作者：從戈

本文可能為您打開一個(gè)全新的世界，但是，本文只是基于一些科學(xué)成果的邏輯推理，并非嚴(yán)格的科學(xué)研究，故請(qǐng)勿引為科學(xué)研究或教學(xué)之用。

【摘 要】空間在物質(zhì)中產(chǎn)生，也在物質(zhì)中消失，空間的產(chǎn)生和消失，是宇宙生死輪回的原動(dòng)力?？臻g在物質(zhì)中產(chǎn)生，是核爆炸沖擊波的動(dòng)力來源，也是引力波事件的能量來源，還是黑洞噴流產(chǎn)生的主要原因。空間在物質(zhì)中消失，是萬有引力產(chǎn)生的原因，也是造成光速相對(duì)于任何參照系不變假象的原因，還造就了廣義相對(duì)論黎曼空間的動(dòng)態(tài)形式?？臻g實(shí)度是空間力產(chǎn)生的原因，空間力是萬有引力的本質(zhì)，引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量是質(zhì)量的空間力表現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】空間力；空間實(shí)度；物體吞噬空間；物質(zhì)反應(yīng)；光加速度

前言

色即是空，空即是色——摘自《心經(jīng)》

世界究竟是什么樣的？世界是怎么來的？有人認(rèn)為是神造的，有人認(rèn)為是自然演化而來的，在人類的文明史上，在科學(xué)比較落后的時(shí)代，認(rèn)為世界是神造的人要多一些；在科學(xué)比較發(fā)達(dá)的時(shí)代，認(rèn)為世界是自然演化而來的人要多一些。

世界究竟是神造的，還是不是神造的，人類都找不出確切證據(jù)來證明，在這個(gè)問題上過多地糾結(jié)其實(shí)并沒有意義，因?yàn)椴还苁亲匀谎莼鴣磉€是神造的，世界都是一樣的，自然演化而來的是一個(gè)遵循自然法則的物質(zhì)世界，神造的也是一個(gè)遵循自然法則的物質(zhì)世界，我們作為短暫地在這個(gè)世界里生存的一個(gè)微末的生物，能了解這些自然法則就已經(jīng)足夠了。

人類在對(duì)世界的探索中，總結(jié)出了包括下面幾條的一些自然法則：

實(shí)在性法則，是指客觀世界不依賴于意識(shí)而獨(dú)立存在，或者物質(zhì)不依賴于意識(shí)而獨(dú)立存在。

定域性法則，是指某個(gè)時(shí)刻一個(gè)物體的位置是明確且唯一的。

局域性法則，是指一個(gè)特定物體，只能被它周圍的力量影響，就是某一點(diǎn)的行動(dòng)，要影響到另一點(diǎn)，不管另一個(gè)點(diǎn)是一個(gè)波或是粒子，都必須能觸及他或者通過中介（比如場(chǎng)）能觸及他。

規(guī)則一致性法則，指物理規(guī)則在任何參照系都是一致的。

在這些法則的指引下，人類取得了豐碩的科學(xué)成果。然而尷尬的是，在人類科學(xué)的發(fā)展過程中，出現(xiàn)了相對(duì)論和量子力學(xué)兩座巔峰。在宏觀世界，相對(duì)論的方程式中物質(zhì)的質(zhì)量、長(zhǎng)度和時(shí)間都變成了速度的應(yīng)變量；在微觀世界，量子力學(xué)的方程式里微觀粒子的位置和動(dòng)量都成了概率，粒子的狀態(tài)竟然和觀測(cè)者有關(guān)。于是，人類曾經(jīng)信仰的自然法則被動(dòng)搖了，諷刺的是，似乎是人類信仰的自然法則指引人類得到的成果反過來否定了人類信仰的自然法則。

相對(duì)論和量子力學(xué)都在實(shí)踐中得到了很好的驗(yàn)證，他們的推論還促成了大量的重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，以至于在很多人看來，不確定性乃至虛擬性似乎更像是世界的本質(zhì)。這個(gè)觀念對(duì)于人類來說可能是一個(gè)信仰災(zāi)難，一定有很多人像我一樣想要為此做點(diǎn)什么，然而我們都不是科學(xué)家，似乎什么也做不到。

好在我們有一個(gè)工具，就是邏輯，本文就是要借用現(xiàn)有的一些科學(xué)成果，利用邏輯推理，尋找支持世界的自然法則的蛛絲馬跡。

這個(gè)找茬游戲的第一對(duì)主角，是太陽和木星。

太陽，恒星，直徑大約1.392E+6千米，質(zhì)量大約2E+30千克，平均密度約1408kg/?，表面重力加速度約274m/s2。

木星，氣態(tài)行星，直徑大約1.398E+5千米，質(zhì)量大約1.9E+27千克，平均密度約1326kg/?，表面重力加速度約24.79 m/s2。

土星，氣態(tài)行星，直徑大約1.165E+5千米，質(zhì)量大約5.6834E+26千克，平均密度約687kg/?，表面重力加速度約10.44 m/s2。

這些數(shù)據(jù)都經(jīng)過了嚴(yán)格的驗(yàn)證，應(yīng)該不用質(zhì)疑了。然而，土星相對(duì)于木星，質(zhì)量是其1/3，密度是其1/2；而木星相對(duì)于太陽，質(zhì)量是其1/1000，密度卻達(dá)到其0.94。一般來說，如果氣態(tài)星球的質(zhì)量增加，首先體積會(huì)增大，導(dǎo)致內(nèi)部氣壓升高，使得密度增大體積縮小直到平衡，密度和質(zhì)量呈現(xiàn)一個(gè)接近等比例的趨勢(shì)，與木星相對(duì)于土星相比，太陽對(duì)木星相比似乎有點(diǎn)偏輕了。

雖然木星可能有巖石核心和重元素，但是沒有固體的表面，太陽有密度達(dá)到150000kg/?的內(nèi)核，這個(gè)密度差不多是鐵的20倍，而且木星的表面重力加速度只有太陽表面重力加速度的1/11，就是說從表面開始，太陽表面的氣壓就至少是木星的11倍，盡管如此，太陽和木星的平均密度卻如此接近，這是令人疑惑的。

一種解釋是因?yàn)闇囟?，太陽的溫度太高，?dǎo)致太陽的體積膨脹從而降低了密度，根據(jù)天文學(xué)家的計(jì)算，只有質(zhì)量大于太陽質(zhì)量的7%，才能進(jìn)行氘聚變反應(yīng)，而木星的質(zhì)量只有太陽的1/1000，需要將質(zhì)量增加80倍才能變成太陽一樣的恒星，那么將木星質(zhì)量增加80倍但還沒有被點(diǎn)亮前，密度要增加很多，被點(diǎn)亮之后密度也不會(huì)因?yàn)闇囟壬唧w積膨脹而回到原始的木星的密度。然后，繼續(xù)給木星增加920個(gè)其自身的質(zhì)量，讓他和太陽一樣重，密度會(huì)增加多少呢？

我們帶著這個(gè)疑問開始探索，再次申明，本文只是邏輯推理，并非嚴(yán)格的科學(xué)研究，故請(qǐng)勿引為科學(xué)研究或教學(xué)之用。

1 牛頓的萬有引力

意大利物理學(xué)家伽利略(G.Galileo)在1590年從比薩斜塔實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)物體墜落的路徑與它經(jīng)歷的時(shí)間的平方成正比，而與物體自身的重量無關(guān)，他粗略地求出地球重力加速度的數(shù)值為9.8m/s2。

牛頓(I.Newton，1642-1727)于1687年發(fā)表著名的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書，第一次把使天體運(yùn)行的重力與使物體墜地的重力統(tǒng)合而提出了萬有引力定律，萬有引力的計(jì)算公式如下。

算式1 F =GMm/r2 或 a =F/m=GM/r2

其中F為萬有引力，單位牛頓N；M和m為兩個(gè)物體的質(zhì)量，單位千克kg；G代表引力常量，其值約為 6.67E-11N·m2/kg2；r為兩個(gè)物體的質(zhì)心之間的距離，單位米m；a為重力加速度，單位米/秒平方m/s2。

萬有引力定律只是闡述了萬有引力存在的現(xiàn)象，而沒有說明萬有引力的本質(zhì)，對(duì)此牛頓本人也很不滿意，他并不認(rèn)為會(huì)有這種無中生有的超距離作用的力。

一般認(rèn)為，算式1的適用條件是R＞Rg，Rg表示引力半徑 ，Rg= 2GM/c2，R表示產(chǎn)生引力場(chǎng)球體的半徑，M表示產(chǎn)生引力場(chǎng)的球體的質(zhì)量。其實(shí)，僅從算式本身就能看出他還有兩個(gè)適用條件：

第一，排除零，r還不能太小，當(dāng)r往零靠攏，引力加速度會(huì)大到無法想象，這不符合自然現(xiàn)象，一個(gè)物體產(chǎn)生的引力加速度必定有一個(gè)極值，當(dāng)r往零靠攏，引力加速度只會(huì)接近這個(gè)極值，而不會(huì)無限增加大。

第二，有意義的r的大小受產(chǎn)生引力場(chǎng)的球體的質(zhì)量大小限制，比如太陽的引力能將最外層的海王星束縛在距離4.5E+9 km的公轉(zhuǎn)軌道內(nèi)，但是一個(gè)蘋果的引力甚至不能將一個(gè)氣體分子束縛在身邊最近距離的軌道上繞著自己旋轉(zhuǎn)，對(duì)于地球上的物體，因?yàn)榈厍蚝吞栔g的巨大距離，太陽上的1kg物體產(chǎn)生的重力加速度是零，也就是說一個(gè)宇宙距離的r對(duì)于1kg物體來說是無意義的，因此可以推論，對(duì)于任意質(zhì)量的物體，一定有一個(gè)r，現(xiàn)實(shí)中一旦超過這個(gè)r，他引起的重力加速度就是零，雖然計(jì)算式表示它大于零。

太陽對(duì)于地球的萬有引力，不是太陽上每1kg物體產(chǎn)生的萬有引力之和，而是每1kg物體之和產(chǎn)生的萬有引力之，因?yàn)槊?kg物體產(chǎn)生的萬有引力是零，而太陽對(duì)地球的萬有引力是3.543E+22 N。

自然中不存在無限，既沒有無限大，也沒有無限小，自然界不存在連續(xù)的物體，因此，也可能不存在連續(xù)的物理量。

2 愛因斯坦的萬有引力

1916年，愛因斯坦的廣義相對(duì)論正式發(fā)表，他認(rèn)為引力是由空間—時(shí)間彎曲的幾何效應(yīng)（也就是，不僅考慮空間中的點(diǎn)之間，而是考慮在空間和時(shí)間中的點(diǎn)之間距離的幾何）的畸變引起的，因而引力場(chǎng)影響時(shí)間和距離的測(cè)量。廣義相對(duì)論的引力場(chǎng)方程是一個(gè)非常復(fù)雜的二階偏微分方程，有16個(gè)自變量，具體形式如下：

式子中代表愛因斯坦張量，代表黎曼曲率張量縮并后的里奇（Ricci）張量，R代表曲率標(biāo)量，為能量動(dòng)量張量。

這個(gè)方程用來描述引力場(chǎng)的具體情況，由于它是一個(gè)二階非線性偏微分方程組，所以很難得到精確解。列舉這個(gè)方程式只是為了致敬，能看懂的人非常少，也許我們甚至不用真的懂得這個(gè)方程，只是需要他的一個(gè)核心觀點(diǎn)，也就是廣義相對(duì)論的偉大貢獻(xiàn)之一，即有質(zhì)量的物質(zhì)（或物質(zhì)的質(zhì)量）能對(duì)空間產(chǎn)生作用，正是這個(gè)作用產(chǎn)生了引力，他說明引力是不同物質(zhì)之間通過空間的相互作用，而不是不同物質(zhì)之間的隔空作用。

廣義相對(duì)論在實(shí)踐中取得了巨大的成功，以至于之后的一百多年時(shí)間，幾乎全世界的天文學(xué)家們似乎都在為了證明它而忙碌，例如引力波和雙星觀測(cè)，有關(guān)宇宙膨脹的哈勃定律，黑洞的發(fā)現(xiàn)，中子星的發(fā)現(xiàn)，微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)等等，通過實(shí)踐的檢驗(yàn)，廣義相對(duì)論越來越令人信服。

一切都似乎在向著好的方面發(fā)展，有些人幾乎要把廣義相對(duì)論當(dāng)成了對(duì)世界的一種終極釋義，甚至有人已經(jīng)開始計(jì)劃著根據(jù)這個(gè)理論來個(gè)時(shí)間旅行。

3 核爆沖擊波的動(dòng)力來源

下面是關(guān)于沖擊波（shock wave）的兩種描述。

沖擊波是一種不連續(xù)峰在介質(zhì)中的傳播，這個(gè)峰導(dǎo)致介質(zhì)的壓強(qiáng)、溫度、密度等物理性質(zhì)跳躍式改變。任何波源，當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度超過了其波的傳播速度時(shí)，這種波動(dòng)形式都可以稱為沖擊波，或者稱為激波。其特點(diǎn)是波前的跳躍式變化，即產(chǎn)生一個(gè)鋒面。鋒面處介質(zhì)的物理性質(zhì)發(fā)生躍變，造成強(qiáng)烈的破壞作用。沖擊波的傳播通常通過物質(zhì)的媒介。

沖擊波是指擾動(dòng)在非線性介質(zhì)中傳播。若它的馬赫數(shù)和雷諾數(shù)足夠大，頻散足夠小，媒質(zhì)中的擾動(dòng)可能形成間斷面，該面的兩側(cè)有關(guān)物理量產(chǎn)生躍變，間斷面的運(yùn)動(dòng)形成沖擊波。有很多擾動(dòng)可形成沖擊波，如爆炸波、彈道波、雷擊聲以及飛機(jī)轟鳴等。

簡(jiǎn)單來說，沖擊波是爆炸產(chǎn)生的，類似于一個(gè)氣泡，氣泡壁帶著爆炸的大部分能量以超音速膨脹，可能給被它掃過的一切東西造成毀滅性的破壞。沖擊波需要物質(zhì)作為傳播介質(zhì)，如果爆炸發(fā)生在空氣中，則介質(zhì)是空氣；如果爆炸發(fā)生在水中，則介質(zhì)是水；那么，如果爆炸發(fā)生在真空中，是不是就可以斷定則沒有沖擊波產(chǎn)生呢？答案是在真空中發(fā)生的非核爆炸沒有沖擊波產(chǎn)生，而核爆炸有沖擊波產(chǎn)生。我們把這個(gè)問題和答案都暫且丟在這里不管，因?yàn)楹竺孀匀粫?huì)有解釋。

大氣層內(nèi)炸藥爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓氣體猛烈膨脹，急劇壓縮周圍空氣，形成沖擊波。這是我們常見的對(duì)非核爆炸形成沖擊波的描述。

大氣層內(nèi)核爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓火球猛烈膨脹，急劇壓縮周圍空氣，形成沖擊波。這是我們常見的對(duì)核爆炸形成沖擊波的描述。

仔細(xì)對(duì)比這兩個(gè)描述，不難從中發(fā)現(xiàn)不合理之處。因?yàn)椋瑳_擊波需要物質(zhì)作為傳播介質(zhì)，將能量傳遞給介質(zhì)形成沖擊波的同樣只能是物質(zhì)。

上面關(guān)于炸藥爆炸形成沖擊波的敘述中，形成沖擊波的原因，是爆心周圍的空氣，被猛烈膨脹的爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓氣體急劇壓縮。其中氣體是關(guān)鍵，高壓氣體壓縮空氣，符合力是物體與物體之間的相互作用的原理。

而上面關(guān)于核爆炸形成沖擊波的敘述中，形成沖擊波的原因，是爆心周圍的空氣，被猛烈膨脹的爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓火球急劇壓縮。其中火球是關(guān)鍵，要找出不合理之處，需首先搞清楚火球究竟是什么。

核爆炸的巨大能量來源于物質(zhì)本身的消耗，1千克氘化鋰-6完全聚變釋放的能量約為260太焦，相當(dāng)于約6萬噸TNT當(dāng)量，這個(gè)轉(zhuǎn)化規(guī)律應(yīng)該滿足著名的愛因斯坦質(zhì)能方程。

算式3 E=mc2

其中，E是能量，單位是焦耳（J）；m是質(zhì)量，單位是千克（kg）；C是真空中光速，c=299792458米/秒（m/s）。

原子彈空中爆炸時(shí)，沖擊波約占總能量的50％，光輻射約占35％，早期核輻射約占5％，放射性污染約占10％。

首先，核爆炸產(chǎn)生的氣體是組成火球的一部分，根據(jù)質(zhì)能方程，核彈參與核反應(yīng)的質(zhì)量很小，通常核爆炸產(chǎn)生的氣體也就很有限，而沖擊波約占總能量的50％，因此可以排除核爆炸產(chǎn)生的氣體是形成沖擊波的主要原因。

其次，約占核爆炸總能量35％的光輻射和約占5％的早期核輻射是組成火球的一部分，而輻射和空氣之間的相互作用非常有限，根本不足以使空氣形成沖擊波，可以排除光輻射是形成核爆沖擊波的原因。

最后，將能量傳遞給空氣從而形成約占核爆炸總能量的50％的沖擊波，可以排除一切可能的常規(guī)物質(zhì)，可以確定的是，火球中一定有一樣人類的還無法理解的東西，是形成核爆沖擊波的主要原因。

因此可以推測(cè)，核爆炸一定產(chǎn)生了一種不能被直接觀測(cè)到但是能和空氣相互作用的東西，問題是，這東西是什么？

4 引力波事件

美國(guó)科研人員2016年2月12日宣布，他們利用激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）首次探測(cè)到引力波。研究人員宣布，當(dāng)兩個(gè)黑洞于約13億年前碰撞，兩個(gè)巨大質(zhì)量結(jié)合所傳送出的擾動(dòng)，于2015年9月14日抵達(dá)地球，被地球上的精密儀器偵測(cè)到。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是證實(shí)了愛因斯坦100年前所做的預(yù)測(cè)，說他補(bǔ)齊了廣義相對(duì)論的最后一塊拼圖。

當(dāng)時(shí)公布的信息中還有：據(jù)推算，這是一個(gè)36個(gè)太陽質(zhì)量的黑洞和一個(gè)29個(gè)太陽質(zhì)量的黑洞的合并，誕生了一個(gè)62個(gè)太陽質(zhì)量的黑洞，過程如下面的等式。

當(dāng)時(shí)給出解釋是，消失了的3個(gè)太陽質(zhì)量轉(zhuǎn)化成了引力波的形式的能量，以光速傳播了13億年后被我們偵測(cè)到。

這個(gè)顯然是一種無可奈何的說法，因?yàn)樵?3億光年的距離尺度上，即使是兩個(gè)恒星也只能被看作兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，黑洞（或中子星）相對(duì)于恒星雖然質(zhì)量不小但是個(gè)頭幾乎可以忽略不計(jì)，兩個(gè)黑洞的碰撞也就是兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)合成了一個(gè)，如果沒有足夠大的質(zhì)量變化，根據(jù)廣義相對(duì)論的觀點(diǎn)，就無法引起如此大的引力波動(dòng)。

我們暫時(shí)忽略兩個(gè)這么大的黑洞合并是否會(huì)引起爆炸缺乏理論依據(jù)的疑問，因?yàn)榈踉幍氖牵?017年10月16日，全球多國(guó)科學(xué)家同步舉行新聞發(fā)布會(huì)，宣布人類第一次直接探測(cè)到來自雙中子星合并的引力波，并同時(shí)“看到”這一壯觀宇宙事件發(fā)出的電磁信號(hào)。

不知道發(fā)生了什么，兩個(gè)“黑洞”經(jīng)過一年多一點(diǎn)的時(shí)間變成了兩個(gè)“中子星”，而且根據(jù)新公布的信息，這對(duì)中子星到地球的距離成了1.3億光年，質(zhì)量也變成了都不超過2倍太陽。至于這對(duì)中子星合并后是否仍然是中子星，或者變成了黑洞，再或者干脆碎成很多塊甚至星云，就看不到后續(xù)報(bào)道了。也有可能人家說的本來就是兩次觀測(cè)事件，只不過都號(hào)稱人類的第一次而已。

我們暫時(shí)忽略1.3億光年的距離電磁信號(hào)和引力波卻都走了13億年的細(xì)節(jié)，因?yàn)槲腋P(guān)心的是合并的質(zhì)量損失能不能引起足夠被地球人“聽到”的引力波。

借用前面的算式4，按照等比例計(jì)算可得：

可見如果按照等比例計(jì)算，后一次公布的合并事件的質(zhì)量損失不超過0.2個(gè)太陽，當(dāng)然，0.2個(gè)太陽的質(zhì)量也是非常巨大的，首先，需要確認(rèn)這0.2個(gè)太陽的質(zhì)量損失本身能不能引起足夠被地球人“聽到”的引力波。

事件雙星距離地球1.3E+8光年，1光年等于9.46E+15米，太陽質(zhì)量為1.9891E+30千克，根據(jù)算式1（牛頓萬有引力公式），引力的大小于距離的平方成反比，0.2個(gè)太陽質(zhì)量減少引起的萬有引力變化從事件雙星傳到地球后，折算成在距離1000米處引起的同樣萬有引力變化的一個(gè)物體的質(zhì)量為：

這就是在距離1000米外投入一個(gè)2.63E-10千克物體，是不能被探測(cè)到的。需要說明的是，在這么遠(yuǎn)的距離上，牛頓萬有引力公式也不能用作精確計(jì)算，因?yàn)閞可能已經(jīng)超出了有意義的范圍，不過用作定性驗(yàn)證還是可以的。

也就是說，可以確定，這次引力波事件中引起被地球人“聽到”的引力波的主要原因，不是0.2個(gè)太陽的質(zhì)量損失本身，而是造成0.2個(gè)太陽的質(zhì)量損失的熱核反應(yīng)。

雙中子星的合并的質(zhì)量損失，可能是因?yàn)榘l(fā)生了熱核反應(yīng)，這個(gè)過程大概是這樣的，中子星表面覆蓋著一層氫元素，當(dāng)雙中子星碰撞時(shí)，中子星表面的接合處壓力瞬間升高的同時(shí)，還將中子星表面原本約110萬度的溫度升高到了熱核反應(yīng)需要的約200萬度，使得氫元素發(fā)生了聚變反應(yīng)，就是氫彈爆炸發(fā)生的反應(yīng)。

對(duì)于氫彈的殺傷破壞因素，不僅是由于爆炸產(chǎn)生的巨大熱量，釋放的各種射線也是主要方式，這些射線就是這次引力波事件中被“看到”的原因，但是，可以排除一切可能的常規(guī)物質(zhì)是這次引力波事件被“聽到”的原因。

官方公布中認(rèn)為，質(zhì)量的損失的能量以重力的方式傳播，然后被地球觀測(cè)到，其中暗含了可能是產(chǎn)生了引力子的意思。同理，可以推測(cè)的是，這次雙中子星合并的引力波事件中，如此小的質(zhì)量損失卻引起了如此大的引力波動(dòng)，一定產(chǎn)生了一種不能被直接觀測(cè)到但是能卻造成引力波動(dòng)的東西，問題也是，這東西是什么？可能是引力子嗎？如果不是引力子，那又是什么？

5 黑洞噴流

2019年，事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）國(guó)際團(tuán)隊(duì)以前所未有的精度捕捉到了半人馬座A中心黑洞的巨大噴流。本次黑洞噴流的圖像來自半人馬座A（CenA），距離地球約1300萬光年。

黑洞本來是在廣義相對(duì)論推論之下的偉大發(fā)現(xiàn)，他認(rèn)為宇宙空間中存在一種天體，他的引力極其強(qiáng)大，使得視界內(nèi)的逃逸速度大于光速，這種天體稱之為黑洞。故而，“黑洞是時(shí)空曲率大到光都無法從其視界內(nèi)逃脫的天體”。黑洞外的物質(zhì)和輻射可以通過視界進(jìn)入黑洞內(nèi)部，而黑洞內(nèi)的任何物質(zhì)和輻射均不能穿出視界或是反射，視界并不是物質(zhì)面，球狀黑洞的視界是以引力半徑值為徑向半徑的。

黑洞噴流則是天體附近噴射出的定向、狹長(zhǎng)、高速物質(zhì)流，被稱為“宇宙火柱”。宇宙中很多星系的中心都存在巨大黑洞，當(dāng)周圍的天體物質(zhì)落入黑洞時(shí)會(huì)噴射出火焰般的噴流。

因此黑洞噴流的現(xiàn)象是如此的怪異，一邊是在黑洞內(nèi)的一切物質(zhì)包括光都無法擺脫黑洞的引力，一邊又在不停地向外噴射光和物質(zhì)，這個(gè)矛盾顯然是無法調(diào)和的。

人們通過愛因斯坦的廣義相對(duì)論找到了黑洞，然后在對(duì)黑洞的觀測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)了黑洞噴流的現(xiàn)象，黑洞噴流的發(fā)現(xiàn)卻似乎要反過來否定廣義相對(duì)論，這難道是一種宿命？

同樣可以推測(cè)，這個(gè)產(chǎn)生噴流的黑洞一定產(chǎn)生了一種不能被直接觀測(cè)到，但是能形成光和粒子射線的逃逸通道的東西，首先這種東西自己在某種情況下能夠在黑洞的視界內(nèi)擺脫黑洞的引力，問題還是，這東西是什么？

6 物質(zhì)反應(yīng)有空間產(chǎn)生

本文并不是要質(zhì)疑廣義相對(duì)論對(duì)的偉大，對(duì)引力波事件和黑洞噴射現(xiàn)象解釋的無力，不過就是落在寶石上的兩粒微塵而已。廣義相對(duì)論肯定了有質(zhì)量的物質(zhì)（或物質(zhì)的質(zhì)量）對(duì)空間的作用，正是這個(gè)作用產(chǎn)生了引力，他說明引力是不同物質(zhì)之間通過空間的相互作用，而不是不同物質(zhì)之間的隔空作用，這正是找到前面三個(gè)相同問題答案的提示：這東西就是空間。

需要說明的是，這里否定了另一個(gè)選項(xiàng)：引力子，是因?yàn)橐ψ硬荒転楣夂推渌淞魈峁┩ǖ?，無法解釋黑洞噴流現(xiàn)象。

于是，關(guān)于核爆沖擊波的能量來源、引力波事件產(chǎn)生的原因和黑洞噴流產(chǎn)生的原因都可以非常容易地得到解釋。

在核爆炸中，是產(chǎn)生的空間給爆心周圍的空氣施加了某種力，形成了沖擊波。

在引力波事件中，是產(chǎn)生的空間大量進(jìn)入宇宙，引起了1.3億光年外的地球上的空間擾動(dòng)，并被探測(cè)到。

黑洞噴流產(chǎn)生的原因，是黑洞因?yàn)槟撤N原因產(chǎn)生了足夠的空間，從而在黑洞的視界內(nèi)形成了光和物質(zhì)的逃逸通道，于是產(chǎn)生了黑洞噴流。

從前面的三個(gè)解釋中不難得到這樣一個(gè)結(jié)果，核反應(yīng)（有物質(zhì)減少的反應(yīng)）有空間產(chǎn)生。核反應(yīng)可能并不是一個(gè)很準(zhǔn)確的詞語，發(fā)生有物質(zhì)減少的反應(yīng)的物質(zhì)可能并沒有原子核，為了便于稱謂，就將有物質(zhì)減少的反應(yīng)叫做物質(zhì)反應(yīng)，核裂變反應(yīng)和核聚變反應(yīng)都屬于物質(zhì)反應(yīng)。

之前，我們知道物質(zhì)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生能量和射線，但是并不知道所產(chǎn)生的能量是什么，也無法解釋這究竟是怎樣的一種存在，雖然愛因斯坦質(zhì)能方程告訴我們能量也是質(zhì)量，但是從未發(fā)現(xiàn)質(zhì)量之外獨(dú)立存在的能量，所有能量都以質(zhì)量為載體而存在。當(dāng)我們認(rèn)為物質(zhì)反應(yīng)有空間產(chǎn)生，物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的能量就有了載體，這個(gè)載體就是空間。

人類觀測(cè)到，宇宙正在快速膨脹，之前對(duì)這個(gè)現(xiàn)象的一切解釋似乎都難以自圓其說，如果認(rèn)為物質(zhì)反應(yīng)有空間產(chǎn)生，對(duì)宇宙正在快速膨脹的這個(gè)現(xiàn)象的解釋就簡(jiǎn)單了，因?yàn)楹诙磭娏骺赡苁怯钪嬷凶钇匠５淖匀滑F(xiàn)象之一，物質(zhì)反應(yīng)以相當(dāng)大的規(guī)模一直存在，空間仍在以極快的速度被制造出來。

可以認(rèn)定物質(zhì)產(chǎn)生空間的體積和物質(zhì)消失的質(zhì)量成正比，并簡(jiǎn)單的表示為下面的算式：

其中為物質(zhì)產(chǎn)生空間的體積，單位立方米m3；為物質(zhì)產(chǎn)生空間常量，立方米/千克m3/kg；M為物質(zhì)消失的質(zhì)量，單位千克kg。

將某物質(zhì)反應(yīng)堆看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，物質(zhì)產(chǎn)生的空間在距離質(zhì)點(diǎn)r處移動(dòng)的速度，可以在下面的算式得出：

其中v是空間移動(dòng)的速度，單位米/秒（m/s）；r為距離（半徑），單位米m；物質(zhì)產(chǎn)生空間的體積，單位立方米m3；為物質(zhì)產(chǎn)生空間常量，立方米/千克m3/kg；M為物質(zhì)消失的質(zhì)量，單位千克kg；π是圓周率。

采用物質(zhì)反應(yīng)有空間產(chǎn)生的觀點(diǎn)，黑洞噴流現(xiàn)象就可以得到很好的描述，他的過程應(yīng)該是這樣的：

一個(gè)星體或者星云靠近黑洞，穿過洛希極限后，星體或者星云中的一切固體物質(zhì)開始分解，從大體積變成小體積，并不斷變小直到變成塵埃，并產(chǎn)生大量的熱，最后塵埃被熱量融化變成流體。

當(dāng)流體跨過視界，大分子物質(zhì)開始分解成小分子物質(zhì)，直到分解成無法再分的氫原子，最后落到到黑洞的物質(zhì)外殼上。相對(duì)于中子態(tài)的黑洞物質(zhì)外殼，氫原子太輕而只能浮在表面，在巨大的壓力下，氫原子的電子和質(zhì)子開始結(jié)合成中子，變成黑洞的物質(zhì)外殼。

如果被吸入的物質(zhì)過多，超過了黑洞的消化物質(zhì)的能力，就會(huì)在黑洞的物質(zhì)外殼上形成堆積，當(dāng)堆積量超過熱核反應(yīng)的臨界點(diǎn)，在光都逃不掉的黑洞的物質(zhì)外殼上，壓力和溫度總是足夠的，于是就發(fā)生了熱核反應(yīng)，釋放出空間和射線。

當(dāng)空間的釋放速度達(dá)到一定的值時(shí)，就會(huì)因?yàn)槟撤N機(jī)制，形成黑洞沿著磁極或赤道方向由內(nèi)而外的空間流，這類似與中子星的射電波，由于某種尚未可知的機(jī)制，可能和中子星強(qiáng)大的電磁力有關(guān)，中子星沿著磁極（或赤道）方向發(fā)射束狀無線電波（射電波），當(dāng)中子星質(zhì)量增加升級(jí)為黑洞后，引力大到射電波也無法發(fā)射出去。空間流出現(xiàn)后，不但會(huì)恢復(fù)射電波，正好處于這個(gè)空間通道內(nèi)的其他射線或粒子也會(huì)隨著空間流內(nèi)噴出，這就形成了黑洞噴流。

黑洞噴流現(xiàn)象應(yīng)該具有這個(gè)特征，即產(chǎn)生黑洞噴流的黑洞一定有吸積盤，或者較短的時(shí)間內(nèi)曾經(jīng)有過吸積盤，這就是觀測(cè)到黑洞噴流的黑洞都有吸積盤的原因。

7 空間在物質(zhì)中湮滅

前面，我們確認(rèn)了物質(zhì)反應(yīng)有空間產(chǎn)生，宇宙因此仍然還在快速膨脹，根據(jù)樸素的理念，我們相信宇宙內(nèi)的物質(zhì)反應(yīng)總會(huì)有結(jié)束的時(shí)刻，即使我們還不能比較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)這個(gè)時(shí)刻的到來還要多久。地球上不同膚色、不同種族乃至不同宗教信仰的人，幾乎都有著類似于有生即有滅、有滅即有生的樸素的自然哲學(xué)思想，按照這個(gè)哲學(xué)思想，我們既然確認(rèn)了物質(zhì)反應(yīng)有空間產(chǎn)生，就應(yīng)該相信空間會(huì)以某種形式和途徑消失。

如果空間不會(huì)消失，等到宇宙內(nèi)的物質(zhì)反應(yīng)最終停下的時(shí)刻，宇宙的膨脹才會(huì)終于停下來，而這時(shí)的宇宙已經(jīng)大到無法預(yù)料，所有的星體之間的距離都已經(jīng)遠(yuǎn)到無法產(chǎn)生有效的引力，于是所有的星體都變成了孤零零的死星，而宇宙則成了所有死星的巨大墳場(chǎng)。如果宇宙是神造的，那么這位造物的神也就失職了。

只有空間會(huì)以某種形式和途徑消失，等到宇宙內(nèi)的物質(zhì)反應(yīng)最終停下的時(shí)刻，宇宙才會(huì)不斷縮小，直到所有的物質(zhì)都擠在一起變成一個(gè)整體，最后爆炸進(jìn)入下一輪宇宙循環(huán)。

只是對(duì)于不但不能直接觀測(cè)，連間接觀測(cè)也幾乎不可能實(shí)現(xiàn)的空間，要找到其消失的形式和途徑是非常困難的。但是我們可以做如下推理：

首先，可以認(rèn)為空間并不會(huì)憑“空”消失，宇宙的膨脹說明，假如宇宙有邊界，空間不會(huì)越過邊界自己逃掉；假如宇宙沒有邊界，空間也不會(huì)在邊界內(nèi)自己少掉。

其次，可以認(rèn)為空間的消失會(huì)引起某種物理效應(yīng)，比如萬有引力。

在此，我們需要復(fù)習(xí)一下廣義相對(duì)論的論述，廣義相對(duì)論肯定了有質(zhì)量的物質(zhì)（或物質(zhì)的質(zhì)量）對(duì)空間的作用，正是這個(gè)作用產(chǎn)生了引力，因此，我們把目光指向了物質(zhì)：空間消失的地方，正是有質(zhì)量的物質(zhì)。空間的消失，是物質(zhì)對(duì)空間吞噬的結(jié)果。而且，物質(zhì)對(duì)空間的吞噬是持續(xù)進(jìn)行地，使得物質(zhì)周圍的空間持續(xù)地向物質(zhì)塌縮。

為了便于描述，我們從物質(zhì)粒子的角度來探討物質(zhì)和空間相愛又相殺的、簡(jiǎn)單又復(fù)雜的關(guān)系。

參見圖一，這是一個(gè)簡(jiǎn)單的粒子和空間的模型，假設(shè)K是一個(gè)物質(zhì)粒子，他們周圍都是量子化的空間，而組成空間的基本粒子叫做空間粒子。

圖 一

那么空間粒子和物質(zhì)粒子具有以下幾個(gè)特性：

第一，空間粒子的質(zhì)量一定不是零，但是作為零參與計(jì)算。既然我們確認(rèn)空間是消耗物質(zhì)生成的，因此空間粒子就一定有質(zhì)量。但是空間粒子的質(zhì)量非常小，比一切物質(zhì)粒子都要小，小到可以作為零參與計(jì)算，而且，在非必要的時(shí)候一般都表述為：空間粒子的質(zhì)量為零。

空間粒子的質(zhì)量是零又不是零的矛盾，可以用下面一個(gè)算式來表達(dá)，如果假設(shè)一個(gè)電子的質(zhì)量是Me，那么空間粒子的質(zhì)量和電子的質(zhì)量可以用下面的式子表示：

其中為1個(gè)電子的質(zhì)量，單位克g；為1個(gè)空間粒子的質(zhì)量，單位克g；n可能是一個(gè)非常大（不是無窮大）的正數(shù)。

空間粒子的質(zhì)量是零又不是零的矛盾，還可以用下面一個(gè)例子來理解，假如在中國(guó)的海邊舀了一碗水，有人就會(huì)算出美國(guó)的東海岸邊的海面下降了，哪怕這個(gè)米數(shù)是在小數(shù)點(diǎn)后的幾萬位之后，說明他不是零。實(shí)際上就在距離舀水處幾十米之外，已經(jīng)無論用什么儀器都測(cè)不出海面的下降了，又說明他是零。

第一，空間粒子和空間粒子之間一定不相容，或者說空間粒子和空間粒子之間不能共享位置和體積，有多少個(gè)空間粒子在一起，就一定占據(jù)多少個(gè)空間的體積。因?yàn)檫@個(gè)特性，才會(huì)有宇宙的巨大空間。

第二，空間粒子和空間粒子之間的碰撞是全剛性的，由于空間粒子的質(zhì)量為零，碰撞只會(huì)產(chǎn)生移位，沒有相互作用力。引力波事件中，人類接收到來自雙中子星合并的引力波，并同時(shí)“看到”這一壯觀宇宙事件發(fā)出的電磁信號(hào)，證明引力波的傳播速度等于光速，因此可以確定空間粒子和空間粒子碰撞是全剛性的，而且碰撞產(chǎn)生能量傳播的速度是光速c。

第三，空間粒子和物質(zhì)粒子接觸后即湮滅，空間中的物質(zhì)粒子在對(duì)空間粒子持續(xù)不斷地吞噬，也就是說，物質(zhì)粒子能吞噬他接觸到的所有空間粒子，這里面意味著兩層意思，第一是空間粒子和物質(zhì)粒子之間不會(huì)發(fā)生碰撞，第二是運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)粒子身后會(huì)出現(xiàn)空間粒子的空白區(qū)域。物質(zhì)粒子吞噬空間粒子的過程可以表示如下：

物質(zhì)粒子吞噬空間粒子的過程中，物質(zhì)粒子只是提供了場(chǎng)地，起到了類似于催化劑的作用。由此可以看出，吞噬這個(gè)提法其實(shí)并不準(zhǔn)確，但是足夠形象，而且也幾乎找不出更好的詞匯?？臻g粒子湮滅后，生成的未知物質(zhì)粒子可能是一種中微子，中微子可以無障礙地穿過幾乎任何物質(zhì)的特性，正好是空間粒子會(huì)被任何物質(zhì)吞噬的特性反面。

正是空間粒子在物質(zhì)粒子里持續(xù)不斷地湮滅，就像物質(zhì)粒子在對(duì)空間粒子持續(xù)不斷地吞噬，引起物質(zhì)粒子周圍的空間粒子減少，從而使得更遠(yuǎn)一些的空間粒子涌向物質(zhì)粒子，形成物質(zhì)粒子周圍的空間持續(xù)不斷地向物質(zhì)粒子塌縮，這就是萬有引力產(chǎn)生的原因。這里的塌縮和廣義相對(duì)論的塌縮是不一樣的，廣義相對(duì)論的塌縮是畸變，可以想象成空間被引力拉彎了，但是彎曲到一定程度就停止了；而這里的塌縮是真正的塌縮，可以想象成蓄滿水的蓄水池，池底的排水口被打開，水持續(xù)地涌向排水口，只要有水，塌縮就一直持續(xù)進(jìn)行。

如果拿兩種塌縮做對(duì)比，首先，他們的形狀幾乎是相同的，只不過本文的空間塌縮是動(dòng)畫，而廣義相對(duì)論的空間塌縮是動(dòng)畫的一張照片，因此本文的空間塌縮的計(jì)算可以采用廣義相對(duì)論方程式。其次，本文的空間就是純粹的空間，空間塌縮的動(dòng)畫不受時(shí)間的影響；而廣義相對(duì)論的空間是時(shí)空的合體，時(shí)空塌縮的照片沒有時(shí)間的注腳就沒有意義。

但是既然空間粒子和物質(zhì)粒子之間不會(huì)碰撞，而且空間粒子的質(zhì)量是零，二者之間便不會(huì)產(chǎn)生作用力。那么，萬有引力是如何產(chǎn)生的呢？

8 物體吞噬空間和萬有引力的數(shù)學(xué)關(guān)系

現(xiàn)在我們可以給出一個(gè)推論，雖然可以認(rèn)為物體吞噬空間的過程幾乎不需要消耗時(shí)間，但是物體也只能吞噬進(jìn)入其體內(nèi)的空間，而且空間向物體輸送的速度是有限地，因此，物體吞噬空間的速度是有限地，可以認(rèn)定物體吞噬空間的速度和物體的質(zhì)量成正比，并簡(jiǎn)單的表示為下面的算式：

其中為物體吞噬空間的速度，單位立方米/秒m3/s；為物體吞噬空間常量，立方米/(秒.千克)m3/(s.kg)；M為物體的質(zhì)量，單位千克kg。

將某物體看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，以質(zhì)點(diǎn)為球心，空間被該物體吞噬形成的在半徑為r的球面位置的空間向物質(zhì)移動(dòng)的速度，可以在下面的算式得出：

其中v是空間被吞噬形成的在半徑為r的球面位置的空間向物質(zhì)移動(dòng)的速度，單位米/秒（m/s）；r為半徑，單位米m；為空間被吞噬的速度，單位是立方米/秒m3/s；為物體吞噬空間常量，單位是立方米/(秒.千克)m3/(s.kg)；M為物體的質(zhì)量，單位千克kg。

在算式1（牛頓萬有引力公式）中，某一點(diǎn)受到某物體的重力加速度，和該點(diǎn)到物體的距離的平方成反比；根據(jù)算式10，某物體吞噬空間引起的某一點(diǎn)空間移動(dòng)速度，也和該點(diǎn)到物體的距離的平方成反比。因此，這兩個(gè)算式的結(jié)果a和v成正比，二者的關(guān)系如下：

根據(jù)算式1和算式10，可得：

其中v是空間被吞噬形成的在半徑為r的球面位置的空間向物質(zhì)移動(dòng)的速度，單位米/秒（m/s）；a為同一位置的重力加速度，單位米/秒平方m/s2；π為圓周率；為物體吞噬空間常量，單位是立方米/(秒.千克)m3/(s.kg)。

因?yàn)?span data-content='{"url":"http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/05/0811/265617621_19_20230508115452571.jpeg","uri":"","width":16,"height":28,"darkImgUrl":"https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-qvj2lq49k0/0251dbb8eb0b4465a82cc6cb0284e019~tplv-tt-origin.jpeg?_iz=30575&x-expires=1699142400&x-signature=RZ0yTeYHRNv28r61HT5Mize67gw%3D","darkImgUri":"","formulaImgStatus":"succeed"}' data-formula='t_{k}'>是一個(gè)常量，所以a/v也是一個(gè)常量，單位1/s。需要特別注意的是，這里的a和v各自所代表的物理意義，v是空間粒子被吞噬形成的在半徑為r的球面位置的空間向物質(zhì)移動(dòng)的速度，主體是空間；a為同一位置的重力加速度，主體是不包括空間的任何物體。

下面，試計(jì)算。圖二是一個(gè)黑洞和空間的簡(jiǎn)單模型。

參看圖二，黑洞的質(zhì)芯K周圍是量子化的空間，質(zhì)芯K的半徑等于，視界的半徑等于。黑洞的質(zhì)芯K持續(xù)地吞噬量子化的空間，引起空間向黑洞K快速塌縮。

圖 二

為了簡(jiǎn)化，我們暫時(shí)假設(shè)，當(dāng)空間的某一點(diǎn)因?yàn)槲矬w吞噬引起的移動(dòng)速度等于c時(shí)，和該點(diǎn)空間的移動(dòng)方向相反的光的速度為零，也就是說，在視界上，空間向黑洞塌縮的速度等于光速c，也就是空間粒子向黑洞運(yùn)動(dòng)的速度等于光速c。

需要特別說明的是，這個(gè)假設(shè)非常重要，至于為什么是c，而不是其他的速度，是因?yàn)楣馑賑是光在真空中的速度，好比是要停住逆水而行的船，水的流速至少要等于船在靜水中的最大速度，當(dāng)然這個(gè)類比并不恰當(dāng)，光和空間的關(guān)系與船和水的關(guān)系完全是不能等同的，但是，首先如果空間的運(yùn)動(dòng)速度小于光速，是一定不能使得反向傳播的光的速度降到零的，就是說假設(shè)的速度不能小于光速c；其次，既然假設(shè)在不小于光速c就不妨礙我們繼續(xù)推理，光速c自然就是最好的選擇。

根據(jù)算式10可知，某物體吞噬空間引起的某一點(diǎn)空間的移動(dòng)速度，和該點(diǎn)到物體的距離的平方成反比，所以，在視界內(nèi)空間向黑洞移動(dòng)的速度大于光速c，而且越靠近黑洞的質(zhì)芯K速度越大；在視界外空間向黑洞移動(dòng)的速度小于光速c，而且越遠(yuǎn)離黑洞的質(zhì)芯K速度越小。

在這里，需要提到史瓦西黑洞和奧本海默極限兩個(gè)概念。

史瓦西黑洞是1916年由史瓦西（Schwarzschild）提出來的，史瓦西黑洞的設(shè)定是不帶電不自旋轉(zhuǎn)的黑洞，黑洞中心為奇點(diǎn)，黑洞的外圈為事件視界，又稱史瓦西半徑（史瓦西半徑r=2GM/c2，式中G為引力常量，M為黑洞質(zhì)量，c為光速）。史瓦西半徑是任何具重力的質(zhì)量之臨界半徑，恒星尺度減至史瓦西半徑時(shí)，就形成史瓦西黑洞。不過，基于本文在物理學(xué)上對(duì)無限的概念的排斥，認(rèn)為無限大的密度、無限小的長(zhǎng)度等概念在物理上都是不可能實(shí)現(xiàn)的，因此本文并不采用史瓦西黑洞的概念和公式。

奧本海默極限是穩(wěn)定中子星的質(zhì)量上限。1936年，奧本海默（J. Robert Oppenheimer）等證明存在一個(gè)臨界質(zhì)量，一顆熱核能源耗盡的星體，如果質(zhì)量大于這個(gè)臨界質(zhì)量，就不可能成為穩(wěn)定的中子星，它要么經(jīng)過無限坍縮形成黑洞，要么形成介于中子星與黑洞之間的其他類型的致密星，這個(gè)臨界質(zhì)量被稱為奧本海默-錢德拉塞卡極限。

同樣，本文也并不認(rèn)為大于奧本海默極限質(zhì)量的中子星會(huì)無限坍縮，因?yàn)檫@樣同樣會(huì)出現(xiàn)無限大的密度。即使中子能被分解成更小的粒子，如果粒子密度和中子一樣，根據(jù)對(duì)“球體填充問題”的開普勒猜想，中子星的體積并不會(huì)改變，實(shí)際上也并沒有找到比中子密度更大的粒子。

當(dāng)然，這并不影響質(zhì)量大于奧本海默極限的中子星能束縛住光，從而成為黑洞，一般認(rèn)為奧本海默極限約為3.2個(gè)太陽質(zhì)量，將中子星作為黑洞的質(zhì)芯，計(jì)算需要的參數(shù)就齊備了。

根據(jù)奧本海默極限的概念，再看圖二，有 =，根據(jù)球體計(jì)算公式，有：

根據(jù)算式10，有：

算式12和算式13中，為黑洞的質(zhì)芯半徑，為黑洞的視界半徑，單位米m；M 為天體質(zhì)量，取3.2倍太陽質(zhì)量，單位千克kg；ρ為黑洞的質(zhì)芯密度，取中子的密度，單位kg/m3；為物體吞噬空間常速，單位m3/(kg.s)；C是真空中光速，單位m/s；π為圓周率。

將M=3.2*1.9891*10^30=6.36512*10^30kg；π=3.14159；ρ=7.80917*10^17kg/m3 代入算式12，可得最小黑洞的半徑為：

==12485m

再將 M=3.2*1.9891*10^30=6.36512*10^30kg；π=3.14159 c=299792458m/s； ==124585m 代入算式13，可得

=9.225×10^-14 m3/(kg.s)

這個(gè)數(shù)值是如此之小，相當(dāng)于1kg的物體吞噬完1m3空間需要約24萬年，這大大出乎了我的直覺，以至于我又以單個(gè)中子為對(duì)象做了計(jì)算，結(jié)果是因單個(gè)中子吞噬空間引起的空間向中子塌縮的空間進(jìn)入中子表面的速度是1.921E-11m/s，這是個(gè)人類的感官無法覺察到的速度，甚至可能超出了目前人類最精密的儀器檢測(cè)的極限，讓我不得不嘆服于造物主的精妙。

但是，這些數(shù)值的小可能其實(shí)是假象，同樣以單個(gè)中子為對(duì)象做了計(jì)算，可以得出單個(gè)中子吞噬掉和自身體積相等的空間只需要約1.38E-12s，也就是說，中子每1s時(shí)間內(nèi)吞噬掉和自身體積相等的空間約7.24E+11次！這又是非?？斓乃俣?，表明物質(zhì)吞噬空間的過程耗用的時(shí)間非常短，和前面空間粒子和物質(zhì)粒子接觸后即湮滅的描述一致。這個(gè)速度是如此之快，甚至讓人懷疑物質(zhì)其實(shí)不過是空間消失過程的虛像，真的是色即是空、空即是色。

物質(zhì)吞噬空間幾乎不需要耗用時(shí)間的特性，還導(dǎo)致了貼近物質(zhì)粒子的一個(gè)特性，因?yàn)榭臻g粒子是有直徑的，當(dāng)他一頭扎進(jìn)物質(zhì)粒子而另一頭露在物質(zhì)粒子外面時(shí)，不可能一頭極快而一頭極慢，只能整體被以極快的速度拖進(jìn)去，從而在貼近物質(zhì)粒子處形成一個(gè)特殊的區(qū)間，而這個(gè)特殊區(qū)間，可能是引起光折射的原因。

再根據(jù)算式10，任意黑洞的視界半徑的算式如下：

其中為黑洞的視界半徑，單位米m；M 為天體質(zhì)量，單位千克kg；為物體吞噬空間常速，單位m3/(kg.s)；C是真空中光速，單位m/s；π為圓周率。

根據(jù)算式14，可以計(jì)算出銀河中心黑洞的半徑（視界半徑）為約14E+7m，即14萬千米，而且，不管黑洞大小，在視界上的重力加速度約2.72E+12m/s2。官方公布的數(shù)據(jù)采用了史瓦西半徑公式計(jì)算，得出的是約1200萬千米，但是用萬有引力公式驗(yàn)算可知，在史瓦西半徑上的重力加速度只有約3.8E+6m/s2，這個(gè)加速度顯然是不能束縛住光的，很明顯，史瓦西半徑公式是有問題的。

由算式12、算式13和算式14可知，如果存在比中子密度更大的物質(zhì)，他組成的最小黑洞就要比中子組成的黑洞還要小，只是到直至目前，還沒有確切的證據(jù)發(fā)現(xiàn)這樣的物質(zhì)。

由算式10、算式11和算式12，可以算出星球吞噬空間的速度，太陽是1.835E+17m3/s，地球是5.51E+11m3/s，月球是6.77E+9m3/s。也可以算出星球球面位置的空間向星球內(nèi)移動(dòng)的速度，太陽是0.03014m/s，地球是0.00108m/s，月球是0.000179m/s。

因太陽吞噬空間引起的地球（月球）位置空間向太陽移動(dòng)的速度是6.526E-07m/s，是因地球吞噬空間引起的地球表面空間向地球移動(dòng)的速度的1/1656，是因月球吞噬空間引起的月球表面空間向月球移動(dòng)的速度的1/274。

因地球吞噬空間引起的月球位置的空間向地球移動(dòng)的速度是2.967E-07m/s，是因月球吞噬空間引起的月球表面空間向月球移動(dòng)的速度的1/602。

由此可知，行星表面的空間向行星自己內(nèi)部移動(dòng)的速度遠(yuǎn)大于向恒星移動(dòng)的速度，當(dāng)這兩個(gè)速度相等時(shí)，意味著行星正好處于洛希極限，這和重力的規(guī)律一致，雖然絕對(duì)數(shù)值都很小，但是卻具有非常重要的意義。計(jì)算結(jié)果的合理性，印證了我們假設(shè)的合理性。

需要特別說明的是，人們對(duì)奧本海默極限的認(rèn)識(shí)是一直在變化的，而且是一個(gè)近似值，因此上述計(jì)算都還只是近似的探討，隨著人們對(duì)奧本海默極限的認(rèn)識(shí)的準(zhǔn)確性提高，利用本文理論的計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性也會(huì)不斷提高。

9 空間實(shí)度和萬有引力的本質(zhì)

我們已經(jīng)知道因物體吞噬引起的空間移動(dòng)的規(guī)律和重力的規(guī)律一致，基本找出了因物體吞噬空間和萬有引力變化的規(guī)律，但是仍然無法回答萬有引力是如何產(chǎn)生的的問題。

很顯然，不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為物體和空間的相對(duì)速度和萬有引力成正比，因?yàn)樾行枪D(zhuǎn)的線速度都要比行星表面的空間向行星自己內(nèi)部移動(dòng)的速度要大很多，如果物體和空間的相對(duì)速度和萬有引力成正比，所有行星的公轉(zhuǎn)就會(huì)因?yàn)槭艿椒浅４蟮淖枇Χ芸焱Ｏ聛怼?/p>

再次參看圖二，黑洞的質(zhì)芯可以被看作一個(gè)球體，作為黑洞的質(zhì)芯的粒子在空間位置上就一定會(huì)有內(nèi)外之別，但是不管一個(gè)黑洞的質(zhì)芯的粒子在什么位置，似乎都在以同樣的速度吞噬這空間粒子，換句話說，不管一個(gè)黑洞的質(zhì)芯的粒子處于黑洞的中心還是表面，消耗空間粒子的速度是一樣的。

但是前面已經(jīng)描述，空間被黑洞吞噬的過程幾乎不消耗時(shí)間，也就是說空間不可能毫發(fā)無損地直接“穿越”物質(zhì)的火線，空間一定另有一個(gè)通道用來通過物質(zhì)的外圍達(dá)到物質(zhì)的內(nèi)部，空間粒子的這個(gè)“穿越”行為就是量子隧穿。

總之，物質(zhì)和空間相互作用并不會(huì)直接產(chǎn)生任何力，但是萬有引力又真實(shí)存在，那么一定有一個(gè)人類還沒有了解的物理概念，因?yàn)槲镔|(zhì)吞噬空間的原因?qū)е铝诉@個(gè)物理概念的變化，才引起了萬有引力。

既然空間有生有滅，也有體積，那么在空間生和滅的過程中，就可能會(huì)出現(xiàn)某種差異，如圖二所示，越是貼近黑洞的質(zhì)芯K，空間粒子就要越稀疏一些，就是類似于這樣的變化規(guī)律。這是個(gè)虛實(shí)的概念，我們把他定義為空間實(shí)度。

空間實(shí)度和物質(zhì)密度是完全不同的概念，物質(zhì)密度是物質(zhì)的一個(gè)物理特征，表示單位體積的物質(zhì)擁有的質(zhì)量數(shù)值，他是一個(gè)有量綱的比值，單位表示為：質(zhì)量單位/體積單位?？臻g實(shí)度是空間運(yùn)動(dòng)造成的空間的一個(gè)物理特征，是一個(gè)無量綱的百分比值，沒有物理單位?？臻g自身并不會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，歸根到底，物質(zhì)是空間運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的唯一原因，也就是，物質(zhì)也就是空間實(shí)度產(chǎn)生變化的唯一原因。

通俗地說，因?yàn)槲矬w吞噬空間，附近的空間會(huì)移動(dòng)過來彌補(bǔ)，但是這個(gè)過程需要時(shí)間，于是造成了被物體吞噬過的空間比更遠(yuǎn)一些的空間的空間實(shí)度要低一些。前面提到的貼近物質(zhì)粒子的特殊區(qū)間，就是這樣的低空間實(shí)度區(qū)間。

問題是，為什么空間會(huì)移動(dòng)過去彌補(bǔ)被物質(zhì)吞噬后留下的洞？空間和空間之間連力都不能傳遞，物質(zhì)也不能給空間直接施加作用力，如果空間本來是靜止的，是什么緣由讓空間移動(dòng)的呢？

要回到這個(gè)物體，必然會(huì)先解決另一個(gè)問題，就是被物質(zhì)吞噬后留下的“洞”是什么？

讓我們先來聊聊一個(gè)看似無關(guān)的話題，如果乒乓球論箱賣，一般的顧客付過錢后，拿專用的箱子去裝乒乓球，箱子裝滿后，都會(huì)嘗試把箱子抖幾下，好騰出空間來多裝幾個(gè)。這個(gè)乒乓球裝箱的問題，是一個(gè)數(shù)學(xué)難題：“球體填充問題”，球體指直徑一樣的球體。1611年，開普勒(Johannes Kepler)提出了著名的開普勒猜想，認(rèn)為球的體積總和最多占箱子的容積的上限為π/，約等于74.048%，后來被多位數(shù)學(xué)家證實(shí)。

前面的論述中，我們有多次量子化空間的提法，并且簡(jiǎn)單地定義了空間粒子。傳統(tǒng)經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為空間是連續(xù)的，這意味著任意一條非常短的直線也是無窮多個(gè)點(diǎn)的集，無窮在數(shù)學(xué)中是個(gè)很普通的概念，但是在物理學(xué)中卻不能被普遍接受，在量子力學(xué)中存在一個(gè)最小的尺寸，比它更小是不可能達(dá)到的，或者說低于這個(gè)長(zhǎng)度的距離是無意義的，這就是普朗克長(zhǎng)度1.61624(12)E-35米。支持空間量子化的人越來越多，此處不再多說了。

接受空間量子化的觀點(diǎn)，就要面對(duì)“球體填充問題”，根據(jù)開普勒猜想，球的體積總和最多占箱子的容積的上限為74.048%，那么剩下的26%是什么？知道這26%是什么，就知道前面被物質(zhì)吞噬后留下的“洞”是什么了。

到這里，我們不得不面對(duì)本文開篇的第一個(gè)問題：世界是什么樣的？這個(gè)問題太大，讓人有一種面對(duì)天機(jī)的敬畏感，離他遠(yuǎn)點(diǎn)是遇到這個(gè)問題的自然反應(yīng)，然而逃避是沒有用的，否則本文想要討論的問題都只能重新封印起來。

這也許就是我們應(yīng)該接受的全新的宇宙觀。

世界可以分為三部分：即實(shí)、光和空。

實(shí)是指實(shí)在的物質(zhì)。光也是物質(zhì)，但他具有專屬的性質(zhì)。空就是空間，空也是物質(zhì)，同樣具有專屬的性質(zhì)。

虛是一個(gè)特殊的存在，虛包括光和組成實(shí)的基本粒子，具有量子力學(xué)的特征是虛的唯一判別標(biāo)準(zhǔn)，虛的粒子統(tǒng)稱為虛粒子。

世界就是這么簡(jiǎn)單，然而里面似乎并沒有我們要找的答案。

其實(shí)世界這個(gè)詞語本身就是一種提示，“界”是指范圍的邊緣，“界”外一定還有一種存在，而這種存在，就是我們所找尋的答案。

世界之外，還有一個(gè)存在，叫做無，無不是物質(zhì)，無既沒有體積也沒有質(zhì)量，也就是常言所說的什么也沒有，但是，無有虛擬空間尺寸，開普勒在“球體填充問題”中被空間粒子填充后剩下的26%，和被物質(zhì)吞噬后留下的“洞”，都是無的虛擬空間尺寸。雖然難以理解，在邏輯上，無卻應(yīng)該是一個(gè)普遍的存在，而且，不能排除無的里面還可能包含有未知的可以歸類到的“有”物質(zhì)形式，或許有了這些物質(zhì)形式的填充，剩下的無要少得多。

世界之大，不過是“有”，宇宙就是“有”和“無”的集合。因此，宇宙包括實(shí)、光、空和無，也包括在無里面的可能存在的未知的東西。

因此，宇宙中的任意一點(diǎn)到另一點(diǎn)之間，既隔著世界的距離，也隔著無，也就是沒有距離，換句話說，宇宙中的任意一點(diǎn)既是中心，也是邊緣，也可以說，宇宙既沒有中心，也沒有邊緣。

所以，宇宙是有限的，包括質(zhì)量和大小，卻是沒有邊界的。

有了這里宇宙觀，就接近我們要找的答案了。

自然界有這么一個(gè)規(guī)律，人類能想出來的一切物質(zhì)，都有從實(shí)向虛運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，在一杯水里滴幾滴不同顏色的墨水，墨水自然會(huì)把水的每一個(gè)地方染成一樣的顏色；往一個(gè)封閉的真空鋼瓶充入一點(diǎn)氧氣，氧氣絕對(duì)不會(huì)停留在鋼瓶的任意角落，而是瞬間彌漫到整個(gè)鋼瓶的空間。在宇宙的有無之間，也存在類似的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。

假設(shè)一個(gè)靜止的物體的一面出現(xiàn)了無，而法則規(guī)定無既沒有體積也沒有質(zhì)量，物體必須向無移動(dòng)，而物體必須受到外力才能改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這個(gè)“無中生有”的讓物體向無移動(dòng)的外力，叫做空間力。

物體吞噬空間，生成一個(gè)和物體體積一樣大的洞，也就是無，洞邊緣外的空間就會(huì)在空間力的作用下，向洞內(nèi)移動(dòng)，也就是向無移動(dòng)，根據(jù)前面的描述，我們知道物體對(duì)于空間就好比火焰對(duì)于氫氣球，進(jìn)入物體的空間都會(huì)被粉碎、被吞噬，這個(gè)過程持續(xù)不斷，就形成了以物體為核心的空間流動(dòng)，也就形成了由內(nèi)而外的逐漸遞增的空間實(shí)度，如果這個(gè)空間里面正好有其他物體，就會(huì)給其他物體施加一個(gè)指向物體質(zhì)心的空間力，而這空間力就是萬有引力。空間實(shí)度的變化率，決定了空間力的大小。

10 空間實(shí)度的量化

物體吞噬空間，會(huì)降低空間實(shí)度，物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生空間，會(huì)提高空間實(shí)度，但是，要想給空間實(shí)度用數(shù)學(xué)方法準(zhǔn)確度量，卻也許是不可能的事情。

根據(jù)前面的定義，空間實(shí)度是不小于零的實(shí)數(shù)，我們可以標(biāo)定，無的空間實(shí)度是0，無對(duì)于接觸到的物體和空間都有非常大的牽引力，這個(gè)力大到不管物體有多大的質(zhì)量，都能瞬間產(chǎn)生移動(dòng)或移動(dòng)的趨勢(shì)來將無填實(shí)，以至于雖然本文排斥無窮的概念，如果有一天能證明量子糾纏不需要時(shí)間，那么無對(duì)于接觸到的物體和空間的牽引力就是無窮大，為了便于理解和計(jì)算，在這里就暫時(shí)認(rèn)定為無窮大。

我們還可以標(biāo)定，沒有物質(zhì)的純凈空間的空間實(shí)度為1， 或者說，靜止和勻速運(yùn)動(dòng)的空間的空間實(shí)度為1。無對(duì)于空間的牽引，首先作用到最近的一排空間粒子，并將最近的一排空間粒子和第二排的空間粒子之間拉出無來，以此類推，形成以無為核心的指向無的空間粒子流，由近及遠(yuǎn)，空間粒子速度逐漸減少，最終減少至0；由近及遠(yuǎn)，空間實(shí)度逐漸提高，最終提高到1。

空間實(shí)度是沒有上限的，物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生空間時(shí)，由于受到光速限制，大量出現(xiàn)的空間瞬間形成巨大的空間實(shí)度，正在這個(gè)空間范圍內(nèi)的物體就會(huì)受到巨大的空間壓力，這就是核爆沖擊波的力量來源。

物體在空間內(nèi)受到的空間力的方向和空間實(shí)度降低的方向相同。

再次參看圖二，根據(jù)算式10，某物體吞噬空間粒子引起的某一點(diǎn)空間移動(dòng)速度，也和該點(diǎn)到物體的距離的平方成反比。表明空間在向黑洞的質(zhì)芯做加加速運(yùn)動(dòng)，但是同前所述，他的加速度和加加速度都不能用算式11計(jì)算，而且，也不能用算式10求導(dǎo)來得到這個(gè)加速度，因?yàn)樗闶?0的變量是距離，而不是時(shí)間。

可是，根據(jù)算式11可知a/v是一個(gè)約等于9086的常量，單位1/s，對(duì)于計(jì)算物體吞噬空間引起的空間實(shí)度變化引起的重力加速度，算式10和算式11已經(jīng)足夠了，對(duì)于計(jì)算物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生空間引起的空間實(shí)度變化對(duì)的物體作用力，因?yàn)楫a(chǎn)生引力的物體同樣是可以看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的物體，所不同的是吞噬空間是球面輻射狀吸收，產(chǎn)生空間是球面輻射狀放射，在空間移動(dòng)速度相同時(shí)，兩種情況的重力加速度應(yīng)該是大小相等、方向相反。

下面，我們利用引力波事件做一次模擬計(jì)算，因?yàn)閾?jù)稱引力波監(jiān)測(cè)設(shè)備的靈敏度能檢測(cè)到相當(dāng)于在1km外的1g物體質(zhì)量變化引起的引力變化，這個(gè)最小值換算成重力加速度是6.67E-20m/s2，故我們假設(shè)引力波事件測(cè)到的引力波的重力加速度是6.67E-19m/s2，因?yàn)閍/v是一個(gè)約9086(單位1/s)的常量，則有

V=6.67*10^-19/9086=7.34*10^-23m/s

M=(1.9891*10^30)*0.2=0.3978*10^30kg

R=1.3*10^8×9.46*10^15=1.23*10^29m

根據(jù)算式7，有=v4πr2/M

=7.34*10^-23*4*3.1416*(1.23*10^29)^2/(0.3978*10^30)

=3.51*10^7m3/kg

比較和的值可知，消耗每1kg物質(zhì)產(chǎn)生的空間可能需要1kg物質(zhì)吞噬120萬億年，這可能是支撐宇宙快速膨脹的原因。

根據(jù)原子核物理學(xué)和愛因斯坦的質(zhì)能轉(zhuǎn)換關(guān)系式E=mc2，在太陽上，每秒鐘有質(zhì)量為6億噸的氫經(jīng)過熱核聚變反應(yīng)為5.96億噸的氦，0.0426億噸消失了，根據(jù)核反應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，其中一半變成了輻射，另一半變成了空間，產(chǎn)生的空間為

=0.0426/2*10^11*3.51*10^7=7.469*10^16m3/s。

在前面的章節(jié)，計(jì)算出太陽吞噬空間的速度是1.835E+17m3/s，當(dāng)時(shí)并沒有考慮太陽內(nèi)部物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生空間的情況，而只是按照萬有引力計(jì)算得出的結(jié)果，為了重新平衡萬有引力，太陽吞噬空間的速度需要在原來的結(jié)論上加上太陽內(nèi)部物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生空間的速度，即

1.835*10^17+7.469*10^16=2.582*10^17m3/s

根據(jù)算式9，太陽的質(zhì)量應(yīng)該是：

（2.582*10^17）÷（9.225*10^-14）=2.799*10^30kg

這個(gè)太陽質(zhì)量是現(xiàn)在公開的太陽質(zhì)量的1.41倍！這個(gè)結(jié)果似乎可以為前言中對(duì)太陽密度的疑問提供了一種答案，遺憾的是我們所引用的引力波事件的數(shù)據(jù)是假設(shè)的，這個(gè)計(jì)算過程和結(jié)果只能提供一個(gè)方法和一個(gè)推論，而不能給出任何準(zhǔn)確的結(jié)果，太陽的實(shí)際質(zhì)量還有可能還要大得多，并且，所有恒星和黑洞的質(zhì)量都可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前所公開的質(zhì)量。這可能就是天文學(xué)家們感覺存在而又找不到的宇宙中物質(zhì)的質(zhì)量的一部分。

11 空間力、空間實(shí)度和物體的速度

我們知道，在空氣中移動(dòng)的物體，它前面的氣壓會(huì)升高，而它后面的氣壓會(huì)降低，也就是說它前面的空氣密度會(huì)升高，而它后面的空氣密度會(huì)降低。那么一個(gè)物質(zhì)粒子在空間移動(dòng)，它前后的空間會(huì)發(fā)生什么樣的變化呢？

因?yàn)?strong>物質(zhì)粒子能吞噬他接觸到的所有空間粒子，因此空間粒子和物質(zhì)粒子之間不會(huì)發(fā)生碰撞，所以移動(dòng)的物質(zhì)粒子的前面的空間不會(huì)發(fā)生變化，但是它身后的空間實(shí)度則會(huì)降低，它身后的空間實(shí)度和物質(zhì)粒子的移動(dòng)速度之間可能會(huì)有如下的數(shù)學(xué)關(guān)系：

其中x為空間實(shí)度，無量綱；v為物質(zhì)粒子在空間的速度，單位m/s；c為光速，單位m/s；n為奇數(shù)，n≥1。

物質(zhì)粒子的一側(cè)所受到的空間力和該側(cè)空間實(shí)度之間可能會(huì)有如下的數(shù)學(xué)關(guān)系：

其中F為空間力，單位kg力；x為空間實(shí)度，無量綱；p為空間力常量，單位kg/kg；m為物質(zhì)粒子的質(zhì)量，單位kg；n為奇數(shù)，n≥1。

由算式15、算式16可知，在空間運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)受到的空間力有如下規(guī)律：

1、當(dāng)物質(zhì)粒子的速度在0～c之間時(shí)，身后空間實(shí)度在1～0之間，所受空間力在０～∞之間，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。

2、當(dāng)物質(zhì)粒子的速度接近c(diǎn)時(shí)，身后空間實(shí)度接近0，所受空間力往無窮大飆升，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，這正是光速限制產(chǎn)生的原因；當(dāng)物質(zhì)粒子的速度為0時(shí)，身后空間實(shí)度為1，所受空間力為0。

沒有預(yù)料到居然在這里推理出了光速限制，讓人懊惱不已。

而且可以看出，算式15和算式16得出的空間力的增長(zhǎng)規(guī)律和相對(duì)論質(zhì)量的增長(zhǎng)規(guī)律極其相似，都是隨著速度的提高和增大。這里面有兩層意思，第一層是在空間運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)受到的空間力就是狹義相對(duì)論的動(dòng)質(zhì)量的來源，第二層是相對(duì)論質(zhì)量公式得出的數(shù)值太大，不能用于空間力計(jì)算，否則星體的運(yùn)動(dòng)很快就要慢下來。

根據(jù)公開的信息，地球目前每年遠(yuǎn)離太陽約1.5cm，其中因太陽質(zhì)量損失（每年1.34E+17 kg）引起的只有1cm，因潮汐等因素引起的只有幾個(gè)微米，至于是什么原因引起的另外0.5cm還找不到原因，另外觀測(cè)發(fā)現(xiàn)地球公轉(zhuǎn)的線速度在變慢也找不到原因，現(xiàn)在我們認(rèn)為這個(gè)原因就是空間力，或者說是空間阻力。
為了驗(yàn)證算式15、算式16的合理性，在算式15中n取3，在算式16中n分別取1、3、5和7，以地球?yàn)閷?duì)象試算，見表一。

表 一

參看表一，地球因公轉(zhuǎn)受到的空間力為4.73E+8牛頓，造成地球公轉(zhuǎn)速度每年減少2.5納米/秒，并地球引起每年遠(yuǎn)離太陽約0.5cm。另外還有一個(gè)規(guī)律，即空間力常量當(dāng)n=1時(shí)是n=3時(shí)的1.91億倍，當(dāng)n=3時(shí)是n=5時(shí)的40倍，當(dāng)n=5時(shí)是n=7時(shí)的4.8倍。

為了驗(yàn)證表一結(jié)果的合理性，按表一得出的空間力常量，以地球速度為600km/s（銀河系速度）為對(duì)象做試算，結(jié)果見表二。

表 二

參看表二，地球速度為600km/s（銀河系速度）時(shí)，呈現(xiàn)出和表一中空間力常量類似的規(guī)律，即當(dāng)n=1時(shí)和n=3時(shí)的差異，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于當(dāng)n=5時(shí)和n=7時(shí)的差異。當(dāng)n=7時(shí)，地球以銀河系速度運(yùn)行每年受到的空間力為1.71E+9牛頓，造成速度每年減少9納米/秒。

由此可知，地球因?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)受到空間力的作用明顯存在，但是在常見的星體運(yùn)動(dòng)速度的情況下作用效果可以非常小，和現(xiàn)實(shí)觀測(cè)結(jié)果是一致的。

下面我們看看在高速的情況下會(huì)有什么不同，繼續(xù)以地球速度為0.9倍光速為對(duì)象做試算。計(jì)算結(jié)果見表三。

表 三

由表三可知，地球因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)受到空間力的作用，在0.9倍光速時(shí)，只有當(dāng)n=1時(shí)，造成速度每年減少3.43千米/秒；當(dāng)n=3時(shí)，造成速度每年減少只有30.1微米/秒；當(dāng)n=5時(shí)，造成速度每年減少只有0.763微米/秒；當(dāng)n=7時(shí)，造成速度每年減少只有0.161微米/秒。

我們繼續(xù)不停低增大速度，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)有趣的結(jié)果，就是只要不超過光速，在現(xiàn)有的普通電腦和普通電腦軟件的最高精度下，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)極值的情況，計(jì)算結(jié)果見表四。

表 四

參看表四，可知只要不超過光速，星體因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)受到空間力的作用可以非常小，而且有一個(gè)極值，當(dāng)n=1時(shí)，受到的空間阻力是5.08E+25牛頓，造成速度每年減少2.68億米/秒；當(dāng)n=3時(shí)，受到的空間阻力是2.65E+17牛頓，造成速度每年減少只有1.4米/秒；當(dāng)n=5時(shí)，受到的空間阻力是6.58E+15牛頓，造成速度每年減少只有34.8毫米/秒；當(dāng)n=7時(shí)，受到的空間阻力是1.38E+15牛頓，造成速度每年減少只有7.31毫米/秒。自然界好像存在一個(gè)極限阻力常量，以n=7為例，這個(gè)常量是2.31811E-10kg/kg，他限制了物體加速能受到的最大阻力。

這意味著什么呢？這既意味著牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律失效，也這意味著狹義相對(duì)論公式所展示的將物質(zhì)加速到接近光速時(shí)受到的巨大阻力其實(shí)可能并沒有那么大，也就是說人類以接近光速在太空航行的難度遠(yuǎn)沒有原來以為的那么大，但前提是不要試圖達(dá)到光速。

這是不是像極了人類社會(huì)的政治鐵幕下的福利？只要不去觸碰光速這道紅線，要達(dá)到比較高的速度還是比較容易的。

12 質(zhì)量

正如紛繁復(fù)雜的宇宙，卻僅由幾種粒子構(gòu)成，我們有理由相信，自然界最基本的結(jié)構(gòu)對(duì)于人類的智力來說，應(yīng)該是簡(jiǎn)單到可以被理解的?；谶@種理念，我們首先來將物質(zhì)的一切簡(jiǎn)單化，這個(gè)過程需要我們將已有的關(guān)于物質(zhì)的所有的知識(shí)暫時(shí)遺忘，否則可能無法進(jìn)行。

假設(shè)我們把一個(gè)氦原子分解成電子、質(zhì)子和中子，分別用單個(gè)的電子、質(zhì)子和中子用來做壓縮實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)表明這些粒子都是不能被壓縮的；然后，再分別用單個(gè)的電子、質(zhì)子和中子用來做膨脹實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這些粒子也都是不能被膨脹的。

既不能被壓縮也不能被膨脹，就是物質(zhì)基本粒子的特性，也是物質(zhì)的基本屬性，是物質(zhì)的本來面目，是原始態(tài)的物質(zhì)的特性。因此我們可以推論：如果將物質(zhì)量子化，則所有具有相同體積的基本粒子包含的相同的質(zhì)量。

打個(gè)簡(jiǎn)單的比方，基本粒子都是由絕對(duì)沒有偏差的同一種原料切割而成，不同種類的基本粒子只有幾何尺寸的差異，在“質(zhì)地”上卻都是無差別的。

也就是說，在基本粒子的尺度上，質(zhì)量（mass）其實(shí)只有幾何意義的大小。但是，對(duì)于人類來說，對(duì)于質(zhì)量的體驗(yàn)一直是力學(xué)體驗(yàn)，即以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的力學(xué)特征，牛頓力學(xué)只涉及了物體在加減速狀態(tài)的力學(xué)特征，質(zhì)量被認(rèn)為是恒量；相對(duì)論還涉及了物體在勻速狀態(tài)的力學(xué)特征，質(zhì)量被認(rèn)為是變量。

不管是牛頓力學(xué)還是相對(duì)論，都認(rèn)為質(zhì)量有慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量兩種形式，而且這兩種形式等效。在狹義相對(duì)論中，慣性質(zhì)量又細(xì)分為靜質(zhì)量和動(dòng)質(zhì)量，靜質(zhì)量和動(dòng)質(zhì)量相加就是相對(duì)論質(zhì)量（總質(zhì)量）。

本文認(rèn)為，質(zhì)量是物體所具有的一種物理屬性，是一個(gè)正的恒定標(biāo)量，這里所說的“物體”是自然界中的宏觀物體和電磁場(chǎng)、天體和星系、微觀世界的基本粒子等的總稱。慣性質(zhì)量、引力質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，是質(zhì)量的三種形式，他們是等效的。

慣性質(zhì)量是物體保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能力，表現(xiàn)為F=ma。

引力質(zhì)量是物體保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能力，表現(xiàn)為F=ma；也是物體的空間力學(xué)體現(xiàn)，表現(xiàn)為F=m4πG/tk，結(jié)果要乘以量綱1/s。

運(yùn)動(dòng)質(zhì)量是物體的空間力學(xué)體現(xiàn)F=pmf(x)。

運(yùn)動(dòng)質(zhì)量和狹義相對(duì)論的動(dòng)質(zhì)量的所指是一樣的，只是運(yùn)動(dòng)質(zhì)量是恒定的，而且表明動(dòng)質(zhì)量隨著物體運(yùn)動(dòng)速度的提高而增大是個(gè)假象，真相是隨著物體運(yùn)動(dòng)速度的提高，物體受到的空間阻力升高，表現(xiàn)出了慣性質(zhì)量增大的假象。

13 邁—莫實(shí)驗(yàn)和伽利略變換

19世紀(jì)末，光速不變的特性被觀測(cè)到，給當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家們?cè)斐闪司薮蟮睦Щ蟆?887年，阿爾伯特·邁克爾遜和愛德華·莫雷在克里夫蘭的卡思應(yīng)用科學(xué)學(xué)校進(jìn)行了非常仔細(xì)的實(shí)驗(yàn)。目的是測(cè)量地球在以太中的速度（即以太風(fēng)的速度）。以太是古希臘哲學(xué)家亞里士多德所設(shè)想的一種物質(zhì)，也曾是物理學(xué)史上一種假想的物質(zhì)觀念，其內(nèi)涵隨物理學(xué)發(fā)展而演變。

圖 三

參見圖三，假設(shè)光在以太中傳播速度為c，以太相對(duì)于太陽靜止，儀器在實(shí)驗(yàn)坐標(biāo)系中相對(duì)于以太以公轉(zhuǎn)軌道速度v向右運(yùn)動(dòng)。光源發(fā)光經(jīng)分光鏡O分成兩束光，光束1經(jīng)反光鏡M1反射再經(jīng)分光鏡投射到觀測(cè)屏。光束2經(jīng)反光鏡M2反射再經(jīng)分光鏡投射到觀測(cè)屏，與光束1形成干涉。

邁克爾遜和莫雷將干涉儀裝在十分平穩(wěn)的大理石上，并讓大理石漂浮在水銀槽上，可以平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動(dòng)。并當(dāng)整個(gè)儀器緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)連續(xù)讀數(shù)，這時(shí)該儀器的精確度為0.01% ，即能測(cè)到1/100條條紋移動(dòng)，用該儀器測(cè)條紋移動(dòng)應(yīng)該是很容易的。邁克爾遜和莫雷設(shè)想：如果讓儀器轉(zhuǎn)動(dòng)90°，光通過OM1、OM2的時(shí)間差應(yīng)改變，干涉條紋要發(fā)生移動(dòng)，從實(shí)驗(yàn)中測(cè)出條紋移動(dòng)的距離，就可以求出地球相對(duì)以太的運(yùn)動(dòng)速度，從而證實(shí)以太的存在。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：未發(fā)現(xiàn)任何條紋移動(dòng)。在此之后的許多年，邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)又被重復(fù)了許多次，所得都是零結(jié)果。

如果以太存在，且光速在以太中的傳播服從伽利略速度疊加原理，下面分別以儀器和以太為參照系來解說，需要提前提示的是兩個(gè)解說的結(jié)果是不一樣的。

首先以儀器做參照系，儀器不動(dòng)，以太以速度v向儀器移動(dòng)。

光束1到達(dá)M1和返回的路程都是L。

光束2垂直方向的速度為c，垂直方向到達(dá)M2和返回的路程都是L，時(shí)間都是L/c；由于以太的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，有水平向左的速度v，水平方向到達(dá)M2和返回的路程都是Lv/c，故往、返總路程都是：

故光束2和光束1到達(dá)觀測(cè)屏的光程差為：

上式中代入v≈1×10^-4c，L=11m，得1.10×10^-7m。

然后同樣讓實(shí)驗(yàn)儀器整體旋轉(zhuǎn)90度，則光束1和光束2到達(dá)觀測(cè)屏的時(shí)間互換，使得已經(jīng)形成的干涉條紋產(chǎn)生移動(dòng)，改變的量為：

?=2×1.10×10^-7m=2.2×10^-7m

則應(yīng)該移動(dòng)的條紋為：

?N=2.2×10^-7÷(5.9×10^-7)=0.37

然后以以太做參照系，以太不動(dòng)，儀器以速度v向以太移動(dòng)。

光束1到達(dá)M1和返回的速度都是c，所需時(shí)間分別是L/(c-v)和 L/(c+v)，所需時(shí)間合計(jì)為：

光束2到達(dá)M2和返回的速度都是c，時(shí)間都是L/c，儀器的移動(dòng)和光的傳播過程無關(guān)，故往、返路程都是L。

故光束2和光束1到達(dá)觀測(cè)屏的光程差為：

上式中代入v≈1×10^-4c，L=11m，得-2.20×10^-7m。

然后同樣讓實(shí)驗(yàn)儀器整體旋轉(zhuǎn)90度，則光束1和光束2到達(dá)觀測(cè)屏的時(shí)間互換，使得已經(jīng)形成的干涉條紋產(chǎn)生移動(dòng)，改變的量為：

?L=2×2.2×10^-7m=-4.4×10^-7m

則應(yīng)該移動(dòng)的條紋為：

?N=-4.4×10^-7÷(5.9×10^-7)=-0.75

對(duì)比分別以儀器和以太做參照系的解說過程，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了不同的結(jié)果，站在不同的角度，看到的干涉條紋移動(dòng)不但大小不一樣，還方向相反，這豈不就是意味著觀測(cè)者改變了事件的結(jié)果！

見表五，為了驗(yàn)證解說過程是否存在錯(cuò)誤，我們來對(duì)比兩種參照系下的各節(jié)點(diǎn)發(fā)生時(shí)間，可見各節(jié)點(diǎn)發(fā)生的時(shí)間都是一樣的，光束1和光束2返回到分光鏡的時(shí)間在兩個(gè)參照系是完全一樣的，說明兩個(gè)參照系的變換并沒有影響事件的結(jié)果。光程差不同，是兩個(gè)不同參照系觀測(cè)角度的不同造成的，并不影響事件本身。如果觀測(cè)的不是光而是某種物質(zhì)，沒有干涉條紋和光程差的關(guān)系，就并不存在什么矛盾，解說到這一步也許已經(jīng)該完美結(jié)束了?？墒瞧褪枪?！

表 五

從邏輯上講，以此作為對(duì)以太存在的否定依據(jù)是有瑕疵的，因?yàn)榧僭O(shè)的條件是如果以太存在且光速在以太中的傳播服從伽利略速度疊加原理，這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不能排除如果以太存在但光速在以太中的傳播不服從伽利略速度疊加原理的可能性，并不能全部排除太存在的可能。

當(dāng)然，以太即使有，也可能會(huì)有類似于黑洞的根本不可能被直接觀測(cè)的特性，是幾乎無法檢測(cè)到的存在，也有可能是我們完全想錯(cuò)了他的樣子，甚至是他就一直在我們身邊，我們卻感受不到而已。

當(dāng)時(shí)，科學(xué)界不但認(rèn)為邁-莫實(shí)驗(yàn)否定了以太，還印證了光速不變的特性，因?yàn)橹挥泄馑俨蛔兊奶匦?，才能使得邁-莫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果看起來合理。

光速不變的特性給當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家們?cè)斐闪司薮蟮睦Щ?，基于牛頓經(jīng)典力學(xué)的伽利略變換，無法演繹這個(gè)特性。伽利略變換基于人們對(duì)物體速度疊加的直覺，它假設(shè)時(shí)間和空間是絕對(duì)的，不受觀測(cè)者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)影響。

圖 四

參見圖四，假設(shè)在坐標(biāo)系S和S'中，在坐標(biāo)系S坐標(biāo)為(x,y,z,t)，在坐標(biāo)系S'坐標(biāo)為(x’,y’,z’,t’)，原點(diǎn)在時(shí)間為t=t'=0時(shí)重合，坐標(biāo)系S'相對(duì)于坐標(biāo)系S以均速v運(yùn)行，運(yùn)行方向?yàn)閤。

假設(shè)坐標(biāo)系S'內(nèi)有一個(gè)物體以均速v0運(yùn)行，運(yùn)行方向?yàn)閤’。那么，對(duì)于這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在兩個(gè)坐標(biāo)系中的表達(dá)算式分別如下，見算式：

根據(jù)算式17 ，即伽利略變換方程式，在光速的不變特性出現(xiàn)之前，似乎能滿足所有的速度變換，然而當(dāng)遇到光速時(shí)，卻會(huì)導(dǎo)致矛盾。

仍然是參見圖四，只需將前面物體以均速v0運(yùn)行的條件，改成光以光速c運(yùn)行，因?yàn)楣馑俨蛔兊奶匦?，那么在坐?biāo)系S和S'中，測(cè)得的光速都是c，因此有

于是有

vt’=ct-ct’=0 → v=0

得出光在坐標(biāo)系S和S'中運(yùn)行距離總是相等的結(jié)果，無視了兩個(gè)坐標(biāo)系的相對(duì)速度v。

14 神奇的洛倫茲變換

洛倫茲變換的誕生是出于修補(bǔ)牛頓經(jīng)典力學(xué)的目的，其理論依然依據(jù)牛頓時(shí)空觀的平直時(shí)空理論。洛倫茲變換的提出是基于以太存在的前提的，然而當(dāng)時(shí)學(xué)界一致認(rèn)為以太被邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)證實(shí)是不存在的。這就是洛倫茲變換的神奇之一，它好像是一個(gè)在錯(cuò)誤的理論基礎(chǔ)上得出的正確結(jié)果。

在愛因斯坦的狹義相對(duì)論是區(qū)別于牛頓時(shí)空觀的新的平直時(shí)空理論。在狹義相對(duì)論中，空間和時(shí)間并不相互獨(dú)立，而是一個(gè)統(tǒng)一的四維時(shí)空整體，不同慣性參考系之間的變換關(guān)系式與洛倫茲變換在數(shù)學(xué)表達(dá)式上是一致的，參見圖四，在光速相對(duì)于任一坐標(biāo)系的速度都是c 的前提下，有如下算式：

再參見圖四，同樣假設(shè)，坐標(biāo)系S靜止，坐標(biāo)系S’相對(duì)于坐標(biāo)系S速度v，假設(shè)有一個(gè)物體以速度v1和一束光一起沿ox(o’x’)運(yùn)行，那么在坐標(biāo)系S和S'中，測(cè)得的光速都是c，因此有：

第一種情況：速度v比光速小很多，對(duì)物體有

以及

在光速相對(duì)于任一坐標(biāo)系的速度都是c 的前提下，可知，當(dāng)兩個(gè)坐標(biāo)系的相對(duì)速度v比光速小很多時(shí)，且事件的速度也遠(yuǎn)小于c，洛倫茲變換則近似為伽利略變換。

第二種情況：速度v比光速小很多，對(duì)光束有

以及

在光速相對(duì)于任一坐標(biāo)系的速度都是c 的前提下，可知，當(dāng)兩個(gè)坐標(biāo)系的相對(duì)速度v比光速小很多時(shí)，對(duì)于光束，也能近似采用伽利略變換。

第三種情況：速度v是光速的1/2，對(duì)光束有

以及

在光速相對(duì)于任一坐標(biāo)系的速度都是c 的前提下，可知，兩個(gè)坐標(biāo)系的相對(duì)速度v是接近光速c時(shí)，對(duì)于光束，坐標(biāo)系S和坐標(biāo)系S’的描述表現(xiàn)出了和伽利略變換完全不同的結(jié)果。如果在坐標(biāo)系S看來，光用時(shí)間t走了距離ct，那么在坐標(biāo)系S’看來，光用時(shí)間/3t走了距離/3ct，而不是伽利略變換的用時(shí)間t走了距離1/2ct。如果在坐標(biāo)系S’看來，光在用時(shí)間t’走了距離ct’，那么在坐標(biāo)系S看來，光用時(shí)間t走了距離ct，而不是伽利略變換的用時(shí)間t走了距離3/2ct。

這就是洛倫茲變換的另一個(gè)神奇之處，他給人類展現(xiàn)出一個(gè)全新的世界觀，在這里，不只是對(duì)于同一事件不同的觀測(cè)者可能會(huì)看到不同的結(jié)果，甚至不同的觀測(cè)者的時(shí)間都不一樣了，也就是他們的時(shí)間流失的速度不一樣了。

總之，狹義相對(duì)論利用洛倫茲變換，避開了伽利略變換中遇到的矛盾，解決了當(dāng)時(shí)的光速不變的難題，然而，可能他給人類帶來的問題要更多一些。

15 狹義相對(duì)論和光速不變?cè)?/h2>

1905年9月，在德國(guó)《物理學(xué)年鑒》上，愛因斯坦發(fā)表了《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》，其中涉及光速的有以下描述：
光在空虛空間里總是以一確定的速度c傳播著，這速度同發(fā)射體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。并且進(jìn)一步說明，“下面的考慮是以相對(duì)性原理和光速不變?cè)頌橐罁?jù)的，這兩條原理我們定義如下：1. 物理體系的狀態(tài)據(jù)以變化的定律，同描述這些狀態(tài)變化時(shí)所參照的坐標(biāo)系究竟是兩個(gè)在互相勻速平行移動(dòng)著的坐標(biāo)系中的哪一個(gè)并無關(guān)系。2. 任何光線在'靜止的’坐標(biāo)系中都是以確定的速度c運(yùn)動(dòng)著，不管這道光線是由靜止的還是運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)射出來的?！?/p>

這些描述就是所謂的狹義相對(duì)論，其核心就是光速不變?cè)?/strong>。

不知道是因?yàn)榉g不完美還是其他原因，愛因斯坦關(guān)于光速不變的論述讓人覺得晦澀難懂，如果沒有洛倫茲變換，僅從字面理解，可能很難歸納出通常所謂的遠(yuǎn)比原文更加精煉、準(zhǔn)確的狹義相對(duì)論的光速不變?cè)?，即?/p>

相對(duì)于任何慣性參考系，光速都具有相同的數(shù)值。

只是在相同的數(shù)值前面加上“近似”兩字可能更準(zhǔn)確一點(diǎn)。

有人說，每個(gè)人看狹義相對(duì)論的理解可能都不一樣，但是大多數(shù)人都能得出和這個(gè)差不多的光速不變?cè)恚?/strong>這就是狹義相對(duì)論的神奇之處，好像是很多讀者都從一部著作中讀出了一個(gè)深?yuàn)W的涵義，作者卻說自己寫的沒有那個(gè)意思。

再看愛因斯坦關(guān)于光速不變的論述，至少可以看出以下幾層意思：

1. 物理規(guī)律與參照系無關(guān)

無論怎么看，狹義相對(duì)論的論述都包涵這個(gè)意思，這其實(shí)是對(duì)實(shí)在性法則的延伸，說明不但物質(zhì)不依賴于意識(shí)而獨(dú)立存在，物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律也不依賴于意識(shí)而獨(dú)立存在。這就是規(guī)則一致性法則，指規(guī)則與參照系無關(guān)，或者是與觀測(cè)者無關(guān)。

人們歸納出的狹義相對(duì)論的光速不變?cè)?，其?shí)和實(shí)在性法則是相抵觸的，他用光速在任何參照系看來都是c的一致性，否定了參照系相對(duì)運(yùn)動(dòng)的客觀事實(shí)，等于是在觀測(cè)著眼里，另一個(gè)參照系如果沒有光，他看到參照系相對(duì)自己速度是v；當(dāng)另一個(gè)參照系有了光，他看到參照系相對(duì)自己速度是0。

這也就是在光速不變特性的壓迫下產(chǎn)生的一種牽強(qiáng)附會(huì)的解釋。光速不變特性的真相，似乎只有到了人類有能力以太陽為參照系觀測(cè)地球上的光，才能真正被揭開。

二、光速同光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)

這是狹義相對(duì)論對(duì)光的波的特性的描述，波的速度與發(fā)射源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，而是至于其傳播介質(zhì)的特性有關(guān)。比如聲波，不管其發(fā)射源是靜止的、還是勻速運(yùn)動(dòng)的、還是加速運(yùn)動(dòng)的，一旦它離開聲源進(jìn)入了介質(zhì)，它就會(huì)在介質(zhì)中相對(duì)于介質(zhì)以特有的速度運(yùn)行，這個(gè)速度只與介質(zhì)的特性有關(guān)，聲波在空氣、水、木材護(hù)著金屬等不同介質(zhì)中，還和介質(zhì)的密度有關(guān)，都有一個(gè)固定的傳播速度。

這里面隱含著一個(gè)非常重要的信息，那就是根據(jù)光的波的特性，光速不變特性有可能和他的傳播介質(zhì)有關(guān)。愛因斯坦先生一定已經(jīng)意識(shí)到這一點(diǎn)，他后來多次試圖引入以太，雖然科學(xué)界當(dāng)時(shí)幾乎都已經(jīng)否認(rèn)了以太的存在。事實(shí)如此，既然以太已經(jīng)被科學(xué)殿堂掃地出門，要想重新請(qǐng)回來談何容易。

三、光速不變特性有可能和他的傳播介質(zhì)有關(guān)

狹義相對(duì)論對(duì)光速不變?cè)淼拿枋鲋?，有著?strong>光在真空里速度總是c”和“任何光線在'靜止的’坐標(biāo)系中速度都是c”兩句，把這兩句話放在一起，我們?cè)囍虏聬垡蛩固瓜壬?dāng)時(shí)想要表達(dá)的意思。

也許，他認(rèn)為真空就是真正空的空間，他是空的，里面什么也沒有，類似于一種虛無的不存在的概念。因?yàn)榭臻g是虛無的，是一種不存在，任何參照系相對(duì)于空間都是靜止的，因?yàn)樗俣仁俏矬w之間相對(duì)距離在單位時(shí)間里的變化，簡(jiǎn)單的說法，就是物體不能相對(duì)于不存在的東西移動(dòng)。

在這里，我感受到了當(dāng)時(shí)愛因斯坦先生的猶豫和遲疑，雖然的他時(shí)空觀和牛頓的經(jīng)典時(shí)空觀已經(jīng)不同，但是當(dāng)時(shí)仍然堅(jiān)持平直的時(shí)空觀，即使他已經(jīng)用洛倫茲變換揭示了時(shí)間、空間和速度的相應(yīng)變化關(guān)系，他依然一時(shí)難以接受這種有悖于常識(shí)的時(shí)空觀。

后來愛因斯坦發(fā)表了廣義相對(duì)論，他認(rèn)為引力是由空間—時(shí)間彎曲的幾何效應(yīng)的畸變引起的。廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)了黑洞、引力透鏡等等，結(jié)果都被一一證實(shí)，所有這些都指向一點(diǎn)，那就是光并不是無所關(guān)聯(lián)地自顧自地在真空中傳播，而是嚴(yán)格遵循這空間的某種規(guī)則而且隨著空間的變化而發(fā)生變化，至此，從某種意義上說，愛因斯坦先生終于成功地將以太請(qǐng)了回來，只是給以太賦予了新的涵義。

這樣一來，人們?yōu)樗麣w納出的光速不變?cè)矸吹故窃絹碓斤@得不合時(shí)宜了。可以推測(cè)的是，光速不變特性有可能和他的傳播介質(zhì)有關(guān)，而不是簡(jiǎn)單地相對(duì)于任何慣性參考系不變。

16 證偽狹義相對(duì)論的光速不變?cè)?/h2>

神奇的是，證偽光速不變?cè)韼缀鹾妥C實(shí)光速不變特性一樣容易，只要我們走出實(shí)驗(yàn)室，創(chuàng)造一個(gè)遠(yuǎn)大于的實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)空間。

再看圖三，假設(shè)OM2為30km，一束光從O射向M2。

首先，根據(jù)光速不變?cè)?，O測(cè)量結(jié)果，光束從O到M2不管是去還是回，都永遠(yuǎn)是c，耗時(shí)約10^-4s。

然后，假設(shè)太陽表面有一位觀測(cè)者G，按目前的科技水平，也許只能煩請(qǐng)上帝他老人家?guī)兔α?。按照光速不變?cè)?，在觀測(cè)者G看來，光束從O到M2，速度也是c，耗時(shí)約10^-4s后，然后從M2后面的約3m處穿過，并沒有光線反射回O。因?yàn)镸2相對(duì)于觀測(cè)者G移動(dòng)，方向和前面的c垂直，大小約30km/s，經(jīng)過10^-4s移動(dòng)了約3m。

用洛倫茲變換驗(yàn)證，可假設(shè)太陽參照系為S，地球參照系為S’，原點(diǎn)O在時(shí)間為t=t'=0時(shí)重合，S’相對(duì)S以均速約30km/s運(yùn)行，運(yùn)行方向?yàn)閤和x’；一束光，在坐標(biāo)系S坐標(biāo)為(x,y,z,t)，在坐標(biāo)系S'坐標(biāo)為(x’,y’,z’,t’)，運(yùn)行方向?yàn)閥和y’（即OM2方向，且OM2=30km），則有：

可見洛倫茲變換驗(yàn)證與推理結(jié)果一致，這是一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)上帝幫忙不但離譜，而且永遠(yuǎn)無法得到實(shí)驗(yàn)證實(shí)，但卻是嚴(yán)格按照光速不變?cè)磉M(jìn)行的推論，具有在這個(gè)原理之下的相對(duì)合理性。

但是這顯然是不對(duì)的，這在宏觀的尺度下否定了實(shí)在性原理，這和薛定諤那只可憐的貓類似，如果把M2換成那只貓，把光束換成致命的激光束，就是請(qǐng)地球人觀看，貓死了，請(qǐng)?zhí)柹系纳系塾^看，貓活了。也否定了定域性原理，在某一時(shí)刻，在地球人看來，光束在貓身上，在上帝看來，光束在貓身后約3m處。薛定諤的貓是微觀世界不確定性的一種表達(dá)，在宏觀世界是不可能發(fā)生的，因此，這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)的結(jié)果一定是錯(cuò)誤的。這和邁-莫實(shí)驗(yàn)的解說結(jié)果出現(xiàn)的矛盾是一樣的，因?yàn)樗麄兌汲霈F(xiàn)了觀測(cè)者決定事件結(jié)果的情況。

為了推理的嚴(yán)謹(jǐn)，我們先不要否定出現(xiàn)這種矛盾結(jié)果的可能性，畢竟在前面已經(jīng)了解到洛倫茲變換，會(huì)出現(xiàn)同一事件不同的觀測(cè)者可能會(huì)看到不同的結(jié)果，但是，看到不同的結(jié)果和決定結(jié)果是兩回事，不同的旁觀者（參照系）看到不同的結(jié)果很正常，但是只有上帝才有權(quán)利決定結(jié)果。

前面采用洛倫茲變換驗(yàn)證的推理過程有一個(gè)瑕疵，就是用了y軸的時(shí)間來計(jì)算x軸的位移，但是在本實(shí)驗(yàn)中，y軸的速度最大，按照相對(duì)論的推論，其他軸的時(shí)間都要比y軸的時(shí)間快，如果采用x軸的時(shí)間（相對(duì)論時(shí)間），只會(huì)增大x軸的位移量，得出和前述相同的矛盾結(jié)果。這本來就是洛倫茲變換公式的一個(gè)局限性，就是它只能滿足一個(gè)速度方向的變換。

17 新的光速不變?cè)?/h2>

技術(shù)水平的局限決定了所有的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，都不過是人類在井底看天，不管是光速不變特性還是光速不變?cè)?，都不過是人類在井底看天后加上猜想的結(jié)果。這個(gè)觀點(diǎn)同樣也適合本文。

由于技術(shù)的原因，人類既不能制造出接近光速的載具，哪怕達(dá)到萬分之一的光速也幾乎是不可能，而且，即使能造出這么快的載具，如果在地面上運(yùn)行也一定釀成災(zāi)難；也不能以太陽系作為參照系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)，而且，即使能，在如此遙遠(yuǎn)的距離上也根本無法直接看清楚。這也是邁—莫實(shí)驗(yàn)的難能可貴之處，它至少為被關(guān)在沒有門窗的黑屋子里的人類撬開了一片磚縫，從而透進(jìn)來一絲光亮。

在實(shí)驗(yàn)室條件下，似乎證實(shí)光速不變特性很容易，但是，利用人類能夠理解的理論知識(shí)，證偽光速不變?cè)硪粯雍苋菀?，不管是用相?duì)論的洛倫茲變換，還是用經(jīng)典力學(xué)的伽利略變換。

這可能是人類歷史上最尖銳的一個(gè)理論和實(shí)踐的矛盾，按照樸素的邏輯思考，現(xiàn)在的光速不變特性和光速不變?cè)碇辽儆幸粋€(gè)有問題，也可能兩個(gè)都有問題。

基于我們的宇宙觀和對(duì)狹義相對(duì)論的理解，以及對(duì)空間實(shí)度的理解，重新定義光速不變?cè)?/strong>如下：

一、光速同光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，不管光源是處于靜止、勻速還是加速狀態(tài)。

二、以物體作為傳播介質(zhì)時(shí)，光表現(xiàn)出波的特性，光速同傳播介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，不管傳播介質(zhì)是處于靜止、勻速還是加速狀態(tài)，以傳播介質(zhì)為參照系，光一旦進(jìn)入傳播介質(zhì)，立即保持在該介質(zhì)內(nèi)的特定的速度。

三、光在真空傳播，表現(xiàn)出粒子的特性，即光的傳播其實(shí)不需要介質(zhì)，光看似以真空作為傳播介質(zhì)，只是因?yàn)檎婵詹粫?huì)阻擋光的傳播。

四、以真空為參照系，當(dāng)空間實(shí)度為1時(shí)光速為c，當(dāng)空間實(shí)度不等于1時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與空間實(shí)度減少的方向一致的光加速度。

光加速度和物體的加速度是完全不同的概念，他表達(dá)了光在不同空間實(shí)度的狀態(tài)下的特定速度變化值，而不是表達(dá)光的速度變化趨勢(shì)。光速在光加速度下變化的過程不消耗時(shí)間，且服從下面算式：

其中為最終光速；……為光受到的所有光加速值，n整數(shù)，n≥1。

五、因物體吞噬空間引起的空間塌落速度，等于光加速度，光加速度的單位和速度的單位一樣。

星球表面的光加速度，方向是星球的質(zhì)心，分別是太陽0.03m/s、地球0.001m/s、月球0.00018m/s，等等。在邁—莫實(shí)驗(yàn)中，由于實(shí)驗(yàn)都在地球表面進(jìn)行，光加速度相對(duì)于光速可以忽略不計(jì)，而且，只要不進(jìn)入更強(qiáng)大的萬有引力范圍，不管星球在宇宙中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何，都無法改變星球表面任意一點(diǎn)和該點(diǎn)光加速度的相對(duì)方向，而光速只有光加速度能夠改變，因此邁—莫實(shí)驗(yàn)得出了光速不變的特性。

至此，我們可能已經(jīng)解開了一個(gè)世紀(jì)之謎，光速相對(duì)于任何參照系都是c，只不過是萬有引力造成的假象，也就是因物體吞噬空間引起的空間實(shí)度變化的引起的假象。

在這個(gè)光速不變?cè)?/strong>之下，時(shí)間并不存在，伽利略變換就能很準(zhǔn)確地描述光速，既不需要時(shí)間變慢，也不需要長(zhǎng)度延長(zhǎng)。也許有人不愿意看到的是，他消除了人類時(shí)間旅行的可能性，關(guān)上了時(shí)間旅行者穿梭的大門。

18 光加速度和引力透鏡

得到物體吞噬空間常速tk后，利用算式11可以算出a/v是一個(gè)常量，約等于9086，單位1/s。因此，根據(jù)算式10可以得到下面一個(gè)算式：

其中a是物體的萬有引力在距離r處產(chǎn)生的重力加速度，單位米/秒（m/s2）；r為半徑，單位米m；為物體吞噬空間常量，單位是立方米/(秒.千克)m3/(s.kg)；M為物體的質(zhì)量，單位千克kg；1/s是a/v常量的量綱。

我們因此得到了另一個(gè)計(jì)算重力加速度的方法，算式19的計(jì)算結(jié)果和牛頓萬有引力公式（算式1）是完全相同的。

愛因斯坦的廣義相對(duì)論所預(yù)言了一種現(xiàn)象，由于時(shí)空在大質(zhì)量天體附近會(huì)發(fā)生畸變，使得光線經(jīng)過大質(zhì)量天體附近時(shí)發(fā)生彎曲，如果在觀測(cè)者到光源的直線上有一個(gè)大質(zhì)量的天體，則觀測(cè)者會(huì)看到由于光線彎曲而形成的一個(gè)或多個(gè)像，這種現(xiàn)象稱之為引力透鏡現(xiàn)象，這個(gè)預(yù)言已經(jīng)被觀測(cè)成功證實(shí)。

圖 五

參看圖五，光源星、大質(zhì)量天體和地球依次排列在幾乎一條直線上，由于大質(zhì)量天體的阻隔，光源星發(fā)出的光線本來應(yīng)該不能到達(dá)地球的，但是由于大質(zhì)量天體的引力使一部分光線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，然后就能到達(dá)地球了。

然而，圖五所示的只是排除了一切過程的一個(gè)結(jié)果，實(shí)際上的引力透鏡是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，如圖六所示：

圖 六

參見圖六，從光源星發(fā)射的光線AH在點(diǎn)B進(jìn)入大質(zhì)量天體的引力范圍，到點(diǎn)C偏轉(zhuǎn)加速度達(dá)到最大，一直維持到點(diǎn)D，然后偏轉(zhuǎn)加速度逐漸減小，一直到點(diǎn)E逃出引力范圍，最后到達(dá)地球，偏轉(zhuǎn)角θ等于∠HDF。這也是盡可能簡(jiǎn)化了的過程描述，即便如此，要從加速度的角度去計(jì)算偏轉(zhuǎn)角還是非常復(fù)雜的。

不過，根據(jù)新的光速不變?cè)?，卻能非常容易地得出偏轉(zhuǎn)角θ的簡(jiǎn)易計(jì)算式，如下：

其中θ是偏轉(zhuǎn)角，r是光線到星體的質(zhì)心的距離，r大于星體半徑，單位米m；為物體吞噬空間常量，單位是立方米/(秒.千克)m3/(s.kg)；M為物體的質(zhì)量，單位千克kg；v為光加速度，c為光速，π為圓周率。

需要說明的是，并不是只有黑洞才能偏轉(zhuǎn)從身旁經(jīng)過的光，一切星體都能，只是質(zhì)量不夠大的星體對(duì)光偏轉(zhuǎn)的角度太小，難以觀測(cè)而已，比如太陽，根據(jù)算式21計(jì)算得出的太陽引力透鏡引起的光偏轉(zhuǎn)角只有1.1522E-08度，達(dá)到地球后，光偏轉(zhuǎn)引起的光橫向移位只有1723m，對(duì)于太陽這等質(zhì)量大小的星體，尤其是這種被大氣包裹的恒星，引力透鏡引起的光偏轉(zhuǎn)角比起因星體大氣透鏡引起的光偏轉(zhuǎn)角要小得多。

19 光的折射現(xiàn)象和萬有引力

光能通過的物質(zhì)叫做光的介質(zhì)，在不同的介質(zhì)中光的速度不同。光速大的介質(zhì)叫光疏介質(zhì)，光速小的介質(zhì)叫光密介質(zhì)。光從一種透明介質(zhì)斜射入另一種透明介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫光的折射和反射。

見圖七，光從光疏介質(zhì)N1進(jìn)入光密介質(zhì)N2中時(shí)，折射角∠3小于入射角∠1。

圖 七

光的折射現(xiàn)象中有一個(gè)特例叫做全反射。

見圖八，從光密介質(zhì)N2進(jìn)入光疏介質(zhì)N1中時(shí)，折射角∠3大于入射角∠1；當(dāng)入射角∠1’超過某一角度（臨界角）時(shí)，折射光完全消失，只剩下反射光線的現(xiàn)象叫做全反射。

圖 八

對(duì)光的折射現(xiàn)象產(chǎn)生原因的解釋，通常是當(dāng)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，或者在同一種介質(zhì)中折射率不同的部分運(yùn)行時(shí)，由于波速的差異，使光的運(yùn)行方向改變的現(xiàn)象。然而，僅此字面意義來看，“波速的差異”和“使光的運(yùn)行方向改變”是等價(jià)的，二者并不互為因果，二者都是“果”，而不是因。

折射的原因，是萬有引力對(duì)光的作用結(jié)果，折射其實(shí)可能就是在微觀世界的引力透鏡，是貼近物質(zhì)粒子的特殊低空間實(shí)度區(qū)間作用的結(jié)果。

參看圖七，圖中∠1=∠2＞∠3；參看圖六，圖中∠1=∠2＜∠3，可見，光在穿過兩介質(zhì)界面時(shí)，總是向光密介質(zhì)（光速小的介質(zhì)）偏折，相對(duì)的光密介質(zhì)（光速小的介質(zhì)）總是比光疏介質(zhì)（光從光速大的介質(zhì)）質(zhì)量密度更大。折射率是不同介質(zhì)和真空相比對(duì)光的偏折效果大小，光在不同介質(zhì)中的速度正好是c/n，正好印證了折射是介質(zhì)的萬有引力對(duì)光的作用的結(jié)果。

20 量子特性的發(fā)生機(jī)制

1935年5月份的《物理評(píng)論》，發(fā)表了愛因斯坦、博士后羅森、研究員波多爾斯基合作完成論文《物理實(shí)在的量子力學(xué)描述能否被認(rèn)為是完備的？》，打開了量子力學(xué)的大門。

21.1、量子糾纏

定義：在量子力學(xué)里，當(dāng)幾個(gè)粒子在彼此相互作用后，由于各個(gè)粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質(zhì)，無法單獨(dú)描述各個(gè)粒子的性質(zhì)，只能描述整體系統(tǒng)的性質(zhì)，則稱這現(xiàn)象為量子纏結(jié)或量子糾纏（quantum entanglement）。

薛定諤閱讀完論文之后，寫了一封信給愛因斯坦，在這封信里，他最先使用了術(shù)語“糾纏”，不久之后，薛定諤發(fā)表了一篇重要論文，對(duì)于“量子糾纏”這術(shù)語給予定義，即兩個(gè)暫時(shí)耦合的粒子，不再耦合之后彼此之間仍舊維持的關(guān)聯(lián)。愛因斯坦和薛定諤對(duì)于量子糾纏的概念都并不滿意，因?yàn)榱孔蛹m纏似乎違反在相對(duì)論中對(duì)于信息傳遞所設(shè)定的速度極限，愛因斯坦更譏諷量子糾纏為鬼魅般的超距作用。

量子糾纏對(duì)于狹義相對(duì)論來說無疑是個(gè)噩夢(mèng)，他直接將狹義相對(duì)論關(guān)于時(shí)間隨速度的增加而變慢的推論至于尷尬境地，如果有兩個(gè)耦合的粒子，只給其中的一個(gè)加速至接近光速，按照狹義相對(duì)論的觀點(diǎn)被加速的粒子的時(shí)間會(huì)顯著變慢，但是，量子糾纏效應(yīng)下的耦合粒子動(dòng)作是同步的，那么，究竟該是快的來適應(yīng)慢的，還是慢的去適應(yīng)快的呢？

薛定諤指出，量子糾纏不只是量子力學(xué)的某個(gè)很有意思的性質(zhì)，而是量子力學(xué)的特征性質(zhì)；量子糾纏在量子力學(xué)與經(jīng)典思路之間做了一個(gè)完全切割。

1964年約翰·貝爾提出了貝爾不等式。貝爾不等式提供了用實(shí)驗(yàn)在量子不確定性和愛因斯坦的定域?qū)嵲谛灾g做出判決的機(jī)會(huì)。

之后多年至今，多次實(shí)驗(yàn)證明了貝爾不等式不成立，意味著阿爾伯特.愛因斯坦所主張的局域?qū)嶓w論，其預(yù)測(cè)不符合量子運(yùn)動(dòng)的特性。很多實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示出的量子關(guān)聯(lián)遠(yuǎn)強(qiáng)過局域隱變量理論所能夠解釋，倘若不接受切割掉經(jīng)典思路后的量子力學(xué)，物理學(xué)者只能無可奈何地勉強(qiáng)承認(rèn)這是一種非因果關(guān)系的超光速效應(yīng)。

2017年6月16日，量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星墨子號(hào)首先成功實(shí)現(xiàn)，兩個(gè)量子糾纏光子被分發(fā)到相距超過1200公里的距離后，仍可繼續(xù)保持其量子糾纏的狀態(tài)。

2018年4月25日，芬蘭阿爾托大學(xué)教授邁卡·習(xí)嵐帕領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)成功地量子糾纏了兩個(gè)獨(dú)自震動(dòng)的鼓膜。每個(gè)鼓膜的寬度只有15微米，約為頭發(fā)的寬度，是由10個(gè)金屬鋁原子制成。通過超導(dǎo)微波電路，在接近絕對(duì)零度（-273.15攝氏度）下，兩個(gè)鼓膜持續(xù)進(jìn)行了約30分鐘的互動(dòng)。這實(shí)驗(yàn)演示出宏觀的量子糾纏。

21.2、量子隧穿

定義：在量子力學(xué)里，量子隧穿效應(yīng)（Quantum tunneling effect）指的是，像電子等微觀粒子能夠穿入或穿越位勢(shì)壘的量子行為，盡管位勢(shì)壘的高度大于粒子的總能量。

然而愛因斯坦的定域?qū)嵲谛栽诹孔邮澜绲呢瑝?mèng)遠(yuǎn)未結(jié)束，1927年，弗里德里?！ず榈略谘芯糠肿庸庾V時(shí)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于雙阱位勢(shì)案例（勢(shì)阱指的是粒子在某力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其勢(shì)能函數(shù)曲線圖類似一個(gè)波的形狀，波峰和波谷交替像一排井，在波谷也就是井底的勢(shì)能最小，當(dāng)粒子處于井底就比較穩(wěn)定，像是掉進(jìn)陷阱很難跑出來，所以稱為勢(shì)井或勢(shì)阱），偶對(duì)稱量子態(tài)與奇對(duì)稱量子態(tài)會(huì)因量子疊加形成非定常波包，其會(huì)從其中一個(gè)阱穿越過中間障礙到另外一個(gè)阱，然后又穿越回來，這樣往往返返的震蕩。

1928年，喬治·伽莫夫發(fā)表論文，用量子隧穿效應(yīng)解釋原子核的阿爾法衰變，這是成功應(yīng)用量子力學(xué)于核子現(xiàn)象的首個(gè)案例。經(jīng)典力學(xué)無法解釋阿爾法衰變，在經(jīng)典力學(xué)里，粒子會(huì)被牢牢地束縛于原子核內(nèi)，因?yàn)榱Ｗ有枰瑥?qiáng)的能量才能逃出原子核的位勢(shì)。而在量子力學(xué)里，粒子不需要具有比位勢(shì)還強(qiáng)勁的能量，而是可以概率性的穿越過原子核的位勢(shì)，逃出原子核的束縛。

1957年，江崎玲于奈發(fā)明了隧道二極管，隧道二極管展示出固體的電子隧穿性質(zhì)，是首個(gè)被發(fā)明的量子電子器件。

1960年，伊瓦爾·賈埃弗做實(shí)驗(yàn)證實(shí)在超導(dǎo)體里也會(huì)出現(xiàn)量子隧穿效應(yīng)。

1962年，布賴恩·約瑟夫森發(fā)布理論預(yù)測(cè)，超電流可以穿越過在兩個(gè)超導(dǎo)體之間由一薄層絕緣氧化物制成的位勢(shì)障礙，約瑟夫森表示，這是因?yàn)槌蓪?duì)電子（庫柏對(duì)）的穿越動(dòng)作。

1981年，格爾德·賓寧及海因里?！ち_雷爾在IBM的蘇黎世實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了一種利用量子隧穿效應(yīng)來探測(cè)物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)的儀器，即掃描隧道顯微鏡。

2016年，美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)觀測(cè)到水分子隧穿效應(yīng)。

21.3、量子躍遷

定義：量子躍遷即量子力學(xué)體系狀態(tài)發(fā)生跳躍式變化的過程。原子在光的照射下從高（低）能態(tài)跳到低（高）能態(tài)發(fā)射（吸收）光子的過程就是典型的量子躍遷。即使不受光的照射，處于激發(fā)態(tài)的原子在真空零場(chǎng)起伏的作用下，也能躍遷到較低能態(tài)而發(fā)射光子（自發(fā)輻射）。除了輻射過程之外，其他散射過程、衰變過程等也都屬于量子躍遷。

1913年初，丹邁物理學(xué)家尼爾斯·亨利克·戴維·玻爾通過對(duì)光譜學(xué)資料的考察，寫出了《論原子構(gòu)造和分子構(gòu)造》的長(zhǎng)篇論著，提出了量子不連續(xù)性，成功地解釋了氫原子和類氫原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。提出了原子結(jié)構(gòu)的玻爾模型，按照這一模型，環(huán)繞原子核有多層運(yùn)行軌道，外層軌道比內(nèi)層軌道可以容納更多的電子；較外層軌道的電子數(shù)決定了元素的化學(xué)性質(zhì)；電子只在不同軌道上運(yùn)動(dòng)，在不同軌道之間的轉(zhuǎn)換是跳躍式的，不會(huì)在軌道意外的夾縫中運(yùn)行；如果外層軌道的電子落入內(nèi)層軌道，將釋放出一個(gè)帶固定能量的光子。

1986 年，有三個(gè)研究小組報(bào)告說，量子躍遷發(fā)生在由電磁場(chǎng)懸浮于空間中的單個(gè)原子中。原子在“亮”態(tài)和“暗”態(tài)之間轉(zhuǎn)換，在“亮”態(tài)下，它們可以發(fā)射出光子；而“暗”態(tài)下，原子則不會(huì)在任意時(shí)刻發(fā)射出光子；它們?cè)谝环N狀態(tài)或另一種狀態(tài)中停留幾秒到幾十秒，然后再次躍遷。從那時(shí)起，這種躍遷就在各種系統(tǒng)中被觀察到了：從光子在量子態(tài)之間的轉(zhuǎn)換到固體物質(zhì)中的原子在量子化磁態(tài)之間的躍遷。

2007 年法國(guó)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)了與“單個(gè)光子從出生到死亡”相對(duì)應(yīng)的躍遷。

2019年，技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到不僅可以看到單個(gè)量子躍遷的程度，還可以監(jiān)視躍遷的進(jìn)展，甚至可以在躍遷中中斷它們?，F(xiàn)在認(rèn)知到，這不是一個(gè)實(shí)際的原子，而是一種由兩個(gè)超導(dǎo)電路組成的“人造原子”?？茖W(xué)家將這些人造原子置于類似于激光的微波腔內(nèi)，這可能導(dǎo)致這個(gè)“原子”狀態(tài)之間的躍遷。但是，這個(gè)躍遷不是瞬時(shí)的，而是在中間狀態(tài)上持續(xù)的過渡，這個(gè)過渡需要花費(fèi)幾微秒的時(shí)間。理論物理學(xué)家們證明了量子態(tài)如何通過一系列疊加態(tài)可預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)變，就像薛定諤所提出的那樣。但是除了這些可預(yù)測(cè)的量子躍遷之外，也還有根本上不可預(yù)測(cè)的躍遷。

21.4、無和量子糾纏、量子隧穿

量子的這三個(gè)特性至今還讓多數(shù)科學(xué)家匪夷所思，隨著研究的逐步深入，量子力學(xué)已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，即便如此，仍舊沒有任何人弄清楚其發(fā)生的真正原因。

對(duì)于量子糾纏、量子隧穿兩個(gè)特性，我們的宇宙觀能給出非常簡(jiǎn)單的解釋。根據(jù)我們的宇宙觀，宇宙由世界和無組成，所謂量子糾纏，就是量子通過無的虛擬空間產(chǎn)生的相互作用；所謂量子隧穿，就是量子通過無的虛擬空間產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)。能夠量子糾纏、量子隧穿的唯一條件，就是量子足夠小，能夠通過無的虛擬空間進(jìn)行相互作用，或者干脆能穿過無的虛擬空間。

包裹著原子核的電子云，也是一種量子隧穿，電子的運(yùn)動(dòng)看似無視時(shí)間、無視距離而且無視圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)則，其實(shí)是在無的虛擬空間內(nèi)的正常表現(xiàn)。因此，無不但是宇宙的基本組成，也是宏觀物質(zhì)的基本組成之一，如果失去了無，電子鍵就不可能存在，宏觀世界就會(huì)瞬間崩塌。

很明顯，由于無完全不能對(duì)量子做出任何約束，使得量子的位置和旋轉(zhuǎn)方向都是隨機(jī)的，只有在測(cè)量時(shí)才能確定。實(shí)在性原則和定域性原則兩個(gè)自然法則似乎真的在量子世界要失效了。不過，可以肯定的是，測(cè)量所得到的量子事件的結(jié)果，是量子事件本身的隨機(jī)性決定的，并不是由測(cè)量確定的。觀測(cè)者只是旁觀者，不是上帝。

那么，有沒有可能，在宏觀的尺度下進(jìn)行隧穿以實(shí)現(xiàn)人類夢(mèng)寐以求的瞬移呢？理論上是可能的，只要無的虛擬空間足夠大，就能在宏觀的尺度下實(shí)現(xiàn)隧穿，雙中子星或雙黑洞在合并前的瞬間，兩個(gè)星體之間就可能會(huì)出現(xiàn)足夠大無的虛擬空間，只是持續(xù)的時(shí)間可能不長(zhǎng)。還有一個(gè)辦法，就是制造出比物質(zhì)還快的吞噬空間的機(jī)器，這個(gè)機(jī)器就可能會(huì)“挖”出足夠大無的虛擬空間。

不管如何，前面我們關(guān)上了時(shí)間旅行者穿梭的大門，卻在這里提供了一個(gè)瞬移的可能性，也算是一種安慰吧。

21.5、制式量子和量子躍遷

人類制造的精度，已經(jīng)達(dá)到納米級(jí)，1nm=1E-9m，質(zhì)子和中子的直徑約1.6~1.7E?15m，也就是說質(zhì)子和中子只相當(dāng)于納米的1E-6，人類要想達(dá)到這個(gè)量級(jí)的精度，還有很長(zhǎng)很長(zhǎng)的路要走。

那么，自然界的生產(chǎn)制造是不是也有精度呢？也可以說是自然界形成的物質(zhì)是不是也有精度？

答案是肯定的，只是在微觀世界這個(gè)精度更有意義，普朗克長(zhǎng)度1.61624(12)E-35米就是一種自然精度的數(shù)學(xué)定義之一。

在有機(jī)物比如生物的基本結(jié)構(gòu)（如細(xì)胞、DNA等）的合成中，合成精度的隨機(jī)性造成了生命個(gè)體在某一方面的優(yōu)劣，然而在無機(jī)物的生產(chǎn)合成中，自然界表現(xiàn)出的精度卻達(dá)到了人類制造無法企及的量級(jí)，任意一種無機(jī)物或者任意一種元素，不管來自地球的任何地方，也不管來自任何星球，清除掉雜質(zhì)后，得到的產(chǎn)品都幾乎是一樣的。而且，即使這些無機(jī)物或元素由人類來生產(chǎn)，也能得到一樣品質(zhì)的產(chǎn)品，這并不是人類的生產(chǎn)精度有多高，而是因?yàn)榻M成無機(jī)物的元素永遠(yuǎn)是一樣的，構(gòu)成元素的基本粒子也永遠(yuǎn)是一樣的。人類正是有了借助自然精度的技術(shù)，才在啊某些領(lǐng)域達(dá)到了現(xiàn)在的制造精度。

將任何物質(zhì)不停分解的結(jié)果，都是得到量子化的基本粒子，到了這個(gè)尺度，如果還要繼續(xù)分解，粒子就會(huì)爆炸變成空，就是發(fā)生物質(zhì)反應(yīng)。

構(gòu)成元素的基本粒子中，質(zhì)子和中子屬于重子，電子屬于輕子，除了基本粒子之外，還有許多粒子，只是這些粒子的質(zhì)量、體積或電荷等屬性，不是正好滿足組成元素的量值。

所有的粒子包括基本粒子和非基本粒子加在一起，數(shù)量也是非常有限的，從最小的粒子到最大的粒子之間，有大量的質(zhì)量和體積空白帶。所有的粒子中，除了質(zhì)子、電子和中微子以外，絕大多數(shù)都是容易衰變的短命粒子（中子也屬于短命粒子，不過中子可以和質(zhì)子、電子組成元素得以長(zhǎng)命）。短命粒子的衰變，也絕對(duì)不是碎成許多碎片，而只能是衰變成更小的長(zhǎng)命粒子，比如一個(gè)自由的中子會(huì)衰變成一個(gè)質(zhì)子、一個(gè)電子和一個(gè)中微子； 一個(gè)π介子衰變成一個(gè)μ子和一個(gè)中微子。

歸納為一句話，就是量子是制式的，量子躍遷是制式量子的一種表現(xiàn)。也就是說，組成世界的基本粒子是制式的，這可能是自然界最明顯的神跡之一。

21 宇宙的輪回

世界是物質(zhì)的，人也是物質(zhì)的，人類賴以感知世界的神經(jīng)系統(tǒng)也是物質(zhì)的，因此，人類應(yīng)該可以感知世界，從而做到天人合一，這是神秘東方的一個(gè)古老的世界觀。人類對(duì)世界的感知，應(yīng)該是清晰的，是平和的，不應(yīng)該有瞠目結(jié)舌，也不應(yīng)該有匪夷所思，如果有，那一定是還沒有感知到世界的本質(zhì)，或者說是沒有看清世界的真相。

宇宙不是永恒的，可能多數(shù)人贊同這個(gè)觀點(diǎn)。只是這個(gè)觀點(diǎn)還有一點(diǎn)邏輯瑕疵，改成宇宙的狀態(tài)不是永恒的，這個(gè)說法要好得多。物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生空間和物質(zhì)對(duì)空間的吞噬是宇宙狀態(tài)循環(huán)的主要推手，這兩只大手推動(dòng)者宇宙在分散和聚合的兩個(gè)狀態(tài)之間循環(huán)往復(fù)。

現(xiàn)在的宇宙正處于分散狀態(tài)，人類觀測(cè)到，宇宙正在快速膨脹，表明物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生空間這只手還占著主導(dǎo)地位。但是，物質(zhì)反應(yīng)總有轉(zhuǎn)弱乃至停止的時(shí)候，必然會(huì)讓位給物質(zhì)對(duì)空間的吞噬這只手。隨著空間的逐漸被物質(zhì)吞噬殆盡，宇宙體積越縮越小，直到所有物質(zhì)都被聚集到一起，宇宙終將進(jìn)入聚合狀態(tài)。

第一種觀點(diǎn)是，隨著宇宙的繼續(xù)縮小，溫度越來越高，壓力越來越大，一直到超過某種臨界點(diǎn)，所存物質(zhì)都失去了物質(zhì)形態(tài)，變成一個(gè)奇點(diǎn)。奇點(diǎn)就是一個(gè)多個(gè)無窮概念的集合，只能存在于數(shù)學(xué)計(jì)算式中，可以稱之為數(shù)學(xué)物理的觀點(diǎn)，因?yàn)椴恢С譄o窮的概念，本文不支持這個(gè)觀點(diǎn)。

第二種觀點(diǎn)是，隨著宇宙的繼續(xù)縮小，溫度越來越高，壓力越來越大，一直到超過某種臨界點(diǎn)，所存物質(zhì)都失去了物質(zhì)形態(tài)，變成連粒子也不存在的原始物態(tài)，密度、溫度和壓力都達(dá)到頂點(diǎn)，但是，只要還有空間，就能和萬有引力達(dá)成了平衡。

第三種觀點(diǎn)是，隨著宇宙的繼續(xù)縮小，溫度越來越高，壓力越來越大，一直到超過某種臨界點(diǎn)，所存物質(zhì)都失去了物質(zhì)形態(tài)，中子成了僅存的最大粒子，而且和其他更小的粒子（比如電子）被擠壓到一起，密度、溫度和壓力都達(dá)到頂點(diǎn)，但是，只要還有空間，也能和萬有引力達(dá)成了平衡。

從邏輯上講，第二、第三種觀點(diǎn)都有存在的可能，只是基于經(jīng)濟(jì)適用的原則，因?yàn)榈谌N觀點(diǎn)看起來要比第二種經(jīng)濟(jì)一些，所以本文認(rèn)為第三種觀點(diǎn)存在的概率要大一些。

這個(gè)恐怖平衡持續(xù)的時(shí)間，取決于剩余空間全部消耗盡的時(shí)間，當(dāng)空間終于全部耗盡的同時(shí)，萬有引力瞬間消失，于是，失去萬有引力束縛的處于聚合狀態(tài)的宇宙發(fā)生了大爆炸，引起劇烈的物質(zhì)反應(yīng)，釋放出新的空間，快速產(chǎn)生的巨量新空間又加劇了爆炸的烈度。這就是所謂的創(chuàng)世大爆炸，大約138億年前發(fā)生過一次。

大爆炸很快就會(huì)變成宇宙的早期膨脹，隨著宇宙不斷地膨脹，宇宙溫度很快下降，質(zhì)子和電子結(jié)合成氕（即氫），中子則開始失去自由存在的條件，要么發(fā)生衰變，要么與質(zhì)子、電子結(jié)合成氘、氦等元素。早期形成的化學(xué)元素主要是氣態(tài)物質(zhì)，宇宙的溫度進(jìn)一步下降，當(dāng)溫度降到幾千度時(shí)，宇宙間的氣態(tài)物質(zhì)逐漸凝聚成氣云，再進(jìn)一步形成各種各樣的恒星體系，直到最終成為像今天一樣的宇宙，等待下一次的輪回。

到這里，我們?yōu)楹暧^世界找回了自然法則，引路的竟然是觀音大士的一句經(jīng)文：色即是空，空即是色。遺憾的是，我們也并沒有找到微觀世界的自然法則。

然而世上本無兩全法，宏觀世界的自然法則可能在微觀世界本來就行不通。第三次申明，本文的探索只是邏輯推理，并非嚴(yán)格的科學(xué)研究，故請(qǐng)勿引為科學(xué)研究或教學(xué)之用。

初稿于2023.4.29