投稿物理论文中国时间机器研究

时间：2014-09-25 22:09:38 阅读量：0次 所属分类：科技论文

时间是人类用以描述物质运动过程或事件发生过程的一个参数，确定时间，是靠不受外界影响的物质周期变化的规律。例如月球绕地球周期，地球绕太阳周期，地球自转周期，原子震荡周期等。爱因斯坦说时间和空间是人们认知的一种错觉。大爆炸理论认为，宇宙从一个起

　　摘要：时间是人类用以描述物质运动过程或事件发生过程的一个参数，确定时间，是靠不受外界影响的物质周期变化的规律。例如月球绕地球周期，地球绕太阳周期，地球自转周期，原子震荡周期等。爱因斯坦说时间和空间是人们认知的一种错觉。大爆炸理论认为，宇宙从一个起点处开始，这也是时间的起点。

　　关键词：时间机器、索恩标准、戴维斯标准、环量子理论 理工论文发表代理

　　戈德尔、霍金、索恩和戴维斯等研究时间机器的科学家，头脑是清醒的。科学家研究物质存在有向自己内部作运动的空间属性，发现点内和点外几何空间存在虚与实、正与负对应的自然属性。如赛博空间就是一种点内几何空间现象，它联系电脑的虚拟生存;也联系人做梦，可以回到过去见一见自己的老爷爷、老奶奶;到未来看一看自己的重孙子、重孙女，而存在着超光速现象，并且是爱因斯坦的相对论允许的。因此，人是一种时间机器，而关于时空的基本定义和物理学的根基也不会动摇，只是改虚数存在于点内就行。

　　一、时间起源与三旋理论

　　本文发表在《科技信息》(旬刊) 杂志是经国家新闻出版署批准、山东省科技厅主管的国内外发行的公开出版物。是省级刊物、山东省优秀期刊、全国第一、第二届三等奖优秀科技期刊。

　　“虫洞”和时间隧道是第五维空间。三旋理论研究的类圈体也有第五维,类圈体就类似一种“虫洞”和时间隧道;根据排列组合和不相容原理，三旋构成三代62种自旋状态。其次，设想在类圈体的质心作一个直角三角座标，一般把x、y、z轴看成三维空间的三个量。现观察类圈体绕这三条轴作自旋和平动，6个自由度仅包括类圈体的体旋、面旋和平动，没有包括线旋。即线旋是独立于x、y、z之外，由类圈体中心圈线构成的座标决定。如果把此圈线看成一个维叫圈维，那么加上原来的三维就是四维。再加上时间维，即为五维时空。反之，把三旋作为一种座标系，直角三角座标仅是三旋座标圈维为零的特例。正是在一系列的关节点上，类圈体三旋为简单性与复杂性的“虫洞”和时间隧道缔合提供了更为直观的图象，而且获得了这样一个观念：像三维空间一样，时间也是一个可变的维数。那么时间如何起源的呢?这也离不开玻尔的互补原理和海森堡的不确定性原理，时间就起源于互补原理和不确定性原理推论无和有的延伸与卷缩之中。证明如下：

　　三旋理论是研究时空维数卷缩的理论。如果万事开头只是无(W)或有(Y),那就成了确定性。互补原理和不确定性原理需要无(W)延伸出有(Y)，或有(Y)延伸出 无(W)。假设W和Y已转换为两种物质，那么运动、自旋和时间都起源于W和Y两种物质的界面效应。因为时间总是和运动相连的。设一条光滑的斜路面为W，设Y为路面上滚动着的轮子，运动就起源于W和Y两种物质的界面效应。现在将路面W不断卷缩，直到路面W卷缩为零，轮子运动仍在进行，那么自旋就起源了。有了自旋和运动，时间也起源了。

　　卢鹤绂院士认为，爱因斯坦的广义相对论扩展到宇宙是无法适用的。霍金认为，这也只是指空间的破裂。

　　空间的破裂实际是指环面;而环面是与球面不同伦的。但环面却能包容平行线，克利福德平行线就是以扭转的形式组装在环面上的。当代一些天文学家在宇宙空间，测得两条光线是平行线，就认为宇宙空间是平面型的。

　　时间是指宏观一切具有不停止的持续性和不可逆性的物质状态的各种变化过程，其有共同性质的连续事件的度量衡的总称。时是客观存在，而间是人们的思想所划分的。时间是一个较为抽象的概念，爱因斯坦在相对论中提出：不能把时间、空间、物质三者分开解释，"时"是对物质运动过程的描述，"间"是指人为的划分。时间是思维对物质运动过程的分割、划分。

　　二、索恩标准和戴维斯标准

　　人类乐于梦想，也盼望知晓过去和未来。时间旅行似乎是个最为简便的方法。自从英国作家威尔斯于1895年撰写了他的著名小说《时间机器》以来，时间旅行便成为一个流行的科幻小说主题。但建造一台把人运送到过去或是未来的机器是可能的吗?时间机器的幻想故事能成为现实吗?

　　在爱因斯坦的狭义相对论中，时间不被认为是绝对的和普遍的。爱因斯坦认为：测量两个事件的时间间隔取决于观察者如何运动;因为运动状态不同的两名观察者，对于同样的两个事件将会体验到不同的持续时间。但美国物理学家福特和罗曼认为，爱因斯坦的相对论并没有严格排除快于光速的旅行或“时光隧道”旅行。如果这是一项严肃的研究，那么笔者认为，这也只能是点内的虚数世界。因为如果说点外世界上存在比光还快的粒子，说时间可以倒转的话，那么这样的一个统一理论影响将极为严重。在这一点上，戈德尔、霍金、索恩和戴维斯等研究时间机器的科学家，头脑是清醒的。

　　索恩说，如果不再使用虫洞A或B之类的提法，而一开始就把静止的B看作地球，把A看作火箭。某人曾在地球上，他发射了无人火箭，火箭可以通过遥控——或者干脆在一开始就把它的舵设计为——加速飞行后再回到地球。假定走时是1988年，回来时地球上是1998年，火箭中是1993年。但是，接下来就不一样了。地球上的人登上归来的火箭，里面是1993年的世界，植物及动物等从出发以来只过了五年，这是多次说过的相对论的结论。如果此人再打开门走下火箭的话，外面仍是1998年的地球，既不有趣也不新鲜。因此，索恩构想了一个模型，按照此模型，火箭与地球(或宇宙的其他地方也无妨)之间不是靠门，而是靠蛀洞连通的。也就是假定火箭内部实际上连着虫洞的一个口而另一个口连着地球(想回到过去的人所静止的地方)。于是，(打开门)进入1993年的火箭的此人，这次不是再打开火箭的门而是通过虫洞出现在地球上。通过虫洞的过程不消耗时间，其出口与入口一样是1993年，结果此人从1998年的地球出发登上火箭、穿过虫洞出现在了1993年的地球上。读者在此也许要问：洞的一头是1993年，另一头是1998年，于是从火箭的1993年一头进入，从另一头出来的话是1993年……这是索恩的结论。那么假如从1998年的地球一头进入，而从火箭里出来的话，那里是什么时刻?是1993年，还是1998年?索恩的答案是：如果从1998年的地球一头进入虫洞的话，将来到1998年的火箭里。出入洞的时刻总是相同的。即使洞的一头被加速，使得出口与入口的时间不一致，入洞时刻就是出洞时刻……这就是虫洞的奇妙之处。这里的所说的时刻应该是指在火箭加速以前相对静止时所测量的时间。

　　这里，索恩并没有讨论物理学界称之的超光速粒子，这就是索恩标准。同样，这也就是戴维斯标准。

　　戴维斯认为，相对论允许在过去的时光中旅行。因为对于广义相对论来说，时空可以被弯曲到与其自身联接的地步，因此可以在时间和空间中创造封闭曲线。并且，第一个勾划出封闭时间曲线的人就是爱因斯坦的朋友、奥地利数学家库尔特·戈德尔。1948年，戈德尔提出了爱因斯坦引力场方程的一个描述旋转宇宙的解。在这个宇宙中，一名宇航员可以在太空中旅行来实现回到过去的目的。这是引力影响了光的结果。宇宙的旋转导致光(因而也包括事物之间的因果联系)被拽住并环绕在它的内部，这使得一个处于封闭环内的实物可以在空间的闭环中移动，同时也在时间的闭环中旅行，而任何时候都不会相对邻近的粒子超光速。戈德尔的解释被当作数学上证明了在时间中逆行并不违背相对论。的确，他在计算相对论中关于引力场的方程式时，发现在空间中可以找到一条通向旋转着的宇宙的螺旋体轨道。

　　这就是说，爱因斯坦的相对论允许时空旅行发生在特定的时空结构里，如一个旋转的宇宙，一个旋转的柱体，以及非常著名的虫洞——一条贯穿空间和时间的隧道。只要能够建造一个稳定的虫洞，就可以跨越时间和空间。但在霍金的《时间简史》里，解释虫洞是连接宇宙遥远区域间的时空细管，它可以把平行的宇宙或者婴儿宇宙连接起来，并提供时间旅行的可能性。而黑洞是时空的一个区域，那里引力是如此之强，以至于任何东西，甚至光都不能从该处逃逸出来。因此，在戴维斯的计划里，建造一个虫洞要分3步：第一步，寻找或建立一个虫洞，开辟一个隧道用来连接太空中两个不同的区域。第二步，使虫洞稳定下来。由量子产生的负能量，虫洞便允许信号和物体安全地穿越它。负能量会抵制虫洞变为密度无穷大或接近无穷大。换句话说，它阻止了虫洞演变成黑洞。第三步是牵引虫洞。一艘具有高度先进技术的太空船将虫洞的入口互相分离开。如果两个端口都放置在空间中合适的地方，那么时间差将保持恒定状态。假设这一差值是10年，一名宇航员从一个方向穿越虫洞，他将跳到10年后的未来，反之，宇航员若是从另一方向穿越虫洞，他将跳到10年前的过去。

　　探究时间概念的由来，可从地球人公认的时间单位“天”和“年”说起。自人类诞生起，人们就感受着昼夜轮回现象，并把一个昼夜轮回定义为一天时间，以后逐步认识到这是地球自转(一种事物)的表现。再有，人们从春夏秋冬、日月星辰轮回现象的背后认识了地球在绕太阳公转这一事物，并把地球公转一周的过程定义为一年时间。不仅如此，人们还把一天划分为24小时或者12时辰，把一年划分为4个季节、12个月份等等。人们还拿一年时间与一天时间的长短进行了比较，以1年时间(地球公转一周的过程)来对应大约365天。

　　三、人就是一种时间机器

　　人类本来是想要自由地到未来或过去中去，所以才想到时间机器的，想到物理学界称之的超光速粒子;现在美国和中国一些人正进行着寻找超光速的研究。但是，这种奇妙的粒子的能量的平方是负数，用数学表述的话，能量(或质量)是虚数，的确是个难以理解的值。如果把超光速粒子设想为摩尔斯电码，明天的信息就可以在今天获得，这在电脑的赛博空间里并非奇妙的结果。遗憾的是，人类发现虚数以来，分不清它是在点内还是在点外，从而也认识不到光速是自然内禀的，而把光速混同于声速一样。李国材教授即如此。现为美国加利福尼亚大学教授的卢嘉，是卢鹤绂院士的孙女。她说卢鹤绂院士1995年发表的《对马赫原理的一个直接检验》论文，不是在否定爱因斯坦相对论的基础上提出来的，而是在肯定爱因斯坦相对论的基础上提出了新的问题。即：爱因斯坦相对论在地球邻近的地区是可以适用的，扩展到宇宙是无法适用的。卢鹤绂的儿子卢永强也认为父亲的论文，“是根据由光子的惯性运动引起的横向多普勒效应，对照美国物理学家Ives和Stilwell的实验数据，经过周密的计算，得出二个重要的结论： (1)横向多普勒效应在宇宙空间是各向异性的。 (2)光子的惯性属性是由整个宇宙结构所决定，是符合马赫原理的。而以一种直接的方法检验了马赫原理的正确性。这种检验是对爱因斯坦理论的一个严肃的挑战。”

　　马赫原理对爱因斯坦相对论的建立是产生过重要的影响，然而，相对论却超越了马赫原理，因为马赫原理的整体决定性在广义相对论中只保留整体的局部性，即广义相对论是一种转座子学说，是一种球面或平面拓扑的局部论，不是整性的环面拓扑学说，所以卢嘉说爱因斯坦相对论在地球邻近的地区是可以适用的，扩展到宇宙是无法适用的，却只说对了一半。因为一半是留给狭义相对论，即正是光子的惯性属性是由整个宇宙结构所决定。所以马赫原理的整体决定性才是光速的内禀属性，即光速实际上是一个无法逾越的极限，而与其它物质属性无关，它是马赫原理的整体决定性的充分表现。光线因宇宙的整体决定性导致光环绕在它的内部，使其处于空间的闭环中移动就是证明。其次，相对论扩展到信息空间也是无法适用的。由此看来，超光速是计算出来的，一些问题的提法，如现实中超光速粒子究竟是否存在?能否使远去的超光速粒子“向后转”折返?如果能，折返回来的结果会不会产生什么特别现象等研究，说明人类的数学还停留在分不清虚数是在点内还是在点外的困境。

　　通过对时间单位“天”和“年”的分析可以看出，人们对时间的认识其实是围绕着各个(种)事物的存在过程进行的。时间概念是人们在认识事物的基础上，对事物的存在过程进行定义、划分和相互比对而逐步形成和完善的。

　　参考文献

　　1、王德奎， 三旋理论初探， 四川科学技术出版社， 2002年5月;

　　2、赵国求，吴新忠，物理学的新神曲--量子力学曲率解释，武汉出版社, 2002.年8月;

　　3、王德奎， 解读《时间简史》，天津古籍出版社 ，2003年9月;