我们应该怎样认识真空
2009-05-09 21:26:39
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我们应该怎样认识真空

作者 苟文俭

历史上曾认为,真空是由以太这样的机械客观成分组成。但主要因为以下两个理由,这种认识便被现代物理学放弃了:

1、从1887年迈克尔逊一莫雷等人开始,多次测量以太漂移速度,精确实验始终得到了零结果。

2、发现了电磁波,认为物理场是场源体发射的;即物理场可以独立传播,并不需要别的什么载荷物。

放弃以太后,真空唯一的实际内容就是一个可激发物理场的场所,而物理场又都象电磁场那样形成于场源体的发射,必然与场源体独立,与场源体是二元的客观存在物,对此现代物理理论又称是物理真空,认定的原真空是这样的一种存在:由场源粒子发射出场量子后,它是可以通过不断激发出正反虚粒子的“空空间”,并在这种激发中构成了场量子运动,满足量子力学的测不准关系,整个物理真空就是异常动荡不安的虚粒子海洋!现代物理理论给出的上述真空观,作者也简称是虚粒子真空。

在现代物理中,虚粒子真空作为量子场基态,它不仅有量子场的零点涨落,也可以是已发现的任何粒子或任何模式的场量子的可能状态,只要有恰当能量输入,在“自发破缺”的希格斯机制中,通过希格斯粒子就允许产生出任何现实有质量粒子。同时,根据现代主流理论的形式化表述需要,还认定了虚粒子真空有抗“色”性、畴结构、真空贯穿效应、可简并的无限多真空态,以及可激发出夸克、胶子、超弦或D-膜等等不可感知的、理论表述需要的任何可能的奇特存在物。

特别说明:虚粒子真空除了在唯象的观念上满足了相互作用的理论表述需要、以及粒子有正反、真空零点能可以产生出如兰姆位移、卡西米尔等可观察物理效应的事实外,对与物质世界存在本源相关的所有基本问题,诸如为什么粒子有自旋及左右手性、粒子质量取值决定于什么、粒子电荷严格量子化是怎样形成的等等,仍然都只有形式化表述的数学定义。

(一)

用理论的逻辑需要认定真空是怎样的存在,这正是十九世纪初物理学认为真空由机械以太组成那种错误认识的重复。

1800年以后,由于光的波动说在实验上获得了证实,为了满足光振动演绎的逻辑需要,尽管没有证明机械以太确实存在的证据,那时物理学界仍然普遍认为真空就是由机械以太组成,并根据实现振动的需要确定了它的机械特性,认为这些特性就是真空自身的存在内容;而且在当时的物理学界,这也成为了认识真空是什么的主流。

当代虚粒子真空与十九世纪初的机械以太真空一样,它们都只不过是为了满足理论形式化表述的逻辑需要而设计出来的“饰物”,其认识论错误如出一辙。

(二)

现代物理提供的事实是:任意的现实真空“点”位置都可以激发出正、反虚粒子,如果我们摘下量子场规范理论的“有色眼镜”,把任意真空位置可以激发出正、反虚粒子作为真实的客观存在之物产生的现象来对待,就必然会有如下认识:

1、由宇宙物质的统一性就可以判定:任意真空“点”位置有可激发正、反虚粒子的客观现象,它就一定是有相反物质存在的客观存在之物产生的。

2、任意真空“点”位置有相反物质存在的客观存在之物,又由于它只存在于任意“点”位置,因此这种客观存在之物就必然具有能构成真空“点”位置的量子化特征。

因此,现实真空应该由量子化客观存在之物组成。对此就称是物理真空量子。

特别注意,现实的物理真空量子并不同于现实物质世界的客体,遵循的规律也一定不会与现实物质世界中可观测客观存在之物的规律相同,也并非是十九世纪物理学描述的机械以太:它既不会如迈克尔逊和莫雷等人设想那样会被地球拖动来影响光速,也不会如洛仑兹所述的那样,要挤压桌子使其长度缩减。

迈克尔逊一莫雷等人观测不到以太的漂移速度,并不是否定真空由量子化客体单位组成的充分理由,现代物现放弃真空以太的理由并不充分。

由于机械以太体现的真空自身有客观存在之物的观念,与组成真空的物理真空量子是一致的,因此,对不满足可观测客体运动规律的物理真空量子,也就可以称是“新以太”。

现代物理理论探索中,真空有量子化客观存在之物一直是许多物理学家们挥之不去的思想,创建相对论的爱因斯坦就是典型代表。他认为:相对论虽然也抛开了真空以太,这是因为不能把电磁场解释成以太状态而逼着这样做的;把场作为独立的物理实在,这是客观存在的二元论。他进一步说:“我们希望后代将能克服这个二元论概念”,“从而不再视场为独立的物理实在”,还说“理论物理决不能没有以太”

也还是因为出于真空可能由客观存在之物组成的考虑,早在上世纪70年代,世界一流的现代理论物理大师狄拉克就说:“以太观念并没有死掉,……只要基本问题仍未得到解决,必须记住这里还有一种可能”;针对迈克尔逊—莫雷实验结果他还说:“量子力学引进了测不准关系,那也就也许会有一种速度不确定的以太”

创建了现代物理主流理论的大师们都如是说,在对真空的探索中,我们为什么不可以改变一下思维方式,对虚粒子真空提出质疑呢?

(三)

在现代物理理论的探索中,许多人都勇敢地放弃了主流的虚粒子真空,认为真空不空,但这种构成“真空不空”存在到底为何物呢?是一种来自哲学观念的某种概念、或是形式化的数学符号?显然这些都不是!

物理学实验科学的本质表明,我们认识真空就应当以真空表现出来的基本事实为依据;任意的现实真空“点”位置都可以激发出正、反虚粒子的事实表明,任意真空“点”位置都有相反物质存在的客观存在之物。组成现实真空的,是被作者称为物理真空量子的这种实体存在。

完成于2009-5-9

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