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<![CDATA[zjins的个人主页]]> http://zjins.blog.163.com zh-CN Thu, 3 Jul 2008 19:34:41 +0800 Thu, 3 Jul 2008 19:34:41 +0800 http://blogs.law.harvard.edu/tech/rss 120 <![CDATA[zjins的个人主页]]> http://zjins.blog.163.com/style/common/user_default.gif http://zjins.blog.163.com <![CDATA[石正金:光速不变假设错在哪里]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/677082220085654530769 引理：在自由真空，当某平面单色辐射波与某观察者（或其辐射源）之间的相对移动（传播）速度恒为光速c时，则在该观察者看来（或对其辐射源而言）该辐射波不会有频移变化发生。
证：因该平面单色辐射是周期能量波，设其波长为λ[注]，由于真空中辐射波速为c，则易知该辐射波的波动传播周期为λ/c。另一方面，考虑该辐射波主体（波前）以波动形式移向某观察者并开始被观察者接收，由于二者相对移动速度恒为c，则显然，辐射波中一段长度为λ的完整周期波段所需的接收时间为λ/c，由于在λ/c时间里观察者接收到该辐射的一个完整周期波段，故可称观察者对该辐射波的接收周期为λ/c。不难看出，该辐射的波动传播周期与其接收周期完全相等。故在该观察者看来，该辐射波没有频移变化发生。同理可证，当引理条件满足时，对辐射源而言，其辐射波亦无频移变化发生。
推论：在自由真空，当某平面单色辐射波与其辐射源和某观察者之间的相对移动（传播）速度同时恒为光速c时，则在该观察者看来该辐射源不会发生多普勒频移变化。
以此引理及推论为基础，我们完成如下证明：在自由真空，假设某平面单色辐射源固定在惯性坐标系A的原点并朝某方向发出平面单色辐射，现假设在该辐射传播方向上的某一点有一物（某观察者）相对于该辐射源以匀速v移动，显然该物本身亦为一惯性系(二者均可视为传播线方向上的一维惯性系)，不妨称之为惯性系B且考虑该物处于B的坐标原点。按照狭义相对论光速不变假设，与惯性坐标系之间相对移动速度v的大小和方向无关，该辐射波（前）相对于其辐射源（即惯性系A的坐标原点）和该物（即惯性系B的坐标原点）的相对移动（传播）速度均恒为光速 c。根据引理及推论可知，该观察者在上述任一移动情形均不会观察到该辐射源有多普勒频移现象发生，这显然与实验和观察事实不符，故狭义相对论光速不变假设不能成立。证毕。

[注]：有人对该证明提出异议，认为问题出在“设其波长为λ”上，因为按照相对论的逻辑思想，不同惯性系所观测到该平面单色辐射波的波长是不同的。
这个异议从逻辑和理论上看确实很有道理，如此说来，该证明对否证相对论光速不变假设无效。
但请注意，让我们按观测事实而非“逻辑思想”来说话。重点关注该证明中“设其波长为λ”到底是设想还是事实。

考虑一束平面单色光,注意它是某一客观主体,它在自由真空传播时(期间),它的波长到底是变还是不变?
选取几个与辐射源距离不同但在同一观测直线上保持相对静止的观测点，事实是，这些观测点均观测到同一不变的波长。这一事实足以表明：在自由真空传播期间，某平面单色光波的波长恒保持不变，否则，就解释不了上述观测事实。既然“设其波长为λ”是观测事实而非设想，那就尊重事实，相对论的所谓逻辑思想也只能靠边站。
所以：不是证明者认为（假设）光的波长不变,而是铁的事实表明:在自由真空传播期间平面单色光的波长一定保持不变。
证明者是在用事实推翻相对论的光速不变空设。
]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/677082220085654530769 0 http://zjins.blog.163.com/blog/static/677082220085654530769 Fri, 6 Jun 2008 17:45:30 +0800 2008-06-06T17:45:30+08:00 <![CDATA[为什么说运动时钟试验不能证明相对论]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/67708222006530733150

取两个惯性系坐标轴及原点完全重合且对钟清零。然后两惯性系原点沿X轴方向相对匀速相离，考虑固结于两惯性系原点处的随动全同时钟亦同时开始计时，请问相对论者：

1）两惯性系原点处的随动全同时钟在相离后的任一位置（或任一时刻）各自有几个显时结果？（答一个者进入下问，答两个（或多个）者请给出令人信服的事实或理由）

2）如果各自只有一个显时结果，那么两钟的显时结果是相同还是不同？（假设某人通过等长有线电缆（或光缆）可对两时钟读数同时进行监读，且不考虑误差因素。答相同者实际是支持经典时空观——简单、自然且无矛盾，答不同者有可能在相信相对时空观，应该给出能自圆其说的、无矛盾的理由——结果为什么不同、谁大谁小）

3）如果各自只有一个显时结果，那么它们各自的显时结果到底是指本惯性系的“静止观察时间”还是指另一个惯性系所要求的“洛伦兹变换时间”？理由何在？

4）如果各自只有一个显时结果，怎么才能通过该时钟实现对两个（甚至多个）洛伦兹变换时间的客观检验或验证？

5）如果考虑两个以上的惯性系，则上述问题和矛盾更突出。

6）如果相对论者对上述几条不能明确回答，则所有的试图证明相对时空的运动时钟试验都不过是在自欺欺人。

]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/67708222006530733150 1 http://zjins.blog.163.com/blog/static/67708222006530733150 Fri, 30 Jun 2006 19:33:15 +0800 2006-06-30T19:33:15+08:00 <![CDATA[号外，百年相对论该倒台了！]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/67708222006530245160 ctbgz途穷匕见，只会骂街了。]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/67708222006530245160 0 http://zjins.blog.163.com/blog/static/67708222006530245160 Fri, 30 Jun 2006 14:45:16 +0800 2006-06-30T14:45:16+08:00 <![CDATA[石正金:光速不变假设错在哪里]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/6770822200612475480

石正金:光速不变假设错在哪里

　　内容摘要：光辐射的多普勒频移事实可决定性地证伪光速不变假设，光速不变假设对矢量求和（速度合成）法则的违反从来就没有让人信服过，迈克尔逊-莫雷实验结果根本谈不上对光速不变之说提供验证且该实验牵涉的疑难至今仍值得探讨，抛弃爱因斯坦的光速不变假设并推倒狭义相对论是物理学的当务之急。

　　引理：在自由真空，当某平面单色辐射波列与某观察者（或其辐射源）之间的相对移动（传播）速度恒为光速c时，则在该观察者看来（或对其辐射源而言）该辐射波不会有频移变化发生。

　　证：客观而言，在自由真空传播期间的某平面单色辐射波列是独立自主性周期能量波——它本质上不依赖于观察者是否存在，不妨设其客观波长为λ，由于真空中辐射波速为c，则易知该辐射波的波动传播周期为λ/c。另一方面，考虑该辐射波主体以波动形式移向某观察者并开始被观察者接收，由于二者相对移动速度恒为c，则显然，辐射波列中一段长度为λ的完整周期波段所需的接收时间为λ/c，由于在λ/c时间里观察者接收到该辐射波列的一个完整周期波段，故可称观察者对该辐射波的接收周期为λ/c。不难看出，该辐射的波动传播周期与其接收周期完全相等。故在该观察者看来，该辐射波没有频移变化发生。同理可证，当引理条件满足时，对辐射源而言，其辐射波亦无频移变化发生。

　　推论：在自由真空，当某平面单色辐射波列与其辐射源和某观察者之间的相对移动（传播）速度均恒为光速c时，则在该观察者看来该辐射源不会发生多普勒频移变化。

　　以此引理及推论为基础，我们完成如下证明：在自由真空，假设某平面单色辐射源固定在惯性坐标A的原点并朝某方向发出辐射波列，现假设在该辐射波列传播方向上的某一点有一物（观察者）相对于该辐射源以匀速v移动，显然该物本身亦为一惯性系(二者均可视为传播线方向上的一维惯性系)，不妨称之为惯性系B且考虑该物处于B的坐标原点。按照狭义相对论光速不变假设——与惯性坐标系间相对匀速移动速度v的大小和方向无关，该辐射波列相对于其辐射源（即惯性系A的坐标原点）和该物（即惯性系B的坐标原点）的移动（传播）速度均恒为光速c。根据引理及推论可知，该物在上述任一移动情形均不会观察到该辐射源有多普勒频移现象发生，这显然与实验和观察事实不符，故狭义相对论光速不变假设在事实上不能成立。证毕。

　　总之，光速不变假设无法回避其语言性描述所展现的物理意义和物理图象，也无法阻止人们对其作几何图象化直观理解。这样理解的结果是：移动观察者绝不可能观察到任何多普勒频移现象发生。

　　注1：狭义相对论所论之光速不变显然包括平面单色光，为简单和理解方便起见，本证明中所言辐射波列为平面单色光波，所言某辐射源亦为平面单色光源。实际实验验证时可用电磁波做辐射源。

　　注2：由于爱因斯坦“光速不变”假设可视为有明确具体几何图象的事实性描述，故可以作为本论证的前提条件，另外，在自由真空独立自主传播的平面单色光波是周期性的，它在传播期间有某一客观不变的周期和波长，这与是否有观察者存在并无关系，故设定其波长为λ是严格的客观事实，此处没有扯进“相对时空”并由此导致“观察结果不同”的余地。

　　注3：相对主义者会争辩说：光速不变假设其实是一个数学性符号假设而不是一个有物理图象意义的、可事实验证性的假设。其结果必然是：“光速不变”与“相对时空”之间变成数学性循环依赖和循环论证，这就暴露了相对论脱离和逃避客观物理事实检验而热衷于“唯心数学拼凑”的虚妄本质。

　　来源（本次转发时有修改）：

　　http://www.xdlbj.com/show.asp?id=935

]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/6770822200612475480 1 http://zjins.blog.163.com/blog/static/6770822200612475480 Fri, 24 Feb 2006 19:05:48 +0800 2006-02-27T14:00:43+08:00 <![CDATA[号外，百年相对论该倒台了！]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/67708222006151126250 　　石正金：“光在真空中的传播速度为c”含义初探

　　[石正金2005年9月23日，阅读人数389人]

　　在没有以太媒质或绝对静止空间参照系的情况下，“光在真空中的传播速度为c”成了一句极其模糊甚至无根之源的话。谈速度必为相对，这是物理学万古不变的最基本道理，但现在，光一方面在真空中传播，另一方面由于相对论的原因，一切看不见、摸不着的参照系是不存在的（或说绝对运动不可测），于是爱因斯坦干脆走极端，索性设定“光相对所有惯性参照系的传播速度均恒为c”，由于这一设定与人类的基本理解常识、多普勒频移实验事实和数学上的矢量合成法则直接矛盾，所以“时空变易”成为爱因斯坦的“唯一选择和伟大创造”，这就是在地球人眼里“神乎其神”的相对论，它以颠覆物理学根基概念和改变物理学游戏规则出名，它以没有什么人真懂它但维护和崇拜者众多而享誉二十世纪物理学。

　　惯性系之间本来就在作相对运动，而光传播也不例外，也是相对于惯性系的相对传播速度，设定所有惯性系中单程相对移动光速不变，无论从物理事实和图象看，还是从欧氏空间普遍遵循的矢量求和法则看，都是令人无法理解和接受的。正是因为这种无法理解性，给相对论蒙上神秘色彩，正是因为相对论被蒙上神秘色彩，所以宗教般的造神运动得以征服无数的信众。

　　尽管物理学事实和欧氏空间的数学法则是不接纳相对论的，但单从纯数学变换和推导的角度看，爱因斯坦认为“光速不变”是“时空变易”带来（或引起）的，那种表面的难理解或与“矢量求和”法则的抵触是可以消除的。于是人们看到：没有“光速不变”，“时空变易”不知从何谈起，反过来，没有“时空变易”预设（预想、预定），“光速不变”也无法理解和无处生根！在“光速不变”与“时空变易”之间其实是一种互为因果的恶性循环逻辑，根本没有更独立的事实或逻辑基础，同时由于循环逻辑的欺骗性和诡辩性，导致相对论难于简单被证伪。一般人用事实和道理来质疑相对论，相对主义者不但不接受，还以“不懂相对论”的大帽子相扣，或说“那是牛顿观念”，于是乎继续在相对论的循环逻辑中自我得意和陶醉。甚至有人认为“光速不变”是相对论的理论前提假设，不需要什么直接事实验证。但别忘记，光速是可测量值也是“时间、空间”概念的明确导出量，且“光速不变”是一个明确的物理陈述，为什么可以逃避事实验证？

　　从上面的讨论中不难看出，除了相对性原理外，狭义相对论的另一条理论前提的真正准确陈述应该是：惯性系时空变易且以同时满足惯性系相对速度v和不变光速c值而发生变易。这样一条假设，是一个递进式的、带有多重要求的生硬武断的假设，其中，光速值在爱因斯坦的“造相对论运动”中已脱离了它原本的物理含义而不过是一个数学符号。这也是令许多相对主义者得意的地方，他们认为“光速变不变”无所谓，也根本不用（或无法）实验验证，它在相对论中不过是一个数学定义值而已。

　　至此，明眼人一看就知道，爱因斯坦这样做的目的是为了得到（或从数学上拼凑出）洛伦兹变换式，而根本无法让人们接受或相信它的那个递进式的强行设定有什么物理意义或在物理实质上站得住脚。用平权惯性系相对速度v和绝对光速值c来制约或导出“时空变易”，说白了就是在玩数学而不是在谈物理，物理学在这场数学游戏的玩弄中可以说尊严丧尽！这就是坚持客观物理实在论和动力本质作用论的人坚决拒斥和反对相对论的原因，也是越来越多的人反对爱因斯坦用数学游戏物理学的原因。

　　回到主题，正是因为“光在真空中的传播速度为c”意义不明或表述不清，大相对主义者爱因斯坦才钻了漏洞和空子，物理学才染病甚至蒙羞百年。所以，本文试图以理性的方式说清楚“光在真空中的传播速度为c”到底是什么含义，以彻底斩断相对主义赖以滋生的土壤和温床，还物理学以本来面目！

　　人们普遍认为和接受在自由真空中光以波的形式传播。相对论以前是“媒质型”模式，相对论以后是“感生型”模式。不管是“媒质型”还是“感生型”，由固有光波速度决定的光波动传播速度（或能量、信号传递速度）为c，这是光速恒定性（或某种不变性）的根基和来源，也是人们普遍认同和接受的东西。以太如果存在，那光或光波速度相对于什么就不用争论了，“以太观”被抛弃后，爱因斯坦坚持说绝对运动不可测，绝对参照系不存在，问题就出来了。爱因斯坦打倒了一个绝对优越参照系，无数个魔鬼般的平权参照系的幽灵出现了，“光速为c”也失去了参照对象和依托，成了一个说不清道不明的“在物理学中流浪了一个世纪”的恒量和参数，这也是相对主义侵蚀物理学的开始。

　　“光在真空中的传播速度为c”的意义真的说不清吗？在以太情形，这个问题不成其为问题，所以这里重点谈一谈非以太情形。

　　为了说清这个问题，先不妨来看另一个问题，即地球自转问题。要问的问题是，地球自转是什么意思？它到底绕什么在自转？我们说，地球在绕它的数学自转轴在自转。这里，地球显然并没有绕一个什么看得见、摸得着的、可物化的东西在自转，而是绕一个抽象不转动的数学轴在转，如果没有这个数学轴概念，我们就说不清地球的自转。这个事例启示我们，物理学在某些情况下必须借助数学概念！

　　再来看“光在真空中的传播速度为c”的陈述，这个光速是相对于什么？以太和绝对静止参照系被爱因斯坦抛弃后，这个问题从来就没有好好讨论过也根本没有交代清楚！爱因斯坦趁混水摸鱼，强行设定和推销他自己想当然的“光速不变”，相对主义由此生根。

　　拿一束平面单色光来说，我们知道它在真空中传播时沿直线传播，或说它沿“其传播线”传播，即使按爱因斯坦的想法——以太和绝对静止参照系不存在，我们也不能否认“光的传播线”这个数学概念的存在，而借助于“光的传播线”，我们可以说：“光或光波相对于其静止不动的数学传播线或相对于其传播线上的不动数学点而言”其传播速度为c！

　　相对论所表达的那种光速不变在物理意义和图象上是非理性和非事实的，也是无法令人满意和接受的。不管以太是否存在，都不允许大相对主义者爱因斯坦对光速c作那样的曲解和利用，这种曲解和利用已经把物理学深深地引入歧途和黑暗。

　　参考文献：

　　石正金：读陈其翔教授的文章http://www.xdlbj.com/show.asp?id=1100

　　孟庆勇：谈光速的变与不变http://www.xdlbj.com/show.asp?id=1471

　　来源：[北京联谊]网站http://www.xdlbj.com/show.asp?id=1537]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/67708222006151126250 0 http://zjins.blog.163.com/blog/static/67708222006151126250 Sun, 5 Feb 2006 11:26:25 +0800 2006-02-05T11:26:25+08:00 <![CDATA[“牛顿定律的波动项”和“临界波粒协变”]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/6770822200601694350

石正金：“牛顿定律的波动项”和“临界波粒协变”

量子辐射到达临界点后，牛顿定律中的粒子项为零，波动项开始起作用和有意义，表达式如下：

F=cdm/dt

虽然我们在《量子辐射的力学原理》（一）[1]中已通过上面的式子逻辑地得到了量子弦的动力学方程。但仍有不少人对质量参与微分不解。其实，dm的准确含义是指微分质元，正是dm的出现，不但赋予“波动力学方程”以明确意义，而且使“波粒协变”图象和过程更加具体明确。现讨论如下：

已知F=cdm/dt，其中F以及c均为常量，考虑临界点后量子的“波粒协变”过程也就是临界量子的“移质过程”（可以想象一下“一团棉花纺成线”或“一个蚕茧抽成丝”），移质力为F，移质速度为c，假设临界量子花了T_x时间完成“移质过程”或“波粒协变”过程，其“移质”质量为m_h，现对上式进行定积分（移质质量从0到m_h——量子弦质量从0到m_h，移质时间从0到T_x——“波粒协变”时间为T_x），有：

FT_x=m_hc

由于F=m_hc/T_h

即得T_x=T_h

也就是说，临界量子确实是花了与量子加速同样的T_h时间完成“移质过程”或“波粒协变”过程的，“移质距离”或“协变量子弦长度”为cT_h，与动力学方程F=ρc²以及ρ=m_h/cT_h结果完全一致。

量子弦产生后，就有了弹性势能（量子弦与量子质点之间必然有势能差），例如，可考虑某量子弦被某理想源吸收，必有量子弦变为量子质点（势能释放）和动量子变为静量子（动能释放），其总能量值就是m_hc²（由量子弦的平衡张力F=m_hc/T_h和平衡长度s_h=cT_h不难得到其弹性势能值为m_hc²/2，另外，量子弦在传播运动方向的平动动能值亦为m_hc²/2）。所以，临界点后辐射量子弦的能量不简单等于临界量子的动能值并不奇怪。与模糊不清、不知所云的爱因斯坦质能相当关系式相比，临界量子及其之后辐射量子弦的能量表达式ε_h=m_hc²才是有明确物理意义的东西，且为原子能实验所直接证实。

总之，“牛顿定律的波动项”不但支配着临界量子的“波粒协变”过程和细节，而且也是临界点后协变量子弦“动力学波动方程”的严格逻辑基础。原子能实验不过严格证明了牛顿理论的无比正确性。牛顿定律无可争议地必将成为包括微观世界在内的整个物质世界的逻辑和理论基础，在她出现三百多年后，在她含冤蒙尘一百年后，她终于在世界的东方抬起高贵的头并再显神威，为人类最终认识“光世界”推开了一扇厚重的大门。[2][3][4]

参考文献：

[1] http://www.xdlbj.com/show.asp?id=1683

[2]注：由于文档显示原因，一些上下标无法显示。文中的字母x、h为下标，c²中的2为上标（意为光速c的平方）。

[3] http://bbs.tech.163.com/tech23/75,0,50,0,40,39.html

[4] http://www.xdlbj.com/bbs/dispbbs.asp?boardID=8&RootID=59145&ID=59145&page=1

]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/6770822200601694350 0 http://zjins.blog.163.com/blog/static/6770822200601694350 Mon, 16 Jan 2006 09:43:05 +0800 2006-01-16T09:43:05+08:00 <![CDATA[《量子辐射的力学原理》（一）]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/6770822200607113400

量子辐射的力学原理（一）

石正金

内容摘要：本文以经典力学概念、理论和时空观为基础，结合二十世纪量子观念和思想，大胆地运用牛顿力学来处理光微粒流，巧妙地将量子观念纳入经典力学框架，从而给出了光辐射的一套经典力学模型和理论描述。问题的起因是，光到底是如何从辐射源开始辐（发）射并达到恒速在自由真空中传播的？即光从辐射源开始出发到恒速传播有怎样一个物理力学过程（现有的光辐射理论其实都没有回答这个问题）？这追根求源的一问导致了作者对光辐射问题的动力学探求，在引进理想辐射源、量子辐射力、标准能量子、量子加速、临界点、临界波粒协变等核心概念的基础上，本文建立了一组数理方程，进而得出了光辐射的动力学过程和运动图像，其质、能、力过程一目了然，其波粒运动特征简单明确。在本文看来，光量子辐射和电磁波辐射虽在很多情况下共生混存于普通物质世界并相互关联，但它们二者却是不同形式和内容层次的东西，必须加以明确区分。同时，本文从更深刻角度阐明了能量量子化的实质，探讨了普朗克常数的某种渊源和意义，讨论了波粒二象性和量子力学基础，并以一种全新的视角和确切的物理意义给出了能量量子化的质能关系式。

质能相当关系式源于二十世纪初由爱因斯坦提出的一种以维持不同参照系光速不变为前提的涉及坐标变换的运动学理论，但本文却是在深度打破光速不变限制的情况下，以光从辐射源开始出发应有加速发生为突破口（这里对光速不变的突破已从不同参照系深入到同一参照系并在匀速中引进变速），用牛顿力学处理光量子辐射（狭义相对论一直认为牛顿力学在处理高速运动物体时失效，更不用说牛顿力学能处理光辐射）问题而从动力学角度得到质能关系式的。不难看出，本文的立论从一开始就与狭义相对论完全不相容，作者站在经典牛顿力学的角度对狭义相对论提出了全方位的质疑和挑战！经典力学在这里被大胆和建设性地推向光辐射领域，许多问题包括波粒二象性、光的横向多普勒效应以及高速运动物体偏离牛顿第二定律这些以前在经典力学中未解决好的问题也将迎刃而解。一个在光量子辐射这一基础层次上严格满足经典因果率的自然图景被呈现在读者眼前，量子力学和测不准原理也值得我们进一步深思。

“力”的概念被引进并用来讨论光辐射，这是先前的光辐射理论所没有的。“量子辐射力”（或称温差作用力）是本文给出的一个定量而核心的概念，它在宇宙中表征有质有温物体间某种普遍存在的起分离作用的排斥力（对辐射源中心而言则表现为反方向的向心压力）。本文表明，量子辐射力与辐射源的热力学温标之间存在着深刻关联，对运动辐射源而言，量子辐射力还与源的运动速度有关。随着对运动辐射源问题的深入讨论，本文还发现，即便没有任何外力，在自由真空中运动的物体本身在运动方向将不可避免地产生辐射阻尼力（即在运动方向和运动反方向间存在辐射力差），在低速情形这种力差完全可以忽略不计，但在高速情形这种力差是极显著的，这将使人们意识到牛顿第一定律可能存在着相对性和局限性，并对加速器中高速运动粒子的所谓质量增大现象作出全新的理解。

摘要：本文以经典力学概念和理论为基础，结合二十世纪量子观念和思想，抛开狭义相对论的束缚，大胆地运用牛顿力学来处理光微粒流，巧妙地将量子观念纳入经典力学框架，从而给出了光辐射的一套经典力学模型和理论描述。在引进理想辐射源、量子辐射力、标准能量子、量子加速、临界状态、临界波粒协变等核心概念的基础上，本文建立了一组数理方程，进而得到了光辐射的动力学过程和运动图像，结果表明，无论是从辐射机制还是从传播过程看光辐射与电磁波辐射均不相同。另一方面，本文从更深刻角度阐明了能量量子化的实质，探讨了普朗克常数的某种来源和意义，讨论了量子力学基础。同时，本文以一种全新的视角和确切的物理意义给出了能量量子化的质能关系式。“量子辐射力”是本文给出的一个定量而核心的概念，它表征某种普遍存在的起分离作用的排斥力，本文讨论了它与源的热力学温标及源的运动速度之间的关系。

关键词：理想辐射源；标准能量子；温差热辐射；量子辐射；量子辐射力；量子加速；绝对速度；经典力学；临界状态；临界量子发（辐）射功率；能量量子化质能关系；临界波粒协变；量子弦；弦振动；正弦游动波；光量子波列；临界能量共振吸收；约化量子辐射力；多普勒效应；量子辐射阻尼力；光量子辐射场；弹性媒质；以太

引言

1900年，普朗克提出了划时代的能量量子化思想，并引进了对二十世纪物理学影响深远的普朗克常数，成功地解释了黑体辐射现象。随后，爱因斯坦于1905年提出了光量子假说，圆满地解释了光电效应现象，这在光的波动学说长期占统治地位后再次明确表明光具有粒子性的一面。

大家知道，麦克斯韦创立的电磁波理论是非常成功和完满的，它对包括电磁波的产生和接收在内的全过程都有明确的描述，并且它可被理解为某种媒质波。将这一理论延伸到光辐射领域，就是所谓光的电磁波理论，以取代原来光的“弹性以太”机械波理论。光的电磁波理论在有关光的传播和波动现象解释方面无疑非常成功，但当遇到光的产生和吸收等问题时，它却无能为力，需要借助光的量子理论。在十九世纪末，这被认为是经典物理学天空的乌云，其实在今天看来，我们也可以把问题说得更严重：也许光根本就与电磁波不是一回事！这种说法初听起来令人惊异，仔细想来倒也没有什么不好，至少它有助于我们去寻找一套统一的理论和图象而不是现在的两套理论来描述光现象，但它面临一个严重的现实问题，即大量的与光传播有关的波动现象和事实失去理论归属和解决方案，由于这一原因，光的两套理论一直持续至今。

有一个不容忽视的问题，那就是光的波动表现（甚至包括物质波现象）往往出现在光与物质作用之后，这种作用无疑会产生和伴随大量电磁波，它可视为一种衍生结果和现象，当然与电磁波理论相吻合。但这种作用过后的现象与光辐射本身是一回事吗？我们能因此断言说在自由真空中传播的光辐射本身就是电磁波吗？答案显然并不那么简单。毕竟光辐射和电磁波辐射存在很多不同之处，所以寻求不依赖于电磁理论的光辐射理论决非天方夜谭。

二十世纪注定是给经典物理学出难题的世纪，原子的有核结构被确认，但经典电磁理论并不能就原子结构的稳定性给出合理解释。先是玻尔提出了原子结构和原子光谱的半经典理论，后来德布罗意受光的波粒二象性启发，在1923年提出了物质波概念，人们开始发现一些原本被认为是粒子性的东西如原子和电子也会产生波动现象。结果，经典物理学“波就是波、粒就是粒”的决定论性因果图象被完全打乱了，波粒二象性不可避免地成为二十世纪物理学的最重要新概念，量子力学随之而诞生。人们开始习惯于用不同说法（如光的两种理论）和不确定性（如量子力学）来描述某一事物，这在经典观念看来是不可思议的。

尽管量子力学取得巨大成功，但不确定性的存在和因果律的某种丧失仍带来许多争论，争论的焦点倒不是对错问题，而是其是否完备。最具代表性的就是所谓爱因斯坦和玻尔之争，前者希望在微观领域也应存在更明确的图象和因果决定关系，统计几率或不确定性也许只是表明我们的知识不完备，并不能把它说成是事物的本性。后者则认为，同一事件依观察或测量的方法和角度不同，所取得的结果也可不同且难于纳入单一图景，所有的观察结果相互补充才构成事件完备的描述和图象，何况任何观察都无法避免对观察对象的介入和干扰，所以准确不是绝对的（这点在微观领域被放大），测不准关系成了基本的自然律，那种脱离了测量和观察的预言（想象）式的决定论是没有意义的也是不现实的。

1905年，爱因斯坦还发表了后来称之为狭义相对论的理论，该理论建立在光速不变的前提基础之上，即对所有参照系（更不用说对同一参照系）光的速率都是常数。该理论虽然牵涉到光，但并非讨论光的产生及传播，而着眼于运动学坐标变换，寻求在不同坐标系中保持光速不变要求的坐标变换形式即洛伦兹变换。在光速不变和自然定律数学形式保持不变的双重前提下，爱因斯坦发现不同坐标系应有不同的时空尺度（或称时空变易），同时运动物体的质量是质速相关的并显然与观察者所处的运动状态有关。狭义相对论的核心原本是运动学坐标变换，变换的前提和结果是完全违反经典时空观和牛顿力学初衷的，但为了得到一些有意义的结果，在引用和参考牛顿理论后，爱因斯坦作了进一步推演，并在狭义相对论模式下实现了对牛顿力学的所谓修正（即宣称牛顿力学是狭义相对论的低速近似）并得到了他著名的质能方程。

狭义相对论对经典牛顿力学以及人们的感觉常识带来的冲击是无法用语言来形容的，物理学作为精确科学其赖以生存的三个最基本量就是时间、空间和质量，但相对论因为成全光速不变却将上述几个量的客观性和标准性完全牺牲。直至1921年授予爱因斯坦诺贝尔奖时颁奖委员会还特别提到不是因为相对论，人们对相对论的抵触情绪由此可见一斑。

由于经典力学在许多问题上确实存在困难，且质能方程和质速关系以及光的横向多普勒效应等在某种意义上讲也可以说被实验所证实，所以想要恢复经典、否认相对论也并没有人们想象的那么容易。

人们对狭义相对论的怀疑和争论可以说从未停止过，并且主要表现为对错之争。有人认为光速不变的前提大有问题，有人认为相对论中的数学变换包括质能方程的得到有明显漏洞，有人认为质速相关用其它途径解释更好，也有人从相对论的推论中寻找矛盾，例如考虑到发散性的困难，相对论断言光子的静止质量必为零，但静止质量为零的光子在介质中（如水中）以小于光速传播时将出现运动质量为零因而能量也为零的结果，这显然与事实不符。挑战相对论很多时候是业余爱好者和非专业人士所为，主流科学家介入不多，在相对论存在问题这一点上现在越来越多人达成共识，甚至有人在考虑某种决定性实验，以求彻底一击。更有著者不客气地指出，狭义相对论要对理论物理学长期的沉闷和停滞局面负主要责任。逝者无过，理论物理学真的那么无辜吗？来者有责，自然的奥秘到底隐藏在哪里？

我们知道，在光量子的能量表达式中包含有波动频率这一特征量，这本身就是一件奇妙的事情，一个分立的粒性特征的东西其能量表达式直接与某种波动频率相关，这到底意味着什么？光量子波究竟是什么样一种波？与电磁波不同，为什么光量子能量与其波动的振幅并不相关呢？也许有人会说光量子波是某种类似于物质波的统计波，那么这种静止质量被界定为零的粒子从源开始在自由真空中以恒速c作波动传播的图象、方程和力学机制又是什么？凡此种种问题，一直以来并未得到很好回答。时至今日，对于光学理论而言，光量子理论和电磁场理论都是必不可少的，人们在具体应用和解释现象时往往也是取其所需，但光量子与电磁场毕竟是相当分立的理论和概念，它们二者之间的鸿沟可以说从未真正填平，即使在场早被量子化的今天（量子场论对大多数人而言还很陌生和玄虚），人们仍然还会问，光的本性和本质图象到底是什么？波粒二象性到底意味着什么？能量量子化的本质又是什么？本文试图回答这些问题。

一直以来，人们并不怀疑光在自由真空中以恒速c传播，但当我们仔细探究分立性的光微粒是如何从辐射源出发并达到恒速c传播这一过程细节时，似乎有必要引入量子辐射力和量子加速的概念，因为光微粒从辐射源开始理应有一个哪怕是十分短暂的加速（变速）过程才能达到传播速度c。否则，势必认为光微粒达到光速c没有时空细节和力学过程，即光微粒在未脱离辐射源时就一直具备固有速度c，这是本文作者所不能接受和想象的。

为了解决与光辐射相关的种种问题，并最终弄清光在自由真空中的传播以及它与电磁波的关系，也许从动力学角度追根求源探究光如何从辐射源产生不失为一个好的解决方案，正是对这一细节的切入和分析，本文通过引进一系列新概念建立了光量子辐射的力学模型和方程。随着讨论的深入和数学处理的展开，我们发现，遵循与二十世纪物理学完全不同的途径和思维模式，牛顿经典力学能在质、能和力的概念上给予光辐射现象一个完整、自洽的处理和描述，光辐射的本质和全过程将从一个新的角度得到揭示。

理想辐射源的温差热动力辐射

在实际的物质世界中，有质有温（自然也包含有能量）的物体在自由真空中具有不可避免的热辐射性质。这种自发辐射的倾向，其动力可以说来自温差，即温差是构成热辐射的根本原因。自由真空可视为绝对零度，一般有质体的温度必然高于绝对零度。特别是物体的高能核心温度往往很高，因此存在温差及由此导致的温差力（辐射力），热辐射得以发生（有关自然本性问题的讨论，请参阅作者的“真空对话”一文）。

现考虑在自由真空中有一理想辐射源因热动力或称温差力作用而辐射光微粒。所谓理想辐射源在此定义为相对于自由真空静止，温度足够高且恒定，并具有某种稳定致密结构特征的球对称独立类核匀质单色源。现注意辐射界面上某一辐射点的情况，以此点为时空参照零点。设量子辐射力为F，量子为m_h(其定义见下文)，m_h在F 作用下以此点为起点开始辐（发）射。设当t = 0 ，m_h 的速度v = 0 ，当t = T_h 时，m_h 的速度达到v = c 。v与F为同向矢量，同为m_h的辐（发）射传播方向。即m_h在F作用下有一加速过程，经过时间T_h，由初速为零加速至光速c。c称为临界速度，m_h相对于自由真空的速度（即绝对速度）达到c的状态称为临界状态（或称为临界点），T_h称为加速时间。同时引入量子化原理（假设），即在光量子辐射情形，任意辐射源上任意辐射点在某一量子辐射力作用下均辐射某种质量恒定且不可再约分的基本能量粒子m_h，m_h称为标准能量子。

根据牛顿第二定律：

F = d(mv)/dt

考虑在量子m_h加速的过程中即T_h时间内F为一恒力且m_h恒定，依条件积分得:

F = m_hc/T_h (1)

下面对方程（1）给予讨论。首先，量子化原理（即m_h的定义）约定m_h为一恒定不可约分量。从自然哲学的观点看，全同粒子（如质子、中子、电子、原子等）普遍存在的事实和想法，是定量精确科学得以成立的一个重要自然基础和前提。所以在量子辐射力学中引入一种基本能量粒子m_h，应该是可以接受的，因为它不违背我们的认识经验和自然物质表现出的规律。就物理意义而言，它提出了辐射能量子质量量子化这一比能量量子化更为基本的设定，这可以说是普朗克能量量子化思想的某种深入化和具体化，也可以说是一种更强而简洁的量子化原理（或称假设）。从数学意义上看，m_h的引入使我们能够定量地（标准地）比较和讨论不同辐射源的量子辐射。由于m_h的恒定和确切定义，方程(1)才成为一个具有明确意义的函数关系式，否则，方程（1）就只能是一个含多个变量的不定方程，难以具有明确的意义。即m_h的引入对于建立简洁的量子辐射力学方程以及量子辐射力的定量表达和讨论都是必不可少的。尽管我们暂且不知m_h取何值，但它不影响我们的继续深入讨论和处理。也可以这么说，由于m_h的引入，光辐射的量子观念开始纳入经典力学，方程(1)也从不定变得具有普遍和定量意义。

可能有人会认为设定m_h的恒定和不可约分性带有人为和任意性，甚至是违反自然真实的（如恒定的m_h与不同质量和能量的爱因斯坦光量子似乎并不相符）。问题先暂时放在一边，答案有待本文的后续讨论，作者的想法十分明确：定量科学要想对自然的认识取得进展就不得不这么做。这就有点类似于我们必须先要有米尺和秒表之类的东西，然后奥林匹克和世界记录才有意义。

在关系式(1)的导出过程中，实际上还包含着另一个前提（或假设），即在量子加速期间，量子辐射力（温差力）F为一恒力，或量子m_h经历了一匀加速过程。这显然是受力作用中较为简单的一种情形。对理想辐射源而言，这一点不存在问题，当实际辐射源的温度足够高，量子加速时间T_h足够短，且量子受到的其它作用力变化不大时，这一前提和条件也是可以得到满足的。

(1)式的经典力学渊源是显而易见的，从某种意义上来看，它就是在用牛顿定律来处理一道量子辐射的应用题。但(1)式的实质意义非同一般，它其实是试图定义一种力，即通过标准能量子m_h获得的加速力来定义辐射源的量子辐射力。在(1)中，m_h表征量子，c表征辐射，m_hc在数值上恒定，故(1)表征了量子辐射核心作用量—加速时间T_h与量子辐射力F之间的明确简单关系。或者可以这么说，我们在借助牛顿力学定律来探讨不同量子辐射力（即表示不同温标的辐射源）辐射标准能量子m_h的能力。F的大小与T_h成反比。通过方程(1)，我们给予理想辐射源的量子辐射力F一个明确的定义和唯一的表达，自此，定量力的概念开始进入光辐射现象的讨论。

对于质量大于m_h的粒子，以及其它无法被加速到临界速度的情形（包括加速期间F不能视为恒力讨论的情形），其辐射源动力过程均不在方程(1)讨论之列。或者可以这么说，能被辐射源及量子辐射力F加速至临界状态的都是质量恒定且不可再约分的标准能量子m_h。宇宙中某种普遍存在的全同不可分辨标准能量子（最基本的质能交换单位）m_h的引入，以及临界状态的确立，使得以牛顿理论为基础建立的量子辐射力学方程(1)在数理上有了明确意义。事实上，方程(1)是量子辐射加速力（温差力）的定量表达同时也是量子辐射力学的核心方程，以(1)为基础，我们将在经典力学概念和意义上对光辐射现象展开定量描述和深刻讨论。

考虑量子辐射在自由真空中的极限传播速度，所以量子的绝对速度无法超越c。到达临界状态以后，临界能量子m_h停止加速（这是由光的恒速传播事实决定和制约的），并正式脱离辐射源以恒速c在自由真空中辐射传播。依序可有另一m_h在量子辐射力F作用下开始从原辐射点加速启动，重复上述过程。由于加速时间为T_h，即每隔T_h时间有一个量子m_h达到临界状态并恒速辐射，故T_h又可称为量子发射周期。若从计数的意义上来定义ν_h为量子发射频率（即某一辐射点处单位时间内达到临界状态并辐射的m_h的个数），则ν_h= 1/T_h 。

临界状态是量子即将正式脱离辐射源前的某种瞬间状态，它是量子辐射力学所必须关注和讨论的关键状态，它被认为是量子m_h具有绝对速度c（相对于自由真空）并同时携有力的某种力学状态。

在临界点，量子的临界瞬时速度ds/dt达c，这是量子加速所达到的极限速度，并将维持此速度被辐（发）射，同时，量子的临界瞬间功率P_瞬达Fc，这也是量子加速所达到的极限功率，量子亦将维持此功率被辐（发）射。也就是说，量子辐射在其后的自由真空恒速c传播过程中（先不管临界点后的具体传播过程），既没有功率增大的迹象和理由，也不存在功率衰减的可能，只能维持临界极限功率传输。

现考虑在临界点处辐射源的量子发射功率P_发，从做功的角度看，在临界点，量子m_h速度达到c，并将以速度c被发射，由于作用在临界量子m_h上的力为F，故辐射源的临界量子发射功率P_发（或称临界点后量子辐射的携带和传输功率）为：

P_发 = Fc = m_hc²/T_h = m_hc²ν_h (2)

不难看出，P_发在数值上与标准能量子的临界瞬间功率P_瞬是相等的，但它们在概念上还是有所不同。

另一方面，从能量辐射（辐出）的角度分析，现设临界标准能量子m_h的临界能量值恒为ε_h，考虑在临界点，每经过T_h时间有一个能量达到ε_h的临界能量子m_h通过临界点并辐射，则显然，辐射源的临界能量辐射（辐出）功率P_辐为：

P_辐 = ε_h/T_h = ε_hν_h(3)

根据能量转化与守恒原理或称功能相当原理，P_发从做功的角度、P_辐从能量辐射的角度分别表述了辐射源在某辐射点处的临界量子辐（发）射功率，二者所描述的是同一事件过程，显然二者是等价的，即P_发 = P_辐，比较(2)和(3)得：

ε_h = m_hc² (4)

(4)式即为临界状态下标准能量子m_h质能所满足的关系，由于它与F及T_h的大小并无关系，所以具有普适性。(4)式构成并说明了与量子辐射过程相关的质能关系的实质。现设某辐射源在一定时间内各量子辐射点总共有n个m_h达到临界状态并辐射，则根据(4)式有：

nε_h = nm_hc²，令：

nε_h= ∆E_损， nm_h = ∆M_损，则：

∆E_损 = ∆M_损c² (5)

(5)式即为已为原子能实验所证实的质能关系式。

下面对关系式(2) 、(3)、 (4)、 (5)作进一步讨论。由关系式(2) 、(3)我们知道，辐射源的临界量子辐射功率与量子m_h的临界能量值ε_h（或m_hc²）成正比，与量子m_h的发射频率成正比，后面的有关讨论中还会用到这一结果。

(4)式作为量子辐射临界能量子m_h的能量表达式初看起来好象有疑问，如果以经典力学常规角度考虑量子辐射力F在量子加速期间对m_h所作的功A，则作功值等于临界能量子m_h的动能值，即：

A = m_hc²/2

既然临界量子的动能值为A，那为什么临界能量子的能量值ε_h却比A多出一倍，这多出的能量是什么？

量子辐射过程中的质能关系肯定不能违反，就算为了实验结果的需要，我们当然也有必要在理论上向它靠拢。关键是（4）的得出没有任何含糊的地方。为了导出（4）式，我们的着眼点在临界点和临界状态，并借用了功能相当原理。正如临界量子的后续传播速度与临界量子的临界瞬间速度可以划等号一样，临界量子的后续传输功率也是与临界量子的临界瞬间功率划等号的，二者虽然概念不一样，但取值相等，这里不存在混用问题。在临界点，临界量子被一个力维持在一个速度，它的发射功率除了力乘以速度外再也看不出别的可能，临界能量子的能量值ε_h确实比临界能量子的动能值A多出一倍，这不但不能说有什么问题，反而正是量子辐射力学存在的意义所在。

应该注意，量子辐射的临界状态是经典力学中尚未有过先例的某种力学状态。例如，同样令人疑问的还有一个力的问题，即直至临界点，量子辐射力F仍然存在，而量子m_h到达临界点和临界速度后却并不继续加速，这是牛顿质点运动定律也一时无法面对和难以回答的问题，这些疑问在本文的后续讨论中会有合理解释和深层意义。这里只需指出的是，临界状态（甚至临界点以后）是量子同时携有力和速度的一种力学状态，在临界点，由于F存在，可认为临界m_h还包含有某种辐射势能（例如地心引力使重物具有潜在势能和做功能力），对自由真空而言，临界能量子m_h的能量值或其潜在做功能力不能简单视为临界m_h的动能，即(4)式不存在疑问，它反映了临界能量子m_h的独特性，或者说它反映了m_h在自由真空中达到了某种特殊力学状态。(4)式的意义是基本和深远的，它不但是量子辐射过程中质能相当关系的定量表达式，而且也是某种能量量子化作用的核心数学表达。

至于关系式(5)，它是(4)式的自然延伸，它与狭义相对论得出的笼而统之的质能相当关系式是有根本差别的。狭义相对论告诉我们任何等量物质含有相同的能量，这在物理学上是没有意义和无法检验的。而量子辐射力学在保持经典时间、空间和质量概念及标准的前提下，以牛顿理论模式导出了在原子能中已被实验证实的质能关系式，(5)式的物理意义在于，源辐射或吸收量子时其能量变化与质量变化之比恒为c²。（5）式与爱因斯坦质能方程的差别有：

爱因斯坦质能方程是以相对论为基础得出的，它苛刻要求光速不变并以运动学变换为主，而（5）式是在突破光速不变的情况下以动力学模式导出的。

狭义相对论导致时间、空间和质量随观察者运动状态的不同而变易，并要求光子的静止质量为零。而（5）式基于严格的经典时空观，并坚持质量是物质的客观本质属性，量子的质量不存在什么动静之分，更不能为零。

爱因斯坦质能方程是一个笼统的式子，严格来讲它没有也无法被实验所证实，原子能实验只能说与爱因斯坦质能方程不矛盾，（5）式是非常具体明确的，只有量子辐射中达到临界状态及其以光速传播的量子才满足它，并直接为实验所证实。

一个严格经典概念的、动力学的、意义明确的并为实验所直接证实的（4）式或（5）式显然要远远优于爱因斯坦质能方程，人们对狭义相对论割舍不下的最重要理由将不复存在。

至此为止，我们讨论了量子辐射加速期间的粒子行为，并通过对量子辐射力的定量表达和定义以及对临界状态的力学分析，给出了源于牛顿力学并与量子辐射过程紧密相关的临界能量子的能量表达式(4)和有明确物理意义的质能关系式(5)。带着种种疑问，如为什么ε_h不等于A ? 为什么临界m_h不再继续加速？临界量子与爱因斯坦光量子的关系又是什么？下面我们将继续讨论临界状态和临界点以后的辐射过程，给出临界波粒协变方程和光传播的波动方程和图象。

如我们所知，辐射的传播过程表现为显著的波动现象。而至目前为止，我们还只看到辐射发生阶段粒子性行为的一面，光辐射真是一束微粒流吗？到达临界点以后，量子辐射过程发生了什么变化？

实验事实告诉我们，光辐射在自由真空中是以恒速c传播的，设传播方向即原F及v方向为X轴方向，并取临界点为时空参照零点，则有：

x = ct (6)

(6)式可以看作是一个实验关系式。虽然在量子发射加速瞬间光量子辐射有一个短暂的变速过程，但在实验的精度范围内，以临界点为时空参照零点并写出的(6)式，与实验结果一般不会矛盾，因为瞬间的变速并不足以影响实验得出结论说：光在辐射源和接收源间通过自由真空时作恒速c传播。(6)式对于我们理解光的传播行为是至关重要的，至少它明确告诉我们，临界点以后光在自由真空中以恒速c传播，标准能量子m_h在F作用下从源加速并未无限进行下去，临界状态是量子加速的极限和终点（如我们即将看到的，临界点也是量子辐射光波弦恒速波动的开始和起点），量子辐射在自由真空中未能超越速度c传播，这是大自然铁的事实和法则，我们无法回避这一事实，我们应该考虑灵活应用牛顿定律。在临界点处，量子辐射似乎蕴含着某种新的变化。

根据关系式(6)，在X轴传播方向，取t = T_h，则得到一对应空间量s_h，即：

s_h= cT_h (7)

即到达临界点以后，以临界点为时空参照零点，考虑经过T_h时间，量子辐射在真空中沿原方向又传播了一段s_h的距离。

结合方程式(1)和(7)并整理得：

F = m_hc/T_h = m_hc(c/s_h)

标量化得：

F = m_hc²/s_h

如果令 m_h/s_h = ρ，ρ可理解为临界点后量子m_h协变为一段平衡长度为s_h的量子弦的线密度，则得到：

F = ρc²

我们已提到过，到达临界点以后，F已不再用于m_h作为质点加速力，如果我们考虑将原量子辐射力F在大小上协变为（或定义为）临界点以后一段质量为m_h,平衡长度为s_h的量子弦的平衡张力T，原运动速度引伸为量子弦的波速c，则得到：

T = F = ρc²，即：

T/ρ = c² (8)

(8)式的出现几乎令人不可思议，因为它表达了一个典型的波速为c的线波方程。它使我们有理由设想，临界点以后临界量子 m_h实现了波粒协变(或临界真空激发伴随量子弦产生)！即临界点以后，物理学应该考虑用某种波动的语言和图象来描述光量子辐射和传播。原质点力学方程(1)协变为典型的线波波动方程(8)。法拉弟所坚信不疑的“振动的力线” 似乎已通过(8)式得以展现。从方程(1)到方程(8)，我们再次看到了牛顿力学无尚的尊严和威力，光的波粒之争也将出现新的说法。

考虑到（8）式的关键性和重要性，我们有必要在此多作一些讨论。虽然（8）式与前面的关系式（1）和（7）有一定的逻辑关联，但我们并不能说（8）式是严格数理逻辑的结果。不难看出，定义式T = F（包括临界波粒协变之说本身）带有某种观念的飞跃和创新，也就是说，（8）式既有数理逻辑的成分，也有合理定义和想象的成分，它是后面讨论量子弦和光线波的基础，到目前为止只能说它是半逻辑地得出来的。

那么，引进定义T = F有多大的合理性呢？作者认为，到达临界点后F已不再用于量子加速，它本身需要有一个新的说法和进一步的交代。再说临界量子可能已不再是刚性质点了，继续沿用粒子模式已很难继续讨论，此时考虑波动出现(或临界真空激发)是很自然的想法，不过思维必须面对一个巨大的鸿沟和跨越。当（1）和（7）的联立已把表达式推向波动边缘的时候，当物理学此时此刻也需要波动出现的时候，某种转折和突变可能真的到来，这时严格连贯的数理逻辑已无法机械式的延伸，相应的设定T = F也就自然而然被引入。对于定义式T = F，可理解为作用在一个理想弹性体上的抛射力协变为一段弹性弦的张力。结果是源于辐射源的量子辐射力换一种形式得以继续存在和传播。量子辐射及量子弦的传播包含有“力”在其中，这是先前的光辐射理论从未涉及过的。

人们不会忘记，当有形导体中的电流到达电极板而无处可流时，麦克斯韦跨出了决定性的一步，他相信伴随着每一次极性转换和电流振荡，电极板间一定同时发生着什么，他大胆定义了位移电流，进而创立了电磁波理论。虽然我们还没有明确地回答临界波粒协变为何一定要发生这样的问题，但同一件事物在运动变化中突然出现转折点和飞跃，这在自然界也是很正常的现象，关键是我们的思维必须跟上，我们的理论不能中断。事实上，随着讨论的深入我们会发现，波粒协变前后牛顿定律还是贯穿一致的，尽管临界点前后量子的存在状态和描述方程有大的飞跃，但波粒协变前后的质、能和力仍然具有连续一致性和可理解性，同时经典力学严格决定论和因果律在光量子辐射这个层次上仍然有效。

上面我们是通过一些条件设定和变换得到关系式F = ρc²，并通过引进定义式T = F得到一个有波动特征的方程（8），进而有了波粒协变之说。这总难免让人觉得有点牵强附会，或者说（8）式和波粒协变说法之间存在互为前提的循环逻辑问题。不难看出，（8）式得以成立的前提条件比较苛刻，它要求一段特殊长度的量子弦满足一个特殊的张力，即一个被定义和人为量化的量子弦才能满足波动方程（8），它不能让人满意的地方在于这中间多了一些人为设定而缺乏一般性。

变换一下讨论问题的方式，在临界点，我们干脆假设临界量子协变为一段量子弦，并一般性地取该量子弦的平衡张力和平衡长度分别为T和s，根据胡克定律，其弹性势能为ks²/2，或为Ts/2。由于传播期间量子弦质元均达极限速度故弹性力和弹性势能均不可兑现，当量子弦被某静止源吸收时，传播方向上量子弦质元的总平动动能值m_hc²/2在数值上可认为就是同方向上的弹性弦势能值Ts/2。故有：

m_hc²/2 = Ts/2

即：Ts = m_hc²

令m_h/s = ρ得：

T/ρ = c²

即临界波粒协变量子弦在满足胡克定律的前提下，其固有波速恒为c。

也就是说，临界点后协变量子弦完全可以一般地满足（8）式，一个固有波速为c的波动方程的出现并不一定要象前面所讨论的那样需要借助某些人为设定。只不过，在这里的讨论中我们不知在具体情况下T和s如何取值。

这个问题可从两个方面考虑，首先考虑量子辐射作用力的连续一致性，即在临界点，量子辐射力协变为一段量子弦的平衡张力（并最终转化为量子弦吸收时的弹性推力），也就是引进定义T=F，则不难得到：

s=s_h= cT_h

也就是说临界点后可考虑临界量子协变为一段平衡张力为F，平衡长度为cT_h的量子弦。

或者，我们考虑理想辐射源量子辐射从源上某辐射点开始在时间上的连续性和可理解性，即考虑波粒协变与量子辐射加速同步，于是可以说临界量子是用与量子加速时间T_h同样的时间完成波粒协变并产生一段量子弦的，结果量子弦长度为cT_h，不难推知该量子弦的张力为F。这两种考虑的结果是互通和一致的，可能暗示这两种说法同时正确有效。

以上的情况是，波动方程（8）是被一般地得出来的，但一个一般性地满足波动方程的量子弦需要进一步量化讨论。也许，我们更喜欢这种前提条件较少的具有普适性的波动方程。

更进一步，让我们不妨重新回到牛顿第二定律：

F=d(mv)/dt，全微分得：

F=mdv/dt+vdm/dt

即牛顿定律的全微分式其实是包含有两项的。在质点运动情形，第二项中dm/dt为零，我们得到F=mdv/dt，这是我们从中学起就十分熟悉的，前面处理量子加速时我们用的正是这一表达式，我们不妨将之称为牛顿定律的粒子项。

在波动情形，由于波一般具有媒质扰动和波速恒定的特征，故不妨认为第一项中dv/dt为零，我们得到F=vdm/dt，事实上，以此式为基础，我们可以很容易地导出包括线波、气体波及固体波在内的所有经典波的波动方程（其实在经典物理学中，典型波动方程的导出都是以牛顿定律为基础的），只不过这时的F不可再看做粒子加速力，而是相应波的弹性动力，同时波速也无须矢量标识。所以我们可以名符其实地把F=vdm/dt称为牛顿定律的波动项。

再来看量子辐射过程，到达临界点以后，由于物理学实验事实告诉我们光速恒定为c，考虑到dv/dt为零，粒子项自然消失，剩下波动项，根据牛顿定律全微分式我们有：

F=vdm/dt

取v=c，并考虑上式分子分母同乘以c，同时注意到ds/dt=c，我们有：

F=c²dm/ds

令dm/ds=ρ得：

F=ρc²

考虑在波动项时原量子辐射加速力F理解为相应的量子弦的弹性张力，习惯上将弦的弹性张力表示为T，故有：

T/ρ= c²

量子辐射临界波粒协变的理论根基原来就是牛顿定律！

也就是说借助于牛顿定律的波动项（临界点后粒子项为零故而自然消失），我们甚至可以逻辑地得到（8）式。可见，不论是粒子性的量子加速阶段，还是临界点后量子弦的恒速波动传播，二者均可由牛顿定律所统一支配和演绎。牛顿定律本身就包容了波和粒并支持甚至预示量子辐射过程中临界波粒协变的发生，在这里我们已无须对临界点后发生的事情作任何设定，牛顿定律自然而然告诉我们临界点后发生了什么。

有人可能争辩说，恒速不一定就是波动，例如牛顿质点匀速直线运动也被认为恒速。把光的传播理解为匀速粒子流在理论上肯定是困难的，牛顿的恒速微粒流如果可行，那光的问题早就不用人们去争论了。

（8）式作为新的演绎出发点和基础方程，其重要性不言而喻，我们对其得来的合理性和力学基础也作了相当篇幅的讨论。（8）式展示出了某种普遍存在的固有波速为c的弹性量子弦，它具有明确的质、能和力特征，如果这是自然的真实，那物理学对自然的认识将在本质上向前推进一大步。

（未完待续）

注：本文为《量子辐射的力学原理》系列论文之首篇。其内容于2005年12月22日在深圳的一次小型理论物理学术交流会上正式宣读。

本文首发网址：http://www.xdlbj.com/show.asp?id=1683

]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/6770822200607113400 6 http://zjins.blog.163.com/blog/static/6770822200607113400 Sat, 7 Jan 2006 11:34:00 +0800 2006-01-07T11:34:00+08:00 <![CDATA[《真空对话》全文（续完）]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/6770822200606101760

在已确认的物质质量层面上，这个世界的数量级差有多大？少说有十的一百次方吧，我们假设十的一百次方千克为总星系，以电子为分界线，试想在检测不到的世界里，再来个十的百次方质量级差怎么就不可能？对于十的负百次方子，电子简直就是总星系，但对于我们的检测来说，十的负百次方子几乎永远等于无，而且它所具有的性质是我们永远都难以猜透的，但有一点我们清楚，它的数量和它所占有的空间大得惊人，它可以在极低温下保持为气态或流态。能实证的世界充其量只有一半（这一半我们也是一知半解），不能实证的“细小物质”世界中还有另一半，这另一半从自然哲学的角度看也是很实在的，但已很难进入实证范围，很多时候我们容易误以为它就是空和无。对于宇宙中的这另一半世界，我们拿不出合适的工具去认识（探测）它，所以它总是显得虚无缥缈，但我们必须从心底里时刻认同它。形象地说，这些“细小物质”物各有主、分层分级地构成了我们所说的微观粒子的生存环境或“大气”。平静的水面有时也起浪花，“细小物质”的浪花物理学已实在觉察到了，所以量子力学发现了微观世界的不确定性表现。想象一下，由十的负百次方子（或笼统称真空子）组成的空间区域其物质密度多大？它作为媒质会有怎样的波动行为和表现？

新物理学的一个重大领域就是空间动力学或真空学，在目前看来是虚无的无法实证的空间区域去大胆猜测、构建、分析、琢磨各种作用模型，包括光子类行波主动传播型和真空介质被动波动型。就象海水一样，宏观上既有鱼又有水流还有水波和扰流涡旋，微观效应更多更复杂，空间海洋里怎么可能简单！把它立体化和丰富复杂化后，很多表面的东西和现象就很容易理解了。不要用实证主义的铁锁锁住我们的思想，而要用科学的思维和逻辑去实现人类对宇宙的真切理解！

宇宙学与真空学会起到相辅相成的作用，二者都很丰富多彩，按这种思路走下去，我们对客观世界的认识和理解才能完善，当然永远没有到尽头的时候，两态虽然时时刻刻在我们身边起作用，但我们也许永远不清楚真实的两态各自是什么模样。

问：两态宇宙观是否支持宇宙在力的表现上的多样性？

答：吸引和排斥是我们所看到的最基本作用现象，最小耗能原理引伸出万物的吸引本性，而温差辐射或弱作用则代表某种分离和排斥力，二者构成某种弹性保守特征的平衡力。我们不能简单讲物体具有吸引或排斥的本性，物质结构在任何时候都是某种吸引与排斥间的动态平衡，如果我们对万物间的排斥力没有深刻的认识，那么我们也不可能完整认识吸引力。仅仅依赖吸引力，我们是不能很好地理解和说明世界的。两态宇宙观将试图从吸引和排斥的角度去理解宇宙的结构和运动，也就是说，宇宙作用力应该通过吸引和排斥来分类。引力也好，电力也好，强力也好，从吸引的角度看，它们应该有共同的渊源，我们所要回答的问题是它们为什么有不同的强度。

问：不同的作用力以及不同的作用强度难道不是一个大问题吗？

答：我知道，这是一个长期以来困惑物理学家的最基本问题，即大家谈论的力的统一问题。原则上讲，质量和大小不同的实心态球体会表现出不同的吸引力强度（同时也有不同的辐射排斥力强度），定量而言，我们应该对现有的一些吸引作用力有统一的理解。这是一个很专业的问题，我相信两态的说法，因而我也相信在力的层面上我们最终会有一个对客观世界的贯穿一致的统一理解。宇宙结构体系给人的感觉是，体系的空间范围越小，其作用力强度越大，这也是很自然的事情，如果核心力小于周边力，那现有的结构体系就无法存在和维持了。宇宙在作用力强度上好象表现为强度梯度和余力特征，如化学力（电磁力）是核力的余力，色散力是化学力的余力，而所谓的万有引力是不是某种更弱的余力？不过，万有引力是一种强度虽弱但却具有累积和再造力量的力。温差辐射力则与所有形式的吸引力抗衡。但当温差力很小时（如外围空间中的星云团堆积），引力发挥作用并实现天体再造和宇宙演化和运动循环。

大自然本身不会出错，出错的往往是我们的理解和我们的观念。自然的结构不支持我们在现有观念下将作用力强度简单统一起来的想法，或者至少，我们应重新审视质量、实心态球体存在半径和空间等概念，特别是物理空间的性质或称现实空间的均匀性问题，原子空间中的一段距离与太阳系外层空间中的一段距离是力学性能相同的东西吗？当我们谈论这两个体系中作用力强度不同时，我们是否考虑过二者所包含的场空间不能简单通过距离量来作比较？或者说它们二者就是力学性质不同因而不可简单相比的东西，而我们却试图用一个简单的距离量来统一地度量和比较它们。我们也可以这样理解，不同的辐射场维持着不同的结构和空间，所以，不同的结构体系中有不同的辐射场空间，其维持结构和产生运动的力学性能和强度是不同的，任何结构体系都是由辐射场和引力场维持的一个动态平衡，脱离辐射排斥力，我们不能简单谈论不同结构体系的不同吸引力强度问题。即使是同一结构体系空间中的不同点，其辐射场强度或斥力强度也是不相同的。所以，仅仅依赖运动学表观现象或距离量去推演吸引力是存在疑问的，或者说，吸引力不是支配结构和运动的唯一因素。

问：按两态的说法，象“电”和“磁”这些概念在描述现实世界时就没有本源性的意义了，或者说，电磁性能的根源也能从两态那里找到。

答：原则上来讲是这样的。同性相斥、异性相吸的电学规律也许可以从它们在一定温度环境场中对辐射量子的交换趋向中找到根源，另外，微观世界普遍存在的自旋也应该会产生复杂的“力”效应。

短期而言，两态宇宙观当然会遇到许多具体问题的困惑和挑战，长远而言，两态宇宙观会使我们对世界的认识大大简洁化、条理化和一体化。当然，我们也要避免将世界过于简单化、笼统化的倾向。

我们应该相信，由两态通向现实世界不存在根本性的困难。两态的关注点是基础和本底作用领域，它与现存的、被事实证明为正确的经验科学理论和科学概念决不会有什么冲突和矛盾。随着时间的推移，东方的哲学将会不断地被证实而决不会被证伪。

在一定的层次和意义上，我们尽可以继续谈论电和磁。我们目前对世界的理解并不会因两态而带来麻烦，相反，我们尤其因此而加深了对空间和虚空态的认识（自然也同时强化了对实心态物质体系的认识），虚空态或理想真空对于我们理解世界而言，具有物理作用要素的根本性意义，这是东方哲学与牛顿空间观的根本差别。无论是“有无相生”还是“阴阳生万物”，其必将成为具有无穷生命力的最高自然观。

问：两态作用的最高产物是什么？

答：宇宙物质似乎表现为一个个共生体系，即自体系—互体系的结构特征，每一个体系既有内在的矛盾和作用，又必然有对外的交换与作用，并实质上与外部一起构成更大的体系，这一过程好象没有止境。任一有质实物在宇宙中存在或生存，就要体现自身在共生体系中的作用和价值，例如共生环境场或温度场，就是由所有的实心态物体辐射或耗能维持的，所有实心态及其质能体系都必须参与产能和耗能以及发生质能交换。正常情况下高质高耗，低质低耗，高质高能居中，低质低能趋边，由此形成某种共生保温结构和运动体系。在不得不耗散的前提下为了达到最小耗能，大自然中的实心态主体几乎进行着严格的分工与合作。

辐射现象可以说是两态作用的一个最普遍现象，它是分离能和分离力的根源，也是宇宙体系分离运动之根源，即牛顿所渴求的第一推动力源于两态温差辐射力。辐射力与最小耗能原理引伸出的引力相抗衡，同时，辐射场本身也是物质结构的最重要最基本组分。在自然界的自体系—互体系结构模式中，实体与场的交替是物质结构的基本形式。即使在我们称为实的地方，仍有99.99%以上的地方是空着的，也就是说，真正支配质能的实心态其所占体积微乎其微，它们几乎就是一些几何点，而虚空态和场也是组成物质结构的基本要素或组分。在量子辐射力学中对标准能量子（英文名为Quanton）进行了比较严格的讨论，目前看来，它应是两态作用的最普遍最基本产物。

在一定的宇宙体系中，能量在转化着，结构在渐变着，平衡在维持着，只有两态相互作用的最高产物（光辐射）能够进入该宇宙体系边缘或排出该宇宙体系，最后离开时贡献于该宇宙体系的结构运动，同时参与更大宇宙体系之间的交换和作用。

量子辐射场是宇宙两态作用的最普遍、最基本产物，也是耗散的最基本形式和过程。它以标准能量粒子或光量子波弦的形式存在，同时体现了最小耗能原理和永恒耗散法则之间的平衡。首先它的存在本身维持了一个尽可能高的有温有能空间，满足了实心态及其质能体系的最小耗能需求，同时它作为一种排斥、分离因素，本身就是实心态在虚空态中耗散的一种表现，它是构成并维持宇宙结构、推进万物运动的根本力量之一，是温差力的定量表达。

问：大自然的目的和归属是什么？

答：就整个哲学意义的宇宙而言，它是唯一的一架第一类永动机，因为我们不能想象还有另外的别的东西供给它能量，而它是自动和永动的。就我们所讨论的两态宇宙而言，它是一架理想的第二类永动机，因为它的热机效率等于1。

大自然中的万物只按其简单而深刻的本性和规律行事，并包含无穷变化、花样、关联和衍生，生生不息，是谈不上什么目的的。大自然中充满了不可逆、非线性和循环，我们也不可能讨论它的归属。我们的认识触角会不断延伸，所谓有限就是我们所能认识和界定的部分，有限之内和有限之外均为无限。面对无穷的造化，我们只能无尽地去追寻。两态宇宙观也只代表对一个很现实的宇宙的理解，整个宇宙的原因和结果是什么？也许我们不应该问这样的问题。即使问，我们大概也得不到答案。但关于宇宙，我们会知道得越来越多。

问：我们是否需要宇宙方程？

答：因为宇宙很大，不确定性很多，所以在基本问题都没有搞清楚的情况下就匆忙解宇宙方程是没有任何意义的。对于宇宙，我们所要做的是首先要有一个正确的理解和把握，然后才谈得上考虑模型和方程问题。我们如果连宇宙的对立统一本质和基本矛盾都看不清楚，那如何谈得上对宇宙统一的理解及其统一的方程？

问：如何看待地外文明？

答：我是坚信地外文明存在的那一类人。虽然地外文明目前尚未得到科学事实的证实，这需要时间。很多人都知道一句至理名言，即“世界上没有两片完全相同的叶子”。同样，我们可以说，“世界上没有一片叶子是孤儿”。世界上一定有千万片相似的叶子。地球在宇宙中不具有独一无二性和特殊地位，如果说地球是宇宙之树上的一片叶子，那我们一定相信并能找到与她类似的千万片叶子。生命的本质就是不断追寻，智慧生命也使宇宙本身具有反思和自审意义，如果没有生命和文明，那宇宙存在的意义就会大打折扣。我们也许会超越地球，飞向宇宙，我们也许做不到这一点，但无论如何，我们会竭尽全力，让生命之种流播宇宙大地，让文明之花开遍四面八方。

谨以本文纪念我的母亲

石正金

一九八一年九月构思

一九九七年六月初稿

二零零五年七月定稿

]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/6770822200606101760 0 http://zjins.blog.163.com/blog/static/6770822200606101760 Fri, 6 Jan 2006 22:17:06 +0800 2006-02-27T13:28:40+08:00 <![CDATA[《真空对话》全文（续）]]> http://zjins.blog.163.com/blog/static/6770822200606107270

《真空对话》全文（续一）

时间概念帮助我们认识并描述变化和运动，它应该且必须有一个共通、统一的标准，并在数学上表示为时间数轴。不同惯性系的时间无原因变异的说法是令人无法容忍和接受的。狭义相对论拿经不住独立开放事实推敲的、用相对时空预设作循环论证的光速不变假设来给出相对时间结论，它严重制约和扭曲了人们对客观上同时性的绝对性的理解和认同，物理学因时间概念的混乱而误入歧途且无法进步。

问：那么什么是时间箭头？

答：时间箭头反映了自然进程的某种不可逆特征，并没有什么特别神秘的地方，当我们对自然进程的曲线在某一点进行微分时，得到的切线就是看上去时间可逆的简单规律，二者并没有什么矛盾。渐变和不可逆是永恒和绝对的，所谓的时间可逆和简单规律是相对的，决不可无限外推和绝对化。太阳每日东升西落，年复一年，这就是某种简单规律，即某种时间进程中的稳定性和规律性。但我们没有好的理由相信这一规律会永恒，今天的太阳一去不复返，一切的一切都在时间里发生着渐变。没有一个人返老还童，在这一点上时间老人的不可逆法则是绝对的，万物走着不归路，有的匆忙，有的悠慢，哪怕一个原子、一个核子或一个电子，它们也时时刻刻运动着、参与着、变异着和平衡着。说它们不变是因为它们变化极微，说它们不变是因为它们尚未突变、变得不知不觉。没有两片完全相同的叶子，同一片叶子在不同时刻也不相同，这就是造物主铁的法则，这就是时间老人的最高宣言。树叶如此，人如此，地球如此，太阳如此，原子、电子莫不如此。但话说回来，正常情况下一个人一天的变化是很小的，同样，在一定条件下，千百万年对于太阳或对于质子的寿命而言也是短暂的，正是在这种意义上，我们说自然之物又是那样稳恒，自然规律又是那样明确无误，永恒的渐变中包含着稳恒和规律，在永恒的变中，t不可逆，在相对稳恒的规律中，t好象又具有可逆特征。即严格的演化时间不可逆，所谓时间可以反演的规律都是相对的、有一定条件和时空范围的，即所谓的运动学时间，但它决不可随意无限外推。

例如一个人的一生，其演化时间是有方向和箭头的，但从中截取某段时间如青壮年期的某一年，在这一年里，这个人身体结构基本稳定，吃饭、睡觉、干工作都很稳定有规律，这一切可以建立一些带时间的函数关系，在这一年的范围内，函数关系和方程规律精确有效，时间无论是顺推还是逆推所得结果均成立，但这种稳定和规律是暂时的、相对的、有条件的，如果以此无原则前推或后推就会出现荒唐结论。从演化的大方向上来看时间，它是有箭头的不可逆过程。而在这总过程中的某一时段，其运动学规律中的时间又可看作没有方向性，运动学时间之所以显得可逆是因为世界万物一般不是瞬息万变的，演化时间很长，其中截取相对稳恒的一个时段，建立有规律的运动学方程是可能的也是有意义的。在这方程中，允许时间可逆，这种可逆的有效性其实是以数学上的理想化、近似化为基础的。绝对意义上讲，万物绝无简单重复的道理，只不过在极缓慢的渐变演进过程中，某一段时间被理论和方程赋予自然之物以规律和时间可逆的稳恒性罢了，这就是演化时间或哲学时间的绝对不可逆和运动学时间或数学时间的相对可逆之间的关系。

问：我们所在的世界，存在不止一种作用力，更不用说存在着千差万别的结构、千变万化的性质以及各种各样的运动。而您给出了抽象的宇宙两种基本能态，并声称宇宙中所有的一切都能从两态得到说明，这在一方面讲，物的世界得到大大简化，毕竟两态的提法超越了具体万物，使人看到普遍和根本。另一方面讲，类似的观念好象延续几千年了，但它似乎并没有为人们对实际世界的深入认识提供什么实质性的帮助。我不知道这能否称为空想与现实的巨大差别，请问您有信心用两态来演绎宇宙吗？

答：在我十九岁的时候，我就使我自己确信宇宙应该存在两态，并为此着迷。但我很快发现，这种想法与尽人皆知的阴阳学说也没有什么差别。也就是说，关键问题不在这里，而在于我们怎样用这种观念去合情合理地说明世界，如果做不到这一点，我们今天的想法与古人的思想又有何差异呢？正因如此，我投入了我的生命，并抱定了献身的决心，我愿意尽我所能，在我称之为的两态与现存宇宙间找到通道，这应该就是我这么多年来所思所想的核心吧。

从信念上讲，我认为这一点不存在问题。现存世界尽管复杂，但那可以看作是一种表象，表象背后，应该就是简单的要素和法则（或规则）。这样的例子真是不胜枚举，例如在化学上，一百多种元素性质各异，如果算上它们的化合及分解，那真是千变万化。但在这背后，只有质子、中子和电子及其作用规则。这个例子说明，复杂背后可以有简单，简单与复杂之间存在通道。世界的真正复杂性，也许表现在它的巨大个体数量及其排列和组合上，每一个新的结构和组合，就会带来独有的、微妙的、崭新的特质和性质。而这种变化和组合又是无止境的，所以现存世界的复杂性并不难理解。又例如，在原子水平上，动物与植物没有差别；在基因的水平上，二者的差别也很小；但在现实的、外在的表象上，二者之间存在巨大的差异。所以，我们不能排除天壤之别的事物和现象间的内在联系和共同渊源，为整个宇宙找共同、基本要素也就成为很自然、也是可能的事情。

问：我应该能明白您的意思，万事万物的表象和性质是复杂的，表象和性质的背后是结构，结构的背后就是力和基本要素，从力和基本要素的层面看，世界就没有那么复杂。在简单与复杂之间寻求通道是人类理性的一个恒久而基本的愿望，也就是理解世界的愿望。不知道您走了多远？

答：我们无法低估世界的复杂性，人类认识的起点也是从表象和纷杂开始的。今天我们如果能有机会谈一点复杂背后的简单，那也是建立在无数前人对世界的认识和积累上，也相当于把零碎的认识归类和条理化吧。并不存在什么先验的宇宙总理论，对宇宙深远的认识，一定是建立在对宇宙充分的解析认识之后。我的思路是这样的，还是拿数学中的基本数0和1来说吧，我们随便取一个数例如8，如果没有任何法则和定义，我们还是无法在基本数和8之间建立联系和通道，但如果有了法则（例如我们熟悉的运算和进位法则），数8就能演绎出来，例如，我们可以把1这个数连加八次，我们也可以用1加1得到2，然后通过意义明确的乘法来由2得到数8，等等。在表示上，数8也能用0和1及二进制无歧义地表示出来，也就是说，没有数8，我们也能工作，真的有那些需要用数8来描述的事物和场合，用0和1也能做到，这样一来，我们就能理解为什么说8之类的数不能算作基本数。从这种意义上讲，宇宙也需要一些基本要素，在我这里就是两种单纯的基本能态，另外还需要一些定义、原理、法则甚至游戏规则之类的东西。

问：请问宇宙两态是如何相互作用、创生万物的？

答：物质是一个很笼统的概念，简而言之就是我们所面临和感知的一个个占有空间的质能体系，两态是从物中抽象出来的，反过来，两态的作用和复合形成万物。

从定义上我们已经看到，两态之间存在着永恒的温差，因此它们之间存在无穷无尽的作用。温差作用可以说是无处不在、无所不能的最高自然作用法则，这是很核心的东西，也是一个大的前提，所谓温差力创生和分化万物，就是指的这种宇宙运动原动力的重要性。请不要问“温差从何而来”之类的问题，因为在我看来，两态已经是不能再简化的前提。

问：温差作用能说明一切吗？

答：有了两态，就有了质能和空间，加上温差力，分化和创生就可以开始了，这样至少有了一个象样的开端，也能有许许多多的展开，比粉身碎骨的一次大爆炸肯定要合情合理一点。演绎的漫漫长路，虽然不容易看到尽头，虽然需要更多的通道，但至少可以说有了一个坚实的起点。为了理解两态的行为以及它们之间的相互作用，我们关于现实世界的所有知识大概都得派上用场（甚至还不够）。如果真的有过那么一个原始火球，亦即宇宙的某种原初总实心态，那我更倾向于认为它在虚空态中发生的是某种爆裂、分化和溶解式的渐变过程，并且这种过程贯穿始终，迄今仍普遍存在于宇宙变化的进程之中。现有的理论认为宇宙爆炸形成粒子汤，然后氢云收缩开始星系进程，支配收缩的力是引力，至于为什么要发生大爆炸就不得而知。总之，关于宇宙，我们还缺乏贯穿一致的、真正触及物性的深刻理论。

宇宙原始火球那种东西或实心态本身是谈不上什么更进一步的内在结构的，只是有了虚空态的参与，才衍生出结构和物性，所谓的物质结构，就是实心态在虚空态中的分化和复合。在现实世界中，不包含虚无或空间要素的结构是不存在的也是无法想象的。而决定物性的最根本事实是两态之间有不同的存在、分布和组合状态。也就是说无论是电子、核子还是太阳的最最核心处，我们只能考虑存在着大小不同、质地一致的某种纯粹单一的、均匀无结构的原初高能实心态，所谓物性的不同只是实心态的分化和组合状态不同，至于物质粒子聚集组合形成新的结构和性质，那是更进一步的衍生，也是基本物性的一种延展。也就是说，万物与场都源于两态不同层次和不同程度的作用，每一个具体物的诞生和演进运动都可以从两态那里找到根源。

问：是不是该讲一点原理或法则之类的东西？

答：肯定有一些原理和法则，两态在宇宙天地之间玩一场宇宙的游戏或下一盘生生不息的棋，也肯定有一些不成文的规矩，那么自然之物，到底有哪些共同和始终如一的本性呢？自然之作用，又遵循什么法则呢？这里提出三条，一条是最小耗能原理；另一条是永恒耗散法则；再一条就是周期循环规律。下面着重就这几个涉及自然本性的、几乎无法进一步问为什么的“游戏规则”展开来谈一谈。

所谓最小耗能原理，是指宇宙实心态及其衍生质能体系在宇宙虚空态中生存、演化和运动所遵循的一条普遍的生存原理。顾名思义，它是一个保守的原理，也可以说是一个求最大生存的原理。耗能是指实心态的广义辐射功率输出。耗能的大小由两大因素决定，一是温差即实心态或实心态体系T_表的大小，再就是耗能面积即实心态质能体系存在半径R_表的大小，当然，耗能快慢还与实心态质能体系的物质分布和结构层次有关系。具体而言，根据斯特藩-玻尔兹曼定律，单位时间内的耗能正比于R_表²T_表⁴, 故实心态有尽量降低表温或缩小耗能面积的本性和倾向。实心态的行为和性质可以说无时无处不体现最小耗能这一点。从这一点来讲，大自然是最精通经济学的大师。

我们知道，在宇宙虚空态中，实心态处于不得不耗散的境地，在这一无可奈何的前提下，实心态选择了最小耗能作为自身最根本的行为准则。大凡物质以球体存在，运动走直线，分层、分级结构化，吸引，聚集，热胀冷缩等都可以认为是由这一原理派生出来的行为和表现。例如球体，在相同体积下是所有形状中表面积最小的，具有理想的保守和最小耗能特征，又例如实心态分层、分级、结构化、暗化、膨化、轻质化和聚集成团化，又何尝不是在最小耗能原理支配下作出的某种共生共存性的理想保温措施和选择呢？

万有引力的根源大概也在这里，最小耗能原理明确告诉我们“万物有吸引、聚集“的本能和倾向。既然实心态有某种共同的渊源，那它们之间表现出某种与生俱来的天然亲和吸引力也是可以理解的，这就好象宇宙万物相互之间有无数根可被任意拉长、拉细的无形弹力绳牵联在一起，这种作用力具有即时传递性和保守特征，即它具有某种超距传递性和瞬时特征，只要起平衡作用的斥力减小，吸引力马上自然起作用并表现出来。这是一种由最小耗能原理所决定的万物求生存的亲和本性，它是生之本性，合之动力，它是某种能够用于创生、重聚、再造的根源力量。

从实心态本身来讲，随时随地它总是按其本性希望尽量吸引和收缩，甚至变为黑洞和所谓“奇点”，以便最小耗能，但这只是问题的一个方面，耗能固然与表面积的大小或R_表相关，然而决定耗能的还有温差T_表的大小，实心态体系只能在矛盾中求得平衡。事实上，对一定质量的实心态体系而言，表面积的大小和表温的高低往往是相互矛盾的，二者不可能单向一致地同时满足实心态的最小耗能，所以最小耗能原理不会支配实心态体系无限制、无条件吸引和收缩。

我们知道，收缩的结果必然同时导致表温的升高，而表温的增加又会增大耗能和扩散。从耗能表达式看，选择较低的表温更有利于最小耗能，其结果必然是实心态的分化，所以最小耗能原理除了一方面引伸出万有引力特性外，另一方面也支持万物的分化甚至一定宇宙体系的相对膨胀。

例如自由中子裂变为质子、电子和中微子的过程就可以认为是最小耗能原理所允许的。减小耗能就是增加生存时间，维持生存的最重要办法就是实心态在虚空态环境中尽量保温并降低表温，所以就有了辐射场的产生以及无穷无尽的分层分级结构化现象，辐射场从某种意义上讲也可以认为是实心态为达到最小耗能而产生的一层又一层保温环境温度场（以便构成温差梯度从而减小耗能），结构的外层就是实心态体系的一个低温外表（由轻物质或暗物质构成），尽可能低的表温可实现最小耗能（尽管此时R_表一定很大）。这一原理又称势能原理、吸引原理、保温原理或生存原理。

广义的最小耗能原理包括最小作用量原理、费马最小光程原理以及各种稳定的、低耗能态的共存（共生）结构的形成。它亦能解释诸如下落物体为何走铅直线之类的问题。这也同时回答了为什么“球、圆和直线”这些东西是宇宙万物所选择的最普遍、最根本的存在和运动形式。

问：既然如此，在最小耗能原理支配下，太阳系为什么不呈球状而是扁平状？

答：太阳系的组元都是球状体，各自满足最小耗能结构，它们构成平盘状，倒也不一定增加很多耗能。扁平体在捕获低质量实心态粒子（捕获也能理解为主动作用型最小耗能）、构成更高一级实心态共存体系理想保温屏障等方面应该有特别的作用和优势。

扁平结构与自转—公转运动模式相关联。宇宙体系有心结构由于转动的方向性而产生了不对称性和手性，例如螺旋星系结构，由于耗散质能按一定结构和方向排出，导致星系产生一定的转动方向和结构手性。弱作用中普遍存在不对称分裂，分裂及“碎片”的弹出不可能是全方位的，于是旋转运动方向和手性成为宇宙结构体系的普遍现象。具体而言就是自转和绕转问题，在宇宙体系中这二者往往相关联，一定的绕转联动一定的自转，一定的自转又决定一定的绕转。当然某些局部结构中由于偶然因素可以对这种普遍一致造成例外。

自转与绕转一经产生，就有赤道与两极的差别，能量辐射和交换作用在赤道附近强度较大，两极由于离心力小、势能大且转动带来真空负压风眼结构，故为吸纳外来实心态粒子提供理想场所。自然界的物质体系在转动轴向普遍存在特别的作用力特性，这个现象值得研究和深思。

问：何谓永恒耗散法则？

答：在两态水火不相容、势不两立的宇宙争斗和游戏中，如果仅仅只有吸引，那宇宙早就收缩成黑洞和奇点，而不会有今天的世界和人类。所幸的是，虚空态以自己的存在而制约着以实心态为主体的万物的吸引本性，并使实心态体系处于绝对耗散地位，耗散的同时也是万物及其结构产生的同时，宇宙因此有了自己无穷无尽的矛盾作用和复杂进程。

首先，无情的温差作用产生的辐射即构成某种辐射排斥力和分离动能之根源，它与吸引力相抗衡，是支配物质结构和运动的主要分离要素。两态作用的最基本表现是实心态的分化，也就是虚空态温标量和距离量的作用和参与。实心态的分化、结构化以及虚空态的能量化、场化几乎是同时发生和不可避免的。虚空态的绝对零度和至大至空为实心态的分化和耗散提供了充分必要条件。这也反映了某种力与结构的相互关系，温差是一种力，分化是一种结构化，一定的力必然产生与之相适应的结构，反过来，结构的改变也意味着力的平衡的改变，而结构则是物性（包括物体新的力学性能）的基础。可谓：宇宙力决定宇宙结构关系，宇宙结构关系反映并反作用于宇宙力。

所谓永恒耗散法则，其实质是指一定实心态体系不可避免的温差辐射和分化作用。“永”在这里的意思是无时无处、随时随地；“恒”则有不可逆、自发、自动、无条件之意。这是一条重要的游戏规则，否则，实心态就不可能产生真正有效的分化。

不可逆自发过程在热力学中已有深刻认识和讨论，在那里是通过熵增加的概念来定量表述的，它的表现形式应该是广义和多种多样的。在辐射中，可以表述为辐射能量不能无条件、自动向实心态中心倒流。例如，当物体吸收辐射能时，必然导致表温增高、动能增大、衍生辐射、分离和扩散加剧，而决不会出现无条件增加内能和质量现象。在分离和扩散中，可表述为已经实现的分离和分散不能无条件自动复原。例如，我们将一重物提升至一定高度，这就构成一种已经实现的局部分离或分散，它不能无条件还原。也许有人会说，重力会自然而然将该物吸向地球，不是实现自动还原了吗？事实上，在还原过程中将不可避免地产生动能或称分离能，进而引起其它的分离或耗散（例如引起升温和辐射增加等），所以说，已经实现的分离不可逆。在弱作用中，表现为已裂变的核子不能自动重新聚合。两核子在一定的条件下可聚合为更大的核，这似乎是已经裂变的核又聚合了，但不要忘记，聚合往往伴随着巨大的能量释放和分离，并且需要特定的条件。总体来看，在自由真空中允许发生的自发过程是裂变，所有的实心态物质体系在虚空态中都无条件地、或快或慢地作有规律的弱作用耗散，就象“抽税”般无一能幸免。而不释放能量或无条件的核聚变则不能发生。

在恒星大气层或壳层存在核聚变的条件和可能，各种元素的合成也成为事实。但我们没有必要假定恒星的核心也是氢云在发生核聚变，两态宇宙观更倾向于认为星体的核心主要是天然实心态本身，与任何一个实心态基本粒子的核心在本质上没有差别，只不过它们所包含的实心态质量大小不同，固有表温不同，其产能主体就是自然而然的核心表层弱作用或核裂变。

温差作用和分化作用支配的一系列不可逆过程是两态作用的最基本、最主要特征。不间断、无条件的耗散分化作用支配着万物的分化和衰亡，组织、结构的瓦解和消亡，包括生命个体在内的任何现成和建成事物的衰亡，功能的丧失，虚化、无序化和无效化。它同时也是次级及衍生结构和形态的创生根源。主要表现为渐变性的量变质变过程并反映出规律规则性。

总而言之，实心态要么选择巨大的温差辐射作用，要么选择巨大的空间分散，不可能选择二者同时减小的过程，亦即耗散的矛盾性和不可逆性。对任一实心态质能体系而言，在自由真空条件下，R_表减小而T_表不同时增加，或者T_表减小而R_表不同时增加的过程是禁止的。也就是说禁止实心态无条件进行质能聚集。耗散是随时随地发生的自发渐变过程，而其逆过程只能是相对的、有条件的突发过程。实心态虽倾向最小耗能但在虚空态中不得不耗散，这就是两态作用的矛盾法则，这一法则又称动能法则、排斥法则、耗散法则或衍生法则。它是与最小耗能原理相伴随并形成鲜明对比的一条普遍法则。

至于普遍成立的能量转化与守恒定律，它对映于宇宙两态之间的伟大对称。它广泛适用于实心态及其衍生质能体系发生质能交换的动态过程中。在以实心态为质能根源而虚空态为空间环境的宇宙中，各种形态的物质只能动态平衡地选择自身的存在结构和运动形式，决不能找到一个既不吸收也不辐出质能的物质体系，此即所谓万物皆流，万物恒变。也就是说在两态作用的总体进程中，具体的物只不过是被创生、被转化、被消亡的东西。吸引与排斥也只不过是一种表象，真正支配万物行为的是最小耗能原理和永恒耗散法则这些东西。

问：象动物奔跑，植物生长，基因复制还有高温高压核聚变等现象也是由最小耗能原理和永恒耗散法则支配的吗？

答：这些现象是特殊环境中有条件的、相对的衍生现象和物质作用过程，它们与自发的、无条件的基础作用过程不但不矛盾而且相关联。

我们知道，温差等于表温减去环境温度，当温差小于零时，即外界环境场温度高于实心态体系固有辐射表温时，实心态粒子发生分离热运动，外界温度转化为粒子热运动动能，外温再增加时，实心态粒子体系发生某种离解，以产生较小的粒子和较大的动能与高的外温抗衡（或相适应），或者说实心态粒子在这种特定条件下由于不“担心”（或不需要）耗能而解禁，从而可以“放开手脚”施展它的自由、能动本性。当外温再增高时，可导致实心态粒子剧烈碰撞并撕破具有强大排斥作用的辐射外表场，核心发生强聚合作用。不过，聚变时不可避免地放出极大的能量，远远超过外界场的高温维持能量，再次表明耗散不简单可逆，已经实现的分离不可能无条件、无代价地再聚在一起。核子聚合必须经过不平衡、不稳定、高能级且偏离最小耗能球体的中间态，放出巨大能量，即以较高的耗能值为代价，并产生基础耗能水平较高的新核子。所以说，核聚合是有条件的突发过程，核裂变耗散才是虚空态环境下的自发过程。这就有点类似做生意和交税，想做大可以，但代价是要付出更大的努力并交更高额的税，无条件做大的过程被禁止（或不可能）。

在最小耗能原理和永恒耗散法则支配下，如果说实心态物质体系是宇宙中具有保守特征的吝啬财主，那么虚空态就是宇宙中具有开放特征的潇洒贫民，虚空态随时随地、不可逆地且绝对有效地分配、分化实心态的质能而实心态时时刻刻与这种分化作斗争和抗衡。

在正常渐进式演化模式下，实心态物质体系的生存演化时间正比于其固有质量（乘以光速平方），反比于其辐射功率，在演化过程中，当质量渐变（可认为基本保持不变）时，根据最小耗能原理或最大生存（演化）时间原理，表面温差降到极小有利于寿命延长（尽管此时实心态体系已分化为体积巨大的空间存在形式），故实心态体系不得不选择变稀、分离结构化但总体表温较低的存在形式，由密到稀的物质创生和结构变化过程得以自然实现。

问：耗散的尽头是什么？您能回避宇宙热寂死的结局吗？

答：耗散的尽头是再生！个人作为整体生命链来看都谈不上真正意义的死，更何况宇宙！宇宙不但在局部的运动上显示出周期规律性，而且在每个层次的演化进程中也表现为周而复始、循环往复、生死轮回！最小耗能原理的延伸意义就是赋予宇宙自我创生的能力——即在巨大的灰烬中复生的能力！这当然不是什么一相情愿的幻想，而是自然法则的必然。我们没有任何证据表明宇宙�