量子力學與相對論並非物理學統-理論的基礎(MP9)
作者 苟文儉
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有物質的存在物實現的存在,稱是實在性存在;存在物實現存在的具體方式,就稱是存在物的存在內容
量子力學是研究微觀粒子運動規律的物理理論,薛定諤的運動方程表述的具有量子性的物質波,也就是該理論的描述對象。注意玻恩的矩陣力學與此是等價的。
量子力學的形式化表述主要使用了狀態函數,其線性疊加的可能狀態遵循線性微分方程,它給出的是一組可能發生的不同結果, 而描述對象的某個物理量,則與該方程的一個算符對應。由此也就表明:量子力學描述的並不是實在性存在的物質波本身,而只是一種與物質波存在效果相同的數學表述。
相對論有狹義與廣義兩個部分。
狹義相對論涉及的是沒有力作用或者力作用可以忽略的情形,描述對象是不考慮力作用的運動存在物,其形式化表述的背景時空是平直的,曲率張量為零。廣義相對論討論的則是引力作用問題;因為實際的引力作用都發生在宇宙學領域,因此廣義相對論的描述對象也就是宇宙學領域參與引力作用的存在物,其形式化表述的背景時空是彎曲的,曲率張量不為零。
(二)
作者在《當代物理理論創新首先需要做的工作(MP1)》一文中已指出:物理學統一理論,即是物理學中表述現實世界統一性的理論;規範場的標準模型?超弦理論?宇宙大爆炸標準模型等物理學理論,即是當代物理學主流統一理論。
對不同的物理學主流統一理論,雖然它們有完全不同的描述對象及形式化表述,但都是以相對論量子場與廣義相對論為基礎的理論。
相對論量子場是量子力學和狹義相對論的結合,這也即是由狄拉克、海森堡和泡利等人共同發展起來的量子電動力學。
以相對論量子場與廣義相對論為基礎的上述物理學主流統一理論,也就是以量子力學與相對論為基礎的理論,正如《(MP1)》所述:雖然這些理論在對現實世界不同方面的統一性表述中各自都有好的表現,但在對錶述現實世界終極統一的探索中,卻都是向著未知因素不斷增多,表述不確定性不斷增大,可直接驗證程度不斷降低,不可克服疑難叢生的方向發展,對與現實世界終極統一相關的所有「是什麼」的問題,一個也不能回答。這就尤如要在沙子堆上蓋高樓,對現實世界終極統一的探索步履維艱,實際已成了「死胡同」。
因此,當代物理學主流統一理論的探索實踐已經證明:以量子力學與相對論為基礎的物理學主流統-理論,不可能行之有效的用來表述現實世界的終極統一。
(三)
為什麼以量子力學與相對論為基礎,就不可能建立起行之有效的物理學統一理論呢?對此我們從常規的推理邏輯考察,就很容易得到如下四條理由:
1、量子力學方程描述的是量子性的可能性,而相對論方程描述的則是連續性的確定性,二者內容互為矛盾。我們知道,數學演繹中互為矛盾的數學方程聯立的方程組是無解的。該數學常識也就決定了以量子力學與相對論為基礎、決不可能構建出一個有確定結果的形式化理論。 2、如物質波是什麼,物質慣性與引力場是什麼,無論是量子力學或是相對論,它們表述使用的基本概念,均無任何有關「是什麼」的實在性存在定義。依據數學協調性理論,這也就決定了以它們為基礎構建的形式化理論,決不可能超越它們使用的概念、去解決與現實世界統一性相關的任何有意義的實在性存在問題。
3、量子力學與相對論不能相互變換,這就證明它們均不是普遍真理,它們也就決不可能形成表述現實世界終極統一的普遍規則,因此它們自然也就不可能是表述現實世界統一性的物理學統一理論的基礎
4、無論是量子力學或是相對論,它們的形式化表述實際都是十進位的運算演繹,而這類數學演繹規則本身也就決定了、它獲得的結果都絕不可能超越自身邏輯前提所包含的內容。這也就表明,用它們做基礎表述現實世界統一性的任何努力都是徒勞的。
如上也就從邏輯學的角度證明了這樣的結論:量子力學與相對論決不可能成為物理學統-理論的基礎。因此,以量子力學與相對論為基礎的物理學主流統-理論,也就必然會走向「死胡同」!
(四)
那麼,物理學統-理論的基礎到底是什麼呢?
首先我們應當有這樣的觀念:即現實世界來自哪裡,它就應當終極統一於哪裡。以實在性存在為描述依據是物理學的本質。因此,物理學統-理論的基礎,就只能以它實現終極統一的實在性存在為依據來歸納總結。
組成粒子的基本單位,就稱是基元。現實世界構成於粒子,也就一定來自基元,因此它也就一定是終極統一於基元。因此,物理學統一理論描述的最終依據,就應當是基元到底是什麼及其它有什麼。
實際上,當代物理學主流統一理論也都是以各自的基元,如夸克、超弦、宇宙學奇點(宇宙基元)等為最終描述依據;但它們的這些基元到底是什麼及其有什麼,都主要是依據理論演繹需要的不同假設,以此所做的最終描述仍然也還是只能猜測與想像。由於離開了必須描述實在性存在的這一物理學本質,這也就註定了物理學主流統一理論必然要走向「死胡同」!
(五)
要走出物理學主流統一理論的「死胡同」,對基元的探索就決不能用量子場觀念、重蹈依賴於假設的覆轍。因此作者就選擇了這樣的探索新路線:
首先用粒子產生中無可爭辯的經驗真理(即基本事實)、去發現基元是什麼及其有什麼,再以這種發現為唯一依據歸納總結物理學統一理論的邏輯起點和實在性表述平台。
對我們已經如此得到的這種邏輯起點和表述平台,就稱是IV模型。
也正如《(MP1)》所述:IV模型中基元是什麼及其有什麼,都是由粒子都產生於受激發真空「點」位置、以及真空「點」位置受激發的基本事實(即無可爭辯的經驗真理) 發現的。對此,在作者2008年底出版的專著《粒子及其質量計算》中有詳細論述,以後也還準備寫專門文章對IV模型做簡要介紹。
回過頭來重新思考物理學統一理論的邏輯起點和表述平台構成的基礎,既是當代物理學理論研究現實的迫切需要,也是遵循邏輯常識的必然選擇。
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