評北師大趙崢教授的量子疑難觀　　

----21世紀新弦學概論（3）　　

照幾　　

摘要：什么叫“量子”？就是（△E）（△t）=h和（△J）（△L）=Q的聯立，它們不能分開；分開就不完整，也不完備。龐加萊猜想完整和完備了從宏觀到微觀分立物體或量子的形象：球與環兼備，既能擴散，也能收縮?！　?/p>

關鍵詞：量子疑難 新設計 龐加萊猜想　　

一、什么為量子疑難觀　　

　2011年3月3日　《南方周末》發表北京師范大學物理系教授趙崢先生的文章《霍金的“新設計”》，其中表達了一種在我國帶普遍性的量子疑難觀；筆者同意作者說的這應值得探討。　　

趙崢先生的文章是這樣說的：“著名的量子論專家也說：有人告訴我他懂得量子論。他錯了，我敢說世界上還沒有一個人真正懂得了量子論”?！　?/p>

“世界上還沒有一個人真正懂得了量子論”，這就是“量子疑難觀”。趙崢教授是贊同這位著名的量子論專家的觀點的，他列舉了4條證據：　　

A、我們宇宙中的物質是和時空一起創生的，在創生的初期，由于存在猛烈的物質漲落和時空漲落，量子效應起主導作用。然而，如何把量子論和彎曲時空（即廣義相對論）結合起來卻是十分困難的事情。到現在為止，雖然學術界在電磁場、電子場等各種物質場的量子化中取得了極其成功的進展，但引力場量子化的工作卻遇到了意想不到的巨大困難?！　?/p>

B、到目前為止，所有試圖把引力場量子化的理論（包括超弦和圈量子引力理論）都存在問題?！　?/p>

C、在物理學發展過程中，量子論引起的疑義始終多于相對論。量子論留給了人們太多的爭議。愛因斯坦曾經說過，我思考量子論的時間幾乎是思考相對論的100倍，但是我還是不清楚什么是光量子?！　?/p>

D、在對宇宙創生和宇宙初期演化的研究中，霍金也只能應用尚不成熟的量子宇宙學和量子引力理論。他試圖邊對宇宙進行研究，邊發展量子引力理論，這就增加了科學研究成果的不確定性?！　?/p>

趙崢教授以上的意思，就是說發展了近一百多年來的量子論，也都還不成熟。這與郭漢英先生生前經常宣傳的“科學不成熟觀”相似。但趙崢教授與郭漢英教授還有一些區別：郭漢英教授較絕對，類似主張打倒重來；而趙崢教授說得較靈活，他說：“不過，人類探索自然的過程，一般都是這樣進行的。開創性的發現大都是在不十分成熟的條件下取得的”。并且趙崢教授還主張：“如何解決，確實是一個需要研究的問題”；因為“對當代自然科學前沿有所了解的哲學家，幾乎是鳳毛麟角。這一現象肯定會影響哲學的發展。當然，現代科學技術發展迅猛，要求每一位哲學家了解其中的精髓也是勉為其難的事情。這個問題需要解決，否則哲學不可能健康發展”?！　?/p>

郭漢英教授和趙崢教授都是我國科學殿堂內的著名理論物理學家，作為門外漢，我們評論什么也沒有用。但我們已逐漸認清，近一百多年來的理論物理學發展，科學家是需要有才能的；但才能是沒有最大才能的，任何最大才能類似都要分開。因為才能的實踐環境是有學派標簽的，學派一般分為主流和非主流兩類。在一個類似具體的量子論或相對論原理的觀點上，一個人不可能既是主流觀點宣傳的賣力者，又是非主流觀點宣傳的賣力者。這里我們不說主流和非主流觀點的正錯，所以即使一個人有最大的才能，他的才能在整個全局中也是減半的。即使一些人的觀點，既是主流又是非主流兩類都包含有的認識，但站在一個學派實踐的立場上，他們的最大的才能被分成兩半，兩半中又各自減一半，合起來在全局也只有一半?！　?/p>

其次，才能的實踐要面對國內和國際學派的環境，所以為具體的國家需求服務，即使科學殿堂內的理論物理學的學派主流和非主流，在國內和國際某些時期并不一定是同步的。例如在國內是主流，在國際是非主流的情況也有。因為理論物理學和工程物理學不同。工程物理學是跟成熟的技術跑，造原子彈、氫彈，是以造出原子彈、氫彈為準，不是以造不出為準。理論物理學就不一定是這樣，主流一般是跟國家的。當然科學實踐是有客觀標準的。所謂的“李約瑟難題”，像是站在國際主流的立場上說的話。如不用兩重標準，今天“李約瑟難題”也許仍高懸我國。所以是郭漢英教授和趙崢教授極力反對的，即應該站在國內主流的立場上說話，這也許包括超弦和圈量子引力理論、量子論和彎曲時空的國際主流科學都不成熟。而且這也許是我國科學殿堂內外的大多數人都贊同的。但今天沒有了李約瑟難題，如果不是兩重標準，過去也沒有。但主流帶來的后果真先進，丘成桐、李政道等一些院士也不一定贊同。丘成桐要回國來宣傳超弦理論和龐加萊猜想，李政道要回國內來宣傳夸克---膠子等離子，不是多余？國家建設需要先進科學技術，而這需要類似大型強子對撞機科學實驗的支持?！　?/p>

我們希望李約瑟難題今天和過去，是不存在的。因為在國內科學殿堂外，也許在國際主流探索之前或者同時，就有中國人的身影，但他們不在國內需要的主流內，加之不熟悉外文等障礙，以及個人收入不高或能夠支助者也不懂國際主流的行情，事情自生自滅也就過去了。　　

二、李政道和丘成桐的優勢　　

21世紀時代畢竟不同，2006年在北京國際弦理論大會上，丘成桐先生提及弦理論已經到了重大的革命性的前夜時說，中國在這個領域進行研究的人非常少，還不如印度和韓國的多。丘成桐先生非常焦慮，認為研究弦理論需要在物理、數學上下功夫。　　

如何下功夫？2006年國際弦理論大會之前，在北京舉辦的中美高能物理未來合作研討會上，李政道的報告認為，解決諸如質量起源、電荷本質、量子引力、基本粒子世代重復之謎等，必將引發新的物理學進展。實際上李政道先生揭示的是，在整個輕子方面可能存在著一個以前從未揭示過的分立對稱性及其破壞，導致中微子相互作用的本真態和質量本真態相聯系的映射矩陣與中微子的質量矩陣之間建立起非常確定的聯系。李政道的這項研究密切關系到質量起源的問題，意義非同尋常?！　?/p>

因為在宇宙誕生之初，物質是一種超熾熱、極致密的東西，由一些被稱為夸克和膠子的粒子組成，它們到處亂跑，橫沖直撞。加上少量的電子、光子和其他較輕的基本粒子，這種混合物的溫度比太陽核心還要熾熱10萬倍以上。人們把這種混合物稱為夸克—膠子等離子，因為混合物的行為類似一團超熾熱等離子體的帶電粒子氣體，就像閃電內部的氣體一樣。類似普通氣體在迅速膨脹時會冷卻一樣，隨著宇宙膨脹，溫度直線下降，夸克和膠子的速度大為減慢，以致其中一部分開始能暫時地粘連在一起。將近10微秒時間流逝之后，夸克和膠子被它們之間的強作用力捆綁在一起，永久地囚禁在質子、中子和其他強相互作用粒子之中。類似液體水凍成冰的相變，物質屬性的這種突然改變也被稱作相變。　　

宇宙的這場相變，在北京高亮度正負電子對撞機上的實驗以及未來的極高能量電子直線對撞機上的實驗，通過把重原子核對撞在一起，創造出短暫釋放夸克和膠子的微型大爆炸，也許能觀察到從質子和原子中釋放出來的夸克和膠子。目前發現這種奇異物質的行為，類似一種液體，而不是氣體。它們處于一種集體的準自由態，類似宇宙最初幾微秒內的物質一樣。從最初的夸克—膠子混合物轉變成平凡的質子和中子，原初那片粒子海洋遺留下來的“水滴”，就是今天由質子和中子構成的每一個原子核。它們是微小的亞原子囚室，夸克在其中左沖右突，卻被永遠囚禁；即使在劇烈碰撞中，夸克看似就要脫韁而出，新的“墻壁”又會形成，將它們繼續禁錮在一起?！　?/p>

20世紀末之前揭示的夸克幽禁、暗物質、對稱破缺、真空性質之謎，發展出的大統一理論、超對稱、超引力、超弦理論等，盡管人們試圖以此解釋宇宙演化成目前高度有序狀態的過程，了解夸克和膠子所涉及的基本作用力；我們也期望通過中美高能物理合作和其他國際合作，在探索電弱對稱性破缺機制、質量的起源、超對稱性的存在性和破缺、物質和反物質的不對稱性等基本前沿研究方面取得成就，但是中微子相互作用的本真態和質量本真態相聯系的映射矩陣與中微子的質量矩陣之間，建立的非常確定的波粒二象性，仍然聯系從宏觀到微觀物理學的雙縫實驗的判據，這涉及龐加萊猜想與不確定性原理的等價問題?！　?/p>

三、龐加萊猜想引出質能先驗與經驗圖像　　

龐加萊猜想是：單連通的三維閉流形同胚于三維球面。后來被推廣為：任何與n維球面同倫的n維閉流形必定同胚于n維球面。例如，一個無孔的橡膠膜相當于拓撲學中的二維閉曲面，而一個吹漲的氣球則可以視為二維球面，二者之間的點存在著一一對應的關系，同時橡膠膜上相鄰的點仍是吹漲氣球上相鄰的點，反之亦然。龐加萊猜想最簡單的學術描述是：一個封閉的三維空間，若其上的每條閉曲線都可以連續收縮到一個點，那么從拓撲結構上看，這個空間是否就是一個球面?！　?/p>

這個猜想要追求嚴格，能量和物質的先驗與經驗圖像就有兩個分岔：如果這個汽球只是一個長形的，或者球形的，那是可以做到的。但是，如果這個汽球是一個救生圈的形狀，那就不行。因此要求的汽球，它的形狀雖然可以隨意，但是，里面的任何一根封閉的曲線，或者說繩套，都不會繞過一根類似柱子這樣的東西，或者說，這個汽球看上去沒有“孔”，不象救生圈那樣，可以把一個頭伸進去。這樣的汽球，數學家起了一個名字叫“單連通”。所以龐加萊猜想引出兩個能量和物質的先驗與經驗圖像：類似球體（簡稱類點體）和類似圈體（簡稱類圈體）---這對于任何正、負、虛、實、零五元數的時空都是適用，所以成為幾何、數學和物質思維中的超驗客體，為21世紀的球量子與環量子之爭所注意。這是其一。　　

其二，龐加萊猜想把一個封閉的三維空間連續收縮到一個點，是把宏觀與微觀世界都包括在一起了，必然引來與海森堡的不確定性原理的等價性。而龐加萊猜想實際是用確定性表達的：即“一個封閉的三維空間，若其上的每條閉曲線都可以連續收縮到一個點，那么從拓撲結構上看，這個空間就等價于一個球面”。它的奧妙是：閉曲線是一個被分割的圖案，它指一種“間斷”；“連續”收縮指它的行為不間斷。兩者趨近于無窮小，能成立，就等價于三維球面。寫成數學表達方式：無窮小量間斷（J）乘無窮小量連續（L）=球面（Q）；或　　

（△J）（△L）=Q                      （3-1）　　

有人說，歷史上早就存在過光具有波動性與粒子性之爭。量子理論的核心基礎是小孔和雙縫實驗。量子力學是先有數學描述，后有物理解釋的。普朗克公式中的普朗克常數恒量ｈ，是普朗克仿效微積分的微商的辦法而假定的數。一開始普朗克常數是指波包的每一小份能量取決于它的頻率，而在頻率范圍內存在有許多平均速度的粒子或電子，并非像后來愛因斯坦把一個光量子當作一個光子或粒子來對待處理，把量子看成是一份一份地輻射。這是從某一點上來考慮的，因為瞬時有若干粒子同時輻射，我們就無法區分分辨那一點的空隙是多少？通過什么技術手段來制造？是否海森堡的《物理學和哲學》就認為：只觀察到了波動性，從來就沒有看見粒子呢？對于粒子性只在想象或概念中存在，我們不管，反正海森堡的測不準原理或叫不確定性原理，波與粒之爭，測雙縫時存在，測單縫時不存在。它的計算取其中一種是：無窮小量能量（對應點外空間）乘無窮小量時間（對應點內空間）=普朗克常數；或　　

（△E）（△t）=h                      （3-2）　　

比較上式（3-2）和上式（3-1），類似一個人的兩種行為和思維處理方法，它們形成一個棱錐形。式(3-2)類似棱錐形一端逃出勢阱聯系的擴散，式（3-1）類似棱錐形一端遇到障礙聯系的收縮，它們構成了從宏觀到微觀物質不可分離的特性，能夠解答從宏觀到微觀所有波與粒之爭的疑難。這里什么叫“量子”？就是（3-2）和（3-1）的聯立，它們不能分開；分開就不完整，也不完備。愛因斯坦說：“上帝不擲骰子”，他是主張“量子”為確定論的，實際是偏向式（3-1）一方。玻爾學派主張“量子”波與?；パa，是一種勢阱和隧道效應模型，而成為一種不確定論，實際是偏向式（3-2）一方的。由于理論物理學至今沒有提出龐加萊猜想與不確定性原理等價問題，所以到21世紀，在量子論和相對論已經產生的“場論”之外，還有不少專業和非專業人士不斷提出新的以太、暈輪、輪暈、一鍋鹽漬蘑菇湯、可壓縮流體、唯道等之類的介子模型場論，但這都不是根本的辦法?！　?/p>

量子論和相對論已經建立的場論，包含有一種“勢阱”方法的描述，但只有擴散力，沒有收縮力---各類基本粒子，有各類自己的“場”，已經夠多、夠擴散的了；但這只是一種單一的量子行為和思維處理方法，遇到障礙就不知如何處理。所以這些量子論和相對論的場論，是一些單一程序的類似沒有腦袋思維的場量子。龐加萊猜想完整和完備了從宏觀到微觀分立物體或量子的形象：球與環兼備，既能擴散，也能收縮?！　?/p>

四、宏觀粒子性勢阱解釋　　

人類在過去的一個世紀中，對物質結構組成的探索已經發現有五個層次：A、一切物質都是由原子構成的；B、原子是由電子包圍著的原子核組成的；C、原子核又是由質子和中子組成的；E、每個質子和中子被認為是由三個夸克組成的；E、雖然暫時還沒有證據表明，夸克和輕子有任何內部結構，但目前科學家普遍相信弦是組成物質的最基本單元；在極小的尺度下觀察，自然界的基本單元不是像電子、光子、中微子和夸克等等這樣的粒子，這些看起來像粒子的東西實際上都是一些小而又小的振動的弦的閉合圈（稱為閉合弦或閉弦），所有粒子都可由閉弦的不同振動和運動來得到，從本質上講，所有的粒子都是質地相同的弦。　　

1、先說勢阱。這些研究成果中的標準模型認為：輕子（像電子和中微子）、夸克以及將這些粒子捆綁在一起的電磁力、弱相互作用力、強相互作用力，構成一種類似山凹模型的“勢阱”圖相。把粒子比作汽車，相互作用力比作過山車軌道。在一條過山車軌道上，車子停在最低點。這種“勢阱”圖相都是原子層次以下的事情，海森堡不確定性原理不允許一輛過山車呆著不動。這輛過山車必須永遠地在最低點附近不停地運動?！　?/p>

這就使得車子的能量和質量的匹配，在五個層次變得很復雜和多樣。在第五個層次的閉弦能量與質量不相匹配，源于夸克和輕子雖然被看成是物質的基本粒子，但是它們還可能是由更小的東西組成的，這些小東西被禁閉在比質子的千分之一還要小的體積內，這妨礙了對有關它們內部結構的猜測。因為測不準原理在復合系統的大小和在其內部運動的任何組元的動能之間，確定了一種互遞原理；復合系統愈小，組元的動能就愈大。從這個原理可以得出，閉弦和開弦必須有很大的能量：它要高于一千億電子伏，還可能更大。這是因為對于質子及其夸克組元，由質子的有效半徑可以計算它的組元夸克的典型能量，結果發現，它和質子本身的質量是可以相比的。組元的能量一般是幾億電子伏，系統的總質量至少也是同樣的數量級，為產生夸克系統的激發態所需要的能量也是同樣的量級，被確認為質子激發態的強子在質量上要比質子大30%到100%，因此說，對原子、原子核和質子，系統的質量至少和組元的動能一樣大。由于閉弦和開弦的能量高于一千億電子伏，人們或許會猜測，它們所形成的復合粒子的質量會是幾千億電子伏或者更高。而實際上，已知夸克和輕子的質量要小很多。在電子和中微子的情況下，質量至少要小6個數量級。整體要比它的各部份的總和要小得很多?！　?/p>

2、再說勢阱的隧道效應。式（3-2）這個（△E）（△t）=h的海森堡不確定性原理是指，在量子力學里，如果時間確定是△t，就無法把能量（△E）測量得比△E=h/△t精確。反過來說，一個微觀粒子囚禁在勢阱中，如果勢阱變得不太高或不太寬，粒子能“借”到一些能量△E來越過勢阱，只要在時間△t=h/△E內把能量還回去，隧穿勢阱的可能性有的?！　?/p>

勢阱和隧道效應這兩點對宏觀物體來說，與微觀物體的區別是很明顯的。我們地球上的宏觀物體雖然也囚禁在“勢阱”中，但這個勢阱主要指自身和環境的引力和電磁力的相互作用，這也使得宏觀物體的能量與質量不相匹配：宏觀物體除含有本身的環境重力產生的引力勢能外，靜止的宏觀物體本身就只含有質量。按質能公式E=mc²比較，勢能與質量的不相匹配，使它自身難“借”到環境很大的能量。反過來，宏觀物體都是由原子、分子構成的，原子、分子之間自身的電磁力相互作用，倒能把宏觀物體分為固體、液體、氣體三類勢阱。固體這類電磁力勢阱，把原子、分子囚禁得很死，一般不能發生擴散。液體這類電磁力勢阱，對原子、分子的囚禁稍微放寬一些，使液體擴散能發生波動和流動。氣體這類電磁力勢阱，對原子、分子的囚禁更放寬一些，使氣體更能擴散發生波動和流動?！　?/p>

龐加萊猜想與不確定性原理存在等價，是由雙縫實驗證明的，具有廣泛的應用性。例如，把無孔的球和有孔的環這兩個不同的幾何圖相，映射雙縫實驗中的源、屏、監測器等三種約束。第一種情況來看宏觀粒子的勢阱性解釋?！　?/p>

源用粒子取子彈對應。屏是刻有兩條平行狹縫的裝甲板。監測器是收集子彈的小沙盒。用一挺機槍以固定速率射擊，子彈碰撞也不會分裂。在給定的時間內，P ₁是只有狹縫1打開狹縫2關閉時射到沙盒里的子彈的分布概率；P ₂是狹縫1關閉狹縫2打開時的概率；P₁₂是兩條狹縫都打開時的概率結果，這時子彈從哪條狹縫通過完全是隨機的。測量發現，兩條狹縫都打開時，每個盒子里面子彈的數目，是兩次只有一條打開而另一條關閉實驗時子彈數的和?！　?/p>

P₁₂= P ₁+ P ₂                       （4-1）

在這里，子彈這類固體勢阱雖然獲得了機槍給的動能和勢能，但比起子彈中的原子、分子之間自身的電磁力相互作用仍很小，所以子彈是不能擴散的，當然也無所謂收縮，除了運動的子彈對周圍的空氣產生沖擊振動而會有聲波外，方程式（4-1）并不會受它影響?！　?/p>

五、宏觀波動性勢阱解釋　　

第二種情況來看宏觀的波動性勢阱解釋?！　?/p>

源用波圈取掉進一個大水池的石頭產生的水波對應。屏是用一道有兩個缺口的堤壩。監測器是一排小浮標，隨著水波上下浮動，能測出水波在該點的總能量。水波從波源擴散到堤壩，在堤壩的另一面水波從兩個缺口向外擴散，觀察那排浮標，一定會有某些位置，從缺口1來的波的波峰與缺口2來的波峰相遇，引起浮標劇烈地上下運動。而在別的一些地方，從一個缺口來的波峰會遇到另一缺口來的波谷，這樣這些位置的浮標會一動不動。I₁是只有缺口1打開時波強的平滑變化。這條曲線與子彈實驗獲得的曲線P ₁非常相似。I₂是關閉缺口1開放缺口2得到的波強的平滑變化，它與子彈實驗獲得的曲線P ₂也非常相似。I₁₂是兩個缺口都打開時的波強變化曲線，但與用子彈雙縫齊開實驗時的曲線非常不同，它不等于分別用一個缺口打開時獲得的曲線I₁和I₂的和。　　

對于水波來說，在任意的給定位置水波的能量與這一點波浪的最大高度的平方成正比。如果把每秒鐘到達浮標的能量稱為“波強”，用I表示，波的最大高度記為h，其關系是：波強=高度平方，即　　

I=h²                              （5-1）　　

這里，與用子彈（球體）做的實驗，水波（環圈）的能量不是以確定大小的個體（小塊）形式到達監測器的，因此可以看出原始波的能量擴散了，而子彈在任何一個特定時間只能打到某一個特定的盒子里。I=h²的數學解釋是，沿探測器任何一點水面的波動幅度，是分別缺口1和缺口2來的波動幅度的和。如果把從缺口1來的波的高度記為h₁，從缺口2來的記為h₂，兩個缺口都打開時的記為h₁₂，最后的結果可以寫成：　　

h₁₂=h₁+h₂                         （5-2）　　

這幾個高度值可以為正也可以為負。這是根據相應的波動使水高與還是低于水平面而定。最后的強度I₁₂也叫“水波振幅”的平方：　　

I₁₂=h₁₂²                 （5-3）　　

也就是I₁₂=（h₁+h₂）²。這與缺口1打開，缺口2關閉實驗對應的水波強度的波動幅度的平方　　

I₁= h₁²                    （5-4）　　

以及缺口2打開，缺口1關閉的水波強度I₂的波動幅度的平方　　

I₂= h₂²                     （5-5）　　

都不同，I₁和I₂兩條曲線都沒有曲線I₁₂擺動得劇烈。因為兩個缺口都打開時的曲線I₁₂，不是兩個缺口分別的打開時強度分布I₁和I₂的簡單疊加。因為I₁₂=（h₁+h₂）²可以展開成　　

I₁₂=h₁²+2h₁h₂+h₂²       （5-6）　　

I₁₂不等于I₁與I₂之和I₁+ I₂= h₁²+ h₂²。對于波動（環圈），這種現象叫做干涉，不像用子彈（球體）把兩個單縫打開時的實驗結果加起來得到雙縫都打開的結果。其實，宏觀波動性與宏觀粒子性之所以不同，因為宏觀波動性是以能量勢阱為主的現象，而宏觀粒子性是以質量勢阱為主的現象。如果把水密封在子彈中，水的波動干涉現象也不復存在。這里水波動的環圈看似間斷，它之所以能連續地擴散和收縮，是因為這種能量勢阱是放在質量勢阱的“場”中的，即水波是在水場中，大水池及堤壩兩邊都是水；這水的勢阱由水池的邊界面積和重力等在約束，質量水場的場粒子的微單元是電磁力約束比固體小的分子、原子?！　?/p>

宏觀波動性勢阱與宏觀粒子性勢阱的共同點，是它們都在分子、原子層次之上，其中都存在是巨大分子、原子數目在電磁力和重力下的組合。子彈作為單獨的個體，自身不能擴散和收縮，和周圍“場”的聯系，和實驗要觀察的現象相差太遠。而水波的環圈作為單獨的個體，是鑲嵌在水的“質場”中，能擴散也能收縮；這和剛體的環圈也不同。即如果環圈現象與周圍“場”的組成層次聯系的更小單元分布沒有聯系，也會和子彈的情況類似。例如，繩子產生的波，或彈簧產生的波，除和周圍質量空氣“場”的組成層次分子、原子這種更小單元分布有聯系，而再產生的聲波外，是無法產生類似水波和水場那種雙縫的實驗的?！　?/p>

六、微觀波粒合一性勢阱解釋　　

有人說，雙縫干涉與小孔衍射和透鏡與棱鏡及電子、X射線衍射等的什么光環、帶、線都是一回事，都不是單個的粒子所能形成的；單個的粒子無論如何也不會形成波，單個粒子無論如何也是不能同時穿過兩個孔自己與自己相干涉---通過一個孔是一個粒子，當通過二個孔時粒子變成兩個了嗎？假如再用更多的縫來觀察呢？單個粒子同時通過雙縫而進行自我相互干涉說明了什么，具有可分性還是單個粒子嗎？　　

其實量子理論的難題，是人們不愿意用勢阱和隧道效應模型，統一解釋能量和物質的宏觀與微觀的先驗與經驗圖像；或者沒有把龐加萊猜想與不確定性原理等價，去統一解釋能量和物質的宏觀與微觀的先驗與經驗圖像。例如，以宏觀的粒子性和波動性來看微觀，由于微觀單獨的粒子和它周圍的場，到底是子彈類似的質量勢阱為主，還是水波類似的能量勢阱為主，或者還是兩者兼之，因為不能用肉眼或手直接去檢查，只能用實驗才能檢驗，反過來才能決定，所以與宏觀的常識矛盾就有所難免。我們來看第三種微觀的勢阱雙縫實驗：　　

源用未知是粒子或波圖像的電子對應；由一根發熱的金屬絲和一個電子能加速的電勢場組成，金屬絲發熱后能夠把電子“蒸發”出來。屏是一塊有兩條窄縫的薄金屬片。監測器是一塊表面有磷的屏幕，當有一個電子打到屏幕時，能發出一次閃光。這像子彈每次射進某一個小盒子那樣，而不是像水波那樣能量擴散開；P₁是只有狹縫1打開時的情形，P₂是只有狹縫2打開時的情形。這兩條曲線跟用子彈實驗時完全一樣，區別在第三次實驗P₁₂上，也就是兩條狹縫都打開時，這個結果就像用水波實驗得到的干涉圖案。這需要兩條狹縫中出現某種波動才能產生，因為它不是P₁和P₂的和。但電子又的確是像子彈那樣打到屏幕上的，所以電子這樣的量子物質同時具有波動和粒子運動的屬性。但又跟波和粒子不一樣。它是把宏觀中類似子彈質量球，水波能量圈及它周圍水波場，和繩子或彈簧振動波等圖像，都結合起來，產生的對應。　　

用龐加萊猜想與不確定性原理等價的解釋，不是簡單地說，因為龐加萊猜想三維球涉及的是宏觀，而連續收縮為一點，又涉及微觀問題，不確定性原理能解決電子的雙縫實驗問題，如果龐加萊猜想證明是完備的，應該也能解決---道理是這樣，但實際要復雜得多。我們要解釋的是為什么微觀粒子會有上面那三種對應？　　

首先，源用未知是粒子或波圖像的電子，它作為微觀的粒子，是分子、原子層次以下的粒子，它的質量和能量的匹配，就與子彈不同。其情況大致是：原子系統的總質量是10乘11次方eV，組元的動能是10乘35次方eV；原子核系統的總質量是10乘11次方eV，組元的動能是10乘7次方eV；質子系統的總質量是10乘10次方eV，組元的動能是10乘10次方eV；夸克或輕子系統的總質量是10乘10次方eV，組元的動能是10乘15次方eV。即電子勢阱組元本身的質量已小于匹配的能量。說穿了，它能發生“隧道效應”，即它能發生擴散。　　

這與水波圈相似。但也有三點不同。第一，它類似電磁場的傳播，是變化的電場產生變化的磁場，變化的磁場又產生變化的電場---這種圈套圈類似的循環，間斷又連續的擴散。不像水波的波圈的傳播，本身要依靠水池的水場水分子、原子等質量微單元作介質。電子勢阱組元本身的質量匹配能量，其周圍發生的“場”，是希格斯質量場。希格斯粒子用作質量的最小單位，是0.01乘10的-11次方GeV，我們稱為希格斯粒子質量微單元。變化的希格斯質量場類似圈套圈循環的電磁場，因此它不再依靠周圍空間類似電磁場等場源作傳播介質。　　

第二，它也不類似電場、磁場或者水場是滿狀的，也不像電磁波或者水波的傳播，其中的間斷與連續只有擴散運動，沒有線旋、面旋、體旋運動。　　

第三，不像電磁波或者水波的傳播是耗散的。水波和電磁場等的擴散，可以看成是到無限遠或能量耗盡為止。變化的希格斯質量場的擴散，類似繩子和彈簧的振蕩，振蕩完了，繩子和彈簧的質量并沒有變，耗散的只是外加的能量。電子勢阱組元本身質量匹配能量的“隧道效應”擴散，類似量子漲落，是△E）（△t）=h方程鎖定的，不是耗散振蕩。如果發生這類振蕩會破壞它的擴散，反而具有回收作用。　　

現在我們來看電子的小孔衍射實驗。電子從源發出，電子希格斯質量場發生擴散，到屏遇到小孔，振蕩第一次發生龐加萊猜想收縮，成為第二次“源點”。但出了小孔，又重復電子希格斯質量場擴散，此稱小孔衍射?，F在來看電子的雙縫干涉實驗。電子從源發出，電子希格斯質量場發生擴散，到屏遇到雙縫，這是兩個小孔，電子也類似人有思維，要解決龐加萊猜想，答案是不能收縮為一點，只能一分為二：一部分匹配能量隨質量體通過一條狹縫，另一部分匹配能量穿過另一條狹縫。這類似一籠蜂子，蜂王類似質量體，蜂王外的蜂群蜂子類似匹配能量，穿過雙縫，蜂子要歸籠。這是其一；其二，穿過雙縫，質量體通過的那條狹縫成為的第二次“源點”要擴散，另一部分匹配能量穿過的那條狹縫成為的第二次“源點”也要擴散，這要產生干涉，也要發生振蕩。第三，這種振蕩是由于一分為二的兩個“源點”變化的希格斯質量場的擴散，弱的“源點”要影響強的“源點”，也要復歸強的“源點”；強的“源點”也要影響弱的“源點”，振蕩由此循環發生，直到收歸探測器；而且這種振蕩使質量體原來的路線和落腳點，發生隨機偏移。其次，也類似電子中微子振蕩現象；在太陽中微子失蹤案中，電子中微子振蕩還會變成質量更大的Vμ中微子和Vτ中微子?！　?/p>

這就是微觀粒子為什么會有上面那三種對應的來源。從龐加萊猜想（△J）（△L）=Q方程分析，宏觀的子彈、水波，到微觀的電子等雙縫實驗看出，屏只留單縫時，它們三者的監測器獲得的圖相是等價的；與屏是全封閉情況一樣。屏是全封閉，它等價于球面是確定的，類似連續和間斷都是一樣。這是因為屏只留單縫時，屏有間斷是確定的，但子彈、水波、電子三者是在確定的間斷的區域內收縮，由此取舍的連續，是在間斷的區域內收縮。它雖然也涉及屏單縫的邊沿是封閉線，該封閉線向縫不能連續收縮到一個點，但這也類似全封閉時整個屏的外沿與空間分界的封閉線，反向空間不能連續收縮到一個點一樣，是等價的，可以對等約去。在屏單縫間斷內的封閉線因是單質的，它的每條閉曲線都可以連續收縮到一個點，所以也等價于球面?！　?/p>

而在雙縫實驗中卻不同。從屏的實體來說，兩個縫產生的是兩處間斷，一處對另一處不能連續收縮到一個點是確定的。所以如果單縫屏還可等價于球面，對簡單的雙縫屏就不等價于球面了。有趣的是，著名科學家費曼的遍歷求和證明：如果這種雙縫無限增多，類似屏成為一個“白板”---沒有屏時，那么它又等價于球面，即子彈、水波、電子三者的圖象運動又等價了。龐加萊猜想的內稟意義聯系雙縫實驗，是一個眾所周知的從宏觀到微觀物理學的老實驗，也許都認為它只是一個人為的實驗，不具有普遍的、自然的意義。實際錯了。例如，宏觀中大多數物質都存在晶格，微觀量子通過晶格間的狹縫是很普遍、自然的事，這類似雙縫實驗。又如，太陽核反應中產生的大量電子中微子，在到達地球前要經過太空的電離層、分子云，其類似雙縫實驗產生的質量振蕩現象，已為觀察所知?！　?/p>

參考文獻　　

[1][美]里克·坦普爾·貝爾，數學大師---從芝諾到龐加萊，上?？萍冀逃霭嫔?，徐源譯，2004年12月；　　

[2][美] 倫納德·薩斯坎德，黑洞戰爭，湖南科學技術出版社，李新洲等譯，2010年11月；　　

[3]王德奎，三旋理論初探，四川科學技術出版社，2002年5月； 　　

[4]孔少峰、王德奎，求衡論---龐加萊猜想應用，四川科學技術出版社，2007年9月；　　

[5]王德奎，解讀《時間簡史》，天津古籍出版社，2003年9月；　　

[6]劉月生、王德奎等，“信息范型與觀控相對界”研究專集，河池學院學報2008年增刊第一期，2008年5月；　　

[7]葉眺新，中國氣功思維學，延邊大學出版社，1990年5月；　　

[8]王德奎，從卡---丘空間到軌形拓撲，涼山大學學報，2003年第1期；　　

[9]葉眺新，自然全息律，潛科學，1982年第3期?！　?/p>

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