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作者：从戈 本文可能为您打开一个全新的世界，但是，本文只是基于一些科学成果的逻辑推理，并非严格的科学研究，故请勿引为科学研究或教学之用。 【摘 要】空间在物质中产生，也在物质中消失，空间的产生和消失，是宇宙生死轮回的原动力。空间在物质中产生，是核爆炸冲击波的动力来源，也是引力波事件的能量来源，还是黑洞喷流产生的主要原因。空间在物质中消失，是万有引力产生的原因，也是造成光速相对于任何参照系不变假象的原因，还造就了广义相对论黎曼空间的动态形式。空间实度是空间力产生的原因，空间力是万有引力的本质，引力质量和惯性质量是质量的空间力表现。 【关键词】空间力；空间实度；物体吞噬空间；物质反应；光加速度 前言色即是空，空即是色——摘自《心经》 世界究竟是什么样的？世界是怎么来的？有人认为是神造的，有人认为是自然演化而来的，在人类的文明史上，在科学比较落后的时代，认为世界是神造的人要多一些；在科学比较发达的时代，认为世界是自然演化而来的人要多一些。 世界究竟是神造的，还是不是神造的，人类都找不出确切证据来证明，在这个问题上过多地纠结其实并没有意义，因为不管是自然演化而来还是神造的，世界都是一样的，自然演化而来的是一个遵循自然法则的物质世界，神造的也是一个遵循自然法则的物质世界，我们作为短暂地在这个世界里生存的一个微末的生物，能了解这些自然法则就已经足够了。 人类在对世界的探索中，总结出了包括下面几条的一些自然法则： 实在性法则，是指客观世界不依赖于意识而独立存在，或者物质不依赖于意识而独立存在。 定域性法则，是指某个时刻一个物体的位置是明确且唯一的。 局域性法则，是指一个特定物体，只能被它周围的力量影响，就是某一点的行动，要影响到另一点，不管另一个点是一个波或是粒子，都必须能触及他或者通过中介（比如场）能触及他。 规则一致性法则，指物理规则在任何参照系都是一致的。 在这些法则的指引下，人类取得了丰硕的科学成果。然而尴尬的是，在人类科学的发展过程中，出现了相对论和量子力学两座巅峰。在宏观世界，相对论的方程式中物质的质量、长度和时间都变成了速度的应变量；在微观世界，量子力学的方程式里微观粒子的位置和动量都成了概率，粒子的状态竟然和观测者有关。于是，人类曾经信仰的自然法则被动摇了，讽刺的是，似乎是人类信仰的自然法则指引人类得到的成果反过来否定了人类信仰的自然法则。 相对论和量子力学都在实践中得到了很好的验证，他们的推论还促成了大量的重大的科学发现，以至于在很多人看来，不确定性乃至虚拟性似乎更像是世界的本质。这个观念对于人类来说可能是一个信仰灾难，一定有很多人像我一样想要为此做点什么，然而我们都不是科学家，似乎什么也做不到。 好在我们有一个工具，就是逻辑，本文就是要借用现有的一些科学成果，利用逻辑推理，寻找支持世界的自然法则的蛛丝马迹。 这个找茬游戏的第一对主角，是太阳和木星。 太阳，恒星，直径大约1.392E+6千米，质量大约2E+30千克，平均密度约1408kg/㎥，表面重力加速度约274m/s²。 木星，气态行星，直径大约1.398E+5千米，质量大约1.9E+27千克，平均密度约1326kg/㎥，表面重力加速度约24.79 m/s²。 土星，气态行星，直径大约1.165E+5千米，质量大约5.6834E+26千克，平均密度约687kg/㎥，表面重力加速度约10.44 m/s²。 这些数据都经过了严格的验证，应该不用质疑了。然而，土星相对于木星，质量是其1/3，密度是其1/2；而木星相对于太阳，质量是其1/1000，密度却达到其0.94。一般来说，如果气态星球的质量增加，首先体积会增大，导致内部气压升高，使得密度增大体积缩小直到平衡，密度和质量呈现一个接近等比例的趋势，与木星相对于土星相比，太阳对木星相比似乎有点偏轻了。 虽然木星可能有岩石核心和重元素，但是没有固体的表面，太阳有密度达到150000kg/㎥的内核，这个密度差不多是铁的20倍，而且木星的表面重力加速度只有太阳表面重力加速度的1/11，就是说从表面开始，太阳表面的气压就至少是木星的11倍，尽管如此，太阳和木星的平均密度却如此接近，这是令人疑惑的。 一种解释是因为温度，太阳的温度太高，导致太阳的体积膨胀从而降低了密度，根据天文学家的计算，只有质量大于太阳质量的7%，才能进行氘聚变反应，而木星的质量只有太阳的1/1000，需要将质量增加80倍才能变成太阳一样的恒星，那么将木星质量增加80倍但还没有被点亮前，密度要增加很多，被点亮之后密度也不会因为温度升高体积膨胀而回到原始的木星的密度。然后，继续给木星增加920个其自身的质量，让他和太阳一样重，密度会增加多少呢？ 我们带着这个疑问开始探索，再次申明，本文只是逻辑推理，并非严格的科学研究，故请勿引为科学研究或教学之用。 1 牛顿的万有引力意大利物理学家伽利略(G.Galileo)在1590年从比萨斜塔实验，发现物体坠落的路径与它经历的时间的平方成正比，而与物体自身的重量无关，他粗略地求出地球重力加速度的数值为9.8m/s²。 牛顿(I.Newton，1642-1727)于1687年发表著名的《自然哲学的数学原理》一书，第一次把使天体运行的重力与使物体坠地的重力统合而提出了万有引力定律，万有引力的计算公式如下。 算式1 F =GMm/r² 或 a =F/m=GM/r² 其中F为万有引力，单位牛顿N；M和m为两个物体的质量，单位千克kg；G代表引力常量，其值约为 6.67E-11N·m²/kg²；r为两个物体的质心之间的距离，单位米m；a为重力加速度，单位米/秒平方m/s²。 万有引力定律只是阐述了万有引力存在的现象，而没有说明万有引力的本质，对此牛顿本人也很不满意，他并不认为会有这种无中生有的超距离作用的力。 一般认为，算式1的适用条件是R＞Rg，Rg表示引力半径 ，Rg= 2GM/c²，R表示产生引力场球体的半径，M表示产生引力场的球体的质量。其实，仅从算式本身就能看出他还有两个适用条件： 第一，排除零，r还不能太小，当r往零靠拢，引力加速度会大到无法想象，这不符合自然现象，一个物体产生的引力加速度必定有一个极值，当r往零靠拢，引力加速度只会接近这个极值，而不会无限增加大。 第二，有意义的r的大小受产生引力场的球体的质量大小限制，比如太阳的引力能将最外层的海王星束缚在距离4.5E+9 km的公转轨道内，但是一个苹果的引力甚至不能将一个气体分子束缚在身边最近距离的轨道上绕着自己旋转，对于地球上的物体，因为地球和太阳之间的巨大距离，太阳上的1kg物体产生的重力加速度是零，也就是说一个宇宙距离的r对于1kg物体来说是无意义的，因此可以推论，对于任意质量的物体，一定有一个r，现实中一旦超过这个r，他引起的重力加速度就是零，虽然计算式表示它大于零。 太阳对于地球的万有引力，不是太阳上每1kg物体产生的万有引力之和，而是每1kg物体之和产生的万有引力之，因为每1kg物体产生的万有引力是零，而太阳对地球的万有引力是3.543E+22 N。 自然中不存在无限，既没有无限大，也没有无限小，自然界不存在连续的物体，因此，也可能不存在连续的物理量。 2 爱因斯坦的万有引力1916年，爱因斯坦的广义相对论正式发表，他认为引力是由空间—时间弯曲的几何效应（也就是，不仅考虑空间中的点之间，而是考虑在空间和时间中的点之间距离的几何）的畸变引起的，因而引力场影响时间和距离的测量。广义相对论的引力场方程是一个非常复杂的二阶偏微分方程，有16个自变量，具体形式如下：  式子中 这个方程用来描述引力场的具体情况，由于它是一个二阶非线性偏微分方程组，所以很难得到精确解。列举这个方程式只是为了致敬，能看懂的人非常少，也许我们甚至不用真的懂得这个方程，只是需要他的一个核心观点，也就是广义相对论的伟大贡献之一，即有质量的物质（或物质的质量）能对空间产生作用，正是这个作用产生了引力，他说明引力是不同物质之间通过空间的相互作用，而不是不同物质之间的隔空作用。 广义相对论在实践中取得了巨大的成功，以至于之后的一百多年时间，几乎全世界的天文学家们似乎都在为了证明它而忙碌，例如引力波和双星观测，有关宇宙膨胀的哈勃定律，黑洞的发现，中子星的发现，微波背景辐射的发现等等，通过实践的检验，广义相对论越来越令人信服。 一切都似乎在向着好的方面发展，有些人几乎要把广义相对论当成了对世界的一种终极释义，甚至有人已经开始计划着根据这个理论来个时间旅行。 3 核爆冲击波的动力来源下面是关于冲击波（shock wave）的两种描述。 冲击波是一种不连续峰在介质中的传播，这个峰导致介质的压强、温度、密度等物理性质跳跃式改变。任何波源，当运动速度超过了其波的传播速度时，这种波动形式都可以称为冲击波，或者称为激波。其特点是波前的跳跃式变化，即产生一个锋面。锋面处介质的物理性质发生跃变，造成强烈的破坏作用。冲击波的传播通常通过物质的媒介。 冲击波是指扰动在非线性介质中传播。若它的马赫数和雷诺数足够大，频散足够小，媒质中的扰动可能形成间断面，该面的两侧有关物理量产生跃变，间断面的运动形成冲击波。有很多扰动可形成冲击波，如爆炸波、弹道波、雷击声以及飞机轰鸣等。 简单来说，冲击波是爆炸产生的，类似于一个气泡，气泡壁带着爆炸的大部分能量以超音速膨胀，可能给被它扫过的一切东西造成毁灭性的破坏。冲击波需要物质作为传播介质，如果爆炸发生在空气中，则介质是空气；如果爆炸发生在水中，则介质是水；那么，如果爆炸发生在真空中，是不是就可以断定则没有冲击波产生呢？答案是在真空中发生的非核爆炸没有冲击波产生，而核爆炸有冲击波产生。我们把这个问题和答案都暂且丢在这里不管，因为后面自然会有解释。 大气层内炸药爆炸产生的高温、高压气体猛烈膨胀，急剧压缩周围空气，形成冲击波。这是我们常见的对非核爆炸形成冲击波的描述。 大气层内核爆炸产生的高温、高压火球猛烈膨胀，急剧压缩周围空气，形成冲击波。这是我们常见的对核爆炸形成冲击波的描述。 仔细对比这两个描述，不难从中发现不合理之处。因为，冲击波需要物质作为传播介质，将能量传递给介质形成冲击波的同样只能是物质。 上面关于炸药爆炸形成冲击波的叙述中，形成冲击波的原因，是爆心周围的空气，被猛烈膨胀的爆炸产生的高温、高压气体急剧压缩。其中气体是关键，高压气体压缩空气，符合力是物体与物体之间的相互作用的原理。 而上面关于核爆炸形成冲击波的叙述中，形成冲击波的原因，是爆心周围的空气，被猛烈膨胀的爆炸产生的高温、高压火球急剧压缩。其中火球是关键，要找出不合理之处，需首先搞清楚火球究竟是什么。 核爆炸的巨大能量来源于物质本身的消耗，1千克氘化锂-6完全聚变释放的能量约为260太焦，相当于约6万吨TNT当量，这个转化规律应该满足著名的爱因斯坦质能方程。 算式3 E=mc² 其中，E是能量，单位是焦耳（J）；m是质量，单位是千克（kg）；C是真空中光速，c=299792458米/秒（m/s）。 原子弹空中爆炸时，冲击波约占总能量的50％，光辐射约占35％，早期核辐射约占5％，放射性污染约占10％。 首先，核爆炸产生的气体是组成火球的一部分，根据质能方程，核弹参与核反应的质量很小，通常核爆炸产生的气体也就很有限，而冲击波约占总能量的50％，因此可以排除核爆炸产生的气体是形成冲击波的主要原因。 其次，约占核爆炸总能量35％的光辐射和约占5％的早期核辐射是组成火球的一部分，而辐射和空气之间的相互作用非常有限，根本不足以使空气形成冲击波，可以排除光辐射是形成核爆冲击波的原因。 最后，将能量传递给空气从而形成约占核爆炸总能量的50％的冲击波，可以排除一切可能的常规物质，可以确定的是，火球中一定有一样人类的还无法理解的东西，是形成核爆冲击波的主要原因。 因此可以推测，核爆炸一定产生了一种不能被直接观测到但是能和空气相互作用的东西，问题是，这东西是什么？ 4 引力波事件美国科研人员2016年2月12日宣布，他们利用激光干涉引力波天文台（LIGO）首次探测到引力波。研究人员宣布，当两个黑洞于约13亿年前碰撞，两个巨大质量结合所传送出的扰动，于2015年9月14日抵达地球，被地球上的精密仪器侦测到。 这个发现被认为是证实了爱因斯坦100年前所做的预测，说他补齐了广义相对论的最后一块拼图。 当时公布的信息中还有：据推算，这是一个36个太阳质量的黑洞和一个29个太阳质量的黑洞的合并，诞生了一个62个太阳质量的黑洞，过程如下面的等式。  当时给出解释是，消失了的3个太阳质量转化成了引力波的形式的能量，以光速传播了13亿年后被我们侦测到。 这个显然是一种无可奈何的说法，因为在13亿光年的距离尺度上，即使是两个恒星也只能被看作两个质点，黑洞（或中子星）相对于恒星虽然质量不小但是个头几乎可以忽略不计，两个黑洞的碰撞也就是两个质点合成了一个，如果没有足够大的质量变化，根据广义相对论的观点，就无法引起如此大的引力波动。 我们暂时忽略两个这么大的黑洞合并是否会引起爆炸缺乏理论依据的疑问，因为吊诡的是，2017年10月16日，全球多国科学家同步举行新闻发布会，宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波，并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。 不知道发生了什么，两个“黑洞”经过一年多一点的时间变成了两个“中子星”，而且根据新公布的信息，这对中子星到地球的距离成了1.3亿光年，质量也变成了都不超过2倍太阳。至于这对中子星合并后是否仍然是中子星，或者变成了黑洞，再或者干脆碎成很多块甚至星云，就看不到后续报道了。也有可能人家说的本来就是两次观测事件，只不过都号称人类的第一次而已。 我们暂时忽略1.3亿光年的距离电磁信号和引力波却都走了13亿年的细节，因为我更关心的是合并的质量损失能不能引起足够被地球人“听到”的引力波。 借用前面的算式4，按照等比例计算可得：  可见如果按照等比例计算，后一次公布的合并事件的质量损失不超过0.2个太阳，当然，0.2个太阳的质量也是非常巨大的，首先，需要确认这0.2个太阳的质量损失本身能不能引起足够被地球人“听到”的引力波。 事件双星距离地球1.3E+8光年，1光年等于9.46E+15米，太阳质量为1.9891E+30千克，根据算式1（牛顿万有引力公式），引力的大小于距离的平方成反比，0.2个太阳质量减少引起的万有引力变化从事件双星传到地球后，折算成在距离1000米处引起的同样万有引力变化的一个物体的质量为：  这就是在距离1000米外投入一个2.63E-10千克物体，是不能被探测到的。需要说明的是，在这么远的距离上，牛顿万有引力公式也不能用作精确计算，因为r可能已经超出了有意义的范围，不过用作定性验证还是可以的。 也就是说，可以确定，这次引力波事件中引起被地球人“听到”的引力波的主要原因，不是0.2个太阳的质量损失本身，而是造成0.2个太阳的质量损失的热核反应。 双中子星的合并的质量损失，可能是因为发生了热核反应，这个过程大概是这样的，中子星表面覆盖着一层氢元素，当双中子星碰撞时，中子星表面的接合处压力瞬间升高的同时，还将中子星表面原本约110万度的温度升高到了热核反应需要的约200万度，使得氢元素发生了聚变反应，就是氢弹爆炸发生的反应。 对于氢弹的杀伤破坏因素，不仅是由于爆炸产生的巨大热量，释放的各种射线也是主要方式，这些射线就是这次引力波事件中被“看到”的原因，但是，可以排除一切可能的常规物质是这次引力波事件被“听到”的原因。 官方公布中认为，质量的损失的能量以重力的方式传播，然后被地球观测到，其中暗含了可能是产生了引力子的意思。同理，可以推测的是，这次双中子星合并的引力波事件中，如此小的质量损失却引起了如此大的引力波动，一定产生了一种不能被直接观测到但是能却造成引力波动的东西，问题也是，这东西是什么？可能是引力子吗？如果不是引力子，那又是什么？ 5 黑洞喷流2019年，事件视界望远镜（EHT）国际团队以前所未有的精度捕捉到了半人马座A中心黑洞的巨大喷流。本次黑洞喷流的图像来自半人马座A（CenA），距离地球约1300万光年。 黑洞本来是在广义相对论推论之下的伟大发现，他认为宇宙空间中存在一种天体，他的引力极其强大，使得视界内的逃逸速度大于光速，这种天体称之为黑洞。故而，“黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界内逃脱的天体”。黑洞外的物质和辐射可以通过视界进入黑洞内部，而黑洞内的任何物质和辐射均不能穿出视界或是反射，视界并不是物质面，球状黑洞的视界是以引力半径值为径向半径的。 黑洞喷流则是天体附近喷射出的定向、狭长、高速物质流，被称为“宇宙火柱”。宇宙中很多星系的中心都存在巨大黑洞，当周围的天体物质落入黑洞时会喷射出火焰般的喷流。 因此黑洞喷流的现象是如此的怪异，一边是在黑洞内的一切物质包括光都无法摆脱黑洞的引力，一边又在不停地向外喷射光和物质，这个矛盾显然是无法调和的。 人们通过爱因斯坦的广义相对论找到了黑洞，然后在对黑洞的观测过程中发现了黑洞喷流的现象，黑洞喷流的发现却似乎要反过来否定广义相对论，这难道是一种宿命？ 同样可以推测，这个产生喷流的黑洞一定产生了一种不能被直接观测到，但是能形成光和粒子射线的逃逸通道的东西，首先这种东西自己在某种情况下能够在黑洞的视界内摆脱黑洞的引力，问题还是，这东西是什么？ 6 物质反应有空间产生本文并不是要质疑广义相对论对的伟大，对引力波事件和黑洞喷射现象解释的无力，不过就是落在宝石上的两粒微尘而已。广义相对论肯定了有质量的物质（或物质的质量）对空间的作用，正是这个作用产生了引力，他说明引力是不同物质之间通过空间的相互作用，而不是不同物质之间的隔空作用，这正是找到前面三个相同问题答案的提示：这东西就是空间。 需要说明的是，这里否定了另一个选项：引力子，是因为引力子不能为光和其他射流提供通道，无法解释黑洞喷流现象。 于是，关于核爆冲击波的能量来源、引力波事件产生的原因和黑洞喷流产生的原因都可以非常容易地得到解释。 在核爆炸中，是产生的空间给爆心周围的空气施加了某种力，形成了冲击波。 在引力波事件中，是产生的空间大量进入宇宙，引起了1.3亿光年外的地球上的空间扰动，并被探测到。 黑洞喷流产生的原因，是黑洞因为某种原因产生了足够的空间，从而在黑洞的视界内形成了光和物质的逃逸通道，于是产生了黑洞喷流。 从前面的三个解释中不难得到这样一个结果，核反应（有物质减少的反应）有空间产生。核反应可能并不是一个很准确的词语，发生有物质减少的反应的物质可能并没有原子核，为了便于称谓，就将有物质减少的反应叫做物质反应，核裂变反应和核聚变反应都属于物质反应。 之前，我们知道物质反应会产生能量和射线，但是并不知道所产生的能量是什么，也无法解释这究竟是怎样的一种存在，虽然爱因斯坦质能方程告诉我们能量也是质量，但是从未发现质量之外独立存在的能量，所有能量都以质量为载体而存在。当我们认为物质反应有空间产生，物质反应产生的能量就有了载体，这个载体就是空间。 人类观测到，宇宙正在快速膨胀，之前对这个现象的一切解释似乎都难以自圆其说，如果认为物质反应有空间产生，对宇宙正在快速膨胀的这个现象的解释就简单了，因为黑洞喷流可能是宇宙中最平常的自然现象之一，物质反应以相当大的规模一直存在，空间仍在以极快的速度被制造出来。 可以认定物质产生空间的体积和物质消失的质量成正比，并简单的表示为下面的算式：  其中 将某物质反应堆看作一个质点，物质产生的空间在距离质点r处移动的速度，可以在下面的算式得出：  其中v是空间移动的速度，单位米/秒（m/s）；r为距离（半径），单位米m； 采用物质反应有空间产生的观点，黑洞喷流现象就可以得到很好的描述，他的过程应该是这样的： 一个星体或者星云靠近黑洞，穿过洛希极限后，星体或者星云中的一切固体物质开始分解，从大体积变成小体积，并不断变小直到变成尘埃，并产生大量的热，最后尘埃被热量融化变成流体。 当流体跨过视界，大分子物质开始分解成小分子物质，直到分解成无法再分的氢原子，最后落到到黑洞的物质外壳上。相对于中子态的黑洞物质外壳，氢原子太轻而只能浮在表面，在巨大的压力下，氢原子的电子和质子开始结合成中子，变成黑洞的物质外壳。 如果被吸入的物质过多，超过了黑洞的消化物质的能力，就会在黑洞的物质外壳上形成堆积，当堆积量超过热核反应的临界点，在光都逃不掉的黑洞的物质外壳上，压力和温度总是足够的，于是就发生了热核反应，释放出空间和射线。 当空间的释放速度达到一定的值时，就会因为某种机制，形成黑洞沿着磁极或赤道方向由内而外的空间流，这类似与中子星的射电波，由于某种尚未可知的机制，可能和中子星强大的电磁力有关，中子星沿着磁极（或赤道）方向发射束状无线电波（射电波），当中子星质量增加升级为黑洞后，引力大到射电波也无法发射出去。空间流出现后，不但会恢复射电波，正好处于这个空间通道内的其他射线或粒子也会随着空间流内喷出，这就形成了黑洞喷流。 黑洞喷流现象应该具有这个特征，即产生黑洞喷流的黑洞一定有吸积盘，或者较短的时间内曾经有过吸积盘，这就是观测到黑洞喷流的黑洞都有吸积盘的原因。 7 空间在物质中湮灭前面，我们确认了物质反应有空间产生，宇宙因此仍然还在快速膨胀，根据朴素的理念，我们相信宇宙内的物质反应总会有结束的时刻，即使我们还不能比较准确地预测这个时刻的到来还要多久。地球上不同肤色、不同种族乃至不同宗教信仰的人，几乎都有着类似于有生即有灭、有灭即有生的朴素的自然哲学思想，按照这个哲学思想，我们既然确认了物质反应有空间产生，就应该相信空间会以某种形式和途径消失。 如果空间不会消失，等到宇宙内的物质反应最终停下的时刻，宇宙的膨胀才会终于停下来，而这时的宇宙已经大到无法预料，所有的星体之间的距离都已经远到无法产生有效的引力，于是所有的星体都变成了孤零零的死星，而宇宙则成了所有死星的巨大坟场。如果宇宙是神造的，那么这位造物的神也就失职了。 只有空间会以某种形式和途径消失，等到宇宙内的物质反应最终停下的时刻，宇宙才会不断缩小，直到所有的物质都挤在一起变成一个整体，最后爆炸进入下一轮宇宙循环。 只是对于不但不能直接观测，连间接观测也几乎不可能实现的空间，要找到其消失的形式和途径是非常困难的。但是我们可以做如下推理： 首先，可以认为空间并不会凭“空”消失，宇宙的膨胀说明，假如宇宙有边界，空间不会越过边界自己逃掉；假如宇宙没有边界，空间也不会在边界内自己少掉。 其次，可以认为空间的消失会引起某种物理效应，比如万有引力。 在此，我们需要复习一下广义相对论的论述，广义相对论肯定了有质量的物质（或物质的质量）对空间的作用，正是这个作用产生了引力，因此，我们把目光指向了物质：空间消失的地方，正是有质量的物质。空间的消失，是物质对空间吞噬的结果。而且，物质对空间的吞噬是持续进行地，使得物质周围的空间持续地向物质塌缩。 为了便于描述，我们从物质粒子的角度来探讨物质和空间相爱又相杀的、简单又复杂的关系。 参见图一，这是一个简单的粒子和空间的模型，假设K是一个物质粒子，他们周围都是量子化的空间，而组成空间的基本粒子叫做空间粒子。 图 一那么空间粒子和物质粒子具有以下几个特性： 第一，空间粒子的质量一定不是零，但是作为零参与计算。既然我们确认空间是消耗物质生成的，因此空间粒子就一定有质量。但是空间粒子的质量非常小，比一切物质粒子都要小，小到可以作为零参与计算，而且，在非必要的时候一般都表述为：空间粒子的质量为零。 空间粒子的质量是零又不是零的矛盾，可以用下面一个算式来表达，如果假设一个电子的质量是Me，那么空间粒子的质量和电子的质量可以用下面的式子表示： 其中 空间粒子的质量是零又不是零的矛盾，还可以用下面一个例子来理解，假如在中国的海边舀了一碗水，有人就会算出美国的东海岸边的海面下降了，哪怕这个米数是在小数点后的几万位之后，说明他不是零。实际上就在距离舀水处几十米之外，已经无论用什么仪器都测不出海面的下降了，又说明他是零。 第一，空间粒子和空间粒子之间一定不相容，或者说空间粒子和空间粒子之间不能共享位置和体积，有多少个空间粒子在一起，就一定占据多少个空间的体积。因为这个特性，才会有宇宙的巨大空间。 第二，空间粒子和空间粒子之间的碰撞是全刚性的，由于空间粒子的质量为零，碰撞只会产生移位，没有相互作用力。引力波事件中，人类接收到来自双中子星合并的引力波，并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号，证明引力波的传播速度等于光速，因此可以确定空间粒子和空间粒子碰撞是全刚性的，而且碰撞产生能量传播的速度是光速c。 第三，空间粒子和物质粒子接触后即湮灭，空间中的物质粒子在对空间粒子持续不断地吞噬，也就是说，物质粒子能吞噬他接触到的所有空间粒子，这里面意味着两层意思，第一是空间粒子和物质粒子之间不会发生碰撞，第二是运动的物质粒子身后会出现空间粒子的空白区域。物质粒子吞噬空间粒子的过程可以表示如下： 物质粒子吞噬空间粒子的过程中，物质粒子只是提供了场地，起到了类似于催化剂的作用。由此可以看出，吞噬这个提法其实并不准确，但是足够形象，而且也几乎找不出更好的词汇。空间粒子湮灭后，生成的未知物质粒子可能是一种中微子，中微子可以无障碍地穿过几乎任何物质的特性，正好是空间粒子会被任何物质吞噬的特性反面。 正是空间粒子在物质粒子里持续不断地湮灭，就像物质粒子在对空间粒子持续不断地吞噬，引起物质粒子周围的空间粒子减少，从而使得更远一些的空间粒子涌向物质粒子，形成物质粒子周围的空间持续不断地向物质粒子塌缩，这就是万有引力产生的原因。这里的塌缩和广义相对论的塌缩是不一样的，广义相对论的塌缩是畸变，可以想象成空间被引力拉弯了，但是弯曲到一定程度就停止了；而这里的塌缩是真正的塌缩，可以想象成蓄满水的蓄水池，池底的排水口被打开，水持续地涌向排水口，只要有水，塌缩就一直持续进行。 如果拿两种塌缩做对比，首先，他们的形状几乎是相同的，只不过本文的空间塌缩是动画，而广义相对论的空间塌缩是动画的一张照片，因此本文的空间塌缩的计算可以采用广义相对论方程式。其次，本文的空间就是纯粹的空间，空间塌缩的动画不受时间的影响；而广义相对论的空间是时空的合体，时空塌缩的照片没有时间的注脚就没有意义。 但是既然空间粒子和物质粒子之间不会碰撞，而且空间粒子的质量是零，二者之间便不会产生作用力。那么，万有引力是如何产生的呢？ 8 物体吞噬空间和万有引力的数学关系现在我们可以给出一个推论，虽然可以认为物体吞噬空间的过程几乎不需要消耗时间，但是物体也只能吞噬进入其体内的空间，而且空间向物体输送的速度是有限地，因此，物体吞噬空间的速度是有限地，可以认定物体吞噬空间的速度和物体的质量成正比，并简单的表示为下面的算式： 其中 将某物体看作一个质点，以质点为球心，空间被该物体吞噬形成的在半径为r的球面位置的空间向物质移动的速度，可以在下面的算式得出： 其中v是空间被吞噬形成的在半径为r的球面位置的空间向物质移动的速度，单位米/秒（m/s）；r为半径，单位米m； 在算式1（牛顿万有引力公式）中，某一点受到某物体的重力加速度，和该点到物体的距离的平方成反比；根据算式10，某物体吞噬空间引起的某一点空间移动速度，也和该点到物体的距离的平方成反比。因此，这两个算式的结果a和v成正比，二者的关系如下： 根据算式1和算式10，可得： 其中v是空间被吞噬形成的在半径为r的球面位置的空间向物质移动的速度，单位米/秒（m/s）；a为同一位置的重力加速度，单位米/秒平方m/s²；π为圆周率； 因为 下面，试计算 参看图二，黑洞的质芯K周围是量子化的空间，质芯K的半径等于 图 二为了简化，我们暂时假设，当空间的某一点因为物体吞噬引起的移动速度等于c时，和该点空间的移动方向相反的光的速度为零，也就是说，在视界上，空间向黑洞塌缩的速度等于光速c，也就是空间粒子向黑洞运动的速度等于光速c。 需要特别说明的是，这个假设非常重要，至于为什么是c，而不是其他的速度，是因为光速c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静水中的最大速度，当然这个类比并不恰当，光和空间的关系与船和水的关系完全是不能等同的，但是，首先如果空间的运动速度小于光速，是一定不能使得反向传播的光的速度降到零的，就是说假设的速度不能小于光速c；其次，既然假设在不小于光速c就不妨碍我们继续推理，光速c自然就是最好的选择。 根据算式10可知，某物体吞噬空间引起的某一点空间的移动速度，和该点到物体的距离的平方成反比，所以，在视界内空间向黑洞移动的速度大于光速c，而且越靠近黑洞的质芯K速度越大；在视界外空间向黑洞移动的速度小于光速c，而且越远离黑洞的质芯K速度越小。 在这里，需要提到史瓦西黑洞和奥本海默极限两个概念。 史瓦西黑洞是1916年由史瓦西（Schwarzschild）提出来的，史瓦西黑洞的设定是不带电不自旋转的黑洞，黑洞中心为奇点，黑洞的外圈为事件视界，又称史瓦西半径（史瓦西半径r=2GM/c²，式中G为引力常量，M为黑洞质量，c为光速）。史瓦西半径是任何具重力的质量之临界半径，恒星尺度减至史瓦西半径时，就形成史瓦西黑洞。不过，基于本文在物理学上对无限的概念的排斥，认为无限大的密度、无限小的长度等概念在物理上都是不可能实现的，因此本文并不采用史瓦西黑洞的概念和公式。 奥本海默极限是稳定中子星的质量上限。1936年，奥本海默（J. Robert Oppenheimer）等证明存在一个临界质量，一颗热核能源耗尽的星体，如果质量大于这个临界质量，就不可能成为稳定的中子星，它要么经过无限坍缩形成黑洞，要么形成介于中子星与黑洞之间的其他类型的致密星，这个临界质量被称为奥本海默-钱德拉塞卡极限。 同样，本文也并不认为大于奥本海默极限质量的中子星会无限坍缩，因为这样同样会出现无限大的密度。即使中子能被分解成更小的粒子，如果粒子密度和中子一样，根据对“球体填充问题”的开普勒猜想，中子星的体积并不会改变，实际上也并没有找到比中子密度更大的粒子。 当然，这并不影响质量大于奥本海默极限的中子星能束缚住光，从而成为黑洞，一般认为奥本海默极限约为3.2个太阳质量，将中子星作为黑洞的质芯，计算 根据奥本海默极限的概念，再看图二，有 根据算式10，有： 算式12和算式13中， 将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，可得最小黑洞的半径为：
再将 M=3.2*1.9891*10^30=6.36512*10^30kg；π=3.14159 c=299792458m/s；
这个数值是如此之小，相当于1kg的物体吞噬完1m³空间需要约24万年，这大大出乎了我的直觉，以至于我又以单个中子为对象做了计算，结果是因单个中子吞噬空间引起的空间向中子塌缩的空间进入中子表面的速度是1.921E-11m/s，这是个人类的感官无法觉察到的速度，甚至可能超出了目前人类最精密的仪器检测的极限，让我不得不叹服于造物主的精妙。 但是，这些数值的小可能其实是假象，同样以单个中子为对象做了计算，可以得出单个中子吞噬掉和自身体积相等的空间只需要约1.38E-12s，也就是说，中子每1s时间内吞噬掉和自身体积相等的空间约7.24E+11次！这又是非常快的速度，表明物质吞噬空间的过程耗用的时间非常短，和前面空间粒子和物质粒子接触后即湮灭的描述一致。这个速度是如此之快，甚至让人怀疑物质其实不过是空间消失过程的虚像，真的是色即是空、空即是色。 物质吞噬空间几乎不需要耗用时间的特性，还导致了贴近物质粒子的一个特性，因为空间粒子是有直径的，当他一头扎进物质粒子而另一头露在物质粒子外面时，不可能一头极快而一头极慢，只能整体被以极快的速度拖进去，从而在贴近物质粒子处形成一个特殊的区间，而这个特殊区间，可能是引起光折射的原因。 再根据算式10，任意黑洞的视界半径的算式如下： 其中 根据算式14，可以计算出银河中心黑洞的半径（视界半径）为约14E+7m，即14万千米，而且，不管黑洞大小，在视界上的重力加速度约2.72E+12m/s2。官方公布的数据采用了史瓦西半径公式计算，得出的是约1200万千米，但是用万有引力公式验算可知，在史瓦西半径上的重力加速度只有约3.8E+6m/s2，这个加速度显然是不能束缚住光的，很明显，史瓦西半径公式是有问题的。 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质，他组成的最小黑洞就要比中子组成的黑洞还要小，只是到直至目前，还没有确切的证据发现这样的物质。 由算式10、算式11和算式12，可以算出星球吞噬空间的速度，太阳是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间向星球内移动的速度，太阳是0.03014m/s，地球是0.00108m/s，月球是0.000179m/s。 因太阳吞噬空间引起的地球（月球）位置空间向太阳移动的速度是6.526E-07m/s，是因地球吞噬空间引起的地球表面空间向地球移动的速度的1/1656，是因月球吞噬空间引起的月球表面空间向月球移动的速度的1/274。 因地球吞噬空间引起的月球位置的空间向地球移动的速度是2.967E-07m/s，是因月球吞噬空间引起的月球表面空间向月球移动的速度的1/602。 由此可知，行星表面的空间向行星自己内部移动的速度远大于向恒星移动的速度，当这两个速度相等时，意味着行星正好处于洛希极限，这和重力的规律一致，虽然绝对数值都很小，但是却具有非常重要的意义。计算结果的合理性，印证了我们假设的合理性。 需要特别说明的是，人们对奥本海默极限的认识是一直在变化的，而且是一个近似值，因此上述计算都还只是近似的探讨，随着人们对奥本海默极限的认识的准确性提高，利用本文理论的计算结果的准确性也会不断提高。 9 空间实度和万有引力的本质我们已经知道因物体吞噬引起的空间移动的规律和重力的规律一致，基本找出了因物体吞噬空间和万有引力变化的规律，但是仍然无法回答万有引力是如何产生的的问题。 很显然，不能简单地认为物体和空间的相对速度和万有引力成正比，因为行星公转的线速度都要比行星表面的空间向行星自己内部移动的速度要大很多，如果物体和空间的相对速度和万有引力成正比，所有行星的公转就会因为受到非常大的阻力而很快停下来。 再次参看图二，黑洞的质芯可以被看作一个球体，作为黑洞的质芯的粒子在空间位置上就一定会有内外之别，但是不管一个黑洞的质芯的粒子在什么位置，似乎都在以同样的速度吞噬这空间粒子，换句话说，不管一个黑洞的质芯的粒子处于黑洞的中心还是表面，消耗空间粒子的速度是一样的。 但是前面已经描述，空间被黑洞吞噬的过程几乎不消耗时间，也就是说空间不可能毫发无损地直接“穿越”物质的火线，空间一定另有一个通道用来通过物质的外围达到物质的内部，空间粒子的这个“穿越”行为就是量子隧穿。 总之，物质和空间相互作用并不会直接产生任何力，但是万有引力又真实存在，那么一定有一个人类还没有了解的物理概念，因为物质吞噬空间的原因导致了这个物理概念的变化，才引起了万有引力。 既然空间有生有灭，也有体积，那么在空间生和灭的过程中，就可能会出现某种差异，如图二所示，越是贴近黑洞的质芯K，空间粒子就要越稀疏一些，就是类似于这样的变化规律。这是个虚实的概念，我们把他定义为空间实度。 空间实度和物质密度是完全不同的概念，物质密度是物质的一个物理特征，表示单位体积的物质拥有的质量数值，他是一个有量纲的比值，单位表示为：质量单位/体积单位。空间实度是空间运动造成的空间的一个物理特征，是一个无量纲的百分比值，没有物理单位。空间自身并不会发生运动，归根到底，物质是空间运动产生的唯一原因，也就是，物质也就是空间实度产生变化的唯一原因。 通俗地说，因为物体吞噬空间，附近的空间会移动过来弥补，但是这个过程需要时间，于是造成了被物体吞噬过的空间比更远一些的空间的空间实度要低一些。前面提到的贴近物质粒子的特殊区间，就是这样的低空间实度区间。 问题是，为什么空间会移动过去弥补被物质吞噬后留下的洞？空间和空间之间连力都不能传递，物质也不能给空间直接施加作用力，如果空间本来是静止的，是什么缘由让空间移动的呢？ 要回到这个物体，必然会先解决另一个问题，就是被物质吞噬后留下的“洞”是什么？ 让我们先来聊聊一个看似无关的话题，如果乒乓球论箱卖，一般的顾客付过钱后，拿专用的箱子去装乒乓球，箱子装满后，都会尝试把箱子抖几下，好腾出空间来多装几个。这个乒乓球装箱的问题，是一个数学难题：“球体填充问题”，球体指直径一样的球体。1611年，开普勒(Johannes Kepler)提出了著名的开普勒猜想，认为球的体积总和最多占箱子的容积的上限为π/ 前面的论述中，我们有多次量子化空间的提法，并且简单地定义了空间粒子。传统经典物理学认为空间是连续的，这意味着任意一条非常短的直线也是无穷多个点的集，无穷在数学中是个很普通的概念，但是在物理学中却不能被普遍接受，在量子力学中存在一个最小的尺寸，比它更小是不可能达到的，或者说低于这个长度的距离是无意义的，这就是普朗克长度1.61624(12)E-35米。支持空间量子化的人越来越多，此处不再多说了。 接受空间量子化的观点，就要面对“球体填充问题”，根据开普勒猜想，球的体积总和最多占箱子的容积的上限为74.048%，那么剩下的26%是什么？知道这26%是什么，就知道前面被物质吞噬后留下的“洞”是什么了。 到这里，我们不得不面对本文开篇的第一个问题：世界是什么样的？这个问题太大，让人有一种面对天机的敬畏感，离他远点是遇到这个问题的自然反应，然而逃避是没有用的，否则本文想要讨论的问题都只能重新封印起来。 这也许就是我们应该接受的全新的宇宙观。 世界可以分为三部分：即实、光和空。 实是指实在的物质。光也是物质，但他具有专属的性质。空就是空间，空也是物质，同样具有专属的性质。 虚是一个特殊的存在，虚包括光和组成实的基本粒子，具有量子力学的特征是虚的唯一判别标准，虚的粒子统称为虚粒子。 世界就是这么简单，然而里面似乎并没有我们要找的答案。 其实世界这个词语本身就是一种提示，“界”是指范围的边缘，“界”外一定还有一种存在，而这种存在，就是我们所找寻的答案。 世界之外，还有一个存在，叫做无，无不是物质，无既没有体积也没有质量，也就是常言所说的什么也没有，但是，无有虚拟空间尺寸，开普勒在“球体填充问题”中被空间粒子填充后剩下的26%，和被物质吞噬后留下的“洞”，都是无的虚拟空间尺寸。虽然难以理解，在逻辑上，无却应该是一个普遍的存在，而且，不能排除无的里面还可能包含有未知的可以归类到的“有”物质形式，或许有了这些物质形式的填充，剩下的无要少得多。 世界之大，不过是“有”，宇宙就是“有”和“无”的集合。因此，宇宙包括实、光、空和无，也包括在无里面的可能存在的未知的东西。 因此，宇宙中的任意一点到另一点之间，既隔着世界的距离，也隔着无，也就是没有距离，换句话说，宇宙中的任意一点既是中心，也是边缘，也可以说，宇宙既没有中心，也没有边缘。 所以，宇宙是有限的，包括质量和大小，却是没有边界的。 有了这里宇宙观，就接近我们要找的答案了。 自然界有这么一个规律，人类能想出来的一切物质，都有从实向虚运动的趋势，在一杯水里滴几滴不同颜色的墨水，墨水自然会把水的每一个地方染成一样的颜色；往一个封闭的真空钢瓶充入一点氧气，氧气绝对不会停留在钢瓶的任意角落，而是瞬间弥漫到整个钢瓶的空间。在宇宙的有无之间，也存在类似的运动趋势。 假设一个静止的物体的一面出现了无，而法则规定无既没有体积也没有质量，物体必须向无移动，而物体必须受到外力才能改变运动状态，这个“无中生有”的让物体向无移动的外力，叫做空间力。 物体吞噬空间，生成一个和物体体积一样大的洞，也就是无，洞边缘外的空间就会在空间力的作用下，向洞内移动，也就是向无移动，根据前面的描述，我们知道物体对于空间就好比火焰对于氢气球，进入物体的空间都会被粉碎、被吞噬，这个过程持续不断，就形成了以物体为核心的空间流动，也就形成了由内而外的逐渐递增的空间实度，如果这个空间里面正好有其他物体，就会给其他物体施加一个指向物体质心的空间力，而这空间力就是万有引力。空间实度的变化率，决定了空间力的大小。 10 空间实度的量化物体吞噬空间，会降低空间实度，物质反应产生空间，会提高空间实度，但是，要想给空间实度用数学方法准确度量，却也许是不可能的事情。 根据前面的定义，空间实度是不小于零的实数，我们可以标定，无的空间实度是0，无对于接触到的物体和空间都有非常大的牵引力，这个力大到不管物体有多大的质量，都能瞬间产生移动或移动的趋势来将无填实，以至于虽然本文排斥无穷的概念，如果有一天能证明量子纠缠不需要时间，那么无对于接触到的物体和空间的牵引力就是无穷大，为了便于理解和计算，在这里就暂时认定为无穷大。 我们还可以标定，没有物质的纯净空间的空间实度为1， 或者说，静止和匀速运动的空间的空间实度为1。无对于空间的牵引，首先作用到最近的一排空间粒子，并将最近的一排空间粒子和第二排的空间粒子之间拉出无来，以此类推，形成以无为核心的指向无的空间粒子流，由近及远，空间粒子速度逐渐减少，最终减少至0；由近及远，空间实度逐渐提高，最终提高到1。 空间实度是没有上限的，物质反应产生空间时，由于受到光速限制，大量出现的空间瞬间形成巨大的空间实度，正在这个空间范围内的物体就会受到巨大的空间压力，这就是核爆冲击波的力量来源。 物体在空间内受到的空间力的方向和空间实度降低的方向相同。 再次参看图二，根据算式10，某物体吞噬空间粒子引起的某一点空间移动速度，也和该点到物体的距离的平方成反比。表明空间在向黑洞的质芯做加加速运动，但是同前所述，他的加速度和加加速度都不能用算式11计算，而且，也不能用算式10求导来得到这个加速度，因为算式10的变量是距离，而不是时间。 可是，根据算式11可知a/v是一个约等于9086的常量，单位1/s，对于计算物体吞噬空间引起的空间实度变化引起的重力加速度，算式10和算式11已经足够了，对于计算物质反应产生空间引起的空间实度变化对的物体作用力，因为产生引力的物体同样是可以看作一个质点的物体，所不同的是吞噬空间是球面辐射状吸收，产生空间是球面辐射状放射，在空间移动速度相同时，两种情况的重力加速度应该是大小相等、方向相反。 下面，我们利用引力波事件做一次模拟计算，因为据称引力波监测设备的灵敏度能检测到相当于在1km外的1g物体质量变化引起的引力变化，这个最小值换算成重力加速度是6.67E-20m/s2，故我们假设引力波事件测到的引力波的重力加速度是6.67E-19m/s2，因为a/v是一个约9086(单位1/s)的常量，则有 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 根据算式7，有 =7.34*10^-23*4*3.1416*(1.23*10^29)^2/(0.3978*10^30) =3.51*10^7m³/kg 比较 根据原子核物理学和爱因斯坦的质能转换关系式E=mc²，在太阳上，每秒钟有质量为6亿吨的氢经过热核聚变反应为5.96亿吨的氦，0.0426亿吨消失了，根据核反应的经验，其中一半变成了辐射，另一半变成了空间，产生的空间为
在前面的章节，计算出太阳吞噬空间的速度是1.835E+17m³/s，当时并没有考虑太阳内部物质反应产生空间的情况，而只是按照万有引力计算得出的结果，为了重新平衡万有引力，太阳吞噬空间的速度需要在原来的结论上加上太阳内部物质反应产生空间的速度，即 1.835*10^17+7.469*10^16=2.582*10^17m³/s 根据算式9，太阳的质量应该是： （2.582*10^17）÷（9.225*10^-14）=2.799*10^30kg 这个太阳质量是现在公开的太阳质量的1.41倍！这个结果似乎可以为前言中对太阳密度的疑问提供了一种答案，遗憾的是我们所引用的引力波事件的数据是假设的，这个计算过程和结果只能提供一个方法和一个推论，而不能给出任何准确的结果，太阳的实际质量还有可能还要大得多，并且，所有恒星和黑洞的质量都可能远远超过目前所公开的质量。这可能就是天文学家们感觉存在而又找不到的宇宙中物质的质量的一部分。 11 空间力、空间实度和物体的速度我们知道，在空气中移动的物体，它前面的气压会升高，而它后面的气压会降低，也就是说它前面的空气密度会升高，而它后面的空气密度会降低。那么一个物质粒子在空间移动，它前后的空间会发生什么样的变化呢？ 因为物质粒子能吞噬他接触到的所有空间粒子，因此空间粒子和物质粒子之间不会发生碰撞，所以移动的物质粒子的前面的空间不会发生变化，但是它身后的空间实度则会降低，它身后的空间实度和物质粒子的移动速度之间可能会有如下的数学关系： 其中x为空间实度，无量纲；v为物质粒子在空间的速度，单位m/s；c为光速，单位m/s；n为奇数，n≥1。 物质粒子的一侧所受到的空间力和该侧空间实度之间可能会有如下的数学关系： 其中F为空间力，单位kg力；x为空间实度，无量纲；p为空间力常量，单位kg/kg；m为物质粒子的质量，单位kg；n为奇数，n≥1。 由算式15、算式16可知，在空间运动的物质受到的空间力有如下规律： 1、当物质粒子的速度在0～c之间时，身后空间实度在1～0之间，所受空间力在０～∞之间，方向与运动方向相反。 2、当物质粒子的速度接近c时，身后空间实度接近0，所受空间力往无穷大飙升，方向与运动方向相反，这正是光速限制产生的原因；当物质粒子的速度为0时，身后空间实度为1，所受空间力为0。 没有预料到居然在这里推理出了光速限制，让人懊恼不已。 而且可以看出，算式15和算式16得出的空间力的增长规律和相对论质量的增长规律极其相似，都是随着速度的提高和增大。这里面有两层意思，第一层是在空间运动的物质受到的空间力就是狭义相对论的动质量的来源，第二层是相对论质量公式得出的数值太大，不能用于空间力计算，否则星体的运动很快就要慢下来。 根据公开的信息，地球目前每年远离太阳约1.5cm，其中因太阳质量损失（每年1.34E+17 kg）引起的只有1cm，因潮汐等因素引起的只有几个微米，至于是什么原因引起的另外0.5cm还找不到原因，另外观测发现地球公转的线速度在变慢也找不到原因，现在我们认为这个原因就是空间力，或者说是空间阻力。
表 一参看表一，地球因公转受到的空间力为4.73E+8牛顿，造成地球公转速度每年减少2.5纳米/秒，并地球引起每年远离太阳约0.5cm。另外还有一个规律，即空间力常量当n=1时是n=3时的1.91亿倍，当n=3时是n=5时的40倍，当n=5时是n=7时的4.8倍。 为了验证表一结果的合理性，按表一得出的空间力常量，以地球速度为600km/s（银河系速度）为对象做试算，结果见表二。
表 二参看表二，地球速度为600km/s（银河系速度）时，呈现出和表一中空间力常量类似的规律，即当n=1时和n=3时的差异，远远大于当n=5时和n=7时的差异。当n=7时，地球以银河系速度运行每年受到的空间力为1.71E+9牛顿，造成速度每年减少9纳米/秒。 由此可知，地球因为匀速运动受到空间力的作用明显存在，但是在常见的星体运动速度的情况下作用效果可以非常小，和现实观测结果是一致的。 下面我们看看在高速的情况下会有什么不同，继续以地球速度为0.9倍光速为对象做试算。计算结果见表三。
表 三由表三可知，地球因为运动受到空间力的作用，在0.9倍光速时，只有当n=1时，造成速度每年减少3.43千米/秒；当n=3时，造成速度每年减少只有30.1微米/秒；当n=5时，造成速度每年减少只有0.763微米/秒；当n=7时，造成速度每年减少只有0.161微米/秒。 我们继续不停低增大速度，会出现一个有趣的结果，就是只要不超过光速，在现有的普通电脑和普通电脑软件的最高精度下，会出现一个极值的情况，计算结果见表四。
表 四参看表四，可知只要不超过光速，星体因为运动受到空间力的作用可以非常小，而且有一个极值，当n=1时，受到的空间阻力是5.08E+25牛顿，造成速度每年减少2.68亿米/秒；当n=3时，受到的空间阻力是2.65E+17牛顿，造成速度每年减少只有1.4米/秒；当n=5时，受到的空间阻力是6.58E+15牛顿，造成速度每年减少只有34.8毫米/秒；当n=7时，受到的空间阻力是1.38E+15牛顿，造成速度每年减少只有7.31毫米/秒。自然界好像存在一个极限阻力常量，以n=7为例，这个常量是2.31811E-10kg/kg，他限制了物体加速能受到的最大阻力。 这意味着什么呢？这既意味着牛顿第二运动定律失效，也这意味着狭义相对论公式所展示的将物质加速到接近光速时受到的巨大阻力其实可能并没有那么大，也就是说人类以接近光速在太空航行的难度远没有原来以为的那么大，但前提是不要试图达到光速。 这是不是像极了人类社会的政治铁幕下的福利？只要不去触碰光速这道红线，要达到比较高的速度还是比较容易的。 12 质量正如纷繁复杂的宇宙，却仅由几种粒子构成，我们有理由相信，自然界最基本的结构对于人类的智力来说，应该是简单到可以被理解的。基于这种理念，我们首先来将物质的一切简单化，这个过程需要我们将已有的关于物质的所有的知识暂时遗忘，否则可能无法进行。 假设我们把一个氦原子分解成电子、质子和中子，分别用单个的电子、质子和中子用来做压缩实验，实验结果会表明这些粒子都是不能被压缩的；然后，再分别用单个的电子、质子和中子用来做膨胀实验，实验结果表明这些粒子也都是不能被膨胀的。 既不能被压缩也不能被膨胀，就是物质基本粒子的特性，也是物质的基本属性，是物质的本来面目，是原始态的物质的特性。因此我们可以推论：如果将物质量子化，则所有具有相同体积的基本粒子包含的相同的质量。 打个简单的比方，基本粒子都是由绝对没有偏差的同一种原料切割而成，不同种类的基本粒子只有几何尺寸的差异，在“质地”上却都是无差别的。 也就是说，在基本粒子的尺度上，质量（mass）其实只有几何意义的大小。但是，对于人类来说，对于质量的体验一直是力学体验，即以改变物体的运动状态的力学特征，牛顿力学只涉及了物体在加减速状态的力学特征，质量被认为是恒量；相对论还涉及了物体在匀速状态的力学特征，质量被认为是变量。 不管是牛顿力学还是相对论，都认为质量有惯性质量和引力质量两种形式，而且这两种形式等效。在狭义相对论中，惯性质量又细分为静质量和动质量，静质量和动质量相加就是相对论质量（总质量）。 本文认为，质量是物体所具有的一种物理属性，是一个正的恒定标量，这里所说的“物体”是自然界中的宏观物体和电磁场、天体和星系、微观世界的基本粒子等的总称。惯性质量、引力质量和运动质量，是质量的三种形式，他们是等效的。 惯性质量是物体保持运动状态的能力，表现为F=ma。 引力质量是物体保持运动状态的能力，表现为F=ma；也是物体的空间力学体现，表现为F=m4πG/tk，结果要乘以量纲1/s。 运动质量是物体的空间力学体现F=pmf(x)。 运动质量和狭义相对论的动质量的所指是一样的，只是运动质量是恒定的，而且表明动质量随着物体运动速度的提高而增大是个假象，真相是随着物体运动速度的提高，物体受到的空间阻力升高，表现出了惯性质量增大的假象。 13 迈—莫实验和伽利略变换19世纪末，光速不变的特性被观测到，给当时的物理学家们造成了巨大的困惑。1887年，阿尔伯特·迈克尔逊和爱德华·莫雷在克里夫兰的卡思应用科学学校进行了非常仔细的实验。目的是测量地球在以太中的速度（即以太风的速度）。以太是古希腊哲学家亚里士多德所设想的一种物质，也曾是物理学史上一种假想的物质观念，其内涵随物理学发展而演变。 图 三参见图三，假设光在以太中传播速度为c，以太相对于太阳静止，仪器在实验坐标系中相对于以太以公转轨道速度v向右运动。光源发光经分光镜O分成两束光，光束1经反光镜M1反射再经分光镜投射到观测屏。光束2经反光镜M2反射再经分光镜投射到观测屏，与光束1形成干涉。 迈克尔逊和莫雷将干涉仪装在十分平稳的大理石上，并让大理石漂浮在水银槽上，可以平稳地转动。并当整个仪器缓慢转动时连续读数，这时该仪器的精确度为0.01% ，即能测到1/100条条纹移动，用该仪器测条纹移动应该是很容易的。迈克尔逊和莫雷设想：如果让仪器转动90°，光通过OM1、OM2的时间差应改变，干涉条纹要发生移动，从实验中测出条纹移动的距离，就可以求出地球相对以太的运动速度，从而证实以太的存在。但实验结果是：未发现任何条纹移动。在此之后的许多年，迈克尔逊-莫雷实验又被重复了许多次，所得都是零结果。 如果以太存在，且光速在以太中的传播服从伽利略速度叠加原理，下面分别以仪器和以太为参照系来解说，需要提前提示的是两个解说的结果是不一样的。 首先以仪器做参照系，仪器不动，以太以速度v向仪器移动。 光束1到达M1和返回的路程都是L。 光束2垂直方向的速度为c，垂直方向到达M2和返回的路程都是L，时间都是L/c；由于以太的相对运动，有水平向左的速度v，水平方向到达M2和返回的路程都是Lv/c，故往、返总路程都是： 故光束2和光束1到达观测屏的光程差为： 上式中代入v≈1×10^-4c，L=11m，得1.10×10^-7m。 然后同样让实验仪器整体旋转90度，则光束1和光束2到达观测屏的时间互换，使得已经形成的干涉条纹产生移动，改变的量为： ∆=2×1.10×10^-7m=2.2×10^-7m 则应该移动的条纹为： ∆N=2.2×10^-7÷(5.9×10^-7)=0.37 然后以以太做参照系，以太不动，仪器以速度v向以太移动。 光束1到达M1和返回的速度都是c，所需时间分别是L/(c-v)和 L/(c+v)，所需时间合计为： 光束2到达M2和返回的速度都是c，时间都是L/c，仪器的移动和光的传播过程无关，故往、返路程都是L。 故光束2和光束1到达观测屏的光程差为： 上式中代入v≈1×10^-4c，L=11m，得-2.20×10^-7m。 然后同样让实验仪器整体旋转90度，则光束1和光束2到达观测屏的时间互换，使得已经形成的干涉条纹产生移动，改变的量为： ∆L=2×2.2×10^-7m=-4.4×10^-7m 则应该移动的条纹为： ∆N=-4.4×10^-7÷(5.9×10^-7)=-0.75 对比分别以仪器和以太做参照系的解说过程，发现出现了不同的结果，站在不同的角度，看到的干涉条纹移动不但大小不一样，还方向相反，这岂不就是意味着观测者改变了事件的结果！ 见表五，为了验证解说过程是否存在错误，我们来对比两种参照系下的各节点发生时间，可见各节点发生的时间都是一样的，光束1和光束2返回到分光镜的时间在两个参照系是完全一样的，说明两个参照系的变换并没有影响事件的结果。光程差不同，是两个不同参照系观测角度的不同造成的，并不影响事件本身。如果观测的不是光而是某种物质，没有干涉条纹和光程差的关系，就并不存在什么矛盾，解说到这一步也许已经该完美结束了。可是偏偏他就是光！
表 五从逻辑上讲，以此作为对以太存在的否定依据是有瑕疵的，因为假设的条件是如果以太存在且光速在以太中的传播服从伽利略速度叠加原理，这个实验结果并不能排除如果以太存在但光速在以太中的传播不服从伽利略速度叠加原理的可能性，并不能全部排除太存在的可能。 当然，以太即使有，也可能会有类似于黑洞的根本不可能被直接观测的特性，是几乎无法检测到的存在，也有可能是我们完全想错了他的样子，甚至是他就一直在我们身边，我们却感受不到而已。 当时，科学界不但认为迈-莫实验否定了以太，还印证了光速不变的特性，因为只有光速不变的特性，才能使得迈-莫实验的结果看起来合理。 光速不变的特性给当时的物理学家们造成了巨大的困惑，基于牛顿经典力学的伽利略变换，无法演绎这个特性。伽利略变换基于人们对物体速度叠加的直觉，它假设时间和空间是绝对的，不受观测者的相对运动影响。 图 四参见图四，假设在坐标系S和S'中，在坐标系S坐标为(x,y,z,t)，在坐标系S'坐标为(x’,y’,z’,t’)，原点在时间为t=t'=0时重合，坐标系S'相对于坐标系S以均速v运行，运行方向为x。 假设坐标系S'内有一个物体以均速v0运行，运行方向为x’。那么，对于这个物体的运动状态，在两个坐标系中的表达算式分别如下，见算式： 根据算式17 ，即伽利略变换方程式，在光速的不变特性出现之前，似乎能满足所有的速度变换，然而当遇到光速时，却会导致矛盾。 仍然是参见图四，只需将前面物体以均速v0运行的条件，改成光以光速c运行，因为光速不变的特性，那么在坐标系S和S'中，测得的光速都是c，因此有 于是有 vt’=ct-ct’=0 → v=0 得出光在坐标系S和S'中运行距离总是相等的结果，无视了两个坐标系的相对速度v。 14 神奇的洛伦兹变换洛伦兹变换的诞生是出于修补牛顿经典力学的目的，其理论依然依据牛顿时空观的平直时空理论。洛伦兹变换的提出是基于以太存在的前提的，然而当时学界一致认为以太被迈克耳孙-莫雷实验证实是不存在的。这就是洛伦兹变换的神奇之一，它好像是一个在错误的理论基础上得出的正确结果。 在爱因斯坦的狭义相对论是区别于牛顿时空观的新的平直时空理论。在狭义相对论中，空间和时间并不相互独立，而是一个统一的四维时空整体，不同惯性参考系之间的变换关系式与洛伦兹变换在数学表达式上是一致的，参见图四，在光速相对于任一坐标系的速度都是c 的前提下，有如下算式： 再参见图四，同样假设，坐标系S静止，坐标系S’相对于坐标系S速度v，假设有一个物体以速度v1和一束光一起沿ox(o’x’)运行，那么在坐标系S和S'中，测得的光速都是c，因此有： 第一种情况：速度v比光速小很多，对物体有 以及 在光速相对于任一坐标系的速度都是c 的前提下，可知，当两个坐标系的相对速度v比光速小很多时，且事件的速度也远小于c，洛伦兹变换则近似为伽利略变换。 第二种情况：速度v比光速小很多，对光束有 以及 在光速相对于任一坐标系的速度都是c 的前提下，可知，当两个坐标系的相对速度v比光速小很多时，对于光束，也能近似采用伽利略变换。 第三种情况：速度v是光速的1/2，对光束有 以及 在光速相对于任一坐标系的速度都是c 的前提下，可知，两个坐标系的相对速度v是接近光速c时，对于光束，坐标系S和坐标系S’的描述表现出了和伽利略变换完全不同的结果。如果在坐标系S看来，光用时间t走了距离ct，那么在坐标系S’看来，光用时间 这就是洛伦兹变换的另一个神奇之处，他给人类展现出一个全新的世界观，在这里，不只是对于同一事件不同的观测者可能会看到不同的结果，甚至不同的观测者的时间都不一样了，也就是他们的时间流失的速度不一样了。 总之，狭义相对论利用洛伦兹变换，避开了伽利略变换中遇到的矛盾，解决了当时的光速不变的难题，然而，可能他给人类带来的问题要更多一些。 15 狭义相对论和光速不变原理1905年9月，在德国《物理学年鉴》上，爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》，其中涉及光速的有以下描述： 这些描述就是所谓的狭义相对论，其核心就是光速不变原理。 不知道是因为翻译不完美还是其他原因，爱因斯坦关于光速不变的论述让人觉得晦涩难懂，如果没有洛伦兹变换，仅从字面理解，可能很难归纳出通常所谓的远比原文更加精炼、准确的狭义相对论的光速不变原理，即： 相对于任何惯性参考系，光速都具有相同的数值。 只是在相同的数值前面加上“近似”两字可能更准确一点。 有人说，每个人看狭义相对论的理解可能都不一样，但是大多数人都能得出和这个差不多的光速不变原理，这就是狭义相对论的神奇之处，好像是很多读者都从一部著作中读出了一个深奥的涵义，作者却说自己写的没有那个意思。 再看爱因斯坦关于光速不变的论述，至少可以看出以下几层意思：
无论怎么看，狭义相对论的论述都包涵这个意思，这其实是对实在性法则的延伸，说明不但物质不依赖于意识而独立存在，物质的运动规律也不依赖于意识而独立存在。这就是规则一致性法则，指规则与参照系无关，或者是与观测者无关。 人们归纳出的狭义相对论的光速不变原理，其实和实在性法则是相抵触的，他用光速在任何参照系看来都是c的一致性，否定了参照系相对运动的客观事实，等于是在观测着眼里，另一个参照系如果没有光，他看到参照系相对自己速度是v；当另一个参照系有了光，他看到参照系相对自己速度是0。 这也就是在光速不变特性的压迫下产生的一种牵强附会的解释。光速不变特性的真相，似乎只有到了人类有能力以太阳为参照系观测地球上的光，才能真正被揭开。 二、光速同光源的运动状态无关 这是狭义相对论对光的波的特性的描述，波的速度与发射源的运动状态无关，而是至于其传播介质的特性有关。比如声波，不管其发射源是静止的、还是匀速运动的、还是加速运动的，一旦它离开声源进入了介质，它就会在介质中相对于介质以特有的速度运行，这个速度只与介质的特性有关，声波在空气、水、木材护着金属等不同介质中，还和介质的密度有关，都有一个固定的传播速度。 这里面隐含着一个非常重要的信息，那就是根据光的波的特性，光速不变特性有可能和他的传播介质有关。爱因斯坦先生一定已经意识到这一点，他后来多次试图引入以太，虽然科学界当时几乎都已经否认了以太的存在。事实如此，既然以太已经被科学殿堂扫地出门，要想重新请回来谈何容易。 三、光速不变特性有可能和他的传播介质有关 狭义相对论对光速不变原理的描述中，有着“光在真空里速度总是c”和“任何光线在'静止的’坐标系中速度都是c”两句，把这两句话放在一起，我们试着猜猜爱因斯坦先生当时想要表达的意思。 也许，他认为真空就是真正空的空间，他是空的，里面什么也没有，类似于一种虚无的不存在的概念。因为空间是虚无的，是一种不存在，任何参照系相对于空间都是静止的，因为速度是物体之间相对距离在单位时间里的变化，简单的说法，就是物体不能相对于不存在的东西移动。 在这里，我感受到了当时爱因斯坦先生的犹豫和迟疑，虽然的他时空观和牛顿的经典时空观已经不同，但是当时仍然坚持平直的时空观，即使他已经用洛伦兹变换揭示了时间、空间和速度的相应变化关系，他依然一时难以接受这种有悖于常识的时空观。 后来爱因斯坦发表了广义相对论，他认为引力是由空间—时间弯曲的几何效应的畸变引起的。广义相对论预测了黑洞、引力透镜等等，结果都被一一证实，所有这些都指向一点，那就是光并不是无所关联地自顾自地在真空中传播，而是严格遵循这空间的某种规则而且随着空间的变化而发生变化，至此，从某种意义上说，爱因斯坦先生终于成功地将以太请了回来，只是给以太赋予了新的涵义。 这样一来，人们为他归纳出的光速不变原理反倒是越来越显得不合时宜了。可以推测的是，光速不变特性有可能和他的传播介质有关，而不是简单地相对于任何惯性参考系不变。 16 证伪狭义相对论的光速不变原理神奇的是，证伪光速不变原理几乎和证实光速不变特性一样容易，只要我们走出实验室，创造一个远大于的实验室的实验空间。 再看图三，假设OM2为30km，一束光从O射向M2。 首先，根据光速不变原理，O测量结果，光束从O到M2不管是去还是回，都永远是c，耗时约10^-4s。 然后，假设太阳表面有一位观测者G，按目前的科技水平，也许只能烦请上帝他老人家帮忙了。按照光速不变原理，在观测者G看来，光束从O到M2，速度也是c，耗时约10^-4s后，然后从M2后面的约3m处穿过，并没有光线反射回O。因为M2相对于观测者G移动，方向和前面的c垂直，大小约30km/s，经过10^-4s移动了约3m。 用洛伦兹变换验证，可假设太阳参照系为S，地球参照系为S’，原点O在时间为t=t'=0时重合，S’相对S以均速约30km/s运行，运行方向为x和x’；一束光，在坐标系S坐标为(x,y,z,t)，在坐标系S'坐标为(x’,y’,z’,t’)，运行方向为y和y’（即OM2方向，且OM2=30km），则有： 可见洛伦兹变换验证与推理结果一致，这是一个思想实验，请上帝帮忙不但离谱，而且永远无法得到实验证实，但却是严格按照光速不变原理进行的推论，具有在这个原理之下的相对合理性。 但是这显然是不对的，这在宏观的尺度下否定了实在性原理，这和薛定谔那只可怜的猫类似，如果把M2换成那只猫，把光束换成致命的激光束，就是请地球人观看，猫死了，请太阳上的上帝观看，猫活了。也否定了定域性原理，在某一时刻，在地球人看来，光束在猫身上，在上帝看来，光束在猫身后约3m处。薛定谔的猫是微观世界不确定性的一种表达，在宏观世界是不可能发生的，因此，这个思想实验的结果一定是错误的。这和迈-莫实验的解说结果出现的矛盾是一样的，因为他们都出现了观测者决定事件结果的情况。 为了推理的严谨，我们先不要否定出现这种矛盾结果的可能性，毕竟在前面已经了解到洛伦兹变换，会出现同一事件不同的观测者可能会看到不同的结果，但是，看到不同的结果和决定结果是两回事，不同的旁观者（参照系）看到不同的结果很正常，但是只有上帝才有权利决定结果。 前面采用洛伦兹变换验证的推理过程有一个瑕疵，就是用了y轴的时间来计算x轴的位移，但是在本实验中，y轴的速度最大，按照相对论的推论，其他轴的时间都要比y轴的时间快，如果采用x轴的时间（相对论时间），只会增大x轴的位移量，得出和前述相同的矛盾结果。这本来就是洛伦兹变换公式的一个局限性，就是它只能满足一个速度方向的变换。 17 新的光速不变原理技术水平的局限决定了所有的相关实验，都不过是人类在井底看天，不管是光速不变特性还是光速不变原理，都不过是人类在井底看天后加上猜想的结果。这个观点同样也适合本文。 由于技术的原因，人类既不能制造出接近光速的载具，哪怕达到万分之一的光速也几乎是不可能，而且，即使能造出这么快的载具，如果在地面上运行也一定酿成灾难；也不能以太阳系作为参照系进行实验和观测，而且，即使能，在如此遥远的距离上也根本无法直接看清楚。这也是迈—莫实验的难能可贵之处，它至少为被关在没有门窗的黑屋子里的人类撬开了一片砖缝，从而透进来一丝光亮。 在实验室条件下，似乎证实光速不变特性很容易，但是，利用人类能够理解的理论知识，证伪光速不变原理一样很容易，不管是用相对论的洛伦兹变换，还是用经典力学的伽利略变换。 这可能是人类历史上最尖锐的一个理论和实践的矛盾，按照朴素的逻辑思考，现在的光速不变特性和光速不变原理至少有一个有问题，也可能两个都有问题。 基于我们的宇宙观和对狭义相对论的理解，以及对空间实度的理解，重新定义光速不变原理如下： 一、光速同光源的运动状态无关，不管光源是处于静止、匀速还是加速状态。 二、以物体作为传播介质时，光表现出波的特性，光速同传播介质的运动状态无关，不管传播介质是处于静止、匀速还是加速状态，以传播介质为参照系，光一旦进入传播介质，立即保持在该介质内的特定的速度。 三、光在真空传播，表现出粒子的特性，即光的传播其实不需要介质，光看似以真空作为传播介质，只是因为真空不会阻挡光的传播。 四、以真空为参照系，当空间实度为1时光速为c，当空间实度不等于1时，会产生一个与空间实度减少的方向一致的光加速度。 光加速度和物体的加速度是完全不同的概念，他表达了光在不同空间实度的状态下的特定速度变化值，而不是表达光的速度变化趋势。光速在光加速度下变化的过程不消耗时间，且服从下面算式： 其中 五、因物体吞噬空间引起的空间塌落速度，等于光加速度，光加速度的单位和速度的单位一样。 星球表面的光加速度，方向是星球的质心，分别是太阳0.03m/s、地球0.001m/s、月球0.00018m/s，等等。在迈—莫实验中，由于实验都在地球表面进行，光加速度相对于光速可以忽略不计，而且，只要不进入更强大的万有引力范围，不管星球在宇宙中的运动状态如何，都无法改变星球表面任意一点和该点光加速度的相对方向，而光速只有光加速度能够改变，因此迈—莫实验得出了光速不变的特性。 至此，我们可能已经解开了一个世纪之谜，光速相对于任何参照系都是c，只不过是万有引力造成的假象，也就是因物体吞噬空间引起的空间实度变化的引起的假象。 在这个光速不变原理之下，时间并不存在，伽利略变换就能很准确地描述光速，既不需要时间变慢，也不需要长度延长。也许有人不愿意看到的是，他消除了人类时间旅行的可能性，关上了时间旅行者穿梭的大门。 18 光加速度和引力透镜得到物体吞噬空间常速tk后，利用算式11可以算出a/v是一个常量，约等于9086，单位1/s。因此，根据算式10可以得到下面一个算式： 其中a是物体的万有引力在距离r处产生的重力加速度，单位米/秒（m/s²）；r为半径，单位米m； 我们因此得到了另一个计算重力加速度的方法，算式19的计算结果和牛顿万有引力公式（算式1）是完全相同的。 爱因斯坦的广义相对论所预言了一种现象，由于时空在大质量天体附近会发生畸变，使得光线经过大质量天体附近时发生弯曲，如果在观测者到光源的直线上有一个大质量的天体，则观测者会看到由于光线弯曲而形成的一个或多个像，这种现象称之为引力透镜现象，这个预言已经被观测成功证实。 图 五参看图五，光源星、大质量天体和地球依次排列在几乎一条直线上，由于大质量天体的阻隔，光源星发出的光线本来应该不能到达地球的，但是由于大质量天体的引力使一部分光线发生偏转，然后就能到达地球了。 然而，图五所示的只是排除了一切过程的一个结果，实际上的引力透镜是一个非常复杂的过程，如图六所示： 图 六参见图六，从光源星发射的光线AH在点B进入大质量天体的引力范围，到点C偏转加速度达到最大，一直维持到点D，然后偏转加速度逐渐减小，一直到点E逃出引力范围，最后到达地球，偏转角θ等于∠HDF。这也是尽可能简化了的过程描述，即便如此，要从加速度的角度去计算偏转角还是非常复杂的。 不过，根据新的光速不变原理，却能非常容易地得出偏转角θ的简易计算式，如下： 其中θ是偏转角，r是光线到星体的质心的距离，r大于星体半径，单位米m； 需要说明的是，并不是只有黑洞才能偏转从身旁经过的光，一切星体都能，只是质量不够大的星体对光偏转的角度太小，难以观测而已，比如太阳，根据算式21计算得出的太阳引力透镜引起的光偏转角只有1.1522E-08度，达到地球后，光偏转引起的光横向移位只有1723m，对于太阳这等质量大小的星体，尤其是这种被大气包裹的恒星，引力透镜引起的光偏转角比起因星体大气透镜引起的光偏转角要小得多。 19 光的折射现象和万有引力光能通过的物质叫做光的介质，在不同的介质中光的速度不同。光速大的介质叫光疏介质，光速小的介质叫光密介质。光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射和反射。 见图七，光从光疏介质N1进入光密介质N2中时，折射角∠3小于入射角∠1。 图 七光的折射现象中有一个特例叫做全反射。 见图八，从光密介质N2进入光疏介质N1中时，折射角∠3大于入射角∠1；当入射角∠1’超过某一角度（临界角）时，折射光完全消失，只剩下反射光线的现象叫做全反射。 图 八对光的折射现象产生原因的解释，通常是当光从一种介质进入另一种介质，或者在同一种介质中折射率不同的部分运行时，由于波速的差异，使光的运行方向改变的现象。然而，仅此字面意义来看，“波速的差异”和“使光的运行方向改变”是等价的，二者并不互为因果，二者都是“果”，而不是因。 折射的原因，是万有引力对光的作用结果，折射其实可能就是在微观世界的引力透镜，是贴近物质粒子的特殊低空间实度区间作用的结果。 参看图七，图中∠1=∠2＞∠3；参看图六，图中∠1=∠2＜∠3，可见，光在穿过两介质界面时，总是向光密介质（光速小的介质）偏折，相对的光密介质（光速小的介质）总是比光疏介质（光从光速大的介质）质量密度更大。折射率是不同介质和真空相比对光的偏折效果大小，光在不同介质中的速度正好是c/n，正好印证了折射是介质的万有引力对光的作用的结果。 20 量子特性的发生机制1935年5月份的《物理评论》，发表了爱因斯坦、博士后罗森、研究员波多尔斯基合作完成论文《物理实在的量子力学描述能否被认为是完备的？》，打开了量子力学的大门。 21.1、量子纠缠定义：在量子力学里，当几个粒子在彼此相互作用后，由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质，无法单独描述各个粒子的性质，只能描述整体系统的性质，则称这现象为量子缠结或量子纠缠（quantum entanglement）。 薛定谔阅读完论文之后，写了一封信给爱因斯坦，在这封信里，他最先使用了术语“纠缠”，不久之后，薛定谔发表了一篇重要论文，对于“量子纠缠”这术语给予定义，即两个暂时耦合的粒子，不再耦合之后彼此之间仍旧维持的关联。爱因斯坦和薛定谔对于量子纠缠的概念都并不满意，因为量子纠缠似乎违反在相对论中对于信息传递所设定的速度极限，爱因斯坦更讥讽量子纠缠为鬼魅般的超距作用。 量子纠缠对于狭义相对论来说无疑是个噩梦，他直接将狭义相对论关于时间随速度的增加而变慢的推论至于尴尬境地，如果有两个耦合的粒子，只给其中的一个加速至接近光速，按照狭义相对论的观点被加速的粒子的时间会显著变慢，但是，量子纠缠效应下的耦合粒子动作是同步的，那么，究竟该是快的来适应慢的，还是慢的去适应快的呢？ 薛定谔指出，量子纠缠不只是量子力学的某个很有意思的性质，而是量子力学的特征性质；量子纠缠在量子力学与经典思路之间做了一个完全切割。 1964年约翰·贝尔提出了贝尔不等式。贝尔不等式提供了用实验在量子不确定性和爱因斯坦的定域实在性之间做出判决的机会。 之后多年至今，多次实验证明了贝尔不等式不成立，意味着阿尔伯特.爱因斯坦所主张的局域实体论，其预测不符合量子运动的特性。很多实验的结果显示出的量子关联远强过局域隐变量理论所能够解释，倘若不接受切割掉经典思路后的量子力学，物理学者只能无可奈何地勉强承认这是一种非因果关系的超光速效应。 2017年6月16日，量子科学实验卫星墨子号首先成功实现，两个量子纠缠光子被分发到相距超过1200公里的距离后，仍可继续保持其量子纠缠的状态。 2018年4月25日，芬兰阿尔托大学教授迈卡·习岚帕领导的实验团队成功地量子纠缠了两个独自震动的鼓膜。每个鼓膜的宽度只有15微米，约为头发的宽度，是由10个金属铝原子制成。通过超导微波电路，在接近绝对零度（-273.15摄氏度）下，两个鼓膜持续进行了约30分钟的互动。这实验演示出宏观的量子纠缠。 21.2、量子隧穿定义：在量子力学里，量子隧穿效应（Quantum tunneling effect）指的是，像电子等微观粒子能够穿入或穿越位势垒的量子行为，尽管位势垒的高度大于粒子的总能量。 然而爱因斯坦的定域实在性在量子世界的噩梦远未结束，1927年，弗里德里希·洪德在研究分子光谱时发现，对于双阱位势案例（势阱指的是粒子在某力场中运动时，其势能函数曲线图类似一个波的形状，波峰和波谷交替像一排井，在波谷也就是井底的势能最小，当粒子处于井底就比较稳定，像是掉进陷阱很难跑出来，所以称为势井或势阱），偶对称量子态与奇对称量子态会因量子叠加形成非定常波包，其会从其中一个阱穿越过中间障碍到另外一个阱，然后又穿越回来，这样往往返返的震荡。 1928年，乔治·伽莫夫发表论文，用量子隧穿效应解释原子核的阿尔法衰变，这是成功应用量子力学于核子现象的首个案例。经典力学无法解释阿尔法衰变，在经典力学里，粒子会被牢牢地束缚于原子核内，因为粒子需要超强的能量才能逃出原子核的位势。而在量子力学里，粒子不需要具有比位势还强劲的能量，而是可以概率性的穿越过原子核的位势，逃出原子核的束缚。 1957年，江崎玲于奈发明了隧道二极管，隧道二极管展示出固体的电子隧穿性质，是首个被发明的量子电子器件。 1960年，伊瓦尔·贾埃弗做实验证实在超导体里也会出现量子隧穿效应。 1962年，布赖恩·约瑟夫森发布理论预测，超电流可以穿越过在两个超导体之间由一薄层绝缘氧化物制成的位势障碍，约瑟夫森表示，这是因为成对电子（库柏对）的穿越动作。 1981年，格尔德·宾宁及海因里希·罗雷尔在IBM的苏黎世实验室发明了一种利用量子隧穿效应来探测物质表面结构的仪器，即扫描隧道显微镜。 2016年，美国橡树岭国家实验室研究团队观测到水分子隧穿效应。 21.3、量子跃迁定义：量子跃迁即量子力学体系状态发生跳跃式变化的过程。原子在光的照射下从高（低）能态跳到低（高）能态发射（吸收）光子的过程就是典型的量子跃迁。即使不受光的照射，处于激发态的原子在真空零场起伏的作用下，也能跃迁到较低能态而发射光子（自发辐射）。除了辐射过程之外，其他散射过程、衰变过程等也都属于量子跃迁。 1913年初，丹迈物理学家尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔通过对光谱学资料的考察，写出了《论原子构造和分子构造》的长篇论著，提出了量子不连续性，成功地解释了氢原子和类氢原子的结构和性质。提出了原子结构的玻尔模型，按照这一模型，环绕原子核有多层运行轨道，外层轨道比内层轨道可以容纳更多的电子；较外层轨道的电子数决定了元素的化学性质；电子只在不同轨道上运动，在不同轨道之间的转换是跳跃式的，不会在轨道意外的夹缝中运行；如果外层轨道的电子落入内层轨道，将释放出一个带固定能量的光子。 1986 年，有三个研究小组报告说，量子跃迁发生在由电磁场悬浮于空间中的单个原子中。原子在“亮”态和“暗”态之间转换，在“亮”态下，它们可以发射出光子；而“暗”态下，原子则不会在任意时刻发射出光子；它们在一种状态或另一种状态中停留几秒到几十秒，然后再次跃迁。从那时起，这种跃迁就在各种系统中被观察到了：从光子在量子态之间的转换到固体物质中的原子在量子化磁态之间的跃迁。 2007 年法国的一个研究小组发现了与“单个光子从出生到死亡”相对应的跃迁。 2019年，技术已经发展到不仅可以看到单个量子跃迁的程度，还可以监视跃迁的进展，甚至可以在跃迁中中断它们。现在认知到，这不是一个实际的原子，而是一种由两个超导电路组成的“人造原子”。科学家将这些人造原子置于类似于激光的微波腔内，这可能导致这个“原子”状态之间的跃迁。但是，这个跃迁不是瞬时的，而是在中间状态上持续的过渡，这个过渡需要花费几微秒的时间。理论物理学家们证明了量子态如何通过一系列叠加态可预测转变，就像薛定谔所提出的那样。但是除了这些可预测的量子跃迁之外，也还有根本上不可预测的跃迁。 21.4、无和量子纠缠、量子隧穿量子的这三个特性至今还让多数科学家匪夷所思，随着研究的逐步深入，量子力学已经在多个领域得到应用，即便如此，仍旧没有任何人弄清楚其发生的真正原因。 对于量子纠缠、量子隧穿两个特性，我们的宇宙观能给出非常简单的解释。根据我们的宇宙观，宇宙由世界和无组成，所谓量子纠缠，就是量子通过无的虚拟空间产生的相互作用；所谓量子隧穿，就是量子通过无的虚拟空间产生的运动。能够量子纠缠、量子隧穿的唯一条件，就是量子足够小，能够通过无的虚拟空间进行相互作用，或者干脆能穿过无的虚拟空间。 包裹着原子核的电子云，也是一种量子隧穿，电子的运动看似无视时间、无视距离而且无视圆周运动的规则，其实是在无的虚拟空间内的正常表现。因此，无不但是宇宙的基本组成，也是宏观物质的基本组成之一，如果失去了无，电子键就不可能存在，宏观世界就会瞬间崩塌。 很明显，由于无完全不能对量子做出任何约束，使得量子的位置和旋转方向都是随机的，只有在测量时才能确定。实在性原则和定域性原则两个自然法则似乎真的在量子世界要失效了。不过，可以肯定的是，测量所得到的量子事件的结果，是量子事件本身的随机性决定的，并不是由测量确定的。观测者只是旁观者，不是上帝。 那么，有没有可能，在宏观的尺度下进行隧穿以实现人类梦寐以求的瞬移呢？理论上是可能的，只要无的虚拟空间足够大，就能在宏观的尺度下实现隧穿，双中子星或双黑洞在合并前的瞬间，两个星体之间就可能会出现足够大无的虚拟空间，只是持续的时间可能不长。还有一个办法，就是制造出比物质还快的吞噬空间的机器，这个机器就可能会“挖”出足够大无的虚拟空间。 不管如何，前面我们关上了时间旅行者穿梭的大门，却在这里提供了一个瞬移的可能性，也算是一种安慰吧。 21.5、制式量子和量子跃迁人类制造的精度，已经达到纳米级，1nm=1E-9m，质子和中子的直径约1.6~1.7E−15m，也就是说质子和中子只相当于纳米的1E-6，人类要想达到这个量级的精度，还有很长很长的路要走。 那么，自然界的生产制造是不是也有精度呢？也可以说是自然界形成的物质是不是也有精度？ 答案是肯定的，只是在微观世界这个精度更有意义，普朗克长度1.61624(12)E-35米就是一种自然精度的数学定义之一。 在有机物比如生物的基本结构（如细胞、DNA等）的合成中，合成精度的随机性造成了生命个体在某一方面的优劣，然而在无机物的生产合成中，自然界表现出的精度却达到了人类制造无法企及的量级，任意一种无机物或者任意一种元素，不管来自地球的任何地方，也不管来自任何星球，清除掉杂质后，得到的产品都几乎是一样的。而且，即使这些无机物或元素由人类来生产，也能得到一样品质的产品，这并不是人类的生产精度有多高，而是因为组成无机物的元素永远是一样的，构成元素的基本粒子也永远是一样的。人类正是有了借助自然精度的技术，才在啊某些领域达到了现在的制造精度。 将任何物质不停分解的结果，都是得到量子化的基本粒子，到了这个尺度，如果还要继续分解，粒子就会爆炸变成空，就是发生物质反应。 构成元素的基本粒子中，质子和中子属于重子，电子属于轻子，除了基本粒子之外，还有许多粒子，只是这些粒子的质量、体积或电荷等属性，不是正好满足组成元素的量值。 所有的粒子包括基本粒子和非基本粒子加在一起，数量也是非常有限的，从最小的粒子到最大的粒子之间，有大量的质量和体积空白带。所有的粒子中，除了质子、电子和中微子以外，绝大多数都是容易衰变的短命粒子（中子也属于短命粒子，不过中子可以和质子、电子组成元素得以长命）。短命粒子的衰变，也绝对不是碎成许多碎片，而只能是衰变成更小的长命粒子，比如一个自由的中子会衰变成一个质子、一个电子和一个中微子； 一个π介子衰变成一个μ子和一个中微子。 归纳为一句话，就是量子是制式的，量子跃迁是制式量子的一种表现。也就是说，组成世界的基本粒子是制式的，这可能是自然界最明显的神迹之一。 21 宇宙的轮回世界是物质的，人也是物质的，人类赖以感知世界的神经系统也是物质的，因此，人类应该可以感知世界，从而做到天人合一，这是神秘东方的一个古老的世界观。人类对世界的感知，应该是清晰的，是平和的，不应该有瞠目结舌，也不应该有匪夷所思，如果有，那一定是还没有感知到世界的本质，或者说是没有看清世界的真相。 宇宙不是永恒的，可能多数人赞同这个观点。只是这个观点还有一点逻辑瑕疵，改成宇宙的状态不是永恒的，这个说法要好得多。物质反应产生空间和物质对空间的吞噬是宇宙状态循环的主要推手，这两只大手推动者宇宙在分散和聚合的两个状态之间循环往复。 现在的宇宙正处于分散状态，人类观测到，宇宙正在快速膨胀，表明物质反应产生空间这只手还占着主导地位。但是，物质反应总有转弱乃至停止的时候，必然会让位给物质对空间的吞噬这只手。随着空间的逐渐被物质吞噬殆尽，宇宙体积越缩越小，直到所有物质都被聚集到一起，宇宙终将进入聚合状态。 第一种观点是，随着宇宙的继续缩小，温度越来越高，压力越来越大，一直到超过某种临界点，所存物质都失去了物质形态，变成一个奇点。奇点就是一个多个无穷概念的集合，只能存在于数学计算式中，可以称之为数学物理的观点，因为不支持无穷的概念，本文不支持这个观点。 第二种观点是，随着宇宙的继续缩小，温度越来越高，压力越来越大，一直到超过某种临界点，所存物质都失去了物质形态，变成连粒子也不存在的原始物态，密度、温度和压力都达到顶点，但是，只要还有空间，就能和万有引力达成了平衡。 第三种观点是，随着宇宙的继续缩小，温度越来越高，压力越来越大，一直到超过某种临界点，所存物质都失去了物质形态，中子成了仅存的最大粒子，而且和其他更小的粒子（比如电子）被挤压到一起，密度、温度和压力都达到顶点，但是，只要还有空间，也能和万有引力达成了平衡。 从逻辑上讲，第二、第三种观点都有存在的可能，只是基于经济适用的原则，因为第三种观点看起来要比第二种经济一些，所以本文认为第三种观点存在的概率要大一些。 这个恐怖平衡持续的时间，取决于剩余空间全部消耗尽的时间，当空间终于全部耗尽的同时，万有引力瞬间消失，于是，失去万有引力束缚的处于聚合状态的宇宙发生了大爆炸，引起剧烈的物质反应，释放出新的空间，快速产生的巨量新空间又加剧了爆炸的烈度。这就是所谓的创世大爆炸，大约138亿年前发生过一次。 大爆炸很快就会变成宇宙的早期膨胀，随着宇宙不断地膨胀，宇宙温度很快下降，质子和电子结合成氕（即氢），中子则开始失去自由存在的条件，要么发生衰变，要么与质子、电子结合成氘、氦等元素。早期形成的化学元素主要是气态物质，宇宙的温度进一步下降，当温度降到几千度时，宇宙间的气态物质逐渐凝聚成气云，再进一步形成各种各样的恒星体系，直到最终成为像今天一样的宇宙，等待下一次的轮回。 到这里，我们为宏观世界找回了自然法则，引路的竟然是观音大士的一句经文：色即是空，空即是色。遗憾的是，我们也并没有找到微观世界的自然法则。 然而世上本无两全法，宏观世界的自然法则可能在微观世界本来就行不通。第三次申明，本文的探索只是逻辑推理，并非严格的科学研究，故请勿引为科学研究或教学之用。 初稿于2023.4.29 |
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