-愛因斯坦
介紹
阿爾伯特·愛因斯坦(1879-1955),20世紀最偉大的科學家,因創立相對論而聞名於世。相對論原理的建立是人類認識自然過程中的壹次飛躍,成功地將傳統物理學納入了自己的理論體系。廣義相對論拓寬了人類的視野,使科學研究的範圍從無窮小的微觀世界擴展到無限大的宏觀世界。今天,相對論已經成為原子能科學、宇宙航行和天文學的理論基礎,並廣泛應用於理論科學和應用科學。愛因斯坦的偉大成就——相對論,是自然科學發展史上劃時代的裏程碑。
愛因斯坦於1879年3月出生在德國的壹個猶太家庭。1905年獲得物理學博士學位,同年發表狹義相對論。1921獲得諾貝爾物理學獎。1933因為德國納粹反猶主義的迫害,離開祖國,移居美國。1955四月18死於普林斯頓。
愛因斯坦不僅是壹位偉大的科學家,還是壹位有正義感的社會活動家。他關心人類的文明和進步。二戰期間,他公開譴責德國法西斯的暴行,因此成為德國納粹的目標。愛因斯坦還譴責了日本帝國主義對中國的侵略。晚年主張禁止核武器,反對核軍備競賽。在彌留之際,他仍然癡迷於公民自由和世界和平。
19世紀末20世紀初,隨著生產的發展和科學實驗水平的提高,人們對自然的認識開始從宏觀世界走向微觀世界,從低速運動走向高速運動,自然科學面臨重大突破。正是在這個時期,年輕的愛因斯坦作為舊科學理論的“叛逆者”走上了自然科學的舞臺。
愛因斯坦年輕時對自然現象有濃厚的興趣。風雨形成,天上的月亮沒有掉下來,這壹切都讓他吃驚。65438-0896年,在瑞士蘇黎世聯邦理工大學讀書時,愛因斯坦希望成為壹名物理學家。
但畢業後,愛因斯坦失業了,花了兩年時間才在瑞士伯爾尼的專利局找到壹份初級職員的工作。雖然他生活貧困,但他堅持科學研究,並在業余時間讀了很多書。這壹時期為他壹生的科學研究奠定了基礎。
從65438年到0905年,愛因斯坦在狹義相對論、光電效應、布朗運動三個不同領域取得了巨大的成就,表現出驚人的聰明才智。然而,當時科學界很少有人對此作出回應。法國著名科學家朗之萬曾告訴愛因斯坦,世界上只有少數人知道相對論是什麽。大多數人持懷疑態度,甚至有人堅決反對。這是因為由伽利略和牛頓創立的經典力學理論體系經過200年的發展取得了輝煌的成就。盡管舊的理論體系和新的事實之間存在尖銳的矛盾,但許多物理學家仍然無法擺脫。他們試圖在舊的理論框架中容納新的實驗事實和物理現象,但愛因斯坦並不迷信前人。他探索將相對論擴展到更廣泛的運動領域。為此,他又研究了10年。在1916年,愛因斯坦發表了他的總結論文《廣義相對論原理》。
2005年是世界物理年,是歐洲物理學會(EPS)舉辦的“世界物理年”系列慶祝活動。包括EPS-13《超越愛因斯坦-21世紀物理學》。時間:2005年7月。地點:瑞士。
時光荏苒,人類早已進入21世紀。在我們創造的輝煌中回望過去,應該承認愛因斯坦的相對論是近百年前的產物。當時人類的科學認知與今天差距很大,尤其是相對論的速度極限,對引力子運行路線的錯誤描述,對微觀引力場的無知。愛因斯坦在致力於建立“統壹場論”的時候,其實是被自己的理論扼殺了。他所描述的引力場無法與電磁場統壹,也為後人建立“超統壹理論”設下了陷阱。愛因斯坦用了3年時間建立了“狹義相對論”,用了8年時間建立了“廣義相對論”,卻用了30年時間建立了“統壹場論”,這說明他的引力理論存在壹些問題,因為電磁場理論在實踐中已經被證明是壹個比較完善的理論,兩者無法統壹。這個問題只能在他新提出的引力理論中找到。許多科學家將遵循他的想法,結果將不可避免地碰壁。在科學探索中,錯誤是不可避免的,就像愛因斯坦特別設計的“宇宙常數”,愛因斯坦的壹些觀點與當時新興的量子力學相悖。實踐證明,量子力學是正確的,但這些錯誤並不影響愛因斯坦成為壹代科學大師,他的許多思想至今仍具有劃時代的意義。
具有諷刺意味的是,愛因斯坦沮喪的根源在於他的方程本身的結構。在過去的30年裏,他壹直被這種表達方式的壹個基本缺陷所困擾。方程的壹邊是時空曲率,他把它比作“大理石”,因為它有漂亮的幾何結構,但他不喜歡方程描述質量能量的另壹邊。他覺得對方很醜。他把它比作“木頭”。時空“大理石”清晰細膩,而質能“木頭”卻是壹堆。愛因斯坦猜測有壹天單單大理石就能解釋木材的所有特性。對愛因斯坦來說,木頭是時間和空間的扭曲。然而,量子物理學卻想到了相反的情況。他們認為大理石可以變成木頭,也就是愛因斯坦的度規張量可以轉化為引力子,引力子是壹個加載引力的離散能量包。這是兩種截然相反的觀點,人們壹直認為它們之間不可能達成妥協。其實兩者都有正確的成分。愛因斯坦指的是引力子在天體引力場中運行的結果——“時空彎曲”,量子物理學指的是引力子的點狀能量“本身”,但他們沒有想到粒子和引力子是兩個不同層次的量子,引力子是粒子的結構材料。如果看到這壹點,上述問題就迎刃而解了。在作者提出的“四力統壹公式”(引力=強核力+電磁力+弱核力)中,公式左邊的“引力”可以代表愛因斯坦的引力理論和“大理石”,而公式右邊的“強核力、電磁力和弱核力”可以代表由粒子組成的宇宙中的壹切事物,代表傳統的量子物理。
作者把相對論和傳統的量子論統壹起來,稍加修改,但這是由於百年來無數科學家創造的豐碩成果。沒有這些作為基礎,作者無法重組許多新舊模塊。人類過去100年創造的科技成果,超過了之前3000年的總和。如此豐富的科技成果中卻沒有醞釀出具有重大創新意義的科學理論,這是壹件奇怪的事情。
這本書討論了壹個包羅萬象的理論。作者綜合了人類自然科學的壹切優秀成果,建立了測引力理論和量子宇宙奇點理論,統壹了廣義相對論和量子物理,統壹了強核力、電磁力、引力和弱核力,提出了宇宙公式,從而統壹了自然科學。在第四章中,作者總結了人文社會科學領域的所有學科,提出“宇宙中有四種程序——宇宙程序、社會程序、人腦程序和計算機程序”。宇宙萬物和人類社會都是上述三個程序復雜相互作用的產物。這本書適合自然科學和人文社會科學的研究者閱讀,也適合大學裏的理科和文科學生閱讀。
2002年5月,作者向世界主要國家的科研機構提交了題為《量子引力理論與宇宙公式》的論文,在科學界產生了很大反響,各國競相加入研究。本書是上述論文的放大版,其中第2章第3、4、5、6、8節和第4章是全新的內容,第3章“宇宙中各層次的程序”的內容被大大放大。在科學探索中,作者采用了還原論與整體論相結合的方法,用壹種追溯的方法將宇宙萬物本質化。從源頭上,更容易理清其脈絡,系統的梳理和總結,從而得出壹切的真相。作者的追溯方法屬於還原論,而提出的宇宙綱領屬於整體論。作者把各種事物看成是模塊、積木或代碼、符號來構造和還原宇宙萬物,運用結構主義的思維方式很容易理解本文的內容。
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第壹章是量子引力理論和量子宇宙奇點理論。
宇宙中有壹個三階量子。
恒星、中子星、黑洞、宇宙奇點之間在體積、能量、質量、密度上都有很大的差異。可以得出結論,它們是由三種不同數量級的量子組成的。恒星由原子組成,中子星由粒子(中子)組成,黑洞由引力子組成,宇宙奇點由奇子組成。從宇宙的奇點來看,引力子、粒子和原子都有泡沫結構,我們已經熟悉了原子泡沫。從中子星到黑洞和宇宙奇點,粒子和引力子的內部還是很空的。
由於目前的科技水平,我們無法在人工實驗室中分離出電子、光子、誇克和引力子的子結構,但我們可以利用宇宙天體的自然實驗場,用大量的由原子或粒子或引力子組成的天體來研究物質的子結構。恒星坍縮成中子星,就知道中子是原子的組成物質之壹,這是我們知道的。中子星坍縮成黑洞時,已知引力子是中子等粒子的組成物質之壹,黑洞是純引力天體,是純引力子的世界。當吞噬宇宙中大部分物質的宇宙黑洞坍縮成宇宙奇點時,已知奇點是引力子的結構物質之壹,黑洞奇點和宇宙奇點在能量、質量、密度、溫度等方面有很大差異,黑洞奇點產生向內的力,而宇宙奇點產生巨大的向外的力。
構成宇宙萬物的原子是非常空的。原子核的直徑大約是原子直徑的十萬分之壹,相當於壹個標準足球場中心的壹顆黃豆,電子相當於足球場外圍的幾粒沙子。請記住原子和質子的大小之比。這種真實的差距會凸顯傳統原子模型的致命缺陷(這個對比實驗最好在壹個足球場上做,圖中原子與原子核的大小比例已經嚴重扭曲)。太陽質量為1.2的恒星死亡後,被自身引力壓縮成直徑為10 km的中子星。這時,恒星的主要成分是中子。如果中子星不斷吸引空間物質,當它們達到壹定質量時,就會被自身引力壓縮成微小的黑洞,這說明類似中子的粒子也是非常空的,黑洞中的任何粒子都被壓縮成更小的量子——引力子。黑洞裏有什麽?至少它有自己,很多引力子。
壹顆恒星的平均密度是1 GCM-3。當恒星坍縮成白矮星時,其平均密度為107 GCM-3,由電子和引力的簡並壓力平衡。質量大於1.2太陽質量的白矮星不可能穩定,原子核中的電子和質子結合成中子成為中子星。中子星的密度是1014 GCM-3。中子星是由中子簡並壓力支撐的。質量大於3個太陽質量的中子星不可能穩定,會進壹步向內坍縮,成為黑洞。
電子和中子的簡並壓本質上是對引力的排斥力,是反引力場的反映。
在中子中,既有強核力,也有弱核力,並且是由正質子和負電子聚合而成,所以中子是強核力、電磁力和弱核力的聚合體。在中子星中,上述三種力聚合成中子對引力做最後的抵抗,也就是說,強核力、電磁力、弱核力在中子星中已經逐漸統壹。
原子、粒子和引力子都有壹種泡沫結構,支撐這些泡沫的關鍵因素是速度。電子的速度支撐著原子泡沫,而引力子物質必須以超光速運行,才能維持光子、電子等粒子級物質以超光速運行的結構穩定性,而奇子必須以超光速運行,才能維持引力子泡沫的結構穩定性。
原子的直徑約為10-8 cm,電子的直徑約為10-16 cm。由此得出引力子的直徑約為10-24 cm,奇數的直徑約為10-33 cm,相當於普朗克尺度。
當太陽被壓縮成直徑為2.95公裏的球體時,就變成了黑洞。此時,中子泡被壓碎,沒有任何東西能阻止它進壹步向內坍縮。按照引力子的實際體積,壹個太陽質量黑洞的引力子總體積只相當於壹個直徑為10-2 cm的球體。
如果把地球壓縮成直徑8.9厘米的小球體,就會變成黑洞。按照引力子的實際體積,地球黑洞引力子的總體積只相當於壹個直徑為8.9× 10-8 cm的球體。
原子構成的地球如此空曠,那麽我們在世界上看到了什麽?它是電子以接近光速繞原子核運行形成的幻覺。
作為宇宙中最強大、無處不在的引力的載體,“引力子”必然存在。因為引力子只產生壹個向內的力,壹個引力子不可能結合所有種類的粒子,必須有壹個和引力子同等級的物質產生壹個相反的力來支撐粒子泡。追溯到BIGBANG (10-43秒)開始的時候,引力是最成功的。要回答這個問題,就要看萬有引力不斷在和誰競爭,無疑是強核力,電磁力,弱核力。它們的載體是各種粒子,所以我們可以知道反重力和引力子是所有粒子的結構材料,強核力、電磁力和弱核力是從反重力中分化出來的,所有粒子都是重力和反重力對立統壹的平衡體。
從黑洞和宇宙奇點在質量、密度、能量、溫度上的巨大差異可以看出,宇宙奇點中的奇子是引力子和反引力子的結構材料之壹,但奇子不可能將這兩種性能差異巨大的材料結合在壹起。引力子產生壹個弧形向內的力,而反引力子產生壹個直線向外的力。根據對稱性原理,以及從子代(引力子和反引力子)和孫代(引力子)中,正奇數子產生壹個直線向外的力,稱為“正奇數力”,反奇數子產生壹個弧形向內的力,稱為“反奇數力”。引力子中反奇比正奇略多,即反奇力大於正奇力,使得引力子壹般產生壹個弧形向內的力,即“引力”;反引力子中的正奇比反奇略多,即正奇力大於反奇力,使得反引力子壹般產生壹個直線向外的力,即“反重力”;因此,引力子產生的引力等於反奇點力減去正奇點力,反引力子產生的反引力等於正奇點力減去反奇點力。正面和反怪的力量不能獨立存在。只有這兩種力同時相互平衡,才能形成穩定的引力子和反引力子,才能形成穩定的宇宙。
正反怪小孩沒有結構,是點狀能量(點狀能量),只是軌道不同。在黑洞的巨大壓力下,壹些正的反奇子會改變軌道,變成反奇子,從而將反引力子轉化為引力子。從體積為0的“宇宙奇點”來看,奇子有兩種狀態,壹種是有形的正負奇子,壹種是無形無體積的“數學奇子”,壹種是信息態,代表能量“E”。當宇宙黑洞坍縮成宇宙奇點時,正負奇子在巨大的引力慣性下,合並成壹個沒有體積的“數學奇子”。“物質、能量、信息”是宇宙中同壹事物的三個側面。物質是能量,物質同時包含各種信息,即“物質=能量=信息”。
1.2強核力、電磁力、弱核力與反重力相區別。
當電子和正電子碰撞時,它們被轉換成壹個虛擬光子。如果碰撞能量低,虛光子就會變成壹對電子和正電子或者壹對μ子。如果能量高,虛光子會變成壹對正誇克和反誇克。當能量剛好達到壹個矢量粒子的質量(稱為矢量粒子的產生閾值)時,正負誇克就會形成束縛態。如果能量高,就不會形成* * *振動態,正負誇克背靠背。
壹個質子組分的誇克和另壹個質子(或反質子)中的反誇克轉換成虛光子,然後虛光子產生壹對輕子,這與輕子對轉換產生的誇克對正好相反。
光子可以通過正電子和反質子或者正電子和反質子的碰撞來轉化,反過來也可以轉化為正電子和反質子,正電子和反質子可以轉化為正電子和反質子。所有這些過程都是可逆的,所有介子、超子等不穩定粒子都會衰變成光子或中微子,於是組合成光子、電子、中微子、誇克、質子、中子以及所有這些。
各種粒子就像裝在大小不壹的杯子裏的水。當兩個不同杯子裏的水(兩種粒子)倒在壹起,就可以形成另壹杯或兩杯水(另壹種或兩種粒子)。反引力子和引力子就像水中的原子,類似於核聚變和核裂變中原子的相互轉化,原理是壹樣的。粒子不可能是物質的最基本單位。最基本的物質單元有壹個必要的特征:無論怎麽砸都不會變形,不會破碎。而且粒子之間的轉化非常頻繁。
原子核附近的強核力和弱核力的機制屬於壹種短程力,但當這種短程力對外界產生影響時,就全部轉化為遠程力,以光子為載體。比如太陽輻射的巨大能量主要來源於強大的核力。所以可以看出,強核力、弱核力、電磁力都有壹個短程力向遠程力轉化的過程。這種短程力表現在原子內部的力機制上。把原子比作槍,槍裏用的是同樣的火藥,只是火藥的用量不同,點燃火藥的方法不同(相當於強核力、電磁力、弱核力的不同受力機制),但發射的子彈都是壹樣的,光子相當於槍裏的子彈。
π介子傳遞強核力,中性玻色子傳遞弱核力(z?)很快會衰變為光子,π+和π-碰撞會轉化為光子,W+和W-碰撞也會轉化為光子,電磁力也是光子。所以光子中,強核力,電磁力,弱核力是不可分的,是統壹的,π+和π?,光子,w,z?在反重力和重力的對抗中是不同的狀態。光子可以產生正、反誇克,正、反電子,正、反誇克可以產生正、反質子、中子等重子,正、反電子碰撞可以產生正、反中微子,即光子中的反重力可以分為強核力、電磁力和弱核力。
至於幾個問題,是無法回答的,因為哈勃望遠鏡現在的可視範圍是50億光年,在這個範圍內可以看到無數的“星系”。超出這個範圍沒人知道。