從基本物理常數(shù)探索多宇宙

吳宏毅

（廣東佛山禪城區(qū)環(huán)境衛(wèi)生管理處廣東佛山528000）

從基本物理常數(shù)探索多宇宙

吳宏毅

（廣東佛山禪城區(qū)環(huán)境衛(wèi)生管理處廣東佛山528000）

雖然對(duì)目前宇宙認(rèn)識(shí)得未盡然，但多元宇宙卻一直誘感著人們?nèi)ヌ剿鳌Ｄ壳皹I(yè)界有了一些理論和模型，諸如較為流行的超弦理論和膜理論，它又是如此深?yuàn)W難懂，不是一般人所能領(lǐng)悟的。然而也沒有完善地描繪出多元宇宙。這里從平時(shí)慣用的基本物理常數(shù)出發(fā)，對(duì)多元宇宙進(jìn)行一系列探索。建立一套描繪多元宇宙的模型。這個(gè)模型，比較簡(jiǎn)潔易理解，不像上述理論那樣高深復(fù)雜難懂，需要有一定功底的人才能理解。然后從這一理論衍生出非常規(guī)世界的結(jié)論等。

參常數(shù)；多宇宙模型

1 基本物理常數(shù)

先從基本物理常數(shù)開始。宇宙不論多復(fù)雜，從宏觀到微觀，其實(shí)是用簡(jiǎn)單規(guī)則來統(tǒng)治支配的，是抽象的基本物理常數(shù)。物理學(xué)上有許多常數(shù)，存在于許多學(xué)科分支中，只有為數(shù)不多的常數(shù)通存于各個(gè)分支，還決定自然界的基本定律，使世界呈現(xiàn)有序性，穩(wěn)定性，不然世界就不成樣子了。為了說明基本物理常數(shù)的特性，下面采用表格直觀性的表述代表性的幾個(gè)常數(shù)。

表1 基本物理常數(shù)表

表1中這些常數(shù)不是孤立的，它們能通過一些組合聯(lián)系的。結(jié)果是沒有量綱，數(shù)值是1040，史上又稱作“大數(shù)之謎”。下面進(jìn)入相關(guān)的闡述。

2 常數(shù)“堆垜”和大數(shù)

目前發(fā)現(xiàn)有幾十種組合。較突出的有四種組合的結(jié)果是無量綱的數(shù)，數(shù)值是1040。是20世紀(jì)30年代狄拉克首先發(fā)現(xiàn)的，由于對(duì)此無法解釋，故稱作大數(shù)之謎。這四種組合：

質(zhì)子與電子之間的靜電引力與萬有引力之比：

用質(zhì)子表示宇宙的直徑為：

用質(zhì)子質(zhì)量單位表示的宇宙總質(zhì)量為：

式中：mp為質(zhì)子質(zhì)量，me為電子質(zhì)量，e為基元電荷，ε0為真空介電常數(shù)，G為萬有引力常數(shù)，M為宇宙總質(zhì)量，D為宇宙直徑，Dp為質(zhì)子直徑，c為光速。

3 多宇宙存在探討建立模型

物理學(xué)的基本量綱如時(shí)間t、長度L、質(zhì)量kg。其它量綱經(jīng)過這三個(gè)量綱的復(fù)合而得到，大多數(shù)情況復(fù)合得到新的量綱，有少數(shù)情況的復(fù)合得到無量綱的，說明它們跟量綱無關(guān)。1040是經(jīng)過這三個(gè)量綱的復(fù)合而得到無量綱數(shù)，這數(shù)又幾次出現(xiàn)，也可以把它當(dāng)作特別的物理常數(shù)來看待。（理由：①經(jīng)過各種組合是同一數(shù)值。②同量綱無關(guān)，兩個(gè)條件符合常數(shù)的特征。）此數(shù)既然是經(jīng)過t、L、kg而得到的無量綱數(shù)值，而t、L、kg是自然界最基本的物理量綱，那么是否也存在另外的不得而知的量綱復(fù)合而成的1040的數(shù)值呢？以1040當(dāng)作常數(shù)看待，所要組成的量綱是應(yīng)該存在的，但這些量綱我們并沒有發(fā)現(xiàn)。存在哪里?推斷存在于另外的宇宙！換句話說另外宇宙的存在性。另外除了量綱的復(fù)合外，還有各種我們宇宙外的物理常數(shù)的復(fù)合，這些物理常數(shù)代表著另外的宇宙！

思考：基本物理常數(shù)應(yīng)該是最基本的了，決定著自然規(guī)律，然而有個(gè)數(shù)字1040卻支配著它，它具有常數(shù)的特征，卻沒有量綱，而基本物理常數(shù)都是有量綱的，說是最基本，但1040出現(xiàn)的范圍又不同一般常數(shù)，它的出現(xiàn)綁定一批基本物理常數(shù)，搭起宏觀和微觀橋梁，必隱含著新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕M織，巧妙而有序。

經(jīng)過發(fā)現(xiàn)，按照系統(tǒng)的理論，這四條式子相似四個(gè)子系統(tǒng)。且很相似系統(tǒng)控制的函數(shù)f（x1，x2，…，xn）=F，x1，x2，…，xn，是控制參數(shù)，F(xiàn)是狀態(tài)數(shù)。把（1）的常數(shù)代入x1，x2，…，xn就得等式f（G，mp，me，e，ε0）=1040，同樣把（2）也得等式f（me，e2，c）=1040。兩式子各自成一系統(tǒng)，括號(hào)內(nèi)的常數(shù)對(duì)應(yīng)控制參數(shù)，1040對(duì)應(yīng)狀態(tài)數(shù)。按理，用已知的常數(shù)帶入外，還可以把另外（我們宇宙外）常數(shù)帶入，而f（x1，x2，…，xn）=F，式的參數(shù)運(yùn)算法則不是具體的，那么對(duì)應(yīng)常數(shù)的組合運(yùn)算不是具體的，可以任選進(jìn)行組合。以x1，x2，…，xn的各種賦值和運(yùn)算法則所組合構(gòu)成的式子的數(shù)量是非常龐大的，每個(gè)式子代表一個(gè)子系統(tǒng)，有許多子系統(tǒng)代表許多宇宙。

以下依賦值方式和運(yùn)算法則組合的歸類構(gòu)建多宇宙模型。

依賦值方式和運(yùn)算法則：

（1）參數(shù)個(gè)數(shù)不變，改變調(diào)整其中的運(yùn)算法則，如除法變乘法，方冪數(shù)值改變等通過這些變換法則后，運(yùn)算的結(jié)果等于1040。

（2）參數(shù)個(gè)數(shù)不變，換成其它參數(shù)，運(yùn)算法則不變，運(yùn)算的結(jié)果等于1040。

（3）參數(shù)個(gè)數(shù)和運(yùn)算法則都改變，運(yùn)算的結(jié)果等于1040。

由其內(nèi)涵系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)性，以上述三種構(gòu)劃出幾個(gè)性質(zhì)，按1～3種順序排列如下：

（1）可調(diào)性。參常數(shù)個(gè)數(shù)不變，改變調(diào)整其中的運(yùn)算法則，如除法變乘法，平方變立方，或變方根等通過這些變換法則后，使運(yùn)算的結(jié)果等于1040。以α1==1040為例，由可調(diào)性變成α1=e⊙⊙4π⊙ε0⊙r⊙G⊙mp⊙me⊙r⊙=1040，⊙抽象地代表乘除加減方及冪運(yùn)算符。

（2）置換性。①參個(gè)數(shù)不變，換成其它參數(shù)，運(yùn)算法則不變，運(yùn)算的結(jié)果等于1040。②參數(shù)個(gè)數(shù)可變，換成其它參數(shù)，運(yùn)算法則不變，運(yùn)算的結(jié)果等于1040。以α1==1040為例，置換性變?yōu)椋?/p>

用第一條法則變?yōu)槭溅?=e12/4πε10r2/G1m1pmep/r2=1040

用第二條法則變?yōu)槭溅?=e12/4πε10r2/G1Km1pmep/r2=1040，式子多了新參數(shù)（常數(shù)）K。

（3）混合性。除了單純的可調(diào)性、置換性外，還有可調(diào)加置換的混合性。

（4）自洽性?？烧{(diào)性、置換性、混合性的結(jié)構(gòu)和關(guān)系。如果沒有其它機(jī)制干擾，經(jīng)過這些性質(zhì)的過程后，結(jié)果的數(shù)值是1040。

最后一個(gè)性質(zhì)說明，能夠把各自的常數(shù)組合成1040，表明它們是系統(tǒng)的元素，有它們的結(jié)構(gòu)機(jī)理，有機(jī)的有序的組織形式。

將四個(gè)性質(zhì)歸集成一條通用式子：

A=（x1）n1⊙（x2）n2⊙（x3）n3…⊙（xm）nm=1040

x1，x2，…，xn是可調(diào)參數(shù)，因?yàn)樵谖锢韺W(xué)當(dāng)中是物理常數(shù)，為了不和參數(shù)名稱相沖突，給它起名叫“參常數(shù)”。n1，n2，…，nm（m≤n，nm∈R，R是實(shí)數(shù)）是冪運(yùn)算，它們之間可以相同也可以不同。

四條性質(zhì)連同通式組成體系，特征是除了一些情況外，某一組數(shù)值組合式代表某個(gè)子系統(tǒng)（宇宙），代表某個(gè)宇宙的抽象規(guī)律的結(jié)構(gòu)，這個(gè)系統(tǒng)是由1040值規(guī)定的。這體系是構(gòu)建的多宇宙模型。

4 存在非光速世界

利用模型，拿α2=≈1040為例。由置換性任意更換參數(shù)后得到一條新的恒等式子α21=≈1040。Tl≠T，el≠e，mle≠me，cl≠c。代表我們宇宙的光速，是速度的極限。cl代表另一宇宙的速度極限，兩者不相等。一種是cl＞c，即另一宇宙速度極限超過光速，對(duì)應(yīng)于超光速世界。目前在我們的宇宙中還沒有發(fā)現(xiàn)超光速物質(zhì)的原因是超光速存在另外的宇宙中。另一種是cl＜c，即另一宇宙速度極限小于光速叫亞光速，對(duì)應(yīng)于亞光速世界。不僅有超光速，還有物質(zhì)速度極限小于光速的宇宙。在我們的宇宙中也沒有探測(cè)到速度極限小于光速的任何物質(zhì)?？傊馑俸蛠喒馑僭谖覀冇钪娌淮嬖?，或許存在另外的宇宙中。按照推測(cè)至少存在一個(gè)超光速或亞光速的宇宙。超光速宇宙會(huì)有比我們宇宙更大，亞光速宇宙有比我們宇宙小甚至比原子還小。

5 解謎狄拉克大數(shù)

式α1=α2=α3=（α4）1/2≈1040，是狄拉克20世紀(jì)30年代發(fā)現(xiàn)的，稱作“大數(shù)之謎”.有的認(rèn)為是巧合，有的認(rèn)為不是，各有其說。個(gè)人認(rèn)為它并非偶然。引用一些書刊的文章的一些解決方法，α1=α2，導(dǎo)致引力常數(shù)G隨時(shí)間變化，同廣義相對(duì)論矛盾，有人提出解決方法α2和α4跟時(shí)間有關(guān)，但是α2－（α4）1/2=0跟時(shí)間無關(guān)，存在α1=α2-（α4）1/2，僅α1≈α2時(shí)，才演化出生命。還有的提出e2跟時(shí)間有關(guān)，結(jié)果導(dǎo)致精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)α=e2/hc=1/137不符。對(duì)這些困難，利用模型進(jìn)行推導(dǎo)來解決。方法是這樣的，前提是常數(shù)同時(shí)間無關(guān)，大數(shù)同量綱無關(guān)，一種是利用可調(diào)性改變其中的運(yùn)算法則，運(yùn)算的結(jié)果等于1040。另一種是利用混合性，但是這種解決方法不排除引進(jìn)新的物理常數(shù)，在我們宇宙會(huì)出現(xiàn)新的物理定律。也可能去除舊的物理常數(shù)等于去除掉原有的物理定律，用新的物理定律代替。目前的實(shí)踐沒有發(fā)現(xiàn)它，可能在遙遠(yuǎn)的過去出現(xiàn)過或在將來出現(xiàn)。

6 再談人則原理

認(rèn)為某一常數(shù)稍微發(fā)生改變，如G稍變大，恒星不會(huì)穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)生命和人類，穩(wěn)定有序宇宙。有的認(rèn)為宇宙為我們的出現(xiàn)設(shè)置非常的數(shù)值，是人則原理。似乎頗有道理，想一想，基本物理常數(shù)小數(shù)點(diǎn)前和小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)多到七位，十位以上的天文數(shù)字?，F(xiàn)在先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)精確度也望塵莫及，精確的實(shí)驗(yàn)達(dá)到一定的數(shù)量級(jí)就算一套理論的驗(yàn)證或?qū)嶒?yàn)成功了，不必再下功夫到后幾位數(shù)了。宇宙配得如此精確，幾十位數(shù)相差一兩位都不行，奧妙在哪里？用上面的模型進(jìn)行分析就清楚了。

用α1=1040，假如G稍變大，為使等式成立，e2或者ε0相應(yīng)變大到使等式成立。這是置換性的要求。G變了，e2或者ε0變了就變成其它數(shù)值，不是上述認(rèn)為簡(jiǎn)單的G值改變。要改變宇宙常數(shù)，得調(diào)配好常數(shù)之間的關(guān)系使之等于1040才能產(chǎn)生生命和有序世界.

7 另解不明現(xiàn)象

世上不明現(xiàn)象繁多。只抽出其中一類UFO，這類現(xiàn)象可以用模型解釋。它不僅是現(xiàn)在，古代也有記載。去除一些人為編造和特殊自然現(xiàn)象，無法用現(xiàn)代科學(xué)解釋，人類為它進(jìn)行各種嘗試解釋，最流行的是宇宙先進(jìn)文明制造的飛船探訪地球說，這是因?yàn)榈厍蛲庥钪嫦冗M(jìn)文明科技比我們發(fā)達(dá)得多，我們的科技遠(yuǎn)沒達(dá)到這樣程度，所以來訪地球顯示出來的特征是無法解釋和理解。似乎很合理。不過有點(diǎn)質(zhì)疑，不明飛行物所表現(xiàn)的特點(diǎn)。與它們文明科技越發(fā)展，應(yīng)該是越先進(jìn)。從古到今，沒有突出的變化。用該模型進(jìn)行解釋：變換常數(shù)值就變成另一宇宙，另一宇宙有可能同我們宇宙聯(lián)系，會(huì)產(chǎn)生一些奇異現(xiàn)象，因其它宇宙的物理常數(shù)跟我們宇宙物理常數(shù)不同，現(xiàn)象不能用我們的科學(xué)知識(shí)來解釋，如UFO的違背自然規(guī)律的現(xiàn)象，這種解釋沒有上面的質(zhì)疑。

8 后結(jié)

以系統(tǒng)科學(xué)為啟迪，從日常的基本物理常數(shù)出發(fā)，利用它們組合成的大數(shù)1040的精巧結(jié)構(gòu)，不同于其它的理論學(xué)派，另辟路徑創(chuàng)立了多宇宙模型，利用該模型推導(dǎo)出超光速和亞光速宇宙和微型宇宙的存在性，速度極限亞光速宇宙和微型宇宙現(xiàn)在世界上沒有理論提及的。合理解析狄拉克大數(shù)的困難性，最后對(duì)UFO之謎作了另番解釋。

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2016-9-17