1、1关于柔性基本粒子的假说关键词：基本粒子；柔性；多维空间；宇宙；暗物质 1 引言 要想了解原子里有什么？一种最直觉的逻辑就是打开原子看看。今天我们对原子的研究也是基于这种想法，为此我们不断构建能量越来越大的粒子对撞机用它来打开原子及里面的亚原子粒子。结果我们发现原子的结构就像是一个俄罗斯套娃那样打开一层还有一层，在不断探索原子结构的过程中，人们发展出了量子力学、粒子物理学、量子色动力学与量子电动力学等一系列新的学科知识。这些所有关于原子的新认知都基于这样一种认识：即原子是一种粒子而这个粒子是由一些更小的粒子构成的，这些更小的粒子或可以细分下去，最终人们会发现一些再没有下级构造的刚性粒子我们称它
2、们为基本粒子。现在科学家普遍相信这些极小的基本粒子是构成我们世界真正的基石，它们不但构成了物质的实体还构成了支配它们运动的力。但笔者认为这种思考问题的出发点或许就有问题。 首先人们认为基本粒子是一种再没有下级构造的粒子，但这将是一种永远无法验证的事情。今天我们粒子对撞机无法打开的粒子谁能保证明天也无法打开？即便是有一种粒子集全宇宙的能量也无法打开谁又能保证它就真的没有更小的构造？ 2其二没有下级构造的基本粒子中蕴含的是什么？按爱因斯坦的质能方程它们有可能是纯能量或场，但纯能量或场为什么会被聚集到哪里？又是什么使它们维持了一种稳定？又是什么使它们展现出一种可见的物质特性？等等。现在并没有一种令人
3、信服的理论来解释这些事情，并且这样的问题，还可以被一直问下去，如：有的基本粒子为什么会表现出电荷的特性？电荷的作用原理是什么？等等。换句话说，这些关于刚性基本粒子的假设其实并不基本。 其三目前虽然解释宇宙四种基本力的标准模型理论（该理论认为宇宙间所有的物质和力都是基本粒子运动的结果）取得了巨大的成功，但从某种意义上来说它依然只是一个假说，因为标准理论的成功需要依赖于一种非常重要的粒子：希格斯粒子。希格斯玻色子被认为是物质的质量之源，没有希格斯粒子标准模型将无法解释其它粒子的质量的来源。但至今人们仍未发现它。如果最终被证实自然界中根本不存在希格斯粒子则标准模型理论的立论之基将被动摇，或许届时科学
4、家将不得不放弃标准模型理论。 最后粒子物理学的正确性依赖这样一个前提，那就是原子确实是由一些粒子所构成的，并且这些粒子中确实存在着一些刚性的没有结构的基本粒子。事实上目前我们所有的探索工作都是先假定了上述的前提是正确的，但如果真实的情况不是这样呢？例如假如那些所谓的基本粒子实际并不是一些刚性的粒子，而是一些可压缩、可变形甚至可以无限切割的那又会怎样呢？之所以会提出这样的假设是因为根据爱因斯坦的质能方程式 E=MC2 它显示物质和能量之间是可以相互转换的，物质可以彻3底的转化为能量从而消失。这意味着在此过程中构成物质的基本粒子可能会发生某种形态上的转换。事实上针对爱因斯坦的质能方程式对是否存在基
5、本刚性粒子的暗示，海森堡也曾质疑过现今粒子物理学的研究方向是否正确，海森堡曾说：“的发现，使“基本粒子和复合粒子的区分从此根本消失了” ， “分割”与“组合”等词已失去了意义。 “物质无限可分”的思想在这里必然要遭到恶性循环，而物质存在基本最小单位的假说，也有难以逾越的障碍” 。但非常遗憾世界似乎忽视了海森堡的声音，如果基本粒子并不是一些刚性的粒子，那么我们用大型粒子对撞机去不断的切割原子从而探索其内部构造的实验方法或许就有问题。 2 一个新的假设 2.1 由柔性粒子构成的宇宙 我们已经习惯了通过大型粒子对撞机来探索原子的构造，也无条件的相信原子必然是由一些刚性的基本粒子所构成，同时我们也相信
6、只要我们有能量足够高的刀（粒子对撞机）终有一天我们会发现这些构成原子的所有基本粒子。这种信念源自我们已经沿着这条道路前进了数十年，并一路撷取了丰硕的成果。或许这是一条正确之路它会最终指引我们到达彼岸，但这里笔者想向读者演示另一种思想之旅：笔者认为如果我们的宇宙曾被高度的压缩，那么而今它所释放的终极物质才应是构成我们宇宙基石。那这块基石在那呢？在原子内部？显然不是因为原子仍可被释放，这块基石应在我们所说的真空之中（显然它并不空） 。这块基石累计成了我们宇宙的体积，压缩它便得到了物质，将它从物质中释放便得到了空间和能量。笔者认为它是单个电子彻底释放后所占据的空间（以4下简称光子空间） ，它是一种可
7、压缩可变形的柔性粒子，体积或比原子还要大很多。笔者认为光子空间才是宇宙的基石，是它构成了宇宙的万物及维持它们运动的力。此外光子空间这个概念的提出，还使得柔性粒子理论对真空有了一个全新的注解：我们今天所提的真空不但充满了物质，而且其基本构成物还不是连续的，而是量子化的场空间。 利用光子空间这块宇宙基石怎样才能构建一个我们熟知的宇宙呢？和粒子物理学所认为的原子是由不同的粒子嵌套而成的类似，柔性粒子理论认为原子是由不同纬度的空间嵌套而成的。并且这种空间嵌套还遵遁了这样一种原则即：高纬度的空间总是被包裹在低纬度的空间之内的，（例如我们所处的空间是三维的，原子所在的空间是四维的，原子中的电子是四维空间体
8、，原子核是五维空间的，原子核中的质子和中子是五维空间体，质子和中子中的夸克是六维空间体） 。高纬度的空间会表现出一种粒子性，宇宙的膨胀总体上来说就是一个从高纬度空间不断的向低纬度空间释放的过程。 柔性粒子理论认为宇宙间的物质之所以会以这样一种空间嵌套的方式构成，是因为这样的方式产生的物质会是一种力学上相对稳定的空间结构。 2.2 柔性粒子理论对物体质量的解释及光子空间的特性 这样的空间嵌套会给我们带来的最直观的感知是什么呢？答案是质量！假设我们卷曲一根 3CM 长的一维细线，并最终使它变成一个二维平面世界的小球，现在我们将它重新放回到一维的世界中，如果一维世界有智能生命存在它会感知到什么？ 5
9、它将不会看到一条 3CM 长的细线，它会看到一条短的多的细线（因为它看不到那个二维小球的别的部分） ，同时它会发现这条细线的周边空间发生了变化。如果这个一维空间上站着一个能感知二维空间的生物，它感知到的情况会真实许多：它会看到一个二维的小球，这个二维的小球压弯了周围一维的空间，如果它用手尝试去拾起那个二维小球，它会发现同周围占同样一维体积的物品相比它要重很多，这是因为实际上这个二维小球在那个一维世界中承载了比它所占空间多的多的一维空间，因此对一维世界而言它会显示出它同别的空间不一样的一个属性那就是质量！。 对我们人类而言我们所能感知的最高纬度是三维，我们也能清晰的感受到周围物体的质量，柔性粒子
10、理论认为那是因为组成它们的原子、质子、中子实际是由更高纬度的空间所构成，所以它们实际上拥有比我们所能感知到的多得多的三维空间。 柔性粒子理论认为组成我们宇宙最基本的单位是单个电子（四维空间体）释放到三维的宇宙空间所占的空间体积，实际上也是单个光子所占的体积。在柔性粒子理论中宇宙空间不等于真空（真空在柔性粒子理论中特指宇宙之外的空间） ，由于光子空间是三维空间中最基本的单元，所以它不能再压弯任何的三维空间，因此它不具有我们所能测量的质量（但理论上仍可通过可实测的实验来确定它的一些属性，详见附录：一个验证光子空间的实验） 。光子空间在静止状态时其质量为零动能也是零，当它运动时它将在三维世界展现其能
11、量特性，由于其质量为零所以它能以三维世界最快的速度光速运行，那时它就是我们常说的光。光子空间6的另一个特性是当它受力后可被压缩，压缩后形成我们常说的不同频率的光，并且最终它可被压缩进原子核中形成原子核中的四维空间体-电子。当它被压缩成四维空间体后它将在三维世界中展现其另外的一个重要属性：质量。当然电子还可被继续压缩进更高纬度的原子核，而原子核中的五维空间也仍可被继续压缩进六维的夸克之中，依次类推。柔性粒子理论认为我们的宇宙中充满了光子空间，光子空间在宇宙中的总体积便是宇宙的总体积，它不但是构成其它物质最基本的构建，而且会是它们最终的归宿。 3 柔性基本粒子假说对一些物理及宇宙问题的解释 3.1
12、 柔性基本粒子假说对暗物质及暗能量的解释 迄今为止人们依然不知道构成暗物质和暗能量究竟是什么。但依据柔性粒子理论暗物质和暗能量却可以很自然的推导出来，并且它们是柔性粒子理论中最重要的基本构件。 根据柔性粒子理论我们今天所称的真空中实际充满了物质，而所有物质中最基本的是三维的光子空间，它充满了整个的宇宙空间。虽然柔性粒子理论认为它在我们熟知的三维空间不具有可供测量的质量，但这并不意味着它们不具有质量。另外标准理论认为暗物质应具有寿命长、温度低、无碰撞的特性。这样才能很好的和观测及标准理论所建立的宇宙模型相匹配。而光子空间显然具有上述的三个特点。 除此之外光子空间还具有一个非常重要的特性使它可以成
13、为暗物质的一个最强力的竞争者，那就是由它本身的空间占有所引起的斥力。长久以来在描述宇宙中的四种基本力时人们发现其它三种力都有与之对应7的斥力而独引力没有与之对应的斥力。然而柔性粒子理论认为引力存在着一个与之对应的斥力（以下简称宇宙斥力） ，这个宇宙斥力同引力的属性非常像即也是一种长程、可累加、非常弱的力。柔性粒子理论认为这种宇宙斥力是组成各类星体的物质向外释放光子空间所产生的，其中尤以恒星的核聚变反应向外释放的光子空间为甚。由于宇宙斥力产生的原委同引力非常不同，它们在力的基本属性上除了刚才所描述的那些相同点外，还是有很大的不同的。可以推测由于这种力是由空间占有所产生的，因此它在宇宙中很可能比引
14、力传递的更远，斥力在宇宙中的分布也远比引力均匀，它的大小也不会像引力那样随着距离的增大而迅速的减小。因此在宇宙中物质密度非常小的星系中空地带，在那里起主导作用的很可能就这种斥力而非引力了。同时也可以猜测在近距离范围内这种斥力的大小可能远小于引力，这可能也是我们迟迟没能发现它的缘故。 柔性粒子理论认为引力同宇宙斥力共同决定了宇宙间各类星体及星系的轨迹，而比引力更长程的宇宙斥力更是主导了宇宙的膨胀，如没有其他因素的影响宇宙中所有高纬度的空间会一直向低纬度空间扩散，直到所有的高纬度空间在外界压力的作用下无法在继续释出光子空间为止。之前曾有人质疑说在一个仅受引力作用的星系中，尤其在各类星体密布的星系中
15、心地带，存在着那些寿命长达数十亿年甚至上百亿年“寿星”实在是一件令人难以想象的事情，今天这个问题似乎有了一个更好的答案。 因此柔性粒子理论认为光子空间便是我们苦苦寻找的暗物质，而宇宙膨胀所导致光子空间形成的推力便是我们所说的暗能量。 83.2 柔性粒子理论对光波粒二象性的解释 经过了百年的论战今天科学界一致同意光具有波粒二象性，量子力学用光量子较好的解释了光的粒子性。但对于光的波粒二象性却并没能做出一个很好的物理解释，正是这种理论上解释的缺失造成了量子力学在解释与此相关的问题时，有时不得不引入“意识”这头怪兽。下面笔者将通过对一个经典实验的解释来阐述柔性粒子理论对光的波粒二象性物理实质的诠释。
16、 如下图来自单一光源的单色光同时通过了双缝并在其后的金属板上产生了光的干涉图案，杨氏的双缝干涉实验是证明光具有波动性的经典实验。 对杨氏的双缝干涉实验柔性粒子理论是这样解释的，当发射源的一个电子转变成光子时，其实质是被压缩在原子中的单个光子空间被释放了出来，在此过程中这个光子空间相对于原先的电子而言体积暴增了成千上万倍（具体数值目前不详） 。而宇宙本身就充满了光子空间，当这个光子在其中通过时，会产生小船在湖中运行时那样的波动，从而在其后的金属板上产生了光的干涉图案。 在柔性粒子理论中虽然光子空间的大小会随外力而改变，例如随着受激发时能量的不同会形成不同大小的光子空间，对应光学就是形成了不同频率
17、的光，但在每一个特定的环境下，单个的光子空间都会有其固定的大小。这也表明了柔性粒子理论对光粒子性的肯定。 4 结论与讨论 9毫无疑问目前的柔性基本粒子假说还存在着很多问题，其实笔者也从未指望它会一下成为一种成熟的终极理论。更多的笔者是希望它能起到一个实例的作用：让人们意识到构成世界的最基本物质除了有可能是那些微小的、刚性的粒子外，还可能是由一些较宏观的、柔性、可变形的场粒子。它们是物质释放的终极产物，故它们很可能才是我们宇宙真正的基元，这些可能的基元极有可能是基本粒子（即电子、夸克、中微子、W 和 Z 玻色子）的最终释放物，它们可能是一种如柔性粒子理论所假设的那样也有可能是数种。笔者相信基于这
18、种新基元的宇宙假说定然不止柔性粒子理论一种，例如此类假说还可以是一些复合类的如：光子空间+中微子或光子空间和一些玻色子的组合等等。故此在这里笔者希望能有部分人有兴趣继续研究此类基于新基元的假说，因为笔者觉得至少有如下五个原因使得它值的继续研究： 4.1 它可以实现从宏观到微观的自然过渡； 4.2 它可以以一些符合因果律的方式来解释一些此前我们不得不违反因果律才能解释的物理现象； 4.3 它能较为自然的解释目前的一些宇宙之谜。 4.4 它是目前解释四种基本力中最简单的理论。 4.5 它不会像现在的粒子物理那样陷入无法穷其根本的窘境。 最后笔者希望柔性粒子理论能是一块砖能引出真正的美玉来。 5 附
19、录：一个验证光子空间的实验 由于光子空间是一种柔性的粒子，虽然它的终极状态不具有可测量的质量，但我们仍可以通过它对别的物体的作用从而测得它，并间接地10可测得它的一些属性，以下是笔者设想的一个实验： 在一个密闭、不透光的真空容器中安放上：发光装置、粒子计数器、温度计和压力计（见图一） 。实验开始前测量真空容器中的温度和压力，实验开始后，在发光装置开始发光的同时粒子计数器开始计数所耗电子数，持续一段时间后关闭发光装置（由于光子空间引发的压力很小，甚至远小于引力，所以持续时间宜长些） ，而后持续测量真空容器中的温度和压力，待温度恢复至初始温度后读出此时的压力值。如果确存在光子空间则应能测到真空容器
20、中的压力应大于实验开始前的压力。此时用容器的体积除以粒子计数器所计的电子数即可得到在此温度、压力下单个光子空间的体积。改变射入容器中的电子数重新实验，可以得到另一组关于温度、压力和单个光子空间体积的数值，多次重复实验最终可得到一条关于温度、压力和光子空间体积的曲线和曲线公式。通过该曲线及公式可推算出在温度为绝对零度-273.15 度，压力为？（？为宇宙真空中的压力）时，光子空间的体积。此体积即为光子空间在宇宙真空中的体积。 （注：为防止某些意外的因素导致光子空间的外泄（如：光子空间也为四维空间体，则它可能有一定的概率能穿越三维的容器） ，更精密的测量可考虑在容器外再套一个真空容器，里面同样安置上温度计和压力计） 。 （见图一） “本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以 PDF 格式阅读”
