“希格斯波”和“中微子波”的补充概念 首页

字体:      护眼 关灯

上一章 目录 下一章

“希格斯波”和“中微子波”的补充概念
  LIGO国际团队在2015年9月首次发现了引力波事件,两个中等质量的黑洞在碰撞与合并之中形成了引力波的波源,然而,发现了引力波不等于发现了引力,引力被认为是传播引力相互作用的粒。根据物理哲学的“等效原理”,发现了希格斯粒不等于发现了希格斯波,发现了中微不等于发现了中微波。LHC科学团队在2012年7月发现了以粒物理标准模型为基础所预言的最后一个粒,而在1956年,两位美籍物理学家首次发现了中微。物理学家早已提出“引力”的概念,然而,他们一直没有提及“中微波”和“希格斯波”的概念,科学家也许认为引入这两个概念是“顺理成章”的事情,“中微波”可以从中微的概念自然地衍生,“希格斯波”可以从希格斯粒的概念自然地复制。既然两个新名词暂时没有出现在“新科学”的词典中,那么我们在科学哲学理论的制高点“抢先一步”,或者在络科学论坛的领地“占个沙发”,本作者首先使用了“中微波”和“希格斯波”的概念,这相当于在自然哲学的层面上推断了两种波的存在,如果人们在未来的科技和经济活动中使用了“中微波”和“希格斯波”的技术手段,就像现在的人们离不开智能手机,广泛地使用了电磁波的技术手段一样,那么我们“精心炮制”的两个概念将会获得实用的价值。哲学和科学理论要在实际应用上获得“等效原理”的价值,一个前提条件就是两者都需要转换为人们在实践活动中的应用。

  1905年,青年爱因斯坦提出了光量、或光的概念,他用量力学的光量概念成功地解释了德国物理学家赫兹发现的光电效应现象,爱因斯坦没有因为“最大的贡献”——广义相对论方程的发现而获得诺奖,却因为“最的贡献”——光电效应方程的发现而获得了1921年的物理诺奖。在爱因斯坦学术活动之前,光的波动学占据了主导地位,在光电效应理论提出之后,物理学家才清醒地意识到光波具有波动性和粒性的双重属性,由此发展了一套量力学“波粒二象性”的理论。1924年,法国物理学家德布罗意在博士论文中提出了“物质波”理论,他认为所有的物质粒都像光一样,具有波粒二象性的共有属性。如果认为爱因斯坦提出了狭义观念的、或光的“波粒二象性”原理,那么我们可以认为德布罗意则提出了广义观念的、或包括质和中、电和光在内的一切基本粒的“波粒二象性”原理。爱因斯坦在1905年发表的一篇题为《关于光的产生和转化的一个推测性观点》的论文中提出了一种观点,即:对于时间的平均值,光表现为波动,对于时间的瞬间值,光表现为粒性。德布罗意在1924年的论文中给出了“德布罗意公式”,在公式中将光的动量与波长的关系式推广到一切物质粒,这相当于将光的“波粒二象性”理论推广为一般物质粒的行为属性。

  波动性和粒性的双重属性指的是对粒行为不能以单一的粒性、或波动性来描述,需要用“互补原理”来完整地刻画微观粒的“波粒性”、或“粒波性”,用人们熟悉的辩证唯物论的语言来摹写就是:没有离开粒的波动性,也没有离开波动的粒性,两者既有差别,又有联系,融合在一个微观物质属性的“篮”中。以“波粒二象性”的量理论为“大前提”,以中微和希格斯粒两种基本粒的属性为“前提”,我们以演绎逻辑为推理的工具,很容易地推断中微和希格斯粒具有“波粒二象性”。科学家发现了中微和希格斯粒,这意味着他们能够发现两种粒的波动形式。以德布罗意“物质波”的量理论为“大前提”,以中微和希格斯粒的发现为“前提”,我们同样能够容易地推断“中微波”和“希格斯波”的存在。物理学家暂时没有提出中微波和希格斯波的两种概念,这与它们的“伴随性存在”有关,也与物理学家对两种粒的更多发现有关。哲学家与科学家的思维方式不同,哲学家有时能够提出科学家不能提出的概念,科学家活在发现的天地,而哲学家往往活在概念的世界。我们无论作为一名科学的爱好者、还是作为一名哲学的爱好者都能够在欣赏、理解和创意的思维中将科学的发现和哲学的观念融合起来,这样的“互补性思维”可以从尼尔斯·波尔的“互补原理”中等效地推导出来。

  从科学发现史的角度来审视,发现物质粒不等于同时发现物质波,比如:早在1881年,英国剑桥大学卡文迪拉许实验室的物理学家约瑟夫·汤姆逊就提出了电的概念,他认为任何电荷都由基本的电荷组成,电构成了电荷的最单位。1897年汤姆逊在阴极射线管的实验中,通过稀薄气体的放电现象发现了理论预言的电,他因为电的发现获得了1906年的诺贝尔物理诺奖。而发现电磁波的是一位德国物理学家赫兹,早在1865年,麦克斯韦预言了电磁波的存在,1888年,赫兹通过简单的电线路实验证实了电磁波的存在。电磁波技术在十九、二十和二十一世纪的广泛应用完全超出了赫兹和其它同时代物理学家的想象。赫兹没有获得物理诺奖,这不是由于电磁波的发现对人类文明史的贡献不大,而是由于赫兹的发现太早,第一个诺贝尔奖项在1901年颁发,授予了发现X—射线的德国物理学家伦琴。发现电和电磁感应现象不等于同时发现了电磁波,根据自然哲学认识论的“等效原理”,发现了中微和希格斯粒不等于同时发现了“中微波”和“希格斯波”。我们暂时不能充分地发现中微和中微波、希格斯粒和希格斯波对于人类文明史的价值和意义,我们知道,电、电磁感应和电磁波的发现极其深刻地影响了人类文明史的进程,根据不同影响力指数的“等效原理”,中微和中微波、希格斯粒和希格斯波的发现将会或大或地影响人类文明史的进程。

  中微是宇宙时空大量存在的物质粒之一,中微的大量谜团未有解开,它的波动性应该是其中的一个谜团。中微有三种不同的形态——电中微、缪中微和陶中微,它们能够在三种不同形态之间进行转换,物理学家将中微形态的转换称之为中微震荡,中美高能物理科学团队在大亚湾核反应堆的实验中发现了中微的第三种震荡模式。中微震荡反应了中微的波动性,但是,中微波也许比它的震荡性含有更丰富的内容。1964年,英国物理学家希格斯提出了“希格斯机制”、或“希格斯场”的概念,用以明基本粒在和希格斯场的相互作用中获得了自身的质量。希格斯场具有“希格斯波”的特征,或者两个词语具有同义的、等效的语境,如果认为“场就是波、波就是场”,那么我们可以认为“希格斯场就是希格斯波、希格斯波就是希格斯场”。根据物理学家对场和波同一性和差异性的分析,我们可以将场理解为静止的波,将波理解为波动的场。不是所有的场都形成了波,但是在波动的背后一定有场的作用,比如:在静电荷周围形成了静电场,静电场不能形成电磁波,电磁场的震荡才能形成电磁波。物理学家没有明确地提出用中微震荡的概念代替“中微波”,用希格斯场的概念代替“希格斯波”,这多少反映了他们对中微和希格斯粒波动性认识的不足。除了加深对两种粒波动性的认识之外,本作者引进这两种概念也是考虑到未来“中微通信”和“希格斯通信”的可能,物理学家利用粒的波动性来实现信息通讯的目的。

  (邓如山2017-11-6邮箱:deepmind_123@163.)

  (:rinoswaveandHiggswave)



更多完整内容阅读登陆

《墨缘文学网,https://wap.mywenxue.org》
加入书签我的书架


上一章 目录 下一章