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宇宙大统一原理

已有 1603 次阅读2013-10-12 01:38 |系统分类:科技教育| 中山大学, 理工大学分享到微信

宇宙大统一原理

中山大学吴锡雄华南理工大学侯衍锋

摘要：宇宙是从哪里来的？它的动力源自何处？是神的刻意安排，还是隐藏着某些不为人知的科学原理？实际上问题并不像人们想象的那样深不可测，只要注意一些直观的自然现象或者一些不为人们关注的数学常识就能使真相大白。

关键词：宇宙大统一基本力宇宙诞生宇宙粒子物质与物体

1、引言

古时中国一位末路英雄曾以“力拔山兮气盖世……”感慨自己勇冠三军、气吞河山之势。但是对于力，这个主导宇宙幻变，在我们身边无处不在的东西，竟然还没有一个确切的定义。人类至今仍不清楚力的本质是什么。爱因斯坦曾经认为宇宙是统一的，因此自然界4种基本力应该有一个统一的根源。而一般人认为，力是物体之间的相互作用，引起物体运动加速或形变。但这样的描述并没有涉及力的终极根源问题。

2、宇宙粒子

先让我们关注一个普遍而不为人们深思的问题：为什么自然界的一切物体都是由微粒组成的，而不是由不能分割的一整块组成的？换言之，自然界物体为什么都可以分割成极小的微粒？这个问题看起来好像很简单，但其实并不容易回答。这背后显然深藏着玄机：原来宇宙是一个恒径速膨胀球面。自然界的所有物体都是这个球面的一部分。在宇宙球面以宇宙原速不断膨胀的过程中，自然界物体也在不断地被拆分。当这个球面——原速球面完全张开膨胀率趋于0逼近极限时，它们亦被彻底分析，成为构成球面的质点；也就是物质被分析至不可再分割的最小粒子（如果还能分割球面就不存在极限了）。

当然，原速球面负膨胀便是反宇宙。当反宇宙收敛，它的负膨胀率亦趋于0而逼近极限时，如果它是不可分割的一整块的话，那么这一整块实体的任何一个质点就会被无数多球面经过而成为无数多球面上的质点（见《科学时代》笔者《宇宙的形状及其运动原理》一文），而不同球面的状态都不一样，这就意味着任何一个质点都同时存在无数多种速度——这明显违背常理，因此不可能存在这样的实体。

由于圆构成球面，因此真正不可分割的实体应该是构成它的任何质点只能被一个圆经过。举个例子大家就会明白：一个普通的铁块，可以想象用机器将它切割成许多大小不等的圆球。你可以用无数多种方法进行切割：如从左到右，从上到下，或者将它分解成无数小块后再切割……这就意味着它的任何质点都有可能成为无数不同大小圆上的质点，亦即意味着它的任何微小空间都有可能被无数圆所分割。

这就是人类历史上从未关注过的圆的三个重要特性之一——分割原理：任何空间都可以被无数不同大小的圆交叉分解（角的拐点为0半径圆）。

推理：圆构成一切空间。

因此，铁块不是真正的实体。如果要使实体的任何质点只能被一个圆经过的话，这个实体只能是由一个圆构成，也就是单圆粒子——任何由两个或两个以上单圆粒子构成的实体，这些粒子就会由于分属于不同的圆，导致各自的状态不同而被自然分开。单圆粒子就是上面说到的逼近极限的宇宙球面质点。它是自然界的最小粒子，本文又称之为宇宙粒子。宇宙粒子是构成宇宙最顶层不可再分割的基本粒子。

3、关于宇宙的来源

我们知道，圆周与直径之比为圆周率π，是一个无理数。但是为什么π是个无理数呢？只要注意圆与直径的实质关系就会明白：一个圆和它的直径，实际上是两个圆相交，直径便是另一个圆经过这个圆的圆心且与圆周相交的一段——只不过另一个圆为极限状态。根据膨胀球面极限原理，证明圆膨胀极限其半径亦为0。它既是点又是直线，既是圆的膨胀运动循环经历点，又是终始合一点。一个圆和它直径比就相当于它和0半径的圆比，即相当于四则运算中0作除数，没有可比性，所以π为无理数。正如昼夜变更，不存在静态00:00时一样，也不存在膨胀圆的静态极限，因而不存在静态的直线。这就意味着圆的直径只能动态存在；当然球面的直径也只能动态存在。

——从而引出圆的另外两个重要特性：

圆的特性二——循环原理：不断膨胀的圆是存在极限的。膨胀圆极限其半径为0——它既是直线又是点，是终始合一点。

推论：运动物体的任何经历点都是动态存在的。

这个推论需要举个例子来说明：用一把非常锋利的小刀将一个橡胶圈切断，显然切口处是没有橡胶的，也就是说切口处的橡胶为0。你也可以在橡胶圈的任何地方把它切断，岂不是说这个橡胶圈由0组成，没有橡胶？但橡胶圈又是实实在在存在的，说明橡胶圈上的任何点都是动态存在的，0现象只不过是时空面运动的轨迹。

圆的特性三——动态原理：圆只能动态存在，自然界没有静止的圆。

表面上自然界千姿百态，实际上点、直线、球面、平面都是圆的不同形态的表现。圆的分割原理说明圆构成了人类极尽想象中的一切，是构成包括宇宙在内任何环境唯一的“形”。因此，假如宇宙有来源的话，据此也可以得到很好的解析。宇宙是怎样形成的？它是从哪里来的？无非是说：宇宙是怎样从一个无穷大的“空间”中生出来的？但是，包括任何空间连所谓“形成宇宙的背景”也是由圆构成的，因此宇宙来源于“有形”，或者说宇宙形成于“有形”。换言之，宇宙无论来源于何种环境，连这个环境也是由圆构成的，也属于宇宙，根本不存在宇宙“以外”的东西。

或者这样说读者更容易理解：假如宇宙未诞生之前只有一个大的环境（如人们想象中的大空间），那么这个环境是由而且只能由无数圆构成。由于圆的动态性，所以这个环境也是动的。而动必然有载体，这个载体就是宇宙粒子，或者称为能量粒子。可见，环境与宇宙是不可分离的。环境本身就是宇宙。这也证明了一个真理：任何环境都是有东西的，不存在绝对真空的环境——宇宙没有绝对空间。

4、力的统一根源

什么叫做力？笔者认为：力是宇宙的动因。

宇宙是一个球面，而圆转过180º便是球面。说明宇宙本身是由无数圆构成的。根据圆的动态原理，它永远不可能静下来，只能在运动中存在。换言之，宇宙的动因就在于圆的天然动态性。由力的定义可知，这就是自然界力的统一根源。

我们知道：宇宙实际是循环存在的；现在的宇宙只不过是它千百万个循环周期中的一个。当反宇宙收敛逼近极限时，意味着反宇宙球面半径趋于0，即球面消失。反物质粒子类似于电子与原子核之间的驱动球面亦消失。所有反物质随之解体为最小粒子。由于宇宙不存在绝对空间，因此这些最小粒子就会紧靠在一起成为 “实体”。同理，与此同时正宇宙也膨胀至逼近极限，所有正物质也被拆分完毕而转化为最小粒子。这些最小粒子也紧靠在一起成为“实体”。由于正宇宙与反宇宙之间也不存在绝对空间，所以反宇宙“实体”和正宇宙“实体”亦紧靠在一起而成为同一“实体”。“实体”意味隐藏着无数多的圆，亦即隐藏着无数多球面。最小粒子就会出现无数多不同状态。任何一个最小粒子也同时会存在无数多种速度。这就违背了共存同速原理，按理应该湮灭才对，但它又是实实在在存在的。其根本原因在于“实体”的任何最小粒子都存在着对等关系，都有可能存在无数多种速度。而这当中总有一个让所有粒子都能接受并可达到的速度，使得“实体”因此不至于湮灭。这样，所有粒子便向着这个速度看齐。这个速度便是宇宙原速。看齐的过程就是速度均衡过程。它伴随着整个宇宙循环周期，是宇宙运动的本质。均衡运动初始便是前一轮宇宙经过极限的同时，新一轮宇宙的开始。

可见，正宇宙与反宇宙终始于同一“实体”，也就是说它们每一个运动周期的终点和始点都源自于同一“点”，因此，所谓正反宇宙，实际上就是同一宇宙的正反两面，两者为向背关系——宇宙运动的实质就是向背运动。

读者只要做一个如图1所示的小实验就能更加形象地理解其中的奥秘：拿一根普通弹簧，小心地就着螺旋穿过一张纸，到弹簧差不多穿过一半时——如果你站在纸的背面，看到螺旋是沿着顺时针方向绕过来的；如果你站在纸的正面，看到螺旋却变成了逆时针方向。这个实验说明循环运动的任何经历点都是向背运动点，也都是终始合一点。宇宙循环也是这样。

5、物质与物体

当宇宙的新一轮循环周期开始，“实体”粒子向着共存速度看齐的时候，共存速度粒子无疑形成一个原速球面。这个球面当然是从0半径开始的。它由上一瞬时球面S和即时球面增幅8πC^2t两部分组成，那么S+8πC^2t便是即时原速球面。而“实体”也分为两部分：一部分是即时原速球面；另一部分为待加入该球面的“实体”粒子，称之为候补球面。值得注意的是：因为宇宙原速是个实质性的速度，原速球面是以它为径速逐渐膨胀增大的，所以候补球面也只能跟随其膨胀增幅逐渐加到原速球面上，从而被其牵制着运动。

所谓牵制，实际上就是体现在原速球面上的牵带和制约（束缚）作用。就像汽车引擎，一方面由固定档位拖带着车身行进，另一方面又限制着它下坡增速一样。当原速球面一出现，候补球面即刻就被其束缚住。粒子之间便形成一种相互阻碍运动的力，笔者称之为邻域阻力，这样整个候补球面就成为有质量的东西——它就是物质，这个力便是惯性力。

由于即时球面增幅与整个原速球面全方位有关，而构成它的那些宇宙粒子就来自候补球面。因此随着原速球面不断加速膨胀增大，作为物质的候补球面会被这些宇宙粒子连续不断地牵带着撕裂分解。这些被分解开来的物质块体当然不能“闲”在那里，它们也要遵守宇宙原速。于是彼此形成互绕运动，出现向心加速现象，以平衡原速球面牵带力；并且以宇宙射线的形式加速释出宇宙粒子，响应加速增大的即时球面增幅。

最有利于牵带且稳定性最好的形状当然是整体对称性最好的形状，也就是球形。这也是宇宙天体基本为球形的根本原因。对于宇宙粒子来说，由5个粒子组成的构体（如图2所示）显然是整体对称性最好的，因而成为自然界物质意义的最小粒子，称为基本构体。

图2：基本构体

与一块被加热分裂的石子，不可能一下子都变成微粒，而是变成大小不一的块体类似。物质的分裂如果一下子都变成分立离散状态，原速球面就要一下子足够大，也即一下子迫近极限。所有物质粒子都以基本构体单独运动方式，不需要时间就在原速球面上，那就不存在膨胀问题，宇宙也变为静态的了。这显然不符合现实，也违背逻辑。因为即便“一下子”，也是需要时间的。物质被撕裂的过程与原速球面即时增幅密不可分。随着原速球面加速膨胀，不断被撕裂开来的物体也不断地被细化形成新的互绕环节，与之前的环节形成梯级连动关系，从而构成庞大的宇宙连动系统。由是可见，从最初物质分解便开始形成微观连动系统和宏观连动系统，两者构成整个宇宙的连动系统，而宇宙连动系统的环节便是物体。宇宙连动系统实际上是自然界非常巧妙的速度调节系统。通过它把包括微观粒子乃至星球在内的各个连动环节联系在一起，使彼此自然速度形成叠加关系，从而让所有构成物体的宇宙粒子遵守宇宙原速。

6、万有引力

万有引力为物体之间的相互吸引力，是自然界4基本力之一，1687年为英国牛顿所发现。但它究竟是怎样形成的，或者说它来源于什么地方，却一直未为人们所知。广义相对论认为，引力是时空不平坦这一事实所产生的后果。而量子力学的观点认为，引力由一种自旋为2的名为引力子的虚粒子携带。然而，从上面有关宇宙动力真相的分析来看，万有引力似乎并没有那么神秘，甚至显得有些简单。

万有引力很明显源自于原速球面的一种应力现象。宇宙物体连动的动力直接来自即时球面增幅，归因于原速球面全方位的牵带作用。那么，就像一艘轮船拖带着一个石油平台行进，它们之间的缆绳就存在着一种应力。两者不同的地方在于：对于石油平台来说，轮船拖带作用于一点；而对于基本构体来说，原速球面的牵带作用，在它周围形成的是一个微观应力带。通过星球（物体）内所有微观应力带的叠加，就在该星球（物体）的周围形成一个宏观应力带，如图3所示：

图中黑色圆点Mx为宇宙天体，深灰色区域为原速球面局部环境，浅灰色圈子便是环绕于天体周围的应力带，反映出天体相对于原速球面由近及远应力的分布情况。很明显，应力带是由近而远逐渐减弱的。可是在天体间中心相对方向显示的是叠加情况：例如图中A区域，由于是天体M1和天体M2相对最近的方向，两者的浅灰色圈子叠加后就比其它方向多，最少的是A′方向，说明两者的中心连线形成比其它方向较大的应力。这种较其它方向大的应力便使得它们向着彼此的中心靠拢；同理，图B区域大于B′区域，C区域大于C′区域，所以天体M1分别和天体M3、M4之间也存在互相靠拢的趋势，这就是万有引力。由于原速球面的牵带效应，自然界任何物体的周围都会形成应力带，因此引力现象是自然界的普遍现象。

万有引力实际上是连系宇宙连动系统各个环节的纽带，是各物体应力带相互作用的结果。不难理解，应力带实际上又反映出物体被原速球面牵带而被矫正的失速情况（所谓失速是指物体不遵守宇宙原速的趋势，表现为物体被原速球面牵带所矫正的失速量，即一种补偿速度，与该物体的引力加速度相等）。

7、电磁起源

基本构体可谓绝妙之至，它不但是组成宇宙一切物质的最小构体，而且是形成磁场和电场的源头。围绕原子核运行的核外电子就是这样的构体。现在让我们看看它是怎样形成磁场和电场的。首先看磁极是如何产生的：如果构体内粒子受邻域阻力影响导致失速，那么物体就会湮灭。因此原速球面牵带着它们产生自旋运动，于是构成宇宙连动系统的基本环节，从而使这些粒子遵守宇宙原速。然而，像图2这种构体只绕着实轴旋转显然是不行的，因为这样，A组蓝色两个粒子就相当于停在那里不动，失去了自旋的意义，因此必须“摇转”才行。所谓“摇转”，就是像地球进动和章动一样，如图4所示，绕着虚轴摇摆着转动，让两个蓝色粒子也动起来，使其跟3个红色粒子速度一致。

这样，在其周围便形成相应的应力带。正如一辆行进中的汽车，你站在左右两侧看到轮毂的转动是互为相反的一样。细心的读者很快就会发现：虽然基本构体自旋方向不变，但是只要你分别站在蓝色两端，看到构体的旋转方向是互为相反的（一端顺时针，另一端反时针），说明原速球面对基本构体两端形成的应力带是相反的。基本构体两端的应力带与产生万有引力的原理相同，而表现出来的是磁性——这就象人类称打圈的河水为漩涡一样，它与河水并没有本质的区别——因此磁性与万有引力也没有本质的区别。但由于两端形成应力带的情形相反，故基本构体呈现出南北两磁极来（同理，地球也形成南北磁极）。这就是磁性起源原理。关键问题在于：南北两磁极为什么同性相斥，异性相吸呢？这种令人费解的现象确实难倒了许多大智大慧者。但只要细想并不神秘：当应力带相同的两极靠近时，应力带的大小和方向完全一致。换言之，矫正它们失速的量值完全相等，两应力带叠加后，矫正失速值就会增加一倍。根据现有的电子运行数据显示，电子的速度本来就已经接近光速，如果再增加一倍补偿量显然超出了光速，也就是超出了宇宙原速。这种超速现象也是失速。就像物体失速受到原速球面牵带一样，超速也要被它的束缚力挡住，否则也会湮灭，因此出现弹开的情况。这与转向相同的两个齿轮靠近相仿。反之，当应力带不同的两极靠近时，情况恰好相反。由于矫正它们失速的应力情况相反，与万有引力原理一样，应力带相互叠加后，彼此形成互补关系，从而出现相互吸引的现象。这又与转向相反的两个齿轮靠近相仿。以上就是磁性同性相斥，异性相吸的原始机理。

电场又是什么回事呢？道理很简单：基本构体自旋时中间3个红色粒子周围应力带表现出来的引力便是电场。它与相对应的质子（由一千多个电子构成）自旋反映出来的应力情况大小相等方向相反，因此形成互补关系。与磁场同理，电场也是同性相斥异性相吸。人们把电子定为带负电粒子，质子定为带正电粒子。

8、粒子自旋为半奇数原理

什么叫做自旋为半奇数粒子？自旋为半奇数的粒子称为费米子，电子就是这样的例子。有关资料的解析如下：自旋是微观粒子的一种性质。自旋为0的粒子从各个方向看都一样，就像一个点。自旋为1的粒子在旋转1圈後看起来一样。自旋为1／2的粒子必须旋转2圈才一样。自旋为1／2的粒子构成宇宙一切物质。

这里让人费解的问题在于：在我们平时遇到的所有物体几乎都是旋转一圈（360º）就回复到原来的样子，而费米子例如电子为什么要旋转两圈（720º）才回复到原来的样子呢？目前虽然有无数多解释，但就像雾里看花，莫衷一是。实际上奥秘就在电子自旋的方式上：基本构体是自然界物质意义上的最小粒子，它意味着在物质范畴里不可再分割。因此它不像宏观物体那样在运动速度不均衡的情况下用微观粒子速度予以调节。根据共存同速原理，图4中基本构体5个宇宙粒子的运动速度必须相等。如果以其中粒子调节速度，构体就会解体，那么就失去了物质意义，因此只能在自旋方式上予以调节。从图4中可以看到：如果单是实轴转动，蓝色粒子相当于不动，只有红色粒子在绕动，前者的速度小于后者；如果实轴不转动，只让其绕虚轴作圆周摆动，那么蓝色粒子在绕动而红色粒子只有起伏波动，显然前者速度就大于后者。因此，基本构体自旋，必须实轴转动与绕虚轴摇动同时进行，才能使蓝红粒子速度达成一致。但这样的话摇转一圈的行程显然是不够的，因此必须摇转两圈（720º）时刚好实轴转动一圈（360º）回复到原来的状态，才能达到蓝红粒子同步。这就是粒子自旋为半奇数原理。

9、结语

可见，真相可以让分析问题的过程趋向于简单，而假象则使这样的过程愈加复杂。至此读者不难理解：自然界4基本力中万有引力和电磁力都是原速球面对物体形成牵带运动所产生的一种应力现象。所谓弱相互作用是这种现象的另一种体现：它是在这种应力作用下使物质释出宇宙粒子构成即时球面增幅的现象；而所谓强相互作用，譬如核力，很明显它就是原速球面束缚力——原速球面径速严格遵守宇宙原速，不允许物质无序解体和重组。爱恩斯坦当然是对的：宇宙是统一的。但他不知道统一的根源在于圆——人类穷尽想象的任何环境都无法避开——它不仅是力的根源，而且是宇宙的根源。由于直径只能动态存在，导致圆的动态性，因此衍生出自然界的一切。