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物理学的大统一理论

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发表于 3-8-2020 01:12 AM | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 saukong 于 20-3-2022 05:31 PM 编辑

在读了霍金与列纳德·蒙洛迪罗的《The Grand Design 大设计》,(  excerpt: —-M-theory is the only model that has all the properties we think the final theory ought to have, and it is the theory upon which much of our later discussion is based.

M-theory is not a theory in the usual sense. It is a whole family of different theories, each of which is a good description of observations only in some range of physical situations. It is a bit like a map. As is well known, one cannot show the whole of the earth's surface on a single map.————-)



我受到启发而在一本中国期刊《知识窗 教师版 ISSN1006 -2432》2020 年第五期发表了《阴阳理论下的物理学架构》,论文是以阴阳理论为物理学的大统一理论的依据。我的尝试 诚如肖建华在中国《科学网》的博文《阴阳概念在理论物理学中的应用》所说:


“近十多年来,在西方理论物理学界,“阴阳”概念经常时不时的出现在理论探讨性论文中,也有少数理论物理学家把“阴阳”作为哲学理念,或作为个人学术网页的图腾。Yin-yang 已经成为一个物理学中的专用词(哲学思想的),这点是人们改变不了的客观事实。————————----------------------------------------- 然而,无论我国学者是何种态度,阴阳概念(以其等价表述的形式出现)在理论物理学及力学中成为哲学基础性(公理性)概念已经是个趋势。


我在文中也用了非常简单的数学模型来讲解狭义相对论(那可是新颖的),然后讲解广义相对论的基础(并不牵涉到讲解广义相对论应用,所以读者不需要研究生的数学水平)是什么。论文全文如下(或到我个人网站下载:https://limsaukong.com/%e9%98%b4%e9%98%b3%e7%90%86%e8%ae%ba%e4%b8%8b%e7%9a%84%e7%89%a9%e7%90%86%e5%ad%a6%e6%9e%b6%e6%9e%84-map-of-physics-under-yin-yang-theory/):


摘要: 为了构建物理学的架构,以爱因斯坦的相对论为主轴线,用阴阳理论逐步推广。首先辨证物理现象其实就是阴阳理论所说的动静。动属阳,静属阴。动与静是相生相对。由动静这个观念作进一步推广就得到爱因斯坦所说的时间与空间相对及质能等效。接着以简单易懂的数学模型来论证狭义相对论,也就是证明为何会有“时间膨胀”与“空间收缩”的现象。然后再进一步阐述如何在狭义相对论的基础上延伸出广义相对论,也就是重力。
    关键词:阴阳,物理架构,相对论
1. 引言

         物理学家告诉我们世界的一切现象唯一不变的是变化,而且变化是有规律的。什么是变化?变化就是运动。运动的特性是相对于观察者,也就是静止的座标系。我们可以用阴阳理论的太极图作进一步解释(图 1) 。

图 1.太极图

道就是规律。由道的阴阳理论我们有动静这个观念,动静是相生相对的,动(白色区域)必须要有静(黑点)来显现。反之亦然,静(黑色区域)必须要有动(白点)来显现。既然运动的特性是离不开一个观察者,所以宇宙没有中心,观察者就是中心。这就如古人说的:上下四方(相对于观察者)叫作宇, 往古来今(相对于观察者)叫作宙。
2. 运动的度量

我们如何度量运动?我们是把动静这个观念作进一步推广而产生间与量的观念(图2.) 。

2. 动静延伸出间与量


2.1. 间
空间,s:光运动了一个单位的时间就有一个单位的空间
时间,t:光运动了一个单位的空间就有一个单位的时间。

图3. 单位时空


所以时空是相对的,不可单一存在。有了单位空间与单位时间,就会产生度量运动的方式,叫速度:
速度, v=s/t
而光速度,c=s/t  是一个定值
2.2. 狭义相对论
我们来探讨两个不同座标系之间的时空间隔变换,也就是狭义相对论。我们有两个座标系,座标系A与座标系B。在每个座标系的原点都有一个观察者,而这两个座标系相对是静止的。在每个座标系的原点也都有一个同步的钟。座标系B的X轴是与座标系A的X轴在同一条线上。在Y轴的方向,座标系A与座标系B在距离L,都有一面镜子,如以下图 4,

图 4.两个相对静止的座标系

当观察者A与观察者B各自向Y轴的方向发一道光,光到了镜子后会反射回到各自座标系的原点。观察者A会测量到在座标系A来回的光的时间是tA 而在座标系B来回的光的时间是tAB观察者A发现tA=tAB观察者B测量到来回座标系B的光的时间是tB我们会得到:tA=tAB=tB

现在看第二个情况,座标系B在X轴方向相对与座标系A有一个等速,如以下图 5,

图 5. 座标系 B 相对于座标系 A 有一个速度u
观察者A与观察者B各自往Y轴方向发一道光,光到了镜子后反射回原点。观察者A测量到来回座标系A的光的时间依然是tA,而这次观察者A测量到来回座标系B的光的的时间
‘tAB并不等于tA观察者B测量到来回座标系B的光的时间依然是tB我们会得到:
tA并不等于‘tAB
tA等于tB
tB并不等于‘tAB

我们来看为什么会如此。观察者A看到来回座标系A与来回座标系B的光的途径会有如以下图 6。
图6. 观察者A看到来回座标系A与来回座标系B的光的途径

在Y轴的方向,来回座标系B的光的速度值是 :




图7. 用勾股定理找在Y轴的方向,来回座标系B的光的速度值

对于观察者A,


我们来看爱因斯坦所说的‘缩短的尺’是什么意思。对于观察者A,当座标系A发的光走了L 距离,座标系B发的光在Y轴方向走了L1 距离,因为在Y轴方向光速度的值是:






3. 力的特性
由间与量的观念再作推广是关于力的观念,也就是速度的变化或加速度。


图 8. 间与量的观念推广出力的特性


3.1. 广义相对论的基础
广义相对论其实是狭义相对论的延伸。简单的说只是多了一个变化。狭义相对论里的光运动了一个单位的时间就有一个单位的空间,光运动了一个单位的空间就有一个单位的时间。根据广义相对论这个单位时空间隔在两个相对静止的座标系,是不一样的(膨胀如图9或方向不同)。但是光速度的值还是不变,也就是光速在广义相对论下还是绝对的。举个例子(图 9),若t2=2t1, s2=2s1 ,c 还是一个定值。


图 9.在两个相对静止座标系有不一样的单位时空间隔值




4.    结论
本文是以爱因斯坦的相对论为主轴线,用阴阳理论逐步推广而为物理学建立架构。从动静作推广至力的特性能以这一句话来概括:易有太极 是生两仪 两仪生四象[1]。

参考文献
1.   [1] 蔡志忠 著.东方宇宙. 台北市:大块文化出版, 2010. 4;



后话
论文是以相对论为主轴线来辩证我以阴阳理论为依据而提出的物理大统一理论。另外一条主轴线是Maxwell 方程组(而我已经厘清了"间"的观念),并以feyman 所说的为依据:Electric and magnetic forces are part of one physical phenomenon—the electromagnetic interactions of particles. The separation of this interaction into electric and magnetic parts depends very much on the reference frame chosen for the description. But a complete electromagnetic description is invariant; electricity and magnetism taken together are consistent with Einstein’s relativity.” 另外两条主轴线是热力学与量子力学,但首先必须用厘清"量"的观念以及它与E=mc2 的关系。最后图8 里的力的特性都以“场” 的概念来描述,区别只是它们是不同面向的现象。




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发表于 10-8-2020 11:22 PM | 显示全部楼层
楼主可以分享一下这帖说什么?
太极的一阴一阳为什么和物理学扯上关系?
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 楼主| 发表于 10-8-2020 11:41 PM 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 saukong 于 10-8-2020 11:51 PM 编辑
智囊 发表于 10-8-2020 11:22 PM
楼主可以分享一下这帖说什么?
太极的一阴一阳为什么和物理学扯上关系?


阴阳---动静
光的运动推广出“间”与“量”的观念-----++文中还谈到如何以简单的数学论证狭义相对论------+++广义相对论的基础-------+++

若有兴趣看一看。。
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发表于 10-8-2020 11:57 PM | 显示全部楼层
saukong 发表于 10-8-2020 11:41 PM
阴阳---动静
光的运动推广出“间”与“量”的观念-----++文中还谈到如何以简单的数学论证狭义相对论------+++广义相对论的基础-------+++

若有兴趣看一看。。

我知道他说光速不变,但是具体不是很明白此文说什么?
希望楼主分享一下。
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 楼主| 发表于 3-12-2022 05:08 PM 来自手机 | 显示全部楼层
自提。。改天有空翻译英文,毕竟文中所说的另三条主轴线我会用英文来写
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 楼主| 发表于 29-12-2022 05:58 PM 来自手机 | 显示全部楼层
霍金与Mlodinow 的新时间简史:...“(1)真的有完整的统一理论(或重叠表述的一个集合)...”乃本文的目标
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 楼主| 发表于 24-1-2023 10:03 AM 来自手机 | 显示全部楼层
讲解一下“同时”的概念。爱因斯坦在他的论文真正的定义了,本人在这里用另一种方式谈一谈。

文中的坐标系A“同一瞬间”向镜子发两道光,这两道光理所当然的“同时”回到坐标系A。很浅白但已有“同时”的概念。
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 楼主| 发表于 27-1-2023 11:07 AM 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 saukong 于 30-1-2023 08:34 AM 编辑

相对论由伽利略开始的没有绝对空间及物理定律在静止或相对以匀速运动的坐标系都是一样到爱因斯坦的光速绝对及时空相对,含有“平等”的观念。
至于绝对时空观呢,是不是含有天子的大统一单元观念?
物理谈变化,也就谈运动。谈运动就有坐标系。如数学家Gottfried Leibniz说“ space made no sense except as the relative location of bodies,。。。.”(来自Wikipedia)

绝对空间听起来高大上,无上权威但无法真正了解。真要理解绝对空间就只能把它当作一个preferred 的坐标系,不谈这坐标系与其他坐标系的相对运动。

看来在广义相对论提出后一百多年了,只有如天子以自己为中心的人依旧迷信绝对时空。
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