物理学的困惑

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物理即是关于物质的理论,研究物质的组成、形式以及变化规律。

每当出现一种现象时,人们就提出以种理论来解释它;如果出现了某个新现象,原来的理论无法解释时,就再提出以种理论来加以改进。

理论,其实就是我们对所感知的客观现象的描述,再加上主观上的归纳总结。哪种理论能够预测到新的东西,我们就倾向于接受它;但是,至今为止,还没有一种理论,能够解释所有的现象。原因是,人类的感知能力是有局限的。我们的听力范围只在20Hz20000Hz之间,而有的动物可以听到此范围之外的声音;我们的可见光谱的波长只在390750纳米之间。即使借助于先进的科学仪器,我们的感知范围还是有限的。用显微镜,我们能看到分子级的细胞;Rutherford的散射实验发现了原子核;大型对撞机发现了亚原子粒子。

十九世纪早期,人们接受Dalton的原子理论;二十世纪早期,人们认为电子、质子、中子是不可分的基本粒子;二十世纪三十年代,光子、正电子、中微子也被认为是基本粒子;至今,人们已经发现了几百种亚原子粒子,提出了夸克理论:组成物质的基本粒子是轻子(包括电子、中位子及相应的中微子)和重子(由夸克构成),力的作用由玻色子实现;其中,只有携带弱核力的WZ玻色子被检测到,其它的光子、重力子和胶子(Gluons)都是虚拟的、不可观测的,既无质量也不带电。基本粒子的相互作用通过交换玻色子来实现。这个理论依然不能令人满意,还有很多现象它无法解释。

当今物理学的困惑有:

1.什么是物质?有不可分的基本粒子吗?

物质是一切存在的东西。物质是按层次区分的;在同一层次中,构成区分于其它物质的描述,就叫做物质的性质。我认为,一种物质就是一个壳,里面包含着无穷无尽的其它物质。因此物质是无限可分的,没有不可分的基本粒子。

如果说物质是我们感觉到的东西,那么什么又是感觉(意识)?现在认为,意识是物质发展的高级阶段,用感觉来定义物质就是逻辑错误。对我们感觉不到的东西,又如何描述呢?

 

2. 物质都有反物质;当两者碰到一起时,即灰飞烟灭。这与物质不灭定律相矛盾。那究竟变成了什么?为什么物质比反物质多?

 

3. 什么是质量?为什么有的物质没有质量?

是什么把物质聚集在一起?力。说万有引力只对有质量的物体发生作用,为什么光线经过黑洞时会弯曲?光线是没有质量的,而质量却是通过力来定义的。

 

4. 什么是力?

物体间的相互作用这只是外力。牛顿第三定律说,任何力都有反作用力,大小相等,方向相反。我打你一拳,你也打了我一拳,力的大小相等,互不亏欠;可你觉得疼,而我不觉得;这应该与物质的密度有关。力除了大小和方向,还应当有作用范围,可是,现在的物理学,并不知道如何计算力的作用范围。

 

5. 什么是电量(Charge)?

力靠什么来传递?可以隔空发力吗?什么又是“空”?Descartes认为,空间里充满了物质,所以就没有“空”,只是稀疏程度而已。力必定有传递的介质,这或许与物质的电量有关;可现在的物理学把电量当成粒子的基本性质,并不深究。

 

6. 什么是空间?如何来确定物质的位置?

空间到底是几维的?人类是三维的动物,我们自然认为空间是三维的,一维、二维都只是想象,四维空间就连想象都不能。有人把微观粒子空间先是定为26维的,后来又简化为10维的。维数还能随意增减?

物质的位置是相对的,必须有一个参照物才能描叙。一个位置相对一个参照位置的关系,就是方向。空间没有中心,但是,一个质量系有一个唯一确定的质量中心。

 

7. 什么是时间?

力还应当有持续时间;可究竟什么是时间?这是物理学家、哲学家,还有心理学家们永远争论不休、而至今没有统一答案的问题。Einstein 说,时间是相对于观察者而言的;天文学家们说,在极大的引力场里,时间会停止。承认了大爆炸(Big Bang)学说,时间才有了起点;到了大收缩(Big Crunch)时,就是时间的终点;而对于每个星球来说,它消失的那一刻便是时间的终点。

如何度量时间呢?必须找出某个变化作为参照。你可以把一盘沙或一盆水流完的时间叫做一个小时,也可以把地球自转一周的24分之一叫做一个小时,这都不够精确。现在最精确的时间是,1秒是以铯-l33,原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的9192631770个周期的持续时间。当然没有绝对精确的时间。

有了时间,我们才能恒量改变的快慢,才有了速度、加速度等概念。光线没有质量,所以达到了速度的极限;牛顿运动定律对光线不起作用。

 

8. 什么是能量?

运动的物体都有能量,包括直线运动、曲线运动。Einstein说,有质量就有能量(E = MC2),并不需要动。Planck说,有振动就有能量(E = hf),并不需要质量。由于原子核的质量远小于其组成质子和中子的质量(质量不能相加!),差额部分转换成了结合能。

能量是什么形状的?量子物理说,是孤立的、一块一块的。那么,能量块之间有不有相互作用?又如何作用?能量能不能累加?又如何累加?

 

9. 有什么量是守恒的吗?

现在流行物质守恒定律、能量守恒定律、动量守恒定律、电量守恒定律等等,既然量都是相对的,所谓守恒也是相对而言的,只能是在某个范围之内才成立。由于物质永远在变,描叙物质的量自然也在变;没有什么东西是守恒的。

Descartes给出的自然第一定律是:每一个个体,正如它之所在,保持同样的状态,无论运动还是静止(That every individual thing, so far as in it lies, preserves in the same state, whether of motion or of rest)。这只能是在某个给定时刻才对。

 

10. 什么是灵魂?

最难解释的是心力,即意志的力量或灵魂。光线够快,可一层薄纸就能把它挡住;人的思维悄无声息,只在个人的脑海里自言自语,你想去哪都可以凭过去的记忆瞬间可达,无需媒体。而人的想法一旦实施,必能翻天覆地。

灵魂没有质量,也不是辐射或什么能量块。光线我们还能感觉得到,别人的思想如果不被表达出来,我们永远感受不到;这说明灵魂比光线更加虚无。有人认为,灵魂是一种气场或者能场,而场是物质性的,所以灵魂应当具有物质结构。

 

对这些问题的不同回答,便构成了各自的理论。他可以提出一种理论,我也可以提出另一种理论,信不信则由你由你去检验。你并不需要什么先进的实验设备:科技发展到今天这个地步,该发现的,都已经发现得差不多了;是时候用脑去总结了。当然,你也可以把这些困惑完全置之度外,毕竟它与大多数人的衣食住行无关。

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    26 条评论

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