宇宙空间来历分析论文

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这是一套关于宇宙及其所有物质的构成的理论，这一理论认为，宇宙空间不是空的，是由它的具有量子态的结构单元——“空间量子”组成的。在无数的空间量子组成的宇宙空间中还存在着一种能量单元——动量子，它以光速不断地运动的方式存在于宇宙之中，并与空间量子结合成一种构成宇宙中所有物质的基础——“暗物质”。这套理论我又称它为“空间量子理论”。它能将量子力学与相对论很好地结合在一起，是一个统一物理理论，它对许多科学原理作了更深一层的理解，比如：为何许多物理定律都跟光速有关，宇宙中为何存在不确定性原理，同时又存在着运动物体的相对性原理。这一理论还改变了我们对自然力的认识，它认为万有引力、核力和电磁力等自然力是不存在的，是我们过去一直错误地凭着人类的生活经验，将物质的几种运动方式和结构特征当作力的作用结果。力不是物质的本性，运动才是物质的本性。

一个好的科学理论，应该尽快地让所有人都能理解它，因此有必要将那些让许多人头痛的数学方程省去，并尽可能多地用示图来帮助理解，在一些不得不用数学方程表示的地方，我们也将采用最简单基础的数学形式。让那些只受过义务教育的人们都能够理解什么是量子的不确定性原理，什么又是物质运动的相对的性原理，我想这些美丽的科学原理不能再是科学家们的专利，而应该让广大普通人群一起来分享，我也在此申明，由于我个人的条件限制，这一理论体系还只是一个粗糙的框架，需要跟其他科学家们进行交流和合作，让这一理论得到补充和完善。因此，当您读到这篇文章后，如果您觉得它有价值的话，请您及时将它转发给您的朋友们一起分享它，如果您觉得这篇文章有问题，或在某些方面有不同的见解，请及时与我联系，希望我们能共同探讨问题，一起分享乐趣。让我们一同来展示科学的无限美丽。

空间

人类至今还无法得知宇宙空间的来历，不管是静态理论、大爆炸理论、幕理论都只是一种猜想。但随着更多科学规律被发现，人类对宇宙的认识也越来越清晰。霍金认为，宇宙的量子态，是一种基态，构成了一个有限无界的四维空间，在相对论的基础上，他还认为，宇宙中的某一空间坐标可以看成是由许多坐标碎片叠加一起而成的，因此，我们也可以象对物体分割那样去划分空间。对物体的分割，我们可以一直把它分割到分子和原子，比如对一块铁，分割到原子为止，我们所做的分割只是增加了块数，减少了每一块铁的质量和体积，但我们没有改变它们的总质量和总体积以及它的物理化学性质，但如果对铁原子再加分割，得到的却是带负电荷的电子和带正电荷的铁离子，此时，铁的物理化学性质以及总体积甚至总质量都被改变，其中的电子，我们还无法具体地确认它的结构形态和空间尺度，因此，我们对它不知从何处再下“刀”了。空间也类似，当我们将空间划分到普朗克尺度10-35米时，空间不再是平坦的了，如果我们再去分割它，结果不是1/2×10-35米的空间尺度。原有的三维空间结构特征消失了，得到的是一个没有尺度的东西，具体地说，我们还确实不知道它是一维的、二维的、还是三维或多维的，没有尺度与尺度为零不同。但它却是构成宇宙空间的基础。是实实在在存在的一种实际存在，我们将它叫作“空间量子”空间量子应该是没有质量的，因为我们从没觉察到某一空间有多少质量，我们也从未经历过用多少力就能移动某一空间。由于空间量子的无尺度，我们无法对它的静止还是运动下定义，也同样无法对它的具体位置下定义。我们更无法对它是否存在一个运动或变化的“过程”下定义。即没有时间意义，但我们可以这样形象地描述它：“在我笔尖上的某个空间量子，可以在同一个时刻，出现在另一个星系的中心，甚至更加遥远的宇宙深空。我们与另一个星系的距离足有亿万光年，因为我们与另一个星系之间任何形式的来往，都要遂个去夸越存在于我们与另一星系的联线上的所有空间量子，而夸越每一个空间量子都需要花费一定的时间，对空间量子本身来说，宇宙中所有的空间量子之间的直接距离都相等，都只有10-35米的距离，相对于我们与另一星系间的大尺度而言，几乎可以认为是零。这一性质使得物质及基本粒子的某些性质可以作用到甚远的宇宙空间里去，这一性质我们叫它为无尺度原理。也许我们把空间量子看成是可以相互无限渗透的东西要更为准确些。并且空间量子就是一个只有各自的实际存在而不具任何形态的宇宙中最简单，最基本的东西。它实际上不属于我们通常定义下的物质。

如果宇宙中只有一个空间量子，那么这个空间量子就是整个宇宙的全部，我们不能把它想象成某一具体的形态，点、线、面和体是我们物质世界的一种结构形式和特征，而空间有别于我们通常定义下的物质，它根本不具有某种形态和尺度。单个的空间量子用我们物质世界的任何东西都无法去探测到它，只有充分发挥我们的思维能力去想象了。如果宇宙中有了两个空间量子，那么从我们现有的经验出发，两个空间量子可以看作为两个各自存在的点，其实把空间量子看成点是错误的，但不这么做，我们就没有办法来描述它们。将这两个空间量子联系在一起，就构成了一条线段，并把这线段向两端延长，得到的结果如图1—1所示，然而，实际上却已构成了一条闭合的直线，如图1—2所示，图中的AB和BA实际上是完全等价的。它们的长度是完全一样的，都是10-35米，如图1-3所示。如果让我们的思维站在空间量子A上，不管向那个方向看，看到的目标都是空间量子B，如果让我们的思维站在空间量子B上，不管向那个方向看，看到的目标也都是空间量子A，同样，让我们的思维沿一个方向直线向前走，当离开空间量子A后，经过10-35米的路程来到了空间量子B上，再继续沿直线方向往前走，又经过10-35米的距离，却又回到了A空间量子上，这对于习惯于凭经验去考虑问题的我们，是难以理解的。这就好比两个宇航员来到月球上，如果任何设备都没有的话，不管他们用什么方法交流，得到响应的只有对方一个人。这就是宇宙弯曲的原理。随着空间量子数的增加，这条闭合的直线会逐渐加长，曲度逐渐展开。两个空间量子组成的宇宙不但有了线的概念，并且数学原理开始产生了，在这样的宇宙中的数学体系里，还只有0、1和2，或零、无穷小和无究大这三个原数概念。当宇宙有了三个空间量子构成时，这个宇宙在有了线的基础上又有了面的概念，如图1-4、1-5和1-6所示，一个只由三个

空间量子构成的宇宙只是一个完全闭合的平面，由于我们的理解角度的不同，会出现这三种不同的情况，但事实上，它们没有任何区别，在这三个空间量子组成的宇宙中，任何两个空间量子间的距离都是10-35米，图中的所有的线都代表直线，这三个空间量子所组成的是一个“平面”，我们虽然用球面来表示，但我们必须理解这是一个闭合的平面，而不是一个极小的球面。在这四个空间量子构成的宇宙中，开始有了体的概念。三维空间形成了，如图1-7所示，其中的小圆圈代表我们的思维进倒这样的小宇宙中去观察，当我们处在四个空间量子的中心时，我们观察到的宇宙就是图1-7的样子，当我们向A、B、C三个空间量子构成的平面靠近时，空间量子D会离我们远去，如图1-8所示，当我们到达空间量子A、B、C所成的平面上时，空间量子D跟我们的距离从原来的10-35米变成了2×10-35米，并且必须通过A、B、C其中的一个空间量子来观察到D，如图1-9所示，当我们继续直线前进，离开A、B、C平面后，D与我们的距离又回复到了10-35米，如图1-10所示。当我们继续前进，又来到了这个宇宙的中心，然而此时此处的宇宙却是原来宇宙的反面，如图1-11所示，我们再继续不断地直线前进，然后通过D点回到原来的出发点，如图1-12、1-13、1-14和1-15所示，这样，整个宇宙又翻了过来，回到原来的形态上，我们也

穿越了这整个宇宙走了一趟然后又回到原来的位置上。在五个空间量子构成的宇宙中，空间会因空间量子分布不均而出现空间弯曲，如图1-16至1-22所示，我们无论身处何处，观察的结果都是处在宇宙的中心位置，

我们只要一直向前走，就可以穿越整个宇宙，回到原处。将宇宙的空间量子数目不断增加，宇宙的整个空间也不断加大，当达到可以容下一个足球场那么大时，如果我们能身处其中，那我们就很容易看穿整个宇宙，在宇宙的尽头，那里有我们自己的背影。当宇宙有几个太阳系那么大时，我们可以用哈勃望远镜，看到昨天是谁进了我家，偷了我的手表。当宇宙相当于我们现在生存的银河系那么大时，我们可以造一台很好的望远镜，看到10万年前的地球上发生的所有事情，历史将被得到真实的了解。然而，我们现今居住的宇宙，却要比这大得多得多。然而，我们却也很难保证，我们到目前为止所观察到的宇宙深处的那些星系，都不是数十或上百亿年前的银河系，那时的银河系你就算看到了，又怎么区别它是不是我们的银河系呢？但不管宇宙有多大，它都是一个有限的宇宙，不管我们身处何处，宇宙都将我们包含其中，并置于中心的地位，你看宇宙是多么的公平啊，再说宇宙之外是不存在的，没有意义的，我们的宇宙空间是一个闭合的，有限而无中心和边界的空间，如果一定要找一个中心或边界，那么宇宙中的任何一个点都可作为其中心，任何两个空间量子间的空隙都是我们这个宇宙的边缘。这样的话，我们每个人都可以和上帝与如来佛祖一样，一只手握着宇宙的中心，另一只手摸着宇宙的边缘。如果有一天，人类发展到有能力跳出宇宙，可当你回头时，宇宙会在此刻消失了，你将无法找到回家的路。

能量和暗物质

在这里，我们首先需要引进一个新的概念“动量子”，动量子是动量的基础构成，也是能量的基础构成，是能量的最基本的单位，它不是什么粒子，就只是能量的存在。动量子在宇宙中是不断地运动着的，但它的运动要靠空间量子来体现，在这个过程中，一个动量子将一组空间量子收缩在一起，使空间有了起伏，这就表现出了一个基本单位的质量的存在，同时还表达出一个基本单位的电场和一个基本单位的磁场，如图2-1所示。电场和磁场是相互垂直的，并分别与动量子的前进方向垂直。这就确定了物质的三维结构特征，空间为了容纳它而显现出了三维现象。动量子还在前进的方向不断地收缩空间量子，又在后方不断地释放出空间量子，动量子就是以这种方式来实现在空间中位移的效果，即运动的效果。这种运动方式产生了另一个效果是空间被拖拽了一定的尺度如图2-2所示（这是一个二维平面图形，实际情况是三维的），由于空间量子的被收缩造成的起伏在空间量子的无尺度原理的作用下，使这一起伏被发散出去，使周围的空间也产生了起伏如图2-3和图2-4所示，由于离动量子所处的位置距离效近的单位空间里，出现这个空间量子的机会多些，离动量子所处的位置越远的单位空间里出现这个空间量子的机会就越小，因此，距离动量子的某处空间的起伏程度与距离的平方成反比，与动量子的数量成正比。这就是我们寻找的“暗物质”，暗物质每完成一次运动都需要一个过程，这个过程就是一个最基本的时间单位，一个最基本的时间单位大约是3.335640952×10-44秒，每完成一次运动，暗物质相对空间大约位移了10-35米的距离。我们熟悉的空间尺度就是暗物质这样一步步走出来的，离开了物质的运动，空间尺度就失去了意义。暗物质在3.335640952×10-44秒的时间里位移了10-35米就是光速运动，这是暗物质的结构特征，失去这一形式的运动，暗物质就不能存在。因为光就是暗物质的一种群体有序的运动形式，这将在后面的“基本结构”中讲述到。

暗物质在不断地运动，时间在不断地前进或更新，因此，时间是动量子的孪生兄弟，时间是暗物质的年龄。时间只是一个过程，过去的时间已被更新，就永远不复存在。时间不是什么具体的一种物质形式和空间的另一维度，时间只是一个虚的概念。随着暗物质的这一宇宙中最基础的运动而更新的时间概念，是宇宙中最为基准的时间概念。我们称它为宇宙时间，它如实地记录了宇宙中所有物质的运动进程，而其它时间都是在某一特定条件下的感知时间，感知时间与宇宙时间的关系，我们将在“运动与相对性原理”中再讨论。

基本结构

暗物质是我们宇宙中所有物质构成的最基础，是物质世界中最简单、最基本的结构形式。它根本算不上粒子，更不是什么波，它只是一个以光速不断运动着的能量与空间的一个无形的量子态结合点。然而整个宇宙中的所有基本粒子都是由它来构成，并处处带着它的印记，如质量、电磁特征、运动的特征和量子态特征。以至于许多物理定律都与它的结构特征——“光速”有关。

宇宙中的大部分暗物质都是以单独的自由运动的形式存在。它们的运动方式跟我们已经熟知的布郎运动类似，只是运动的速度要快得多，暗物质会让空间产生起伏，但由于许多自由运动的暗物质平均地分布在空间里，大尺度范围内的空间曲率会被相互抹平。但在小尺度下空间起伏依然存在。这就象一个被我们整理得非常平整的砂地。

在宇宙中，还有一小部分暗物质是以群体有序的运动方式存在于宇宙之中。一种是以某一点或某一区域出发，暗物质以光速一个梯队接一个梯队，一个波次接一个波次地向四周扩散如图3-1、图3-2所示，这就是无线电波。图3-1是无线电波的结构图，图3-2是无线电波的空间效果图。无线电波中的暗物质扩散到一定程度后，强度越来越弱，各个梯队的暗物质密度变得越来越稀少。再经过其它物质的吸收、反射和散射后，暗物质逐渐回到自由无序的群体中去了。

我们已经知道，在起伏的空间里，曲率会改变物质的运动方向，它使空间里的两条原本平行的运动路径变成相互交叉或逐渐远离，于是我们认为两条直线变弯了，或其中一条变弯了，如果让两个暗物质分别沿着这两条平行直线运动，经过一个存在起伏的空间后，两个暗物质在没有受到任何其它因数的作用下，就会相互聚拢或分离。但我们必须认识到，这两个暗物质所走过的路径其实还是两条直线。如图3-3所示，暗物质的路径就好比三条有一定宽度的又都很溥的钢带，紧贴在平面和曲面上，结果，贴在平面上的钢带依然是直的，可贴在曲面上的溥钢带的走向变弯了。这一概念对我们认识物体的运动很重要。为了方便表述，我们有时可以将它看成是曲线，我们在实际观察时发现光的路径有时是直线，有时却是曲线，那是由于空间的起伏和我们的大众取向造成的，实际上它们依然是一条直线。

现在我们可以设想，如果宇宙中只存在着两个暗物质，并让它们同向平行运动，那么它们各自产生的空间起伏会相互影响对方的运动路径，使它们逐渐聚拢形成双螺线形的路径，如图3-4所示。尽管螺旋线的螺距非常的长，但是，如果将这两个暗物质放在我们现实的宇宙中，由于存在着许多暗物质的自由无序运动，小尺度下的空间起伏处处存在，而且变化极快，因此，这两个暗物质很快就会各自离开，汇入自由运动的暗物质大群体里去了，如图3-5所示。影响它们运动方向的快速变化着的小尺度空间起伏实在太多了，这正是量子理论中的不确定性原理之所在。

当某一区域内的暗物质达到一定数量和密集度并做同向运动时，它们会在各自产生的空间起伏的共同作用下，克服不确定性因素的影响，相互聚集，以螺旋线和交叉线的路径做光速运动，如图3-6所示，这就是光，是那些只占暗物质总体一少部分以有序运动的形式存在于宇宙之中的又一种类型。图3-6是光量子的暗物质构成图。一个可见光的光量子中至少含有1015个暗物质，跑在最前面的暗物质到跟在最后端的暗物质间的距离就是这个光量子的波长。光量子中的暗物质在空间里的运动可以看成是几种运动的复合运动，如图3-7所示，其中主要以光速运动为主，还有存在着旋转运动，这两种运动叠加在一起就是螺旋运动。其中还存在着涡流运动。当一个光量子中含有的暗物质数量越多，我们就认为这个光量子含有越多的能量，它的聚集性就越强，暗物质聚集得越密集，这个光量子的波长就越短。

光与无线电波都是具有电磁特征的能量辐射，都是电磁波。但各有不同之处，无线电波是一个脉冲接一个脉冲，连续不断地向外扩散，它只有波动性，没有粒子性。辐射强度与波长无关。而光却具有量子结构特征，每个光量子只有一个脉冲，暗物质聚集成团，不会成扇面形扩散，它在具有波动性的同时，又显现出了很强的粒子性，每个光量子的能量直接决定其波长。同一个光量子中的暗物质的电磁表达取向是一致的。这使光具有偏振现象。

当光量子的能量不断增加，暗物质使其内部空间曲率不断加大，当达到一个极限后，并在一定条件的作用下，暗物质不再按螺旋线的路径走，而是被折回并束缚在一个极小的空间范围内运动，这就类似光掉进了黑洞的临界面一样，这样的结构极具粒子性，而把波动性隐藏在这临界面内。但为了电磁表达的一致，此时的暗物质会重组成两个粒子，一个表达的电场正极向外，负极向内，磁场处于球形临界面的切线方向，这就是我们认为它带有正电荷的正电子。另一个的暗物质表达的电场负极向外，正极向内，磁场处于切线方向，这就是我们认为它带有负电荷的电子。我们将这种电场和磁场在基本粒子中的取向称为显性。具有其它方式的显性的这样的粒子就是其它种类的夸克，在电子中，由于磁场的方向处在粒子的切线方向，暗物质各向运动的均等分配，使得磁场在周围空间被相互抵消。因此，处于相对静止时的正负电子周围是没有磁场强度的。而相对运动时的正负电子中的暗物质运动方向的失量和存在着一个值，也就是说，处于相对运动时的正负电子中的暗物质的运动路线成了螺旋线形，处于切线方向的磁场就形成了一个环流，磁场产生了。这些电子和夸克，就是暗物质在宇宙中的第三种以有序运动的方式的存在。

电子和夸克形成初期只是一个裸露的核。所有的构成电子和夸克的暗物质都被束缚在它们自身共同形成的临界面内以光速运动，空间的曲率会向四周一直展开，使周围以光速自由运动的许多暗物质或在周围打旋，或转弯一定角度后离开，或一直闯进临界面里去，也由于周围这些暗物质的影响，一些临界面内的暗物质也会跳出来，形成交换。由于这些暗物质的参与，电子和夸克的质量有了明显的增加，同时，也使它们的具体位置、形态和大小尺度都难以界定了。由于不确定性的作用，这些电子和夸克与外界进行不停的暗物质交换也存在了不确定性，使被交换的暗物质和构成这一基本粒子的所有暗物质的运动方向的失量和出现无规律的变化。以电子为例，这使我们所观察到的单个电子的运动是极不规则的。当参与交换的暗物质是一个光量子时，电子得到的暗物质要比平常产生不规则运动的暗物质运动的失量和要大得多。所以电子就开始做线性运动。

运动与相对性原理

前面，我们己讲到，电子就好象一个光量子在一个极小的黑洞里的临界面上打转。电子处于相对静止时，这个光量子就在原处的一条闭合的直线上运动，我们习惯把这条闭合的直线看成是一个圆环，当我们将电子放入一个弯曲的空间里，空间的曲率会让这条闭合的直线转变，圆环展开成一条螺旋线，电子开始做线性运动，构成这个电子的所有的暗物质运动方向的失量和有了一个值，并随时间而累积增大，这条螺旋线也越展越开，螺距越来越大，这就是我们常见的自由落体的下落。在这一过程中，电子始终没有接受到任何力的作用，因此，引力实际上是不存在的。如果要想使电子保持在原来的空间位置，我们就必须不断地以力的作用形式，将一定量的向上运动的暗物质去交换同等数量向下运动的暗物质，使电子内部的暗物质的运动方向的失量和保持原来的值不变。而交换出来的暗物质使我们感到力的作用的存在。因此，我们就错误地将它当作了引力的存在。这一观点对整个宇宙结构的认识关系很大。首先，原先我们认为引力的存在是由引力子的交换来实现的，这一概念给物理学带来了许多问题。现在可以除去了。另一方面，自从牛顿提出万有引力以来，我们一直担心整个宇宙会因引力的作用而收缩成一团，现在，只要宇宙中的物质保持大尺度的平均分布，这些物质产生的空间曲率被相互抹平，因此，这些物质就会处在一个相对静止的平衡状态里。我们就不必担心宇宙会收缩成一团，由于不确定性因素的存在，空间出现了小尺度下的起伏，暗物质在小尺度的空间起伏作用下，原本的运动状态被打破，这样一来，基本粒子、物质、天体及星系逐渐形成，与此同时，新的动态平衡逐步建立起来。事实上，宇宙中的所有物质并不具有引力，而运动是物质的结构特征与本性。

我们现将电子放入电场中，或将两个电子相距一定位置放置着，这样一来，两个电子外围的暗物质就相互浑杂在一起，处在两个电子中间且分别属于两个电子的暗物质所表达的电场方向相反。相互抵消，电场减弱。而处于两个电子两侧且分别属于两个电子的暗物质所表达的电场是一致的，被相互叠加，电场增强了，结果，两个电子的暗物质重心产生了外移。如果要使两个电子保持在原来的相对位置，就需要以作用力的方式不断地给予一定量向内的暗物质迫使电子回到原来的位置上，并把电子中的一部分向外运动的暗物质交换出来，这些被交换出来的暗物质使我们感觉到力的作用的存在。这就是电场力。这种情况跟物质间的万有引力一样，实际是不存在的，是电场使电子产生了位移，使我们认为两个带有同种电荷的电子会相互排斥而离开。为了阻止这一运动，我们需施加一个力的作用，这使得我们感觉到一种相反的斥力的存在。

当电子或其它基本粒子在做线性运动时，内部暗物质的运动轨道变成了螺旋线形，随着运动的加快，螺距被拉长，这样，暗物质在这些基本粒子中运动一周要走的路径变长了，我们将这个螺旋运动在圆周方向展开来看，如图4所示，当基本粒子处于相对静止时，内部的暗物质做圆周运动，所走的路径为DE。当基本粒子以速度ν做线性运动时，基本粒子中的暗物质就会做螺旋运动，图中展开后，螺旋运动就成为斜坡运动，所走的路径为DF。在相对空间静止时的基本粒子中的暗物质从D点运动到E点相当于暗物质在基本粒子中运动了一周，也可以认为是完成了一个运动周期。在基本粒子相对于空间以速度ν做线性运动时暗物质从D点运动到F点。暗物质在基本粒子中完成了一个运动周期，由于暗物质都是以光速C运动，路径，因此，做相对运动时的基本粒子相对于处于静止时的运动变化周期变长了，也就是在同一宇宙基准时间T内，运动物体相对于静止时的变化速度变慢了，因此，运动系统中的时钟相对于静止系统中的时钟变慢了，测得的时间值T′也变小了，T′与T的关系可根据图4中的三角形关系得到：

（1）

因为C即为DF，ν即为EF，代入(1)式并变换式子可得：

（2）

这就是运动物体的时间相对性方程，我们还可用这种方法，得到运动物体中暗物质数量的变化即运动物体质量的相对性方程，其中为物体静止时的质量，是物体运动时的质量，也由此，我们可以看出：①物体的运动都是建立在暗物质的光速运动之上的，因此，物体的运动速度也不可能会大于光速。②物体的运动是相对空间而言的，而不是相对另一物体而言的，如果两个物体在空间里做线性运动，只要线速度相同，它们的运动结果都是一样的。两个孪生兄弟做高速运动时，只要相对于空间的线速度相同，不管方向相同或相反，他们就会一同延宛变老，当一个相对空间静止，另一个相对空间做高速运动，不管做直线运动还是曲线运动，只要达到一个相对空间效大的线速度，运动的一个就会比相对静止的一个变老得要慢，这样，孪生子的问题就不会让我们头痛了，时间勃论也就不再存在。事实就是这样，相对性原理就是这么的简单易懂，看来，当初爱因斯坦对相对性原理的理解也存在着误区，以至于在这一百多年里，会招来那么多人的怀疑、抵制和反对。