真空不空(八)——量子空间的对称性破缺

根据量子空间景观,我们可以将所有的物理现象都归结为离散的量子对能量包碰撞的对称性。只要碰撞不对称即产生对称性破缺,就会产生力,力亦能引起量子碰撞的不对称。物质的种种行为看起来令人眼花缭乱,但归结起来就一句话,维持基态量子碰撞的对称性

比如加速度会导致量子碰撞的不对称,所以物体具有惯性;

比如高速运动会导致显著的量子碰撞不对称,增加了物体相对于空间的势能,进而阻止物体的速度超过光速;

比如类似布朗运动,当物体的直径远小于基态量子间的间距时,会导致量子碰撞的不对称,从而产生波粒二象性;

比如作为能量包的物质会对外产生热辐射,当两个物质并存时,其间的热辐射会产生叠加,高于两物质外侧的热辐射,从而导致两物体内外侧量子碰撞的不对称,这就是万有引力,表现为空间对两物体的挤压;

比如由加速度产生的量子碰撞不对称可以与两物体间产生的量子碰撞不对称相抵消,达成量子碰撞的对称,所以物体的惯性质量等于其引力质量;

比如两个相对同向旋转的物体(如电子与质子)会产生量子在径向碰撞的不对称,这就是电力;类似两艘同向并行的船只,会因两船之间的水压变小而产生吸力,反之逆向行驶时则会产生斥力;

比如在离散量子的间距附近,空间量子密度的差异会导致量子碰撞的不对称,这就是核力;比间距略大的是强相互作用力,比间距略小的是弱相互作用力。

以上导致量子不对称碰撞的种种情形,囊括了经典力学、广义相对论和量子力学以及四种相互作用力等基本情况。

至此,我们看到,赋予真空不空具体的物理意义,即真空是由无数细小的离散量子构成,可以借助于量子碰撞的对称性破缺将各种不同的物理现象统一起来,使我们获得一个有机的量子宇宙景观:

宇宙由两大类物体构成,第一类物体静质量极小,具有类光性,属于能量的范畴;第二类物体静质量极大,具有类物性,属于物质的范畴。

根据认识的基本原则——凡是具体的都是有限的,无论哪一类物体,它们的静质量都是有限的,介于零与无穷大之间。因为宇宙最基本的特性就是运动,而运动必须要有确定的载体。任何质量为零或无穷大的物体,其运动都是不可想象的,因而也是不存在的。

第一类物体是离散的量子。离散的量子可以进一步细分为无序运动的基态量子和有向运动的激发量子。前者是热运动,占绝对的多数,构成了宇宙的物理背景;后者是有向运动,随着能量的提高,可以被依次细分为引力波、电磁波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ 射线和中微子等,构成了能量和场。这类物体的静质量极小,除了说明其本身所固有的能量很小之外,还意味着动能在其外在能量中所占有的比例极小,以至于其外在能量的变化以相对于真空背景的势能为主,表现为速度不变。

所谓速度不变有两个含义:其一是在不同速度的真空背景(有效参照系)中的传播速度是一样的,其二是拥有不同能量的物体的运动速度是一样的。需要说明的是,真空背景并不是始终平直的,会受物质的影响产生不同的分布;不同能量的速度也并不是绝对相等的,其速度会随能量的增大而提高,只是增加的速度相对原有的速度是微不足道的。

第二类物体是由一定数量的激发量子组成的能量包,靠封闭激发量子的能量获得了其绝大部分的静质量,因而这类物体的静质量极大。静质量极大,除了内在能量较大,可以被进一步地分解与释放外,还意味着动能在其外在能量中占有较大的比例,外在能量的变化以相对于自身的动能为主,表现为速度可变。因此,第二类物体具有可分解、可变速和可借助真空背景进行相互作用等特点。作为第二类物体,由激发量子组成的能量包还可以进一步划分为两类,它们是由激发量子直接组成的能量包和由激发量子间接组成的能量包。前者是各种基本粒子及共振态,后者则根据封闭层次的增加,依次细分为原子、分子、大分子、行星、恒星、星系和星系团等。

由激发量子直接组成的能量包,是由数个激发量子受困于彼此形成的。在一定的条件下,这些激发量子一方面受离散量子的影响不能无限地接近,另一方面又被真空背景屏蔽不能相互远离。由此组合为能量包,表现出数个激发量子的整体性。处于势阱中的量子,其允许存在的能量状态是量子化的,是由基态和一系列不连续的激发态构成的。能量越高的激发态越不稳定,会在更短的时间内释放能量跃迁回基态,或借助隧道效应以较大的概率逃逸出来,产生衰变。

比如,三个激发量子组合的基态封闭体系为电子,其激发态为各种轻粒子;四个激发量子组合的基态封闭体系为派介子,其激发态为各种介子;五个激发量子组合的基态封闭体系为质子,其激发态为各种重粒子及共振态。反粒子也属于粒子的激发态,只不过该激发态与基态封闭体系的能量差较小(仅仅是自旋方向相反),需要较长的时间才会释放能量衰变回基态粒子,由此可以解释为什么不存在大规模的反物质。

关于宇宙真空不空的探索过程到此就结束了。离散的量子是否能名至实归地填充到真空中,担当起真空不空的大任,取决于在这一物理背景下,能否更好地理解我们的有机世界。