從狄拉克方程到希格斯場(chǎng)數(shù)學(xué)（修改8-22）

1928年英國物理學(xué)家狄拉克在研究氫原子能級(jí)分布時(shí)，考慮有自旋角動(dòng)量的電子作高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的相對(duì)論性效應(yīng)，給出的氫原子能級(jí)的精細(xì)結(jié)構(gòu)的相對(duì)論性電子方程，與實(shí)驗(yàn)符合得很好，是眾所周知的。從狄拉克方程還可自動(dòng)導(dǎo)出電子的自旋量子數(shù)應(yīng)為1/2，以及電子自旋磁矩與自旋角動(dòng)量之比的朗德g因子，為軌道角動(dòng)量情形時(shí)朗德g因子的2倍。電子的這些性質(zhì)都是過去從分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果中總結(jié)出來的，并沒有理論的來源和解釋；狄拉克方程卻自動(dòng)地導(dǎo)出這些重要基本性質(zhì)。它此后擴(kuò)充為量子場(chǎng)論的各種形式，成功地解釋了四大基本力中的三者：電磁力、原子核的強(qiáng)力和弱力的量子行為，成為《量子引力研究簡史》第一階段“種子階段”的三個(gè)“種子”之一。其它的兩個(gè)“種子”，是1904年龐加萊猜想衍生的三個(gè)定理，和1916年愛因斯坦建立的廣義相對(duì)論方程?？茖W(xué)有進(jìn)步的作用，也有阻止進(jìn)步的時(shí)候。例如，正是這些“種子”，在現(xiàn)代阻止了我們中國一部人的進(jìn)步；這正是它們“偉大”的地方，也是世界離不開中國、中國也需要世界的地方。層子、以太情結(jié)，與希格斯場(chǎng)粒子的故事就是證明。而不是類似有人說的：“弦論恐怕是物理史上最愚蠢的理論，是純數(shù)學(xué)書呆子們的杰作！”1、E2=p2c2+m2c4，E是粒子的能量，p是它的動(dòng)量，m是質(zhì)量，c是光速。按照電荷守恒定律和能量守恒定律的要求，這里負(fù)能狀態(tài)的空穴應(yīng)該表現(xiàn)為一個(gè)帶電荷為+e的粒子，這個(gè)粒子所具有的能量應(yīng)當(dāng)相當(dāng)于或大于一個(gè)電子的靜止能量。這個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)行為，是一個(gè)帶正電荷的“電子”，即正電子。即狄拉克的此公式，其理論不但預(yù)言了正電子的存在，而且也提供了一個(gè)類似我們稱的“點(diǎn)內(nèi)空間”的具象。因?yàn)楣绞闺娮映擞心芰咳≌档臓顟B(tài)外，還有能量取負(fù)值的狀態(tài)，并且所有正能狀態(tài)和負(fù)能狀態(tài)的分布，對(duì)能量為零的點(diǎn)是完全對(duì)稱的。自由電子最低的正能態(tài)，是一個(gè)靜止電子的狀態(tài)，其能量值是一個(gè)電子的靜止能量。與此同時(shí)，自由電子最高的負(fù)能態(tài)的能量值，是一個(gè)電子靜止能量的負(fù)值；其他的負(fù)能態(tài)的能量，比這個(gè)能量要低。如果有一個(gè)電子處于某個(gè)正能狀態(tài)，則任意小的外來擾動(dòng)，都有可能促使它跳到某個(gè)負(fù)能狀態(tài)而釋放出能量。這其中的不合理的矛盾，狄拉克在1930年正是用稱為“空穴”的東西處理的：由于電子是費(fèi)米子，滿足泡利不相容原理；“空穴”類似“點(diǎn)內(nèi)空間”；量子論的“真空”狀態(tài)，實(shí)際上是所有負(fù)能態(tài)都已填滿負(fù)電子，形成一個(gè)觀測(cè)不到的“負(fù)電子?！保煌瑫r(shí)正能態(tài)中沒有電子的狀態(tài)。因?yàn)檫@時(shí)任何一個(gè)電子，都不可能找到能量更低的還沒有填入電子的能量狀態(tài)，也就不可能跳到更低的能量狀態(tài)而釋放出能量。也就是說不能輸出任何信號(hào)，這正是“點(diǎn)內(nèi)空間”所具有的物理性質(zhì)。如果把一個(gè)電子從某一個(gè)負(fù)能狀態(tài)，激發(fā)到一個(gè)正能狀態(tài)上去，需要從外界輸入至少兩倍于電子靜止能量的能量。這表現(xiàn)為可以看到一個(gè)正能狀態(tài)的電子和一個(gè)負(fù)能狀態(tài)的空穴。從負(fù)能態(tài)到正能態(tài)，至少有二個(gè)電子質(zhì)量之差距E=2mc2。如果有大于E之能量輸入，則可使負(fù)電子海中一個(gè)負(fù)電子，躍遷到正能態(tài)，而在負(fù)電子海中留下一個(gè)洞，我們可觀察到的是正負(fù)電子對(duì)的產(chǎn)生。狄拉克方程來源于薛定諤方程。以V表示動(dòng)能，K表示勢(shì)能，薛定諤方程來源于經(jīng)典力學(xué)方程：總能量=動(dòng)能+勢(shì)能。寫成方程：E=K+V（2-3）在能量守恒公式中，動(dòng)量=質(zhì)量×速度，以υ表示速度，寫成方程：p=m×υ=mυ（2-4）根據(jù)牛頓定理有：K=p2/（1/(2m)）（2-5）代入（2-3）式即是：E=p2/（1/(2m)）+V（2-6）（2-6）式表達(dá)的是總能量、動(dòng)量和勢(shì)能之間的關(guān)系，這與電子和薛定諤方程有什么聯(lián)系呢？電子帶有負(fù)電，會(huì)被正電荷吸引。在這種情況下，相關(guān)的勢(shì)能不是由引力引起的，而是由電勢(shì)能引起，像E=p2/（1/(2m)）+V一樣，即：E=p2/（1/(2m)）+V（2-7）只是（2-7）式的V是電勢(shì)能。薛定諤正是根據(jù)這個(gè)方程，利用德布羅意的動(dòng)量與波長的關(guān)系，猜出量子物體在勢(shì)能中運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)方程：Eψ=-（?2/(2m)）（d2ψ/dx2）+V（2-8）（2-8）式中ψ是幾率幅，表示一種約定；m是粒子的質(zhì)量，?是普朗克常數(shù)除以2π。以上（2-2、3、4、5、6、7、8）等7個(gè)方程單從遵守質(zhì)量守恒定律來說，都是線性的，即物質(zhì)從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式，反應(yīng)前后各自的質(zhì)量是可以疊加，并且是相等的。但（2-1）式希格斯場(chǎng)方程，不一定是線性的，這就是它要擔(dān)負(fù)的超級(jí)任務(wù)，即要討論非線性希格斯粒子數(shù)學(xué)。2、非線性的意思是，如各種角色的兩個(gè)變量之間的關(guān)系，是一次函數(shù)，圖象對(duì)兩個(gè)變量可用直角坐標(biāo)中一段直線表示的，就是線性數(shù)學(xué)；如果不是一次函數(shù)，圖象也不是直線的，就是非線性數(shù)學(xué)。比如方程y=kx就是線性數(shù)學(xué)；而y=x2就是非線性數(shù)學(xué)。線性關(guān)系描述的系統(tǒng)滿足疊加原理，按此規(guī)則，狄拉克方程（2-2）和薛定諤方程（2-8），以及（2-5、6、7）等方程，雖然也可以說是非線性方程，但單從遵守質(zhì)量守恒定律來檢驗(yàn)，狄拉克和薛定諤時(shí)代所做的化學(xué)實(shí)驗(yàn)到物理實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)前后各自的質(zhì)量可以疊加，并且是相等的。這是因?yàn)槿藗兠鎸?duì)的低能條件，限制了實(shí)驗(yàn)的適用范圍。但到1964年的希格斯時(shí)代，出現(xiàn)了很多高能粒子所做的化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)前后各自的質(zhì)量疊加起來，有不是相等的情況。即如非線性，所得非所望。希格斯在研究了這種各類系統(tǒng)中的非線性現(xiàn)象的共同規(guī)律后，發(fā)現(xiàn)辯證唯物方法是發(fā)展的，是一門線性與非線性結(jié)合、有分離階段和交叉的科學(xué)，從而升華了他的科學(xué)研究。于是他具體、實(shí)在而為地拿出了可供后來人們討論的希格斯場(chǎng)公式。希格斯玻色子是專指質(zhì)量最原始的起源，這種質(zhì)量是標(biāo)量，不同于四種基本作用力涉及的各類基本粒子的其它的性質(zhì)。從邏輯上說，非線性科學(xué)著眼于定量的規(guī)律，非線性就是不滿足線性疊加原理的性質(zhì)。但在自然科學(xué)和工程技術(shù)，以及社會(huì)科學(xué)的應(yīng)用中，人們真正關(guān)注的僅是用線性理論所不能解釋的那些現(xiàn)象，稱為非線性現(xiàn)象，但一般還局限在類比和猜測(cè)，難以有實(shí)質(zhì)性的定量結(jié)果。希格斯場(chǎng)公式遵循的是較成熟的非線性動(dòng)力學(xué)，希格斯沿著的是19世紀(jì)末法國科學(xué)家龐加萊的常微分方程的定性理論和天體運(yùn)動(dòng)中定量計(jì)算的非線性數(shù)學(xué)道路。20世紀(jì)前后，無線電技術(shù)促使非線性振動(dòng)理論的誕生，它繼承和發(fā)展龐加萊的成果，到20世紀(jì)60年代后，大氣科學(xué)和流體力學(xué)中利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行的數(shù)值研究，促進(jìn)了在橫向聯(lián)系上發(fā)現(xiàn)并研究各類不同系統(tǒng)由于非線性而導(dǎo)致的共性，希格斯抓住了這一時(shí)代脈搏，建立起非線性希格斯粒子數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)。其實(shí)，從大到仰天滿天星斗的宇宙星城，到更小的粒子被大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)撞擊之后所呈現(xiàn)的滿眼無形的碎片，再到非線性人口學(xué)揭秘內(nèi)部極為復(fù)雜的地球村眾多國家、人學(xué)活動(dòng)的行為，從質(zhì)量的非線性希格斯數(shù)學(xué)上說是統(tǒng)一的。這是在除開傳統(tǒng)的科學(xué)方法之外的建模，當(dāng)中的“神秘”，如怎樣由于其參量改變，而導(dǎo)致性態(tài)發(fā)生定性的變化。當(dāng)然，非線性希格斯粒子數(shù)學(xué)在細(xì)節(jié)上，除了還要用傳統(tǒng)的平衡、振動(dòng)、穩(wěn)定性等概念外，也要考慮混沌動(dòng)態(tài)和分形圖型的分岔問題，如和突變論、協(xié)同論、耗散結(jié)構(gòu)論也有聯(lián)系。3、2012年8月2日《物理快報(bào)B》（PhysicsLettersB）已經(jīng)發(fā)布?xì)W洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）兩個(gè)主要實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)----ATLAS與CMS的科學(xué)家，關(guān)于發(fā)現(xiàn)疑似“上帝粒子”的研究論文，詳細(xì)描述了新發(fā)現(xiàn)粒子衰變成γ射線、W和Z玻色子等粒子的過程。這是繼7月4日，這兩個(gè)團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)了一種新的亞原子粒子，可能是難以捉摸的希格斯玻色子，即上帝粒子。但他們同時(shí)表示，還需做許多工作來最終確認(rèn)，相信今年晚些時(shí)候會(huì)有結(jié)果。這在當(dāng)時(shí)，就給我們提供了討論非線性希格斯粒子數(shù)學(xué)的契機(jī)。三、超對(duì)稱希格斯場(chǎng)公式的超級(jí)任務(wù)超對(duì)稱理論被認(rèn)為是追求基始理論過程中，最后一項(xiàng)可借實(shí)驗(yàn)測(cè)試的理論。歐洲今天大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)兩個(gè)主要實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，找到疑似難以捉摸的希格斯玻色子，算是提供了支持。然而不但標(biāo)準(zhǔn)模型，只是有效理論而不是基始理論，而且超對(duì)稱理論也只是有效理論而不是基始理論。粒子物理學(xué)和宇宙學(xué)被認(rèn)為是，不受哥德爾的不完備定理限制的可尋找到第一推動(dòng)力的自組織，即是了解世界如何運(yùn)作、為何如此運(yùn)作的科學(xué)。然而西方超對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)模型的球量子科學(xué)家們，還是把從有效理論邁進(jìn)基始理論的里程碑定為：A、標(biāo)準(zhǔn)模型；B、超對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)模型：C、弦論；D、M理論；E、基始理論。認(rèn)為如果弦論最后能夠統(tǒng)一量子理論、重力理論以及標(biāo)準(zhǔn)模型，并在沒有外加參數(shù)的情況下，對(duì)夸克與輕子的三個(gè)家族、粒子質(zhì)量等做出基本解釋，就可以肯定地說弦論已經(jīng)成功。從狄拉克的相對(duì)論性電子方程到希格斯場(chǎng)公式說明，時(shí)空類似真空和聯(lián)系點(diǎn)內(nèi)空間，點(diǎn)外真空和點(diǎn)內(nèi)空間真空卻活躍著基本粒子。為什么真空之外還要提“點(diǎn)內(nèi)空間”？有人說，“點(diǎn)內(nèi)運(yùn)動(dòng)”的思維是有重大局限的。因?yàn)榉治隽W(xué)與統(tǒng)計(jì)力學(xué)不一致，統(tǒng)計(jì)力學(xué)與熱力學(xué)不一致，導(dǎo)致量子力學(xué)的各種哲學(xué)解釋有重重困難。相對(duì)論與量子力學(xué)各種統(tǒng)一方案最終通向類似弦、圈等亂麻，很可能是我們心靈，是高維亂麻，在對(duì)象世界的投射----必須先從認(rèn)識(shí)論上解開內(nèi)心亂麻，重新審視現(xiàn)代物理學(xué)的各種隱蔽的物理與哲學(xué)預(yù)設(shè)，才能撥亂反正，如說“點(diǎn)內(nèi)運(yùn)動(dòng)”論證，其實(shí)是混同經(jīng)典世界觀與量子世界觀的錯(cuò)誤推理。那么反對(duì)希格斯場(chǎng)公式的“哲學(xué)預(yù)設(shè)”是什么？他們堅(jiān)持的經(jīng)典世界的物理的“觀察”，和“測(cè)量”不變的“實(shí)在”和“存在”哲學(xué)，就能永遠(yuǎn)代替得了大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的實(shí)在，和存在的量子世界觀的“觀察”和“測(cè)量”嗎？為什么真空之外，還要提“點(diǎn)內(nèi)空間”？是因經(jīng)典世界觀，雖然也在搞清真空涉及的物質(zhì)的本質(zhì)和宇宙的演化，但邏輯、哲學(xué)上的“內(nèi)心亂麻”，難道能不認(rèn)可真空理應(yīng)是，沒有任何物質(zhì)的零度時(shí)空？既然如此，零是虛實(shí)、正負(fù)對(duì)稱的；在虛、實(shí)問題上，線性系統(tǒng)，虛的不能直接變?yōu)閷?shí)的。例如，活人是實(shí)的，死人是虛的。死人不能直接變?yōu)榛钊?。死人變?yōu)榛钊耍ㄟ^細(xì)胞或基因克隆之類的辦法。那么物質(zhì)是否可以無限可分，還是物質(zhì)呢？即這類似認(rèn)為活人，是不會(huì)死的----實(shí)的也不能直接變?yōu)樘摰?。如果?jiān)持是這樣不變的經(jīng)典世界觀，這很可能把唯物論也會(huì)帶進(jìn)唯心論。但數(shù)論的虛、實(shí)數(shù)和0，與宗教、哲學(xué)是不同倫的。聯(lián)系到基本粒子，這種底線是什么呢？即物質(zhì)無限可分到基本粒子，有沒有物質(zhì)與能量不加以區(qū)別的形態(tài)呢？弦論做出了劃時(shí)代的貢獻(xiàn)，它把物質(zhì)無限可分的底線，看成是一種多模具的銜接。即它把物質(zhì)的最基本單位，看成細(xì)無限的小段“能量弦線”或大尺度宇宙弦。基本粒子是這小段“弦”的不同振動(dòng)模式，只取其合符量子世界觀的“觀察”和“測(cè)量”實(shí)驗(yàn)，作的模具模擬之一。但困難在于，這里量子對(duì)撞機(jī)的無限可分，“觀察”和“測(cè)量”到的只能是“能量”的印跡圖像。按唯物論的行話，“能量”是“虛”的；但弦論是避開爭(zhēng)論，按漢語弦的詞意，有多種模具。把物質(zhì)與能量、虛與實(shí)結(jié)合在一起，只是一種模擬。這里弦論框架，自然包含有要求超對(duì)稱。而超對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)模型，是具有隱超對(duì)稱和隱瑕對(duì)稱的。即各種粒子和其超伴子，可具有不同的質(zhì)量，一些相互作用也可修正。如果說基始理論是這樣，那么它和環(huán)圈圖像，具有虛、實(shí)兩部分，沒有兩樣。希格斯物理也扮演著同樣的角色，但由于球量子粒子物理學(xué)和宇宙學(xué)對(duì)此有不同的看法，有人依態(tài)度不同，把科學(xué)家和科學(xué)愛好者分成三類。第一類稱為基本教義派，如相信超對(duì)稱理論預(yù)測(cè)的希格斯粒子存在。第二類稱為“無神論者”派，如不相信超對(duì)稱理論預(yù)測(cè)的希格斯粒子存在。第三類稱為“不可知論者”派，他們不確定結(jié)果會(huì)如何。好處是，這三類人的主張相互激蕩，卻幫助了環(huán)量子三旋標(biāo)準(zhǔn)模型，認(rèn)清了20世紀(jì)兩大科學(xué)革命的相對(duì)論和量子論，都是指向時(shí)空或類似真空，或類似點(diǎn)內(nèi)空間來統(tǒng)一的。其實(shí)環(huán)量子三旋的符號(hào)編碼動(dòng)力學(xué)，也類似“弦”的不同振動(dòng)模式，是把物質(zhì)與能量、虛與實(shí)結(jié)合在一起的。希格斯場(chǎng)的希格斯玻色子，何嘗不可統(tǒng)一到時(shí)空或類似真空或類似點(diǎn)內(nèi)空間？1、如果把有虛、實(shí)、零三種，漲落結(jié)構(gòu)的時(shí)空，或真空看成類似“介質(zhì)”，那么也許能把挑戰(zhàn)兩大科學(xué)革命的“無神論者”和“基本教義派”統(tǒng)一起來。例如，愛因斯坦反對(duì)舊以太論，要依賴于時(shí)空或真空的彎曲和光速有限。而挑戰(zhàn)相對(duì)論的“無神論者”，卻主張新以太和可壓縮介質(zhì)流體的復(fù)雜理論。但如果這些新以太和介質(zhì)，是時(shí)空或真空漲落的虛、實(shí)、零粒子，就沒有可指責(zé)的。因?yàn)檫@類似人世間，談信仰或鬼神故事，從未間斷，但并不影響唯物論的實(shí)在。因?yàn)槿耸篱g也類似虛、實(shí)、零時(shí)空或真空漲落結(jié)構(gòu)，說歸說，實(shí)在歸實(shí)在。2、同樣，粒子物理學(xué)和宇宙學(xué)中的基本教義者、無神論者和不可知論者等三派，是否也能統(tǒng)一起來呢？也能！標(biāo)準(zhǔn)模型和超對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)模型的希格斯場(chǎng)公式：E=M2h2+Ah4被認(rèn)為是可以計(jì)算M2的數(shù)值，從普朗克尺度增加到標(biāo)準(zhǔn)模型尺度的變化，并能統(tǒng)一自然界四種基本作用力的公式。其中特別的是M表示希格斯場(chǎng)量子產(chǎn)生的質(zhì)量，M2可以為負(fù)數(shù)。即希格斯場(chǎng)量子產(chǎn)生的質(zhì)量M可以為正虛數(shù)，這是趨向普朗克尺度時(shí)空或真空或類似點(diǎn)內(nèi)空間的情況。這是對(duì)的，因?yàn)榇藭r(shí)，時(shí)空或真空趨向虛、實(shí)、零漲落結(jié)構(gòu)，類似趨向“點(diǎn)內(nèi)空間”，M存在正虛數(shù)是正常情況。3、愛因斯坦的質(zhì)能轉(zhuǎn)化公式E=MC2，是在我們的時(shí)空或真空中能測(cè)試的公式，粒子物理學(xué)和宇宙學(xué)中的基本教義者、無神論者和不可知論者等三派基本都認(rèn)可。如果我們承認(rèn)時(shí)空或真空有破裂的時(shí)候，那么環(huán)量子三旋標(biāo)準(zhǔn)模型的物質(zhì)族質(zhì)量譜計(jì)算公式，就能計(jì)算出所有標(biāo)準(zhǔn)模型的基本粒子的質(zhì)量，并且可以在我們的時(shí)空或真空中通過測(cè)試來驗(yàn)證。所以，環(huán)量子三旋標(biāo)準(zhǔn)模型的物質(zhì)族質(zhì)量譜計(jì)算公式，加上愛因斯坦的質(zhì)能轉(zhuǎn)化公式以及希格斯場(chǎng)公式，可以看成是粒子物理學(xué)和宇宙學(xué)的有效理論、基始理論、終極理論的結(jié)果。而無神論者們的一些球量子復(fù)雜理論，如多世界理論、時(shí)間倒流理論、復(fù)合時(shí)空理論、真空相變理論、復(fù)合介質(zhì)新以太球量子理論、生成或構(gòu)成球量子理論、球量子旋量場(chǎng)理論、帶有各自不同宇宙坐標(biāo)的始原物質(zhì)理論，等等，都可以講。因?yàn)橐苍S類似人世間談鬼神故事的從未間斷，但并不影響唯物論的實(shí)在。4、由于能量弦的振動(dòng)或能量環(huán)的自旋，已是一種能量現(xiàn)象，不是一種粒子物質(zhì)，導(dǎo)致我們不能把單個(gè)夸克分離出來的，即看不見夸克也是正常情況。而且有分?jǐn)?shù)電荷存在也是正常情況，因?yàn)闃O限環(huán)自旋存在三旋類似的分岔現(xiàn)象，這種能量分岔現(xiàn)象，說它是形式數(shù)學(xué)模型或?qū)嵲诘奈镔|(zhì)結(jié)構(gòu)，都是正確的。同理，希格斯場(chǎng)就是時(shí)空或真空相變，當(dāng)然這種相變不是粒子變粒子。時(shí)空或真空撕裂的相變，是能量變粒子的相變；“超空間”類似“點(diǎn)內(nèi)空間”，時(shí)空或真空撕裂的相變特征，是希格斯場(chǎng)沒有最小最基本的單位質(zhì)量希格斯玻色子。其次，類似極限環(huán)自旋存在三旋的能量分岔現(xiàn)象，希格斯玻色子可以附著在具有不同能量的一份一份的量子上，產(chǎn)生具有不同質(zhì)量的希格斯場(chǎng)玻色子和費(fèi)米子。5、在宇宙大爆炸以后自然演變求衡中，大質(zhì)量的希格斯玻色子在某種意義上也可以說，是“吃”單位質(zhì)量希格斯玻色子生成的。這類似通常說Z玻色子吃了希格斯玻色子以增重，也就是獲得質(zhì)量一樣。其次，希格斯玻色子也是會(huì)衰變的。在這類自然演變求衡中，如果說希格斯場(chǎng)只有大質(zhì)量的希格斯玻色子，而沒有最小最基本的單位質(zhì)量希格斯玻色子，是不可思義的：最輕超伴子是否與單位質(zhì)量希格斯玻色子，即最輕希格斯玻色子一樣，我們可以不管；說最輕超伴子的質(zhì)量不到希格斯玻色子一半，則希格斯玻色子會(huì)衰變成兩個(gè)最輕超伴子，這在“點(diǎn)內(nèi)空間”也可以不管，但在實(shí)在空間這種希格斯玻色子肯定不是單位質(zhì)量希格斯玻色子----這種希格斯玻色子衰變成兩個(gè)最輕超伴子，也不是時(shí)空或真空撕裂的相變，而是粒子“吃、吐”粒子類型的相變；衰變也僅是“吃、吐”粒子類型的時(shí)空或真空撕裂。6、宇宙極早期暴脹稱的“暴脹子”，實(shí)際也可以看成是時(shí)空或真空撕裂的暴漲單位速率，其值為8.88倍光速。利用“場(chǎng)”概念對(duì)時(shí)空?qǐng)龌蛘婵請(qǐng)鏊毫堰M(jìn)行宇宙大爆炸分析，設(shè)宇宙大爆炸是用宇宙總能量進(jìn)行的，產(chǎn)生了宇宙的最大速度，記為C。而這個(gè)總能量從“點(diǎn)內(nèi)空間”向“點(diǎn)外空間”暴漲，又設(shè)為光錐模型，而且也只能設(shè)為光錐模型，那么向時(shí)空或真空實(shí)在的D膜垂直方向的暴漲速率，最大限度記為光速C，這也是在“點(diǎn)外空間”的最大限度。由于光錐的斜邊與暴漲速率垂直方向成45度是最大值，其單位長為1.414C。又由于宇宙開始暴脹，是兼“點(diǎn)內(nèi)空間”的虛數(shù)反D膜撕裂，而撕裂成為質(zhì)量軌道圓，其質(zhì)量軌道圓因處在不穩(wěn)定的虛數(shù)反D膜和實(shí)在的D膜的結(jié)合部，暴脹可超光速。即它是以光錐斜邊為半徑作的大圓，其此單位宇宙質(zhì)量軌道圓的暴漲速率，最大限度為2×3.14×1.414C，即是光速的8.88倍。這也虛數(shù)反D膜中超光速的最大限度，它不違反相對(duì)論，是因“暴漲”還在點(diǎn)內(nèi)點(diǎn)外結(jié)合部，速度指數(shù)可以疊加。四、希格斯數(shù)學(xué)對(duì)狄拉克方程新解有人說，在現(xiàn)代量子場(chǎng)論的中間過程里，能量和動(dòng)量總是守恒的，按照相對(duì)論，一個(gè)粒子的能量E、動(dòng)量p和質(zhì)量m滿足狄拉克方程E2=p2c2+m2c4，它會(huì)像是一道球面或者橢球面的方程，這個(gè)球面或者橢球面就好比是雞蛋殼的“殼”；而它中間態(tài)里粒子的質(zhì)量，就必定不滿足上述關(guān)系式，即可以“離殼”，但自由粒子總是“在殼”的。希格斯場(chǎng)粒子是一種涉及質(zhì)量起源的基本粒子，像所有的粒子一樣，具有像受擾池水表面那樣的波的特性；且只有當(dāng)這些細(xì)波一群群整齊前進(jìn)時(shí)才能叫做一個(gè)粒子，那么希格斯場(chǎng)自然也會(huì)產(chǎn)生孤波的。希格斯場(chǎng)是特別簡單的一種，重要的是它很難與真空相區(qū)別。而粒子物理中別的許多粒子波都在繞軸自旋，這就顯然不是真空的特性了。如果希格斯場(chǎng)的最低能態(tài)是一個(gè)零場(chǎng)態(tài)，那么該場(chǎng)將一直以相同的方式與其它場(chǎng)發(fā)生作用----物理學(xué)稱這個(gè)零場(chǎng)態(tài)為“對(duì)稱”態(tài)。然而，支配希格斯場(chǎng)行為的規(guī)律表明，即使是在最平靜的態(tài)，無波紋的態(tài)的希格斯也是起作用的，即不同于零態(tài)。對(duì)稱性遭到了破壞，空間就像一塊木板上就有了“紋理”一樣。這個(gè)標(biāo)量式的紋理是可以計(jì)算和探測(cè)的，但在質(zhì)量起源之后，它只是在考慮希格斯粒子與其它粒子發(fā)生作用時(shí)才顯得重要。而所有矢量玻色子可以沿著這個(gè)紋理運(yùn)動(dòng)，并能輕而易舉地移動(dòng)很大距離，且能以光子的形式被觀測(cè)到。逆著這個(gè)紋理運(yùn)動(dòng)，有質(zhì)量粒子的行程就要短得多；這些粒子是攜帶弱力的W粒子或Z粒子，借助于希格斯場(chǎng)數(shù)學(xué)，能將這些明顯不相干的現(xiàn)象看成一個(gè)硬幣的不同的兩面，兩者都可以描述同一個(gè)矢量玻色子的特性。例如，當(dāng)電子和夸克一類物質(zhì)粒子沿紋理運(yùn)行時(shí)，它們不停地翻跟斗，這就使它們以比光速慢的速度運(yùn)動(dòng)，從而使它們變重。所以，希格斯場(chǎng)是造成物質(zhì)有質(zhì)量的原因。1、希格斯場(chǎng)是造成物質(zhì)有質(zhì)量，“木材紋理”的類比只是它的眾多模具中的一種，因?yàn)槊糠N模具必然也是有缺陷的。例如人們不能把這些“紋理”，想象成為定義日常三維空間中的一個(gè)方向，而是在某種塞滿各種玻色子、費(fèi)米子的抽象的內(nèi)部空間，定義一個(gè)方向。即在沒有希格斯的王國里，對(duì)稱性占絕對(duì)統(tǒng)治地位：玻色子如光子、W粒子和Z粒子等是不可區(qū)分的；費(fèi)米子如電子和中微子以及代表質(zhì)子與中子的上夸克、下夸克之間，也是難以區(qū)分的。因此希格斯王國的“統(tǒng)治”，間接地給出了唯物的點(diǎn)外空間世界的結(jié)構(gòu)，驅(qū)使著科學(xué)競(jìng)爭(zhēng)。1964年希格斯王國的神秘出現(xiàn)，研究宇宙是如何從某種原始的量子漲落中爆發(fā)出來的呢？為什么宇宙總是充滿物質(zhì)而不是充滿反物質(zhì)？為什么宇宙中總有東西而不是什么也沒有？希格斯粒子到底有多重？2、希格斯場(chǎng)公式對(duì)相對(duì)論性狄拉克方程的對(duì)稱及超對(duì)稱的新解是，當(dāng)今物理學(xué)熱衷于談?wù)摰摹俺摇?、“超伴子”即超?duì)稱粒子等量子模具類比，美國科學(xué)家凱恩寫的《超對(duì)稱：當(dāng)今物理學(xué)界的超級(jí)任務(wù)》一書中說，“超伴子”與反粒子不同，它與自己對(duì)應(yīng)的粒子可以有不同的質(zhì)量。其實(shí)，質(zhì)量如果引進(jìn)了“手征性”；手征性引進(jìn)了“自旋”；自旋引進(jìn)了“環(huán)量子”，回旋的余地就非常大。再加上狄拉克的相對(duì)論性電子方程，超對(duì)稱與質(zhì)量的關(guān)系就更清楚了。因?yàn)椤碍h(huán)量子”有62種內(nèi)稟自旋狀態(tài)，其中的52種復(fù)合自旋，如果它們要分各自的啟動(dòng)先后順序，那這樣的“啟動(dòng)子”就有數(shù)百種，作為“超伴子”的備選者，足足有余。這些“啟動(dòng)子”的手征性大多數(shù)和基本態(tài)一樣，是肯定的。陳超先生在《量子引力研究簡史》中說，泡耳欽斯、施特羅格、瓦法和馬德西納等提出的D膜、黑P膜、反德?希特時(shí)空/共形場(chǎng)等對(duì)偶性猜想，是被稱為超弦革命的高峰之作。但還不能具體構(gòu)建超伴子。我們出版的《三旋理論初探》和《求衡論----龐加萊猜想應(yīng)用》等專著，以及發(fā)表的《從卡-丘空間到軌形拓?fù)洹返日撐模妙惾w存在三種內(nèi)稟自旋的發(fā)現(xiàn)，把量子膜面直接對(duì)應(yīng)黎曼切口和軌形拓?fù)洌勺?5種卡-丘空間模型，編碼對(duì)應(yīng)25種基本粒子射影的“超伴子”或場(chǎng)粒子。3、希格斯能猜想到方程（2-1）E=M2h2+Ah4質(zhì)量發(fā)生破缺的“超對(duì)稱”的關(guān)鍵，是因?yàn)橄鄬?duì)論性狄拉克方程方程（2-2）E2=p2c2+m2c4引出的對(duì)稱和超對(duì)稱圖像，早在提示其中質(zhì)量m為平方，會(huì)引出的負(fù)質(zhì)量和虛數(shù)質(zhì)量；光速c分別為平方和四次方，也會(huì)引出的負(fù)實(shí)數(shù)和虛數(shù)。如果分別用平面坐標(biāo)作圖（C）和（D），來表達(dá)方程（2-1）和（2-2）中的對(duì)稱及超對(duì)稱的意思，這是如把圖（C）的坐標(biāo)中的X和Y軸定為實(shí)數(shù)軸，坐標(biāo)中類似的倒置拋物線對(duì)稱，表達(dá)的是正實(shí)數(shù)和負(fù)實(shí)數(shù)的對(duì)稱；這如果看作是“對(duì)稱圖像”，代表的是標(biāo)準(zhǔn)模型尺度內(nèi)的質(zhì)量情況。那么，把圖（D）的坐標(biāo)中的X定為實(shí)數(shù)軸，Y軸定為虛數(shù)軸，坐標(biāo)中大的倒置拋物線底部有一隆起拋物線的類似“山”字形的光滑曲線的對(duì)稱，表達(dá)的就不僅是正實(shí)數(shù)和負(fù)實(shí)數(shù)的對(duì)稱，還有正虛數(shù)和負(fù)虛數(shù)的對(duì)稱。如果看作是“超對(duì)稱圖像”，其代表的就不僅是標(biāo)準(zhǔn)模型尺度，而且還包括了普朗克尺度內(nèi)的質(zhì)量情況。4、所以“超對(duì)稱圖像”引人重視。研究圖（D）坐標(biāo)中的圖像產(chǎn)生的數(shù)學(xué)原由是，方程（2-1）和（2-2）中的對(duì)稱及超對(duì)稱的意思，希格斯已超越過狄拉克。這不是說希格斯比狄拉克聰明，而是時(shí)代已經(jīng)給希格斯提供了大量的高能實(shí)驗(yàn)，希格斯又身立其境。正如有層子和以太之?dāng)〉目茖W(xué)家及追隨者，不是比希格斯和狄拉克笨，而是沒有大量高能實(shí)驗(yàn)和文獻(xiàn)條件的提供或身立其境。希格斯把狄拉克方程E2=p2c2+m2c4左邊的E2用E代替，右邊第一項(xiàng)中的p2用M2代替，c2用h2代替；右邊第二項(xiàng)中的m2用A代替，c4用h4代替，變?yōu)镋=M2h2+Ah4。其中A是一未知的正值常數(shù)，h為希格斯場(chǎng)。比較愛因斯坦的質(zhì)能轉(zhuǎn)化公式E=MC2，這是在我們的時(shí)空或真空中能測(cè)試的公式。而希格斯場(chǎng)方程E=M2h2+Ah4式中，只要M2和A皆為正值，E亦為正值，因此E隨著h的增加而增加，表現(xiàn)的正是圖（C）的坐標(biāo)中倒置拋物線的對(duì)稱圖像。h的四次方h4不為零，h也不為零時(shí)，如果質(zhì)量平方M2為負(fù)值，A比M2大許多，則E在h更小時(shí)為負(fù)；但隨著h漸漸變大，等式右邊的第二項(xiàng)變得愈來愈重要，最后使E大于零，表現(xiàn)的正是如圖（D）的坐標(biāo)中，大的倒置拋物線底部有一個(gè)小小隆起的拋物線類似的光滑曲線的超對(duì)稱圖像。這是與圖（C）的坐標(biāo)中倒置拋物線的對(duì)稱圖像不同，是包含了有虛數(shù)參與的過程。5、希格斯的科學(xué)進(jìn)步，也“成功”地阻止另一些人的科學(xué)進(jìn)步，甚至包括他代言層子和以太的追隨者中的一些人，也不理解。這是因?yàn)椤胺治隽W(xué)與統(tǒng)計(jì)力學(xué)不一致，統(tǒng)計(jì)力學(xué)與熱力學(xué)不一致，導(dǎo)致量子力學(xué)的各種哲學(xué)解釋有重重困難”嗎？這是“相對(duì)論與量子力學(xué)各種統(tǒng)一方案最終通向類似弦，圈等亂麻”嗎？時(shí)間已經(jīng)跨過54年，誰的內(nèi)心充滿亂麻？誰必須先從認(rèn)識(shí)論上解開內(nèi)心亂麻呢？以色列科學(xué)院院長哈熱瑞把質(zhì)量與手征性聯(lián)系起來，解決了零質(zhì)量問題，卻遇到了超對(duì)稱使質(zhì)量的手征性發(fā)生對(duì)稱性破缺的難題。早在1986年，我們?cè)凇度A東工學(xué)院學(xué)報(bào)》第2期發(fā)表的《前夸克類圈體模型能改變前夸克粒子模型的手征性和對(duì)稱破缺》論文，解決了哈熱瑞引出的質(zhì)量難題。該論文說明導(dǎo)致量子力學(xué)的各種哲學(xué)解釋有重重困難的原因是，質(zhì)量變能量、能量變質(zhì)量只能發(fā)生在標(biāo)準(zhǔn)模型尺度到普朗克尺度物質(zhì)內(nèi)的微觀領(lǐng)域。科學(xué)家們花了很長時(shí)間的實(shí)驗(yàn)探索，和考察希格斯場(chǎng)公式E=M2h2+Ah4才知道，那是一高能領(lǐng)域，是以質(zhì)量平方M2的變化引領(lǐng)質(zhì)能及時(shí)空的。具體說來可作平面坐標(biāo)圖（E），該圖中所示的圖像，縱軸為質(zhì)量平方M2，橫軸為能量，普朗克尺度對(duì)應(yīng)于高能量，因此在標(biāo)準(zhǔn)模型尺度的右邊。希格斯場(chǎng)與標(biāo)準(zhǔn)模型粒子進(jìn)行交互作用，也類似在超對(duì)稱勢(shì)阱中，球量子通過隧道效應(yīng)穿過勢(shì)壘一樣，有阻力作用。這種充滿宇宙真空態(tài)的希格斯場(chǎng)就類似在水中行走一樣，會(huì)受到比在空氣中行走更大的阻力，就像是自己變重了一般，粒子就藉由這個(gè)過程獲益質(zhì)量。類似重力場(chǎng)源自質(zhì)量，電磁場(chǎng)源自帶電粒子，希格斯場(chǎng)h源自帶質(zhì)量微單元的粒子，而增加了宇宙的能量密度E。科學(xué)家們假設(shè)能量密度E與希格斯場(chǎng)h的關(guān)系是E=M2h2+Ah4，其中常數(shù)A只要為正值即可，M2為希格斯場(chǎng)量子質(zhì)量的平方。這里也將能量密度E與希格斯場(chǎng)h的關(guān)系作為圖（C）的圖像，當(dāng)h=0時(shí)，方程式右邊的兩項(xiàng)皆為0。當(dāng)h很小時(shí)，只要M2與A皆為正值，E亦為正值，因此E隨著h的增加而增加。但是從圖（E）的圖像看出，能量漸漸減少，當(dāng)從普朗克尺度漸漸增至標(biāo)準(zhǔn)模型尺度時(shí)，原本為正值的M2漸漸減少，最后變?yōu)樨?fù)值。即便普朗克尺度下的M值稍有不同，M仍會(huì)在某個(gè)地方通過零點(diǎn)，在大尺度成為負(fù)值。正如圖（C）的圖像所示，在M2成為負(fù)值之前，W玻色子、Z玻色子、夸克、輕子等皆不具質(zhì)量。因?yàn)檫@時(shí)的宇宙最低能態(tài)，是為0希格斯場(chǎng)，因此粒子無法借希格斯場(chǎng)作用獲益質(zhì)量。但是如果假設(shè)M2為負(fù)值，如圖（D）的圖像所示，當(dāng)h=0時(shí)，E=0；當(dāng)h不為零時(shí)，由于假設(shè)M2為負(fù)值，方程式（2-1）右邊第一項(xiàng)永遠(yuǎn)是負(fù)值，而第二項(xiàng)則恒正。當(dāng)h很小時(shí)，E會(huì)小于0。如果A比M2大許多，則E在h更小時(shí)為負(fù)。隨著h漸漸變大，最后使E大于零。從圖（D）中可以看出，代表宇宙能態(tài)的球，會(huì)滾到代表最低能量狀態(tài)的谷底，這最低點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的希格斯場(chǎng)h并非是0。綜合起來說，在大爆炸時(shí)，因?yàn)槟芰繕O高，作用距離極短，而與普朗克尺度相當(dāng)，W玻色子、Z玻色子、夸克、輕子等皆不具質(zhì)量；一直要等到大爆炸后宇宙冷卻到標(biāo)準(zhǔn)模型或?qū)ψ矙C(jī)尺度時(shí)，M2為負(fù)，如圖（D）所示的非0希格斯場(chǎng)被宇宙真空態(tài)充滿，這非0的希格斯場(chǎng)才使粒子獲得質(zhì)量。以上希格斯物理的理論，已通過重要的實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。例如，它（三旋理論）預(yù)測(cè)的頂夸克質(zhì)量，1997年已發(fā)現(xiàn)頂夸克的質(zhì)量為175GeV，預(yù)測(cè)競(jìng)獲得證實(shí)，這極大地增強(qiáng)了超對(duì)稱希格斯物理的分量。五、希格斯機(jī)制與三旋理論質(zhì)量機(jī)制物質(zhì)的質(zhì)量起源是規(guī)律的，但這種規(guī)律又分層次和有適用需求的。例如，牛頓力學(xué)講質(zhì)量，是等于物體在地球某處秤的重量，除以地球在此處測(cè)得的重力加速度。這很適用也實(shí)用。由于地球的重力加速度在不同的緯度有所不同，所以同一物體，在地球不同的緯度所在地是不同的，但它的質(zhì)量又是相同的。這是怎么？這就是從希格斯的質(zhì)量規(guī)律，到牛頓的質(zhì)量之間，還存在一個(gè)量子糾纏的量子信息隱形傳輸，涉及類似里奇張量引力效應(yīng)的虛數(shù)超光速傳送的通道。這就類似2016年11月30日一場(chǎng)大貝爾實(shí)驗(yàn)，邀請(qǐng)的全球范圍大量志愿者，其中包括中國科技大學(xué)的潘建偉團(tuán)隊(duì)，共同參與證偽貝爾不等式的萬人挑戰(zhàn)量子物理的全球大實(shí)驗(yàn)，打破愛因斯坦對(duì)量子物理的終極質(zhì)疑。2018年5月10日，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以論文的形式在世界頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表：“實(shí)驗(yàn)共吸引了約10萬名志愿者參與，在12小時(shí)內(nèi)持續(xù)產(chǎn)生每秒逾1000比特的數(shù)據(jù)流。這些隨機(jī)數(shù)被用于13個(gè)不同的貝爾實(shí)驗(yàn)上，有些通過光子糾纏進(jìn)行，還有些通過原子系統(tǒng)或超導(dǎo)設(shè)備。大部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果強(qiáng)有力地證偽了愛因斯坦的定域?qū)嵲谡?，符合量子力學(xué)理論”。這要說明，荷蘭Delft技術(shù)大學(xué)的科學(xué)家們?cè)缤瓿闪艘粋€(gè)號(hào)稱沒有漏洞的實(shí)驗(yàn)：在兩個(gè)距離1.3公里的金剛石色心系統(tǒng)間證偽了貝爾不等式。而潘建偉團(tuán)隊(duì)也曾利用世界第一顆量子科學(xué)衛(wèi)星“墨子號(hào)”，在星地之間創(chuàng)下了量子糾纏分發(fā)距離的記錄，達(dá)到1200千米。下一步，他們計(jì)劃將地月間量子糾纏作為中國登月工程的一環(huán)。潘建偉的博士導(dǎo)師、國際量子物理學(xué)泰斗蔡林格的選擇，則是遙遠(yuǎn)的星光。2017年蔡林格使用兩顆恒星發(fā)生的光的顏色作為隨機(jī)數(shù)進(jìn)行貝爾實(shí)驗(yàn)；這兩顆恒星分別在600光年和1900光年之外。但在我國主流科學(xué)家中，反對(duì)量子糾纏的信息傳輸?shù)娜匀徽级鄶?shù)。如果沒有新時(shí)代黨中央的堅(jiān)定支持，可以說就沒有“潘建偉和潘建偉團(tuán)隊(duì)”。2018年5月9日C3安全峰會(huì)在四川成都召開，中國科學(xué)院院士、中國科技大學(xué)常務(wù)副校長潘建偉說：量子領(lǐng)域的國際競(jìng)爭(zhēng)比較激烈----曼哈頓計(jì)劃使得美國率先掌握核武器，影響20世紀(jì)的政治格局；量子信息技術(shù)從某種意義上講，是和平年代的“核武器”。但為什么有人反對(duì)存在虛數(shù)超光速傳送量子糾纏信息的通道？虛數(shù)和復(fù)數(shù)類似的時(shí)空存在，是恩格斯在《反杜林論》中承認(rèn)的，但由于“以蘇解馬”哲學(xué)曾在社會(huì)主義陣營占主流，受此影響，《歐拉公式》到《共產(chǎn)黨宣言》的馬列主義科學(xué)方法，并沒有被主流學(xué)者中完整掌握。蘇聯(lián)解體，是馬列主義和中國特色社會(huì)主義的勝利。這種推導(dǎo)基本粒子的質(zhì)量譜公式，不從希格斯機(jī)制出發(fā)的，而是“摸著石頭過河”學(xué)巴爾末的方法：以現(xiàn)存測(cè)得的幾個(gè)可見光的波長，把所有的可見光的波長定數(shù)、定量的公式找出來。以此方法，以現(xiàn)存測(cè)得的夸克、電子，以及w、z玻色子等幾個(gè)基本粒子的質(zhì)量，按大學(xué)教材《材料力學(xué)》的應(yīng)力斷裂公式的正切函數(shù)聯(lián)系自旋偏振等方法，也能推導(dǎo)得出標(biāo)準(zhǔn)模型的所有25種基本粒子的質(zhì)量譜公式。因?yàn)榱孔幼孕窳孔訑?shù)，與在希格斯場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的基本粒子的質(zhì)量表現(xiàn)有關(guān)。其次，龐加萊猜想是：單連通的三維閉流形同胚于三維球面，后來被推廣為：任何與n維球面同倫的n維閉流形必定同胚于n維球面。例如，一個(gè)無孔的橡膠膜相當(dāng)于拓?fù)鋵W(xué)中的二維閉曲面,而一個(gè)吹漲的氣球則可以視為二維球面,二者之間的點(diǎn)存在著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,同時(shí)橡膠膜上相鄰的點(diǎn)仍是吹漲氣球上相鄰的點(diǎn)。反之亦然。龐加萊猜想最簡單的學(xué)術(shù)描述是：一個(gè)封閉的三維空間,若其上的每條閉曲線都可以連續(xù)收縮到一個(gè)點(diǎn),那么從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上看,這個(gè)空間是否就是一個(gè)球面？其一,這個(gè)猜想要追求嚴(yán)格,能量和物質(zhì)的先驗(yàn)與經(jīng)驗(yàn)圖像就有兩個(gè)分岔。如果這個(gè)氣球只是一個(gè)長形的,或者球形的,那是可以做到的。但是,如果這個(gè)氣球是一個(gè)救生圈的形狀,那就不行。因此要求的氣球,它的形狀雖然可以隨意,但是,里面的任何一根封閉的曲線,或者說繩套,都不會(huì)繞過一根類似柱子這樣的東西?；蛘哒f，這個(gè)氣球看上去沒有“孔”，不像救生圈那樣可以把一個(gè)頭伸進(jìn)去。這樣的氣球叫“單連通”，所以龐加萊猜想引出兩個(gè)能量和物質(zhì)的先驗(yàn)與經(jīng)驗(yàn)圖像：類似球體(簡稱類點(diǎn)體)和類似圈體(簡稱類圈體)，這對(duì)于任何正、負(fù)、虛、實(shí)、零五元數(shù)的時(shí)空都是適用,所以成為幾何數(shù)學(xué)和物質(zhì)思維中的超驗(yàn)客體,為21世紀(jì)的球量子與環(huán)量子之爭(zhēng)所注意。其二，龐加萊猜想把一個(gè)封閉的三維空間連續(xù)收縮到一個(gè)點(diǎn)，是把宏觀與微觀世界都包括在一起了，必然引來與海森堡的不確定性原理的等價(jià)性。而龐加萊猜想實(shí)際是用確定性表達(dá)的：即“一個(gè)封閉的三維空間，若其上的每條閉曲線都可以連續(xù)收縮到一個(gè)點(diǎn)，那么從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上看，這個(gè)空間就等價(jià)于一個(gè)球面”。它的奧妙是：閉曲線是一個(gè)被分割的圖案，它指一種“間斷”；“連續(xù)”收縮指它的行為不間斷。兩者趨近于無窮小，能成立，就等價(jià)于三維球面。寫成數(shù)學(xué)表達(dá)方式：無窮小量間斷（J）乘無窮小量連續(xù)（L）=球面（Q）；或（△J）（△L）=Q（5-1）歷史上早就存在過光具有波動(dòng)性與粒子性之爭(zhēng)。量子理論的核心基礎(chǔ)是小孔和雙縫實(shí)驗(yàn)。量子力學(xué)是先有數(shù)學(xué)描述，后有物理解釋的。普朗克公式中的普朗克常數(shù)恒量ｈ，是普朗克仿效微積分的微商的辦法而假定的數(shù)。一開始普朗克常數(shù)是指波包的每一小份能量取決于它的頻率，而在頻率范圍內(nèi)存在有許多平均速度的粒子或電子，并非像后來愛因斯坦把一個(gè)光量子當(dāng)作一個(gè)光子或粒子來對(duì)待處理。把量子看成是一份一份地輻射，這是從某一點(diǎn)上來考慮的，因?yàn)樗矔r(shí)有若干粒子同時(shí)輻射，我們就無法區(qū)分分辨那一點(diǎn)的空隙是多少？通過什么技術(shù)手段來制造？是否海森堡的《物理學(xué)和哲學(xué)》就認(rèn)為：只觀察到了波動(dòng)性，從來就沒有看見粒子呢？對(duì)于粒子性只在想象或概念中存在，我們不管，反正海森堡的測(cè)不準(zhǔn)原理或叫不確定性原理，波與粒之爭(zhēng)，測(cè)雙縫時(shí)存在，測(cè)單縫時(shí)不存在。它的計(jì)算取其中一種是：無窮小量能量（對(duì)應(yīng)點(diǎn)外空間）乘無窮小量時(shí)間（對(duì)應(yīng)點(diǎn)內(nèi)空間）=普朗克常數(shù)；或（△E）（△t）=h（5-2）比較上式（5-2）和上式（5-1），類似一個(gè)人的兩種行為和思維處理方法，它們形成一個(gè)棱錐形。（5-2）式類似棱錐形一端逃出勢(shì)阱聯(lián)系的擴(kuò)散，（5-1）式類似棱錐形一端遇到障礙聯(lián)系的收縮，它們構(gòu)成了從宏觀到微觀物質(zhì)不可分離的特性，能夠解答從宏觀到微觀所有波與粒之爭(zhēng)的疑難。這里什么叫“量子”？就是（5-2）和（5-1）的聯(lián)立，它們不能分開；分開就不完整，也不完備。愛因斯坦說：“上帝不擲骰子”，他是主張“量子”為確定論的，實(shí)際是偏向式（5-1）一方。玻爾學(xué)派主張“量子”波與粒互補(bǔ)，是一種勢(shì)阱和隧道效應(yīng)模型，而成為一種不確定論，實(shí)際是偏向式（5-2）一方的。由于理論物理學(xué)至今沒有提出龐加萊猜想與不確定性原理等價(jià)問題，所以到21世紀(jì)，在量子論和相對(duì)論已經(jīng)產(chǎn)生的“場(chǎng)論”之外，還有不少專業(yè)和非專業(yè)人士不斷提出新的以太、暈輪、一鍋鹽漬蘑菇湯、可壓縮流體等之類的介子模型場(chǎng)論，但這都不是根本的辦法。量子論和相對(duì)論已經(jīng)建立的場(chǎng)論，包含有一種“勢(shì)阱”方法的描述，但只有擴(kuò)散力，沒有收縮力----而各類基本粒子，有各類自己的“場(chǎng)”，已經(jīng)夠多、夠擴(kuò)散的了；但這只是一種單一的量子行為和思維處理方法，遇到障礙就不知如何處理。例如，引力是大質(zhì)量能拖住小質(zhì)量，即引力沒有斥力，類似繩子拉東西。所以引力波不能說明引力機(jī)制，但反相對(duì)論的人都相信“波”的推動(dòng)作用，所以是一些類似沒有腦袋的思維。愛因斯坦講天體引力類似“時(shí)空彎曲”，是暗含把“物質(zhì)”與國家政權(quán)和專政作用在對(duì)應(yīng)。專政當(dāng)然類似“引力波”，但“場(chǎng)量子”的被“指揮”才是引力的機(jī)制。從科學(xué)來說，龐加萊猜想才完整和完備了從宏觀到微觀對(duì)分立物體或量子的形象：是球與環(huán)兼?zhèn)?，既能擴(kuò)散，也能收縮要用的模型模具。例如，宏觀粒子性勢(shì)阱解釋，人類在過去的一個(gè)世紀(jì)中，對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成的探索已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有五個(gè)層次：A、一切物質(zhì)都是由原子構(gòu)成的；B、原子是由電子包圍著的原子核組成的；C、原子核又是由質(zhì)子和中子組成的；E、每個(gè)質(zhì)子和中子被認(rèn)為是由三個(gè)夸克組成的；E、雖然暫時(shí)還沒有證據(jù)表明，夸克和輕子有任何內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但目前科學(xué)家普遍相信弦是組成物質(zhì)的最基本單元；在極小的尺度下觀察，自然界的基本單元不是像電子、光子、中微子和夸克等等這樣的粒子，這些看起來像粒子的東西實(shí)際上都是一些小而又小的振動(dòng)的弦的閉合圈（稱為閉合弦或閉弦），所有粒子都可由閉弦的不同振動(dòng)和運(yùn)動(dòng)來得到。先說勢(shì)阱。這些研究成果中的標(biāo)準(zhǔn)模型認(rèn)為：輕子（像電子和中微子）、夸克以及將這些粒子捆綁在一起的電磁力、弱相互作用力、強(qiáng)相互作用力，構(gòu)成一種類似山凹模型的“勢(shì)阱”圖相。把粒子比作汽車，相互作用力比作過山車軌道。在一條過山車軌道上，車子停在最低點(diǎn)。這種“勢(shì)阱”圖相都是原子層次以下的事情，海森堡不確定性原理不允許一輛過山車呆著不動(dòng)。這輛過山車必須永遠(yuǎn)地在最低點(diǎn)附近不停地運(yùn)動(dòng)。這就使得車子的能量和質(zhì)量的匹配，在五個(gè)層次變得很復(fù)雜和多樣。在第五個(gè)層次的閉弦能量與質(zhì)量不相匹配，源于夸克和輕子雖然被看成是物質(zhì)的基本粒子，但是它們還可能是由更小的東西組成的，這些小東西被禁閉在比質(zhì)子的千分之一還要小的體積內(nèi)，這妨礙了對(duì)有關(guān)它們內(nèi)部結(jié)構(gòu)的猜測(cè)。因?yàn)闇y(cè)不準(zhǔn)原理在復(fù)合系統(tǒng)的大小，和在其內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的任何組元的動(dòng)能之間，確定了一種互遞原理；復(fù)合系統(tǒng)愈小，組元的動(dòng)能就愈大。從這個(gè)原理可以得出，閉弦和開弦必須有很大的能量：它要高于一千億電子伏，還可能更大。這是因?yàn)閷?duì)于質(zhì)子及其夸克組元，由質(zhì)子的有效半徑可以計(jì)算它的組元夸克的典型能量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，它和質(zhì)子本身的質(zhì)量是可以相比的。組元的能量一般是幾億電子伏，系統(tǒng)的總質(zhì)量至少也是同樣的數(shù)量級(jí)，為產(chǎn)生夸克系統(tǒng)的激發(fā)態(tài)所需要的能量也是同樣的量級(jí)，被確認(rèn)為質(zhì)子激發(fā)態(tài)的強(qiáng)子在質(zhì)量上要比質(zhì)子大30%到100%，因此說，對(duì)原子、原子核和質(zhì)子，系統(tǒng)的質(zhì)量至少和組元的動(dòng)能一樣大。由于閉弦和開弦的能量高于一千億電子伏，人們或許會(huì)猜測(cè)，它們所形成的復(fù)合粒子的質(zhì)量會(huì)是幾千億電子伏或者更高。而實(shí)際上，已知夸克和輕子的質(zhì)量要小很多。在電子和中微子的情況下，質(zhì)量至少要小6個(gè)數(shù)量級(jí)。整體要比它的各部份的總和要小得很多。再說勢(shì)阱的隧道效應(yīng)。式（5-2）這個(gè)（△E）（△t）=h的海森堡不確定性原理是指，在量子力學(xué)里，如果時(shí)間確定是△t，就無法把能量（△E）測(cè)量得比△E=h/△t精確。反過來說，一個(gè)微觀粒子囚禁在勢(shì)阱中，如果勢(shì)阱變得不太高或不太寬，粒子能“借”到一些能量△E來越過勢(shì)阱，只要在時(shí)間△t=h/△E內(nèi)把能量還回去，隧穿勢(shì)阱的可能性有的。勢(shì)阱和隧道效應(yīng)這兩點(diǎn)對(duì)宏觀物體來說，與微觀物體的區(qū)別是很明顯的。我們地球上的宏觀物體雖然也囚禁在“勢(shì)阱”中，但這個(gè)勢(shì)阱主要指自身和環(huán)境的引力和電磁力的相互作用，這也使得宏觀物體的能量與質(zhì)量不相匹配：宏觀物體除含有本身的環(huán)境重力產(chǎn)生的引力勢(shì)能外，靜止的宏觀物體本身就只含有質(zhì)量。按質(zhì)能公式E=mc2比較，勢(shì)能與質(zhì)量的不相匹配，使它自身難“借”到環(huán)境很大的能量。反過來，宏觀物體都是由原子、分子構(gòu)成的，原子、分子之間自身的電磁力相互作用，倒能把宏觀物體分為固體、液體、氣體三類勢(shì)阱。固體這類電磁力勢(shì)阱，把原子、分子囚禁得很死，一般不能發(fā)生擴(kuò)散。液體這類電磁力勢(shì)阱，對(duì)原子、分子的囚禁稍微放寬一些，使液體擴(kuò)散能發(fā)生波動(dòng)和流動(dòng)。氣體這類電磁力勢(shì)阱，對(duì)原子、分子的囚禁更放寬一些，使氣體更能擴(kuò)散發(fā)生波動(dòng)和流動(dòng)。龐加萊猜想與不確定性原理存在等價(jià)，是由雙縫實(shí)驗(yàn)證明的，具有廣泛的應(yīng)用性。例如，把無孔的球和有孔的環(huán)這兩個(gè)不同的幾何圖相，映射雙縫實(shí)驗(yàn)中的源、屏、監(jiān)測(cè)器等三種約束。第一種情況來看宏觀粒子的勢(shì)阱性解釋：源用粒子取子彈對(duì)應(yīng)。屏是刻有兩條平行狹縫的裝甲板。監(jiān)測(cè)器是收集子彈的小沙盒。用一挺機(jī)槍以固定速率射擊，子彈碰撞也不會(huì)分裂。在給定的時(shí)間內(nèi)，P1是只有狹縫1打開狹縫2關(guān)閉時(shí)射到沙盒里的子彈的分布概率；P2是狹縫1關(guān)閉狹縫2打開時(shí)的概率；P12是兩條狹縫都打開時(shí)的概率結(jié)果，這時(shí)子彈從哪條狹縫通過完全是隨機(jī)的。測(cè)量發(fā)現(xiàn)，兩條狹縫都打開時(shí)，每個(gè)盒子里面子彈的數(shù)目，是兩次只有一條打開而另一條關(guān)閉實(shí)驗(yàn)時(shí)子彈數(shù)的和。P12=P1+P2

（5-3）在這里，子彈這類固體勢(shì)阱雖然獲得了機(jī)槍給的動(dòng)能和勢(shì)能，但比起子彈中的原子、分子之間自身的電磁力相互作用仍很小，所以子彈是不能擴(kuò)散的，當(dāng)然也無所謂收縮，除了運(yùn)動(dòng)的子彈對(duì)周圍的空氣產(chǎn)生沖擊振動(dòng)而會(huì)有聲波外，方程式（5-3）并不會(huì)受它影響。第二種情況來看宏觀的波動(dòng)性勢(shì)阱解釋，源用波圈取掉進(jìn)一個(gè)大水池的石頭產(chǎn)生的水波對(duì)應(yīng)。屏是用一道有兩個(gè)缺口的堤壩。監(jiān)測(cè)器是一排小浮標(biāo)，隨著水波上下浮動(dòng)，能測(cè)出水波在該點(diǎn)的總能量。水波從波源擴(kuò)散到堤壩，在堤壩的另一面水波從兩個(gè)缺口向外擴(kuò)散，觀察那排浮標(biāo)，一定會(huì)有某些位置，從缺口1來的波的波峰與缺口2來的波峰相遇，引起浮標(biāo)劇烈地上下運(yùn)動(dòng)。而在別的一些地方，從一個(gè)缺口來的波峰會(huì)遇到另一缺口來的波谷，這樣這些位置的浮標(biāo)會(huì)一動(dòng)不動(dòng)。I1是只有缺口1打開時(shí)波強(qiáng)的平滑變化。這條曲線與子彈實(shí)驗(yàn)獲得的曲線P1非常相似。I2是關(guān)閉缺口1開放缺口2得到的波強(qiáng)的平滑變化，它與子彈實(shí)驗(yàn)獲得的曲線P2也非常相似。I12是兩個(gè)缺口都打開時(shí)的波強(qiáng)變化曲線，但與用子彈雙縫齊開實(shí)驗(yàn)時(shí)的曲線非常不同，它不等于分別用一個(gè)缺口打開時(shí)獲得的曲線I1和I2的和。對(duì)于水波來說，在任意的給定位置水波的能量與這一點(diǎn)波浪的最大高度的平方成正比。如果把每秒鐘到達(dá)浮標(biāo)的能量稱為“波強(qiáng)”，用I表示，波的最大高度記為h，其關(guān)系是：波強(qiáng)=高度平方，即I=h2

（5-4）這里，與用子彈（球體）做的實(shí)驗(yàn)，水波（環(huán)圈）的能量不是以確定大小的個(gè)體（小塊）形式到達(dá)監(jiān)測(cè)器的，因此可以看出原始波的能量擴(kuò)散了，而子彈在任何一個(gè)特定時(shí)間只能打到某一個(gè)特定的盒子里。I=h2的數(shù)學(xué)解釋是，沿探測(cè)器任何一點(diǎn)水面的波動(dòng)幅度，是分別缺口1和缺口2來的波動(dòng)幅度的和。如果把從缺口1來的波的高度記為h1，從缺口2來的記為h2，兩個(gè)缺口都打開時(shí)的記為h12，最后的結(jié)果可以寫成：h12=h1+h2

（5-5）這幾個(gè)高度值可以為正也可以為負(fù)。這是根據(jù)相應(yīng)的波動(dòng)使水高與還是低于水平面而定。最后的強(qiáng)度I12也叫"水波振幅"的平方：I12=h122

（5-6）也就是I12=（h1+h2）2。這與缺口1打開，缺口2關(guān)閉實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的水波強(qiáng)度的波動(dòng)幅度的平方I1=h12

（5-7）以及缺口2打開，缺口1關(guān)閉的水波強(qiáng)度I2的波動(dòng)幅度的平方I2=h22

（5-8）都不同，I1和I2兩條曲線都沒有曲線I12擺動(dòng)得劇烈。因?yàn)閮蓚€(gè)缺口都打開時(shí)的曲線I12，不是兩個(gè)缺口分別的打開時(shí)強(qiáng)度分布I1和I2的簡單疊加。因?yàn)镮12=（h1+h2）2可以展開成：I12=h12+2h1h2+h22

（5-9）I12不等于I1與I2之和I1+I2=h12+h22。對(duì)于波動(dòng)（環(huán)圈），這種現(xiàn)象叫做干涉，不像用子