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空间维度的意义与维度的建立原则

2021-10-30韩文滔

科学与生活 2021年19期
关键词:光速空间结构电磁波

韩文滔

空间维度是人类用来认识世界、解释世界的一种工具。现有的所谓三维宇宙空间加时间维的時空架构,构成了现在人类对宇宙的基本认知。但是,这样建立的维度正确吗?上上下下左左右右B(前)A(后)B(前)A(后)再加时间(?)就能解释我们的空间结构吗?设想一下:如果一个观察者(这个观察者身体为球形,具有大量感觉器官,并且均匀分布于身体表面)处于宇宙真空中,所有的天体都处于极远距离之外的球形天穹上,周围一片黑暗,感觉不到任何重力,这时上上下下左左右右B(前)A(后)B(前)A(后)再加时间(?)应该怎么确定呢?是不是可以任意指定呢?如果可以的话,那么再换一个观察者呢?是不是又得到了一组不同方向的三维?再换n个观察者呢?难道的空间具有无数维?可我们明明是在观察三维空间,哪有无数维啊?再设想一下:当我们去观察微观世界时,一个原子如何确定三维?更不要说更加微观的量子世界了。根据量子力学的理论,时间和空间在量子尺度下是统一的,那么在宏观宇宙尺度上统一吗?如何统一?上述所有问题用现有的时空架构恐怕很难解决,原因是什么?原因是因为现有的时空架构过于古老!现有的时空架构几乎是在远古时代形成的,那个时候的人们对宇宙的看法可能还处于天圆地方、乌龟驼陆地的水平,后来的人类对宇宙的认识经历了地心说、日心说、宏观宇宙说、牛顿力学、相对论及量子力学等诸多进步,可是原始时空架构却没有丝毫改变,没有跟随解释宇宙的理论一同进步,那么这种时空架构无法完美的与现有理论结合就是必然的。

那么,怎么办呢?唯一办法就是重新定义维度,建立符合现有科学理论的多维空间结构。

首要问题是如何定义维度。定义维度时不能凭感觉,必须根据现有的观测手段和观测结果的需要来定义,其认定原则如下:

1、维度应该同时适用于极小的微观结构和广域的宏观结构。

2、一个维度应该对应空间结构的一种属性,建立维度本质上就是对空间基本结构的某一种物理属性的描述。

3、维度可以表现为一条直线或射线、线段,必须有基点(即值为0点)、交点(与指定空间结构相交)、刻度、方向,还可以有极限值。

4、对于一个指定的空间结构,与其相交的,基点或极限不在本空间结构内的维为主维(或实维),派生于本空间结构内的或只在本空间结构内有意义的维为副维(或虚维)。主维一般是代表本空间结构内物理参数极限值,副维一般代表本空间结构内物理参数变化值。

5、所有维度贯穿于本空间结构内每一个结构基本单位。

6、低维空间结构一定存在于高维空间结构内,并且是由这个高维空间结构的物理规律所允许的存在,而且该低维空间结构不唯一。

有了定义维度的原则,我们就可以尝试建立一个符合物理学观测的多维空间结构。

第一步首先确定物理学观测本质,我们现在的物理学基础是对自然界中的电磁场变化的感应和记录,所有的观测结果全部都是由电磁波的形式反映出来。电磁波是所有观测的必要元素,电磁波传递需要时间,所以时间也是一个必要元素,因此我们可以得到一个三维的结构:电维(Dw)、磁维(Cw)、时间维(SJw)构成的空间结构单元。

有了单元就可以建立空架结构了,我们只需要沿着时间维传递这个单元,就可以完整的得到一个三维空间结构。不过,等一下!这里有一些问题:第二个单元凭什么可以从第一个单元“传递”过来?传递完成后第一个单元还在吗?热力学第一定律不允许“无中生有”这种是发生的。第一个单元能够建立,一定是存在于一个高维空间结构内,这个结构允许电环和磁环链接,当然也允许电环和磁环不链接,也就是说我们建立的第一个单元是从超维结构中“采集”了一个电环和一个磁环组成的,想要形成第二个单元,则必须再次从超维结构中采集第二组电环和磁环,组合而成并与第一个结构单元链接,如此循环往复就形成了一个三维时空结构,当这个结构拥有足够庞大的规模时,就可以称之为“宇宙空间”了。这个空间结构具有下列属性:

1、空间结构由等波长电磁场组成。

2、在空间结构内所有电磁场连续。

3、空间结构的电磁场强度在没有外来电磁场影响下,所有电磁场趋于等势。

4、空间结构可以接受其他等波长(或波长为整数倍)的结构的链接。

5、每一个链接进入空间结构的其他结构,在进入的那一时刻,立即在空间电磁场上产生影响,并以波的形式向空间场传递,速度为光速。此一时刻为该链接结构的时间起始点。

6、组成宇宙空间结构的基本单元个数只能随其他三维结构的链接接入和断开而增减,不能凭空产生和消失。

空间属性实际上决定着处于这个结构内的物理规律,那么这个宇宙空间结构会给我们带来什么样的世界呢?或者说如何解释这个世界呢?可以从一些基本的物理概念入手,比如能量、质量、时间、速度、电磁波、白洞、黑洞、大爆炸等等,看看如何用一种全新的模式解释上述事物,同时也要检测一下这种新的模式是否比以往的“上上下下、左左右右、BABA”模式更加简洁、准确。

1、能量:能量的基本单元是量子,而我们已知的量子都是以电磁波的形态表现出来,量子本身没有质量,只携带有能量。那么怎么来建构量子呢?请注意“电磁波”形态,我们构造的基本单元不就是电磁波吗?并且它还可以与其他基本单元链接,而且不限数量!好了,量子的结构有了吧,连续的多个基本单元组成的结构,就可以称之为量子。我们的宇宙就是一个巨大的量子。当其它量子与我们的宇宙链接时,其基本单元与宇宙的空间结构(后文简称为宇宙)融合,融合的瞬时,量子处于宇宙均势场上方,构成一个空间的“膨胀”相(向上弯曲),量子的每一个基本单元融入时都会激发一个空间波动即电磁波,由于融入的速度为光速,因此量子所具有的基本单元个数对应电磁波的频率,其产生的电磁波代表该量子的能量传入空间,成为该量子对空间产生的效应的标志。量子可以在高维空间结构内形成,也可以从较大空间结构上分裂出来。

2、质量:根据相对论的理论E=mc2,因此其基本单元与量子一样,都是由连续的多个基本单元组成的结构,它对空间结构的影响是引起空间结构的“坍缩”(向下弯曲),还可以“吸附”一定量的量子。这种结构必须很大,其基本单元个数超过了我们的宇宙的电磁波频率上限,因此它是以某种特殊的链接方式(1/2自旋?)“悬浮”于我们的宇宙空间结构中,它的存在使得空间结构向下弯曲,以容纳这种巨大的,我们可以称之为质量子的空间结构。同时,质量子还可以吸收和释放附着于他自身的量子。由于质量子造成了空间的坍缩,导致所有质量子都趋向于“聚集”,而“聚集”的结果就是质量的密度越来越大,直至达到黑洞效应发生。

3、时间:在传统的时空理论中,时间是一个奇怪的维度,明明每一个物理现象都包含有时间的元素,可是无论如何时间很难和空间统一成为一体,这实际上体现了传统的时空理论的缺陷--在建构空间结构理论时没有考虑“时间”的属性。我们可以重新建立或定义关于时间的维度:与时间直接关联的物理现象只有“光速”,根据相对论理论,在任何参照系内光速不变,那么时间可以被视为光线传播距离的函数,也就是说时间并不是自变量,而是函数值。这就意味着时间是随着光速变化的(是不是很神奇?),有人看到这马上就会问道:那么狭义相对论中时间随相对速度变化的公式还成立吗?答:当然成立。我们先来看看光速,在我们建立的基本空间结构中,哪些属性会影响光速呢?电磁环的弹性,当电磁环的弹性改变时,基本空间结构的光速随之改变。好了,我们现在可以建维了:光速维,代表的属性是基本空间结构的弹性,与我们的宇宙空间相交于C=300000km/s,并与我们的宇宙空间内效应变量“L:光线传播距离”,产生一个函数“T=L/C”,这个函数值T就是时间!建维完毕。于是,我们传统物理學公式中时间T都可以改变为L/C,期中L的单位可以是光秒、光分、光时、光年等等,比如:s=vt就可以改为s=v*L/C=L*(v/C),这里的v/C很有用,非常重要!我们只需要知道时间变成了空间距离和光速的函数,已经与空间紧密相连了,它只能在连续空间结构内有意义,所以在我们的宇宙中,任何物体的运动速度不能大于光速,大于光速的物体会破坏空间结构的连续,我们将无法对其进行观测。

4、电磁波:电磁波可以看成是空间结构的波动,融入空间结构的量子所含基本结构数形成频率,融入的量子的高度为初始振幅,以融入时刻为时间零点(本质上是产生的影响距离L=0),向连续的空间结构场内传播。电磁波传递过程中空间结构发生“波动”。空间结构与量子引起的电磁波的关系就像无线电技术中的“基波”与“载波”的关系。量子作为一个分离的空间结构,在它融入我们这个空间结构时产生了“一波”效应的影响,然后我们的空间结构总数量会增加“一个量子结构”,结果就是空间结构的直径大了一点点。量子可以融入空间结构形成电磁波,那么电磁波中也可以分离出来量子,这也是生命能够产生的基础。到这里我们就可以这样认定一个事实:我们所说的电磁能其实就是空间结构当中的“振动”本身,而量子在“融入”空间结构时就已经消失了,只留下了一个“效应”--电磁波以证明它曾经作为一个单一个体结构存在过。

5、万有引力:前面的质量定义为悬浮于空间结构的量子,后面简称质量子,空间结构为了容纳这些质量子,会向下弯曲,形成一个“凹陷”,注意:这个凹陷是空间结构的弯曲,空间结构的基本单元并不变化,这就是空间结构的“坍缩”。这个坍缩造成了空间结构表面积的缩小,并且将这个效应以光速传入整个空间结构。与坍缩相对应的是能量造成的“膨胀”,要标识这两个物理现象,最简洁的的方法是根据其变形量(膨胀的高度和坍缩的深度)建立一个维度,原点就是我们这个空间结构的均势场,向上为能量维,向下为质量维。能量维的刻度是能量密度,即频率。质量维的刻度是质量密度,就是现在我们所说的“密度”。密度增加时,弯曲的空间结构与均势的空间结构形成一个角度,角度的增大使得质量子簇之间的距离变小,甚至可以破坏质量子簇本身的能量场,造成密度远大于均势空间结构的平均密度的情况发生。

6、黑洞:黑洞是由于质量子的堆积造成空间结构向质能轴(向下)弯曲,当弯曲的切向角度达到或超过45°时,逃逸速度达到光速,即为黑洞。

7、大爆炸:大爆炸不可能无中生有的发生,否则的话在高维空间结构内热力学第一定律将不复存在。热力学第一定律描述的是能量维上的物理法则,而能量维是实维(主维),是在高维空间结构内连续的维度,其物理法则也必须连续。大爆炸的发生最有可能的解释是,连续的空间结构因为某些物理条件收缩于某一维度中,当这些物理条件发生变化或达到某一临界点时,空间结构从某一维度中释放,从一维线状迅速膨胀为均势场。

8、速度、动能与势能:速度在现有物理范畴内一般被视为三维空间内的矢量,具有大小、方向、作用点(轨迹上的测量点),可以根据不同参照系具有不同参数,但是有一个问题,这样的速度定义下,同一质量的物体,在无外力作用下,应该保持匀速运动的状态,该物体的动能不会变化,那么如果从不同参照系中观察,是不是就有了不同的动能值?热力学第一定律去哪了?如果动能在不同的参照系中保持不变,那么就需要一个适用于整个空间结构的“绝对静止”的参照系,即空间结构本身。没人可以测量出或预言我们所在的这个空间结构在高维空间结构中有什么样的运动状态,那些状态与我们无关!所以我们总是可以找到某一个运动系统,它相对于空间结构本身速度为0。因此需要在空间结构中建立一个维--速度维,它垂直于空间结构,原点处于均势场中,原点处速度为0,向上为正速度,是依靠吸收外部能量转化成为速度(动能)。向下为负速度,是依靠自身势能损失转化成为速度。速度维在我们的空间结构中有意义的取值范围(+c,-c),速度维在超出±c时在高维空间结构中依然存在,并可延长至±∞,由于这个维度可以延伸至高维空间结构,所以速度维是主维。顺便提一下,狭义相对论只是证明了光速不变,即空间波动的速度不变,但是并没有限制有质量的物体的移动速度,只不过表明了当有质量的物体速度超出(+c,-c)的范围,就会脱离我们的空间结构的连续场,无法测量其参数而已。当带质量物体相对于空间结构运动时,会在组成该物体的每个质量子簇的运动方向上造成空间结构的隆起(空间结构膨胀),这就是动能。大量质量子簇的动能叠加,使得整个物体处于一个膨胀结构之中,于是在其运动方向上时间、长度、质量等参数发生了偏移,如果我们在均势场中对这些发生偏移的物理量进行测量,就会得到狭义相对论的公式,还记得前面提到过的v/m吗?就是非常重要的那个比值,它就是偏移角的正弦值。

9、热力学第一定律:本质上是表明量子结构不能凭空产生和消失,只能在空间、能量、质量等不同表现形式之间进行转化。

10、热力学第二定律:表明在空间结构上的空间震动幅度总是趋于减小,在无外部影响下,最终会形成均势场。

11、热力学第三定律:这是新发现的定律,它表明了空间结构中质量相上,所有带质量的物质总是趋于聚集,最终形成整个空间结构中的唯一黑洞,这个黑洞会在某种条件下会再次产生大爆炸。简单的说法就是:质量的“熵”随时间的减小,总是趋于有序。

12、麦克斯韦精灵与永不消失的能量:麦克斯韦精灵,我们又称之为麦克斯韦妖精,它描述了一个热力学原则:我们无法从混沌系统中提取能量,除非你拥有一只麦克斯韦精灵。这个原则现在还是被物理学界普遍认可的,并且直至今天为止,也没有人能够突破或试图打破这个原则。那么,这个原则能够被打破吗?我们先来看看能量是什么,我们又是如何从自然界中提取能量的。现代物理学告诉我们,我们现在所说的能量本质上就是电磁能的不同表现形式,现有的提取能量的方法无非就是制造一个足够高的空间结构的膨胀,释放到空间结构中,产生一定强度的空间震荡,然后运用某种方法分裂出一部分量子结构加以利用或存储。好了,现有的提取能量的方法关键在于制造一个足够高的空间结构的膨胀,这是产生空间结构震荡的前提。如果我们的目的是产生空间结构震荡,那么如果能够制造一个坍缩的空间结构是不是能达到同样效果呢?注意,这里是指一个无质量的空间结构坍缩,也可以称之为负能量结构。一旦我们可以制造出负能量结构能量提取系统,我们就可以在混沌系统中提取能量了,从某种意义上来说,我们就拥有了麦克斯韦精灵,同时这种提取能量的系统,理论上能够无限的提供能量。那么这种制造负能量结构的系统存在吗?当然存在!它的基本结构或者说基本原理就摆在我们面前,只不过没人往这方面思考罢了。

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