宇宙本源

郭石雄

【摘 要】宇宙的本源是空間，而廣闊的宇宙空間是由無數“微空間”緊密結合而成，光子、物質是微空間被無限壓縮的產物，微空間、光子與物質是可以相互轉化的。

【關鍵詞】微空間；光子；物質；自旋；時間；黑洞；宇宙大爆炸

0 引言

空間是什么，時間又是什么？物質是什么，能量又是什么？物質與能量間有什么關系？力是如何傳遞的？自旋和自轉有什么不同？黑洞和中子星有什么區別？宇宙是如何形成的？這些我們都可以從宇宙最基本的結構“微空間”談起。

1 微空間

就像大海是由無數水滴組成的一樣，我們宇宙那看上去空無一物的虛空也是由無數“微空間”所組成的。

微空間是最小的物質單位，也是最小的能量單位，它有幾種不同的存在狀態：

混沌態：此時的微空間不受外力，體積膨脹到了極限，此時微空間內部各部位屬性都一樣，就像一盆靜止不動的水。

陰陽態：此時微空間受外力影響，體積縮小，出現了順時針旋轉的“陽氣”和逆時針旋轉的“陰氣”，在微空間內部形成具有明顯差異的陽極區與陰極區，就像一盆水出現了一個順時針旋轉的漩渦與一個逆時針旋轉的漩渦。

陰氣與陽氣：無形無質，是構成微空間的根本，是微空間在體積縮小時內部出現的旋轉方向相反的“氣旋”（并非氣旋，只是與氣旋類似的場），微空間內部可形成等量的陰氣與陽氣；我將順時針旋轉的氣旋稱為陽氣，逆時針旋轉的氣旋稱為陰氣。不同微空間，陰氣與陰氣或者陽氣與陽氣互相排斥；陰氣與陽氣互相吸引。陰氣與陽氣就像順時針旋轉的龍卷風與逆時針旋轉的龍卷風，陰氣與陽氣的實質是一樣的。

光態：此時的微空間體積高度縮小，陰氣與陽氣完全分離并分立兩邊，且有部分陰氣和陽氣以極限速度自旋，并以光速做直線運動，其運動方向垂直于自旋方向。就像一盆水中的兩個漩渦已經達到了最大轉速。

物質態：是微空間的一種存在狀態，在微空間體積縮小到光態后，受外力影響，體積繼續縮小一倍，出現陰氣包裹陽氣或陽氣包裹陰氣的狀態，就像一盆水大漩渦內部還有旋轉方向相反的小漩渦。

微空間可以膨脹，也可以被壓縮，微空間體積越大，收縮或膨脹的速度越快，其最大速度為光速。在體積形狀發生變化時，微空間的總能量不發生變化，但是會改變能量的存儲狀態。微空間在混沌態時，以“空間能”的形式存在；在非混沌態時，以“空間能”和“極差能”的形式存在。

空間能：物體只要具有空間屬性就具有空間能，所占據空間越大其所具有的空間能越多，一個混沌態微空間所占據的空間體積為一空間能。

極差能：當微空間所占據空間縮小時，即微空間由最原始的混沌態轉變成陰陽態時，微空間的空間能減小，微空間出現旋轉方向不同的陰陽兩極，微空間內部陰氣與陽氣旋轉所具有的能量就是極差能。極差能是不穩定狀態，若外力消失，陰氣與陽氣將很快停止旋轉使微空間體積膨脹最終變成混沌態。

微空間與微空間之間有力的傳遞，但是沒有能量的傳遞。微空間通過接觸傳遞力的作用，且微空間體積越小傳遞的作用力就越大，外力對微空間的影響是：改變微空間的體積形狀，使得微空間的能量存儲狀態發生改變。

混沌態微空間是靜態微空間，非混沌態微空間是動態微空間。混沌態微空間受外力影響體積縮小時，會產生順時針旋轉的陽氣與逆時針旋轉的陰氣，這旋轉的陰氣或陽氣就像在地面滾動的輪子一樣，會使微空間從開始所處的空間位置向另一位置移動，而且微空間縮小的體積越多，極差能越大，移動的速度就越快，當微空間體積縮小到光態微空間時，微空間則能以光速移動。

2 光子

光子可以是單一的光態微空間，也可以是眾多光態微空間的聚合體，在我們的宇宙中，更常見的是“聚合光子”，所謂聚合光子就是一個光子由眾多光態微空間緊密結合而成。

光子能以光速運動，并能高速自旋，這是由光態微空間的結構所決定的。如圖1所示，取一個光態微空間的兩個切面觀察，一個是光子垂直運動方向切面，一個是光子平行運動方向切面。

圖1（a）中灰白色區域表示做順時針旋轉的陽氣，黑色區域表示做逆時針旋轉的陰氣，圖中所占面積的大小表示陰氣與陽氣旋轉范圍的大小與旋轉速度大小，即越靠近陰氣或陽氣的尾部（體積小那頭），陰氣或陽氣的量越少，旋轉時的線速度越小，越靠近陰氣或陽氣的頭部（體積大那頭），陰氣或陽氣的量越多，旋轉時的線速度越大。光態微空間內陰氣與陽氣旋轉速度不斷變大，在達到最大值后又開始變小，之后做旋轉方向相反的轉動，旋轉速度同樣由小變大再變小，周而復始，形成了光子的自旋。

圖1（b）是光子平行運動方向切面，取的是陰氣與陽氣頭部處的切面，圖中上半部分是做順時針旋轉的陽氣，下半部分是做逆時針旋轉的陰氣。陰氣與陽氣的快速旋轉，就像輪子在地面滾動一樣，陰氣與陽氣的轉動使得光子能夠發生運動，而且是以光速運動。光子以光速C在陰陽態微空間中運動時，只受前進方向的作用力，因為微空間傳遞力的速度也為光速C，其他方向的力永遠沒機會追上光子，光子受外力作用，體積不變，極差能不變，永遠以光速C向前運動，直到光子與其他光子或物質相撞擊。

一般來說光沿直線傳播，不過光子前進的路徑也可以不是直線的。假設光子向下運動時，左邊有一顆星球，右邊很遠一片空間都不存在物質，那么光子左邊微空間的體積會比右邊微空間更小些，變形能力也更弱些，這將導致光子左邊前進速度略小于右邊，這將導致光子向左偏轉。在我們的宇宙中光子從高質量恒星旁經過時會向恒星偏轉，就是光子兩邊微空間體積有差異的結果，光發生折射現象也是因為微空間體積有差異的結果。

光具有波動性。光的波動性并非光子的前進路徑，而是光子對周圍微空間的影響。光子具有自旋屬性，在光子自旋時，即光子內陰氣與陽氣的空間位置發生變化時，光子周圍的微空間也會相應的變化，與光子自旋周期保持一致。取光子平行運動方向的一個平面來觀察，假設時刻1在該平面光子陽氣最多，時刻2陰氣最多，時刻3又是陽氣最多，那么光子周圍微空間也會出現陰氣最多→陽氣最多→陰氣最多這種周期性變化，雖然這種變化總會落后光子一點點，但是在光子的運動方向，這種周期性變化卻是不斷出現的。光子周圍微空間這種周期性變化就是光的波動性。

單元氣光子的波長是最大的，因為它的自旋速度最小，多元氣聚合光子自旋速度變大，波長也就相應的變小了。多元氣聚合光子波長變小，完全可以看成是波的疊加，即把多元氣聚合光子拆分成多個單元氣光子，每個單元氣光子在前進時都會形成一個波，把這些波疊加就是多元氣聚合光子運動時的光波波長。

光子具有粒子性。光有粒子性，首先，是光子具有空間體積；其次，是光子高度壓縮，變形能力差。光子或微粒子在我們所知的虛空中前進時，是不斷與陰陽態微空間接觸的，不過這些陰陽態微空間能很快變形讓光子或微粒子通過，但是光態微空間與物質態微空間卻難以發生形狀的改變，于是兩個微空間互相阻礙對方前進，因為光態微空間與物質態微空間一樣具有阻礙作用，所以光子具有粒子性。

3 物質

目前，我們對物質的定義是：物質是質量的空間分布，是構成宇宙間一切物體的實物和場。所有可以用肉眼看到的物質都是由原子組成，而原子是由互相作用的次原子粒子所組成，其中包括由質子和中子組成的原子核，以及許多電子組成的電子云。

科學界普遍認為電子、質子和中子是不可再分的基本粒子，我認為電子、質子與中子都是由眾多的物質態微空間聚集結合而成，是物質態微空間能穩定存在的幾種種不同結合方式。

光態微空間內陰氣與陽氣的最大旋轉速度為光速，但是只有少部分陰氣或陽氣達到了最大速度，陰氣與陽氣間還能相互轉化；而物質態微空間內所有陰氣與陽氣的旋轉速度都達到了最大值，陰氣與陽氣不能互相轉化。陽氣包裹陰氣做順時針旋轉形成正物質態微空間，陰氣包裹陽氣做逆時針旋轉形成負物質態微空間。

單個的物質態微空間不能穩定的存在，必須是一個正物質態微空間與一個負物質態微空間結合，或者一個正物質態微空間與兩個負物質態微空間結合，或者一個負物質態微空間與兩個正物質態微空間結合。不過兩個或三個物質態微空間結合在一起，在我們的宇宙中也是不能穩定存在的，很容易受周圍陰陽態微空間影響膨脹體積變成兩個運動方向相反的光態微空間。

物質態微空間的三種基本組合可以看成是三種不同的半穩定個體，大量這三種最基本的組合結合在一起時就可以形成電子、質子與中子。

4 質能轉換

微空間可以有多種不同的存在狀態，在特定條件下，微空間的各種狀態是可以相互轉換的。1905年，愛因斯坦提出：物質的質量和能量可以互相轉化，即質量可以轉化成能量，能量也可以轉化成質量，寫成公式就是E=mc^2。不過愛因斯坦并未說明物質和能量是如何轉換的，在這我用光態微空間和物質態微空間加以說明。

當帶電性質相反的正負電子互相吸引，最終撞在一起時，正負電子最外圍的物質態微空間也將緊密接觸。正負電子表面那屬性相反的物質態微空間緊密接觸，將使得原本受力平衡的物質態微空間無法繼續保持平衡；物質態微空間在前進方向受阻，而體積又不能繼續縮小的情況下，陰氣與陽氣分布情況將發生改變，使微空間向著與碰撞方向垂直的空間膨脹，遠離受力大的地方，并最終變成光態微空間。正負電子對的碰撞將產生兩個運動方向相反的聚合光子，質量轉化成能量。

光子可以由物質態微空間轉變而來，同樣光子也可以轉變為物質態微空間。比如，當兩個光子在宇宙空間中相向運動并發生相撞時，光子在前進的方向受阻，那些一直追著光子的外力終于有機會作用在光子上，促使光子繼續縮小體積，變成陽氣包裹陰氣和陰氣包裹陽氣的正負物質態微空間。之后正物質態微空間與負物質態微空間結合在一起，做繞接觸面旋轉的圓周運動。光子碰撞是能量轉變成物質的過程。

在我們的宇宙空間中，兩個光子相撞的可能性是非常低的，但是在太陽內部，在中子星內部這種存在海量光子的空間，光子相互碰撞的可能性就很高了，在宇宙形成初期，更是光子不斷碰撞結合的一個時期。

5 自旋

自旋是物體狀態有規律的改變，使得物體看上去就像在做自轉一樣，這種狀態發生周期性變化而位置不發生移動的現象就是自旋。

自旋是微粒子的特有屬性，微粒子的自旋類似于如霓虹燈。霓虹燈發光從紅變黃再變綠接著再又變紅，燈光顏色發生了周期性變化，但是燈相對于固定它的物體并沒有移動。

假設我們用無數霓虹燈繞我們的地球赤道1圈，每個霓虹燈都按照赤、橙、黃、綠、藍、靛、紫的順序發光，那么在外界看來，就好像霓虹燈在繞地球赤道轉動一樣，而且這運動速度還能超過光速。

光子有自旋，其自旋量子數為1，在這以圖1中光子光子垂直運動方向切面加以說明。

如圖1所示，光子中陰氣和陽氣的尾部（所占面積較小那頭），轉動的線速度較小，很容易被陽氣和陰氣同化做轉動方向相反的旋轉，轉動線速度也由小變大，達到最大值后又開始變小，最后被再次同化做轉動方向相反的旋轉。即元氣內的陽氣與陰氣不斷重復這樣一個過程：順時針旋轉→順時針旋轉線速度達最大值→順時針旋轉速度變小→順時針旋轉線速度達最小值→逆時針旋轉→逆時針旋轉線速度達最大值→逆時針旋轉速度變小→逆時針旋轉線速度達最小值→順時針旋轉。光子內部陰氣與陽氣的周期性變化使得光子雖然沒有旋轉，但是和光子旋轉一圈效果是一樣的。

電子有自旋，其自旋量子數為二分之一。這是因為電子是由中三種最基本的物質態微空間組合而成，且電子最外層“負正負”組合的物質態微空間較多。正負結合的物質態微空間必須轉動一圈即360°后看起來才完全一樣，而負正負結合的物質態微空間只需轉動半圈即180°后看起來就完全一樣了。

電子自旋1圈，負正負結合的物質態微空間與正負結合的物質態微空間，只是轉動了半圈，負正負結合的物質態微空間轉動半圈就與轉動前性質一樣，但是正負結合的物質態微空間卻沒有，正負結合的物質態微空間必須轉動1圈才能與轉動前性質完全一樣，這使得電子自旋1圈后，電子各部位的狀態與自旋前并不一致，只有當電子自旋2圈后，電子各部位的狀態與自旋前才能保持一致。是以電子有自旋，但是電子的自旋量子數為二分之一。

6 時間

時間是物理學中的七個基本物理量之一，從廣義上講，時間是決定個體事物性質的抽象概念。我認為時間是微空間變化的產物，是對物質、能量變化的量度。時間可以加速，可以減慢，可以靜止也可以倒流，時間具有空間的相對性。

在相對論中，時間與空間一起組成四維時空，構成宇宙的基本結構。時間與空間在測量上都不是絕對的，觀察者在不同的相對速度或不同時空結構的測量點，所測量到時間的流逝是不同的。廣義相對論預測質量產生的重力場將造成扭曲的時空結構，并且在大質量（例如，黑洞）附近的時鐘之時間流逝比在距離大質量較遠的地方的時鐘之時間流逝要慢。

質量產生的重力場將造成扭曲的時空結構，這是大質量物體周圍微空間的體積要比距離大質量較遠的地方的微空間體積小，變形能力差，在大質量物體周圍光子走過相同路程所花費的時間要更多。在人們的認知中，光在真空中的傳播速度一樣的，而大質量物體附近的空間也可以算作真空，在觀測者看來光在兩處地方通過相同距離所花時間長短不一，于是會得出大質量（例如，黑洞）附近的時鐘之時間流逝比在距離大質量較遠的地方的時鐘之時間流逝要慢的結論。

我們能感覺到時間的流逝，是因為有日月交替，有生老病死，有各種事物的相對變化。當把一個人關在小黑屋時，這個人很難知道時間到底過了多久，這就是外物讓我們對時間的流動有了一個參考。假設我們周圍所有物體運動的速度都變慢一倍，包括光的速度，那么地球自轉一圈的時間要翻倍，人們邁動一下步子的時間也要翻倍，所有事物的變動都要花原來一倍的時間才能完成，那么對外界的觀察者來說，我們的時間流逝是否變慢了一倍呢？

日月交替、生老病死等能讓人感覺到時間流逝的現象，都是微空間狀態發生變化的結果。假設一個空間內，從時刻1開始，所有微空間狀態不再變化，即所有物體間沒有空間的相對變化，沒有能量的傳遞與變化，也沒有力的傳遞，直到時刻2微空間恢復相互影響。那么在這空間外的觀察者看來，那處空間從時刻1到時刻2處于靜止狀態，起跳的人能靜止在半空，光也不能從A點照射到前方不遠的B點，這難道不是時間靜止？

電影中可以讓發生的事情逆運轉，觀眾會認為電影拍了一個時間時間倒流的橋段。假設我們周圍空間所有物質、能量也能發生逆運動，比如，河水倒流、光也逆向運動回光源處，那么破碎的杯子也能由碎片逆運動成一個完好的杯子，杯子還會還原成泥土等。空間內所有物體發生逆運動，導致破鏡重圓、返老還童，這難道不是時間倒流？

我們宇宙中物體狀態的改變，都是微空間相互作用的結果，是力的傳遞以及能量的傳遞與轉化。各物體間空間位置的改變以及狀態的改變，才使得時間的存在具有意義。一個空間內所有存在永恒不變，那就是時間靜止；空間內所有存在逆向運動，那就是時間倒流；空間內所有存在運動速度同步加快或減慢，那就是時間加速或減速。

時間具有空間的相對性。我們會觀測到大質量物體周圍時間會變慢，是因為大質量物體周圍所有物體運動的速度都變慢了，而宇宙其他地方（比如，各星球的相對運動）物體的運動速度并未發生改變，且物體運動速度的改變并沒有其他事物對物體做功。目前我們以時鐘等工具作為時間統計的工具，時鐘在不同空間轉動的速度不一樣，或者說我們宇宙中很多地方的時間流逝不一樣，但是對整個宇宙來說流逝過的時間都是一樣的。

時間是微空間發生變化的產物，一個系統空間內光等微粒子相對運動的速度決定了該系統空間時間流逝的速度，時間的一個重要作用是方便對物體變化的描述。

7 黑洞與宇宙大爆炸

黑洞是現代廣義相對論中，宇宙空間內存在的一種密度極大體積極小的天體。黑洞的引力很大，使得視界內的逃逸速度大于光速。黑洞是時空曲率大到光都無法從其視界逃脫的天體。

目前，科學界認為，黑洞的產生過程類似于中子星的產生過程：某一個恒星在準備滅亡，核心在自身重力的作用下迅速地收縮，塌陷，發生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止，被壓縮成一個密實的星體，同時也壓縮了內部的空間和時間。但在黑洞情況下，由于恒星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去，中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末，剩下來的是一個密度高到難以想象的物質。由于高質量而產生的引力，使得任何靠近它的物體都會被它吸進去。

我認為黑洞密度并不比中子星密度大，而是體積要比中子星大，中子、中子星與黑洞的密度都是一樣的。說黑洞與中子星有相同的密度，是因為物質態微空間是體積最小的微空間。物質態微空間與物質態微空間接觸時作用力的大小是一樣的，不會隨著物質態微空間的增多而作用力變大，微空間與微空間只有相互接觸才有力的傳遞。中子星內部的引力與黑洞內部的引力是一樣的，都達到了物體間相互作用力的最大值，物體間相互作用力的大小是有極限的。

前面說了，光子從大質量物體旁經過時，運動方向將向大質量物體偏轉，光的速度也會變小。光的這種變化是因為大質量高密度物體附近的微空間體積要比遠處虛空微空間的體積更小，且越靠近大質量高密度物體的微空間體積越小，變形能力越差。光子在高密度物體旁經過時方向會發生偏轉，偏轉程度與物體體積有關，或者說與物體周圍微空間的量有關。光子在中子旁經過時，光子在中子旁走過的路程極短，只有中子周圍極少數的微空間與光子接觸，光子方向改變的量極小；光子在中子星旁經過時，則有無數微空間促使光子方向發生偏轉，此時光線偏轉的幅度能很容易被我們觀測到；黑洞周圍能促使光子方向發生偏轉的微空間更多，光子最終還會落入黑洞中。

圖2為中子星體積不同時，光子的運動情況。在中子星體積較小時，光子能遠離中子，但是其運動軌跡并非直線；在中子星體積很大時，光子也做遠離中子星的運動，但是受外界微空間影響，光子的方向不斷發生偏轉，最終又落到了中子星上，這種體積大到光子也不能逃脫的中子星就是黑洞。

圖2 光子與中子星

中子星有非常高的自轉速率，周期從毫秒脈沖星的700分之一秒到30秒都有。但是中子星自轉時，表面線速度不可能超過光速，也就是說當中子星體積大到一定程度后，中子星自轉的角速度只會隨著中子星體積的增大而減小，當宇宙中所有物質結合在一起形成一顆超大體積中子星時，這中子星的角速度是非常小的。

中子星若與中子星碰撞，將會發生劇烈的爆炸。中子星的碰撞類似于正負電子對的碰撞，正負電子相互吸引會發生接觸，中子星也可以相互吸引而接觸。當兩顆中子星發生碰撞時，兩顆中子星互相阻礙對方的前進，這將促使所有物質態微空間的運動狀態發生改變，而中子星內部卻沒有改變的空間，這種需要改變卻無法改變的狀態將使得物質態微空間向光態微空間轉變，即物質轉變成能量。中子星的碰撞將使得大部分物質轉變成光子，中子星內部作用力絮亂使得中子星發生大爆炸。

我們宇宙的形成是從兩個超大質量黑洞碰撞開始的。兩顆在虛空漂泊的黑洞，在某一時刻外圍微空間相互接觸了，于是兩黑洞間有了力的傳遞，相互吸引最終發生碰撞，黑洞的碰撞形成了恐怖的大爆炸，宇宙也從這一刻開始演化。

8 結論

宇宙最基本的組成單位是微空間，微空間可以有混沌態、陰陽態、光態和物質態幾種存在狀態，且各狀態之間是可以相互轉換的。能量、物質都是由微空間組成，在一定條件下物質和能量可以相互轉化。微空間內陰氣與陽氣的存在，使得各物體間存在相互作用力，且力可以通過微空間的接觸傳遞，陰氣與陽氣的存在也使得各微粒子具有自旋屬性。時間是微空間發生變化的產物，只有空間內的存在有變化時時間才具有意義。中子與黑洞都是由物質態微空間組成，只不過是黑洞體積比中子大得多而已。我們宇宙是兩個黑洞碰撞后發生大爆炸形成的。

[責任編輯：王楠]