關于宇宙自然與物理理論本質的新思維（上）

[摘要]宇宙物質系統內部都有嚴密的組織結構，物質的物理功能、特性是由其物質的組織結構決定的，研究、認清宇宙各層次物質系統“內部結構”的實質和真相，就能還原、認清一切物理理論的本質和真相，從而為統一“四種作用力”理論，進而建立物理學“統一理論”打下實質性基礎。

[關鍵詞]物質結構 磁子 超弦理論 新思維

中圖分類號：O4-0文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0310001－02

一、對物理理論發展走向的重新認識

（一）回顧與思考

一種科學理論的成功發現與建立，首先需要一種獨到的、科學的“認知理念”做支撐，嚴謹而超脫的理性思維是指導科學走向成功的前提。比如“生物學”理論體系的成功建立；又如愛因斯坦的“相對論”理論的成功發現，其首先建立在一種珍貴的思維方式和指導理念上。

物理學理論一路走來已跨越了幾個世紀。從17世紀牛頓的“經典力學”，到19麥克斯韋的“電磁理論”，再到20世紀初愛因斯坦“相對論”和同時代產生的“量子理論”，又走到了現在的“弦理論、M理論”。理論物理愈發展就應該愈接近宇宙自然的物理真相，但也愈加使人對新興理論難以理解，原因是其依賴數學運算進行“抽象分析”的成分越來越大。

較早時期物理學所建立的“粒子學說”則是認為所有物質是由只占一度空間的“點”狀粒子所組成。如從小到大比較穩定的基本粒子有：光子、電子、質子、中子等?！傲Ｗ永碚摗币彩悄壳皬V為接受的物理模型，也很成功的解釋和預測了相當多的物理現象和問題。但是此理論所依據的“粒子模型”卻不斷遇到一些無法解釋的問題。

盡管當前先進時髦的“超弦理論、M理論”已取得累累碩果，然而種種跡象表明，它已經窺見的也不過是些“雪泥鴻爪”而已，最深層的奧秘尚待揭示，什么是M理論的“真面貌”，仍然是一個未決問題。

（二）關于“超弦理論”的思考

弦理論(string theory)，是理論物理學上的一個尚未被證實的理論。這種理論認為整個宇宙從最小的基本粒子到浩瀚浩大的星系團，都是由我們所看不到的細小的弦和多維組成的。“弦論”的出發點是，如果我們有更高精密度的實驗，也許會發現基本粒子其實是條線。這條線或許是一個線段，稱作“開弦”(open string)，或是一個循環，稱作“閉弦”(closed string)，認為自然界的基本單元并不是電子、光子、中微子和夸克之類的點粒子。

事實上，獨立于人類而存在的外部世界，就像一個巨大而永恒的謎，對這個世界作凝視沉思，就像在苦難中尋求解放一樣，吸引著每一個具有哲學氣息的物理學家孜孜以求。那么，什么又是“弦理論、M理論”的真面貌呢？

（三）什么是存在物的“真面貌”和實質

不知大家思考過沒有：怎樣才算揭示出了物理理論的“真面貌”即實質呢？單從“真面貌”字面上的意思理解，就是人的肉眼能看到的存在物的形象，甚至看到了存在物的內部結構的影像，并通過思考分析，認識到了存在物的物理原理、特性、功能與其形象、結構相對應、吻合的機理。只有這樣才算認識了存在物的“真面貌”和實質。

在宏觀正常尺度上存在物的形狀或結構都能看得到，例如房子、車子、人、動物的面貌，甚至其內部構造、解剖結構。但更小尺度的物質系統和大尺度空間中星體、星系的面貌和內部結構卻不能用肉眼直接看得到。但通過儀器設備、科學實驗等手段，也可以間接地“看到”它們的形狀、結構。比如細胞、細胞器的形狀、結構；DNA大分子的形狀、結構；通過哈勃天文望遠鏡能觀看到星系、星系團、星云的外形結構……。通過對存在物形狀、結構的認識，能幫助我們進一步認識由存在物內部結構對應和導致的存在物的物理功能和特性。當代“生物學”發展就是在這一認知思路的指引下取得了有目共睹的成功。

但當代粒子物理學的研究進程完全背離了這種認知思路，不去尋找、研究基本粒子的內部結構“真面貌”，而是單從性質、功能這些表象的物理量上，運用極端抽象的數學運算符號去推敲，把數學方法當成了萬能的鑰匙，只用機械地、片面地認識去思考、理解某些運算結論。在此不緊要問，如人體的構造、細胞及有機大分子的內部結構、地球的內部構造等，能用數學公式完整表達嗎？不認清物質內部結構，就永遠不能弄懂自然物質系統的物理本質和真相！

要認識基本粒子的“真面貌”也的確有難度，因為它受目前儀器設備的科技含量所限制，這是人所共知的。但除了借用尖端儀器設備去直接觀察外，人們還可以通過自身樹立理性的、哲學的思維意識作指導，并借助可靠的實驗事實去研究、推算，也一定能認清基本粒子的形狀、結構，以及與其形狀、結構相對應的物理特性和功能。

然而不同的個體思維意識對同一實驗結論和數學運算結論的認識、詮釋會有很大的差異。正確、超脫的認知理念和思維方法是打開真理之門的唯一鑰匙。

二、對一些重要物理量、物理常識、物理現象的重新審視和認識

從學生時代物理教科書就給我們的思維深處牢牢地刻上了似乎不可逾越的物理定論的烙印。比如“正、負電荷”的理論知識；光的“波粒二象性”的理論解釋；對“電磁場、電磁波”的理論描述；對“四種作用力”、“能量”、“質量”的理論定義等理論信條。我想，要真正認清粒子物理、宇宙物理的“真面貌”就要大膽地解放思想，敢于重新審視已被多年固化了的物理信條，尋找到各種物理量的最本質原因，還原出各種基本粒子、宇宙整體物質系統的“真面貌”，“真理”的發現在于“創新”的思維。

（一）對正、負電荷的新詮釋

新觀點：“電荷”并不存在。

原子核中的電子和質子不只是單純的正、負電荷吸引這樣簡單。借用“系統論”和“廣義相對論”的思想可以如此詮釋：質子、電子共存于“原子系統”中，因質子需要電子來填充自身的“組織缺失”，因此發出了“欲獲得電子”的電磁指令，通過其周圍的“電磁物質”場傳達給外周電子，進而影響、控制附近相應電子在其周圍運轉，以備為己用。

說物體帶上了幾個“正電核”，只說明了物體中的質子“缺失”了幾個電子，于是它就形成了欲得到幾個電子的“場勢”；而若物體帶上幾個負電核，就說明此物體中存有多于總質子數的剩余電子，于是這些剩余電子就產生了“欲離開此物體”而回到其它缺失電子的物體上去的場勢，這就是“電荷”現象和電場的實質。所以電子和質子自身并不帶“電荷”，“電荷”不是真實存在物！只能作為衡量“質子、電子數量”的一個虛擬物理量。

（二）對“光”物質的認識

新觀點：“光子”的傳播速度不等同于“光（電磁波）”的傳播速度。

大家知道，在電場作用下通電導體內電子的“漂移速度”約為10-4米/秒左右，但這并不是“電流”的傳輸速度，電流的傳輸速度則等于電磁波傳播速度30萬公里/秒?！半姶挪ā睂嵸|上是攜帶著“電子能量”以30萬公里/秒的速度傳播的“波動場”。

如此相似，雖然“光波”的傳播速度為30萬公里/秒，但“粒子光子”的傳播速度卻是不確定的，它可以小于、等于或大于30萬公里/秒，以30萬公里/秒速度傳播的是攜帶“粒子光子能量”的“波動場”的傳播速度。

（三）對“磁”物質的再認識

1．新觀點：“磁”物質是組成宇宙物質的最小和最基礎物質，或稱宇宙“本底物質”。

在某種條件下，通過“磁”物質單體或稱“磁子”之間的勾連組合，而逐級生成了各種能量級別的“基本粒子”?！按抛印本褪浅依碚撍枋龅淖罨镜摹跋摇薄?/p>

2．新觀點：宇宙空間中存在著無窮多的自由的“磁子”物質，它們形成了能傳承多種能量的“磁子場”。

光子、電子和其它基本粒子的能量都是靠“磁子場”傳遞的。

3．新觀點：“磁子場”也同樣能實現在宇宙大尺度空間上星體、星系之間能量和信息的傳遞。引力也是由“磁子場”傳播的。

如果真有“引力子”存在的話，其“引力能和信息”也是要由“磁子場”傳遞。因此恒星與行星之間的引力不需要單獨的“引力子”的親自傳遞，只要恒星與行星之間存有巨量的“磁子”物質，通過巨量“磁子”之間的“環環相扣”，就會形成一條無形的“磁繩”，將恒星與行星緊緊牽??！這就是星際間“引力”的實質。如下真實圖1。

4．新觀點：“磁場”的極性是由“磁子”的流動方向決定的。

具有“N、S”極的磁棒，其一端流進“磁子”，另一端流出“磁子”，形成一閉合環路即“閉合狀磁力線”。如果設定其流進“磁子”的一端為“S極”；那么流出“磁子”的另一端則為“N極”（如示意圖2）。因此所謂的具有兩種不同極性的“磁單極子”不存在，永遠不會找到！

“仁者見仁；智者見智”，愿以上新思維、新觀點能成為你我他在物理學領域創造奇跡，開辟真理之門的鑰匙，在21世紀迎來物理學理論另一個新飛躍。

（若想系統理解“新思維”整體構思內容，請閱讀“（下）”篇：《揭秘“超弦理論、M理論”的實質》）。

作者簡介：

李樹松，男，山東煙臺毓璜頂醫院圖書館副研究館員，發表論文多篇。