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刘功 刘伟:《完备的狭义相对论》研究成果简介

2017-03-10  物理网文

 《完备的狭义相对论》研究成果简介

刘功          刘伟

(娄底职业技术学院湘中理论物理研究所         湖南省娄底市           417000)



狭义相对论正因为其前后协调一致,用
Gōdel定理立即断定其非完备性。它的非完备性根源于只承认 不变性,不允许 不变性的破缺,并集中表现在否定超光速度的物理实在性上。完备的狭义相对论并非从根本上否定狭义相对论,而是既承认 不变性,又承认 不变性的破缺,从而它完全包含了狭义相对论,同时又得到了狭义相对论得不到的许多新内容。其理论后果是,它又完全包含了与狭义相对论曾经水火不相容的量子力学(延伸到量子场论、粒子物理)。最终,它将成为一个广义的二重性物理理论。这就是作者刘功自1964年以来以 的新基本粒子观的对话为切入点、以虚过程为研究对象潜心研究狭义相对论得到的一个基本结论。

狭义相对论的类时、类光、类空间隔并未否定超光速度的物理实在性,但它没有超光速度下的空间时间变换、常常用亚光速度下的空间时间变换 ;   完全错误地充当这种变换也是一个事实,这种矛盾的根子在 · 的主观失误,他没有认识到 不变性破缺的必然性,一旦认识到此必然性,由他本人常用的特殊 变换将由思维简单方便转化为必然性,是量子物理所必需的,从而一维空间与一维时间不交换定义信息~交换定义信息的二重性成为必然的了。于是,不仅得到前述的亚光速度  ( )下的空间时间变换(不再重述),而且还得到超光速度  ( )下的空间时间变换     ;   以及基本关系式 还有整体性 因子 ,速度合成公式形式不变性。因此,原则上可以断定,狭义相对论将完整地被包含在完备的狭义相对论之中。

考虑到 条件下,将成立定域场, 条件下,将成立非定域场,于是,就完备的狭义相对论而言,它将是定域性场论~非定域性场论的二重性场论。因此,从1935年持续到现在的EPRB悖论(佯谬)之争,在理论和实验上可以做出明确的结论了:EPRB将非难量子力学的矛头指向对易关系   及其对应的测得准关系,显然错定了,因为III两系统间有非定域场作用使 ,…相互关联(纠缠),所以,EPRB方案的实验结果全都是负结果。这只能说明EPRB将定域场论用到非定域现象错了,并不能说定域场论本身一无是处。因为就III两系统本身而言,不对易关系 及其对应的测不准关系受定域场论控制,EPRB方案恰好根本没有考虑III系统内部两共轭量的测量,EPRB的负结果不足以否定定域场论。

前述的时空互换定义信息~不互换定义信息二重性的一方“互换定义信息”,因信息流动必导致能量流动,所以,超光速度的可观察性(由实因子 决定)必带来相对性原理的破坏,但 又决定光速恒定原理必然保持;从而导致 联合变换即共形变换
                                                 
                                                                               
的必然发生,这是完备的狭义相对论的一个重要的理论贡献。但 两式是 两位学者的成果,我们不过重新发现其理论价值而已。

基本关系 有极丰富的内涵。在完备的狭义相对论中有举足轻重的作用。

第一个发现 的是 而非我们。我们的贡献是将此关系放在相对论中且赋予她以各种真实的内涵。

在推导波粒二象性 时就发现 且用上了 ,所以, 就意味着完备的狭义相对论中也成立波粒二象性。

将任何粒子内部的四维 世界看作粒子内应有的世界,那么其内部基元(夸克)所做的 二重运动将使粒子贮存有能量 ,于是粒子静止,却仍有能量可得到普适的解释。显然,由 可知粒子内夸克波是 自由平面波,平均地说,夸克波在粒子内作光速 运动,那么,由此可构造出 波波包。
                                       
它不显含时间 ,故是稳定的。解决了 波波包失稳困难,可用 描述粒子。将 与电磁波比较,可以说粒子内部世界是一个具体的真空 ,它当然包含了大量信息。那么为什么 不逸出粒子?这是因为这种自由运动(直线匀速运动)已为 虚角转动所取代,是一种虚过程之故。于是量子力学的 · 假设与虚过程都进入完备的狭义相对论。由 得知量子纠缠起因于超光速度 的存在,其实 本身就表明 本来就相互纠缠。由 可导出粒子内部运动着的夸克满足 时或满足 时,粒子必稳定,且前者最稳定,而后者体现了量子塌缩(由众多的 过渡到一对 )

总之, 使完备的狭义相对论和量子力学紧密联系在一起,它们不再是一对对头冤家。

原狭义相对论至少还犯了两个无法纠正的错误。

第一,亚光速度  ( )有负距离困难,且无法纠正。在 系中,信号自 发送到 ,速度 。又 中对 以速度 ( )运动,设 ,则
                                                                  
                                                               
由于已规定  (舍去负根) 式违反标量非负不变性这个错误从1905年起至今无法纠正。完备的狭义相对论2000年发现之,采取“若发生空时反演(此点必先判别)则用  ( ) 纠正之(只允许做一次)”,于是 式修正为
                                                                    
但不可避免地发生因果时序颠倒( ):
                                                      
以往论证因果律时从未用 :
                                       
(也许因为既出现了负速度 又出现了负距离 ),而是用
                                                  
瞒天过海达98年之久!2000720日公布的 · · 实验(发现 )终于将神话 打个粉碎。

对于负速度 我们用能流密度 作了正确解释:此时能量密度  (发生能量吸收),从而
                                                                                           
即有关粒子并不回传,在原来正向上才可收到粒子到达信号,决不会破坏因果律,与 · · 实验完全一致。

第二,因果律应怎样陈述,因果律什么变换下的不变性有关, · 全不过问,只是简单地将它陈述为因先果后原则,并以此为唯一依据指责超光速度。

事实上,任何因果关系的建立绝对离不开信息~能量流动,因此,因果律作为因果关系的不变性只能是 式所述的共形变换下的不变性,绝非 变换下的不变性。在共形变换下根本无法保证因果时序不变,所以, · 试图在 变换框架中分析因果关系并将因先果后上升为因果性原则两点都是错误的,我们认为因果律应陈述为原因 总是单向地作用于结果 ,使 产生, 一旦产生, 立即消失, 绝不会反作用于 ,可记为
                    (                                                                  
式不变性可用共形变换 证明之。至于因果时序取决于因 作用于 的速度,当出现负速度时,必有因后果先反常时序,否则将有因先果后正常时序(也可以证明之)完备的狭义相对论的重要贡献之一是正确地陈述了因果律,纠正了原狭义相对论的错误。

狭义相对论的齐次线性正交变换

                                                                                         
16个系数 ,但由于有10个关系式

                                                                  
故只有6个独立均匀参量,它们对应于6个均匀强子夸克
                                                                                           
它们构成对称性最强的强子。对于坐标系原点 ,又有4个非均匀性即点粒子性参量,它们对应于点粒子性轻子夸克和反轻子夸克
                                                                                             
这些夸克构成点特征强的轻子及其传播子。已知粒子内部是真空,所以,夸克不过是真空元素而已。真空允许其中的运动都是自由运动(匀速直线运动),但真空本身从来不是自由的。所以,真空元素夸克永远无法自由,此即夸克幽禁性的根源。强子夸克6个分配在平行6面体6个面上,所以它们的幽禁性只能是3~3色幽禁。轻子夸克2个都是点特征夸克,其幽禁只能是点排列幽禁,要求用排列区分粒子。幽禁性使得夸克在粒子内部恒形成一维谐振子,由此利用一维谐振波函数立得 的自旋 ,强子夸克宇称 ,轻子夸克无宇称 ,强子夸克构成的强子丰富多彩,轻子夸克仅构成了36个轻子与 和引力子 奇特态,用特殊方法可得夸克的量子数 及它们服从 关系,和已知假设的量子数大都一致,唯质量 则大不一致。将夸克并为6重态 ,我们得夸克生灭粒子二次函数
              ( )                                                   
              ( )                                                            
假定四维 空间也是无穷维的不定度规的 空间,我们再假定此空间也成立对易关系及不对易关系(这些假定全来自波粒二象性),由 空间及量子(对易、不对易)条件立证得测不准关系  ( )  ( ),由 空间及量子(对易、不对易)条件即 式立证得测得准关系  ( )  ( ),由此导出
                                                                                                
其精度不下于QED。由测不准~测得准二重性又得相当精确的:

粒子绝对稳定之必要条件:  ( )  ( 子,但引力子 是例外)                                                                                

由时空变换得
                                               

,利用 虽与国内外意见不一致,但符合大爆炸理论(宇宙诞生后 和夸克平均质量  相互一致)(夸克质量是非自由质量)。由质量数 式得

多重态质量判则:同一多重态中,荷电轻子质量恒大;含 多的强子质量必大。                                                                       

准确。已算得4大作用常数 (无量纲),如 (公式 是色矩阵对角元 得到的) 分别为-1 1-1 1形成循环群表明它们是强电()、强电(I)、强电(II),强弱等4个二合一而已。这是贯彻李政道1972年的想法的结果。

完备的狭义相对论仍处于初创阶段,她的目标是协调狭义相对论和量子力学(量子场论),其中有大量初始创新,且甚成功,前景令人乐观。但至今仅形成纲要,离目标达成尚有很大距离。

 

[作者简介]

 

刘功,男,193512月生,湖南长沙市人,19499月参军,大专文化,数学专业,曾任娄底经济贸易学校(今娄底职业技术学院)数学讲师。2000年受聘任娄底职业技术学院湘中理论物理研究所所长、研究员。

1964年起研究完备的狭义相对论,四十年如一日,又草就《完备的狭义相对论》,在《科学中国人》、《中国教育理论杂志》、《现代物理知识》等杂志分别发表了“完备的狭义相对论(1)”等10余篇文章,2000年下半年湖南省卫视台、娄底日报曾对他作过专题报道,2002年湖南省自然科学基金委员会批准“完备的空间时间变换”立项, 02JJY4003,正紧张研究之中,准备在2004年之前如期结题。

快报  第1卷第6期 2003/5/18 


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