宇宙总方程式
----太极八卦与顶尖科学之新解
作者:周治平

2008年5月21日
摘要:
物质分到最终是时空自发形成的零子。零子是时空孤子,其内没有运动和结构,零空图是其内无运动和结构的象征。零子自发旋转便形成了太极子,太极子是零子自旋所产生的虚实时空振荡互换的时空振子,太极图是其运动和结构的象征。太极子的不同旋转变换,形成了其事物的五级时空和八个方位的运动发展变化,太极八卦图就是其运动发展变化的象征。
宇宙万事万物的任何一部分乃至全部都各是一种太极子,因此太极八卦是宇宙万事万物运动发展变化的总方程式!
在母太极子中有子太极子,因此在母太极八卦中有子太极八卦,这就是八八六十四卦的来源。所以要计算母系统内n层子系统的运动发展变化,就有八的n次方卦可选。
人类可以利用太极八卦这个宇宙总方程式,结合二进制计算机语言和易经卦译等,推演、预测宇宙及事物的运动发展变化,分析、控制系统的运动发展变化。
太极八卦的科学性与迷信的区别,就在于能否熟悉或控制太极旋转变换!
一.太极论
1.孤子论
1.1.孤立波的发现
1834年秋,英国科学家、造船工程师罗素在运河河道上看到了一个滚园、光滑而又轮廓分明的大水包,它的大小、形状和速度变化很慢。罗素马上意识到,他所发现的这个水包决不是普通的水波。普通水波由水面的振动形成,振动沿水平面上下进行,水波的一半高于水面,另一半低于水面,并且由于能量的衰减会很快消失。这个水包却完全在水面上,能量的衰减也非常缓慢,并且由于它具有圆润、光滑的波形,所以它也不是激波。罗素将他发现的这种奇特的波包称为
孤立波,并在其后半生专门从事孤立波的研究。他用大水槽模拟运河,并模拟当时情形给水以适当的推动,再现了他所发现的孤立波。
50年以后,两位数学家科特维格与得佛里斯从数学上导出了有名的浅水波KdV方程,并给出了一个类似于罗素孤立波的解析解,即孤立波解,孤立波的存在才得到普遍承认。
1.2.孤子理论
孤立波的解只存在于非线性色散方程之中,亦即非线性与色散是孤立波存在的必要条件。色散即波的传播速度依赖于波的频率和波长,它导致波包散开,而非线性却导致波阵面卷缩,两者共同作用的结果便形成稳定的孤立波。
起初人们认为虽然单个孤立波在行进中非常稳定,但在孤立波相互碰撞时,就可被撞得四分五裂,稳定波包将不复存在。但通过计算机对孤立波进行研究的结果表明,两个孤立波相互碰撞后,仍然保持原来的形状不变,并与物质粒子的弹性碰撞一样,遵守动量守恒和能量守恒。孤立波还具有质量特征,甚至在外力作用下其运动还服从牛顿第二定律。因此,完全可以把孤立波当做原子或分子那样的粒子看待,人们将这种具有粒子特性的孤立波称为孤子。
孤子的高度稳定性和粒子性引起了人们对孤子的极大兴趣。人们还发展了一套研究孤子的系统方法—反散射方法或逆问题方法。找出了一批非线性方程的普遍解法,并通过计算机实验和解析方法相结合,发现很多非线性偏微分方程都存在孤子解,这些纯粹数学上的孤子,很快在流体物理、固体物理、等离子体物理和光学实验中被发现。更令人振奋的是,这些似乎是纯数学的发现,不仅为实验所证实,而且还找到了实际应用。例如光纤通讯中传输信息的低强度光脉冲由于色散变形,不仅信息传输量低、质量差,而且须在线路上每隔一定距离加设波形重复器,花费很大,70年代从理论上首先发现“光学孤子”可以克服这些缺点,并可大大提高信息传输量,这一成果已经进入实际应用。
对孤子的更深入研究发现,孤子不仅像原子或分子,而且更像基本粒子,这表现在:
1.2.1.孤子不仅具有质量、能量和动量特征,而且还具有电荷
特征。
1.2.2.孤子有的像光子、电子、质子那样,稳定而不衰变,有的像中子、πo介子、μ子那样可以衰变,具有衰变性不稳定性。
1.2.3.和基本粒子都存在其反粒子一样,孤子也都存在其相应的反孤子。
1.2.4.对应于运动方程的种种对称性,孤子也存在相应的守恒定律,如动量守恒、能量守恒和“粒子数”守恒等等。
孤子原本是波,但却具有粒子的特性,而物质粒子原本是粒子,但却具有波的特性。两者原本风马牛不相及,但却具有共同的属性—“波粒二象性”。人们曾确信,孤子和物质粒子之间一定存在某种必然联系,并预言孤子必将在基本粒子研究中起到独特的作用。
2.物质的本质
“物质的本质是什么”,这是一个古老又新颖、激动人心而又让人困惑的问题。从古到今,有多少人在思索、在探求。
早在周代,中国就提出了五行说,即万物由金、木、水、火、土五种物质组成。在汉代中国又提出了天地万物由“元气”组成的元气说。古希腊人认为水、火、空气和泥土是构成物质的基本元素。古希腊哲学家德谟克利特把构成物质的最小单元叫做原子。
古代思想家和哲学家对物质的认识,靠的是猜想和思辨,试图从整体上对物质进行描述。对物质进一步的科学的认识,是一百年前后才开始的,并随着相对论和量子论的建立,人类进入了认识物质的新时期。
爱因斯坦多次强调:“物理学目前的局面是:有一些现象可以用量子论来解释,但不能用波动说来解释,光电效应就是这样一个例子。又有一些现象只能用波动说来解释而不能用量子论来解释,典型的例子是光遇到障碍物会弯曲的现象。还有一些现象,既可用量子论又可用波动说来解释,例如光的直线传播。
我们以前曾经提出过:光到底是波还是一阵微粒?现在我们又问:电子是什么?是一阵粒子还是一阵波?电子在外电场或外磁场中运动时的行为像粒子,但在穿过晶体而衍射时的行为又像波。对于物质,我们又遇到了在讨论光时所遇到的同一困难。”
物质是什么?怎样把粒子和波这两种对立的观点统一起来?这是现代物理学最重要的问题之一!一旦解决了,一定会导致科学的巨大进步。
实际上,物质波粒二象性的本质问题,已经直接触及到了物质的本质是什么的问题。不搞清物质的本质是什么,就无从认识物质波粒二象性的本质。上世纪六十年代以来发展起来的孤子理论可以为理解物质的粒子性与波动性的相互联系、搞清物质的本质提供新的线索,并有助于理解为什么所有的物质周围都存在引力场,以及引力场的本质是什么的问题。
人们对物质波粒二象性的认识有一种倾向,认为物质粒子本质上是粒子,只是这种粒子带有波动性。而对孤子的认识却又有另一种倾向,即认为孤子本身是波,但这种波因保持形状不变而具有粒子性。正是基于这样的认识,使得人们虽然已经认识到物质粒子和孤子具有惊人的相似性,但却没有从本质上将物质粒子和孤子联系在一起,虽然人们也曾试图借助于孤子理论来研究物质粒子,但却没有从根本上把物质粒子当做某种孤子,而只是从相反的角度来看问题,只是认为孤子像物质粒子,研究孤子为什么像物质粒子。
其实,只要大胆地向前迈进一步,换一个角度来看孤子和物质粒子的相似性,来研究为什么孤子和物质粒子都具有波粒二象性,一切问题便迎刃而解。
物质粒子并不是经典意义上的没有内部结构的“颗粒”,也不是其小无内的点粒子。广义相对论和现代物理表明,真空是一种零质量的连续平直的物质,它是可以变形的,它会因不确定性而形成时空波动,这种时空波动在非线性和色散性的共同作用下就会成为时空孤子(量子论术语称为“时空量子”),从而具有了质量,表现出了粒子性。因此物质粒子实质上就是时空量子。
认识到物质粒子就是时空量子,物质粒子的波粒二象性就很容易理解了。物质粒子之所以具有波动性,是因为物质粒子本身就是时空的一种波;之所以说时空的这种波具有粒子性,是因为这种波由于受非线性和色散性的共同作用而聚集在一起,从而形成了稳定的“波包”,表现出了粒子性。
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