模型粒子最佳描述和说明。参见:

http://prebabel.blogspot.com/2013/06/g-string-final-nail-seals-higgs-coffin.html)。

2重紧锁门:有许多的耦合常数,如alphaα,Neff=3和一些自由参数,如卡比博角和温伯格角。没有理论基础能够计算出来。这些是在二重门的背后秘密。

芝麻开门2:对于Cabibbo角计算,温伯格角,精细结构常数α,我们已经表述过三遍了。如果还想更详细了解,参见:

http://prebabel.blogspot.com/2012/03/lhc-and-knowledge-based-phyiscs.html

3重紧锁门:暗物质/可见物质的比= 5.3526,是观测的结果。其必然性的理论计算基础是什么?这是第三重门背后的一个秘密。

芝麻开门3:我们已经表述为《物理世界中的暗物质暗能量之谜》,如果你感觉不过瘾,参见:

http://prebabel.blogspot.com/2013/08/dark-matter-mystery-no-more-part-2.html)”。

 

4重紧锁门:量子原理和相对论是不相容的。如何才能兼容?这个问题还包括引力的统一。这个秘密是在第四重锁着的门后面。

芝麻开门4:我们已经表述为《物理世界之引力产生》,或参见:

http://prebabel.blogspot.com/2012/09/quantum-algebra-and-axiomatic-physics.html)”。

 

5重紧锁门:“电荷”的理论基础是什么?质量的理论基础是什么?(电荷,质量相互作用等等)?这个是第五重紧锁着的门后面的秘密。

芝麻开门5:我们已经表述为《物理世界之引力产生》,不够清楚的或可参见:

http://prebabel.blogspot.com/2012/04/axiomatic-physics-final-physics.html)”。

 

6重紧锁门:宇宙正在加速膨胀。是什么力驱动宇宙加速膨胀。这是第六重紧锁着的门背后的秘密。

芝麻开门6:我们已经表述为《 物理世界之引力产生》,空间量子化与时间量子化,以及统一力驱动,或参见:

http://prebabel.blogspot.com/2012/05/acceleration-of-expanding-universe.html)”。

 

7重紧锁门:中微子振荡。如何获得能量?这是第七重紧锁着的门背后的秘密。

芝麻开门7:参见:

http://prebabel.blogspot.com/2011/10/neutrino-oscillation-mystery-no-more.html)”。

 

8重紧锁门:自然有三个部分:物质世界(地球、太阳、星系等,不包括生命),生命系统、数学系统,这三个部分有三个分开的规律,或者它们是一组统一的规律?注:生命系统至少有2个不同的特点:一、生命过程(繁殖和新陈代谢)需要一个计算装置。二、个性与不可分割性。这两者是物理学定律所产生的吗?或者是生命如何诞生和发展?这些是是第八重紧锁着的门后面的秘密。

芝麻开门8:我们已经表述为《物理世界产生生命》《物理世界产生智能和意识》,不够清楚的或可参见:

https://tienzengong.wordpress.com/2013/09/02/key-mission-of-life/

https://tienzengong.wordpress.com/2013/09/02/is-the-modeler-the-model)。

9重紧锁门:什么是时间和空间?他们是如何产生的?为何出现ħ(普朗克常数)?这是同样的问题。这是第九重紧锁着的门后的秘密。

芝麻开门9:我们已经表述为《物理世界之创造法则》,不够清楚的或可参见:

http://prebabel.blogspot.com/2012/04/origin-of-time-breaking-of-perfect.html

http://prebabel.blogspot.com/2012/04/origin-of-spatial-dimensions-and.html)。

10重紧锁门:TOE主密钥测试。主钥匙是以上九门的钥匙,还是以上九重门有完全不同的钥匙?如果主钥匙不是万能钥匙,这第十重紧锁的门就不能打开了。

芝麻开门10:这是一个完整的理论体系,是一把打开以上十重门的万能钥匙。下一篇文章介绍这个TOE

 

 

参考文献:

1Jeh-Tween Gong,  Super Unified Theory , US copyright TX 1–323–231,  1984
2. Tienzen (Jeh-Tween) Gong,Truth, Faith, and Life , Adams Press, Chicago. 1990, ISBN 0-916713-04-0

3. Tienzen (Jeh-Tween) Gong, The Divine Constitution, Adams Press, Chicago. 1991, ISBN 0-916713-05-9

4.http://prebabel.blogspot.com/2013/06/g-string-final-nail-seals-higgs-coffin.html 

5http://blog.vixra.org/2013/11/26/fundamental-physics-2013-what-is-the-big-picture/

6.http://prebabel.blogspot.com/2012/03/lhc-and-knowledge-based-phyiscs.html

7.http://prebabel.blogspot.com/2013/08/dark-matter-mystery-no-more-part-2.html

8.http://prebabel.blogspot.com/2012/09/quantum-algebra-and-axiomatic-physics.html

9.http://prebabel.blogspot.com/2012/04/axiomatic-physics-final-physics.html

10.http://prebabel.blogspot.com/2012/05/acceleration-of-expanding-universe.html

11.http://prebabel.blogspot.com/2011/10/neutrino-oscillation-mystery-no-more.html

12. https://tienzengong.wordpress.com/2013/09/02/key-mission-of-life/

13.https://tienzengong.wordpress.com/2013/09/02/is-the-modeler-the-model
14.http://prebabel.blogspot.com/2012/04/origin-of-time-breaking-of-perfect.html

15.http://prebabel.blogspot.com/2012/04/origin-of-spatial-dimensions-and.htm

 

《物理世界之创造法则 》《创新物理学》之七

李小坚  龚天任

 

一、永恒的世界,不朽的传奇

宇宙产生于大爆炸,宇宙是有限的,宇宙已经运行了大约140亿年。这是大家都已经基本相信了的宇宙知识。但总有人问宇宙诞生之前和宇宙世界之外是什么样的世界。有人建立“随机涨落”的情景试着去说明在大爆炸之前状况。但它仍然没有解决最根本的问题:为什么我们的宇宙是如此这般,而不是什么都没有的虚无空灵?

我们曾经给出了一个宇宙创世的现代神话故事:“太初有道生虚空,混沌无物创世穷,砰然一声从零始,百四亿年今成功。”前两句就是描述宇宙诞生之前的情景。那是一个虚空(Nothingness)世界,一个没有时间的永恒世界,一个具有无穷可能性的世界,一个同时包含零与无穷大的世界。对此,我们也给出了数学定义。但虚空世界的运行规律及其内涵是什么?

二、创世之本,宇宙之初

    爱因斯坦的狭义相对论的第一个假设,自然法则必须在宇宙的所有点上都有相同的力学公式。因此,宇宙中的点与点的区别并不是由自然规律所导致的,而是由局部条件造成的。

  在宇宙之初,局部条件是唯一的初始条件。但是,这个唯一的初始条件可以是从一组(或无限)可能的初始条件中的一个选择。因此,可以有以下几个可能的初始条件。

    初始条件1. 如果只有一个可能的初始条件,那么所有的自然法则都必须从这一个条件中产生出来。在这一初始条件中,可选方案是零。

    初始条件2. 如果有许多可能的初始条件,那么自然规律可以是或可以独立于任何特定的初始条件。在这些初始条件中,可选条件很多,也许是无限的。

初始条件3. 如果初始条件可以被一个的过程,或是任何的变化过程所淹没消除,如膨胀爆炸或是随机涨落,或是聚集成为黑洞,初始条件迅速失去记忆,或是已经发散至无穷,最终表现是混沌混乱的,那么任何初始条件的差异都不存在了,如条件1与条件2的差别也消失了。

初始条件4. 如果在创建之初的初始条件不能用任何方法清除或掩盖,那么创世当初的初始条件必须同时导致现在的现实自然规律和我们目前的宇宙的边界条件一致。

如果我们能证明上述某类初始条件就是唯一的初始条件,那么就找到了答案。不难发现,初始条件4是最有可能的初始条件。此外,初始条件1和初始条件4其实是同构。

我们的初始条件选择的原则是时间不变性。如果我们能证明有一个过程,不能通过各种手段有所改变,那么,这个过程是一个永恒的过程。如果有这样一个永恒性过程的存在,其他所有的情况(初始条件2,和初始条件3)必须排除。

然而,“永恒”是什么?永恒意味着没有时间约束,永远不变。虚空是不可变的永恒?这篇文章将讨论以下这两点。

1.虚空是不可变的、永恒的。

2.将虚空变换到物理世界的过程产生自然常数和标准模型粒子族。

现实宇宙的一切,产生于虚空。正是“砰然一声从零始”的大爆炸。其结果将指向一个在永恒世界中的零和无限的统一特性。而且。这个特性将遗传至我们现实世界中。

三、清虚空“零”、混沌“无限”的对称

    完美对称是一分为二,两边完全一样,无法区别。非完全对称的合作伙伴不需要是相同的。作为一个圆形的光盘,它有一个沿其中心轴线的完美对称。现在,如果我们把一个非常小的一块从磁盘的边缘切下来,这个小部分打破了它的对称性,它是那个残缺的磁盘的一个对称的合作伙伴。它们两部分合在一起形成一个对称,他们互为对方的对称伙伴。零和无穷也是一个对称。这种零与无限的对称是永恒和不朽的定义。这一点是明确描述在《神圣宪章》 (The Divine Constitution, ISBN 9780916713065)的第四章。我们现在引用了几段。

   “数学家告诉我们,零是无穷的逆,反之亦然。所以,在数学中,确实是零和无限之间的关系是一种对称关系。但0和无穷它们是不一样的数…”

“对于空间任何的两点A和B,从点A到点B的距离通常不等于从点B到点A的距离。这虽然似乎违背了欧氏几何,但欧氏几何是一个非常粗略的近似几何宇宙…。例如,只要看看你的手表,一点钟是A,十二点钟是B,从A到B顺时针走是十一个小时的距离。然后,从B到A顺时针走只是一个小时的距离。再次,如果我们将A移到B的位置,AB虽然重叠一起,然而A到B的距离将等于12个小时,B到A的距离是零。如果我们的手表的半径增加到无穷大,那么,从指针尽头的A到B的距离是一个无穷大,而B到A的距离仍然是零。”

在上面的例子中,A,B差异是由时间的方向引起的,时间不能倒流,至少我们不知道怎样让时间倒流。但是,如果方向可以被逆转,则无法区分A,B。换句话说,在这种情况下,零和无穷远不能被区分。

在与时间相关联的有限性的事物中,如果存在任何差异都会导致本质上的差异,但在“无限”领域中的差异并不能改变“无限”的本质。无限大减100万还是无限大。因为无限的本质是不变的,无限数量的“无”中可以创造出有限的东西,而那个无限的本质仍然没有改变。因为,虚空就是0和无限的统一。

因此,从虚空中创造有限的宇宙,也就是从无穷中创造世界,也就是从零中创造世界,这就是永恒世界零与无限统一的必然结果。现在我们的任务是找出如何从永恒的虚空世界创建现实世界的时空。

 四、创造时间,虚实相伴

如果这个宇宙的本质是虚空和永恒(包括初始条件),而真实的宇宙是有“时间箭头”来衡量的,那么,实时性必须能够被某些东西所取代。下面的图显示,在每一个实时点‘t’,它能够被另外3个时间维度所抵消掉。所以,在时间的每一点上,其本质是永恒的。

 psb

 

             图1  实时间、虚时间

 

     上面的图1可以用一个方程表示:

DS =(i^n1,i^n2,i^n3)* C * DT =N * C * DT……(方程0)

i是虚数,i^n1是i 的n1幂次,同样i^ n2和i^n3;

{n1, n2, n3}自然数取值范围(0,1,2,3)或(1,2,3,4);

DS是一个空间单元,DT一个时间单元;C是光速。

N是一个虚-实数域,而N方有四个可能的值。

N^ 2 = { + / – 1 ,+ / – 3 } ………….(方程1)

方程0以精确的方式连接时间和空间。虚-实数域的N产生64个子空间。“方程1”是一个选择规则。当一个子空间有N ^2 = + / – 3,那么这个子空间是一个真正的实空间,相当于广义相对论的3维纯真空实空间X,Y,Z,与3维虚空间。当N ^2= + / – 1,这是一个子空间,事实上,是一个基本粒子。方程0包含48个这样的子空间,因此,给出48个基本粒子。

现在,时间和空间已经定义,不再仅仅是在操作方面的定义。而是定义了一个时空与物质的整体化结构。时间是一个不可数无穷变换到有限的结果,空间是方程0定义的时间流动的直接结果。但是,物质是如何表现的呢?上述方程给出什么含义?

五、诞生夸克,诞生自然常数

    方程0中的虚-实数域N 的48个子空间,可以看作48个线弦而不是M弦中的环弦,这样的G弦定义了48 个基本粒子。这个GM弦方程的详细内容可参见博文。 http://prebabel.blogspot.com/2013/06/g-string-final-nail-seals-higgs-coffin.html.

基本上,每一个G弦被定义为2个代码{V(真空子),A(角子)}在三个空间座位排列。赋予三个空间位置以颜色标示,于是有了位色荷。而且,这种带位色荷的颜色被定义为:

  1. (V, V, V) = (红, 黄, 绿) = 白 = 无色, V空子是无色透明的。

      2. (A, A, A)= 无色 = 白,  A 角子是无色不透明的。

      3. (V, A, A)= (红, A, A) = 红色;

      4,(A, V, A) = (A, 黄,  A)=黄色;

      5,(A, A, V) = (A, A, 绿)=绿色;

      6, (V, V, A)= (V, V, 绿)=绿色=(红色+黄色 之互补色)

    用(V, A) 二代码和三个位色荷来表示48个物质子空间构成48个G弦,A带1/3 e 电荷,第一代G弦,后面带标示1,第二、三代G弦,后面带标示2,3,全部G弦均为½ ħ自旋

String 1 = (V,  A,  A 1) = {1st , red, 2/3 e, ½ ħ} = red up quark.

String 2 = (A,  V, V  1) = {1st , red, 1/3 e, ½ ħ} = red anti-down quark.

String 3 = (A,  A, V  1) = {1st , blue, 2/3 e, ½ ħ} =blue up quark.

String 7 = (A, A, A 1) = {1st, white (colorless), 1 e, ½ ħ} = +e (positron).

String 8 = (V, V, V 1) = {1st, white, 0 e, ½ ħ} = +e-neutrino.

String 9 = (V, A,  A 2) =  {2nd  ,red, 2/3 e, ½ ħ} = red charm quark.

String 48 = -(V, V, V 3) =  – {3rd, white, 0 e, ½ ħ} = anti-tau-neutrino.

    这样,方程0描述了没有时间的虚空变换到带有时间箭头的物质空间产生出48个G弦,对应着标准模型SM的粒子族。

   方程0 与 方程1产生3个重要的时空结构参数(64, 48, 24)。以此作为计算物理世界的自然常数的基石,我们已经表达过两次如何计算(Cabibbo角、Weinberg角 以及 Alpha) ,我们在此强调这是构建GM的关键要素之一。 .

    根据(方程0),整个宇宙被定义为具有64子空间的时空结构,无论是整个宏观宇宙整体,还是一个微观量子时空均适用。宇宙的整体性被定义为一个具有不可数无穷大尾数的圆周率pi代表。(这个细节将在以后讨论)因此:

1,A(0) = {(360/2pi) * [(pi/64 + (pi/64) ^ 2 + (pi/64)^3  + … ] /2]}=1.4788425146211°

2, A(1)= [360 – 24 * A(0)]/24 =13.5211574853 °

   因为48个粒子中,只有一半被呈现,所以,对24个粒子优先分配。

3, A(2)= (2 * [360 – A(1) –A(0)]/24)  = 28.75 °.

   这是第二次分配,加倍分配。

4,  Beta = 1/alpha= = 64 {1 + 1/Cos A (2) + 2(1/48) [(1/64) + (1/2) (1/64) ^2 + …+(1/n)(1/64)^n +…]}= 137.0359 …

    Alpha 体现的是整体分配方案。这是方程0和方程1的合理反映。同时,该计算只用到反映GM时空结构的这四个数:(pi, 64, 48,24)。

 六. 重回初态,不可更改

我们已经说过,初始条件(不管是什么原因)必须是不可改变的。方程0和1方程,赋予永恒的虚空世界变换到现实世界的时间的箭头,这个结果能否满足时间不变性要求?

1,我们已经表明这个时空结构,在任何时刻“t”,该时间锥体横截面总体为0。用该永恒的0,乘以任何数,它依然为0,无论这个数多大,只要是有限数就可以。宇宙是有限的,与0相乘还是0。宇宙保持为0的不变性将是永恒的真理。

2,在操作层面,我们设计一个“淘气精灵”游戏来证明,我们所建立的物理世界模型GM的时空结构本身也是具有时间不变性。

“淘气精灵”游戏程序如下:

这是一个抛硬币看正面和反面如何翻转的游戏。一个硬币有正面和反面或称(头和尾),T是在这个“游戏”一局中硬币翻转次数,N是“游戏”的局数。如果,T>= 10和N>=10^500,那么,没有鬼怪精灵或淘气精灵能够破坏和改变这场比赛的结果。

    这个“淘气精灵”游戏可以通过计算机编程测试,如选择T = 10,N= 20,200,…,20000,…,它可以运行很大T和非常大的N,进行联合测试。

    当T >= 3时,其结果越来越稳定,这种不可改变的力量变强,抛硬币的游戏之手变得占主导地位。当N特别大的时候,任何鬼怪精灵或淘气精灵参与其中,进行捣乱也无法改变这场比赛的结果。这也是大数据理论之一。

事实上,这是不难证明,T >= 3时,这个结果成立。

所以,我们取T = 3时,进行分析(正面=head,反面=tail),设定游戏的三个结果:

Game 1: (tail, head, head)

Game 2: (head, tail, head)

Game 3: (tail, tail, head)

    为了增加趣味性,我们增加一些元素,如(电荷, 颜色, 左右手)。1,电荷: 硬币正面带1/3 e电荷, 硬币反面带 (0)电荷。

2, 颜色: 第一次抛硬币的结果标示红色,第二次抛硬币的结果标示黄色,第三次抛硬币的结果标示绿色。每一局三次抛硬币的结果以其正面或反面的单数的颜色进行标定该赛局的颜色。

3, 左右手规则: 左手抛出的硬币标识为负(-),右手抛出的硬币标识为正(+)或不标识。

4,比赛可以被鬼怪精灵或淘气精灵干扰捣乱,一局中淘气精灵干扰0次或1次,该局标识为1代;淘气精灵干扰2次,该局标识为2代;淘气精灵干扰3次,该局标识为3代。

带上以上附加条件以后,这样的抛硬币的比赛游戏实际上描述了物理世界创造出标准模型SM中48个基本粒子的情形。这样的情形可以安排在现实世界中进行,也可以安排在虚拟世界中进行,即在抽象空间也能进行。取V=tail,A=head,但所产生出来的效果,等同于48个基本粒子的产生过程。

Game 1: (tail, head, head) = (V,  A,  A1)

Game 2: (head, tail, head) = (A,  V, A 1)

Game 3:  – (tail,tail, head) = -(V, V, A 1)

    由此可见,标准模型中的48个基本粒子的产生是不随时间变化而变化的永恒的创造过程。参见:http://prebabel.blogspot.com/2014/02/ghost-rascal-conjecture-and-ultimate.html

 七、结束语

    我们已经展示了以下内容:

(一),如果初始条件是不可改变的,它就是将所有其它情况排除后的唯一初始条件。

(二),我们选择了虚空(0,无穷)作为初始条件。

(三),我们已经表明,通过方程0和方程1,虚空产生了SM粒子族和自然常数,并将“永恒”的虚空转化为带“时间之箭”的现实世界。

(四),我们也发现,“虚空”是不能被“淘气精灵”改变的永恒。那就是,“虚空”是唯一的初始条件。

现在,我们已经回答了最初的问题:为什么存在如此这般的世界,而不是什么虚空世界。

但是,虚空是世界的本质(也是宇宙的初始条件),而丰富多彩的现实世界呈现出的是虚空本质的显化。

 

参考文献:

1 Jeh-Tween Gong,  Super UnifiedTheory , US copyright TX 1–323–231,  1984
2Tienzen (Jeh-Tween) Gong,Truth, Faith, and Life , Adams Press, Chicago. 1990,ISBN 0-916713-04-0

3 Tienzen (Jeh-Tween) Gong, The Divine Constitution, Adams Press,Chicago. 1991, ISBN 0-916713-05-9

4.http://prebabel.blogspot.com/2013/06/g-string-final-nail-seals-higgs-coffin.html

5.http://prebabel.blogspot.com/2014/02/ghost-rascal-conjecture-and-ultimate.html

 

《物理世界之引力产生》 《创新物理学》之六

《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:En=      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。

 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。

realandIM-time

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。  

  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。

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

http://www.prequark.org/mphy.htm

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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《揭秘物理世界中的暗物质暗能量之谜》 《创新物理学》之五

《物理世界中的暗物质暗能量之谜揭秘》

李小坚 龚天任

I 引言

仰望星空,繁星点点,茫茫宇宙,浩瀚辽阔。宇宙无边无际?无始无终?目前宇宙可探测的极限是137亿光年,目前的估计宇宙之中,超星系团1000万个,星系群250亿个,大星系3500亿个,矮星系7万亿个,恒星3百万亿亿颗。太阳只是恒星中的一颗,至于像我们这样的地球行星,彗星,小行星,卫星等等就不知道怎么算了。所以,到底有多少大大小小的各种星星,大部分还是未知数,一笔糊涂账。我们地球和太阳所在的银河星系的直径是十万光年,包括一千二百亿颗恒星和大量的星团、星云,还有各种类型的星际气体和星际尘埃。
宇宙即使如此之大,但还是有限的,宇宙不是无限大。观测的结果显示,宇宙空间上还是有边有际,宇宙的边际大约140亿光年;宇宙时间上也是有头有始,宇宙也存在了大约140亿年。跨越边际,追其源头,宇宙是怎么诞生的?首先要搞清楚:如此浩瀚的宇宙,里面都有什么?
我们极目所见,发现可见物质仅占5%都不到;另外还有95%还多的未知存在:暗物质、暗能量,我们根本看不见。

II 怎么知道有暗物质、暗能量

在20世纪30年代,已经注意到在星团中的单个星系的移动太快无法用星系的引力解释他们的行为。在上世纪70年代,我们注意到,星系的恒星和气体旋转不符合所有质量核计。2005年观测到:当星系团碰撞时,单个星系正好通过彼此,就像从远处发射的一枚炮弹发射到另一个。这些现象与我们计算出的引力相差甚远。从正常的物质分离后表明,已知的宇宙物质:质子、中子和电子物质不能构成宇宙的大部分质量! 以上每一个独特的观测事实得出结果都是一样的:暗物质是真实的,它无处不在,它神秘壮观。
暗物质无处不在,最重要的观测证据是普朗克CMB数据1(暗能量= 69.2;暗物质= 25.8;与可见物质= 4.82)。该数据显示,暗物质和暗能量是客观事实,可是没有主流的模型能够描述它们。

我们还知道以下三个事实:
事实1(完全可靠):SM模型中有48个基本粒子(不包括玻色子)。这48个粒子分为两组:正物质24个粒子和反物质24个粒子。这48个粒子还分为3个亚代组:16个第一代基本粒子,16个第二代基本粒子和16个第三代基本粒子。
事实2(相当可靠):大爆炸时,有相等数量的物质和反物质。
事实3(完全可靠):所有可见物质是由48个基本粒子中的7个基本粒子组成。本来应该是8个第一代正物质基本粒子都可见,但其中的电子中微子不与光子和其它基本粒子发生交互作用变得不可见。
基于上面的三个事实,我们提出了一个问题:反物质去哪里了?然后,我们还提出另外一个问题:第二和第三代物质基本粒子都去哪里了?
上述问题可以用2种方式来回答。
方式1:他们都被赶走了,那我们必须找到宇宙是如何赶走它们的机制。
方式2:他们根本没有走到别的什么地方去,而是静静地坐在这里,只是不发光,我们看不见而已。
我们的结论是方式2,他们就在这里,就在我们身边。

III 如何解释暗物质、暗能量的存在比例

首先,我们还没有回答最初的大问题:宇宙是怎么诞生的,这是宇宙学的首要问题。
中国古代神话,女娲补天创世。西方宗教是:神创造了宇宙万物。
那么,我们也照样可以编出一个现代神话故事来描述宇宙的创世。
有诗云:

太初有道生虚空,混沌无物创世穷,砰然一声从零始,百卌亿年今成功。

话说有姓卜名存在的天神,派48位有名有姓的神仙来开天辟地,创造宇宙世界和万物。上面的诗句告诉你他们是如何创世的。经过140亿年了,他们创造了今天的这个宇宙世界。

那么,请问那48位神仙,他们现在在哪里?
现在,他们以140亿光年的宇宙做舞台,一直在表演节目。可是,我们人类还没有人能看见,也没人能听懂他们的语言,更没人能看懂他们表演什么。我们继续讲故事吧。
第一部分:这舞台是一个圆形剧场,无比辉煌,无比壮丽。但只有64个座位。它坐落在这个宇宙无比开阔的空间领海。这个舞台和我们这个宇宙一样大。
第二部分:它有一个舞台,以黑色为背景。有8位神仙当演员。聚光灯打在8位演员身上,因为其中一位身穿隐身衣,所以只有7位神仙可见。
第三部分:它有一个黑幕后台,这里有16位神仙在后台剧务工作:导演、编剧、舞美、后勤杂务等幕后工作。当然,你看不见他们。
第四部分:剧场得有观众,一共有24位观众。聚光灯没有打在他们身上,所以他们也是看不见的。
原则上,这四个部分只有演员是可见的,而其他三个部分都在黑暗中。但是,这一切并不意味着,处在黑暗部分的神仙不参与表演和互动。事实上,这48位神仙都参与演出。这样的表演要耗费一定的费用,即用41位看不见神仙以体重作为代价。而且这样的演出持续了140亿年那费用就海了去了,神仙仙体质量是硬通货,花出去就变成流水,变成看不见的暗能量之海。

能告诉大家神仙表演的节目是什么吗?答:天海冰山神仙飘

剧情是无边的天空上没有一丝云彩,天空下面是辽阔的黑黑的能量海洋,海洋的里面飘着一座冰山。奇特的是这座冰山不是别的什么,而是那48位神仙抱成一团,露出冰面的就是那7个看得见的神仙,那41个看不见的神仙浸泡在海洋中,并且看不见的神仙的身体还在融化进入海洋,为这样的演出付出代价W。
剧情还约定这是一个三分天下的传说。请问,你看懂了吗?
那么,我们用现代数学模型来描述,你就肯定懂了。

IV 暗能量、暗物质之数学模型

这个宇宙冰山分为三个部分:空间、时间和总物质。黑黑海是暗能量之海,是暗能量的一部分。
这样:空间=X,时间=Y,物质=Z(总物质)。
取:暗能量=DE,暗物质=D,可见物质=V, 暗物质融入暗能量的比率W(代价)。
GM模型三分天下:空间X=时间Y=总物质Z=33.33 %

X+Y+Z=1

由天体物理界的科学家观测值估计得出W=9%。(我们也是这样预测,有待进一步观测测试,如CMB 、 AMS 机构加油吧)
D/V= [(48 –7) (100 – W) % / 7]=5.33,

V= [(Z –V) x (100 – W) %]/5.33 =4.86 %

D=[(Z –V) x (100 – W) %]= 25.90 %

DE=X+Y+[(Z – 4.86) x W %)] =69.22 %

因此,可以求得暗能量DE=69.22 % 、暗物质D=25.90 % 、可见物质V=4.86 % 。以上模型精度取决于观测值W的精度,理论上可以实现任意位精度要求。以上模型可以看出什么是暗能量了,即宇宙时空就是暗能量,还加上暗物质转换成暗能量的那一部分。
而普朗克CMB数据1直接观察到的事实是:暗能量= 69.2%;暗物质= 25.8%;与可见物质= 4.82%,与D / V = 5.35。比较一下,可以看出GM所推出的结果与之非常接近,甚至GM更精确。

注:W 最近已经被证实为9%多一点。http://news.berkeley.edu/2016/06/02/universe-expanding-faster-than-expected

因此,我们将普朗克CMB数据和最近的berkeley观测数据视为这部神话剧的福音结果。

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V 微观电子结构常数等自然常数之谜

另外,还要告诉大家的是这48位神仙在亚原子粒子层面表演着同样的故事,只是环境稍有不同而已。

那么,接着把这个神话故事将完。

这48位神仙要想平分这个有64个座位的圆形剧场Pi,可是怎么分也做不到彻底的公平。特别是48位神仙还分为两大派系,正方24位,反方24位。于是天神说,先把分不尽的尾数拿出来。

取 A (0) = {(360/2pi) * [(pi/64 + (pi/64) ^ 2 + (pi/64)^3 + … ] } /2}= 1.4788413 度.

天神说,根据你们的表演,论功行赏,对参与舞台表演的24位正方进行先行分配:

于是:A(1) = [360 – 24 * A(0)]/24 = 13.521159 度.

注: 实测Cabibbo 角 θc 大约 13 度。

对于已经拿出来的A(0),和A(1),进行二次分配,并加倍奖励。

于是:A(2) = (2 * [360 – A(1) – A(0)]/24) = 28.75 度。

注: 实测Weinberg 角 θW, 大约是 28 至 30 度。

并且最后公平结算:

Beta = 1/Alpha = = 64 {1 + 1/Cos A(2) + 2(1/48)[(1/64) + (1/2)(1/64)^2 + …+(1/n)(1/64)^n +…]}= 137.0359 …

注:实测Beta=137.0359。

天神是公平的,最终正方和反方是一样的结果。于是,神仙们皆大欢喜。更有地球人精确测量到了以上结果,与之非常接近。

以上全部计算只是基于三个数或者说四个数: {pi, 64, 48 (24 x 2)}。其精确度可以达到任意位小数。具体更详细的论述见:“Super Unified Theory” (US copyright # TX 1-323-231)。

VI 结束语

按照我们的时间空间物质模型,就是方程0。既能描述宇宙整体,又能描述粒子物理底层结构。这是我们理论的一致的数学结构与数理逻辑基础。

因此,不仅宏观模型数据,还是微观模型数据与物理界观测数据相匹配程度达到惊人的一致,甚至模型更精准。

因此,此模型可以解决2个重要的开放物理问题。

1. 反物质去哪里了以及重子产生的问题就有了答案。

本文计算说明了反物质、第二和第三代正物质没有去别的任何地方,它们还在这个宇宙中。它们形成暗物质。

2.时间和空间以及部分暗物质转化成了暗能量构成全部暗能量。暗能量是统治宇宙的关键力量,是量子引力的重要组成部分。这将是我们的下一篇文章讨论的内容。

本文关键是说明了龚先生的物理世界模型不再是一个神话传话。最重要的是,该模型可以解决所有悬而未决的问题。

 

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(注:本文中的现代神话故事,只是借讲故事说明道理,本文中天神和神仙并不存在,特此注明!)

加注说事:借用神话讲故事,天神下凡无此事。宇宙创生是真事,暗物暗流暗能事,主流物理不管事,龚学理论简单事,了却人间大烦事,创新物理真本事!

(see:http://prebabel.blogspot.com/2013/04/litmus-test-for-final-physics.html)。

(see:http://prebabel.blogspot.com/2013/04/litmus-test-for-final-physics.html)。

Note1:W (the energy transfer rate from dark mass to dark energy) is the only free parameter which is testable. In an article “Dark section interaction” by Jussi Valiviita, Elina Palmgren (http://arxiv.org/abs/1504.02464 ) indicates that W = 10% is a good fit with {CMB+BAO (baryon acoustic oscillation) + lensing} data for energy transfer from dark matter to dark energy. The non-interacting model lied outside of the 95% CL interval.

Note 2 (add on June 6, 2016): The recent (2016) study done by (Adam G. Riess, Lucas M. Macri, Samantha L. Hoffmann, Dan Scolnic, etc.) shows that the Local value of the Hubble Constant is about 9% higher than the Planck CMB data (2015) estimation.

The Local Value of the Hubble Constant: H0 (now, later universe) = 73.24 ± 1.74 km s−1 Mpc−1

The Planck CMB data (Using ΛCDM with Neff = 3) estimation: H0 (early universe) = 66.93 ± 0.62 km s−1 Mpc−1

The ratio {H0 (now)/H0 (old, CMB)} = {73.24/66.93} = 1.0942

So, H0 (now) is 9.4% higher than the H0 (old, at CMB).

This result implies that there is a ‘dark radiation’ (or Neff = 3.4) becoming dark energy and making the universe expanding faster than the CMB period.

See, http://news.berkeley.edu/2016/06/02/universe-expanding-faster-than-expected/

《物理世界与数学世界整体性的统一问题》《创新物理学》之四

物理世界与数学世界整体性的统一问题

李小坚1),龚劫存2)

1)(北方工业大学自动化系,北京 100144)2)

† 通讯作者.E-mail: tienzen.gong@gmail.com  电话:(626)369-0926

摘要:本文从考察数学的完备性与可计算性出发,提出对应物理系统的完备性问题与可计算问题。给出一个物理符号系统及其漏洞的定义,给出了系统补漏建造过程,得出最终系统和整体系统。总结了整体系统特性。定义了自我空间,指出数学世界、物理世界、生命系统、太极系统拓扑结构上同构。定义了虚无空间、和无量空间,它们可以包容一切、创造一切。

关键词:完备性 可计算性 对应原则 自我空间 虚无空间 无量空间

I.数学的一致性和完备性

从古希腊人到近代数学家笛卡尔、牛顿、欧拉等数学家相信:数学是真实世界中客观现象的准确描述工具。并且他们把数学当作物理世界的全部结构与设计的蓝本。换句话说,数学是绝对真实的、自然的。但是,现代数学已逐渐走向随意创造的想象世界,逐步远离真实物理世界。今天几乎所有数学家又都承认数学具有人工创造的任意性。换句话说,数学不再是绝对,而是任意创造的。

数学可以描述物理世界,但数学是否包容全部物理世界?反过来,数学所创造的世界有无相应的物理世界对应的踪迹?物理世界能否体现数学所创造的世界?以上问题,构成数学的任意创造论与数学的客观自然论的一个悖论。到底物理世界与数学世界是否能统一?

我们考察数学的三个流派:形式主义、直觉主义和逻辑主义。

逻辑学派是由Russell 和 Whitehead.领导的,他们以逻辑本身发展数学,而不用任何真正的数学公理。尽管如此,逻辑学派的发展也基于一些逻辑和定理,而这些定理就像公理后来的推理那样被使用。

形式主义学派由Hilbert领导。他试图不使用集合论去建立一个数学理论,而是使用算术的一致性。他发展了数学证明方法去建立所有形式系统。不使用反证法来证明定理的存在性。形式主义者也主张逻辑在数学证明中同时应用。总之,对于形式主义者,数学的合理性是各种形式系统的总结。

直觉主义学派由Kronecker领导。他觉得Cantor对集合理论的研究不是数学而是神秘主义。他乐于接受全部数集,因为,这些数集直觉地看得很清楚。直觉主义认为数学是在语言,逻辑和经验之前就存在于人的头脑之中的东西。

三个数学流派关于数学的本质和方法之争的重要性还在于数学是否具有一致性和完备性。至于数学是否完美,这也许不是数学本身能解决的问题,而成为哲学研究的领域。

数学里至少有四个问题,各个数学流派都无法解决。

第一个,数学里有很多的不可定义的概念。第二,所有公理都有任意性。第三,所有学派里都面临一致性问题。第四,各个学派都存在完备性问题。

在形式主义学派,Hilbert把几何的一致性降低到了算术的一致性,但是,后者的一致性是有待解决的问题。逻辑学派把算术的一致性推到了逻辑。但是,逻辑学派的确有很多的未定义的想法。公理系统必须从它的某一个不被包括的定义的无限递归而定义。逻辑公理的一致性也是有待解决的问题。直觉主义的一致性更是未解决的问题。

20世纪一个很有影响的数学理论是哥德尔(Kurt Godel)的不完备性定理。第一不完备性定理:任意一个包含一阶谓词逻辑与初等数论的形式系统,都存在一个命题,它在这个系统中既不能被证明也不能被否定。第二不完备性定理:如果系统S含有初等数论,当S无矛盾时,它的无矛盾性不可能在S内证明。

换句话说,如果有数学理论的命题S,但S和not-S不能同时是该理论的命题。总是存在不能在本系统的范围内被证明的概念,但在别的系统的范围内正确的命题。这样,没有一个数学系统能够自圆其说,能包容所有的全部内容。这个数学系统的不完备性结果适用于全部数学学派:逻辑主义、形式主义和直觉主义。

这样的不完备性定理,限制了数学家和物理学家对我们的现实世界最终本质的完全理解。

II :物理系统对应原则

传统的物理学一直是遵循着从下而上的原则建立的一套经验性的理论。也就是从观察形成假说,再用实验验证和更多的观察检验,使假说成为物理定律。这样的归纳方法能够发现牛顿万有引力,但是还是不能理解产生引力的理由。同样,通过观察,我们可以发现智能系统中存在智能行为和规律,但归纳法不能使我们明白智能的起源。

但是,如果能够用严密的演绎和推理方法构造出一个数学系统,而这个数学系统与物理世界的行为和规律是一致的,那么,换句话说,我们应用了数学与物理对应原则。为了从数学系统演绎出完整的物理学系统。我们认为存在对应原则——物理系统的完备性与数学系统完备性是同构的。

我们已经确定有一定的机制,推出一个新理念:数学系统与物理系统存在一一对应关系。

我们进一步推出如下猜想。

公理1:所有物理问题都能在数学世界中有对应的问题。

有了这个原则,我们可以:

1、数学不再仅仅是作为一种工具或作为一种语言来描述物理世界,而且数学本身也对应着物理世界面临的问题。

2、以数学为基础,构建一个完整的物理模型。

3、可以构建一个数学系统与物理系统同构或有一一对应的结果。’

应用这个原则或猜想,我们来探寻物理世界的诸如物质的起源和智能的起源问题。

III :可计算性

我们从三个数学问题:可计算性(computability)、可数性(countability)和不可数性(uncountability)开始,考察数学世界与物理世界的关系。

数学里的递归函数的定义是非常技术性的,连续的和与积的序列都属于最初级的递归函数。下列三个定理在数学中已被证明。

定理A :全部递归函数都是算盘可计算。

定理B :全部算盘可计算的函数都是图林(Turing)可计算。

定理C :全部图林可计算的函数都是递归。

全部可计算的函数都是图林可计算?丘奇(Alonzo Church)论题给出没有数学证明的结论。由于图林计算机具有无可比拟的能力。图林计算机与任何真正的计算机至少有两点不同。一,图林计算机具有无限的记忆空间。二,图林计算机是理想的机器,不用通电不消耗能量,而且不限定时间。即使到了世界的末日,它还能做计算。

丘奇论题并不是根据图林机的这两个令人惊异的能力,而是,图林机没有能力知道在什么时候停止计算。这就是图林机的无休止计算问题,或叫做忙碌的河狸问题。

运用图林机的这两个令人惊异的计算能力,图林机可以永远并且认真地进行函数计算功能。但这样,我们和图林计算机一样都无法知道那个函数是可计算。除非我们或图林机本身能发现计算过程应该在某点停住,并打印出答案:函数值或是无法计算。

如果结论是无法计算,则该函数是不可计算。这样忙碌的河狸问题就有可解的答案。现在数学上证明:如果丘奇论题是正确的,那么,忙碌的河狸问题就是不可解的。

这个问题表明数学计算里面也存在有漏洞。我们为某些函数不可计算性提供简单地证明存在定理,引作公理。

公理2 :存在函数不可计算(无论是用图林机还有别的什么计算机)。

系1 :存在至少一个不可数的无限数。(Georg Cantor在很久以前证明了这点)。

定义1 :数学世界是两个集合A、B的并集, A.是全部可计算函数的集合;B是不可计算函数的集合。

引理1 :所有可计算的函数都能用2代码函数表现:

(0,1),(阴,阳),(是,非),或者(V,A)。

注:很多的数学书证明了这个定理。

推论1:因为数学世界存在不可计算的集合,根据对应原则,物理世界里也存在不可计算的部分。

1976年西蒙和纽维尔 (Simon 和 Newell)提出物理符号系统假设(physical symbol system hypothesis)。它是认知心理学建立和发展的重要理论基础,也是人工智能的重要里程碑。他们认为一个物理符号系统的符号操作功能主要是:输入符号;输出符号;储存符号;复制符号;建立符号结构,既确定符号之间的关系;条件性迁移,就是依赖已经掌握的符号继续完成行为。按照这一假设,一个系统如果能表现出智能的话,就一定能执行上述功能;如果一个系统具有这些功能,那么它一定具有智能。反过来,可以将任何一个具体的具有智能的物理系统看成是信息加工系统,即物理符号系统。因此,得出物理符号系统是表现智能行为必要和充分的条件。

但物理符号系统的程序化过程不能确定符号可计算或符号不可计算。所以,我们不能得出物理符号系统是可计算集合。根据公理2,物理符号系统存在不可计算集合。恰恰是物理符号系统不可计算部分,阻隔着探索最终的物理理论系统。只要将不可计算部分包含在物理理论系统中,这样的物理理论系统才是完备的和完整的。由此得出定理一。

定理1:物理世界是由可计算部分和不可计算部分构成。可计算部分能用2代码函数表示。

IV :物理符号系统的数学描述

物理符号系统也可以简单地对应于智能系统。物理符号系统的可计算部分可以由计算机来计算和表示。而物理符号系统的不可计算部分存在什么地方,如何进行数学表述。

为了简化这个讨论,我们将在概念层次上的给出一个物理符号系统的描述,并且用例子讨论上述问题。我们将不提供严密的定义和定理证明。

例子1 :集合A = {0, ‘, +, *, =}. 其中符号“’ ”“ * ”可以任意定义,例如0 = 0, 0′ = 1, 0” = 2, 0”’ = 3, … ., F1 是一个函数: F1(0””) = 0”, F1(0””””’)=0”’, 等等,.. F1, F2,… 都是基于集合A所包含的符号的函数,由它们构成函数集合FA = {F1, F2,…}. 它们的函数值构成集合 R = {0, 0′, 0”,…}.

定义2 :全部数学函数都被叫做函数。

定义3 :集合A的元素为有限的个数,其元素是符号,集合A被叫做基集。

定义4 :集合F的全部的元素都是函数,F是一个函数集合。

定义5 :函数集合FA的所有元素仅包括那些在基集A中的符号, FA是基集A的函数集合。

定义6 :集合 RA = {0, 0′, 0”,…}的元素是函数集合的函数值,RA是函数集合FA的值程。

定义7 :集合LA中(L1,L2,…)的元素是任何逻辑所定义的逻辑算子,集合LA称作基集A的逻辑集合。

定义8 :F属于FA ,L属于LA ,P = LF称作命题。P属于PA。

定义9:如果集合SA 是基集A、函数集合FA、值程集合RFA、逻辑集合LA、命题集合PA的并集,那么集合SA是集合A的一个数学系统。SA=(A,FA,RFA,LA,PA)

定义10 :P1,P2,…,Pn是命题。如果P = Pn,n是有限的,P在SA中是真,否则,P为伪。

定义11 :F是FA的元素, F是属于SA的合法函数,如果F至少有一个函数值属于SA。

例如:F是平方根的函数,F(2)不在SA中,但是,F(4)=2在SA中。这样,F是SA里的合法的函数。

定义12 :如果H = F(x) 不属于SA,F属于SA的合法函数,或者,如果是H = P(命题)和P为伪,那么H是系统的SA的一个漏洞。

我们用上面所定义的语言重新定义数学系统、物理符号系统或智能系统,并进一步阐述和运用Godel不完备性定理。

定理2 :如果系统Sr包括系统Sp,并且如果系统Sp服从不完备性定理,系统Sr有至少有一个漏洞。

例如,在讨论可计算性的系统中,丘奇论题目和忙碌的河狸问题形成漏洞。他们之中的至少有一个不可证。不可证明的漏洞,也就是不可计算的部分。

定理3 :如果系统Sf的元素的个数为不可数无穷数,Sf有至少二个漏洞。

现在,我们能够运用Godel定理包含漏洞和弥补漏洞的过程来建造新系统。

我们从系统S1开始,并且,它有一个不可证明的命题A1。这个系统至少有一个漏洞。然后我们通过引入公理A1那样,将S1与A1合并构造系统S2。运用Godel定理,S2中将有A2个不可证明的命题。将S2与A2合并构造S3,如此进行下去,这个过程一直到可计算的无限数。这样的过程称为系统补漏建造过程。

定义13 :Sr是系统,Hr={h1,h2,h3,…hn},且h1,h2,h3,…hn是Sr的漏洞,Hr被称作系统Sr的漏洞结构。Hr=0,Sr就是拓扑球;Hr=1,Sr是拓扑平面;HR=2,Sr就是拓扑面包圈,等等。

定义14 :Sr是服从Godel定理的系统。SF是反复运用系统补漏可计算无限数次数后建造的系统,SF被叫做最终系统。

定义15 :集合T是Sf(其元素的个数为无限数)和其漏洞的并集,T被叫做整体。

至此,整体和最终系统被定义。

推论2 :T(整体系统)包含SF(最终系统)。

推论3 :一个包含所有系统及其漏洞的整体系统T在该系统领域具有最高智能。

由此可见,一个包含某个领域所有系统及其漏洞的整体系统具有该领域最高智慧和最大能量,包含一切,洞察一切,解释一切。一个完美系统的建造应该多次运用系统补漏建造过程,逐步逼近最终系统。

我们正是运用以上方法,弥补物理世界的漏洞,建造一个不断完美的物理理论SF,并最终可达整体终极物理系统理论T-—TOE(a final theory—Theory of Everything)。

V.整体系统的特性

现代物理学的基础是“哥本哈根解释”的海森堡不确定原则,即“互补性”原则,由三部分组成。

1、一个整体(总体)必须由两个相对部分组成。

2、这两个截然相反的部分必须相互排斥。

3、这两者是互补的。

哥本哈根的解释显然没有反映不确定原则的真正含义。当我们想得到一个更精确的粒子位置的测量(较小的ΔX),我们必须支付的代价是更不准确的动量信息(较大的ΔP),反之亦然。也就是说,“ΔX”向“ΔP”转变,就像“阴阳”的转变。ΔX和ΔP是相互包容(中国古典哲学),不是相互排斥。海森堡不确定性原理,事实上,可以是物理学的相互内含性原则!经过补充互补包容精神之后的整体图像,竟然就是中国古老的太极图。

太极图由三部分组成。

1、一个整体(总体)必须由两个相对部分组成。

2、这两者截然相反的部分分别是阴与阳。

3、这两者是相辅相成的,并相互包容,相互转化。

大约在5000年前中国就发明了太极这种相互内生的概念和阴阳相关术语。阴和阳两种完全相反的势力、关系或力量相互包容、相互转换叫做相互内生性。在冲突的时候,阴阳是对立的力量。在通常情况下,阴和阳不仅相互补充,而且相互嵌入在彼此之中。阴或阳在达到他们的全部力量之后,它们转变成了相反的对方。也就是说,阳变阴,阴也变成阳。因此,阴(弱的)可以战胜阳(强大的)。阴通过屈服,并允许阳达到它的全部力量,然后最终导致最终转换为阳到阴。这一概念不仅是一个非常强大的政治策略、生命策略,而且,这是理解最终真理的唯一途径。

从太极图像表象上,阴鱼、阳鱼分别是上下两面,从阴鱼(或阳鱼)的眼向对面看到阳鱼(或阴鱼)。也就是一个太极球体,阴阳两半,两个眼相通构成一个通透的洞。

太极阴阳与易理数学上表达构成一个七色系统或拓扑结构等价于面包圈。

推论4 :一个太极系统是一个整体,它的拓扑结构是一个面包圈。

太极图是研究周易学原理的一个重要的图象。它包含了天地万物的共同规律,所以有人说它是宇宙运行的模式,是古代科学的精华,也是现在科学的灯塔、真理探索的指南针。

定义16:任何一个整体,如果拓扑结构是一个面包圈,即为自我。

定义17:包含无穷多个自我的集合X,称为虚无空间(nothingness)。

推论5 :一个系统能且仅能由7色描述,它的拓扑结构是一个面包圈。

定义18:任何一个自我B,如果完成如下三者联合,即为新的整体TB。

i)虚无(nothingness)

ii)联合关系(Union process)

iii)B

推论6 :一个向上联合产生的新整体TB,还是一个自我,它的拓扑结构还是一个面包圈。

定义19:任何一个自我B,如果完成如下破裂,并产生新的整体PB。

i)虚无(nothingness)

ii)破裂关系(breaking process)

iii)PB

推论7 :一个向下破裂过程产生的新整体PB,还是一个自我,它的拓扑结构还是一个面包圈。

定义20:任何一个自我B1,一个自我B2,如果有一个关系B3(B1,B2)是自我,并产生新的整体T(B1,B2,B3)。

推论8 :一个并行产生的新整体TB= T(B1,B2, B3),还是一个自我,它的拓扑结构还是一个面包圈。

推论9 :数学世界是一个整体TS,物理世界是一个整体TW,生命系统全体是一个整体,太极系统是一个整体,它们的拓扑结构上同构,即都是一个面包圈。

定理4:有限可数(countable)的多个拓扑面包圈可以用而且仅用4种颜色区分开来。

定理5:无限可数 (uncountable)的多个拓扑面包圈可以用而且仅用7种颜色区分开来。

推论9 :一个虚无空间X,已经将7种颜色融合变为无色。其结构等价于(0,无穷大,关系:无穷大/0)。

推论10:虚无空间不仅包容一切并且可以创造一切现实空间的事物,像魔术师的口袋,但要遵循一定的创造法则。

具体如何创造物理世界的过程,我们将另外著文一一描述,这是一个完整的物理世界:FU0,FU2,FU3。

定义21:包含无穷多个虚无空间的集合G,称为无量空间(God Space,or Gong Space)。

推论11:从无量空间不仅包容一切而且可以创造出一切,包括虚无空间,甚至精神和信仰。

定理 6: 无量空间 = 虚无空间

 

VI 结论

第一,数学具有不完备性,形成漏洞。

第二,任何物理系统也总存在漏洞。漏洞在物理世界形成矛盾的问题。任何消除矛盾,弥补漏洞的方法,在现实世界是有意义的。

第三,通过弥补漏洞的过程,可以达到最终系统。

第四,最终系统是能够包含无穷命题的系统。整体系统比最终系统还大,都是自我。

第五,数学世界、物理世界、生命系统、太极系统都是整体系统,拓扑结构上同构。

第六.无穷个自我空间构成虚无空间,虚无空间包容并可以创造现实世界的一切。

第七,无穷个虚无空间构成无量空间,无量空间包容并可以创造一切,包括创造虚无空间,甚至更抽象的事物,如宗教。

事实上,二千多年来中国人使用易经和阴阳五行理论解释万物,即使在今天还有很多人在使用,而且没有人发现有任何错误。正因为没有错误,也就使得中国没有机会在500年前发展西方式的科学。

然而,本文指出,不仅东方和西方同在一个地球生活,彼此应共享相同的知识。我们的目标是在东方与西方之间的架起桥梁,在理论和实践上丰富彼此。从知识的差异开始,我们可以跨越文化的差异,相互包容,相互促进,相互融合,使得东西方成为一个整体,大同世界即可实现。

现在,是时候来做这件事了。现在,我们能够做这事了。那么,让我们一起来做这个对世界有益的事,让这个世界变得更好、更完美!

参考文献

[1].Jeh-Tween Gong, The Divine Constitution,Chicago, Adams Press, ISBN 0-916713 -05-9,1992

[2]http://www.prequark.org/Na1.htm,  How to Think About the Unprovable and the Unthinkable

[3]《物理世界与数学世界的统一问题》, http://www.pptv1.com/?p=21

[4]Jeh-Tween Gong,  Super Unified Theory , US copyright TX 1–323–231,1984
[5] Tienzen (Jeh-Tween) Gong,Truth, Faith, and Life , Adams Press, Chicago. 1990, ISBN 0-916713-04-0

[6]  Tienzen (Jeh-Tween) Gong,Linguistics Manifesto  ISBN 978-3-8383-9722-1,

[7] https://tienzengong.wordpress.com/

[8] http://www.prequark.org/Ftoe.htm

[9]http://www.prequark.org/Gravity.htm

[10] http://www.prequark.org/pq11.htm

[11] http://www.prebabel.info/

[12] http://www.prequark.org/Pq1.htm

[13] 科学方法的正确性问题 , http://www.pptv1.com/?p=324

 

 

《M弦理论在它自己建立的标准下完全失败》

M弦理论在它自己建立的标准下未能完成使命–完全失败

李小坚 龚天任

面对一个问题,我们试着从不同的角度,不同的条件,不同的方法,去尝试解决问题。也就是必须反复思考,认真思考,深入思考,想想是否有解决问题的办法,很可能在反复的思考过程中获得好的想法。但这还不是真正的知识,因为,还未经过测试检验。只有通过检验,特别是实践的检验,才有可能成为人类的共同知识。检验也不是一次通过,失败了再来,回过头来再思考,试着再试一次,直到问题解决。尝试解决问题,即试错法是真正解决问题的最有效办法。

理论物理的最新例子:在过去的45年中,M弦理论是理论物理学舞台上占主导地位的理论。然而,在成千上万的世界上最好的物理学家们长达45年的努力后,M弦理论还是濒临被抛弃。

https://www.linkedin.com/pulse/try-again-only-way-gaining-knowledge-jeh-tween-gong

早在2006年有一场著名的论战,发生在UCSB理论物理研究所的物理学家和科学记者乔治约翰逊关于斯莫林和彼得Woit的书引起争议和讨论。议题为“弦理论大战”反映了弦理论的争论。在UCSB的网站可看一个在线视频。

http://online.itp.ucsb.edu/online/resident/johnson2/rm/suresmil.ram

在2015年十二月,在慕尼黑召开了专门讨论M弦理论的未来(为什么信任理论?)的会议。Carlo博士(量子重力组,中心主任,德吕米尼)会议上指出,M弦理论完全在它自己确立的标准下未能完成使命。看https://videoonline.edu.lmu.de/en/node/7477

M

M弦理论的验证标准由M弦理论本身确立的使命来检验:

一,其首要任务:计算标准模型的参数,(失败了)

二,推出得到三代粒子家族的存在,(失败了)

三,了解黑洞的最终命运,(失败了)

四,预测宇宙学常数的符号,(失败了)

五,预测在LHC能发现新粒子,(失败了)

六,预测新的现象(黑洞与大型强子对撞机),(失败了)

七,预测牛顿引力的偏差在亚毫米的范围,(失败了)

八、预测低能量的超对称粒子,(失败了)

另一个非常杰出的理论物理学家西格尔写的一篇文章:“为什么M弦理论不是一个科学的理论”,请看:

https://medium.com/starts-with-a-bang/why-string-theory-is-not-a-scientific-theory-9b3b2c2723ed#.xiw4f73ct

另一个非常杰出的物理学家Peter Woit的观点是:M弦理论只是炒作概念,见:http://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/?p=8098

还有一位被称为现代的爱因斯坦,Lee Smolin是美国著名理论物理学家。在他的畅销书,《物理学面临的问题:弦理论的兴起,科学的没落,和未来》讨论M弦理论中的面临一些具体问题,请看:https://en.wikipedia.org/wiki/The_Trouble_with_Physics

显然,M弦理论问题如此多多,但这是人类尝试解释自然世界的一次勇敢的尝试。虽然经过45年多的奋斗和努力,M弦理论目前濒临死亡,但所有的物理学家都赞赏和感激M弦理论。

一,尽管M弦理论还没有作为一个成功物理理论的事实,它产生了许多伟大的副产品。M弦理论的关键发明人,美国理论物理学家、数学物理学教授,在普林斯顿、新泽西高等研究院工作的爱德华已获得“菲尔茨数学奖”等奖项。看:https://en.wikipedia.org/wiki/Edward_Witten
二,M理论有一个非常漂亮的数学结构。但是,它的有效性只能通过自然的判断。西方人的伟大之处在于西方人不会假装他们知道这一切,并且可以作为掌管自然秘密的判官。45年了,他们没有禁止M弦理论的传播。虽然M弦理论本身没有创造出一个真实可信的物理理论。今天,我们仍然感谢他们开放的心态,我们从中学到了很多东西。

通过M弦理论的尝试失败,但让我们知道那个是死胡同,因此我们会更聪明。这就是一个伟大的知识探索的尝试。而且,站在M弦理论这个巨人的肩膀上,产生了世界上最漂亮的理论–前夸克G-弦理论。

所以,尝试,尝试,不断尝试,不要怕出错,这是解决问题的正确途径。任何禁止尝试的举动,那是无知怯懦的万全之策,阻挡着科学探索的成功之路。

正是: 花花草草舞缤纷,万紫千红才是春,创新总要多尝试,求得仙草救病人。

《物理世界的理论创新模型》 《创新物理学》之一

《物理世界的理论创新模型》

李小坚,龚劫存

本文简要介绍和总结龚劫存先生所创立的物理世界模型及其由此而创立的学术体系。采用完美性作为检验真理的新标准,并进行完美性比赛作为具体评判。由此树立一个完美理论的标杆和擂台,接受所有可能的挑战。

一、创新物理学必须面对的问题

许多科学家和哲学家对建立一个完美理论梦寐以求,其中有些物理学家致力于创立终极理论TOE (Theory of Everything)以解释世界万物。此前,已经有几个版本的终极理论TOE了。古代中国产生了太极八卦阴阳五行理论用之解释万物,被中国人使用了几千年而且还在用,但缺乏现代科学体系的支持。当代M弦理论是建立在粒子物理标准模型SM理论基础上的一种TOE理论、还有霍金的TOE等。但是它们经得起检验吗?

一个终极理论,必须面对三个大问题:1)时间的起源、时间的本质、时间之矢射向何方。什么是昨天、今天和明天。2)宇宙的起源、世界的起源、物质的起源。这个看得见的和看不见的物理世界到底是什么。3)生命的起源、智能的起源。为什么你我今天能生活在这个世界里。

物理学界还有一系列更具体更细致的公开问题:

1.解释自然常数的由来,如电子精细结构常数Alpha(electron fine structure constant)、电子电荷e、光速C、普朗克常数 ħ 等。

2.给出标准模型SM中的亚原子粒子族,准确解释SM理论。

3.说明量子力学原理的由来,并从理论中推导出测不准原理。

4 给出力的大统一方程,统一描述电磁力、弱力、强力和引力。

5 解释计算暗能量、暗物质以及普朗克数据中各成分比例的由来,其中普朗克CMB数据:暗能量(69.2%)、暗物质(25.8%)、可见物质(4.82%)计算模型。

6 解释宇宙常数(Λ)的由来并理论计算。

7 解释量子自旋(quantum spin) 的由来。

8 解释重子(baryongenesis) 产生过程。

9 解释生命的产生的物理基础,包括意识与智能。

10统一的形式化语言体系(formal and nature languages)。

11论证数学与物理的统一。

12 解释我们这个宇宙中所有一切的由来。

 

二、检验真理的新标准:完美性

面对以上问题,物理界付出了艰辛的努力,有众多的物理学说给出了各种版本的理论结果。但什么是真理?哪个是真理?是否有终极真理?哪个是终极真理?

人们总是对真理孜孜以求,因此人类探索真理的脚步永远不会停止。如果定义真理是自然的客观规律在人们头脑中的正确反映,那么真理既有客观性又有主观性。那个客观规律就是绝对真理,而那个主观的认识就是相对真理。三十多年前中国有过一场对真理检验标准的大讨论,正方认为实践是检验真理的唯一标准,另一方认为逻辑是检验真理的客观标准。这样的辩论对中国的改革开放和理论创新有着重大影响,直到今天讨论也还没有结束。

一个科学理论的提出总是由一定的假说与不断地证实或证伪而确立的。科学的进步就是不断地继承与推翻过去的理论而产生新的理论。人类的认识也就越来越接近真理了。

经典物理理论建立的主要途径是:1)在对现实世界的观察和实践基础上,通过大量实验的分析归纳获得规律性的总结,并通过实验验证和实践检验证实的理论。2)在实践的基础上,通过大胆假设创立新理论,并通过了逻辑检验或未被波普派 (Popperianism) 所证伪的理论和理论范式。

一个经典理论的有效性必须经过可重复的实验验证和长期实践检验,并具有对相关事物的预测能力,而且其有效性检验被证实。而波普学派提出的一个理论只有能够被证伪才能称之为理论,其本身就是逻辑错误,例如绝对真理就是不可证伪的。我们认为真理是那些可以被证实为正确的完美的理论,只有那些存在漏洞、不够完美的理论才可以被证伪。

面对同样的事物,从不同的角度完全可以构造出不同的理论框架来描述。但比较而言,哪个理论更好?哪个更完美更接近真理呢?我们总结前人的经验,第一次介绍检验真理的新标准:完美性。完美性具体体现为:

1.简单性:大道至简,简单明了。越简单越美!

2.精确性:准确无误、计算精确,甚至可计算至小数点后任意位的精度。

3.解释性:不仅逻辑上合理,并揭示事物的本质。

4.预见性:不仅适合现在的各种环境和条件,对于未来亦适用,能预测和预见未来。

5.统一性:能够将不同的理论和描述,甚至是矛盾的理论,统一成为一个完整的整体。

6.包容性:兼容并蓄,尊重原有各种理论及其产生的原因和历史背景,但新理论一定站得更高、看得更远,覆盖更广。

7.先进性:超越原有理论,更新旧的理论,与时俱进。

8.独立性:不依赖任何学派与理论,创建一个完全独立自主地创立一个新的理论体系。

9.稀缺性:不可缺少的力量(the power of indispensability

如果没有创新物理学,就不可能解决令人迷惑的问题。这就是创新物理学不可或缺的、不可替代的、前所未有的力量。

10.一致性与完备性:一个理论的最高境界,既达到一致的逻辑和推理,结果无矛盾。同时,完备性,没有漏洞,没有悖论,全面、整体、终极。

 

如果创立一个新的理论体系,具有上述10个优势和特性,那么这个理论就具有完美理论的特征,也就离客观的真理更接近了。

这样的理论在科学世界还要接受更为苛刻的检验,如进一步排除奥卡姆的巧合概率,进行理论检验公理检验,并符合理论创新定律等。这样的理论才可以成为人类的真知,才可以成为世人广泛接受的真理学说。参见[14]:科学方法的正确性问题。

一个理论接受了各种考验和挑战,还能立于不败之地,那就可能成为一个最终完全正确的理论,一个真正完美的理论。如果这个理论探讨的是终极问题,可以形成最终完全正确的终极理论(The Final Total TOE)。

THE FINAL TOTAL TOE (THEORY OF EVERYTHING)终极全统理论

三、选美竞赛

一个理论怎样面对质疑和挑战才能立于不败?当一个理论缺失了建立的基础、无法完成它原有的使命或失去了使用价值,它就失去了存在的价值。或者,当一个更具有竞争力的理论登台了,原来的理论失去了魅力,它也就该结束了。这就是科学的进步、时代的进步。

一个理论可以发表在公开学术刊物和会议,从而公布于天下。现代网络化的传播更是让新消息立刻传播开来,指尖一触从而人人皆知、家喻户晓。新的学说有了网络这个更广阔的表演舞台,更像是比武擂台参与比拼,或是选美T台任由世人欣赏与挑剔。如果其正确性和完美性不仅可以得到学界的认可,而且可以得到普通大众广泛的赞美与欣赏,那么这个理论可以成为科学舞台的明星。

为了检验一个理论的完美性,需要一种公开、公平、公正的竞赛评判标准。并且,需要面对公开的具体问题,代表各种理论的各参赛方公平参赛,我们学界以及普通大众都参与其中,并对参赛选手解决这些问题的表现成绩进行评判。

我们用以上的10条完美性准则作为评判标准,面对以上物理学12个问题,进一步推出可操作性的公平比赛:物理学选美竞赛!

正像一些重要的国际体育赛事及世界小姐选美比赛那样,先进行初选或资格赛。我们对一些著名的物理学理论进行一次资格审查:

1, M弦理论(M-string theory) 是一个物理学统一理论,这个用来描述物理基本粒子标准模型SM的使命根本没有完成。在此基础上又发展了超弦理论,更是玄乎其玄!所选用的方程太复杂、无法精确计算,也就无法完成其使命。现在大多数人认为这是一个失败的理论。参见:[15].《M弦理论在它自己建立的标准下完全失败》。http://www.pptv1.com/?p=14

2, 多元宇宙(Multiverse)的基础是假定有无数不同的自然常数支配宇宙形成无数个并行的泡沫世界,而这些无数的自然常数集是随机的。也就是说,我们这个宇宙的自然常数 (如 Alpha…) 只是随机性的结果,而不能被选择。因此,我们这个宇宙的自然常数的方法是如何衍生出来的也就无法进行理论推导。显然,这种理论也毫无用处。 参见:[16]《多元宇宙已经崩塌》。http://www.pptv1.com/?p=83 。

注:我们已经用两个事实证伪了多元宇宙。其一,表明这个宇宙的自然常数可以理论推导出来。二是推导这些自然常数模型表明我们这个宇宙是确定的与泡泡宇宙毫无关系。

我们认为M弦理论、多元宇宙理论得分太低,他们差不多已经被物理界抛弃。因此,他们没有达到一个完美理论的资格赛的水准,我们先放下它们。我们也邀请所有可能的参赛者到我们的网站www.pptv1.com来比试高低,或留下你的邮箱地址,我们来与你辩论。

那么,现在我们来看下面这两个选手参加选美比赛的具体进程。一个是G弦物理所设计的宇宙模型GM(Gong’s Model),另一个选手自然宇宙系统NS(Nature System)这个最完美、最强大的选手。当然,后面的真实自然宇宙系统本身不可能自己上台来参赛,我们只好请全体科学界来提供我们人类所了解的宇宙全部事实和所发现的物理学世界DP(Discovered Physics) 作为挑战对手。DP就是全体科学界已经确认的物理世界。

具体比赛开始:

3.1  第一场:在天体物理层面,科学界通过微波背景辐射等大量实验观察已经获得关于天体结构的普朗克数据(Planck CMB data 1)。

UNIVERS-CONTENTS-11

DP:暗能量 = 69.2 % ;暗物质= 25.8 % ;可见物质= 4.82 %

GM:取暗能量DE、暗物质D、可见物质V、空间X、时间Y、物质Z,  W暗物质融人暗能量的速率。

GM模型:X=Y=Z=33.33%,X+Y+Z=1

D/V= [(48 –(8 – 1)) (100 – W) % / (8 – 1)]=5.33, 其中W我们选取为:W=9%。该预测值可以进一步由观测值得出。

V= [(Z –V) x  (100 % – W) ]/5.33 =4.86 %

D=[(Z –V) x  (100 % – W)]= 25.90 %

DE=X+Y+[(Z – 4.86) x W )] =69.22 %

因此,GM理论推出暗能量DE=69.22 % 、暗物质D=25.90 % 、可见物质V=4.86 % 。以上模型精度取决于观测值W的精度,理论上可以实现任意位精度要求。

以上计算可以用下图表示,不仅简约精确,举世无双。该模型计算中采用W=9%是一个预测值,该结果最近被证实。[14]

ICE-11

得分评判1:在DP物理学中以上三个常数是观测参数,不是理论推导得出。而GM是理论推导,可达任意位精度。

得分评判2:在GM模型中以上三个常数是相互关联的整体,普朗克数据1的三个常数总和是99.82,GM的的三个常数总和99.98,更接近整体1。

得分评判3:在GM模型中仅采用1,8,24,48,这几个数值及一个观测常数W进行计算得出。

得分评判4:GM模型天体物理宏观预测结果及其最近的W=9%观测估计[17]与实际观测值具有高度一致性。

得分评判5:GM模型表明我们这个宇宙的自然常数不是随机选择的结果。GM模型描述的宇宙是确定性的。

3.2  第二场:在粒子物理层面,科学界通过大量实验观察已经获得关于微观粒子结构的多个物理常数。以下常数Cabibbo角、Weinberg 角、Alpha或Beta值是粒子物理的基石。

  1. DP:Cabibbo angle (Dp) = 13.04°

GM:θc (GM) =A(1)= 13.5211574853 °(可达任意位精度)

GM: A (0) = {(360/2pi) * [(pi/64 + (pi/64) ^ 2 + (pi/64)^3  + … ]  /2]}
= 1.4788425146211°(可达任意位精度)

A(1)= [360 – 24 * A(0)]/24 =13.5211574853 °以此,可达任意位精度。

  1.  DP:Weinberg angle (Dp) = 28°to 30°

GM:θW (GM) =A(2)= (2 * [360 – A(1) – A(0)]/24)  = 28.75 °(可达任意位精度)

3.DP:Beta (1/Alpha) (Dp) = 137.0359 …

GM:Beta = 1/alpha = 64 {1 + 1/Cos A (2) + 2(1/48)[(1/64) + (1/2)(1/64)^2 + …+(1/n)(1/64)^n +…]}

= 137.0359 …(可达任意位精度)

得分评判1:在DP物理学中以上三个常数是自由参数,由度量所得, 不是由理论推导得出。而GM是理论推导,可达任意位精度。

得分评判2:在DP物理学中以上三个常数是没有关联的。而GM中,它们是相互关联的,是由理论模型运算得到。

得分评判3:在GM模型仅采用360,pi=π,1,8,24,48,64这几个数值进行计算得出。

3.3   第三场:在亚原子粒子或费米子层面,科学界已经公认的标准模型SM描述夸克和轻子,已成为现代物理学的基石。但在更进一步的更深层次的工作称作为BSM(Beyond Standard Model),已经有M弦理论和超弦理论等,但它们没有完成使命。再来看看GM 模型中的G弦理论表现。

DP:夸克和轻子是通过实验发现并得到确认的。

SM-11

图 SM模型中的基本粒子24个基本粒子:6×3个夸克、2×3个轻子。

GM:与SM相对应的夸克和轻子是通过前夸克(Prequark )来描述:

Table I: GM–Prequark Representation for Leptons
Generation Particle name GM–Prequark Representation Colors Electric Charge
1st Electron -(A, A, A1) colorless one (-1)
1st Neutrino (V, V, V1) colorless 0
2nd Muon -(A, A, A2) colorless one (-1)
2nd Muon neutrino (V, V, V2) colorless 0
3rd Tau -(A, A, A3) colorless one (-1)
3rd Tau neutrino (V, V, V3) colorless 0

 

Table II: GM–Prequark Representation for Quarks
Generation Particle name Red Yellow Blue Electric Charge
1st Up quark (V, A, A1) (A, V, A1) (A, A, V1) 2/3
1st Down quark -(A, V, V1) -(V, A, V1) -(V, V, A1) -1/3
2nd Charm quark (V. A. A2) (A, V, A2) (A, A, V2) 2/3
2nd Strange quark -(A, V, V2) -(V, A, V2) -(V, V, A2) -1/3
3rd Top quark (V, A, A3) (A, V, A3) (A, A, V3) 2/3
3rd Bottom quark -(A, V, V3) -(V, A, V3) -(V, V, A3) -1/3

GM前夸克模型认定:以上18个夸克和6个轻子,形成24个亚原子粒子族,并由此而构成我们的物质世界的原子和分子。这24个的反向对称形成24个反亚原子粒子族,并由此而构成反物质世界。整个物质世界就是由以上48个亚原子粒子构成,另外有16个空间元素,共有64维度。这个模型在SM层是一致的[19]。

SM-ENTHAN11

Pic.The particles and antiparticles of the Standard Model. Image credit: E. Siegel.  Ethan Siegel, Contributor to Science #WhoaScience JUL 21, 2016

GM前夸克模型是通过以上A-V符号语言来表达。A称之为角子(带1/3 e电荷),V称之为空子(不带电荷)。48个亚原子粒子可以表达为48个弦结构:

即:

String 1 = (V, A, A 1) = {1st, red, 2/3 +e, ½ ħ} = red up quark.

String 2 = (-A, V, V 1) = {1st, red, -1/3 e, ½ ħ} = red down quark.

String 3 = (A, A, V 1) = {1st, blue, 2/3 +e, ½ ħ} = blue up quark.

String 7 = (A, A, A 1) = {1st, white (colorless), 1 +e, ½ ħ} = +e (Positron).

String 8 = (V, V, V 1) = {1st, white, 0 +e, ½ ħ} =+e-neutrino.

String 9 = (V, A, A 2) = {2nd, red, 2/3 +e, ½ ħ} = red charm quark.

String 24 = (V, V, V 3) = {3rd, white, 0 e, ½ ħ} = tau-neutrino.

String 25 = -(V, A, A 1) = {1st, red,- 2/3 e, ½ ħ} = anti-red up quark.

String 48 = -(V, V, V 3) = – {3rd, white, 0 e, ½ ħ} = anti-tau-neutrino.

每个弦不是一个粒子点而是一个由A-V组成的三位一体结构。亚原子的 ‘色荷 (color charge)’ 是由弦 ‘位’ (红, 黄, 蓝) 來表达。由此构成一个新的超弦理论–GM弦,可以包容以前的S0(32),E(8)*E(8)超弦。所有的48个基本粒子皆由A-V这两个符号描述,因此,整个物质世界也是由A-V这两个符号来表达。

得分评判1:GM前夸克模型已经达到最精简结构模型,即这个物质世界可以仅用A-V二值符号来描述。

得分评判2:关键是GM弦能够描述电荷的产生、质量的产生、智能的产生、生命的产生等重大问题。

得分评判3:在GM前夸克模型中,进一步发展前夸克色动理论,描述质子衰变等重要粒子变化。引入虚时间的慨念从而揭示了宇宙的时空本质。

得分评判4:在GM前夸克模型中,48个G弦构成48个基本粒子。前24个粒子作为正物质而后24个粒子作为反物质,反物质就是对称的24个基本粒子的负值。而夸克之上层的物质就是由这48个正物质和反物质粒子构成,宇宙物质就是正物质基本粒子和反物质基本粒子构成,它们相缠一起,不可分离。

得分评判5:进一步说明,在第一场的GM前夸克模型中,暗物质就是以上24个反物质粒子和16个第二代和第三代粒子。而可见物质只是第一代的8个粒子,减去一个看不见的正电子中微子,因为它不与任何物质相互作用而看不见。这48个粒子在统一宇宙模型中扮演的角色和作用如下图。

stagemodel

得分评判6:以上特性完全由一个方程0描述,空间S、时间T、SM的48个基本粒子相嵌在一起。C为光速。

Delta S = (i^n1, i^2, i^3) x C x Delta T ———(方程0)

3.4  第四场:统一力

GM已经给出所有力统一方程:

F (统一) =K* ħ/(delta S * delta T) ———(方程1)

空间S, 时间T,ħ普朗克常数,K为力耦合系数

该方程成为大统一理论的最有力候选方案。

得分评判1:可以发现,测不准原理是该力的直接结果:

取:Delta P = F * Delta T = K* ħ/ Delta S

则:Delta P * Delta S =   K* ħ

当:K>=1, 有Delta P * Delta S>= ħ ,这就是量子力学著名的测不准原理。

得分评判2:该统一力方程描述了一种宇宙力。该力驱动宇宙万物在时空中运动以及宇宙时空本身的运动,见下图。

Gravity11

G弦模型描述了时间-空间-基本粒子的关系方程,建立了统一力公式和公理化体系。对于物理世界的所有开放的难题,已经有了自己的统一、一致的表述。

GstringDiagram

四、最新进展

近年来物理学界,围绕着这些热点,已经有了不少发展。如最近几年的诺贝尔物理奖的授予:

1.2011年诺贝尔物理奖 授予 发现宇宙加速膨胀学者。

2.2013年诺贝尔物理奖 授予 发现希格子科学团队。

3.2015年诺贝尔物理奖 授予发现中微子质量者。

物理界仅仅是发现了这些存在的事实,但不知道它们的机制是什么。而这些机制GM在1984年都已经给出了相应的原理。

宇宙加速膨胀的机制是GM宇宙力的直接驱动结果。

2012年由欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机(LHC)发现的疑似希格子的粒子DP:125.4 Gev.,其实是GM真空子。这个粒子在由龚学物理推导计算出为GM:125.46 Gev.:其机制是前夸克理论所论断的真空子。( in the book “Super Unified Theory (on page 20), US copyright TX 1–323–231, issued on April 18, 1984”,)

中微子的结构与质量均可由GM前夸克模型精确计算。

特别是有关希格子粒子的机制及希格子粒子的本质还没有真正确立,主流物理学家还在探索之中。在GM中,希格子粒子没有必要存在。那么,大型强子对撞机的使命是发现希格子,却发现了我们模型预测的真空子。事实上物理界已经开始注意GM理论,在聆听GM的见解。本来原来计划2015年6月大型强子对撞机启动第二轮运行,重新启动更高能量碰撞。2015年12月15日已经有新进展。我们可以预见:不会见到希格子,但可以见到GM真空子。

HIGSS11

Note (added on June 28, 2016): A new data from Albert De Roeck (CERN)

The last but not the least is the issue of QUANTUM GRAVITY (QG). Higgs mechanism can do absolutely nothing on this QG issue. On the other hand, this Vacuum Boson gives rise to QG, see[18]

https://medium.com/@Tienzen/quantum-gravity-mystery-no-more-1d1bf39ad255#.r27qw9g1t .

 

真空玻色子是从(u,-u)到(d,-d)“真空转变”的媒体。所以,真空玻色子的质量VB=(1 / 2)×真空能量vev+真空波动(约1%×)= 123 + 2.46 = 125.46 Gev(千兆电子伏特)

预测多能级上的真空能量:X(n)=(2n+1)X, X为基态。X是真空能量vev(量子真空)= 246Gev(千兆电子伏特)。

X(1)= 3X =3 x(246)= 738 + / – 15 Gev(千兆电子伏特)

然而,对于更高的真空能定态,X(n)=(2n + 1)X。即高能级真空X(1)或更高,是不稳定的,会衰变为X(0);高能真空玻色子VB不会成为的真空转型媒体。因此,没有更高的真空玻色子,但有更高的真空能量状态。因此,这种高真空状态x(1)= 3 x = 3 x(246)= 738 + / – 15 Gev(千兆电子伏特)不会保持,而是,这种状态会衰变到X(0)。所以,此时,仍然可见到真空玻色子的质量VB=125.46  Gev(千兆电子伏特),但比基态下的真空波色子幅度低。

现在,物理界该坐下来想想什么是宇宙的本源,看看有无更完美的理论模型来指导物理实验和科学实践。

五、结束语

G弦理论模型构成一个物理世界的公理化系统。它纯粹是由一组数据和选定的公理而构建成的一个自成体系的数理系统,或自洽的形式化语言系统。这个数理系统与过去任何理论没有必然的依存关系。GM通过选择一些设计参数和公理而进行理论推导建立出来一个世界模型与真实客观的物理世界是一致的,即在多层面、多场合、全部重要物理常数的与外部物理世界的一致性。不仅与自然规律的完全一致,而且从完美理论的标准来评判,GM揭示出一个更接近真理的完美理论体系。

因此,面对前面的12个重大问题,G弦理论已经提供了近乎完美的答案,这是值得庆贺的。可以肯定地说:GM成功创建了一个完整的物理世界模型–The Final TOE。

toe1

“啊,你真美”!我们相信这是一个具有中华传统哲学精髓与现代科学精神完美结合的学术典范。

G弦理论值得大力宏扬,发扬光大。

 

参考文献:

1 S.温伯格  终极理论之梦 湖南科学技术出版社 2007,ISBN978-7-5357-3688-8

史蒂芬·霍金 大设计· 湖南科学技术出版社 2011,  ISBN:9787535765444

3 Jeh-Tween Gong,  Super Unified Theory , US copyright TX 1–323–231,  1984
4 Tienzen (Jeh-Tween) Gong,Truth, Faith, and Life , Adams Press, Chicago. 1990, ISBN 0-916713-04-0

5 Tienzen (Jeh-Tween) Gong, The Divine Constitution, Adams Press, Chicago. 1991, ISBN 0-916713-05-9

6 Tienzen (Jeh-Tween) Gong,Linguistics Manifesto  ISBN 978-3-8383-9722-1,

https://tienzengong.wordpress.com/

http://www.prequark.org/Ftoe.htm

http://www.prequark.org/Gravity.htm

10 http://www.prequark.org/pq11.htm

11 http://www.prebabel.info/

12 http://www.prequark.org/Pq1.htm

13   http://www.ams02.org/

14.科学方法的正确性问题 , http://www.pptv1.com/?p=324

15.《M弦理论在它自己建立的标准下完全失败》,

http://www.pptv1.com/?p=14

16.《多元宇宙已经崩塌》, http://www.pptv1.com/?p=83

17.http://news.berkeley.edu/2016/06/02/universe-expanding-faster-than-expected/

18.https://medium.com/@Tienzen/quantum-gravity-mystery-no-more-1d1bf39ad255#.r27qw9g1t

19.Ethan Siegel, Contributor to Science #WhoaScience JUL 21, 2016

Dark Matter May Be Completely Invisible, Concludes World’s Most Sensitive Search

http://www.forbes.com/sites/startswithabang/2016/07/21/dark-matter-may-be-completely-invisible-concludes-worlds-most-sensitive-search/#4cc724325b60

 

神奇的宇宙 统一的宇宙

本网站纯粹是学术研究和讨论目的之网站,不牵涉任何政治主张,不谈论任何与学术无关的内容!

本网站的主旨是探索宇宙奥秘,建立宇宙模型,描述宇宙万物。

完全是基于学术探讨,形成学术理论!

首先,需要创新,对物理学的创新! 于是有了《创新物理学》!

其次,各学科有着共同的问题,于是发现: 物理学、数学、生命科学、智能科学、语言学,有着共同的基础和通用原理,它们拓扑结构同构。于是有了《跨界物理学》。

最后,所有的学说和理论,应该找到应用场合,于是在技术层面有了《万能物理学》。

这一切皆因为有了龚天任先生开创的一个全新的统一学—–G—TOE    学术理论体系。

正是:纷争迷茫闹乾坤, 紫霞蔼蔼降祥云,正本清源求一统,天将降任劫后存。

这一切,都需要实践检验、逻辑检验、时间检验、历史检验。

在此向我的合作伙伴龚天任先生致敬!

世界,您好!

这是第一篇文章。

思考,思考,再思考!宇宙是否是一个可以理解、可以认识、可以描述的宇宙?宇宙是否是一个统一的宇宙?

尝试,尝试,再尝试!是否有一个全面、正确、一致、完备、统一的理论?  如何发展一个统一的宇宙理论?

于是,我们有了答案!

然后开始写作吧!

The Unified Universe,The Unified Theory!