反物质的梦魇——直面世界终极镜像

　　
　　 1928年，量子力学突飞猛进的发展，已经形成了一个继牛顿力学、麦克斯韦电动力学和相对论之后更伟大的物理学理论框架。如果按照研究的对象近似划分，牛顿力学对应宏观低速世界；狭义相对论对应宏观高速世界；量子力学是微观低速世界，那么沿着这条路走下去，对应微观高速世界的理论才能够恰如其分地反映物质世界的本质，在那个年代，一种强烈的探索欲促使着物理学家们尝试将薛定谔方程纳入狭义相对论的四维洛仑兹变换。
　　 伟大的物理学家保罗·狄拉克（Paul Adrien Maurice Dirac）正是在这一年灵光一现写下了著名的狄拉克方程。在此之前，曾经有一个直接将薛定谔方程套用洛仑兹变换四维矢量的克来因—高登方程，同时泡利也提出了一个类似的方程，然而它们解释诸多电子现象（例如自旋）的时候存在不可克服的困难，而狄拉克方程的出现，给了相对论框架下一个比较另人满意的电子波函数演化方程。在这个方程中，电子的1/2自旋成为了必然的相对论要求。
　　如此成功的一个方程，却逃避不了这样一个事实：“负能解”。狄拉克方程中电子波函数存在解的一个必要条件是E^2=p^2c^2+m^2c^4，也就是说，E=±（p^2c^2+m^2c^4）^1/2。我们知道，自然界能量都是正的，那么另一个负能量解意味着什么？反物质的出现带给了量子力学一个“梦魇”。
　　 狄拉克挺身而出，在1930年发表的论文中提出了“正电子”的概念，负能量解意味着与电子电荷相反的粒子存在，即反粒子。
　　
　　E>0 ●电子
　　 ↑
　　E=0 ———————↑——————————
　　 --------------↑--------------------
　　E<0 --------------○空穴---------------- 负能量海
　　 ------------------------------------
　　
　　如图，在狄拉克的解释中，E=±（p^2c^2+m^2c^4）^1/2代表世界存在正的能级和负的能级。由于泡利不相容原理，世界的负能级全部被电子所填满，即整个世界的背景是一个充满负能级电子的“负能量海”。余下的电子分布在正能级区域。当负能量海中一个电子吸收了2mc^2能量的光子后，便跃迁到正能量区域，成为一个质量为m的电子，同时在负能量海中留下了一个“空穴”。这个“空穴”在负电的负能量海海中自然能显示出正电荷及正能量的特性，并且会同一个质量为m的电子复合，放出2mc^2能量的光子。
　　 起初人们对狄拉克的解释并没有认真对待，然而1932年美国物理学家安德森（Carl David Anderson）在宇宙线实验中观察到高能光子穿过重原子核附近时，可以转化为一个电子和一个质量与电子相同但带有的是单位正电荷的粒子，从而发现了正电子。狄拉克一夜之间声名显赫，反粒子的发现成为了他终生最大成就之一。狄拉克甚至猜想在宇宙的其他地方存在一个全部由反粒子构成的反物质世界。
　　在之后的岁月里，随着各种带电基本粒子的发现，它们的反粒子也陆续出现。对于自旋为半整数背的费米子，由于泡利不相容原理存在，负能量海的解释勉强说得过去。然而对于自旋为整数倍的玻色子来说，由于不遵守泡利不相容原理，负能量海存在就以为着所有的玻色子都要无限制地低跌入负能级之中，这显然是十分荒唐的结论。
　　狄拉克的解释遇到了前所未有的困难，然而科学史上越是危机的时刻越是孕育着英雄的诞生，年轻的物理学天才理查德·费曼出场了，作为20世纪纪后半页最出色的物理学家，费曼破天荒地提出了一个惊人的观点：根据时间和能量相对应的关系，反粒子就是——“时间向后走的粒子！！！”或者可以说是逆着粒子的时间运动的粒子。
　　

按照费曼的观点，图中的曲线代表粒子在时空中行走的路径。在t1时刻之前，粒子沿着时间方向运动；t1时刻，质量为m的粒子受到散射（发射出能量2mc^2的光子），开始逆着时间流逝的方向走。走回到t2时刻，粒子受到散射（吸收能量2mc^2的光子），开始顺着时间方向走。
　　那么从时间流逝的方向来看会发生什么？由于t2<t1,于是在t2时刻，能量为2mc^2的光子转化为了一对粒子，其中一个向远方走去，另一个却沿着x2到x1的时空路径运动。t1时刻，这个粒子与来自(x0,t0)的粒子接触并双双消失，留下能量为2mc^2的光子。
　　这个过程正是正反粒子对产生与湮灭的过程，费曼的解释不但躲开了狄拉克恼人的负能量海，而且成功说明了正反粒子对为何具有相同质量，并且必须成对出现的原因。
　　费曼独创的路径积分方法，是区别与海森堡矩阵力学和薛定谔波动力学的量子力学第三种表述方式，也许比上两种表述更接近于量子世界的本质。路径积分方法中起核心作用的传播子，正能状态沿时间运动的形式便等价于负能状态逆时间运动。在此基础上由费曼和施温格等人一起创立的量子电动力学成为了量子场论最早而且最精确的理论，它所取得的巨大成就让人不得不确信费曼对反粒子解释的合理性。
　　
　　 费曼的解释虽然解决了反物质是什么的问题，但远远没有结束反物质的梦魇，它带来了一系列更深层次更挑战人类智慧极限的问题。
　　 1 按照费曼的说法，在一个参考系中能看到某个粒子逆着时间运动代表着这个粒子波函数已经跑到光锥之外，也就是说，它此时正是所谓超光速运动的“快子”。那么既然光子本身没有时间流逝，是不是说在这个极限的两侧，分别存在着时间流逝方向相反的粒子？所谓的“有静质量的粒子超光速”就是意味而此时速度恰恰和从前一样，只是时间和空间的反号？
　　 2 粒子在CPT联合变换下保持永远不变的对称性，即一个粒子电荷C反号的话，同时宇称P反号（空间反向），时间T也反演（时间逆流），那么它和变换之前是完全等同的状态。目前人类对电荷的认识只局限于它是一个守恒量，代表规范不变性。如果我们大胆设想一下，电荷反号就是代表着时间流逝和空间运动方向的相反，那么自然界中带正电荷的基本粒子与带负电荷的基本粒子有没有可能时间流逝恰恰相反？？？而它们之间的质量不对等，是不是决定了时间的宏观流逝方向？？
　　 3 如果时间如同空间的一个维度一样，也是有着两个方向的一维坐标，那么时间究竟是什么？？？
　　
　　我们在反物质的梦魇中还没有醒来，但在梦魇中正一步一步走向清醒。但毫无疑问，反物质的出现已经触及了时间空间和万物的本性，他是物质世界的终极镜像！也许梦魇醒来之日，正是人类揭开时间空间和万物本质奥秘之时，是人类找到终极统一理论的那一刻！

注:费曼的解释实际上给出了宇宙相对论效应发生的机制,在自然界中,谐振腔是普遍存在的,比如细胞,器官,原子...都可以看成一个谐振腔.整个宇宙可以看成某种能量谐振腔,其中能量全部以遍及所有方向的全频谱驻波形式存在,当某一宏观物体朝某一方向以一定速度运动时,则相当于于"如如不动"之驻波串朝物体运动反方向运动,这样就体现出了向反方向运动的能量流（九宫串珠）,这个能流提供了费曼所谓的放能和吸能机制,在古太极研究中称为"出蒙入鸿制入机"(机可以看成驻波),其直接效应是造成正负物质的互相绕旋而形成太极,因此古人随即有言:太极锁象定合旋——基本原理为正负质量质点互相绕旋，当绕旋至于与运动方向同方向时，正质量质点释放2m.c.c的能量负向跃迁变为负质量质点，而负质量质点吸收2m.c.c的能量正向跃迁变为正质量质点，继续无穷绕旋而自成太极，其中绕旋过程中持续交换的2m.c.c能量是坐标系加速过程中输入的，一旦坐标系匀速运动后则封闭于太极内部而永不耗散，此外太极中正负质量质点在各自绕旋过程中协同构成了某种内在振荡，其维持这种振荡的速度是可以超光速的，这也是相速存在的本质.当然,任何物体都可以看成是无数基元太极构成的,所有基元太极的角动量方向和绕旋速度效应彼此是有差别的,这导致它们分属不同的八卦五行属性,整体在宏观物体层面呈现一定的统计特性,表现为整个宏观物体的整体属性.当宏观物体朝某一方向运动时,对应于运动速度,所有基元太极会在各自固有运动基础上微调,组成一对应太极,这个由于运动生成的新太极对应的新增正负物质绕旋的质量的大小以及所有小基元太极受其约束和作用所造成的微调累积积分则体现为宏观物体的相对论时空和质量效应.也就是说运动造成了正负物质绕旋的太极生成,太极阴阳两鱼对应正负能量区,双S线对应零能量区,而其中出蒙入鸿的内部能量流对应其加速需要输入的能量,也可以认为是转化为离相的绕旋质量存储着.实际上，如上所述，不同基元太极间类似神经网络一样构成了错综复杂的多向联系，其中记忆着大量的信息，通过对各基元太极的运动进行宏观有序综整，可以破译出其中大量信息，同时也可解决各基元太极“八卦相错”的复杂状态，从无序运动的复杂状态转为高度有序的简单状态，从而彻底明了宇宙以及万事万物存在的本质结构——太极。宏观物体在移动时其轨迹是量子化的(参考科学家对重力场中中子运动的研究),其轨迹在量子化跳步延伸过程中与其太极绕旋的频率具有某种同步关系,这导致每一个调步过程中太极双s线总是以运动方向为振动平衡位置----在一条直线上,这样可以解决运动过程中正负能量的同步转换问题.