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user: 2. 时空阶梯理论的解释(一) 在时空阶梯理论对双缝实验解释之前，我们先准备如下的理论： 2.1. 时空阶梯理论的核心 时空阶梯理论揭示 [ 14 ] ，宇宙的根源是气时空，气时空极化产生形而下时空和形而上时空，形而下时空收缩，形成过去定义的狭义物质世界(引力时空，弱力时空，电磁力时空和强力时空)，形而上时空膨胀，形成与形而下时空对应的气时空(对应引力时空)，神时空(对应弱力时空)，虚时空(对应电磁力时空)和道时空(对应强力时空)，其中，气时空本身就是暗物质，而神时空，虚时空和道时空是暗能量。形而下时空的最高速度是光速，而形而上时空是超光速。 总的时空阶梯如下： 形而上时空： 道时空：mc 81 虚时空：mc 27 神时空：mc 9 气时空：mc 3 形而下时空：m， mc， mc 2 具体又分为： 引力时空 弱力时空 电磁力时空 强力时空 总共八个时空，把八个时空整理到先天八卦中，整理后的先天八卦如下： 图1. 时空阶梯的八卦图 从时空阶梯八卦图(图1)可以知道，道时空与强力时空配对，而虚时空与电磁力时空配对，神时空与弱力时空配对，气时空与引力时空配对。 2.2. 时空阶梯理论下的能量守恒定律 根据时空阶梯理论，宇宙的根源是气时空，气时空(暗物质)极化产生收缩的形而下时空(物质)和膨胀的形而上时空(暗能量)。我们把物质，暗物质和暗能量的基本组成都规定是有能量构成的，物质能量(形而下时空)等于或者小于光速，暗物质能量等于或者大于光速，暗能量超光速。有了这些能量的定义扩充，下面的能量守恒定律依然成立： 能量守恒定律表述为：“孤立系统的总能量保持不变。”这个孤立系统含有物质、暗物质和暗能量。 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，或者从物质转移到暗物质，或者转移到暗能量，或者物质，暗物质和暗能量三者之间相互转化，而能量的总量保持不变。能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。 2.3. 时空速度 时空阶梯理论揭示如下： 时空不同，运动速度不同 [ 14 ] ： 形而下时空的最高速度是光速：c 气时空的最低速度是光速：c，最高速度接近神时空的速度：10 12.5 c 神时空的波动速度： v 神 时 空 = 10 12.5 c 。 虚时空的波动速度： v 虚 时 空 = 10 18 c 。 道时空的波动速度： 。 2.4. 能气场理论 时空阶梯理论通过对比研究 [ 14 ] ，发现电是能量的压缩版，而磁场是中医气的压缩版，所以，对比电与磁，得出能量与中医气的结论就是：随时间变化的气场可以激发涡旋能量场，随时间变化的能量场可以激发涡旋气场，能量场和气场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的能量–气场。 能量场的概念来自类比研究中的高斯定律(描述电场是怎样由电荷生成)，所以，相应的能量场的描述为：能量线开始于能量收缩态，终止于能量膨胀态。从估算穿过某给定闭曲面的能量场线数量，即能量通量，可以得知包含在这闭曲面内的总能量。更详细地说，穿过任意闭曲面的能量通量与这闭曲面内的能量极化数量之间的关系。而时空阶梯理论进一步的解释是：能量场开始于能量收缩态，就是原子核状态，终止于能量膨胀态，而能量最大的膨胀态就是暗能量，而暗能量和原子核，在时空阶梯理论看来，就是形而上时空与形而下时空的一对矛盾统一体。之所以说是矛盾统一体，就是形而上时空暗能量是膨胀的，形而下时空原子核是收缩的，而且，暗能量膨胀的原因就是原子核的收缩，原子核收缩的原因就是暗能量的膨胀。能量场，开始于原子核的收缩态，终止于暗能量的膨胀态，说明，原子核和暗能量是一个统一体，都在能量场内。 气场的概念来自类比研究中的高斯磁定律(磁场的散度等于零)，所以，相应的气场的描述为：由能量产生的气场是被一种称为偶极子的位形所生成。气偶极子最好是用能量流回路来表示。气偶极子好似不可分割地被束缚在一起的正气荷和负气荷，其净气荷为零。气场线没有初始点，也没有终止点。气场线会形成循环或延伸至无穷远。换句话说，进入任何区域的气场线，也必须从那区域离开。通过任意闭曲面的气通量等于零，气场是一个螺线矢量场。 既然能量场类似电场，气场类似磁场，类似地，我们可以得到能量气场力方程，表达为： F = m ( E + v × Q ) ，(可以称之为洛伦兹力能气方程)。 其中，F是能量气场力，m是星体质量，E是能量场强度，v是星体的速度，Q是气感应强度。 类似地，若星体(m)进入气场内，它的速度与气场间夹角为θ，这个星体将作等距螺旋线运动，螺旋半径，周期和螺距分别为： R = m v sin θ Q m = v sin θ Q ， T = 2 π m Q m = 2 π Q ， h = 2 π m v cos θ Q m = 2 π v cos θ Q 。 以上就是气场对于星体运动变化的影响。以上计算，因为在能量气场中，电荷变成了m，所以，可以消去。消去质量m之后，星体的运动速度只与气场和距离有关，而且与距离成正比。 这里的能量场强度和气场强度是形成干涉条纹的主要贡献者。 2.5. 对光子和电子的解释 根据时空阶梯理论，光子或者电子是形而下时空粒子和形而上时空的矛盾统一体，光子或者电子在原子内的整体形象如下(图2，图3)： 图2. 电子在原子内的整体结构(蓝色以及中间部分) 图3. 光子在原子内的整体结构(红色以及中间部分) 电子或者光子是波粒二象性的矛盾统一体，既是粒子，又是波。通过以上图(图2，图3)我们知道，无论光子还是电子，中间都含有宏观物质(m)和能气场。所以，物质质量(m)和能气场是电子或者光子的基础。电子或者光子的基本性质就有物质质量(m)和能气场基本性质。电子或者光子的粒子性质表现在物质质量(m)上，而波动性表现在能量场与气场的相互转化上。 从能量场的描述：能量线开始于能量收缩态，终止于能量膨胀态，我们知道，能量场开始于物质质量(m) (粒子性)，因为能量的收缩态就是物质质量(m)。同时，能量场终止于能量的膨胀态，而膨胀态就是对应的形而上时空(波动性)，对于光子是终止于神时空，而对于电子是终止于虚时空。 既然能气场类似电磁场，那我们假设能气波也类似电磁波： 图4. 能气波与电磁波的类比 通过类比(图4)，我们可以知道：能气波是由同相振荡且互相垂直的能量场与气场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于能量场与气场构成的平面。 在这里，虽然能气波和电磁波类似，但是，两者有了本质的不同，最不同的就是能量场与电场的不同。电场不含有大质量物质，而能量场含有大质量物质(m)，就是含有粒子。 所以，最难理解的来了：电场可以完全转化为磁场，那么，能量场可以完全转化为气场吗？ 这里，我们只能用经验和理性来推测： 对于小的光子和电子，我们的推测就是光子和电子可以完全转化为气场。所以，在双缝实验中，光子和电子是能气波的一部分，就是能量场部分，而能量场很快就转变为气场，而气场类似磁场，所以，穿越双缝很容易。这么一解释，感觉光子和电子的概念都是在普通物理时空的概念，一点都不准确，或者我们干脆说，根本没有光子和电子，准确的说法是组成能量场的一部分是能量的收缩态，这个收缩态看似是光子或者电子。而这个收缩态在能量场中根本就不能独立存在，因为能量场必须有能量的收缩态和膨胀态组成，只剩下能量的收缩态，能量场就不存在了。所以，光子和电子的概念不完整，不准确，是个模糊概念。 到了这里，我们可以通过类似，给电子或者光子一个比较清晰的概念了： 电子或者光子的基础结构是能气波，又称能气辐射，是指同相振荡，且互相垂直的能量场与气场，在空间中以波的形式传递能量和动量，其传播方向垂直于能量场与气场的振荡方向。 其中，电子或者光子在空间中以波的形式传递能量和动量是核心，顺着这个概念，我们分析一下电子或者光子从原子内到原子外的转变。 在原子内，电子或者光子由于有原子核和道时空的保护，电子或者光子不衰减，而一旦电子或者光子出了原子，电子或者光子的能量就开始扩散，所以，电子或者光子是逐渐萎缩的。 小结：光子或者电子的概念在时空阶梯理论中是形而下时空的一部分，而这一部分必须依赖形而上时空的波动时空而存在，也就是说，电子或者光子不能单独存在，有电子就有相对应的形而上时空：虚时空，有光子就有相对应的形而上时空：神时空，而电子和虚时空以及光子和神时空在原子内是相对稳定的，一旦出了原子，电子和虚时空以及光子和神时空都会迅速扩散能量。而测量会导致电子和虚时空以及光子和神时空更加快速地扩散能量。其实，电子和光子的波粒二象性就是电子和光子的复合结构，在时空阶梯理论看来，电子的波粒二象性的复合结构是：电子以及对应的虚时空，以及其中包括的内容物：光子以及对应的神时空，还有物质质量(m)和对应的能气场。而光子的波粒二象性的复合结构是：光子以及对应的神时空，还有物质质量(m)和对应的能气场。而光子和电子的共同结构就是：物质质量(m)和对应的能气场。 2.6. 对光子的历史解读 从以上时空阶梯理论的分析知道，光子(为了简化，只谈论光子，只要光子的概念清楚了，电子的概念也就清楚了。)的动态结构其实是一个复杂的复合结构，我们对光的认识有点象盲人摸象，有一段历史阶段，认识了光的粒子性，也就是光的形而下时空，有一段历史阶段，认识了光的波动性，也就是光的形而上时空。时空阶梯理论最核心的概念就是气时空的极化产生形而上时空和形而下时空，光也是气时空极化的结果，自然有自己的形而上时空因素和形而下时空因素，其实，形而上因素主要表现是波动性，而形而下时空的因素主要是粒子性。最难理解的就是，形而上时空和形而下时空是成对出现，是一个矛盾统一体，两者不可分割。任何片面的理解，都会导致另外一面的缺失。下面我们就从光的波粒二象性的复合结构出发，来看看历史上是怎么逐渐认识到光的波粒二象性的。而且，从时空阶梯理论的角度看，就是认识到了光的波粒二象性，也没有把这个波粒二象性的复合结构清晰地表达出来。其实，这里最难理解的就是光包含有超光速的神时空，一方面我们坚信爱因斯坦的狭义相对论，一方面我们我们坚信量子纠缠的超光速。而两者是相互矛盾的，看似不能统一。其实，只要我们静下心来仔细分析，就会一清二楚，而且能把这些看似矛盾的实验现象解释清楚。首先，需要强调的是，爱因斯坦的狭义相对论只是在形而下时空范围内成立，到了形而上时空就不成立了。也就是说，爱因斯坦的狭义相对论的前提是在形而下时空范围内，在形而下时空范围内，没有超越光速的粒子。但是，时空阶梯理论把时空扩展到了形而上时空，而新的能量守恒定律也把形而下时空和形而上时空都统一在新的能量的范围内。具体讲就是，能量的收缩态是形而下时空，而能量的膨胀态是形而上时空。而且两者是一个矛盾统一体，能量的收缩态的收缩是由能量的膨胀态的膨胀导致的，反过来也成立，能量膨胀态的膨胀是由能量收缩态的收缩导致的。目前常犯的错误之一就是把形而下时空的爱因斯坦的狭义相对论应用到形而上时空中，并常常否定超光速。这个核心区域不梳理清楚，我们将寸步难行，要么认为爱因斯坦的狭义相对论错了，要么否定超光速。其实，只要扩充一个形而上时空，我们依然认为爱因斯坦的狭义相对论没有错(在形而下时空范围内)，超光速(在形而上时空范围内)也是没有错了。 在17世纪与18世纪时期，在学术界主要有两种论述光的学说：光微粒说与光波动说。其实，回头看，光的复合结构含有形而下时空的粒子性和形而上时空的波动性，而两者是缺一不可的复合结构，由于人类的认识局限，暂时不能把两者统一起来来认识。根据光微粒说，光是由无数微小粒子组成的物质(光的形而下时空)。虽然这可以解释光的直线移动与反射，但并不能正确地解释折射、衍射等现象。勒内·笛卡尔(1637年)、罗伯特·胡克(1665年)和克里斯蒂安·惠更斯(1678年)等人主张光波动说(光的形而上时空)，认为光是弥漫在宇宙中的以太所传播的扰动。虽然光波动说可以解释光为什么能够进行直线传播与球面传播，并且解释反射与折射机制，但是无法解衍射机制。当时由于艾萨克·牛顿的权威影响力，光微粒说仍然占有主导地位。十九世纪初，托马斯·杨和奥古斯丁·菲涅耳的实验清晰地证实了光的干涉和衍射特性，并且用光波动说合理解释这些特性。到1830年左右，光波动说已经完全被学界接受。1865年，詹姆斯·麦克斯韦的理论预言光是一种电磁波，证实电磁波存在的实验由海因里希·赫兹在1888年完成，这被认为标志着光微粒说的彻底终结。其实，从时空阶梯理论看，这不是光微粒说的终结，而是对于光的认识，从形而下时空上升到了形而上时空。 然而，麦克斯韦理论下的光的电磁说并不能解释光的所有性质。例如在经典电磁理论中，光波的能量只与波场的能量密度(辐照度)有关，与光波的频率无关；但很多相关实验，例如在光化学的某些反应中，只有当光照频率超过某一阈值时反应才会发生，而在阈值以下无论如何提高辐照度，反应都不会发生。类似的例子还有光电效应实验，只有当照射足够高频率的光束于金属版时，光电子才会被发射出来；光电子的能量只与频率有关，而与辐照度无关。 与此同时，由众多物理学家进行的对于黑体辐射长达四十多年(1860~1900)的研究因普朗克建立的假说而得到终结，普朗克提出任何系统发射或吸收频率为f的电磁波的能量总是E = hf的整数倍。爱因斯坦由此提出的光量子假说则能够成功对光电效应作出解释(对于光的认识，又从形而上时空下降到了形而下时空，这是一个认识的反复。)，爱因斯坦因此获得1921年的诺贝尔物理学奖。爱因斯坦的理论先进性在于，在麦克斯韦的经典电磁理论中电磁场的能量是连续的，能够具有任意大小的值，而由于物质发射或吸收电磁波的能量是量子化的，这使得很多物理学家试图去寻找是怎样一种存在于物质中的约束限制了电磁波的能量只能为量子化的值；而爱因斯坦则开创性地提出电磁场的能量本身就是量子化的。爱因斯坦并没有质疑麦克斯韦理论的正确性，但他也指出如果将麦克斯韦理论中的经典光波场的能量集中到一个个运动互不影响的光量子上，很多类似于光电效应的实验能够被很好地解释。在1909年和1916 年，爱因斯坦指出如果普朗克的黑体辐射定律成立，则电磁波的量子必须具有 p = h λ 的动量，以赋予它 们完美的粒子性。光子的动量在1926年由康普顿在实验中观测到，康普顿也因此获得1927年的诺贝尔奖。其实，我们可以从图4看出，光包含的能气波的波长，含有具有粒子性的能量场和具有波动性的气场，而在实验中，尤其是在检测实验中，我们能够观测到的是能量场的粒子性。图4也能证明麦克斯韦和爱因斯坦两人都是对的，但是，两者的范围有了区别。在新的能量守恒的定律下，麦克斯韦的经典电磁理论中电磁场的能量是连续的，也就是说，形而下时空的电场具有能量，形而上时空的磁场也具有能量，电场和磁场相互转化，所以，麦克斯韦的经典电磁理论中电磁场的能量是连续的。但是，到了爱因斯坦的理论中，爱因斯坦只关注形而下时空，只关注形而下的电场，而忽视了形而上的磁场，而所谓的量子化，就是能量是一份一份的，假如我们只关注电场能量，那么，爱因斯坦提出电磁场的能量本身就是量子化的，就是只强调电场的能量值，而忽视了磁场的能量值。假如把这个解释应用到能气波上，就是我们只观测到了能量场的能量值，而忽视了气场的能量值。要知道，电场和能量场的能量是收缩态能量，而磁场和气场的能量是膨胀态能量。 通过以上分析，我们不难看出，无论是电磁波还是能气波的传播，都是形而下时空与形而上时空相互转化的结果。也就是说，形而下时空收缩和形而上时空膨胀是相互转化的，首先形而下时空收缩为粒子性，但是，这种粒子性很快瓦解，逐渐演化为形而上时空的膨胀，这个时候粒子性消失，波动性占据优势。而形而上时空的膨胀也很快瓦解，逐渐演化为形而下时空的收缩，这个时候波动性消失，而粒子性占据优势。 以上解释其实从单摆的角度去理解就非常容易了： 单摆在最高点时动能(类似形而下时空)为零，重力势能最大(类似形而上时空)，向下摆动时重力势能减少，动能增加，重力势能转化为动能。到达最低点时动能最大，重力势能最小。然后再向是摆动是动能转化为重力势能。如果不计能量损失，则机械能守恒，动能的势能相互转化，但是机械能的总和不变。 在这里，只要我们把机械能守恒改为新的能量守恒定律，形而下时空和形而上时空的相互转化，就变得非常容易理解了。 有了以上的解释，我们可以简单地认为，粒子性和波动性是相互转化的。但是，这里的波动性是代表具有超光速的形而上时空，而不是普通认为的波动性。有了这种新的认识，粒子性的光子和粒子性的电子虽然不能同时经过两条缝，但是，光子和电子可以转化为形而上时空能量，而形而上时空能量可以同时经过两条缝，而经过两条缝的形而上能量可以再转化为粒子性的光子或者电子。 以上的解释，可以很好地理解光子和电子如何同时经过两条缝的了(当然就是通过转化实现的)，但是，更难的理解是光的频率是如何改变的？ 2.7. 光复合结构的频率改变 光是复合结构，而且是相互转化的一个复合结构，不仅如此，这个相互转化，其实就是波粒二象性的传播运动。而这个波粒二象性的传播运动其实是形而下时空收缩和形而上时空膨胀的相互转化运动。 而根据量子力学：E = fh，其中，E是能量，f是频率，而h是普朗克常数。光的复合结构也是能量结构，这个能量结构，我们暂时假设也遵从这个规律。 其实光的复合结构：光子以及对应的神时空，还有物质质量(m)和对应的能气场，一旦被发射出原子，在物理时空中传播，就面临着能量的散发。这个能量散发首先是神时空的能量散发，而神时空在本质上就是暗能量，而暗能量是膨胀能量，是散发能量。光子和神时空之间相互转化，就是形而下时空与形而上时空的相互转化。随着神时空的暗能量的不断散发，其中，能量E = fh不断减少，从当初的 E 0 = h f 0 变为 E 1 = h f 1 ，继而变为 E 2 = h f 2 ，...。从以上的变化可以看出，随着能量的不断减少，相应的光的复合结构的内在频率在不断减小。而两束光波相遇产生干涉现象的必要条件是：① 频率相同；② 光矢量的振动方向相同；③ 在相遇处两束光的相位差恒定。 假如从双缝内通过的两列波没有任何测量干扰，两列波的能量减少应该是相同的，所以，两列波的频率也是相同的。但是，假如其中的一列波受到测量的影响而更快地散发能量，就会导致这列被测量的波有更低的能量和更小的频率。而产生干涉的必要条件的首要条件就是频率相同，所以，测量导致两列波的频率不同，最终导致干涉条纹消失。(这里有一个假设，就是假设测量导致暗能量更快地散发，其实，这里还有另外一种可能性，就是测量导致暗能量更慢地散发，但是，无论如何，测量导致暗能量产生变化是肯定的，否则，双缝实验无法解释。其实，这个不确定并不是很大的问题，只要我们有这个意识，在未来的双缝实验中，不难确定，测量到底是导致暗能量更快地散发还是更慢地散发。这篇论文，所有的论述和计算，都是以测量导致暗能量更快地散发为基础的。当然，相反的观点，也能解释双缝实验，因为双缝实验产生干涉的主要条件是频率相同，而正反观点，都是导致两列波的频率不同。)