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物理-科幻-玄学-神学,在宇宙边缘、在极细微处被搅合在一起

 昵称32937624 2019-02-16

文明发展几千年,利用自然科学方法解释这个世界,经历了几个主要阶段或者说过程:

发现规律,利用规律,挑战规律极限,打破规律,再建规律……

发现规律

古人起初的发现都是基于我们“身边的”事物以及思路上基于地球仰望星空的结果。

阴阳、对称性和可公度性,这是古人最早发现的规律和定义。

例如南北、上下,这是基于二维平面的定义。而广义的阴阳、狭义的对称性,广义的可公度性,则是古人发现的普遍规律。对于一些特殊性,古人给予了忽视,或者淡化了。

当然,如果无聊。现在我们可以随便提出来一个让古人头疼的简单问题,南半球的人看北半球的人,是在上还是在下呢?太空舱中失重的人,头向上与向下的区别是什么?

古人的上下定义,是基于平面几何的定义,而我们问的问题是基于三维的球面几何和四维时空的概念,这是不同的几何体系,古人的定义在这种环境下失效了。

最早阶段的数学世界是正负的二维,接着变成了正负可以组合的三维。也就是立体几何阶段。之后,到了近代,才有解析几何、球面几何。至有了虚数i,数学变成了虚实两个镜像世界。而四维的迷雾借助i才初步由数学一点点的揭开。

提到四维,必然引出来虚数的概念。欧拉发明了虚数i。虚实的数学世界,从此都可以用数学表达出来了。

有了i以后,这种方法与古代的数学方法的区别在于:可直接感知和不可直接感知的,数学现在都可以表达出来了。这导致了现代可视化的文化潮流。让我们把曾经看不见的东西变成可视化表达。

物理-科幻-玄学-神学,在宇宙边缘、在极细微处被搅合在一起

可视化

借助虚数i,这个可视化过程也是有区别的:

一种是原本存在,但是人的感官观察不到。现在可见了。例如次声波、r射线、电磁波等。

一种是原本是概率波,测不准、看不清,当我们用实体波的方法表达出来,我们就看见圆圆的原子了。

还有一些是人文的存在与不存在很难说清楚的可视化。

声波存在吗?这问题很头疼。我们利用声波的方法,很好的解释了声音的现象。但是,物理证实,从来不存在一个声波子沿着声波向前运动这种现象,声音的传播的本质是声源的震动导致传播介质的震动才传播了声音。那么,声波就是一种间接拟合数学方法,它能计算声音、表达声音,但是它居然并不存在。我们看见的仪器上显示的声波,是通过数学方法转换出来的一种数学拟合表达,并不是声音的物质性的物理实质。

这一点真的很难说清,当我和一位研究声音几十年的物理教授谈声波不存在的时候,他几乎要吃了我。

现在引力波也遇到这种间接拟合的数学问题了,科学家至今未发现引力子,而我们证实的引力波仅仅是引力波形成的效应,引力波到底是什么?引力波的物理本质是什么?这依然是并未定论的物理问题。

我们利用虚数--这种不存在的数获得的理论推算结果--虫洞、黑洞、奇点,成为这个时代物理直接验证的壁垒。至今,都未直接验证。仅黑洞间接验证存在,但其内部性质暂时只能猜想。

利用规律的扩展

基于对已发现规律的扩展应用,现代科技发展起来。

刚开始有飞机的时候,随着飞机的速度的提高,结果发现了音障问题。后来突破了音障,也就有了超音速飞机。

通过对声音的研究,人们发现,用数学的机械波可以简单描述声音的能量借助介质的震动向前传播的性质,从而又发现人的听力也是有限的,通过仪器,我们才能“听到”超声波和次声波。当然,这种听到,是看见屏幕上跃动的波,检测仪器上的数字。

明白了光的本质是电磁波,那么也就逐渐发现人类视野的可见光范围是有限的,通过仪器,我们可以看见更高频和更低频的电磁波了,这才有了非光学镜片式样的类似FAST这种望远镜。

接下来,自然科学知识一方开始挑战规律的极限,另一方面开始研究以往没有重视的非对称性和不可公度性(随机、混沌、分形体系等)。

挑战规律极限:

西方的望远镜现在在暗自比赛,挑战发现我们这个总时空的第一道曙光,也就是观测发现更加逼近奇点时间的第一颗恒星的光芒。

最低温度环境方面:

从上个世纪开始,人们就已经制成了能达到3K的制冷系统,并且在10多年前,在实验室里达到的最低温度已是绝对零度之上1/4度了,后来在1995年,科罗拉多大学和美国国家标准研究所的两位物理学家爱里克·科内尔和卡尔威曼成功地使一些铷原子达到了令人难以置信的温度,即达到了绝对零度之上的十亿分之二十度(2×10^-8 K)。

在这样的温度下。物体的物理性质发生了一些奇妙的变化,会出现一些传统物理没法解释的现象。

而最高温度环境,应该是中国的人造太阳工程是技术领先的了。

对撞机被造的很大,能量不断提高,人们试图将基本的电子的线性速度提高到更逼近光速,承载更大的能量。

打破规律?

以上这些都是现在科技的一些极地,这即是现代物理的最尖端,也是民科喜欢的领域,也是玄学家、数理学家、宗教关注的领域。

能量有个守恒定论,从牛顿开始就琢磨,如何造出一台永动机来。如果永动机成功,也就意味着能量守恒定律有问题。一些人将磁动机视为永动机,实际上,磁力也是通过能量方式获得,而且在使用中被消耗的。当然,如果利用上了可以让磁针偏转的地磁能量,我们通常认为这是“永恒”的能量,可是地球哪来的?

相对论说光速是有限的,那么就总有人惦记什么东西可以超越光速呢?

绝对零度是理论的最低温度,那么就总有人惦记,能不能再低一点。这事据说已经证实得到突破。(缺乏相关资料)

德国物理学家用钾原子首次造出一种低于绝对零度的量子气体。科学家称这一成果为'实验的绝技',为将来造出负温度物质、新型量子设备打开了大门,有助于揭开宇宙中的许多奥密。

导体通常会有电阻,那么有没有没有电阻的导体?低温超导材料也就应运而生,现在这种材料的使用温度在逐渐提高,一旦到了接近常温,这个世界的很多物理领域将发生改变,不仅仅是电力系统。

在极限条件下,经典理论面临挑战

大型对撞机现在把基本粒子标准图表基本填满了,那么这些基本粒子再破碎下去是什么?总体思路现在倾向于变成量子能量,那么这个能量有没有几何形状?这就产生了弦理论这种理论物理假说,现在猜想出有五种几何形状。也就是这五种不同几何类的量子能量能够产生出现在已经发现的基本粒子。但这个理论暂时没有能力能够证实。

挑战理论极限的实验设备越来越高端、越来越大、越来越精细、越来越烧钱、烧能量,这也是制约物理验证向前发展的实际瓶颈。

在这个挑战过程中,经典的理论被一次次的突破,在特殊的环境下,超低温、超真空、超高温、超导、量子级别,一些经典的理论正在接受考验。

爱因斯坦曾经研究过超低温的粒子凝胶态,他知道相对论在这种环境派不上用场,并不普适。可是,很多不懂相对论的认为相对论是大道真理。

量子理论是基于基本粒子级别的研究,是使用物质波(概率波)这种数学拟合概念的微观环境下的能量传播方式的理论。在宏观,量子现象并未得到实验证实。而一些人将量子理论扩展到宏观表达,也就成了玄学、扯淡等等。

宇宙物理

也就是近100年前,我们研究的还是通常适用于地球通常环境的物理,但是,现在近100年,最领先的科技研究的实际是宇宙物理了。我们在地球上做试验模拟的环境,在宇宙中却往往是常态。也就是地球这个通常环境,在宇宙中实际是有特殊性的,而不是宇宙环境的普遍性。

超低温,这在宇宙是常态,宇宙的背景温度仅仅3 k。

登月的玉兔2号,要忍耐零下100多度的低温,还要忍耐零上一百多度的高温,之后,还要正常工作。这才是月亮上的温度环境。相对于地球温度环境,月球环境可以用极度苛刻来形容。地球的北极也没有那么冷,赤道的沙漠也没有那么热。而相对于宇宙,月球这个环境简直可以用温和来形容。

再建规律

通常最简单再建规律的办法是在前人的基础上增加前提条件。

例如,宏观、高速、大尺度、我们这个总时空已观测范围之内,相对论有效。小尺度,例如地面上的事情,采用球坐标代替欧氏几何,就足够了。即便是飞机的速度,也算低速,不用考虑弯曲时空效应。微观层面,量子级别,量子理论有效。超低温一种物理规律,尚不清楚;通常温度,适用以前的传统理论。

……

现在,没有哪个理论能够解读所有的已观察到的现象了。基于不同的环境条件,只能采用不同的理论进行应用。物理大一统理论现在并不存在,或者说并未证实。

宇宙文明

人类走出地球,已经开始了宇宙级别的实地探索,而月球,真真切切是这种探索的第一小步。

至于旅行者号飞过冥王星,并不意味着人类已经走出了太阳系,距离太阳系的引力场边界,还早着呢。

而未来,如果人类有能力让地球去流浪,那还不如给太阳加点“劈材”简单,或者干脆改造太阳系、重建太阳系。那时候,环保口号已经不是保护地球,而是珍惜太阳系、银河系了。

一不留神,地球文明实际已经进入了宇宙文明时代的第一层次。人类的思想已经不再被观察的地点所禁锢。

我们没有飞出太阳系,但是却已经在俯瞰太阳系;我们没有飞出银河系,但是却在俯瞰银河系,并发现银河系的翘曲;我们标出了总星系、超总星系的局部立体图样。现在的物理障碍是,我们还不能俯瞰我们的总时空。

物理-科幻-玄学-神学,在宇宙边缘、在极细微处被搅合在一起。

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