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物理学 A discussion board for Physics.



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旧 2019-08-25, 11:48 AM   #1
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飞行信使 正向着好的方向发展
默认 物理猜想-基本粒子和物质的场

  摘要:场是物质的本质特征。我们认知物体,从石块、到分子、到原子、到电子质子中子,物质的基本粒子一直在不断细分,而粒子的体积是在几何倍的下降,比如分子之间存在巨大的空间,原子内部空间更大,原子核体积极小,原子核几乎是超出我们准确观测范围的,如果能够准确观测,那么原子核内空间肯定会更大,它的下一阶微粒子会更小,那么微粒子继续向下划分的话,可能就会出现无限循环,就像宇宙的无限大一样,如果到达了宇宙的边缘,我们还会思考边缘以外的世界,如果我们观测到了一个微粒子,我们肯定还会再去寻找比它更小的粒子。所以现在的物理学已经鲜有提及基本粒子,但是如果存在基本粒子,那么它至多不会大于光子,光子才是我们现实观测到的最小粒子,为了便于思考和解释问题,我希望能够假设光子就是基本粒子,因为它有一个属性,就是以极限速度光速运动,那么我们就有理由相信,它具有另一极限特征——极限微小。

  物理学一直与哲学相伴,因为他的内容无法直接获取,仅能通过观测(绝大部分是间接观测)获得。这里,我们现实中最直观的观察方式,是通过光进行的。在现实中,我们的观察似乎是直接观察,比如直接看到铁球坠落,但是实际上,铁球的存在仅仅是照射到铁球上的光线反射到我们眼中的像,所以这个观察是间接的,即便是烧红的铁球,光线是它自身发出的,那么光线脱离了铁球,其实也是间接的观测。这样,其实我们感知到的物体,都是通过间接途径获得的。但是物理学希望追溯事物的本源,宏观状态的物体状态都是微观的集合,越微观的事物则约接近事物本源,所以要探究事物本源必须把思考引入极限微观的领域。
  我们之所以能够通过间接途径获得事情的真相,是因为物质具有相互作用。比如两个粒子(这里不用物体,因为想明确是微观态)之间存在万有引力,再比如两个带电粒子之间存在电磁力。引力是两个粒子之间的相互作用,这种特性具体到一个粒子的特性,就是——场,可以是万有引力场,也可以是电场。场的强弱,直接决定了它吸引或排斥其他粒子的力的强弱。万有引力场是源于质量,电场是源于带电量,但是我们观测到的质量和带电量都是通过对被观测粒子对其他粒子的作用而得到的,所以如果将带电量,尤其是质量说成是物质的属性,是不科学的。物质的本质属性,至少可观测物质的本质属性,应该是与其他物质之间能够产生相互作用,这种相互作用源于粒子周围存在的场。
  我们无限细分,分子的场、原子的场、质子的场、夸克的场,再无限细分下去,假设到了基本粒子,那么我们肯定会考虑基本粒子的体积大小。现在我们具有对分子体积、原子体积、电子体积的描述,一般是通过间接手段获得,但是我们常常发现,分子、原子体积内部存在大量的空间,其实他们的体积仅仅是其下一阶微粒子运动的空间而已,如果深入到他们下一阶的微粒子很可能会发现,其体积是更下一阶微粒子运动的空间,如果到达基本粒子,很可能我们会发现,其实基本粒子仅仅是一个场的中心,而实际上它是无形的。这一点我觉得可以通过可见光穿过玻璃获得很清晰的理解,致密的全透明玻璃让所有可见光穿过,几乎是所有光子都能够穿过(这是一个理解方式,不能拿不完全穿过较真),那么说明没有实体的物拦截他们,就是说他们可以穿过玻璃的每一个点,也就是说他们可以无障碍通过玻璃的每一处,即便是基本粒子的核心,那么如果基本粒子的任何一处都是能够被穿越的,那么基本粒子就是无形的。这就产生了一个可能,场是物质唯一的属性。没有绝对的静止,那么场一定是运动的,而且越是远离粒子核心,场就越是衰弱;另外光是直线传播的,它的折射、反射、发散都具有规律,就是光子的运动是规律的,它在特定的场中有规律的运动。那么我们不妨给物质一个新的定义,规则运动的不均匀场。
  宇宙中我们未知的领域太多,以至于根本不可能穷尽思考,不妨我们就以现实的认知的基础去思考问题。我们现在能够观测到的最快速度是光速,这是速度的极限(以后不再强调这是现实观测的极限),而光子是以极限速度进行运动的,而且难以低于这个速度——除非穿过低光速介质,而按照上面的叙述,物质就是场,我们宇宙中充满了场,所谓真空状态也只是因为距离最近的场核心也比较远,所以场势很小的原因。光子总是以极限速度运动,那么就先考虑它具有另一特性,极限微小,所以现在权且把它看作为基本粒子。
  在核反应过程中,我们知道,可触物质(权且作此描述)是可以转化为光子的(γ粒子等也具有光速,权且一并称作光子进行叙述),核反应是否可逆现在还是未知,但是从化学发展过程中,各类化学反应都渐渐发现了可逆反应,我们有理由相信,核反应很可能也具有可逆性,就是说各类光子在一定的作用下聚合成为中子或者质子。光子以静止状态出现(感知的静止)是不可想象的,但是有些过程却可以说明光子是可以固定下来的,如光合作用,光被吸收,也就是光子被束缚在了葡萄糖分子中。再如,强光将铁块照射得发红,那么一定是光子被束缚在了铁块中;这里烧红的铁块发射红外线,同样又是可触物质转化为光子,铁块的烧红和发光很好地为我们提供了一个光子被束缚和释放的互逆反应例证。我想在这里划分一下物质的状态——光子既然总是以光速运动,不妨称其为光态物质,而可触物质很难达到光速,同时它们很可能是光子束缚在一起形成(即核反应的逆过程),那么我们就称其为锢态物质。
  无论原子还是夸克,都是物质的锢态形式,夸克的研究位于起步阶段,其复杂程度也超出了大部分人的认知(我理解的也不够深入),所以这里跨越它,不予表述。光子以一定的结构形式组成质子、中子、电子,从核聚变我们知道,中子湮灭后发射出光子,过程遵守E=mc²,能量E我们是以焦耳为单位进行计算的。日食中光线发生偏折,让我们认识到,光线很可能受到万有引力的吸引,万有引力是一种相互作用,是互相的吸引,光被吸引,同样必然也吸引着太阳,也就是说光子是有质量的。那我们就会自然想到,中子湮灭以后产生的光子总质量很可能是与中子质量是相等的,那么就是说,质量没有变化,之所以产生能量,只是因为光子由锢态转化为光态以后,表现出的不同状态。质能方程所谓的能量直观讲就是光和温度升高,这里,我想先插入一段之前描述过的烧红的铁块那一部分分享一下我对温度和能量的理解。
  我们假定情境是铁块被强光照射变红,这样来源是光,更容易解释我想说的事物——光子被束缚在铁块中,铁块温度开始升高,铁块发射红外线,铁块温度下降,那么我们就有理由相信,同一铁块的温度变化,是因为光子数量增减而产生的,光子变多了,温度升高,光子变少了,温度下降,也可以说是物质越多,能量越多,物质越少,能量越少。当然,气体膨胀产生的温度变化可能成为这种观点的一个有力反驳,但是气体被压缩是,是有气体原本应该运动到更远距离却被中途弹射回来,是受到了外力影响的,之所以会弹射回来,有一种可能就是一个反方向的光子加入到了气体分子中来。如果我们假定空中只有一团气体,那么因为引力和斥力的存在,这一团气体在没有外力的情况下是不会随意压缩或膨胀的。若果有人更过分的提出,考虑两粒气体分子存在的情况时,那么我想用每粒分子中仅含有类似于双恒星互相绕行的两粒光子,最终靠近过程中光子会改变轨迹而影响分子的运行速度,但是我觉得这需要进行及其艰苦的计算才能够完成,这超出了我的能力范围。但是一团气体的解释我认为是合理的,也是容易理解的。
  现在,我想表达我的一个结论——作为基本粒子的光子,是同时具有特定的质量、能量、速度属性的(电量也可能包括在内,为了简单化,先不提及),既然定义为属性,就是说它是不变的,我们感知到的物质质量和能量的转化仅仅是基本粒子不同的组合形态的不同表现,空间中所有基本粒子的运动状态的变化都源于互相影响,两个光子相向碰撞后彼此弹向反方向,这个反方向一定是与两个光子原本运动有规律进行改变的,而速度不变。光子始终以光速运行,而锢态物质却有不同的速度,这可以考虑为光子以不同的轨迹运行。如果这是事实的话,那么之所以锢态物质难以达到光速,就是因为光子在聚合成为锢态物质之后不能以单一方向运动造成的。而光在不同介质中有不同的传播速度,也可能是由于光在受到不同的场的干扰时产生了曲线运动。
  现在我们再来考虑另外一个问题,基本粒子是否是完全同质的。我认为这首先要从场说起,无论是电场还是万有引力场,我们直接观测到的仅是锢态物质的表现。但是如果我们考虑到物质的多少和组成,我们的观点将进一步深入。如果反物质的获取能够得到更加确凿的证据证实,那么中子可以分裂为质子和电子,但是电子所产生的电场,是物质的原有属性还是光子不同运行状态下产生的现象,却是无法确定的。一个比较可行的检验方式,我觉得应该是从光的角度去探查光子是否具有同质性,就是说如果不同的光(包括γ射线和电磁波等光速波)在改变其差异属性,即改变波长的情况下,是否能够相互转化,如果可以,那么这将成为光子(也就是基本粒子)是同质的一个有力证据;如果不可以,那可能是因为我们还没有发现适当的方法——我是太希望能够证实光子同质,那样光子是基本粒子的结论就能够更加接近公理了。
  光子如果是基本粒子,那么它的运动规律将是非常具有讨论价值的,直观讲就是光的传播。光在传播过程中一般会发生穿透、反射、折射、束缚状态。玻璃、钻石等晶体结构的物质,更容易让可见光穿过,石墨、土等非晶体物质难以让光线穿过,波长较短的光线更容易穿透物体,而我们刚刚又提出了物质是规律不均匀的场,那么我们是否可以得出这样的结论——光线经过物质时,决定光线传播方式是该物质所形成的场的特性与光的特性的吻合程度,就像共振原理一样。这里简述一个实验猜想——光是否能够穿过与场的均匀度有关,越是不均匀的场约难以实现穿越;光是否能穿越均匀物质则取决于光频和场的关系,这样很容易得出这样的结论,如果波长为L的光束A能够全部穿过均匀物质b,那么波长为L/2n的光束也一定会全部穿过均匀物质b。
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