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引力的本质以及为什么引力不能量子化 问:力是什么? 答:力是物体间的相互作用,是物体改变运动状态的原因。 在相对论时空中,可以这么描述:力是物体改变惯性系的原因。 而惯性系的概念,我以前的文章中已经描述过,三个空间维度和一个时间维度共同组成一个惯性系,不同惯性系之间的时间维度是交叉的,空间维度也是交叉的,有无数个这样的惯性系交织在一起。 如果不考虑力的性质,当Σ合力=0,则物体保持惯性状态,即物体处在某一个惯性系;当Σ合力≠0,则物体处于非惯性状态,物体处在改变惯性系的状态,即物体在不同的惯性系间穿梭。 如果考虑力的性质可以这么描述: 电磁力使得物体产生空间位移;引力使得物体产生时间偏转。 电磁力作用于物体的空间维度;引力作用于物体的时间维度。 电磁力和能量相关,能量是量子化的,所以电磁力是量子化的;引力和质量相关,质量是不能量子化的,所以引力不能量子化。 下面以闵氏时空图为工具,进行论证。 蓝绿两个惯性系的相对速度是0.6c,红色物体P从0时刻开始从蓝系加速,至蓝系5时刻,绿系4时刻,物体P所受合外力重新归为0,物体P静止在绿系,过程如下:可知这个过程中无论在蓝系还是绿系观测,无论合外力是电磁力还是引力,物体P在空间维度都可以测量到位移,从这个角度来说,引力和电磁力无法区分,这便是广义相对论中的等效原理。 说好的电磁力使得物体产生空间位移,引力使得物体时间轴偏转呢?图上产生位移和时间轴偏转不是同时存在吗? 您别着急,我慢慢道来,这么说其实是为了好区分,给以特定的人设来突出各自的特点: 只要电磁力Fd不被平衡,那么一定会产生空间位移,无论用来平衡的是电磁力fd或引力fy; 只要引力Fy不能够被引力fy平衡,必将产生时间轴的偏转。 请注意只有Fy=fy才能使得时间轴不偏转,如果Fy=fd,即平衡引力的是电磁力,那么时间轴仍旧会偏转,但是这个偏转是在时间维度的偏转,而不是时空维度的偏转。而Fy=fd,即电磁力fd被平衡掉了,所以不会产生空间位移。 当Fy=fd,合外力为零,则物体静止在某一个惯性系。比如蓝系物体P受向左的引力,同时又受到向右的电磁力,且两个力数值相等,方向相反,则时空图如下:貌似P也是处在惯性状态?其实不然,P的时钟读数是小于蓝色系的时钟读数的,比如图中位置P的时钟读数要小于5,至于是多少,与引力相关,引力越大P读数越小。也就是说,虽然P在空间维度是静止在蓝色惯性系的,但是在时间维度,P仍旧在改变惯性系,即P是非惯性状态,将这个非惯性状态“等效”为惯性系,就相当于时间轴倾斜了,如下图所示。
三维世界和四维时空 我们知道世界是三”维”的,而坊间的传说,时空是四”维”的。 其实细细考究,此”维”并非彼”维”。 日常我们说的三维世界,指的是欧式几何上的维度区分。 1. 一个点,是0维; 2. 过这个点,做一条直线,形成1维; 3. 过这个点,做另一条直线,与原直线垂直(相交),形成二维平面; 4. 过平面这一点,有一条直线与该平面垂直,则形成三维; 5. 过平面这一点,有两条相交直线分别与该平面垂直,则形成四维; 6. 过平面这一点,有三条相交且不共面的直线分别与该平面垂直,则形成五维; 7. 过平面这一点,有N条相交且不在同一个N-1维空间的直线分别与该平面垂直,则形成N+2维; 四维时空,实际是数学上的关系,即代数关系式中有四个未知数,或者说有四个参数。 就如同密度=质量/体积,描述密度,需要质量和体积这两个参数一样,速度=距离/时间,指的是描述速度,需要时间和距离两个参数,没有什么质量体积一体,时间空间一体等等。没有物质,就没有质量、长度、体积、时间这些性质,所以时空也只是物质性质的一种描述方式,物质的性质是无法脱离物质而独立存在的。 一般而言,质量、体积、时间、长度这些代数式中的参数并没有欧式几何中的交叉、垂直、平行等概念。也就是说代数中的“维”其实和欧式几何中的“维”是没有必然联系的。 在代数式中,有如下两种关系: x2+y2=1 x2-y2=1 在数学上都是二维的,因为有两个未知数。分别对应的是:二维圆几何,即欧式几何;二维双曲几何,即闵氏几何,这里的“维”,仍旧是代数关系里的“维”。 很容易看出来,这两个关系式非常相似,比如移项后x2+1= y2,可以看作是欧式几何中的一个直角三角形,也就是说,可以把双曲几何翻译成欧式几何中的交叉、垂直、平行等各种关系。翻译过后,我们会发现,如果用欧式几何中的“维度”来描述,双曲几何其实是无穷N维的。 (证明过程从略,请参见谜一样的时空 - 知乎 (zhihu.com) 第98页) 由此可知,时空关系x2+y2+z2-t2=ds2,是四个未知数的四维代数关系,但却是无穷维的欧式几何关系,空间是三维的,剩下的无穷维就是时间了,所以时间在欧式几何中是无穷维的。 区分开代数上的“维”和欧式几何中的“维”,就容易理解了。 此”维”并非彼”维”。
大白话 欲望渐渐消失,都懒得说话了,所以赶紧说两句吧。 最喜欢的两件事就是人生和股市,却又是最不可说的两件事。哲学之于人生,好比股民想搞清楚股市,芸芸众生,受累着众。科学就好比技术分析,诚然所有已有的走势,技术分析都可以总结的很好,但是技术分析只能是整体股市的一部分,科学之于人生、宇宙亦然。 这里说一点观点,“我不争辩”,多数股民都认为自己的观念是正确的,至于正确与否,不是由我来评判,市场说了算。所以我不争辩,即使我说你是对的或是错的,也只是我个人的观点,我也会有对有错,最终仍旧是市场说了算。假使我辩过了你,就是摧毁了你已有的理念,会更让你茫然无从,则是我的罪过。虽然有些没有自己的理念,我也不想你完全照我说的做,表象相同,背后的意识不可能相同。当然如果在你有形成自己理念的需求并寻求这种需求时,你可以参考我的观点。 吧里众多ID中,素不相识,长我几岁的xiaozhenglai68兄有着坚实的理念,任你风吹雨打,他自巍然屹立,不会因为别人的观点改变自己的初衷。因为他的理念是对的,他也清楚知道他的理念是对的,我的观念也和他神似,所以不会有摧毁的忌惮,可能还互有裨益。 他的理念,用大白话讲就是“做好事,不做坏事”,这个好不是全心全意为人民服务的好,而是你好我好大家好的好。这个理念如同市场中的“低买高卖”一样,都知道是对的,但是真正体会到的,在人生中差不多是不惑年龄以后的,在股市中也得是几经沉浮的。即便如此,也仍旧是少数人能真正体会的到。 所以哲学的难处是如何对待所有人,如何对所有股民讲清楚这个道理。
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