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| 超光速的研究（一） | |||||
作者：佚名 文章来源：易林 点击数： 更新时间：2006-2-26  |
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我们知道，有静质量的物质其速度就只能小于光速，而没有静质量物质，其速度就等于光速。或者说清楚实在的质量性物质速度小于光速，模糊的主要显示波动性的纯能量性物质速度等于光速，那么如此模糊以致表现不出来因而观察不到的潜物质，它的速度（相对于显物质世界来讲）是不是就大于光速呢？ 现在我们要搞清楚的第一个问题就是潜物质的意义。我们知道，两个人如果思想差异很大，那么在思想上就难于相互理解，相互交流。当两个人在思想上根本就不能相互理解相互识别时，我们就说这两个人，在思想交流方面，由于彼此都不能观测到对方的思想，而彼此之间互为潜物质。人类社会民族不同，在语言上就很难交流。如果两个民族语言完全不通，那么我们就说这两民族对于语言交流来讲，彼此间互为潜物质。人类与猿类物种不同，在声音信息上，就更难以交流，在这方面就更是相互的潜物质。 由此可见，系统之间差异越大，彼此间就越难相互交流，越难相互识别。然而不管物质间差异有多大，只要两物质相互接触到了，那么彼此间就会有相互的作用，并因这种作用产生反应。比如人类与猿类差异很大，不可能有思想上的交流，但人用力作用到猿身上，猿对这个力总归是有触觉的。就是人用力作用到一个非生命的石块上，这石块也能感受到力的作用，并对力的作用产生反应。于是在这个世界，物质之间尽管差异可以很大，以致在很多方面无法交流，但机械性的相互作用，这种最基础的交流总归是能实现的。我们说能完全实现这种机械性的交流的物质就还没有根本上的差异，从根本上讲，这些物质彼此间都是显物质，彼此间至少在机械性的层面上能相互识别。 那么什么是真正的潜物质呢？表现为真空这种空间形式的物质相对于我们这个物质世界来讲，就是真正的潜物质。空间是不能脱离物质存在的，真空这种空间也是有物质基础的，不过由于我们与真空物质就是相互接触到了，也感受不到它的存在，也就是说我们与真空物质在机械性作用方面也不能相互识别，于是人们就误认为真空是空空的，没有物质，而实际上真空并不是没对应物质，而是它所对应的物质对于我们这个世界来讲是真正的潜物质。潜物质是相互的，我们就是通过机械性的作用也观测不到真空物质，真空物质通过机械性的作用也是观测不到我们这个世界，于是我们这个宇宙对于真空那个宇宙来讲也是潜物质或潜宇宙。既然真空物质无法为我们观测到，那么我们又如何知道，真空世界确实存在物质，而不是空空无物的呢？原因是我们认为物质不生不灭，总归是从一种形式变成另一种形式。我们发现在真空的空间里，时不时地会冒出基本粒子来，这基本粒子不是别的基本粒子转变来的，而好象是无中生有来的，由于无中生有是不可能的，所以我们只能认为真空里有潜物质，是这个潜物质发生质的变化，变成了显物质，从而为我们观测到。 猿类与人类在思想上无法交流，所以相对思想识别来讲，猿与人互为潜物质，然而这种意义的潜物质与超光速是没有关系的，只与超人性或超猿性有关。与超光速相关的潜物质是根本意义上的潜物质，是机械作用也识别不了的潜物质，是属于上述的真空物质。即真空物质对于我们这个世界来讲是超光速了，而我们这个世界的任何物质对于真空物质来讲也是超光速了。按照辩证对应的思维逻辑，潜物质的速度就应当是潜速度，为什么认为是超光速呢？原因是物质的运动的速度越大，这个速度就越显在，达到光速时就最显在了，物极至反，当物质的速度超了光速，那么就走向反面，超光速也就因其速度过大，过于显在而成了潜速度。机械运动与物质的机械作用是相对应的，超光速的运动是属于机械运动的潜运动，这种潜运动对应的物质自然就是机械作用也识别不了的物质，即我们说的真正的潜物质。 潜物质与显物质最大的差别是两者在本质上的不同，真空物质与我们这个显世界的本质不同表现在哪里呢？我们认为表现在作用力上，我们这个显世界的作用力是引力电磁力，和真空世界的作用力是类似于在基本粒子世界里存在的弱力和强力那样的力。真空物质要成为我们这个世界的显物质就要发生质变，就要将作用力质进为引力和电磁力。当然它们旧有的本质也不能完全否定，也要有所继承，于是在基本粒子世界里显现的弱力和强力就应是对真空本质有所继承的表现。 质变是个过程，真空物质向我们这个世界的显物质质变，有一个质变的过程，因此也就有处在这个过程中的物质。我们认为原子及原子以上的物质才是我们这个世界真正的显物质，它们也只表现我们这个世界的本质——引力性与电磁性。而基本粒子则是真空物质向真正的显物质质变，处在质变这个过程中的物质。于是基本粒子就不是完全明显的显物质，也有一定的潜在性。基本粒子是波粒二象性的，它的波动性在显物质世界也即原子以上的宏观世界是表现出来了，所以粒子波束的速度不能超光速。但是基本粒子的粒子性，在宏观世界里就没表现出来，宏观世界无论如何都不能确切地测到基本粒子本身。我们用光子去测粒子，由于光子本身总归是有波长的，而波长是空间范围的概念，即使波长再短，也比一个空间位置要大，所以光子总不可能测到确切位置上的粒子，粒子实体的面目，确定的位置对于我们这个宏观世界都是潜在的，我们最多只能知道，粒子是含在波束里面一个波束就含有一个粒子，最多可以分辩波束与粒子的数目。于是基本粒子的粒子性对于宏观世界来讲是潜在的，粒子的速度对于宏观世界来讲也是潜在的，是属于潜在的速度或超光速的。 物理学其实早就阐明了粒子本身的超光速性，所谓与粒子缔合的德布罗意波的相速其实就是粒子本身的速度，那么粒子的速度又如何成了波速呢？因为对于宏观世界来讲，粒子是潜在的，潜在的物质是比纯能量显物质还纯的能量物质，能量的运动就是波，所以潜在的粒子其运动是波动，要用波动方程来表示。德布罗意波的波束，也是波，波束其实是粒子活动的空间范围，是以德布罗意波这个潜在的波为元素的系统波，所以波束的速度也称着是德布罗意波的群速度。粒子本身的位置，我们不能用有波长光子来测量，但粒子活动范围就能够用同是空间范围的光波测到。所以波束是显在的波，波束的速度不能超光速。 2 EPR实验的解释 （小段摘要：关键是要认识到波粒二象性的粒子有两个不同层次的运动，一个是能为人观测到的波层次上的运动，一个是不能为人观测到的粒子实体层上的运动。这两个层次的运动一个是相当于人的工作运动，运动距离就是工作量，一个是相当于人的机械运动，人身体的机械运动是空间运动，运动量就是空间距离。工作（即波动）距离看起来很远的两个粒子其空间距离可以很近。于是在工作上由于彼此工作距离很远没发生联系的两个粒子，完全可以通过粒子层面上的空间接触而发生联系。） 超光速的就是潜速度，超光速的运动就是潜运动，就是人们看不见测不到的运动。如果两个粒子相隔很远，彼此之间看不出有任何的联系，但一个粒子发生变化，比如动量或自旋发生变化，而另一个粒子也必然地相关地跟着发生变化，那么我们就说这两个粒子之间存在着潜联系，它们用于相互潜联系的信息传递就是超光速的。有趣得很，物理世界还真的有这样的潜联系的事情发生。 爱因斯坦的EPR实验就是说这个问题的。爱因斯坦假设有两个粒子，它们之间存在相互作用，它们分离后没有和其它任何东西相互作用，直到实验工作者决定去研究其中的一某一个。每个粒子都具有自已确定的动量，每一个都位于空间中的某个位置，即使是在量子理论的规则之内，在它们相互靠近的时候，我们也可以精确地测量两个粒子的总动量和它们之间的距离。过一段较长的时间，当我们决定去测量一个粒子的动量时，自然会知道另一个粒子的动量应当是多少，因为其总量应该保持不变。测定了它的动量之后，我们现在可以精确地测量同一粒子的精确的位置，这个测量会影响这个粒子的动量，但可以想到不会影响位于远处的相对应的另一个粒子的动量。如果知道它的动量和粒子的原初间隔，那么通过测量位置，我们就能够推算出另一个粒子目前的位置，如此测量我们就可以同时知道另一个粒子的动量与位置，这就违背了不确定原理。由于爱因斯坦不认为，在这里对一个粒子进行测量，结果会影响它在别处的伙伴，不认为有超距或超光速的通信，所以他认为量子力学的测不准原理是错的。 然而，EPR的真实实验却表明，量子力学的测不准原理正确，超距作用还真的存在。当我们的测量影响到了一个粒子时，与之成对另一粒子也会受到影响。不过这真实实验不是测粒子的动量，而是测其自旋。让我们设想一些原子过程，这些过程能够产生两个按相反方向运动的光子，在这种过程中，两个光子的极化之间总是存在着关联，它们必须以相同的方式极化，或者在某种意义下以相反的方式极化，在我们的这个实验中，假设这两个极化必须是相同的。当这两个光子离开其诞生地点很长的时间以后，我们决定测量其中的一个极化，极化器方向的选择是完全任意的，但是一旦选定后，光子通过它的几率就成为确定。随后我们便知道在那个选定的方向上，光子的极化是向上，还是向下。真实的实验表明，在远处的另一个光子确实还是保持着与这被测光子成对的关系，确实是以同样的方式极化。问题是另一个光子是如何知道这一切呢，它怎么能意识到要调整自已，以使自已也能通过第一个光子所能通过的检测。光子之间看不出有任何的通信，两个相反运动的光子若有联系，那么联系的速度也得超光速。与此类似的实验做了多次，还用质子做过，实验表明，成对粒子的自旋在粒子彼此离得很远，还是保持着成对及成对变化的关系。 对于上述确实存在的超距作用，如果我们明白了潜运动，潜联系，明白了超光速的意义，那么就不会觉得难理解。我们很自然地会认为所谓的超距作用就是表现不出来人们测不到的潜作用。不过我们要将粒子之间是如何进行潜作用这个问题说得具体清楚并不容易。 我们要认识到粒子有两个层次，一个是粒子波束（就是主要表现波动性的）的层次，一个是粒子的（主要表现粒子性的层次）实体层次。粒子波束及波束的运动是我们能够测到的，波束的运动在我们看来是发生空间位移的运动，是属于空间运动。但对粒子实体来讲，则是属于工作运动。什么是工作运动呢？比如人做工作，在多长时间做了多少工作量，这个做事的过程就是工作运动，工作运动也称着时间运动。空间运动其时间是没有方向的，所以牛顿规律是个时间对称的规律。而时间运动，时间就有方向，做建设性的工作是时间的正向，做破坏性的工作就是时间的反向。基本粒子实在是象人，除了有实体层次上的空间运动，也有波层次上的工作运动。想象一下人的工作，人是在一个活动空间范围里（这个空间范围的大小有不确定性）工作的，人在这个活动范围里的活动是属于人这个实体的运动，是粒子性运动。但这种活动所形成的工作量，就是属于活动范围本身的运动量，工作方式则代表运动的方向。基本粒子的情形就是如此，粒子波束（即粒子的活动范围）的运动实际上就是粒子的工作运动。不过在人这个高层时空看，粒子的工作运动就看成了波的空间运动，而粒子实体所做的真实的空间运动则是看不见的，是潜在的。 将光子比作人类，就可以很好地谈EPR实验。光子的极化好比人的性格，两个性格一致的人，就说其极化一样，他们可以在同一房间里长期生活工作。不过这两个人有点超前功能，他们的性格能够自主地变化，变性格不象现代人这样困难，而是很容易的事情，他们也是经常性地改变性格，但为了彼此之间不发生性格上的磨擦以致能很协调地工作在同一空间里，他们变性格总是保持一致的步伐，总是变成相一致的性格。现在设想这两个人一个人做某一工作，另一人做另一工作，两人工作方向正好相反，经过很长的时间运动后，两个人的工作量就相去很大了，即这两人的工作运动的位置相距很远了，如果有一个神人站在更高层次的进化时空来看（就好比人看基本粒子），这神人可不会将人的工作运动看成是工作运动，而是看成工作波的空间运动，就象我们将基本粒子的工作运动看成是波的空间运动一样。在神人眼里，这两个人，工作波的空间位置就相去很远了，当一个人变了性格，另一个也跟着变性格时，神只能测到两个人的性格的相关变化，却无法发现两个人是如何通信的。不过神人到底还是神人，他们不会为感性上的认识所迷惑，他们的理性认识告诉自已，超距作用依然是不存在的，两个人所保持的联系，并不是建立在人工作运动的时空层次上，而是建立在人这个实体的空间运动的时空层次上（这个层次的时空，神人则看不见），两个人工作运动的位置有相当远，但两个人实体活动上的位置则是十分地近，近到可以在同一个房间里，完全可以进行机械的接触。所以这两个人的性格变化可以通过其实体活动时空层次的近距离的联系，保持着协调性。 光子的超距作用实现的情形也是如此，光子有粒子性，也有波动性。光子粒子性层面的运动与相互联系我们测不到。我们测到的是光子波动性的层面。我们测到两个光子波相隔很远，当然含在波里面的光粒子也相隔很远，粒子的工作不能脱离粒子，工作位置上即波束的位置上总归是含有粒子的。然而从光子粒子性的层面来看，两个光粒子其实离得很近，而光波这时就表现为光粒子的活动空间，当然这两个活动空间也是离得很近的，甚至是重叠在一起的。光子相关的极化其实是在粒子活动的层面上通过近距离的接触进行的。 两个波粒二象性的粒子为什么在波的层面上看，与在粒子层面上看，有着不同的距离呢？根本的原因是波的运动与粒子的运动是不同性质的运动。波的运动是属于时间性的工作运动，而粒子运动则是属于空间性的实体活动。不同的运动自然造成不同的运动量，不同的距离。经过一段时间后，作时间运动的两个不同的粒子工作就拉开了距离，不过这距离是属于两粒子之间的工作距离（只是在人的层面上看，被看成是粒子波的空间距离）而粒子由于是圈在一个空间范围里活动，这个空间范围（即波束）本身的运动是属于工作上的运动，它实际上并没有作空间上的位移，所以经历了一段时间后，粒子其实是在原地打转并没发生实质上位置变化。所以两个本来就离得很近，以致在活动中可以相互接触的粒子，经过一段工作时间后，其空间距离还是离得很近，还是可以相互接触。当然这粒子层面上的情景在人的观察层面上是看不见的，看得见的是粒子层面上的变化在波层面上的反映。所谓两光子的相关极化就是光子在粒子层面上的相互作用所导致的波层面的上反映。粒子的波动性与粒子性是不可分割地联系在一起的，粒子层面上的作用，所引起的粒子层面上的变化必然会在波层面上反映出来。 我们上述的用于解释EPR实验的粒子世界的图景，与相对论没有什么矛盾，相对于粒子的潜世界，即粒子性世界，粒子之间的EPR通信并不超光速，只是在粒子的波世界里观察，在宏观世界里观察，才是超光速。超光速是由于我们对这种运动观察不到的结果，更进一步说是观察对象与参照系有质的不同，是这种质的差异性造成的。当参照系本身是粒子实体时，从这个参照系出发测粒子，测到的粒子速度不超光速，这时将参照系由粒子变成宏观的物质，微观的粒子变成宏观的物质就发生了时空层次上的质变，正是这种质变使得宏观物质看不到微观粒子，也正是这种质变使得微观粒子的速度看起来成了潜速度或超光速。相对论所研究的运动相对参照系来讲都是可观察的运动，参照系与被观察的对象没有本质上的差异，互为显物质。所以不存在质的差异所导致的速度发生超越光速的质变。或者说不存在物质由显变潜，其速度由显变潜的质变。用光子去加速被观察的对象，只要不使这对象发生质变，变得参照系看不见它了，这物体对于参照系来讲就总归是不能超光速。说到底相对论是关于量变的理论，而超光速是由质变造成的，超光速理论已经超出了相对论的适用范围，它们研究的对象不同了。如果硬要说两者有矛盾，那么两者的矛盾也是可以理解的，就如盲人摸象，摸到象的身子的盲人就说象如一堵墙，而摸到象的大腿的盲人就说象如柱子，两者的差异完全是盲人所摸到的对象不同造成的。对物质的加速运动，相对论是摸到这种运动的量变阶段，而超光速理论则是摸到这种运动的质变阶段。两者自然会是有矛盾的，而可理解的矛盾其实也不是矛盾。 我们上述的关于粒子世界双重时空的图景，也与量子力学理论不矛盾。我们的理论并不是玻姆的隐变量理论。玻姆是将粒子体系设想为一个粒子与场相互作用的体系，粒子有确定的动量和坐标，这个场的作用总是将粒子拖向场最强的区域，而粒子对场的作用在量子力学级可以忽略。由于场的无规则的涨落，使得粒子不再遵守一条完全规则的轨道，量子力学的统计特征就可以归结为无规涨落的场对粒子的作用所导致的涨落性，而这种无规涨落我们是看不见的。玻姆引进了一个令人陌生的场，引进了一个有很大任意性的量子势的概念（场对粒子的作用就是通过这个量子势）显然是没有什么真实的物理内容的。而且，这个世界不只是因果决定论的，质量性的物质运动是因果决定的，能量性物质运动则有着自主活动性，并不需要引进一个什么场的作用来给能量性的粒子赋予随机的涨落性，所谓的粒子自主活动就是运动上的随机涨落性的表现形式。我们这样的观点与量子力学的因果不决定性的观点是一致的，只是更加深化而已。我们认为粒子本身会活动，这种活动是自主的，活动的形式与分子的无规运动差不多，由于我们不可能变成粒子从而非常具体地观测到粒子是如何活动的，所以这种活动无法因果决定。而且粒子这种具体的活动由于我们观测不到，还是属于潜运动。潜运动的速率就是德布罗意波的相速，是一个超光速的值。而我们能够观测到的是粒子的波束，粒子的波束是粒子的活动范围，由于波动性与粒子性是联系在一起的，所以粒子波束的运动取决于粒子本身的运动，是粒子本身运动这个潜变量决定粒子波束运动这个显变量。粒子的波束就是粒子活动的范围，粒子的活动范围之大小不是确定性的，而是会随机变化的，所以粒子的波束之大小不是确定不变的，另外粒子的活动方式也是随机变化的，所以粒子波束运动的方向也不是确定的。于是粒子波束的运动同样不是牛顿定律所能决定的。 我们这样的量子力学图景，显然没有改变量子力学的数学规律，薛定谔方程依然在这种图景下成立。海森堡的不确定原理，也依然成立。我们只是将量子力学不太清楚的图景讲清楚了。 值得一提的是，如果我们将粒子比做会活动的人类，粒子也象人类一样有一个大脑。那么玻姆引进的随机涨落的场就可以理解为粒子的大脑。人的活动受人的大脑支配，粒子的活动就受粒子大脑支配，是粒子大脑思维场的随机涨落导致粒子的行为上的随机涨落。 |
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