物质和引力的共同起源显现“耦合效应”
  就像风靡海内外的华人科学家文刚应用新颖、修正的量场理论——弦理论，证明了基本粒的来源一样，德国马克斯·普朗克研究所量光学分所的物理学家安东尼·蒂尔罗伊在最新发表的论文中应用别致、调整的量场论——GRW模型，证明了引力的来源。需要明一点，弦理论和GRW模型属于理论证明，不属于实验检验。本作者仔细研读了两位科学家的研究成果之后，获得了一些新的认识，弦理论更多地探索了基本粒的起源和属性，同时涉及到引力的来源；而蒂尔罗伊模型更多地探讨了引力的起源和属性，同时涉及到基本粒的起源，两种量理论存在一致性、共同性的关联，无论是文刚创立的弦理论，还是蒂尔罗伊创建的新版GRW模型，我们都能发现基本粒和量引力的起源遵循同样的量作用机理，从自然哲学“等效原理”或“广义等效原理”的角度来审视，基本粒或基本粒组成的物质，量引力或量引力组合的引力在量起源的含义上符合这一原理。文刚的弦理论与弦理论、量纠缠理论有更多的关联，而蒂尔罗伊独特的GRW模型与量涨落、波函数理论有更多的联系，两位科学家不同的量理论都指向了物理学“皇冠上的明珠”——万物理论，这是一种将相对论和量论相结合的理论，但是，两位科学家都没有实现将广义相对论和量力学相融合的终极目标。

  在量力物理的教科书中，构成物质和能量最单位的量处于粒性和波动性的叠加态，描绘量不确定性的波函数方程指示了粒在这个地方和那个地方出现的概率，我们根本不知道量在某个时间出现在某个地方，但是，我们通过波函数能够计算粒在某个地方出现的频次。当量的叠加态受到某种因素的干扰，比如当一个观测者试图观测、或测量量的属性时，量的叠加态不复存在，物理学家称之为波函数的“坍塌”，观测者的测量行为、或波函数的“坍塌”导致了粒性的产生，出现了物理学图景的“现实”，而关心日常经济学和虚拟络的我们就生活在物理图景展现的现实世界中。物理学家用波函数构造了一个现实的世界，而计算机程序员用代码构建了一个虚拟的世界，物理的现实世界满足了我们的物质需求，而络的虚拟世界满足了我们的精神需要。量力学没有严格定义影响波函数的因素是什么，它们可以是一种人的有意识的行为，也可能是别的因素。在薛定谔的猫的思想实验中，被纳入量体系的猫处于死和活的叠加态中，我们不知道这只猫的生与死，唯有打开藏有“薛定谔的猫”的盒，才能确定这只猫的生态与死态，人们的观测、或检测行为直接导致了这只猫“波函数”的塌缩。

  GRW模型是一种修正的量理论，该理论将影响量叠加态的因素从一个有人的意识的观测者转变成一个物理事件，这个物理事件就是在量场中随机发生的“闪射”，就像在我们的神经大脑任意发生的“闪电”一样，没有脑电波的“闪光”，我们的大脑不会产生意识流，而没有量系统内的“闪射”，不会有蒂尔罗伊认为的量波函数的坍塌，而引力和引力是在波函数的崩塌过程中产生的。GRW模型创立于上个世纪八十年代的末期，GRW模型的理论家认为在一个量系统内产生了自发、随机的量“闪射”，这种闪射对量叠加态、或者对波函数的影响就像观测者的观测和测量行为造成的影响一样。马克斯·普朗克研究所的蒂尔罗伊进一步调整、修正了GRW模型，使得他的模型能够解释引力的产生。在蒂尔罗伊的模型中，一个“闪射”的物理事件导致了量波函数的塌缩，激发了一个粒在某个地方出现，同时在粒的时空区域创造了一个引力场。一个大范围的量系统能够发生大量的闪射事件，从而导致大数量粒和大强度引力场的出现，如果我们将闪射和波函数的塌缩看成是一种量涨落的行为，那么量涨落的效应不仅激发出物质粒，而且激发出时空引力，两种量激发态的结果印证了自然哲学的“等效原理”。

  引力是随机发生的量涨落的产物，如果蒂尔罗伊的“新引力论”是正确的，那么引力只是一种“次生现象”，量力学、或量场论能够描述宇宙结构的根本属性，或者量引力是更为基本的理论，而广义相对论和其它的修正引力理论则是衍生的形态。蒂尔罗伊新的量引力理论引起了同行物理学家的评议，他们认为蒂尔罗伊的理论存在两个方面的不足，第一是他对引力的计算结果和牛顿的引力理论保持一致，量涨落激发的引力场强度在平均值上等于牛顿引力的大，这与爱因斯坦广义相对论计算的结果有差距，蒂尔罗伊使用的数学工具能够获得牛顿理论的计算结果，却不能获得爱因斯坦引力理论的计算结果，这明他使用的数学物理方法存在不足。第二是他的引力模型证明了引力是一种“次生力”，先有闪射和量涨落的发生，后有量引力的形成，因此，这种引力不是一种基本力、或量力。同行物理学家将蒂尔罗伊的引力解决方案称之为“半经典理论”，这是一种处于量和经典理论之间的理论。蒂尔罗伊的“半经典引力理论”能够预测引力的变化，从原到宇宙大尺度的时空，引力的行为随之发生变化，但是，他的理论不能预测广义相对论描述的引力属性。

  奇异的量闪射产生了量塌缩、或波函数塌缩，量塌缩产生了引力场。我们已经熟悉粒在量塌缩、或波函数塌缩中神秘出现的解释，如果蒂尔罗伊理的解释是正确的，那么量涨落效应既能够激活粒，也能激发引力，粒和引力将会同时出现，有物质的地方就有引力，或者有引力的地方就有物质，这是一种“耦合效应”，就像“广义测不准原理”所指明的那样，我们现在不能揭示这种效应的发生，将来能够揭示。物质和引力的“耦合效应”是本作者在学习蒂尔罗伊理“引力新论”之后提出来的概念，我们在《宇宙的10个奥秘》、或《宇宙的100个奥秘》之后可以想象一下物质和引力的“耦合作用”、或者物质和引力在起源上的同时性和等效性是宇宙学的“第11个奥秘”、或“第101个奥秘”。蒂尔罗伊将引力的产生奠定在随机性量涨落的基础上，这是一种将量力学和经典引力融合起来的理论尝试。物理学家从爱因斯坦生活的年代开始，一直致力于将两种主要引力理论的差异、冲突进行弥合、协调，牛顿和爱因斯坦的经典引力理论（如果将爱因斯坦的广义相对论理解为不同于牛顿形式的经典引力理论的话）相当完美地解释了宇宙尺度范围的引力现象，或者宏观尺度的引力行为是由经典引力理论来描述，“后爱因斯坦时代”的物理学家假想，量引力理论能够“恰到好处”地解释量尺度范围的引力现象，或者微观尺度的引力行为是由量引力理论来刻画。后爱因斯坦时代的物理学家引进了“量引力”概念，但是，他们至今没有建立媲美经典引力的量引力理论。

  物理学家实际上假想了电磁力和引力存在形式上的“等效原理”，这种形式上的一致性与两种力的量化解释有关，既然电磁力的产生与电磁场有关，光是传递电磁力的媒介，那么物理学家可以假设引力的产生与引力场有关，引力是传递引力的媒介。蒂尔罗伊最新开发的量引力模型仍然属于理论上的假设，因为物理学家不能在实验中检验“闪射”事件的发生，不能检验这些事件导致了量场的波函数塌缩和量引力的出现。如果我们发挥奇异的“量想象力”，将麻省理工的物理学家文刚和马克斯·普朗克研究所的物理学家蒂尔罗伊奇特的量理论结合在一起，那么我们就会发现，尽管他们描述的量机制有很大的不同，但是我们能够找到两种理论的共同点，从文刚的量理论更容易推导基本粒、电荷和电磁波，而从蒂尔罗伊的量理论更容易推导引力和引力波。文刚和蒂尔罗伊的量理论由于涉及到了物质和引力的起源而指向了“万物理论”，“万物生长靠太阳”语句中的万物指的是植物和动物，而“万物生长靠量”指的则是物质和能量。将文刚和蒂尔罗伊艰深的量理论对照一下，本作者获得了一个新的哲学认识，即：物质和引力的起源符合宇宙哲学的“等效原理”。物质和引力在量涨落中产生，又在量涨落中消亡，就像我们无限眷念的生命在“自然场”中诞生，又在“自然场”中死亡一样。

  （邓如山2017-9-22邮箱：deepmind_123@163.）

  (ThegeionofParticlesandquantumgravityorMateriandgravityIhthe“equivalenceprinciple”)



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