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王省利的博客

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弦,是什么?  

2011-07-13 06:24:43|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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什么是宇宙弦? 

2011-07-04 13:27:01|  分类: 默认分类 |  标签:超自然科学   |字号大中小 订阅


近300年来的科学发展仅仅揭开了宇宙的一小块神秘面纱。在17世纪,牛顿通过一个落地的苹果发现了地球引力的存在,提出了万有引力的学说。200年后,法拉第和麦克斯韦发现电流会产生磁场,运动的磁场可以产生电流,建立了电磁体系。到了20世纪,爱因斯坦的科学研究发现并证明了空间、时间和引力紧紧结合在一起,你不能够仅仅单独拎出一项来研究。爱因斯坦毕生的梦想就是提出一个能将力学与电磁学完整协调统一在一起,并能解释物理领域的所有现象的理论。很遗憾的是,他没能完成。

什么是宇宙弦?
NASA
科学家想象中的宇宙弦

直到20世纪80年代,弦论爆炸般地登上了理论物理学的舞台,使物理学的统一不再是一个遥不可及的神话。弦论是目前最流行的理论,如果弦论真的被证明了,基本粒子和引力就能统一起来,我们知道的所有理论都能在它的理论支持下完美地被解释,并遵循所有的物理法则,人们对宇宙的认识将会更进一层。为什么会有重力,为什么电子有质量,为什么电子和质子的质量比是1:1864。人们将不再对这些问题毫无头绪。

弦论就像它的字面意思一样,它的基本观点是,所有的基本粒子其实是一种物质在不同状态下的表现,这种基本物质是:弦。这是怎么意思呢?比如说电子,这种基本粒子是没有内部构造的一个点,一个点除了移动可以产生任何现象。如果从弦论来看,微观世界里的电子并不仅仅是一个点,而是一个微小的极细的闭合弦。弦可以以不同方式震荡,就像小提琴的弦在不同的振动下会发出不同音调的声音一样,弦的不同震荡会使其表现出各种形态的粒子。当它以一种形式震荡时,表现的是电子的形态,而如果以另一种形式震荡,则表现中子的形态,或是夸克,或是其他。弦论的先锋物理学家们还认为,弦的震荡可以产生力的作用,这就使力学与量子力学统一起来。

那么宇宙弦呢?科学家们认为,宇宙弦是宇宙的遗迹,在宇宙大爆炸之初的极短瞬间形成,过程类似于“结晶”。在大爆炸的那一瞬间,宇宙空间本身变成由弦状物质组成的间断立体面。这样想象可以帮助你更好地理解,池塘的表面开始结冰,每一块冰都在不断膨胀、扩散,直到它们碰撞上其他冰块才停止,这些冰块的模样就像闭合的弦一样。宇宙弦的产生可以认为是宇宙大爆炸后宇宙空间的冷却。一些宇宙学家们认为空间也有自己的纹理,由弦或其他纹理构成,当宇宙中的物质冷却下来,就形成了星系。

但我们并不能直接看见这些弦,它们距离我们有数十亿光年。我们仅仅可以通过对宇宙微波、射线、引力辐射的精密测量,寻找证据来证明它们存在。宇宙弦也是解释宇宙射线的最好理论。

这些弦在整个宇宙中交织,比一粒原子更细,有巨大的密度(在巨大的压力之下)。这意味着它们将会对经过的任何东西产生相当大的引力,使在宇宙弦上的东西能以超速行进。因此,有人提出,将两根宇宙弦拉近到一起或将一根宇宙弦靠近黑洞,就可能将空间和时间压缩到足够的极限,从而产生封闭类时曲线,实现时间旅行。

弦论不仅吸引了大量的物理学家,还使很多数学家也痴迷不已。它开拓了数学研究的新领域,使科学家们百思不得其解的关口豁然开朗。但是,宇宙弦的理论还远远只是冰山一角,一种理论必须通过实验才能得到最后的论证,要证实它,人们还有一段相当漫长的路要走。

作者拜读这篇文章以后,有一个很大的启示,就是物理学家对于科学的执着,和不懈的努力。

作者指出的是;一个大的科学课题的突破,必须有一个正确的思维理念,严格的理论依据,严格的逻辑导正,极其正确的理论指导,和一个理论性的框架确立。正确的认识,深刻的理解和了解先哲的理论,极其先哲思想的思维定势。

作者的整体思维是;第一,物理学家企图寻求的统一力场,其目的在于揭示宇宙的起源。

                                第二,黑洞理念的提出,其目的在于探求宇宙的起源。

                               第三,弦理念的提出,企图在于统一力场。

我们不难看出,宇宙起源是科学家最终需的攻克的科学课题。这个庞大的物理学课题如何攻克?作者的思维理念是;

第一,确立指导这个科学课题的正确理论。必须明白;牛顿引力理论,不能指导这个课题的研究,和得出实质性的理论结果。

第二,明白宇宙演化的本质是;质量不变而是能量递变的物理过程。

第三,确立宇宙起源的理论框架和模式;这个工作必须完成两项大的基础性的证明工作。

1,构成宇宙现有的客体或天体,独有一定的物理联系。这种物理联系;具有如下特征;与其质量大小无关。与其空间位置无关。与其结果组成无关。与其性质无关。

2,构成宇宙现在客体或天体,他们之间是否存在一个共同的物理量作为相同的物理基因。这种物理基因,与其分子构成无关,与其运动状态无关。与其演化时间无关,与其几何形态无关。

第四,确立宇宙的概念,极其宇宙元的物理学概念。

1,宇宙-----有界客体和有界空间所构成的物理集合。作者定义为宇宙。

2,宇宙元----原始宇宙的随机描述。

第五,根据宇宙力理论,给出宇宙元场式,力式,模的物理描述。这种描述有两种;

1,光速极大原理下的描述。

2,超光速情况下的描述。

       此时,宇宙的起源将跃然纸上!.....

                             王省利                      2011.7.13.

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