五千年(敝帚自珍)

主题:【手打文摘】现在宇宙理论及假说——超四维时空观(书籍作者:陈旭生) -- 边寒剑

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家园 详细谈谈这篇文章的几个问题

最早洞悉宇宙中万有引力奥秘的是牛顿。关于引力作用的本质,牛哥提出以太说加以解释:以太是宇宙中无所不在的物质,一切物质起源于以太,以太是一种媒介,引力则是通过以太这种媒介来传递

以太的概念最早是由亚理斯多德提出来的。在《论天》中,亚里士多德第一次给出了以太的定义。他认为,整个宇宙分月上世界和月下世界两部分。月上世界由“以太”构成,是完美的,它的运动形式是完美的环形运动。只有环形运动才是唯一无限的运动,没有起点和终点。牛顿后来为了说明引力现象,设想整个空间都充溢着一种静止的以太介质,类似包围地球的大气,但是精细得多。这种介质由极小的微粒组成,微粒相互排斥,也受到有形体东西的微粒的排斥。由于有这种排斥存在,以太介质在庞大物体诸如天体的间隙里很少找到,而密布在环绕这些庞大天体的空间里;而且离天体愈远,密度愈大。这一来,一个重物体和地球离开一定距离,物体里面的以太介质在其背离地球的部分就要密些,在其朝向地球的部分就要稀些,而由于以太介质的排斥作用,物体将向地球坠落。在牛顿看来,宇宙中静止和不动的实体就是上帝,上帝的存在构成时间和空间,以及弥漫一切空间的以太介质。这种认为时间、空间和运动是绝对量的见解一直持续到二十世纪,因为在往后所有涉及充溢一切空间的以太介质的学说里,宇宙间都有一套体系和观察者,在原则上能够测量绝对速度,也就是那些在宇宙以太中处于静止状态的体系和观察者。

实际上,后来电磁学发展,以太的定义也不停的被翻新,以太概念历史上就一直发展变化着的,几乎贯穿了20世纪前整个科学史。但最关键的一点是,以太的引入最主要的是绝对时空观的建立,可以说“以太”这种物质的存在是绝对时空观的必然推论。相对时空观建立以后,“以太”自然成为多余于是黯然推出了舞台。

但这位作者说道:

因此,迈克尔逊和莫雷在现实四维时空(三维空间+一维时间)中检测不到以太风,不足以证明以太一定不存在;倒是间接证明了可能存在一种“以太”,这种“以太”作为宇宙背景场(也称之为引力以太,即引力场),必定与现实四维不等维,乃是超四维时空的。

首先,他的逻辑有问题,以太风是在以太存在的概念基础上推出来的,换句话说,以太存在必然推出以太风,那么检测不到以太风,当然可以证明以太存在的概念是错误的。而后面的逻辑更成问题,检测不到以太风,就算不足以证明以太一定不存在,但如何可以又间接证明了可能存在一种“以太”?这不是信口开河是什么?我证明不出来人一定是猴子变的,就间接证明了可能人是狗变的?如此科普,如何服众?

其次,引力场的概念是早已经有了的,广义相对论中,引力就是作为场来处理的。那么这位作者为何还要将引力场称作“以太”,还什么“宇宙背景场”,我看这里引入“以太”大概仅仅是为了贴上个自己原创的标签吧。这种文字游戏在科学上是不允许的,如果有新概念必须要加以明确定义,如果是旧概念则不可以偷梁换柱。

至此,这位作者前面实际上说了一大通废话,说了半天“以太”,最后就是为了把引力场名称换成毫不相关的“以太”而已,岂不荒唐。论点错误,论据又与论点不相关,如此文章只算信口开河了。

推而广之:由低维空间中物体的运动状态无法判断出高维空间中物体的运动状态;运动状态的判断只能在同一时空维中的不同物体之间相对进行。

这个结论是正确的,但作者的论证过程有问题。一个二维空间中,物体的运动状态有两个坐标来描述,三维空间中,物体的运动状态有三个坐标来描述,数学上,两坐标参数无法描述三维空间物体运动状态是显而易见的,何必罗罗嗦嗦扯上伽利略,有必要吗?是为了挣稿费吧?仍然是论据与论点无关,此为信口开河也。

而后面关于黑洞,量子引力理论,引力波的描述,基本上是含糊其辞。如果感兴趣,推荐一本很好的参考书《黑洞》,里面有更通俗详细地说明。外链出处

但这些说来说去还是次要的,最主要的是,作者所说的超四维空间并非什么新概念,现在研究大统一理论比如说超弦论中已经将理论框架建立在10维或11维基础上,所谓的“超四维空间”绕了一大圈,文字游戏偷梁换柱而已。纳子给出了关于超弦论的联结,有兴趣可以去看。

我觉得科普文章还是不应该故弄玄虚,更不能信口开河。

另外你的几个问题答复如下:

1、他解释了引力的超距性。这个好像到现在也没有一个准确地解释。为什么引力好像就是瞬间就能互相影响。文章的意思是说超四维的引力对于四维的时空影响必然是不同于四维空间的,也许就是瞬时的。而没有什么引力子。

广义相对论预言引力的传播速度为光速,引力没有超距作用,此为与牛顿力学不同之处。最近的实验基本证实这一点。外链出处

其他问题一时无法说清,请看我上面推荐的两篇文章。

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