3962,,論量子力學與相對論的結合

摘要：量子力學與相對論是現代物理學的兩大支柱，將它們結合起來，建立一個統一理論，是現在科學家們一直以來的宿願，本文以空間為突破點，將量子力學與相對論結合在一起，並且提出了一個全新的宇宙模型。　　關鍵詞：引力、空間、量子化、空間粒子、光子。　　量子力學與相對論到現在之所以還無法結合在一起，其主要的原因是它們在引力問題上的還無法達成一致，要想將它們完美的結合在一起，就必須讓它們在引力問題上達成一致。下面讓我們先了解一下現在的量子力學和相對論各自對引力的解釋，在量子力學中，對引力作出的解釋是物質之間引力子的交換，而引力子至今還未發現，在相對論中，對引力的解釋是物質造成時空的彎曲引起的。我們只要解釋了在微觀世界中時空彎曲是一種什麼樣的情景，是不是就可以就量子力學與相對論相結合那？　　要想描述時空彎曲在微觀世界中的情景，首先我們了解什麼是時空，時空是時間和空間的的合稱，那它們之間又是一種什麼樣的關係呢？空間是物質運動的場所，而時間是物質相對運動所產生的一種無形的抽象表現，所以我們對時間的感覺和我們對時間的測量都與物質本身的運動有關。運動是物質的基本性質，物質運動的場所為空間，物質運動會產生時間，所以空間和時間都會受到物質運動的影響，這就是物質運動產生的時空彎曲，如果單以引力研究的時空彎曲的話應該只是空間上的彎曲。　　空間是物質物質運動的場所，而物質又能使空間彎曲，那物質和空間得到是一種什麼樣的關係呢？空間彎曲在微觀世界又是一種怎樣的情景呢？量子力學作為研究微觀世界的學科，我們又如何用量子力學來描述空間彎曲呢？量子力學的基本思想是量子化，我們可以不可以把空間量子化，把構成空間的基本單位稱為空間粒子。那麼空間彎曲就是構成空間的的空間粒子排列的密度不同。　　空間彎曲既然是由空間中物質引起的，那空間粒子與物質之間又存在什麼樣的關係呢？物質在空間中運動又完全不受空間粒子的影響，這又是為什麼呢？這可能有兩種原因，一空間粒子實在太小，只有原子的億的億方分之一，它們對物質的運動造成的影響可以完全忽略不計，二空間粒子與構成物質的基本粒子存在共同之處，能夠相互轉換，或許構成物質的基本粒子就是空間粒子，如果這樣的話，物質本身的運動可以化解空間粒子對物質運動所產生的影響。那我們在進一步假設一下，空間粒子就是構成我們這個世界的基本粒子，那空間粒子是如何構成物質的哪？　　現在我們已經發現多種構成物質的基本粒子，像電子、光子、中子等粒子，而每種粒子都具有自己獨特的性質，如果造成這些粒子的空間粒子僅僅只有一種的話，那不同粒子在構成中僅僅是構成的空間粒子數量的不同，不可能表現出怎麼多的性質，所以空間粒子可能並不單單是一種，也具有很多種類，就像化學元素一樣，由於空間粒子實在太小了，我們實在無法把它們一一分類，只可以把它們大致分成兩類，重空間粒子和輕空間粒子。　　在現在已知的基本粒子當中，光子是比較特殊的一種，我們現在就以光子為突破點，探討一下空間粒子是如何構成物質的。光子相對於其他粒子的特殊之處就在於它的質量為零，通過前面的假設，我們知道光子也是由空間粒子構成的，既然光子的質量為零，那光子應該是由輕空間粒子為主構成的粒子，那它們在構成光子的同時又發生什麼使光子的質量為零的呢？那什麼是質量？空間粒子是如何表現物質質量的哪？首先要說明質量為零並不意味著真的沒有質量，只要能把自身的引力相抵消，質量也可能為零。那光子又是通過什麼方式抵消掉自身的質量的呢？輕空間粒子之間或許還存在一種我們未知的反應？能夠抵消掉自身的引力、又以輕空間粒子為主、輕空間粒子之間能夠進行某種反應，這和宇宙中的恆星非常類似，恆星就是以輕原子為主構成的星球，輕原子之間進行複雜的核變，向周圍散發能量，來抵抗自身的引力。空間粒子可能會像原子一樣，能夠進行類似核變的反應，輕空間粒子能夠通過這種反應轉變重空間粒子。光子就是通過類似核變的自身特性，抵消了自身的引力，使光子的質量表現為零，這種特性是由光子自身的引力引起的，光子的引力多大，就相應的產生多大的排斥力與之抵消，使光子的質量表現為零。在日常生活中的物質，由於都具有質量，引力大於排斥力，而由它們為介子產生的波動都是以引力為主的，由於光子這種特殊的物質，它的波動則是以排斥力為主的，所以所有光都是以光速傳播的，只是不同質量的光子所產生的頻率、波長不同而已。　　愛因斯坦曾經說過：「量子力學還不完整，上帝是不會擲骰子的」。的確在極其微小的量子世界中，還有許多我們至今無法觀察到的物質，正是因為它們的存在無形的影響著物質內部的運動，所以在現代量子力學中的數學模型是以概率學為主的，那極其微小的量子世界又到底是一種怎樣的情景呢？現在的量子力學只有把那些無形的物質和它們對物質運動的影響作出合理的解釋才算完整。既然光子和恆星有這麼多的類似之處，那我們就再進一步的假設一下，一個光子就是一顆恆星，構成光子的空間粒子就是構成恆星的原子，而以大量恆星構成的星系就是原子，換句話說我們的銀河系相對與更大的世界來說就是一個原子，而構成我們這個世界的原子其內部結構就在我們的太空之中。我們可以這個猜想為基礎，將現有的天文學知識來描述原子內部的結構，也可以用現有的量子力學知識來研究星系運行的規律。　　既然已經假設龐大的星系就是一個原子，那我們通過天文學觀察到的原子內部的結構與現在量子力學所描述的原子結構並不相同。現代量子力學所描述的原子結構是原子核在原子中心，電子圍繞原子核運動，在這個原子模型中原子的大部分體積都是空的，沒有其它物質，而天文學所描述的原子結構告訴我們在原子核周圍聚集在大量的光子，並不是空無一物，以前我們之所以無法通過技術手段觀察到原子結構中的光子，那是因為光是我們現在觀察物質的重要手段，所以原子結構中的光子就很容易被忽略。在原子結構中光子是具有非常重要的作用，首先光子在通過自身的特性抵禦著引力的同時，也向周圍的空間里散發著能量和空間粒子，而當這些能量和空間粒子作用在其它物質上時，就是力的表現，原子中的光子不僅僅佔領著大部分空間，也為原子提供著源源不斷排斥力。當光子的燃料耗盡，無法抵禦自身的引力時，光子就會變成中微子或電子，原子核周圍大量的光子就是孕育電子的河床。在原子中電子並不是一直存在的，因為它具有強大的引力，瘋狂的吸取周圍的空間粒子和能量，而它自身又無法將及時這些物質轉化，這會讓它逐漸消失的，而這個說法的理論基礎就是「霍金輻射」，可能會有人問這和「霍金輻射」有什麼關係，「霍金輻射」是一個關於黑洞的理論，沒錯，在我們這個假設中電子就是小行黑洞。這個假設雖然大膽而又荒唐，但是像光電現象、氫原子光譜等等實驗現象，都能得到很好的解釋。在現有的科技條件下，我們還無法完全了解原子中所以光子的狀態，而光子的不同狀態就會影響到原子內部的運動，光子的狀態就是我們現在原子模型中的不確定因素，原子不同區域的光子的狀態周期也不同，所以量子力學對原子狀態的描述多為概率學，上帝是不會擲骰子的，只是我們對原子內部的情況不能完全了解。　　下面我們再來討論一下能量和質量的轉換，愛因斯坦的質能方程告訴了我們質量和能量的轉換比例，核理論告訴了我們質量轉換成能量的方法，那能量能否轉換成質量呢？又如何轉換呢？我們通過上面的假設知道物質是由空間粒子組成的，空間粒子又有不同的種類，它們之間還可以轉換，前面已經說明光子是以輕空間粒子為主構成的，光子中的輕空間粒子能夠通過某種反應變為重空間粒子，而具有質量的粒子則是由重空間粒子為主構成的，所以要想把質量轉換成能量，只要加快它們之間轉換就可以把能量轉換成質量，而具體的方法就是讓原子長期處於高溫高壓下就可以把能量轉換成質量。其實在我們宇宙中也有這樣的環境，那就是星體的內部，這也可能就是引力產生的根本原因，星體為了保持這種高溫高壓的環境，向周圍的空間吸引能量，從而引起周圍空間的彎曲，產生引力。　　力是物理學的重要的研究對象，但是它本質我們至今還沒有弄清楚，我們還可以通過這個猜想來重新定義一下力，力就是空間粒子作用在物質上的表現。至於現在所觀察到的宇宙膨脹，以及其發展出來的大爆炸理論，並不一定正確，因為我們現在所觀察到的宇宙非常有限，只是宇宙的一小部分，並不能以宇宙局部的熱脹冷縮，就認為整個宇宙都在膨脹，所以宇宙是否真的在膨脹，還需考證。　　以新思想探討宇宙，讓我們認清這個世界。

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