光子和電子的區(qū)別精選(九篇)

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第1篇：光子和電子的區(qū)別范文

當人們用望遠鏡觀測銀河系以外的星系時，可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)星系光譜都存在紅移或藍移現(xiàn)象，并且越遠的星系其光譜紅移值越大。根據(jù)多普勒效應(yīng)：星系光譜存在紅移說明星系正離我們遠去，星系光譜存在藍移說明星系正向著我們運動。需要指出的是越遠的星系紅移值也越大，看起來所有的星系都好象以銀河系為中心向外爆炸形成的一樣，越遠的星系離開我們的速度也越大。鑒于此有人提出宇宙大爆炸假說：認為宇宙是由150億年前發(fā)生的一次大爆炸形成的，人類居住的銀河系則是宇宙的中心。可是人們在觀測銀河系和河外星系時，卻并沒有發(fā)現(xiàn)銀河系有什么特別之處。有人據(jù)此懷疑宇宙大爆炸假說；也有人從星系的演化推算出宇宙的年齡大于150億年；還有人認為若宇宙大爆炸假說是正確的，那么宇宙輻射在各個方向上就會表現(xiàn)出各向異性；更有人擔心宇宙的膨脹沒有盡頭，遂認為宇宙的膨脹和收縮是交替進行的……。但不管怎樣，大部分人還是相信“眼見為實”，由星系光譜的紅移現(xiàn)象承認了宇宙大爆炸假說。更有人把紅移現(xiàn)象與宇宙背景輻射和宇宙元素豐度并作宇宙大爆炸假說的三大支柱。那么宇宙是否發(fā)生過爆炸并仍在向外擴張，年齡是否只有150億年呢？非也！

1．星系光譜紅移原因

20世紀初，當人們用望遠鏡觀測銀河系以外的星系時，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)星系光譜都有紅移現(xiàn)象，并且越遠的星系其光譜紅移值越大。有人認為星系光譜紅移是因為星系正在離我們遠去，從而得出這樣的結(jié)論：所有的星系都是以我們銀河系為中心向外爆炸后形成的，越遠的星系離開我們的速度也越大；宇宙中所有的星系都在彼此分離，并且越遠的星系相互分離的速度越大。值得一提的是，我們銀河系正處在爆炸中心，足以值得我們自豪的是：銀河系是宇宙中獨一無二的星系—因為它是宇宙的中心。更讓我們驚奇的是，銀河系自身也在不斷運動著，然而無論它運動到哪里，它始終是銀河系的中心。我們解釋不了銀河系為什么是宇宙的中心，因為銀河系也和其它星系一樣，并沒有什么特別之處。有人以為，銀河系處于宇宙的中心是一個巧合，雖然銀河系從上個世紀至今一直在不斷運動，但它走過的距離和整個宇宙空間的尺寸比起來是微不足道的，所以銀河系目前仍然處在宇宙的中心，這種看法未免有些牽強。因為人們在觀測近處的星系時，發(fā)現(xiàn)近處的星系并沒有相互分離的趨勢，并且也沒有證據(jù)表明近處的星系正在以某一個中心為起點向外膨脹。因此“銀河中心說”頗值得懷疑。還有的人雖然承認宇宙大爆炸假說，但不承認“銀河中心說”，他們不認為銀河系是宇宙的中心。這種觀點同樣也是站不住腳的。我們可以這樣分析：如果宇宙大爆炸假說是正確的，那么宇宙中所有的星系必定在以某一個中心為起點向外膨脹，星系之間彼此互相分離。目前我們觀測到近處的星系并沒有相互分離的趨勢，并且也沒有證據(jù)表明近處的星系在以某一個中心為起點向外膨脹。倘若我們不是在宇宙的中心而是處于偏離宇宙中心的任一點處，因為在我們周圍的星系都沒有相互分離的趨勢，也沒有以某一個中心為起點向外膨脹，這樣一來，倘若宇宙中任一點處的星系都沒有相互分離的趨勢，那么整個宇宙也不可能在膨脹，即宇宙大爆炸假說是錯誤的。

前事不忘，后事之師。人類文明發(fā)展到今天，“地心說”和“日心說”都被證明是為科學(xué)，難道我們還要重蹈覆轍提出“銀河中心說”嗎？愚以為，我們應(yīng)當承認這樣一個假設(shè)，那就是：銀河系按目前的速度運動下去，100萬年，100億年以后，我們?nèi)匀粫l(fā)現(xiàn)自己處在宇宙的“中心”，無論我們處在宇宙的任何地方，中心也好，邊緣也好，我們都會發(fā)現(xiàn)宇宙中越遠的星系光譜紅移值也越大，就好象我們處在宇宙的“中心”一樣。事實上，這個“中心”是光子在宇宙空間中的傳播特性引起我們視覺上的錯誤，“眼見”未必“為實”，我們不能過分相信“眼見”的東西。

紅移現(xiàn)象是否由觀測者自身的運動引起的呢？不是的！如果紅移現(xiàn)象是由觀測者自身的運動引起的，那么我們將觀測到與我們相向運動的星系光譜將發(fā)生藍移而與我們相背運動的星系光譜將發(fā)生紅移，然而事實并非如此。再者，雖然我們“坐地日行八萬里”，但這個速度和光速比起來實在算不了什么，不至于影響觀測結(jié)果。換句話說，我們在觀測星系紅移值時，觀測者自身運動速度的影響可以忽略不計。紅移現(xiàn)象說明光子與觀察者之間的相對速度變小了。產(chǎn)生這種情況有兩種可能：第一是星系正離我們遠去，第二是光子在穿越宇宙空間時速度變小了。這兩種情況都可能導(dǎo)致星系光譜紅移。我們認為導(dǎo)致星系光譜紅移的原因是后者。光子在穿越宇宙空間時會與各種粒子(比如引力子)相互作用從而使其速度逐漸減小。當然單個粒子與光子作用時間極短，引起光子速度的改變量也是極其微小的，以致于我們觀測不到。隨著光子穿越宇宙空間距離的增大，與光子作用的粒子數(shù)目也逐漸增多，光子速度的減小量也越明顯?？梢酝茰y：光子在穿越一定的宇宙空間距離后速度將減小到零。由于光子速度為零故相對我們的能量也為零，這樣的光子當然不會被我們觀測到?？梢娪霉鈱W(xué)法觀測宇宙空間尺度時有一個極限：150億光年(也有人認為是200億光年)。在這個尺度以外的星系發(fā)出的光子由于在沒有到達地球時速度已經(jīng)降低到零，所以這樣的星系不可能被我們觀測到，至少目前還沒有辦法觀測到。也有人認為，紅移現(xiàn)象是由光子頻率減小引起的，即認同第一種可能：認為星系正離我們遠去。這種觀點聽起來很有道理，卻經(jīng)不起分析。我們知道，星系離我們遠去時會引起光子頻率減小，但各種不同頻率光子的頻率減小量應(yīng)該相同，反應(yīng)在星系光譜上，各種不同頻率光子的紅移量應(yīng)該相同。因此，不論星系離我們多遠，星系光譜雖然發(fā)生紅移但不應(yīng)該變寬，但事實上遠處星系光譜卻被拉寬了（星系光譜不會變寬是指星系光譜中任意兩條譜線的距離恒定，雖然它們都發(fā)生了紅移，但它們移動的距離相等，因此各譜線之間的距離不變）。而且能量越小的光子紅移值越大，能量越大的光子紅移值越小。不同頻率光子的頻率減小量不同，說明紅移現(xiàn)象不是由光子頻率減小引起的。即第一種可能站不住腳。假設(shè)宇宙中所有的星系都是靜止的，宇宙空間中的物質(zhì)是均勻分布的，那么光子穿越宇宙空間時的速度衰減量僅與其通過的空間距離有關(guān)。光子穿越的宇宙空間越長，其速度衰減量也越大。這樣星系光譜的紅移值僅與其離我們的距離有關(guān)，離我們越遠的星系紅移值也越大，就好象越遠的星系正在以越快的速度離開我們一樣。這也正是哈勃定律所揭示的：星系遠離銀河系的速度ν與距離成正比，ν=H*D，其中H為哈勃常數(shù)。實際上宇宙中各星系都在不斷運動著，宇宙空間中的物質(zhì)也并非均勻分布的，造成星系光譜紅移的原因也很多，所以光譜的實際紅移值要考慮許多情況。

2．譜線紅移與光子速度衰減

光子與宇宙空間中的粒子是如何作用的呢？可以設(shè)想，宇宙空間中存在許多比光子質(zhì)量小得多的粒子(比如引力子)。由于光子在與粒子作用后仍然是光子，可以認為光子僅與粒子發(fā)生了彈性碰撞。既然是彈性碰撞，我們知道，二者質(zhì)量越接近光子損失的能量越大。由于光子的質(zhì)量遠遠大于引力子的質(zhì)量，所以在不同頻率(質(zhì)量)的光子中，頻率(質(zhì)量)較小的光子損失的能量較大。于是經(jīng)過同一段宇宙空間以后，在不同頻率(質(zhì)量)的光子中，頻率(質(zhì)量)較大的光子損失的能量較少，頻率(質(zhì)量)較小的光子損失的能量較大，例如紅光損失的能量比紫光損失的能量多。由于不同頻率(質(zhì)量)的光子在宇宙空間運動時都損失了能量，這樣整個星系的光譜將向紅端移動，但由于紅光損失的能量多向紅端移動的距離大，而紫光損失的能量少向紅端移動的距離小，于是整個光譜被“拉寬”了。如果不同頻率(質(zhì)量)光子的能量損失率相同，雖然它們都產(chǎn)生紅移，但是它們紅移的距離相等，這樣星系光譜雖存在紅移但不會被“拉寬”，星系光譜存在紅移而且被“拉寬”說明兩點：第一光子在穿越宇宙空間時速度會衰減，第二不同頻率(質(zhì)量)的光子速度衰減率不同。顯然，由于不同頻率(質(zhì)量)光子的能量損失率不同，各種光子的速度衰減量差異將隨著空間距離的增加而增大，這樣星系光譜被“拉寬”的程度與其離我們的距離有關(guān)，離我們越遠的星系其光譜被拉寬的程度也越大。另外，星系光譜被拉寬時還有一個特點，那就是能量大的光子被拉寬的程度小，能量小的光子被拉寬的程度大。也就是說，越靠近紅端光譜被拉寬的程度越大，越靠近紫端光譜被拉寬的程度越小?？紤]到星系引力場的影響，實際情況還要復(fù)雜一些。

上面我們談到光子在宇宙空間運動時速度會逐漸減小，這和人們熟悉的“真空中光速不變”的看法相矛盾。實際上宇宙空間并非真空，即使宇宙空間是絕對真空它還存在引力場。換句話說，光子在真空中速度變不變的問題，實際上是光子受不受引力作用的問題。如果光子不受引力作用，那么真空中光速不變，但這樣一來不論星體的引力再強，對光子都沒有影響，從而宇宙中也不可能產(chǎn)生“黑洞”了，而現(xiàn)在的黑洞理論基礎(chǔ)將不復(fù)存在；假如光子受引力作用，則就不應(yīng)該有“真空中光速不變”的結(jié)論。有人對此這樣解釋：宇宙空間中各星體的引力分布在不同的方向上，它們的作用力相互抵消，因此光子在宇宙空間中的速度不變。這種解釋也是站不住腳的。我們知道在太陽系內(nèi)，引力的方向是指向太陽的；在銀河系里引力的方向是指向銀河系中心的，所以局部的宇宙空間引力總是有一定的方向的。我們認為光子作為一種物質(zhì)實體，它的速度并非一成不變的。無論在真空中還是在介質(zhì)中，它的運動速度都會越來越小。所以，光速不變只是一個神話，光年也不能作為距離單位，因為光子在前一年中走過的路程總比后一年中走過的路程長。

3.光子在引力場中的運動

星光在通過太陽附近時會受到太陽引力的作用而發(fā)生彎曲，說明光子也會受到引力的作用。其實光子也有質(zhì)量，當然會受到引力作用了。通常我們認為：引力場中物質(zhì)的加速度僅與引力場的強弱有關(guān)，而與物質(zhì)的質(zhì)量無關(guān)。如在地球表面不管是1噸的物體還是1千克的物體，其每秒獲得的速度增量都是9.8米/秒。但引力場中光子的加速度與其質(zhì)量有關(guān)：質(zhì)量越小的光子加速度越大，質(zhì)量越大的光子加速度越小。既然光子也受引力作用，那么很自然，光子在離開引力場時必然會被減速，在進入引力場時必然會被加速，在垂直于引力方向(或其它方向)運動時受引力影響其運動軌跡也會發(fā)生變化。既然光子在離開引力場時會被減速，而且質(zhì)量越小的光子速度衰減量也越大，那么星體發(fā)出的不同頻率的光子就有不同的速度。一般而言，星體引力越強，其發(fā)出的光速度也越??；當星體引力足夠強時甚至可能使一部分光子擺脫不了星體引力的束縛，產(chǎn)生黑洞現(xiàn)象。對同一星體而言，在它發(fā)出的光中，質(zhì)量大的光子速度大，到達地球的時間也越早；質(zhì)量小的光子速度小，到達地球的時間也越晚。我們通常認為不同頻率的光同時到達地球，這其實是錯誤的。關(guān)于這一點我們可以用實驗來證實。當星體發(fā)生爆發(fā)或其它異常時，總是能量較大的X射線或γ射線先被我們觀測到，其次才是可見光，然后才是紅外線。雖然理論上如此，但在實際觀測中總有這樣或那樣的因素及別的解釋使大部分人不相信這一點。如果條件允許的話，我們可以用一個實驗來證實我們的觀點。在離我們很遠的宇宙飛船上以兩種不同能量的光子同時發(fā)出一種信號，這兩種光子的能量差異越大它們到達地球的時間差異也越大。實際上考慮到不同能量的光子在同一介質(zhì)中的傳播速度不同，我們應(yīng)該想到不同頻率的光子在真空中的傳播速度也不相同。由于光子在穿越宇宙空間時速度逐漸減小，并且質(zhì)量小的光子速度衰減得快，可以想象，在經(jīng)過一段相當長的距離以后，質(zhì)量小的光子速度已經(jīng)衰減到零而質(zhì)量大的光子速度不為零，這樣我們就只能觀測到質(zhì)量大的光子。若星體離我們更遠一些，則我們只能觀測到質(zhì)量更大的光子……，隨著空間距離的增大，最終我們將看不到遠處星體發(fā)出的光，這個距離就是我們現(xiàn)在認為的宇宙極限--150億光年。人們在觀測宇宙時總有一個錯誤想法：由于真空中光速不變，所以不管離我們多遠的星系，只要足夠亮就可以被我們發(fā)現(xiàn)。事實上宇宙空間并非真空，光子在其中穿行時速度會逐漸減小，所以任何星系發(fā)出的光只能傳播一定的距離，也正因為如此，不管我們在宇宙中任何地方，始終只能看到有限的宇宙空間。換句話說，目前我們能夠觀測到的宇宙空間的尺度實際上是光子在宇宙空間中傳播的最遠距離。

4.光子在宇宙空間中的運動

實際上光子在宇宙空間運動時并不總是做減速運動。在光子離開星體時它要掙脫引力的束縛而作減速運動，當它脫離星體的引力場在空間自由運動時，也作減速運動；如果它進入另一個星體的引力場向著該星體運動時，就會在該星體的引力作用下作加速運動。光子就這樣減速--加速--減速--加速……不停地穿越宇宙空間，直到其速度為零。倘若星體離我們很近而引力又很小，從該星體發(fā)出的光速度衰減量不大，但進入銀河系時光子的速度增加量有可能很大，當光子的速度增加量大于其速度衰減量，或者說大于剛離開星體表面時的速度，在我們看來該星體光譜就發(fā)生了藍移。忽略距離因素，由于星體自身在不斷運動，這樣它相對銀河系引力場的強弱也可能發(fā)生變化，所以其光譜也可能有規(guī)律的發(fā)生紅移或藍移。通常情況下，宇宙空間對光子的減速作用總大于加速作用，所以星系的光譜以紅移的居多。

光子在引力場中速度變化的問題許多人恐怕不相信也不能理解。一些人認為光子沒有靜質(zhì)量，況且光子是一種波，在引力場中的運動規(guī)律和宏觀物質(zhì)不同。其實持這種觀點的人把光子神話了，弄的不可捉摸了。現(xiàn)在大多數(shù)人都接受了“黑洞”的概念，認為當一個星體的引力足夠強時甚至連光子也逃脫不了，因而是漆黑的一團。這里實際上指出了光子也會受到引力作用。既然光子也受引力作用，那么它在引力場中的加速與減速自然就可以理解了。稍后我們將看到，引力作用是造成衍射現(xiàn)象的重要因素之一。

5.類星體

一個很明顯的事實是：宇宙中離我們越遠的星體能量越大，通常類星體離我們的距離都在10億光年以上，并且遠處星體發(fā)出的光中能量較大的光子占有很大的成分。有人把這作為支持宇宙大爆炸的依據(jù)，認為：若宇宙中物質(zhì)是均勻分布的話，則在我們銀河系或其周圍就應(yīng)該有象類星體這樣的高能星體存在。為什么我們在近處發(fā)現(xiàn)不了類星體呢？一些人看見遠處的星體發(fā)出的光中含有大量的X射線或γ射線成分，就推測此類星體存在著目前尚不為我們知道的能量源。這種觀點未免有些片面。實際上宇宙中大部分恒星的能量都差不多，能量特別大的和能量特別小的只是極少數(shù)，恒星的能量呈中間多、兩頭少的分布態(tài)勢。從遠處的恒星發(fā)出的光，在經(jīng)過漫長的宇宙空間以后，能量小的光子由于速度衰減率大而停了下來，不被我們觀測到；只有X射線和γ射線才能到達地球。所以我們觀測到該星體的光子中，X射線和γ射線占有很大的成分，以致于我們誤認為這類星體只向外發(fā)出X射線和γ射線。實際上這類星體也向外發(fā)射可見光和紅外線，但是可見光和紅外線由于速度衰減到零故我們觀測不到。這就導(dǎo)致我們觀測到極遠處的星體，其顏色通常是藍色或紫色，事實上可能和該星體的真實顏色相差極大。這說明我們看到的星體的顏色未必就是星體的真實顏色，星體的顏色是由其自身能量狀況和離我們的距離決定的，星體離我們的距離越大往往使其顏色中的藍色和紫色成分增加。另外，我們認為類星體離我們非常遠，是因為類星體的紅移值很大。也就是說我們沒有直接證據(jù)表明類星體真的離我們很遠?？紤]到光子在引力場中的運動，我們知道：當星體的引力足夠大時，其發(fā)出的光子速度衰減量也較大，因而該星體的光譜也將發(fā)生較大的紅移。這就是說，引力因素也可以使星系光譜產(chǎn)生紅移。倘若星體引力足夠大又離我們很近，由于星體紅移值較大，往往導(dǎo)致我們認為該星體離我們很遠。舉例來說，假設(shè)有一個引力較大的星體處于銀河系的中心，由于該星體引力很強，導(dǎo)致它發(fā)出的光子速度衰減量極大，我們在觀測其光譜時就會觀測到很大的紅移值，根據(jù)該星體很大的紅移值我們就會認為它離我們非常遙遠，絕不會想到它就在銀河系中心。

如何解釋類星體離我們那么遠而其發(fā)射的X射線和γ射線又是如此強烈呢？只有兩種可能。第一，類星體的能量非常大，向外發(fā)出的X射線和γ射線非常強；第二，類星體離我們并沒有原先認為的那么遠，類星體光譜的紅移是由類星體的引力造成而并非由距離因素造成的。我們認為兩種因素都有。因為如果類星體離我們非常遠，那么我們觀測到其向外發(fā)出的X射線或γ射線就不可能很強；倘若類星體的能量不是很大，它的引力場也不可能很強，不足以使其光譜產(chǎn)生較大的紅移。這說明：星系光譜發(fā)生紅移可能是距離因素造成的，也可能是引力因素造成的，紅移值大的星體未必就離我們遠。那么，如何區(qū)別星體的引力紅移和距離紅移呢？對觀測者而言，由距離因素造成紅移的星體發(fā)出的光不可能很強，而由引力因素造成紅移的星體發(fā)出的光往往很強，特別是X射線或γ射線的成分多。類星體的發(fā)射光譜和吸收光譜的寬度不同，通常吸收光譜的寬度比發(fā)射光譜窄，為什么呢？我們知道，吸收光譜是由于光子經(jīng)過大氣后產(chǎn)生的，這說明類星體周圍也存在氣體。光子從高溫星體內(nèi)部發(fā)出以后，總會有一部分光子沒有被氣體吸收而直接射向宇宙空間，這些光子形成發(fā)射光譜；還有一部分光子在與氣體作用后，頻率（質(zhì)量）大的光子損失的能量大，頻率（質(zhì)量）小的光子損失的能量??；光子離開類星體在宇宙空間中運動時，則是頻率（質(zhì)量）大的光子損失的能量小而頻率（質(zhì)量）小的光子損失的能量大，總的看來各種不同頻率的光子速度差異減小，所以其光譜紅移值也較發(fā)射光譜小。實際上類星體的吸收光譜還可能有幾種不同的寬度。

6.黑洞與星體引力

最初在人們考慮黑洞時，認為它的引力強到連光子也逃脫不了，因而是漆黑的一團，黑洞是宇宙中物質(zhì)的墳?zāi)?。后來人們認為黑洞可以向外發(fā)出X射線和γ射線。同樣是光子，能量大的可以逃脫，能量小的逃脫不了，說明(黑洞的)引力對光子的作用是不一樣的。事實上我們知道當星體的引力逐漸增強時，總是質(zhì)量較小的光子逃脫不了，質(zhì)量較大的光子則可以擺脫星體的引力，并不是所有的光子全部被吸入星體中。所以從這個意義上來說，狹義上的黑洞僅指引力強到可見光不能脫離的星體，即在可見光波段觀測不到的星體；廣義上的黑洞指引力強到使一部分光子不能脫離的星體，即在某一能量較小的波段觀測不到的星體，這里廣義上的黑洞甚至可能非常亮，可以被我們?nèi)庋劭吹剑诩t外線波段或能量更小的波段卻觀測不到。從理論上講，“黑洞”并不黑，至少它可以向外發(fā)射X射線和γ射線或能量更高的光子，完全不向外拋射粒子的黑洞是不存在的。那么宇宙中黑洞存在嗎？當然存在了。當星體離我們足夠遠，以致于該星體發(fā)出的紅外線速度衰減為零而不被我們觀測到時，它就像一個“黑洞”；若星體離我們再遠一些，可見光不再為我們觀測到，只能觀測到X射線和γ射線，這時它就是漆黑的一團，成為名副其實的黑洞；而宇宙中150億光年以外的星體對我們來說是完全徹底的黑洞，因為我們完全觀測不到它們。除了因空間距離造成“黑洞”現(xiàn)象以外，星體的引力也可以造成黑洞現(xiàn)象。黑洞現(xiàn)象并不是我們原先想象的那樣：“當星體的引力足夠大時，所有的光子都被吸入星體中，整個星體變成黑暗的一團”。當星體的引力逐漸增大時，它對光子的束縛作用也逐漸增強。星體的引力足夠大時，紅外線光子將擺脫不了星體引力的束縛，而可見光、紫外線則可以擺脫星體引力的束縛；星體的引力再增大時，可見光將擺脫不了星體引力的束縛，而紫外線則可以擺脫星體引力的束縛；若星體的引力再增大，可能只有γ射線放出。應(yīng)該明確指出：黑洞現(xiàn)象是與星系光譜的紅移緊密相連的。若某一星體的光譜不存在紅移現(xiàn)象，則它一定不是黑洞；若某一星體的光譜存在紅移現(xiàn)象，則它可能是黑洞也可能是距離因素造成的。

總的來說，我們對黑洞的認識經(jīng)歷了三個階段：第一階段認為黑洞的引力足夠強，所有的光子都不能擺脫黑洞的引力，因而整個星體是黑暗的一團；第二階段認為黑洞可以向外發(fā)出強烈的X射線或γ射線，人們認識到黑洞的引力對不同能量光子的作用不同；第三階段也就是現(xiàn)在正在探索的階段。應(yīng)該明確指出：與黑洞現(xiàn)象緊密聯(lián)系的因素有兩個，引力因素和距離因素。以往我們在考慮黑洞現(xiàn)象時往往只考慮引力因素而忽略了距離因素，這就導(dǎo)致我們認為整個宇宙空間僅有150億光年，對150億光年以外的宇宙空間，認為看不見的就是不存在的。

7.恒態(tài)宇宙

也許有人會問，既然光子的速度能夠降低到零，那么宇宙中會不會堆積越來越多的光子呢？不會的！光子作為物質(zhì)的一種存在方式，它不是永恒的，在一定條件下光子可以轉(zhuǎn)化為別的物質(zhì)，也就是說光子是有一定壽命的。任何一個光子不可能永遠存在下去，它必將轉(zhuǎn)化為別的物質(zhì)形式。宇宙中的物質(zhì)無時無刻不在運動，所以宇宙中不會堆積越來越多的光子。雖然我們目前并不知道光子是如何轉(zhuǎn)化為別的物質(zhì)的，但我們依然相信整個宇宙是穩(wěn)定的、恒態(tài)的，而局部宇宙則可能是不穩(wěn)定的，處于演化過程中的。同樣的道理，整個宇宙也不會被光子均勻照亮。由于光子在宇宙空間中運動時速度逐漸減小，所以任何星體發(fā)出的光只能傳播到有限遠處。也正因為如此，我們所觀測到的宇宙始終是有限的。如果想觀測更遠的宇宙空間，一個方法是派出宇宙飛船，另一個辦法是在宇宙空間中建立許多中轉(zhuǎn)站，在光信號速度未衰減到零以前接受、放大、轉(zhuǎn)播它。理論上講，只要中轉(zhuǎn)站的數(shù)量足夠多，我們就可以看見任意遠處的宇宙空間。

8.浩瀚宇宙

假設(shè)我們能夠乘座一艘高速飛行的宇宙飛船遨游太空，在剛離開地球時，我們可以觀測到150億光年的宇宙，離我們越遠的星體其紅移值也越大，遠處的星體放出強烈的X射線或γ射線。隨著我們飛行距離的增大，我們會發(fā)現(xiàn)銀河系的紅移值越來越大，并且其顏色逐漸偏藍，而原先我們觀測到呈藍色或紫色的星體顏色逐漸偏紅，最終銀河系將消失在我們的視野之外。當我們飛到離銀河系150億光年的地方，我們發(fā)現(xiàn)展現(xiàn)在我們面前的宇宙范圍仍然有150億光年；而原先我們認為正在以很大速度分離的星體或膨脹的宇宙空間并沒有膨脹。無論我們飛到哪里，始終只能看見150億光年的宇宙空間，也始終能夠看見150億光年的宇宙空間，宇宙是無限的；并且我們始終是宇宙的“中心”，因為所有的星體看起來所有的星體都好象以我們?yōu)橹行南蛲獗ㄐ纬傻囊粯?，越遠的星系(紅移值越大)離開我們的速度也越大。我們認為，宇宙是無始無終的，物質(zhì)的存在是永恒的，對某一特定的物質(zhì)形態(tài)有其產(chǎn)生和消亡的過程，但整個宇宙不存在產(chǎn)生和消亡的過程，它是自始至終存在并且不會消亡的。同時也應(yīng)該看到，宇宙是無限的，不會僅僅只有150億光年的空間。

從上個世紀以來，人們已經(jīng)探索到了上百億光年的宇宙空間，然而這只不過是蒼海一粟。也許還要幾十年甚至上百年人類才能認識到宇宙的無限性，但只要天下有志之士攜手合作，這一天定會早日到來。

二、淺談光的衍射

通常情況下光總是直線傳播。但當光線經(jīng)過足夠窄的窄縫時將形成明暗相間的衍射條紋。由于光子不帶電，在電磁場中不偏轉(zhuǎn)，所以光子的衍射不是電磁力作用的結(jié)果，而是引力子與光子作用產(chǎn)生的。光子與引力子作用不是一個簡單的碰撞過程，而是一個極為復(fù)雜的過程。在光子與引力子相遇的一瞬間它們形成一個混合體，這就打破了結(jié)合前光子內(nèi)部各部分的平衡，混合體內(nèi)部存在著排斥力和凝聚力兩種作用。若排斥力占主導(dǎo)作用，則混合體將在極短的時間內(nèi)“裂變”放出引力子；若凝聚力占主導(dǎo)作用，則混合體將形成一個新的光子。那么滿足什么條件的混合體(光子)才是穩(wěn)定的呢？經(jīng)典電磁理論指出：所有光子的能量均為某個最小能量的整數(shù)倍。也即所有光子的質(zhì)量均為某個最小質(zhì)量的正整數(shù)倍，只有這樣的光子才能穩(wěn)定存在。當然這并不表明能量為某個最小能量的非整數(shù)倍的光子就不存在，只不過由于它們極不穩(wěn)定，在形成后瞬間就“裂變”生成能夠穩(wěn)定存在的光子，目前我們還沒有觀測到或注意到這類光子罷了。從這里我們可以看出，與原子核一樣，所有光子的質(zhì)量均為某個最小質(zhì)量的正整數(shù)倍，說明光子也有一定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，某些質(zhì)量的光子由于極不穩(wěn)定，在其形成后瞬間就“裂變”生成能夠穩(wěn)定存在的光子，這就造成穩(wěn)定存在的光子質(zhì)量的不連續(xù)。言歸正傳，由于引力子質(zhì)量遠遠小于光子的質(zhì)量，所以光子不可能吸收一個引力子形成新的光子(因為這樣的光子是不穩(wěn)定的)。但是若在同一時刻，光子與許多引力子相互作用，而這些引力子質(zhì)量之和又大于最小光子的質(zhì)量，光子就有可能吸收質(zhì)量和等于最小光子質(zhì)量的引力子數(shù)目而形成新的光子。舉例來說，若最小光子的質(zhì)量是引力子質(zhì)量的10萬倍，那么當同一瞬間有15萬個引力子作用于光子時，光子只可能吸收10萬個引力子，另外5萬個引力子不被光子吸收，僅對光子產(chǎn)生微小的沖量。倘若在同一瞬間有9萬個引力子作用于光子,那么這9萬個引力子都不會被光子吸收，它們僅對光子產(chǎn)生微小的沖量。光子可能吸收的引力子數(shù)目只可能是10萬的正整數(shù)倍。只有光子吸收引力子形成新的光子才能全部吸收引力子的沖量，否則的話，光子僅受到極小的沖量。

現(xiàn)有一個寬度為α的窄縫，絕大多數(shù)光子經(jīng)過窄縫時雖然與許多引力子作用，但大多不會形成新的光子，這樣大部分光子僅以極其微小的發(fā)散角投射到屏幕上，形成寬度略大于α的中央亮紋。由于衍射條紋是對稱分布的，所以我們只討論一半。拿中央亮紋以上的條紋來說，這些條紋是由縫中心到縫頂部經(jīng)過的光子偏轉(zhuǎn)形成的。從縫中心到縫頂部經(jīng)過的光子，若吸收10萬個引力子則形成穩(wěn)定的新光子，而新光子由于全部吸收了引力子的沖量因而向上發(fā)生較大的偏移，從而在屏幕上形成寬度為0.5α的第一條亮紋。從縫中心到縫頂部經(jīng)過的光子，若吸收20萬個引力子則它向上的偏移量是第一條亮紋偏移量的兩倍，形成第二條亮紋。同樣形成第3條、第4條、第5條……第n條亮紋。中央亮紋以下的亮紋也是這樣形成的，并且中央亮紋的寬度約為其它亮紋寬度的兩倍。由于從縫中心到縫頂部引力逐漸增大，所以與光子作用的引力子數(shù)目也可能逐漸增多。假設(shè)在離開縫中心向上的極小位移處，在該處最多只可能有10萬個引力子與光子發(fā)生作用，那么經(jīng)過該處的光子最多只可能偏移到第一條亮紋處。換句話說它最多只可能對第一條亮紋的形成做貢獻，對第2條、第3條、第4條……第n條亮紋都沒有貢獻。由此在向上某處經(jīng)過的光子最多只可能吸收20萬個引力子，但也可能吸收10萬個引力子，故經(jīng)過該處的光子對第1條、第2條亮紋的形成做出貢獻而對第3條至第n條亮紋都沒有貢獻……；從縫頂部經(jīng)過的光子可能吸收10萬*1、10萬*2、10萬*3……10萬*n個引力子，所以從該處經(jīng)過的光子對第1條、第2條、第3條至第n條亮紋的形成都有貢獻。這樣形成的亮紋亮度依次為第一條>第二條>第三條>……>第n條。若縫變窄，則在離開縫中心向上的極小位移處，光子最多可能有20萬個引力子，經(jīng)過該處的光子對第1條、第2條亮紋的形成都有貢獻，這樣就減小了第1條、第2條亮紋亮度的差異。也就是說，縫越窄條紋亮度越向兩邊分散，縫越寬條紋亮度越向中央集中。當縫很寬時，條紋亮度幾乎全部集中在中央?yún)^(qū)域，兩邊的光子數(shù)幾乎為零。這就是我們看到的光的直線傳播現(xiàn)象。由于光子并不是一種波，其偏離直線傳播(衍射)現(xiàn)象是由引力子引起的，所以光的衍射現(xiàn)象與縫的寬度無關(guān)。物體在陽光下的陰影邊緣常常較模糊，這說明光子在經(jīng)過物體表面時受到引力作用而偏離了直線傳播。理論上來說只要光子的運動方向和引力方向不在一條直線上，光子就會偏離原來的運動軌跡，并且引力場越強光子彎曲的程度也越大。星光在經(jīng)過恒星以后通常會發(fā)生彎曲，有時我們甚至能夠看到星體后面的其它星體發(fā)出的光。

三、論電子結(jié)構(gòu)與原子光譜現(xiàn)象

1.電子發(fā)光

原子是如何發(fā)光的？要弄清這個問題首先必須明白光子是由原子的哪一部分發(fā)出的。我們知道，原子是由原子核和核外的電子組成的，原子核的結(jié)合能很大，不可能發(fā)出光子，所以光子只可能是電子發(fā)出的。在化學(xué)反應(yīng)中伴隨著電子的得失，常常有能量(光子)放出，光電效應(yīng)、激光現(xiàn)象及其它一些實驗也證明了光子是由電子發(fā)出的，所以可以肯定原子發(fā)光其實是電子發(fā)出光子。既然電子可以放出光子，那么光子必然是電子的組成部分，或者說電子有一定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，光子是其組成部分之一；由于光子不帶電，說明電子內(nèi)部電荷的分布是不均勻的，因為如果電子內(nèi)部電荷是均勻分布的，則光子就應(yīng)該帶電。原子中原子核和電子之間的距離很小，它們之間的靜電力很強，因為電子內(nèi)部電荷分布不均勻，所以在原子核強大的靜電力作用下電子內(nèi)部電荷將重新分布，甚至可能發(fā)生裂變，這就為電子放出光子創(chuàng)造了條件。當電子裂變放出光子后，它的各個組成部分結(jié)合的更加緊密，在適當?shù)臅r候可能吸收一個光子，這就為電子吸收光子儲存能量創(chuàng)造了條件。而電子正是通過不停地吸收、放出光子來和外界交換能量的。稍后我們將看到，原子正是通過電子不斷吸收、放出光子來和外界完成能量交換的。一般來說，電子質(zhì)量越大其內(nèi)部各部分結(jié)合的越松散，在靜電力作用下越容易發(fā)生裂變；電子質(zhì)量越小其內(nèi)部各部分結(jié)合的越緊密，在靜電力作用下越不容易發(fā)生裂變。與原子核“幻數(shù)”相似，總有特定質(zhì)量的電子的結(jié)合力相當大，比其它質(zhì)量電子的結(jié)合力大許多，這些特定質(zhì)量的電子往往對應(yīng)于某些穩(wěn)定的軌道。

有人認為物質(zhì)發(fā)光是由于物質(zhì)中的原子或分子受到擾動的結(jié)果，認為光子是由原子或分子發(fā)出的。其實這是一種錯誤的看法。我們知道，原子是由原子核和核外電子組成的，光子是一種物質(zhì)實體，或者是由原子核發(fā)出的，或者是由電子發(fā)出的，除此以外再沒有別的選擇。說光子是由原子發(fā)出的，這是一種不確切的說法。

2.原子核和電子之間的磁力作用

兩個相距一定距離的異種點電荷在靜電力作用下必然會吸引在一起，因為靜電力作用在兩點電荷連線上。而原子核和電子不會吸引在一起。這就啟示我們在原子核和電子中必然存在一種其它作用力。這個力就是原子核和電子之間的磁力。我們知道，在通以相同方向電流的兩條平行導(dǎo)線間會產(chǎn)生磁力作用，在磁力作用下它們將彼此吸引，原子核和電子的相向運動正相當于通以相同方向電流的兩條平行導(dǎo)線，在它們之間也將產(chǎn)生磁力作用。靜電力的作用總是使電子獲得指向原子核的向心速度，而原子核和電子之間的磁力則使電子獲得切向速度，并且原子核和電子之間的相對速度越大，它們之間的磁力也越大。當原子核和電子之間彼此相對靜止在一定遠處時，在靜電力和磁力的共同作用下，它們并不會吸引在一起。因為靜電力使電子獲得向心速度，磁力使電子獲得切向速度，電子并不是沿著直線靠近原子核，而是沿著螺旋線靠近原子核。開始時螺旋線的半徑為無窮大，電子作直線運動；一旦電子相對原子核的速度不為零，磁力開始起作用，電子的運動軌跡開始發(fā)生彎曲；當電子與原子核靠近到一定的距離時，電子和原子核之間的靜電力恰好等于電子作圓周運動所需的向心力，此時電子處于平衡狀態(tài)，螺旋線變成了圓。同樣在電子離開原子核時也是沿著螺旋線運動的。在靜電力作用下，電子總要盡量靠近原子核，在磁力作用下，電子有遠離原子核的離心趨勢，正是在這兩種力作用下，電子處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)中。電子在原子核中處于穩(wěn)定狀態(tài)時，它的軌跡是圓。因為當電子的軌跡不是圓時，它總要受到磁力的作用，這個力使電子的切向速度增加、運動軌跡向圓靠近。而電子受磁力作用時它的運動軌跡就要發(fā)生變化，就不是穩(wěn)定的，只有當電子的軌跡是圓時才不受磁力的作用，所以說電子在原子核中的穩(wěn)定軌跡是圓。太陽系中的行星在太陽引力作用下，其運動軌跡可以是圓或橢圓，但在原子系統(tǒng)中，電子在原子核靜電力作用下，其穩(wěn)定軌跡只可能是圓而不可能是橢圓。

3.基態(tài)電子的穩(wěn)定性

處于基態(tài)的電子為什么是穩(wěn)定的？為什么不會被原子核吸收？人們通常認為：做加速運動的電荷會向外輻射能量.如果電子在原子核中做圓周運動，則它就有加速度，必然會不斷地向外輻射電磁波，隨著電子能量的減小它將沿著螺旋線落入原子核中，這樣整個原子就是不穩(wěn)定的，然而事實并非如此。于是人們推測電子在原子核中不可能做圓周運動。我們認為以上推斷是錯誤的，電子的確在原子核中做圓周運動，其理由如下：第一，電子輻射電磁波并不是一個只出不進的過程。電子時刻不停地向外輻射能量，也在時刻不停地吸收光子，這是一個動態(tài)平衡過程。如果電子吸收的能量大于其輻射的能量則原子的溫度升高，如果電子吸收的能量小于其輻射的能量則原子的溫度降低，倘若沒有外界能量輸入，原子總會由于向外輻射能量而降低溫度，只要物體的溫度在絕對零度以上就會向外輻射電磁波。第二，電子在原子中的質(zhì)量并非一成不變的。一般而言，電子離核越近質(zhì)量越小，離核越遠質(zhì)量越大(這一點我們稍后證明)。第三，電子和原子核之間并非只有靜電力作用，還存在磁力作用。正因為磁力作用的存在使電子在靠近原子核時切線速度不斷增大，從而使其離心力逐漸增大，以致于可以與靜電力抗衡維持電子在原子核中的穩(wěn)定。

這里需要我們證明隨著電子離核距離的減小，離心力的增加速度大于靜電力的增加速度。設(shè)電子穩(wěn)定時質(zhì)量為M，速度為V，與原子核相距R，原子核電量為Q，此時靜電力F正好等于電子作圓周運動的向心力，

離心力大于靜電力，所以此時電子作離心運動，將回到距核R的軌道上。同樣當電子受到遠離原子核的擾動后，靜電力F大于電子作圓周運動的向心力，電子將向原子核運動，最終要回到距核R的軌道上，這里不再證明。

另外我們認為，做加速運動的電荷會向外輻射電磁波這個提法不夠確切，應(yīng)該說做加速運動的自由電荷會向外輻射電磁波，而電子在原子核中做圓周運動時不會向外輻射電磁波。兩者有什么區(qū)別呢？我們知道，在原子核和電子結(jié)合成原子的過程中要向外放出能量，即自由電子要在原子核靜電力作用下裂變放出光子才能夠成為原子中的電子，原子中的電子和自由電子是有區(qū)別的。自由電子的質(zhì)量大于原子中的電子的質(zhì)量，自由電子各部分結(jié)合得較為松散，受到外界擾動(有加速度)時會向外輻射電磁波；而原子中的電子質(zhì)量小，各部分結(jié)合得較為緊密，受到外界擾動(有加速度)時未必會向外輻射電磁波，只有當外界擾動(加速度)足夠大時才會裂變輻射電磁波，所以電子可以在原子中做圓周運動而并不向外輻射電磁波。

4.穩(wěn)定軌道的形成

對于處于基態(tài)的電子來說，每秒會有許多光子與其作用。這些作用有指向原子核的，也有指向核外的。電子在吸收一個或幾個光子以后質(zhì)量增加，形成新的電子。我們先考慮指向核外的擾動。設(shè)電子在吸收一個或幾個光子以后質(zhì)量增加為M+Δm，與原子核相距R+Δr，我們知道，一定質(zhì)量的電子總有與一條特定軌道與之對應(yīng)，比如電子的質(zhì)量為M時其軌道半徑為R，那么當電子質(zhì)量為M+Δm時就可能停留在半徑為R+Δr的軌道。但這里我們少考慮了一個條件，那就是質(zhì)量為M+Δm的電子的結(jié)合能。我們知道電子在每秒內(nèi)會受到許多光子的擾動，假設(shè)質(zhì)量為M+Δm的電子運行在半徑為R+Δr的軌道上，若它受到一個指向原子核的擾動，離核距離變?yōu)镽+Δr-r，此時原子核靜電力對它的作用增強，若它的結(jié)合能小的話則電子立即裂變放出光子重新回到其原來的軌道R上；如果質(zhì)量為M+Δm的電子內(nèi)部的結(jié)合能非常小，以至于受到微小的擾動時立即裂變放出光子，那么它在半徑為R+Δr的軌道上停留的時間也趨近于零，換句話說半徑為R+Δr的軌道根本不存在；如果質(zhì)量為M+Δm的電子內(nèi)部的結(jié)合能非常大，以致于受到很大的擾動時它才裂變放出光子，那么電子就能夠在半徑為R+Δr的軌道上停留一段時間，這段時間就是原子的平均壽命。假設(shè)有一群電子處于同一激發(fā)態(tài)，由于每個電子受到的擾動情況不一樣，有的電子受到的擾動大有的電子受到的擾動小，而只有電子受到足夠大的擾動并運動到離核足夠近的地方才會裂變放出光子，所以電子裂變回到基態(tài)的時間也不一樣。處于同一激發(fā)態(tài)的原子的平均壽命和兩個因素有關(guān)：一是電子的結(jié)合能，二是電子受到的擾動。電子內(nèi)部的結(jié)合能與原子核“幻數(shù)”相似，只有特定質(zhì)量的電子的結(jié)合能才是很大的，所以電子的軌道也是特定的、不連續(xù)的，其它質(zhì)量的電子由于結(jié)合能很小，裂變時間極短，所以它們不可能穩(wěn)定停留在原子中，也形成不了穩(wěn)定軌道甚至根本就沒有軌道。我們再來考慮指向原子核的擾動。設(shè)電子在吸收一個或幾個光子以后質(zhì)量增加為M+Δm，與原子核相距R-Δr，此時原子核對電子的靜電力增強，電子立即裂變放出質(zhì)量為Δm的光子，由前面的證明我們知道，此時電子的速度增大，離心力大于靜電力，電子最終將停留在半徑為R的穩(wěn)定軌道上。也許有人會懷疑，這樣看來電子可能存在的穩(wěn)定軌道豈不是唯一的了？實際上由于電子在原子核外有幾個不同的穩(wěn)定質(zhì)量，所以它也有幾條穩(wěn)定軌道，一定的質(zhì)量總是與某一條特定軌道相對應(yīng)。從這里我們可以看出，電子在原子核中的穩(wěn)定軌道往往對應(yīng)于電子結(jié)合能極大的質(zhì)量，結(jié)合能小的質(zhì)量由于在原子中不穩(wěn)定因而不會形成穩(wěn)定軌道。

5.電子結(jié)構(gòu)與不同躍遷軌道

對于處于同一激發(fā)態(tài)的一群電子而言，設(shè)電子的質(zhì)量為M+Δm，它們可能會有不同的躍遷軌道，放出的光子的能量(質(zhì)量)也不同，但總是躍遷到離核近的電子放出的光子的能量(質(zhì)量)大。電子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的過程并不是先放出光子再回到基態(tài)，而是先回到比基態(tài)更近的地方放出光子然后才回到基態(tài)。當電子回到離核R-Δr處時，在靜電力作用下電子裂變放出質(zhì)量為Δm的光子，此時離心力大于靜電力，電子將回到半徑為R的穩(wěn)定軌道上。那么電子為什么會有多條躍遷軌道呢？這說明處于同一激發(fā)態(tài)的電子內(nèi)部結(jié)構(gòu)(結(jié)合力)不同，有的結(jié)合力大，有的結(jié)合力小，結(jié)合力小的光子在離核較遠的地方裂變，放出的光子能量也較小；結(jié)合力大的光子在離核較近的地方裂變，放出的光子能量也較大，電子的躍遷方式是由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的。同一質(zhì)量的電子可能有多種裂變方式，再次向我們說明電子具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在考慮原子光譜時一定要考慮電子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。處于激發(fā)態(tài)的電子在向基態(tài)躍遷時會發(fā)出光子；把原子的內(nèi)層電子打掉以后外層電子會放出光子并向離核更近的軌道躍遷。這些現(xiàn)象啟示我們：電子離核越近質(zhì)量越小，電子離核越遠質(zhì)量越大。從這里也可以看出，電子質(zhì)量越小其內(nèi)部結(jié)合力越大。因為離核越近電子受到的靜電力越大，而電子能夠穩(wěn)定存在說明其內(nèi)部結(jié)合力越大。在同一個原子中，內(nèi)層電子的質(zhì)量小于外層電子的質(zhì)量；同一個電子離核越近質(zhì)量越小。

人們發(fā)射的人造衛(wèi)星可以設(shè)定軌道，其軌道變化可以是連續(xù)的，但對原子核中的電子來說，其軌道變化則是不連續(xù)的。怎樣理解這一點呢？讓我們做一個假想實驗。把兩個帶異種電荷的點電荷放置在一定遠處，并且假定它們之間除了靜電力以外不在受到其它力的作用，則最終它們將互相吸引在一起。無論怎樣改變這兩個電荷的質(zhì)量、電量，結(jié)果都是相同的。這說明：用宏觀電荷不可能模擬原子核和電子之間的作用力。說到這里，好事者馬上就會解釋，因為宏觀電荷物質(zhì)波的波長極短而電子物質(zhì)波的波長較大，所以用宏觀電荷不可能模擬原子核和電子之間的作用力。換一個角度來說，宏觀物質(zhì)和微觀物質(zhì)是有區(qū)別的，用宏觀物質(zhì)不能模擬微觀物質(zhì)。但區(qū)別究竟在哪里？一個是宏觀物質(zhì)而另一個是微觀物質(zhì)，這個解釋近乎無聊了。還是讓我們來仔細分析為什么用宏觀電荷不可能模擬原子核和電子之間的作用力。我們知道，在靜電力作用下，電子和原子核開始時相向運動，而后在磁力作用下沿著螺旋線相互靠近，正是由于原子核和電子之間的磁力使電子獲得了繞原子核運動的切向加速度，并使整個原子處于穩(wěn)定狀態(tài)。那么，兩個宏觀點電荷之間的運動軌跡為什么是一條直線呢？這是因為宏觀電荷的荷質(zhì)比遠遠小于原子核和電子的荷質(zhì)比，在靜電力作用下宏觀點電荷獲得的最終速度也小得可憐，因此宏觀點電荷之間因相對運動而產(chǎn)生的磁力也微乎其微，近似于零。所以宏觀點電荷在靜電力作用下表現(xiàn)為相向運動，其運動軌跡接近直線。從這里我們可以得出這樣一個結(jié)論：雖然靜電力作用在兩個電荷的連心線上，但是僅在靜電力作用下，電荷的運動軌跡不一定就是直線，兩個電荷的荷質(zhì)比越小，其運動軌跡越接近直線，反之則越接近曲線。那么，如果宏觀點電荷的荷質(zhì)比足夠大甚至可以與原子核或電子相比時，是否可以用宏觀點電荷模擬原子核和電子相之間的作用呢？也不能！如果宏觀點電荷的荷質(zhì)比足夠大，甚至可以與原子核或電子相比，那么這樣的兩個異種電荷在靜電力作用下會沿著螺旋線相互接近，最終會處于穩(wěn)定狀態(tài)，但由于宏觀點電荷的質(zhì)量不會發(fā)生變化，因此最多只能形成一條穩(wěn)定軌道，而不可能象電子那樣在原子核中有多條穩(wěn)定軌道。

在多電子原子中，各電子間有什么主要區(qū)別呢？有人認為離核越近的電子能量越低，越不容易失去；離核越遠電子能量越高越容易失去，但這還不是最主要的區(qū)別。多電子原子中各電子間最主要的區(qū)別在于它們的質(zhì)量不同。離核越近的電子質(zhì)量越小，離核越遠的電子質(zhì)量越大，同一個原子中沒有兩個質(zhì)量相同的電子存在。在氫原子中也是電子離核越近質(zhì)量越小，離核越遠質(zhì)量越大。

6.原子的吸收光譜和明線光譜

在原子的吸收光譜中，只有特定能量的光子才被電子吸收；在原子的明線光譜中，同樣也只能發(fā)出特定能量的光子。于是人們認為電子只能吸收或發(fā)出特定能量的光子。我們知道，只要物體的溫度在絕對零度以上，就會向外發(fā)射電磁波，物質(zhì)的發(fā)射光譜是連續(xù)光譜。那么其它能量的光子是由哪一部分發(fā)出又是如何發(fā)出的呢？顯然還是由電子發(fā)出的，因為原子核不可能發(fā)出光子。當我們用電子束轟擊汞原子蒸汽時，可以發(fā)現(xiàn)當電子的能量為某些特定值時，汞原子強烈地吸收其能量；對于其它能量的電子汞原子只吸收其一部分能量。汞原子只吸收電子束的能量實際是汞原子中的電子吸收電子束的能量。可見，原子中的電子可以吸收各種能量(質(zhì)量)，但對特定的能量(質(zhì)量)吸收能力十分強。在原子的吸收光譜中，電子可以吸收各種能量的光子，只不過大部分光子被電子吸收后與電子的結(jié)合能并不大，受到微小的擾動后立即放出光子，由于該過程極短，所以當連續(xù)光通過原子蒸汽時，大部分光子被吸收后又很快放出，看起來似乎沒有與原子作用，只有極少數(shù)具有特定能量的光子與電子的結(jié)合力極大，這類光子被吸收后要保持一段時間才可能放出，故吸收光譜會出現(xiàn)幾條暗線。至于原子的明線光譜，與其說是明線光譜還不如說原子的發(fā)射光譜中有幾條線特別亮。這是因為處于激發(fā)態(tài)的電子比別的能量狀態(tài)的電子穩(wěn)定，停留的時間較長，所以在一群原子中處于激發(fā)態(tài)的電子數(shù)目總比別的狀態(tài)的電子數(shù)目多，因而它們發(fā)出的光也更亮一些。事實上原子的發(fā)射光譜不僅僅是明線光譜，明線光譜只是原子發(fā)射光譜中極個別的具有代表性的光子，原子幾乎可以發(fā)出小于一定能量的任何光子。電子在原子中時刻不停地吸收各種能量的光子，由于電子與絕大部分光子的結(jié)合力都不大，所以電子也在時刻不停地放出各種能量的光子，因此物質(zhì)的發(fā)射光譜往往是連續(xù)光譜。

許多人都認為原子只能吸收特定能量的光子，原子也只能放出幾種特定能量的光子，因為他們看到原子的吸收光譜中僅有幾條特定頻率的暗線，而子的發(fā)射光譜也僅僅是幾條特定頻率的明線而已。其實這種看法是錯誤的。我們不妨這樣分析，若原子只能吸收特定能量的光子，則只有特定能量的幾種光子對物體具有明顯的熱效應(yīng)，并且每種物質(zhì)的敏感光子不同。實際上并非如此。我們知道，紅外線具有顯著的熱效應(yīng)，對任何物質(zhì)都是如此。此外，物質(zhì)的發(fā)射光譜是連續(xù)光譜，這也說明原子或分子的吸收（或發(fā)射）出的光子是廣譜性的。為了充分理解這個問題，需要作進一步的說明。現(xiàn)代物理學(xué)指出：氫原子吸收的光子能量只能是13.6/n*n電子伏（這里n取自然數(shù)），也就是13.6、3.4、1.5……電子伏，并且認為對于10電子伏、3電子伏這樣的其它能量的光子不會被電子吸收。我們認為：電子吸收的光子能量是連續(xù)的，對于10電子伏、3電子伏這樣的其它能量的光子同樣會被電子吸收，只不過電子吸收這些光子后，電子和光子的結(jié)合能不夠大形不成穩(wěn)定的軌道，所以電子又很快放出該光子，由于作用時間極短，以致于我們誤認為電子沒有吸收光子。換一個角度來考慮，當大量的原子吸收了能量連續(xù)的光子時，由于大部分電子與光子的結(jié)合力都不大，所以這些電子在極短的時間內(nèi)（設(shè)為t）就會裂變放出光子，而能量為13.6、3.4、1.5……電子伏的光子與電子的結(jié)合力很大，所以電子裂變放出光子的時間也很長，如果這個時間是100t，則電子放出相應(yīng)的光子也比其它光子亮100倍；如果這個時間是1000t，則電子放出相應(yīng)的光子也比其它光子亮1000倍……，這樣，在原子的明線光譜中自然就形成幾條特殊的亮線了。由此我們得出一個結(jié)論：在原子的發(fā)射光譜中，任意一條譜線的亮度與處于相應(yīng)激發(fā)態(tài)的原子的平均壽命成正比，原子的平均壽命越長，譜線的亮度越大；原子的平均壽命越短，線的亮度越小。當然這有個前提，那就是被原子吸收的連續(xù)光譜中各種能量的光子是平均分布的。

7.熱現(xiàn)象的本質(zhì)

由于電子時刻不停地受到光子的擾動，不斷地吸收各種能量的光子，也不停地放出各種能量的光子，所以電子在原子核中并不是處于穩(wěn)定狀態(tài)，它的運動軌跡也不是正圓。一般來說，溫度越高，電子受到的擾動越大，其運動軌跡偏離圓形的趨勢越明顯；溫度越低，電子受到的擾動越小，電子的運動軌跡越接近圓(只有在絕對零度時，電子的運動軌跡才可能是正圓)。從這個意義上來說，原子模型可以看作是盧瑟福的行星模型和電子云模型的結(jié)合：溫度越高，原子模型越接近行星模型；溫度越低，原子模型越接近電子云模型(但在某一瞬間，電子在原子核中有確切的位置)。溫度的高低反映了電子偏離穩(wěn)定軌道程度的大小，單個原子(分子)也有溫度。電子偏離圓形軌道的程度越大，表明該原子的溫度越高，電子裂變后放出的能量也越大。所以溫度升高時物體發(fā)出的電磁輻射向短波方向移動。對于溫度一定的物體來說，它內(nèi)部包含了大量的原子，這些原子中的電子由于受到的擾動大小不同，它們裂變放出光子的質(zhì)量也不同，但大致滿足正態(tài)分布，即發(fā)出的光子中能量特別大的和能量特別小的都是極少數(shù)。由前面的論述我們知道，電子在原子核中的能量大小并非定值：電子離核越遠電勢能越大，離核越近電勢能越小。與宏觀電荷一樣，電子的電勢能是其與原子核距離的函數(shù)，電子和原子核間的作用力服從庫侖定律。溫度越高，電子離核越遠，電勢能也越大，因而也越容易失去；溫度越低，電子離核越近，電勢能也越小，也越不容易失去。

什么是熱現(xiàn)象呢？這似乎是不是問題的問題。人們通常認為：熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運動的反映，溫度越高分子的平均速率越大，溫度越低分子的平均速率越小。果真如此嗎？我們知道，太陽時刻不停地向外拋射高能粒子，這些粒子的速度接近光速，宇宙中其它恒星也在不停地向外拋射高能粒子，所以在宇宙空間任何地方，都有許多高能粒子正在做雜亂無章的運動，這些粒子的速度通常都接近光速或亞光速。這樣看來宇宙空間的溫度應(yīng)該很高(至少比恒星內(nèi)部高)，宇宙空間應(yīng)該是很明亮的。但事實上，宇宙空間是漆黑的一團，溫度只超過絕對零度一點。這說明粒子運動速度大未必溫度就很高，物體的溫度不是由組成它的原子(分子)的平均運動速度決定的。溫度升高，原子(分子)的平均速度增大。但反過來，原子(分子)的平均速度增大并不意味著溫度升高。我們知道，只要物體的溫度在絕對零度以上就會向外輻射電磁波，而物質(zhì)向外輻射電磁波的原因是電子受到擾動后在靜電力作用下放出光子，并且光子受到的擾動越大放出的光子能量也越大，相應(yīng)的物體的溫度也越高。從這個意義上來說，原子是儲存熱量的最小單位，單個原子也有溫度，因為它可以儲存熱能。但單個的帶電粒子如質(zhì)子、電子在不受外界任何擾動時，即便速度再大也不會向外界釋放能量，因此它們都不能儲存熱能，因而也沒有溫度。應(yīng)該看到，原子(分子)的高速運動所具有的能量僅僅是動能而不是熱能，和宏觀物體一樣，速度大未必溫度高。宏觀物體的速度與其溫度無關(guān)，原子(分子)也是如此。一個原子(分子)的速度比其它原子(分子)的速度大，只能說明它的動能大，儲存的熱能未必就多。熱能僅儲存于原子核和電子形成的原子體系中，兩者中缺少任何一個都不能儲存熱能。在日常生活中我們用紅外線(微波)加熱而不用紫外線，紫外線的熱效應(yīng)遠遠小于紅外線(微波)。這是因為紅外線(微波)光子的質(zhì)量小，和原子中電子的結(jié)合力大(包括內(nèi)層電子)，而紫外線和原子中電子的結(jié)合力小(它幾乎不與內(nèi)層電子作用)，所以紅外線往往容易被物體吸收，其熱效應(yīng)當然比紫外線強。

再進一步考慮，什么是熱現(xiàn)象呢？熱現(xiàn)象和溫度之間有什么關(guān)系呢？我們認為：對一個物體而言，倘若它儲存了熱能它就有溫度，并且它儲存的熱能越多它的溫度就越高，反之則溫度越低；倘若物體沒有儲存熱能則它就沒有溫度或者說它的溫度是絕對零度；倘若物體不能儲存熱能，則用溫度來衡量該物體是沒有意義的。我們知道，原子是儲存熱能的最基本單位，原子的熱能實際上是儲存在電子中的。單獨的原子核、單獨的電子都不能儲存熱能，所以單獨的原子核、單獨的電子都沒有溫度。同樣的道理，光子也不能儲存熱能，它僅僅是熱能的載體，因為單獨的原子可以儲存熱能，所以單獨的原子有溫度，但由于單獨的光子不能儲存熱能，所以單獨的光子沒有溫度，不同能量的光子之間只有能量的差異而沒有溫度的差異，用溫度來衡量光子是毫無意義的。倘若光子也有溫度，則在太陽系中離太陽越近的空間溫度就應(yīng)該越高，離太陽越遠的空間溫度就應(yīng)該越低，事實上完全不是這么回事。

第2篇：光子和電子的區(qū)別范文

非晶態(tài)半導(dǎo)體是具有半導(dǎo)體性質(zhì)的非晶態(tài)材料，是半導(dǎo)體的一個重要部分。非晶態(tài)半導(dǎo)體在多種應(yīng)用領(lǐng)域中都存在著巨大的潛力，其中，非晶硫早已廣泛應(yīng)用在復(fù)印技術(shù)中，由As-Te-Ge-Si系玻璃半導(dǎo)體制作的可改寫存儲器已有商品問世，利用光脈沖玻璃化碲微晶薄膜制作的光存儲器正在研制之中，還有人正在嘗試把非晶硅場效應(yīng)晶體管用于液晶顯示和集成電路。對于非晶硅的應(yīng)用，目前最多的研究集中于太陽能電池，非晶硅比晶體硅制備工藝簡單，易于制造大面積產(chǎn)品，并且非晶硅對于太陽光的吸收效率高，器件只需大約1微米厚的薄膜材料。因此，非晶硅有望成為更廉價太陽能電池的原料，現(xiàn)已受到能源專家的重視。

本書首先分析了非晶態(tài)與晶態(tài)半導(dǎo)體一致的屬性：它們具有類似的基本能帶結(jié)構(gòu)，有導(dǎo)帶、價帶和禁帶。非晶材料的基本能帶結(jié)構(gòu)主要取決于原子附近的狀況，可以用化學(xué)鍵模型作定性的解釋。以四面體鍵的非晶Ge、Si為例，Ge、Si中四個價電子經(jīng)sp雜化，鄰近原子的價電子之間形成共價鍵，其成鍵態(tài)對應(yīng)于價帶，反鍵態(tài)對應(yīng)于導(dǎo)帶。無論是Ge、Si的晶態(tài)還是非晶態(tài)，基本結(jié)合方式是相同的，只是在非晶態(tài)中鍵角和鍵長有一定程度的畸變，因而它們的基本能帶結(jié)構(gòu)是相類似的。

在此之后，本書對非晶半導(dǎo)體與晶態(tài)半導(dǎo)體的差異進行了詳細的剖析：晶態(tài)半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)是周期有序的，即具有平移對稱性，電子波函數(shù)是布洛赫函數(shù)，波矢k是與平移對稱性相聯(lián)系的量子數(shù)；相比而言，非晶態(tài)半導(dǎo)體不存在周期性，k不再是量子數(shù)。晶態(tài)半導(dǎo)體中電子的運動是比較自由的，電子運動的平均自由程遠大于原子間距；非晶態(tài)半導(dǎo)體中結(jié)構(gòu)缺陷的畸變使得電子的平均自由程大大減小，當平均自由程接近原子間距的數(shù)量級時，無法應(yīng)用晶態(tài)半導(dǎo)體中建立的電子漂移運動理論。非晶態(tài)半導(dǎo)體能帶邊態(tài)密度的變化不像晶態(tài)那樣陡峭，而具有不同程度的帶尾。

本書還介紹了如何使用計算機模擬產(chǎn)生隨機結(jié)構(gòu)，為讀者提供了構(gòu)建現(xiàn)實材料的方法；通過大量仿真詳述了非晶半導(dǎo)體不定型結(jié)構(gòu)的光學(xué)和電氣特性，方便讀者理解無序半導(dǎo)體特性。最后的章節(jié)詳細討論了通過光子輻射改變半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，并預(yù)測了應(yīng)用前景。

本書分為5章：1.背景介紹，回顧了非晶硅的科研和應(yīng)用歷史；2.預(yù)備知識，介紹了薄膜生長工藝、熔融玻璃態(tài)法和菲利普斯理論；3.非晶半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，介紹了晶態(tài)半導(dǎo)體和非晶態(tài)半導(dǎo)體的主要區(qū)別、由三維向一維投影的函數(shù)、由一維向三維擴展的函數(shù)、相變及其應(yīng)用；4.電子層微觀結(jié)構(gòu)，介紹了化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)、電子的濃度和狀態(tài)、主要缺陷、光學(xué)特性和電氣特性；5.光誘導(dǎo)現(xiàn)象，介紹了光致體積變化、光子暗化效應(yīng)和光致褪色、光致缺陷、光致結(jié)晶和非晶形態(tài)。

本書的讀者對象為半導(dǎo)體領(lǐng)域、電子領(lǐng)域、新能源領(lǐng)域的學(xué)生、教授和研究人員。

寧圃奇，博士，研究員

（中國科學(xué)院電工研究所）

Puqi Ning， Associate Professor

（Institute of Electrical Engineering， CAS）Ernst O.Gbel et al

Quantum Metrology

Foundation of Units and Measurements

2015

http：///book/

第3篇：光子和電子的區(qū)別范文

第一，無比的極端高溫加現(xiàn)在的宇宙低溫(-173℃)造成了今天的正物質(zhì)世界。 第二，無比的極端高溫加現(xiàn)在木星的溫度(-168℃)，則今天的宇宙到處還是如同激光一樣明亮無比，偶然有射線波動，根本不會有夸克，更加不會有中子和質(zhì)子，只有很少的電子出現(xiàn)。 第三，如果是無比極端的高溫(-200℃)，則今天的宇宙不會有最低級的生命，到處都是木星那個樣子，中子、質(zhì)子、夸克恐怕出現(xiàn)在100億年前。46億年前的太陽系只有紅外氣態(tài)星球或者褐矮星，而今天的太陽系只有那些藍色的巨大的第一代恒星。那里是一個真正的反物質(zhì)世界，接近-273℃的溫度只在超級黑洞那里具備。據(jù)報道，德國科學(xué)家在銀河系核心處發(fā)現(xiàn)了反物質(zhì)噴泉。 按照蘇聯(lián)科學(xué)家1978年的歸納：在極端的低溫和極端強烈的磁場中，二個電子之間的復(fù)制勢能和電磁敏感性是等于或者大于波爾常數(shù)乘以溫度的。在這種情況下，這個時候的量子場粒子具有強大的電磁傳導(dǎo)性，但是不具有電磁勢能。這條理論用來描述黑洞核心的超導(dǎo)、超低溫、超強磁場是非常合適的，在這種情況下，原子之間不發(fā)生相互作用，所有離子電子云的電磁勢能、電磁傳導(dǎo)性全部收縮成為原子單一的電磁勢能。所以，宇宙中的那些鐵、鎳、金、銀、銅是由超過98％的電子以及低于2％的光子組成并沒有錯誤。 反之，在超高溫的時候，也就是粒子之間具有電磁勢能，但是不具有電磁傳導(dǎo)性，這個時候的二個電子之間的復(fù)制勢能和電磁敏感性是等于或者小于波爾常數(shù)乘以溫度的。根據(jù)這些理論和公式，我們再次感到，原子、中子、質(zhì)子完全是由電子、光子、暗物質(zhì)在極端的高溫、高壓下形成的結(jié)構(gòu)。如果夸克具有五種顏色，夸克和反夸克還能形成正電子，那么宇宙中所有質(zhì)子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是一樣的，中子與質(zhì)子的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量也是完全一樣的，區(qū)別只是中子是質(zhì)子處于四維空間的結(jié)構(gòu)，此外還是四維空間中不帶電荷的那個裸質(zhì)子。

所以，從一種元素到另外一種元素就是質(zhì)子和中子數(shù)量的量變造成的。因為所有的中子和質(zhì)子里面最多只能有l(wèi)一個夸克，是哪種夸克不要緊。既然反夸克都形成正電子，那么五種夸克的質(zhì)量是一樣的，我們現(xiàn)在只知道它們的顏色是不一樣的。這其實是因為．五種夸克的能量是不一樣的，為了區(qū)別它們的能量，我們只好用顏色把它們表示出來。這種做法其實是非?？茖W(xué)的，具有不同顏色的恒星所具有的能量也是完全不一樣的，如發(fā)出白光的恒星往往具有巨大的能量，里面的光譜還可以區(qū)分出紅色的鐵元素的線條，此外還有藍色的氧元素的光譜、綠色的氫光譜等。在粒子加速器中的氫和氫，也就是質(zhì)子對撞的時候，由于輸入的電壓、電荷的不同，也會發(fā)出黃色、白晝色、紅色、綠色、藍色的光，這些光同恒星的光譜幾乎完全一樣。這些光在真空中冷卻后就凝結(jié)成了不同的元素。這些光還與超新星爆發(fā)后星云的光譜一樣，所以科學(xué)家就把這些光用夸克命名，用五種顏色來劃分它們的能量等級?？茖W(xué)家指出，顏色是同統(tǒng)一的量子空間聯(lián)系在一起的，介子是由五個夸克組成，同電磁力、強力、引力都發(fā)生作用。在這里，我們發(fā)現(xiàn)介子這種短壽命的高能粒子就是一種統(tǒng)一量子空間的體現(xiàn)。那么毫無疑問，三個夸克的質(zhì)子和中子也是一種統(tǒng)一量子空間的體現(xiàn)，質(zhì)子數(shù)量的增減導(dǎo)致了元素顏色、元素種類的改變。所以，銅和金子是黃色的，鐵是灰色的，鎢是黑色的，鈾也是黑色的。金屬其實是由光子和電子壓縮形成的。

仙女座星云其實包含了大量的氫、氦和氧，發(fā)光的部分是未來形成二氧化硅的理想場所。其實瑪瑙中的二氧化硅就是宇宙星云中的氫、氧和氦通過恒星聚變冷卻后，再經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)的?，旇е卸趸璧念伾膳窃频念伾耆粯?，這就是氫、氦和氧原子核中質(zhì)子里面夸克結(jié)構(gòu)和能量的完全保留。這也表明所有114種元素原子核中的質(zhì)子是完全一樣的，所有的質(zhì)子里面只有三個夸克?？淇耸且环N光子集合能量的名稱，只有恒星發(fā)出的光的顏色才能說明和描述“色禁閉在五種夸克里面”。我們看到瑪瑙實際上可以看成是看到了宇宙星云時期被保存在二氧化硅中所有的氫、氦原子核里面被固定下來的夸克。給五種夸克用五種顏色來命名是表示恒星光子被禁閉時候的五個能量級別，在天文學(xué)上稱為“光譜”。質(zhì)子數(shù)量的增減導(dǎo)致了元素物理和化學(xué)性質(zhì)的改變，但是不能改變元素的顏色。元素的顏色是由恒星在真空的顏色、超新星爆發(fā)后冷卻星云在真空的顏色、核聚變后的顏色、質(zhì)子在加速器中撞擊后的顏色這四個方面決定的。它們的科學(xué)名稱是“夸克”、“色禁閉”、“光譜”。所以，瑪瑙中二氧化硅的顏色是46億年前宇宙星云中氫和氦的顏色，硅化木的顏色是1.5億年前古樹的顏色。

第4篇：光子和電子的區(qū)別范文

最終，你會得到構(gòu)成物質(zhì)的分子或者原子。但這些東西還能進一步分解成電子和原子核。而原子核又可以繼續(xù)被分割成構(gòu)成它們的質(zhì)子和中子。它們的內(nèi)部則是夸克。

到了這一步，你就已經(jīng)抵達了標準模型（我們當前的粒子物理學(xué)理論）之中，我們視為是基本的那一層面。不管你一開始分割的是什么物質(zhì)，到了這個地步，你都會得到一大堆夸克和一大堆電子之類的粒子。

夸克事實上還可以分成6種：構(gòu)成質(zhì)子和中子的是較輕的上夸克和下夸克，另外還有較重的奇夸克、粲夸克、底夸克和頂夸克。電子則屬于另外6種粒子構(gòu)成的另一個家族，即輕子：包括電子的兩種質(zhì)量更重的“表親”――μ子和τ子，以及與它們一一對應(yīng)的3種幾乎沒有質(zhì)量的中微子。所有這12種物質(zhì)粒子，被統(tǒng)稱為“費米子”，都各自擁有一種與它們完全相同、只是電荷相反的反物質(zhì)粒子。就是這樣了。物質(zhì)不可能再分割到比這些基本粒子更小了。

如此簡潔的基本粒子組合，與實驗事實完美吻合，但其中隱藏著一個令人費解的難題。所有這些物質(zhì)粒子都有一個屬性，被稱為“質(zhì)量”――這是一種抗拒被移來移去的屬性。不同粒子的質(zhì)量各不相同，從質(zhì)量最輕的電子中微子到質(zhì)量最重的頂夸克，跨越超過11個數(shù)量級之多。這些質(zhì)量來自何方，為什么又如此千差萬別呢？

破缺的對稱

在標準模型之中，構(gòu)成物質(zhì)的費米子通過作用力發(fā)生相互作用，而作用力是由另一大類被稱為“玻色子”的粒子傳遞的。以電磁力為例，是它使得原子能夠形成，驅(qū)動電流在我們的電器中奔騰，而傳遞電磁力的玻色子則是光子。光子與物質(zhì)的相互作用取決于電荷的多寡：電子（攜帶1個負電荷）感受到的電磁力，就要強于夸克（攜帶-1/3或者+2/3個電荷）。不帶電荷的中微子，根本感受不到電磁力。

夸克還擁有各自的“色荷”，被稱為膠子的粒子依據(jù)色荷產(chǎn)生強核力。這種力要比電磁力強得多，但奇怪的是，膠子本身也攜帶色荷，因而會彼此粘黏在一起。于是，我們從未見到過夸克和膠子以游離態(tài)的形式自由自在地漫游，只能在質(zhì)子和中子之類的粒子內(nèi)部才能看到它們――強核力的作用范圍也不會超出亞原子尺度的范疇。

至于標準模型中的第三種作用力，弱核力的強度相當弱，但如果沒有它，驅(qū)動太陽和其他恒星的放射性衰變就不會發(fā)生。這種力之所以微弱，大約是因為攜帶這種力的粒子――W玻色子和Z玻色子――質(zhì)量幾乎是質(zhì)子的100倍。創(chuàng)造出這樣的粒子需要大量能量。在通常條件下，如果可以的話，物質(zhì)粒子更愿意交換沒有質(zhì)量的光子來發(fā)生相互作用。

在極高的能量下，比如在宇宙誕生的最初一瞬間，或者粒子加速器的對撞當中，這些差異就消失了。電磁力和弱核力，在日常生活中相差如此之巨的兩種作用力，變成了統(tǒng)一的“弱電力”。

弱電力分裂成電磁力和弱核力的過程，被稱為弱電對稱破缺，必定發(fā)生在宇宙早期的某一時刻。不管是什么導(dǎo)致了這一過程的發(fā)生，它與質(zhì)量之謎都有著明顯的關(guān)聯(lián)。畢竟，通過這一機制，W玻色子和Z玻色子獲得了質(zhì)量。希格斯玻色子最初就是提出來解釋這個對稱為什么會破缺的。

概念的誕生

對稱破缺并不僅限于奇異的作用力。日常生活中我們都會遇到一個例子，那就是液體冷卻后變成固體。對于液體來說，從所有方向上看過去，它都是一樣的。而對于固體來說，沿著不同的軸向看過去，它的樣子會有明顯的區(qū)別。在這個過程中，前面這種廣義上的對稱狀態(tài)被后面這種不太對稱的狀態(tài)取代了。

上世紀60年代，粒子理論學(xué)家開始研究，能不能發(fā)展出一些工具來描述這種對稱破缺，以便應(yīng)用于不斷冷卻的宇宙。這絕非易事。固體或液體之中分子的相互作用，可以通過一套固定的參照坐標系來定義，然而由于愛因斯坦的廣義相對論，在宇宙之中你找不到這樣一個標準的參照系。

1964年，比利時理論學(xué)家羅伯特?布繞特（Robert Brout）和弗朗索瓦?恩格勒（Fran?ois Englert）提出了量子場方程，這種場能夠彌漫于整個宇宙，在符合相對論的前提下產(chǎn)生弱電對稱破缺。英國物理學(xué)家彼得?希格斯（Peter Higgs）提出了同樣的方程，并且指出這個場中的漣漪會表現(xiàn)為一種新的粒子。同年稍晚些時候，杰拉德?古拉尼（Gerald Guralnik）、卡爾?哈庚（Carl Hagen）和湯姆?基博爾（Tom Kibble）將這些概念整合成了一種更為現(xiàn)實的理論――這就是標準模型的前身。

后來被稱為希格斯場的這個東西，它的中心思想就在于：即使處于最低能的狀態(tài)，空間也絕非空無一物。在空間中穿行的粒子或多或少會與這個場發(fā)生作用，這種作用使粒子在運動時產(chǎn)生了一種“粘黏”的特性，也就是質(zhì)量。W玻色子和Z玻色子通過與這個場的某種相互作用獲得了它們的質(zhì)量，費米子則通過另外一種相互作用獲得了質(zhì)量。由于希格斯場不攜帶凈的電荷或者色荷，光子和膠子根本不與它發(fā)生作用，因此仍然沒有質(zhì)量。

這是個漂亮的花招。為了找出還有沒有更多的東西，我們需要曝光希格斯場，方法就是讓它產(chǎn)生漣漪，而那些漣漪會被我們看成為希格斯玻色子。理論和實驗的發(fā)展讓我們對所需的能量有了一個很好的估計：希格斯玻色子的質(zhì)量必定介于大約100 GeV到400 GeV之間。我們需要找一個相當巨大的機器才行。

新粒子現(xiàn)身

希格斯玻色子是短命的粒子，幾乎會在一瞬間就衰變成其他粒子。為了推斷出它的存在，我們必須測量這些衰變產(chǎn)物，尋找它們是從一個希格斯粒子衰變而來的證據(jù)。

幸運的是，標準模型預(yù)言出了我們需要知道的、有關(guān)希格斯玻色子的一切――除了它確切的質(zhì)量。對于每一個可能的質(zhì)量，我們能夠預(yù)言大型強子對撞機（LHC）中能夠產(chǎn)生的希格斯粒子的數(shù)量，并且預(yù)言它們會衰變成什么。

例如，希格斯粒子有時應(yīng)該會衰變成一對高能光子。由于粒子衰變時動量守恒，這兩個光子的動量就可以換算為產(chǎn)生這兩個光子的粒子的質(zhì)量。許多現(xiàn)象都會產(chǎn)生一對光子，但如果我們專注于那些看上去像是希格斯玻色子產(chǎn)生的光子，然后把它們的動量繪制在一張圖表上的話，在對應(yīng)于特定質(zhì)量的動量數(shù)值上就會出現(xiàn)一個“鼓包”――某種未知的粒子就會以這樣的形式顯現(xiàn)出來。ATLAS和CMS都在質(zhì)量相當于大約125 GeV的位置上看到了這樣的鼓包。2012年7月4日，他們向全世界宣布了這一結(jié)果。

這并不是唯一的證據(jù)。希格斯玻色子還應(yīng)該會衰變成兩個Z玻色子，然后再進一步衰變成兩個輕子。把這些輕子的動量加在一起，在光子數(shù)據(jù)中相當于同樣質(zhì)量的位置上，也產(chǎn)生出了一個峰值。W玻色子也提供了它們的證據(jù)。這些粒子衰變成為中微子，后者還沒有被檢測到，因此在這個實驗中還沒有出現(xiàn)明確的質(zhì)量鼓包。相反，我們只看到了更多的W玻色子衰變，數(shù)量比希格斯玻色子不存在的情況要多。

總而言之，這些證據(jù)剛好足夠達到宣稱發(fā)現(xiàn)的“5σ”黃金標準，表明這一發(fā)現(xiàn)大概只有1/3500000的可能性是隨機統(tǒng)計噪聲所造成的假象。在那之后，對于那里真的存在一個粒子，我們的確定性還在進一步增長。不過，我們還必須進行更多的實驗，才能確定它是不是我們所認為的希格斯玻色子。

ATLAS和CMS

當兩個質(zhì)子在大型強子對撞機的ATLAS和CMS探測器的核心對撞時，它們會分解成構(gòu)成質(zhì)子的夸克和膠子，進而衰變成朝各個方向四散奔逃的大量粒子。這些探測器的任務(wù)就是測量或者分辨這些碰撞產(chǎn)物。

每個探測器都由一系列同心環(huán)構(gòu)成。距離碰撞點最近的同心環(huán)由半導(dǎo)體構(gòu)成。如果帶電粒子穿透這層半導(dǎo)體，被松散約束在這種材料的原子之中的電子就會被釋放出來，形成特定的電流，讓科學(xué)家能夠精確測量這些粒子的穿行路線。探測器周邊的磁場會彎曲這些帶電粒子的路線，彎曲的程度表明了這些粒子的動量。

再向外一個同心環(huán)，則由填充著液態(tài)氬（ATLAS）或者鎢酸鉛晶體（CMS）的探測器構(gòu)成。與這些探測器中密集排列的原子發(fā)生的碰撞，會讓大多數(shù)粒子停滯在其中，這些粒子減速時發(fā)出的光子可以用來測量那些粒子的能量，從而鑒別它們的身份。

電子較重的“表親”，也就是μ子，不會在這些探測器中止步，但更外一層同心環(huán)中的專用探測器會鑒別和測量它們。對于更難以捉摸的中微子，則完全沒有進行測量。它們的存在是通過統(tǒng)計碰撞中產(chǎn)生的所有其他粒子的動量而推斷出來的。

每次都有許多質(zhì)子-質(zhì)子同時發(fā)生碰撞，這些碰撞產(chǎn)生的粒子接近光速向外飛出，而需要仔細研究的碰撞必須盡快篩選出來，因為不到50納秒之后，又會有另外兩束質(zhì)子在探測器的核心發(fā)生對撞。大型強子對撞機目前正在升級，升級完成之后，這個時間會縮短到25納秒。如此大量的數(shù)據(jù)，會傳送到世界各地被連接在一起的計算機中，經(jīng)由大量計算來鑒別希格斯玻色子是否存在。

大型強子對撞機

愛因斯坦提出的最著名的一個方程，E=mc2，將能量和質(zhì)量聯(lián)系在了一起。后果之一便是，當大質(zhì)量粒子高速對撞在一起時，釋放出來的能量能夠用來創(chuàng)造出其他的大質(zhì)量粒子。瑞士日內(nèi)瓦附近CERN的大型強子對撞機，已經(jīng)花了兩年時間，將能量高達4 TeV的質(zhì)子對撞在一起。將攜帶這么多額外能量的兩個質(zhì)子對撞在一起，理論上，你能夠創(chuàng)造出8000多個質(zhì)子。

LHC位于一條27千米長的隧道之內(nèi)。通常，它被描述為一個環(huán)，但實際上，它更像是一個邊角有些圓的八邊形。在直線段，強大的電磁場給兩束相對運行的質(zhì)子束注入能量，每次經(jīng)過都會給它們加速。等到對撞時，它們的速度已經(jīng)達到了光速的99.999999991%。

要弄彎如此高速運動的粒子束，你需要非常強大的磁鐵。電阻帶來的任何能量損失，都會成為運行時的短板，因此磁鐵必須由超冷的超導(dǎo)材料制成。即使如此，它們也只能把粒子束弄彎一點點――這就是LHC被建造得如此巨大的原因所在。

在八邊形的4個邊上，更多磁鐵將質(zhì)子束約束到還不到人頭發(fā)絲粗細，然后讓它們迎頭相撞。4個大型探測器：ATLAS、CMS、LHCb和ALICE，會在各個碰撞點上記錄碰撞結(jié)果。ATLAS和CMS是全功能探測器，設(shè)計用來測量到底撞出了什么東西――包括搜尋轉(zhuǎn)瞬即逝的希格斯玻色子。

尚未回答的問題

標準模型是一個巨大的成功。然而，就算有了希格斯玻色子為它加冕，它也仍然是不完整的。引力在標準模型中明顯缺席，而且它也無法解釋暗物質(zhì)――這種東西只能通過它的引力作用在天文觀測中被察覺到。接下來還有一個謎題：為什么物質(zhì)會比反物質(zhì)多這么多，因為標準模型預(yù)言，它們的數(shù)量應(yīng)該差不多是相等的。

粒子物理學(xué)的下一步，必須要解釋這些謎題。比如，我們有可能在大型強子對撞機的質(zhì)子碰撞中產(chǎn)生出暗物質(zhì)粒子，或者在深埋于礦井和坑道之中的幾個實驗裝置中避開宇宙線的干擾而搜尋暗物質(zhì)粒子的蹤跡。另一種途徑是，我們或許可以觀察空間中兩個暗物質(zhì)粒子湮滅而產(chǎn)生的高能粒子來間接地觀察暗物質(zhì)，比如正在國際空間站上展開實驗的阿爾法磁譜儀（AMS）。

至于反物質(zhì)，CERN的實驗或許可以制造并且存貯它們，我們甚至在正電子發(fā)射斷層掃描儀（PET）中利用它們來幫助醫(yī)生診斷癌癥。LHCb實驗裝置會檢測質(zhì)子-質(zhì)子碰撞中產(chǎn)生的短命粒子的衰變，尋找反物質(zhì)粒子何以如此稀少的證據(jù)。

中微子也可能會提供一些幫助。這些幽靈一般的粒子在空間中穿行時，會在3種中微子之間相互變換。在中國和韓國之間測量不同中微子混合程度的實驗暗示，正反物質(zhì)的失衡可能也存在于中微子當中。自然界中觀察到的正反物質(zhì)差異，和標準模型的預(yù)言之間存在的巨大鴻溝，或許可以借此得以彌補。

更古怪的是，中微子的質(zhì)量甚至有可能根本不是通過希格斯機制獲得的。因為中微子不攜帶任何的“荷”，它自己就是自己的反物質(zhì)。果真如此的話，它的質(zhì)量可能來自于它與自身的相互作用，而并非來自于它同希格斯場的相互作用。靈敏的地下實驗裝置正在尋找極其罕見的核衰變，那些衰變或許會告訴我們答案。

符合標準模型嗎？

如果承認已經(jīng)誘捕到的就是希格斯玻色子，我們就沒有任何轉(zhuǎn)還的余地了――因為標準模型已經(jīng)預(yù)言了關(guān)于它的所有一切。

盡管我們相當確定，新發(fā)現(xiàn)的粒子正如希格斯粒子那樣會衰變成攜帶作用力的玻色子，但我們還不太確定它會不會衰變成構(gòu)成物質(zhì)的費米子。在更為罕見的衰變中，希格斯粒子會衰變成底夸克、τ子，甚至μ子。升級之后的大型強子對撞機應(yīng)該能夠精確地測量這些衰變。

標準模型還對希格斯粒子應(yīng)該如何與頂夸克發(fā)生相互作用給出了明確的預(yù)言。任何不同于預(yù)言的偏差，都將為新物理學(xué)提供一絲跡象。

最讓人捉急的問題在于這個粒子的質(zhì)量。在標準模型中，希格斯粒子與它自身及周圍粒子的相互作用似乎暗示，它應(yīng)該擁有巨大的質(zhì)量。但大型強子對撞機中發(fā)現(xiàn)的這個粒子，質(zhì)量要小得多。

對標準模型加以“微調(diào)”，讓兩個巨大的數(shù)字幾乎（但又不完全）相互抵消，應(yīng)該能夠解決這個問題，使得希格斯粒子擁有較小的質(zhì)量。但許多人不喜歡這種修正，認為這樣的修正讓理論變得有點不自然了。

一個受人歡迎的提議能夠解決這個問題，那就是超對稱。這種理論通過費米子和玻色子之間的一種對稱，擴展了標準模型。它預(yù)言了一大批新粒子，每一個玻色子都有一個費米子與它對應(yīng)，反之亦然。這些新粒子之間的相互作用，能夠自然而然地抵消使得希格斯粒子質(zhì)量增大的那些因素。

問題在于，不論是大型強子對撞機，還是任何其他設(shè)備，目前都還沒有看到任何證據(jù)表明存在這些粒子――事實上，它們沒有找到任何證據(jù)支持任何超越標準模型的理論所作的預(yù)言。如果我們找到了一個希格斯粒子，卻沒有找到任何其他東西，或許我們就必須承認，自己生活在一個看似有點不太自然的世界之中。又或者，我們只是漏過了標準模型自身的某些細微之處。而最讓人激動人心的事情莫過于，在標準模型之外還有另一層全新的宇宙結(jié)構(gòu)在等待著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。

是希格斯粒子嗎？

等到大型強子對撞機在2015年年初重啟之時，它會以更高的頻率碰撞粒子，能量則比升級前幾乎翻番。如此一來，科學(xué)家便能探測新發(fā)現(xiàn)粒子的若干特性，檢驗它到底是不是給所有其他粒子賦予質(zhì)量的那個粒子。

自旋便是有待探測的特性之一。希格斯玻色子之所以被歸類為玻色子，是因為理論預(yù)期它的自旋應(yīng)該為整數(shù)――這就使它與光子之類攜帶作用力的粒子被歸入了同一大類。目前發(fā)現(xiàn)的所有玻色子，自旋都為1；而構(gòu)成物質(zhì)的粒子，比如夸克和電子，自旋都為半整數(shù)（比如1/2）。

但是，希格斯粒子并不是作用力的攜帶者。作為賦予其他所有粒子質(zhì)量的一個背景場所產(chǎn)生的粒子，希格斯粒子必定能夠與所有其他粒子發(fā)生相互作用，不管它們自旋是多少――這種情況，只有當它的自旋為0時，才有可能出現(xiàn)。目前的證據(jù)已經(jīng)相當具有說服力，但對這種新粒子的衰變產(chǎn)物的角分布進行更精確的測量將告訴我們，有沒有什么變故隱藏在其中。

第5篇：光子和電子的區(qū)別范文

關(guān)鍵詞：宇宙，時空，超光速，時間，空間。

宏觀物質(zhì)存在于三維空間中，具有一維時間，空間是真實可見的，時間卻總是向前流逝，是虛無的，可以說物質(zhì)的空間為正，具有正能量，那么其時間就為負，具有負能量?？臻g具有的正能量與時間具有的負能量的絕對值是相同的。按照物理學(xué)的普遍規(guī)律，具有相反符號的物質(zhì)之間相互吸引，例如電磁現(xiàn)象。引力場對于一切有質(zhì)量的物質(zhì)都會產(chǎn)生吸引作用，可以說引力場的符號為負，與物質(zhì)的質(zhì)量符號相反，引力場即是負能量物質(zhì)，它的空間為負。在較強的引力場中時間會發(fā)生膨脹，引力增強，時間也增多延長(1),這表明引力場的時間為正值，具有正能量。引力場時間的正能量與空間的負能量的絕對值也是相同的。引力場的空間為負，只有一維；它的時間為正，正的時間沒有過去、現(xiàn)在、未來的區(qū)別，并不流逝，正的時間就為三維，同時擁有過去、現(xiàn)在與未來。當物質(zhì)的空間為正值時，其時間為負值，物質(zhì)的時間為正時，空間就為負。正負時空的能量互為正負，它們之間是相互吸引的。引力場與能夠產(chǎn)生引力作用物質(zhì)的時空互為正負，萬有引力的產(chǎn)生是由于正負時空相互吸引所致。

光子的靜質(zhì)量為0，能量也就為0?？梢园压庾屿o止時的能量叫做能量軸。能量軸的能量為0值，它是正負能量的分界線，表示物質(zhì)的能量值為0。能量軸是正能量物質(zhì)的最低能量態(tài)，負能量物質(zhì)的最高能量態(tài)，相當于真空狀態(tài)，它的空間為0，時間為0。

物體的運動速度越快，時間流逝的越慢(2),當物體的速度達到光速時，時間也將靜止不動，就由負值變?yōu)?，空間也將由正值變?yōu)?，隨著物體速度的增加，時間也不斷地增加，時間在0的基礎(chǔ)上再增加，成為正值時，物體的空間就成為負值，它的速度也將增大至超光速，物體本身就會以超光速運動。由此可見，空間為負而時間為正的物質(zhì)是以超光速運動的。引力場就是以超光速在運動。黑洞的引力場十分巨大，連光子接近時都將被吞食，這說明光速也無法逃離黑洞，可見，黑洞是以超光速的方式存在的，在其內(nèi)部時間為正，空間為負，黑洞具有負能量。

宇宙隨著空間范圍的增大，物質(zhì)逐步增多，引力場也相應(yīng)地增強，時間也隨之增加，當宇宙空間增大到一定范圍時，它其中的物質(zhì)也就增至相當數(shù)量，本身的引力場強大到使時間不再流逝，對于這個空間范圍時間也就成為0值，靜止不動，只有物體的速度達到光速時，時間才會靜止，這說明此空間范圍是以光速運動的，這個空間范圍就成為我們的宇宙--可見宇宙。比可見宇宙更大的空間范圍，引力場會更為強大，時間就成正值，空間為負值。比可見宇宙更大的空間范圍也就成了超光速體系，空間變?yōu)樨撝担@時它就會以超光速的運動方式存在，可以把它叫做現(xiàn)實宇宙。

在物質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次中，越微小的物質(zhì)組成單元所含的物質(zhì)越少，對于宏觀世界來說質(zhì)能也就越低，當物質(zhì)的結(jié)構(gòu)微小到一定程度時，其質(zhì)量成為光子靜止時的質(zhì)量，為0值，這時對于宏觀世界也就變成了能量軸。當物質(zhì)的層次在此基礎(chǔ)上再微小一些，質(zhì)量就變?yōu)樨撝?，空間為負，成為超光速單元。對于超微觀物質(zhì)本身來說，越微小的物質(zhì)結(jié)構(gòu)單位體積的質(zhì)量也就越大，對于它本身范圍的引力場也就越強，當物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單元微小到質(zhì)量為0時，其本身的引力場也就強大到使自身的時間不再流逝，此時它是以光速運動的，這表明能量軸也是以光速在運動，空間為0，時間為0。當物質(zhì)的結(jié)構(gòu)比能量軸再微小一些，它的單位體積的質(zhì)量也相應(yīng)地增大，自身的引力場會更為強大，它就成為黑洞，時間為正值，空間為負，本身也就以超光速運動，或者以超光速的方式存在。

以上現(xiàn)象表明對于超光速來說，只是一個極限能量或極限時空問題，黑洞的存在就說明了這一點。當物質(zhì)本身的能量足夠大時，使它達到時空的極限值，空間就由正變?yōu)樨?，時間也由負變?yōu)檎?，它就會以超光速運動了，或者是以超光速的方式存在。

能量軸為光子靜止時0的能量，是比微觀粒子更為微小的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，可以把質(zhì)量為0的物質(zhì)單元結(jié)構(gòu)叫做虛子，比虛子還要微小的物質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)就是超光速量子--引力子。

超光速的時間為正，同時擁有過去，現(xiàn)在，未來三維，它沒有過去、現(xiàn)在、未來的區(qū)別，因此對于超光速來說時間是無限的；超光速的空間為負，具有負能量，空間為負的存在，說明它本身是沒有大小概念的，這表明超光速的空間也是無限的。超光速的時間與空間都是無限的，它的時間即是空間，空間即是時間，時間與空間是沒法劃分的，它們完全融合在一起，不再有分別。超光速的時空完全融合，不分彼此，它的時空為一維，超光速就可以看作是一維時空的存在形式。

組成現(xiàn)實世界最微小的物質(zhì)結(jié)構(gòu)是超光速，比它的空間范圍小到無窮還是超光速。對于比可見宇宙的范圍更為宏偉的現(xiàn)實宇宙來說，也是一維時空。可見，物質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)和宇宙的存在形式就是一維時空超光速。超光速的時空是無限的，其小無內(nèi)，其大無外，宇宙中沒有比超光速單元還要小，還要大的物質(zhì)結(jié)構(gòu)。超光速是時空的基本單位，為萬物的本原?？梢园盐镔|(zhì)最基本單元結(jié)構(gòu)超光速量子叫做時空量子，簡稱時空子，時空子即是引力子。

物質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)為時空子，一切物質(zhì)都是由時空子構(gòu)成的。時空子相互結(jié)合，它們結(jié)合的數(shù)目越多，能量也就越大，當時空子結(jié)合的數(shù)目增加到相當量級時，能量值就由負變?yōu)?，成為虛子。虛子的時間與空間的值都為0，是時空對等的存在方式。有了時間和空間共同存在的概念，能量軸就為二維時空的存在形式，它的時間與空間各為一維，已分化出來，不在融合。宇宙就由一維時空超光速創(chuàng)生出二維時空能量軸，即光速世界。一維時空與二維時空的空間能量為負和0，它們是以虛的方式存在，代表先天，是先天物質(zhì)。由能量軸生成的以后物質(zhì)已經(jīng)有了物質(zhì)概念，具有正的空間能量，為后天物質(zhì)。

在我們的任何實驗中，無論何時，只要由能量形成物質(zhì)，就有嚴格相同的反物質(zhì)生成，它們總是共同產(chǎn)生，機會均等。反物質(zhì)的壽命與質(zhì)量與對應(yīng)的物質(zhì)相同，但其它一些符號相反，反物質(zhì)對于我們世界來說，時間是倒流的。光子的反物質(zhì)就是它本身。但在大于原子的尺度上，反物質(zhì)絲毫不見蹤影，宏觀世界的一切物質(zhì)都是由正物質(zhì)構(gòu)成的。虛子是構(gòu)成一切宏觀物質(zhì)的單元，它的時間為0，而組成宏觀世界物質(zhì)的時間卻總是向前流逝，所以也必須有同等數(shù)量的時間為反向流逝的反物質(zhì)存在，組成反世界，它與正世界的時間相互抵消為0，才能和虛子的時間相符合，不違背質(zhì)能守恒定律。正反物質(zhì)相遇就成為能量，以光速運動，時間成為0，等同于虛子的時間，也正說明了這一點。由此可見，正反物質(zhì)在宇宙中的存在是相等同的，它們相對于光速運動，被光速相隔開。

虛子是由時空子構(gòu)成的，它的時間為現(xiàn)在，但并不是說它只有"現(xiàn)在"這一維時間，按照質(zhì)能守恒定律，它的時間也應(yīng)為三維，可以說虛子的時間分別為：從過去向未來運動和從未來向過去運動兩種方向，一種表現(xiàn)為順時針方向，另一種表現(xiàn)為逆時針方向，它們的符號相反，順逆時間也就相互抵消了，對外就不顯現(xiàn)其性質(zhì)，而表現(xiàn)為"現(xiàn)在"，這和原子對外不顯電性是一個道理。虛子相互之間組成了后天物質(zhì)，處于順時針方向的時間就形成了正物質(zhì)，處于逆時針方向的時間就形成了反物質(zhì)。正反物質(zhì)的時間為互逆，把它們相互隔開的光速正好表現(xiàn)為現(xiàn)在，這就成為正的三維時間，形成了超光速的系統(tǒng)形式，與時空子的時間相符合。這時由虛子組成的物質(zhì)只是微觀上的物質(zhì)，還沒有形式宏觀世界，微觀物質(zhì)不受光速的限制，如正反物質(zhì)可以出現(xiàn)在對應(yīng)的世界。從此有了物質(zhì)概念，它的空間為兩維，時間為一維。于是宇宙就由二維光速世界創(chuàng)生出三維微觀世界。最后，微觀上的正反物質(zhì)再各自形成正反世界。宇宙就由三維微觀世界形成了四維宏觀世界，產(chǎn)生了萬物。

光速是時空的分界線，可以叫做時空軸。物質(zhì)穿過時空軸要改變符號，就象數(shù)學(xué)中移項要變號一樣。正反世界被光速相隔開，反物質(zhì)在我們的世界中出現(xiàn)，符號要改變。反世界對于我們來說是反世界，但對于它本身來說還是正世界，時間也是正向流逝的，只不過反物質(zhì)來到我們的世界，一切都要變成相反的符號，與正世界的物質(zhì)符號相抵消為0，成為光速，才能與二維時空的性質(zhì)符合。我們正世界中的物質(zhì)如果在反世界中出現(xiàn)，符號也要改變，成為時間逆流的反物質(zhì)。正反世界彼此之間是沒有距離概念的，只是被光速運動相隔開，它們互為境中世界，互為空穴。被光速相隔開的正反世界完全一樣，彼此相同，對于雙方來說都是以虛的方式存在。虛子形成正反物質(zhì)，并不是說也有正反虛子，只是虛子本身同時擁有順逆流逝的時間，處于順時針方向的時間就形成了正物質(zhì)，反之形成反物質(zhì)，對于反物質(zhì)本身來說還是正物質(zhì)。虛子的時空為0，物質(zhì)存在，使時空本身缺少，缺少的時空就形成反世界，反過來，我們世界就為反世界的缺少時空。所以正反世界是沒法劃分的，它們在各自的世界中與所對應(yīng)的反世界中的一切事物都完全一樣，彼此相同。反物質(zhì)在我們的世界上出現(xiàn)時，它的另一半－－我們世界中的正物質(zhì)也同時在反世界中出現(xiàn)。萬物的永恒運動都源于物質(zhì)的最基本結(jié)構(gòu)為超光速。能量是物質(zhì)運動的量度，因此能量就為超光速，光速，為先天物質(zhì)時空子、虛子的存在形式。作為能量的虛子同時生成正反物質(zhì)，那么只要有物質(zhì)放出能量，也必然是正反物質(zhì)共同產(chǎn)生的，它同時作用于正反世界中的物質(zhì)，正反物質(zhì)相中和就回歸先天，化為能量。

宏觀物質(zhì)的時間總是向前流逝，是不可逆的，宏觀物質(zhì)以光速運動也就成了能量軸。反物質(zhì)的時間是反向流逝的，正反世界被光速相隔開，宏觀上的反物質(zhì)一般是不能以本身的性質(zhì)出現(xiàn)在正世界，宏觀物質(zhì)以光速，超光速運動也必然是使正反物質(zhì)相中和，回歸為先天的虛子，時空子來實現(xiàn)的。

反世界對于我們來說是以虛的方式存在，空間為負，我們世界的空間為正，正負空間相抵消為0，和虛子的空間相符合。正反世界的共同存在也正體現(xiàn)了物質(zhì)不滅定律，質(zhì)能守恒定律，反世界的出現(xiàn)并不時偶然的。

宇宙由一維時空超光速創(chuàng)生出二維時空光速世界，再由二維時空創(chuàng)生出三維微觀世界，最后形成四維宏觀世界，宇宙的創(chuàng)生過程就完成。把這四個時空世界的維數(shù)相加正好為十維，宇宙的基本時空就為十維。

現(xiàn)實宇宙為一維時空超光速，組成物質(zhì)的最基本單－元也為超光速。四維宏觀世界存在于現(xiàn)實宇宙中，這表明宏觀世界存在于一維時空超光速中。組成物質(zhì)的最微小單元為超光速量子，表明一維時空超光速也存在于四維宏觀世界中。因此可以說宇宙中任何最基本的物質(zhì)里都有十維時空存在，劃分為四個時空世界，時空世界的劃分是根據(jù)其所對應(yīng)的空間尺度與能量來實現(xiàn)的。空間改變，時間也將改變，微觀世界與宏觀世界的時間標準是不一樣的，所以它的時間是可逆的。

我們的四維宏觀世界也存在于一維時空中，組成宏觀物質(zhì)的基本單元時空子也為一維時空，因此，在時空子中也存在著四維宏觀世界，它就為另一個宇宙層次，可以把這個層次的宇宙叫做微觀宇宙。超光速量子是物質(zhì)的最基本單元，現(xiàn)實宇宙也為超光速單元，那么現(xiàn)實宇宙就為更為宏偉宇宙中的一個時空量子。以此類推，宇宙的層次是無限的，世界也是無窮的。

電磁場的載體為二維時空量子－－虛子，引力場的載體為超光速量子－－引力子，電磁相互作用與萬有引力相互作用的強度比值為1038個數(shù)量極，這個數(shù)值代表著虛子與組成它的引力子的能量之比，表明虛子是由1038個時空子組成，光子的動質(zhì)量與靜質(zhì)量的比值和電磁與引力作用的強度比值也是一樣的，代表著三維世界與二維世界的能量之比，可以說一個光子里有1038個虛子存在。

在宇宙中任何象光子（作為物質(zhì)時）一樣大小的空間尺度上，都有大于1038個虛子存在，在象虛子同樣大小的空間中都有大于1038個時空子存在。聚則成形，散則為氣。物質(zhì)存在，并不是說空間多了什么東西，而是使本來就存在于所有空間，包括真空，虛空及物質(zhì)本身中的更為精微的先天物質(zhì)按一定規(guī)律進行排列，相互結(jié)合，對外就產(chǎn)生了一定的形態(tài)功能，從而形成了物質(zhì)。虛子是由1038個時空子結(jié)合而成，為什么說在虛子那么大的空間里面有大于1038個時空子存在呢？因為此空間里如果全部的時空子都結(jié)合成虛子的話，它的能量就會達到極限值，它本身就將以超光速運動了，而不再是虛子。因此，在虛子所屬的空間里還有相當數(shù)目的時空子并沒有組合，依然是以虛的方式存在，時空子組合成虛子也是按一定方式，不可能全部都組合。在所有的空間中，時空子與虛子都是以相同的數(shù)目均勻地存在，只不過對于宏觀世界其能量值為負或為0，不存在空間概念，而又雜亂無章地運動，彼此之間的作用也就相互抵消了，對外則不顯現(xiàn)其性質(zhì)，依然是以虛的方式存在，場的現(xiàn)象就形象地說明了這一點，象引力場和電磁場并不是由物質(zhì)本身發(fā)放出來的，是因為物質(zhì)的能量為正值，而引力子與虛子的能量為負和0，正負能量會產(chǎn)生吸引作用，物質(zhì)或電荷就會使本來就以相同數(shù)目均勻地存在所有空間中的引力子、虛子形成有序化運動，都向一個方向運行，這樣它們對外界就會顯現(xiàn)出力的作用，從而形成了場。

物質(zhì)存在，并沒有增加什么，減少什么，即使物質(zhì)不存在，組成物質(zhì)的基本單元先天物質(zhì)都同樣不增不減地存在。物質(zhì)不滅定律，質(zhì)能守恒定律可以從中找到歸宿。

時空子與虛子的時間為正和0，空間為負和0，均勻地分布在所有空間中，它們是引力場，電磁場的載體，本身質(zhì)能很高，彈性系數(shù)也極大，時空子與虛子就可以看作是以太的存在方式，它們就為以太。

光速為時空的分界線，是正負能量的分界線，一切后天物質(zhì)都相對于光速運動，光速是時空軸，它是不變的。

超光速的時間與空間都是無限的,因此它的速度也是無限的，超光速即為無窮大的速度。

質(zhì)量表示所含物質(zhì)的多少，時空子作為物質(zhì)的最基本單元結(jié)構(gòu)，可以說物質(zhì)的質(zhì)量表示為：物質(zhì)本身含有多少個時空量子。光速的平方就表示時空子的永恒運動－－超光速。在質(zhì)能關(guān)系式中的能量等于質(zhì)量乘以光速的平方可表述為：物質(zhì)的能量等于物質(zhì)本身含有多少個超光速量子在運動。

宇宙是超光速的存在形式，利用超光速可在時間里航行，能不需時間地到達宇宙中的任何地方去。超光速的空間為負，不存在距離概念，因此利用超光速到達宇宙中的任何地方都可馬上實現(xiàn)，并不需要時間。但這并不等于不需要能量，因為所要到達的空間距離越遠，就要使越多的均勻存在于空間中的時空子向一個方向運動來運載它，這是需要用能量來實現(xiàn)的。航行的距離越遠，需要的能量也就越多，如果能量不夠，就無法到達預(yù)定距離。

磁場是由電荷運動產(chǎn)生的。正反世界被光速運動相隔開，當電荷靜止時，電場就同時屬于正反世界，成為光速運動。正反世界是被運動（光速）相隔開的，當電荷運動時，同屬于正反世界的電場也將分開，于是反世界的電場在我們世界中就成為磁場，我們世界中的電場就成為反世界的磁場，這就象反物質(zhì)在正世界中出現(xiàn)要改變符號一樣的。我們世界中的磁場是由反物質(zhì)電荷運動產(chǎn)生的，反物質(zhì)依然存在于反世界中，對于正世界還是以虛的方式存在，所以無法發(fā)現(xiàn)磁荷。磁體的南北兩極就為反世界的正負電極。磁場起源于反世界的電場，只要有電場存在，電荷運動，就必然同時存在著正負電極，因此磁體無論分得怎樣小，都同時存在著南北磁極。

電源于虛子的有序化運動，形成物質(zhì)的虛子按一定規(guī)律組合起來，對外界就產(chǎn)生了電的作用，虛子的時間分別為由過去向?qū)磉\動和從將來向過去運動兩種方向，互相中和表現(xiàn)為"現(xiàn)在"。虛子在構(gòu)成物質(zhì)時，如果組成物質(zhì)中的虛子向順時針方向組合起來，形成通路，就構(gòu)成了順行的時間，時間由過去向?qū)磉\動，就成為正電荷，當然也可稱為負電荷，只是一個規(guī)定問題。按照質(zhì)能守恒定律，另一些相同數(shù)目的虛子則按逆時針方向組合成通路，形成負電荷，時間由將來向過去運動。反物質(zhì)在正世界中出現(xiàn)，所帶電荷與正物質(zhì)的相反，時間流逝的方向也相反，也正說明了正負電荷的時間方向相反。正電荷與負電荷的時間都各向相反的方向流逝，時間就成為負值。存在于真空中的虛子都在雜亂無章地運動，時間為0，同時擁有順行和逆行兩種時間方向。正負電荷的時間與虛子的時間互為正負，就會使存在于空間中的虛子產(chǎn)生有序化運動。正電荷的時間由過去向?qū)砹魇牛蜁χ車臻g的雜亂無章運動的虛子產(chǎn)生力的作用，使其也向相同方向，即順時針方向運動。負電荷的時間為逆行，同樣會使真空中的虛子向逆時針方向運動。形成有序化運動的虛子對外界會產(chǎn)生力的作用，這就形成了場強互為正反方向的電場。

正負電荷的時間互為正負，能量互為正負，當然會產(chǎn)生吸引作用。虛子之間的力是靠時空子來實現(xiàn)的，電源于引力作用，是正負時空相互吸引所致。

在電磁振蕩中電場能和磁場能可以互相轉(zhuǎn)化，磁場是反世界的電場，反世界的時間對于我們是從將來向過去走的，當電場變成磁場時，時間由順到逆，磁場的時間由將來向過去流逝，因此磁場又會回到從前，恢復(fù)為從前的電場，電場自然又會象從前那樣運動，又轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?，形成電磁振蕩。利用磁現(xiàn)象能夠儲存信息也是因為磁場的時間是由將來向過去運動的，可以完全恢復(fù)到從前。

動能是物體具有速度產(chǎn)生的，速度是位移的時間變化率，是隨著時間流逝造成的，要用去時間能量，動能的時間為負，勢能象引力勢能，彈性勢能都來自引力作用，源于引力場，，引力場的時間為正，勢能的時間就成為正值，動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化產(chǎn)生了振動，振動的最大特點是重復(fù)性，因為有了回復(fù)力。當動能轉(zhuǎn)化為勢能時，時間由負值變成正值，正的時間是向過去走的，可以恢復(fù)到從前，于是振子就回到初始狀態(tài)，由勢能轉(zhuǎn)化為動能，時間成為負值，回到了從前，自然又會象從前那樣運動，動能又轉(zhuǎn)化為勢能。振子受到的力是一定的，不計阻力可以完全回到從前，振動的取值就成為恒定的。振動總是相對于平衡位置反復(fù)進行，當振子離開平衡位置的最大位移時，勢能最大，勢能為引力，平衡位置就可以看作是引力中心。

振動向外傳播形成波，波是能量傳遞的一種方式，能量為時空子，虛子的永恒運動。波就是先天物質(zhì)規(guī)律組合成的，振動傳遞到哪里就使哪里的時空子或虛子規(guī)律組合成波。使波發(fā)生衍射的小孔是宏觀物質(zhì)，在它周圍存在著引力場，引力場會使引力子進行有序化運動，因此小孔對波也具有引力作用。當小孔的寬度和波長差不多大時，小孔對波產(chǎn)生的引力作用就等于或大于產(chǎn)生波的勢能所形成的引力作用，此時形成波的引力子就會脫離由振動產(chǎn)生的引力束縛，而圍繞小孔進行有序化運動。小孔就成為它的引力中心，因而波就會在小孔的引力作用下改變傳播方向，于是就發(fā)生了波的衍射現(xiàn)象。當小孔的寬度比波長大的越多，衍射現(xiàn)象越不顯著，主要是小孔越寬，波距離小孔壁就越遠，小孔對波的引力作用也就逐漸減弱，小孔的引力場對波產(chǎn)生的引力作用就大大小于產(chǎn)生波的勢能，波就不再受它的引力束縛，可以依照原來的方向狀態(tài)傳播，不會發(fā)生衍射現(xiàn)象。

波源于引力作用，微觀粒子的波動性也起源于引力作用。波動理論認為：波函數(shù)在空間某一點的強度（振幅絕對值的平方）和在該點找到粒子的幾率成正比。振幅為振動物理量偏離平衡位置的最大位移，如果把平衡位置看作是引力中心，那么振幅絕對值的平方就為粒子在引力作用下可運動的一般范圍。這說明粒子在某一點出現(xiàn)的行為，并不是偶然出現(xiàn)的情況。粒子在哪一個地方出現(xiàn)是依照它本身的運動狀況和具有的動能以及所受到的引力大小等綜合因素來決定它的位置。因此說粒子在運動中出現(xiàn)的行為并不是以幾率的方式存在，而是在引力作用下按一定軌道運行時所產(chǎn)生的。由于它們之間質(zhì)能的微小差異，再加上運動狀況和距離引力中心的位置不同及其它引力場的作用等不同因素的影響，所受到的引力大小和方向也就各不相同，在引力作用下就可以出現(xiàn)在允許范圍內(nèi)的不同位置，這就表現(xiàn)為幾率形式。

原子核外的電子沒有確定的軌道，是以幾率的方式出現(xiàn)(3)。電子具有軌道磁矩和自旋磁矩，原子核具有核磁矩，組成原子的質(zhì)子、中子也都具有磁矩。因此電子在運動過程中還要受到磁場力的作用。電子繞核運動的同時還有自旋運動，原子核及組成核的質(zhì)子、中子也都不斷地進行自旋運動，電子在運動過程中總是受到幾種綜合磁力的影響，再加上電子的磁力與原子核的磁力也相互作用，當它們同名磁極相遇時就互相排斥，異名磁極相遇時就互相吸引，在原子核的磁力作用下，包括質(zhì)子、中子的磁力，會使電子距離核的遠近也就不再相同。由于電子與原子核及組成核的質(zhì)子、中子總在不斷地進行相對運動，因此在不同時刻電子與原子核的相對位置也不同，它所受到的磁場力的大小和方向也就不同，總在不斷地變化著，磁場力對電子的影響或大或小，或方向相反，或著吸引、排斥，這就使電子的繞核運動方向和距離核遠近的位置也總在改變，不再確定。因此，原子核外的電子沒有確定的軌道，總是時而出現(xiàn)在這里，時而出現(xiàn)在那。電子之所以出現(xiàn)在一個比較固定的區(qū)域里，是因為它受到的電磁力是有一定距離的，當超過這一距離時，磁場力很難對它發(fā)生作用，它要受到靜電引力的束縛。

當你對著鏡子舉起左手時，鏡中的鏡象卻舉起右手。鏡中世界即為現(xiàn)實世界中的反世界，是真實存在的。這個現(xiàn)象說明我們世界中的左即為反世界中的右。

原子核的密度十分巨大，它的數(shù)量級達1014克/厘米3。單位體積的核子比同樣體積的宏觀物質(zhì)的質(zhì)量要巨大的多，產(chǎn)生的引力也要強大的多。萬有引力的測定是在宏觀距離來實現(xiàn)的，而核力的范圍只有10-15米，在如此近的距離內(nèi)，核子間的引力就變得更為強大，強大到已超過電磁相互作用。核力實質(zhì)上就是萬有引力。

中微子以光速運動，它本身是違反宇稱守恒定律的。關(guān)于K介子的兩種衰變方式，表示時間反演不守恒。K介子在運動中轉(zhuǎn)化出二種（K0K0）的組合態(tài)(4)，即正反粒子相融合的狀態(tài)。K介子在運動中是以正反物質(zhì)相融合的狀態(tài)出現(xiàn)，那么它衰變時，或者屬于正物質(zhì)狀態(tài)，或者屬于反物質(zhì)狀態(tài)，這本身并不確定。當它屬于正物質(zhì)衰變時，是一種方式，屬于反物質(zhì)狀態(tài)時，衰變則是另一種方式，正反物質(zhì)的衰變方式是不同的。這說明K介子本身的這種衰變方式并不違反宇稱守恒定律，中微子是以光速運動的，在運動中同時屬于正反世界，有時正反物質(zhì)狀態(tài)也并不確定。破壞宇稱守恒的中微子衰變時處于反物質(zhì)狀態(tài)，并非處于正物質(zhì)狀態(tài)。因此它的衰變方式也和K介子一樣并沒有破壞宇稱守恒定律，時空反演依然成立。

道德經(jīng)的宇宙觀：道生一，一生二，二生三，三生萬物，萬物負陰而抱陽，沖氣以為和。宇宙先創(chuàng)生出一維時空，為道生一，再由一維時空超光速創(chuàng)生出二維光速世界，此為一生二，接著由二維能量軸創(chuàng)生出三維微觀世界，為二生三，最后由微觀世界創(chuàng)生出四維宏觀世界，這就是三生萬物。萬物負陰而抱陽，沖氣以為和，是指萬物存在而使時空本身缺少，抱陽指正世界，負陰指由于正世界的存在而使時空本身缺少形成的反世界。沖氣以為和中的"氣"指的是作為能量的先天物質(zhì)，能量同時屬于正反世界，正反物質(zhì)中和就回歸先天，成為氣。當然萬物負陰而抱陽也可看作是萬物存在，作為陽的空間為正，具有正能量，作為陰的時間為負，具有負能量，正負時空中和就回歸先天，成為時空量子，這就是沖氣以為和。

周易的宇宙觀：無極即太極，太極生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦。太極指一維時空，兩儀指二維時空世界。微觀上的正反物質(zhì)不受空間限制，都可在對方世界中出現(xiàn)，它們的空間就共為二維，但正反物質(zhì)在一個世界上出現(xiàn)，時間是分別互為反向流逝的，它們的時間也是二維，三維微觀世界對于正反物質(zhì)也可以說是四維微觀時空，兩儀生四象就是其所指。也可以認為微觀上的正物質(zhì)的時間、空間各為一維，反物質(zhì)的時間和空間也各為一維，相加為四維微觀世界。正世界為四維宏觀時空，反世界也為四維，相加為八維，八卦就是指正反世界的八維宏觀時空。宇宙就由四維微觀世界創(chuàng)生出八維宏觀世界，這就是四象生八卦。

在多普勒效應(yīng)中，波源與觀察者相互接近時頻率要升高，遠離時頻率要降低(5)。在任何空間范圍內(nèi)，作為媒質(zhì)的時空子、虛子都是以相同數(shù)目均勻分布的。波在傳遞過程中，是把時空子或虛子不斷地組合再向前傳播的，這會用去波的能量。當波源與觀察者接近時，波傳播的距離就縮短，用去波的能量也就少，這表明波損失的能量就少，比與觀察者距離不變時波的能量相對要大，波的能量與頻率成正比，自然，波源與觀察者接近時頻率要升高。從河外天體到達地球上的光子發(fā)現(xiàn)有巨大紅移現(xiàn)象，并且紅移大體上和距離成正比。傳播光子的載體是虛子，虛子的數(shù)目在真空中任何地方都相同，它們本身是雜亂無章地運動的，光子的運動方向是單一的，它所走過的路程越遠，就得使用越多的能量使虛子向一個方向運動來運載它，光子本身的能量也就相應(yīng)降低，發(fā)生紅移現(xiàn)象。

宇宙是無限的，它如同數(shù)軸上的數(shù)，又如同時間的過去、現(xiàn)在與未來，不能說宇宙到底有多大，就象不能說出最大的、最小的數(shù)字是多少一樣的道理，只能說宇宙是無限的，它的層次是無窮的。

時空子、現(xiàn)實宇宙、宏觀宇宙分別可以看作是時間的過去、現(xiàn)在與未來，形成超光速體系，為三維宇宙層次。這三個層次的宇宙每一層次又分別擁有過去、現(xiàn)在、未來。

在我們宇宙中，時空子的數(shù)目是無窮的，時空子是物質(zhì)的最基本單元，也是下一個宇宙層次，為現(xiàn)實宇宙的子代宇宙。宇宙的層次是無限的，每隔一個層次的宇宙，在下一個層次的無數(shù)個子宇宙中，每一個子代宇宙都將有一個時空子發(fā)生變化，對于組成宇宙的宏觀事物，在子宇宙中其本質(zhì)不會發(fā)生變化，任何宏觀事物，在宇宙中存在的數(shù)目都是無限的。對于現(xiàn)實宇宙，其子代宇宙為無數(shù)個時空子，在每一個作為子宇宙的時空子中都存在著構(gòu)成現(xiàn)實宇宙的一切宏觀事物。在每一個時空子中都將有一個太陽系，產(chǎn)生一個地球文明。有無數(shù)個完全相同的地球文明都同時一一存在于每一個子宇宙中。

太極指的是一維時空，太極圖所表述的就是一維時空超光速的存在形式。超光速的時間為正，空間為負。太極圖外面閉合的圓形曲線表示超光速是一個完全封閉的系統(tǒng)。正的空間是以廣延性和伸張性存在的，超光速作為負的空間，它的邊界是完全閉合的，在黑洞內(nèi)部物質(zhì)一般無法從中逃出，也正是因為它的空間是閉合的。太極圖的陰陽兩面分別代表著時間和空間，它們在一個圓內(nèi)相抱表示超光速的時空完全融合在一起，不分彼此。在一維時空世界里面還存在著四維宏觀世界，說明在超光速的內(nèi)部還存在著負的時間和正的空間，而超光速又存在于四維宏觀世界中，表明作為時間的它也存在于空間中。那么在太極圖陰陽兩面之中的陽點和陰點就表示在空間里面存在著時間，時間里面存在著空間。圓圖內(nèi)用于分開陰陽面的旋線表示太極為永恒的運動－－超光速，是時空振蕩的存在形式。太極圖外面的八卦自然指的是正反世界的八維時空，代表著后天的物質(zhì)世界。八卦用符號"－"代表陽，表示空間，符號"－－"代表陰，表示時間，符號''''－－''''陰左右各一橫分別表示時間的過去與未來，兩橫中間的空白表示靜止的時間"現(xiàn)在"。時間的過去與未來都相對于現(xiàn)在運動，和于現(xiàn)在。物質(zhì)存在于太極中，太極存在物質(zhì)中。太極是物質(zhì)的最基本結(jié)構(gòu)和宇宙時空的存在方式，為萬物的本原，它是一維時空超光速的存在形式，時空完全融合在一起，不分彼此，因此，古人把太極看作是混沌。

太極圖

河圖為黑白點組成的圖形，其數(shù)十，代表著宇宙的基本時空是十維。黑點和白點分別表示時間與空間的對等存在。從宇宙的起源看，一、二維世界的時空為三維，代表著先天；三、四維世界的時間各為一維，其能量為負，也代表著先天。先天的時空就為五維，宇宙的基本時空剩下的五維為后天時空。十維基本時空中代表先后天物質(zhì)的時空各為五維。圖中表示陽的一、三、五、七、九與表示陰的二、四、六、八、十分別代表著先天的五維和后天的五維時空。這也是《周易》中天數(shù)五，地數(shù)五的原因。河圖中間的白五自然是表示先天的五維時空的數(shù)目，后天物質(zhì)又分為正反物質(zhì)，所以后天的五維時空也可看成十維，圖中黑十就是其所指，其中各有黑五在兩邊就表示正反物質(zhì)世界的后天時空分別為五。白五在正中，表示后天物質(zhì)是由先天物質(zhì)創(chuàng)生出來的。圖數(shù)五、十的外面二、七、六、一與九、四、三、八分別占有四個方位，就表示宇宙的十維基本時空還分為四個時空世界，圖數(shù)一、二、三、四表示四個時空世界中每一個世界具有的時空維數(shù)。

河圖

宇宙的時空為十維，如用數(shù)學(xué)中的一個阿拉伯數(shù)字表示一維，那么時空維數(shù)就與：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9這十個數(shù)字正好相符。任何事物間都有共同的規(guī)律，都可用相同、相似的符號表示出來。

在數(shù)學(xué)中，分數(shù)的分母不能為0，0表示虛無，沒有，相當于宇宙的一維或二維時空，它的空間為負或0。數(shù)量的多少也只是在正的空間才能比較，對于負的空間來說，時空已發(fā)生了根本性的改變，數(shù)量也就失去了其含義，0表示無限時空，因此0為分母沒有意義。虛數(shù)本質(zhì)地進入了量子力學(xué)，描寫了自由運動粒子的平面波決不能寫成實函數(shù)，而必須寫成復(fù)函數(shù)(6)。波是時空子的規(guī)律組合，是能量的傳遞方式，時空子的空間為負，虛數(shù)的空間也為0值，虛數(shù)同時屬于正反世界，它的空間是0，因此兩個虛數(shù)之間不能比較大小。

后天物質(zhì)是由虛子構(gòu)成的，虛子以光速運動方式存在，構(gòu)成物體的虛子向各個方向運動的都有，如果組成物體的虛子向一個方向運動所產(chǎn)生的力大于向其它不同方向運動的虛子產(chǎn)生的阻力時，物體本身也就產(chǎn)生了運動。如果使組成物質(zhì)的虛子都向一個方向運動時，物質(zhì)本身就以光速運動了，光子就是如此。虛子是由時空子構(gòu)成的，時空子以超光速的運動方式存在，構(gòu)成虛子的時空子也向不同的方向運動。如果使組成物體的時空子都向一個方向運動，物體本身就會以超光速運動了。

物體的運動速度越快，就會使組成它的時空子向一個方向運動的數(shù)目越多，隨著物體運動速度的增加，會使更多組成它的時空子向一個方向運動，向一個方向運動的時空量子是以超光速的方式存在，它的時間為正，空間為負，因而會消去自身的空間存在形式，而恢復(fù)其時間屬性。所以運動的物體比靜止時時間要增加，空間也相應(yīng)縮小。

時間與空間的能量互為正負，相加為0，無論時空如何變化，總的能量都不變，永遠都是0值。時空總在不停地轉(zhuǎn)化，時空存在，并沒有增加減少，總的能量是不變的，有多少時間消失，也將產(chǎn)生同樣能量的空間，反之亦然。隨著物體速度的增加，時間也將增大，而空間卻隨之減少，減少的空間就是轉(zhuǎn)化成了增多的時間，而時空的總能量并沒有改變。當物體的速度等于光速時，時間靜止為0，由負值增長為0，空間也由正值減少為0，就是把空間的正能量轉(zhuǎn)化成了時間，使它由負到0。當物體的運動速度超過光速時，空間為負，時間為正，就是把空間完全轉(zhuǎn)化成了時間，形成時空振蕩。物質(zhì)的運動實質(zhì)上是時空的相互轉(zhuǎn)化。

宏觀世界是由時空子組成的，時空子的時間為正，空間為負，是時間的存在形式，宏觀世界的時間為負，空間為正，是空間的存在形式。宏觀世界的產(chǎn)生就是由正的時間轉(zhuǎn)化成了空間而形成的，隨著時空子越來越多地組合，形成更多的宏觀物質(zhì)，時間也不斷地轉(zhuǎn)化為空間，當宇宙的時間完全轉(zhuǎn)化成空間時，空間能量就會達到極限值，也就開始再由空間向時間的方式轉(zhuǎn)化。這就如同動能、勢能之間的轉(zhuǎn)化，它本身是時空之間的轉(zhuǎn)化，所以不存在阻力問題?？梢砸勒障嗤念l率永遠持續(xù)下去。

組成粒子的基本單元是虛子，微觀粒子之間可以相互轉(zhuǎn)化，不同的粒子之間的差異只是擁有虛子的數(shù)目和虛子的排列順序的不同，當一種粒子轉(zhuǎn)變成另一種粒子時，也就是組成它的虛子之間改變了排列順序，增減了虛子的數(shù)目形成的，粒子在運動和轉(zhuǎn)化過程中，一般都有能量的變化傳遞，或吸收，或放出能量，組成粒子的虛子總是以光速運動，當粒子的運動狀態(tài)發(fā)生變化時，虛子在場的作用下，從粒子本身分化出來，脫離粒子，這就是粒子的耗能過程，當粒子得到能量時，也就是吸收了外來的虛子。當然，物質(zhì)的最基本單元為時空子，時空子為能量，為虛子的組成部分，虛子之間的力是靠時空子傳遞的，有時物質(zhì)之間的能量轉(zhuǎn)換直接靠時空子傳遞，如物體在引力場中被加速就是吸收了時空子的能量。

當宇宙的空間物質(zhì)達到一定范圍數(shù)量時，此空間范圍是以光速運動的，就構(gòu)成了我們的可見宇宙，在可見宇宙的周圍還有無數(shù)個星系，這些星系與可見宇宙中的一部分星系的空間相合，也是以光速運動的，就又構(gòu)成了一個可見宇宙。相鄰的兩個可見宇宙的一部分空間是相互重合的，共用同一空間，這也正表明可見宇宙的空間為0。比可見宇宙更大的空間范圍就構(gòu)成了超光速體系，形成現(xiàn)實宇宙，宇宙中任何達到超光速的空間范圍都為一個現(xiàn)實宇宙，它的數(shù)目是無限的，當然，從超光速來看，整個宇宙的空間是無限的?，F(xiàn)實宇宙即超光速與其它鄰近的現(xiàn)實宇宙的一部分空間也相互重合，共用同一空間，現(xiàn)實宇宙的數(shù)目是無窮的。這樣，宇宙就一層一層地向外空間拓展，直至無限。

金字塔內(nèi)的時間走慢說明其引力場增強，但這種增強并非是常規(guī)的增強，而是金字塔的特殊形狀能使越來越多的超光速量子引力子形成有序化運動，向單一方向運動。引力子的時間為正，空間為負，因此金字塔內(nèi)的時間要增大，負的空間具有復(fù)原功能，負能量會使物質(zhì)加速有序化的進程。因此金字塔內(nèi)的食品能保鮮，塔內(nèi)的水能治病等等。

一切存在的事物都由過去經(jīng)現(xiàn)在來到未來。宇宙本身同時擁有過去、現(xiàn)在和未來，這表明一切事物的過去、現(xiàn)在與未來都是永遠一同存在于宇宙時空中的，它們是不變的。雖然對現(xiàn)實世界來說，它總在變化，但對于宇宙本身來說，則不變化，宇宙永遠同時擁有無限的過去世界、現(xiàn)在世界和未來世界。過去已經(jīng)消失，未來還沒有到來，只有現(xiàn)在才現(xiàn)實地存在，事物的過去與未來的空間就為負，對于現(xiàn)在世界來說，過去世界與未來世界是以虛的方式存在，但對于它們本身還是真實地存在，而現(xiàn)在世界對它們來說則是虛的存在，因為現(xiàn)在世界已是另外兩個時間世界的未來與過去了。

波是場的存在方式，波向外傳播的只是振動的運動形式，物質(zhì)本身并沒有遷移。一切物質(zhì)之間的相互作用都是靠場來實現(xiàn)的，物質(zhì)運動也是如此。當物質(zhì)從一個位置到另一個位置時，物質(zhì)本身并沒有遷移，運動的只是時空的轉(zhuǎn)換過程。物質(zhì)存在，并沒有增加減少什么，只是時空子的規(guī)律組合，物質(zhì)不存在，時空子還是以相同的數(shù)目均勻地分布在所在空間，不增不減。物質(zhì)在運動過程中，當物質(zhì)本身的空間到達何處，也只是把何處的時空子組合成自我，而原來的自我則由于能量的轉(zhuǎn)移而消散了，重新化為時空子。合成自我就是把時間轉(zhuǎn)化成了空間，舊的自我離散就是把空間轉(zhuǎn)化成了時間。以上現(xiàn)象表明物質(zhì)本身并沒有運動，運動的只是時空。隨著時空的變換，物質(zhì)的存在位置也不斷地變化，這就產(chǎn)生了運動現(xiàn)象。

超光速沒有距離概念，其空間為負，利用超光速在宇宙中運行，事物在運行中所用去的時間只是調(diào)整頻率的時間，只要把自身的頻率與所要到達地方的頻率相協(xié)調(diào)一致，事物就可以超越時空直接到達目的地，而不再需要時間。

生命的思維意識活動明顯地超越了時空，不受其限制，只有超光速才能不受時空的限制，那么意識本身就是以超光速的方式存在，是由時空子直接構(gòu)成的超光速系統(tǒng)。凡是意識，一定是以超光速的方式存在，反過來看，超光速也是意識的存在形式。超光速即是意識，意識即是超光速。宇宙時空和物質(zhì)的最基本單元都是超光速，可見，宇宙時空本身就是意識的存在方式。物質(zhì)只不過是時空的外在表現(xiàn)，時空是精神的存在形式。

生命的起源是由化學(xué)作用經(jīng)無機物到有機物，再由有機小分子結(jié)合成有機高分子物質(zhì)，蛋白質(zhì)、核酸等。從有機高分子物質(zhì)組成多分子體系，最后演化成原始生命。普遍認為生命是由無機物經(jīng)過以上的化學(xué)過程產(chǎn)生的。由無機物在自然條件下形成的多分子體系，這種多分子體系的分子之間是靠電磁力結(jié)合的，這樣，在分子之間就形成很多電磁場，電磁場能使虛子進行有序化運動。當這種多分子體系的分子之間的電磁場互相重合，就會使分子電磁場內(nèi)的虛子形成了閉合的有序化聯(lián)系通路。虛子之間的力是靠時空子來傳遞的，虛子組成的閉合聯(lián)系通路會使時空子規(guī)律組合，形成封閉的超光速系統(tǒng)，由此產(chǎn)生了生命?？梢灾鲃优c外界交換能量，維持其存在。虛子組成的有序化通路就是生命的經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)，由時空子規(guī)律組合成的封閉的超光速系統(tǒng)就是生命的意識。這種直接由電磁場的復(fù)合而使時空子規(guī)律組合成了封閉的超光速系統(tǒng)是自然形成的意識，為原始意識，就是生命的下意識、潛意識，氣功中的元神。

經(jīng)絡(luò)是由虛子組成封閉的有序化通路直接構(gòu)成的，虛子的空間為0，質(zhì)量為0，所以用常規(guī)方法無法觀測到它，經(jīng)絡(luò)是氣、光、音的通道，是因為虛子總是以光速運動，為能量的存在形式，因此能量可以在經(jīng)絡(luò)內(nèi)部傳遞。

生命的意識是由時空子直接構(gòu)成的超光速系統(tǒng)。從正反世界共同存在的現(xiàn)象看，在反世界還有一個反軀體與我們相對應(yīng)。虛子、時空子作為先天物質(zhì)，同時屬于正反世界，意識也就同時屬于正反軀體，一個靈魂同時主宰著正反兩個同樣的軀體。經(jīng)絡(luò)也是如此，經(jīng)絡(luò)是先天生命在軀體的存在形式，也同屬于正反軀體。虛子的有序化聯(lián)系通路形成經(jīng)絡(luò)，由此產(chǎn)生了生命，經(jīng)絡(luò)即是生命的線路。穴位是經(jīng)絡(luò)上的較大空間，大的穴位一般要聯(lián)通眾多的脈絡(luò)，可以說穴位即是生命信息場存在的地方，是生命信息的中轉(zhuǎn)站，為生命的能源基地，可以儲存生命信息能量。

超光速為時間的存在形式，表現(xiàn)為意識，因此時間也就為意識的存在形式?？臻g為物質(zhì)的存在形式，空間即為物質(zhì)，時間即為意識。空間源于時間，物質(zhì)起源于意識。宇宙在創(chuàng)生過程中，是從時間轉(zhuǎn)化為空間的過程，這就是精神生成了物質(zhì)。

空間是物質(zhì)的存在形式，時間是意識的存在形式。那么空間就可以看作是物質(zhì)世界，時間就可以看作是精神世界。對于任何事物來說都有時間概念，都有本身的時間。所有的事物的時間都可看作是與其物質(zhì)世界本身相對應(yīng)的精神世界。事物的時間即是事物本身的精神、靈魂、萬物皆有靈。精神世界也可以叫做靈魂世界，是靈魂居住的地方。精神世界也是想象中的世界。日有所思，夜有所夢，當生命睡眠時，由于不同信息對其的作用，其靈魂就在精神世界中運動，夢即是靈魂在精神世界中的運動軌跡。

生命體永不停息地進行新陳代謝，產(chǎn)生能量維持生命的存在，一般情況下，生命總在不停地進行思維活動，它的靈魂就以實的方式存在，不斷地消耗著能量。當意識相對專一停止時，靈魂就以虛的方式存在，很少消耗能量，這樣，靈魂就停止無規(guī)則運動，而以無神的方式存在，在自身形成封閉的超光速系統(tǒng)。當靈魂以元神的方式存在時，生命體還在不斷地產(chǎn)生能量供給它，而它是以虛的方式存在，并不需要多少能量，超光速的空間為負，此時靈魂就會不停地吸取儲存生命體供給它的能量。經(jīng)絡(luò)是先天生命在軀體上的存在方式，是產(chǎn)生生命能量的源泉，為靈魂在軀體上的投影，穴位是生命場存在的地方，能夠儲存生命能量，自然，產(chǎn)生的能量會按經(jīng)絡(luò)運行，儲存在穴位里。生命儲存的這種能量都是供給生命意識活動用的，因此它可以受意識的調(diào)控。人通過訓(xùn)練，到一定程度可以發(fā)放外氣影響事物，外氣就是儲存的生命能量。氣功修煉講究修元神，以上就是氣功修煉的原理。

氣功中的真氣是生命體儲存下來的生命信息能量，為先天物質(zhì)，是虛子和時空子。象氣功師發(fā)放的外氣，都是虛子或時空子，在測定過程中，它本身是連續(xù)發(fā)出的，并具有相當數(shù)量，在外氣發(fā)放時，可以自動組合，在測定時，會表現(xiàn)出很多粒子的性質(zhì)，但它并不是所認為的那種粒子，依然是虛子、時空子，屬于意識的生命信息，具有意識的一切性質(zhì)。所以它帶有生命信息，具有專一性、目標性等等，時空子、虛子為先天物質(zhì)，因此它不受屏障的限制，可以超越時空。

意識是超光速，但它只是生命場內(nèi)的時空子本身規(guī)律組成的封閉的超光速聯(lián)系通路，意識是以生命場的方式存在于時空中，它只是在生命場內(nèi)活動，意識雖然是超光速，也只能靠感觀來感知事物，一般能量不夠，本身不能超越時空直接感知事物。

生命通過氣功修煉，能量不斷地積累，當能量積累到相當量級時，就可以使靈魂以光速，超光速直接運動了，這就表現(xiàn)為特異功能。超光速的空間為負，光速的空間為0，因此，當靈魂以光速、超光速運動時，并沒有空間距離概念，本身超越了時空，不受其限制，當然可以透視、遙視、思維傳感。超光速的時間為正，同時擁有過去、現(xiàn)在、未來三維，當靈魂以超光速運動時，就可以在時間里運行，對于超光速，過去世界、現(xiàn)在世界和未來世界都是一樣的，只是一個方向選擇問題，就象物質(zhì)在三維空間中可以向任何方向運動一樣，在向過去、現(xiàn)在、未來這三維時間世界中的哪個方向運動，就會到達哪個時間世界。利用超光速能回到從前的世界，看到過去發(fā)生的事情；來到未來世界，就預(yù)測到未來。搬運術(shù)和突破障礙就是使用能量使組成物體的虛子或時空子都向一個方向運動，正反物質(zhì)共同回歸為虛子或時空子，虛子和時空子的空間質(zhì)量為0或負，那么物體本身也就成了虛態(tài)，處在真空狀態(tài)。它本身也就不受空間的限制了，以光速，超光速運動，或是以光速、超光速的方式存在。穿墻過壁也是如此，就是用能量使組成身體的虛子都向一個方向運動，身體成了虛態(tài)，和真空一樣，自然可以不受空間的限制。練功可以使身體內(nèi)的負熵增加，是因為儲存的能量空間為負或0，具有負能量。

生命的產(chǎn)生就是由虛子的有序化聯(lián)系形成通路，再使時空子組合成超光速系統(tǒng)，產(chǎn)生了生命場，能從食物中獲取能量維持其存在。作為生命能量的虛子、時空子在任何空間中都以相同的數(shù)目均勻地存在，不增不減，一切后天物質(zhì)都是由它們構(gòu)成的。生命自身的生命場強大到一程度，就可以直接從真空中攝取作為能量的虛子或時空子，把它們合成對身體有用的物質(zhì)能量，維持正常的生命活動，這就是直接與時空交換能量了，而無需再進行常規(guī)的新陳代謝，這就形成了氣功中的辟谷現(xiàn)象。

當生命的生物分子發(fā)生異常時，就會引起生物電磁場的變化，這樣就會使虛子間的正常聯(lián)系發(fā)生變化，使先天生命的狀態(tài)發(fā)生異常，就會影響后天生命系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，從而形成了疾病。疾病的產(chǎn)生是先天的生命狀態(tài)發(fā)生異常引起的。當人進行氣功訓(xùn)練時，就會在生命場內(nèi)產(chǎn)生并積累能量，即產(chǎn)生真氣。真氣自然會按照先天的經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)運行到周身各處，使組成生命線路的虛子都按照有序化聯(lián)系通路進行運轉(zhuǎn)，哪的生命線路不通或異常隨著生命能量的沖擊而逐步通暢和恢復(fù)，這樣就會使作為先天生命的經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)由異常狀態(tài)恢復(fù)到正常狀態(tài)。虛子按有序化通路進行的正常聯(lián)系又會使發(fā)生異常變化的生物分子的電磁場發(fā)生變化，也向正常的狀態(tài)恢復(fù)，同時也就使生物分子也恢復(fù)到正常狀態(tài)。這樣，后天的生命系統(tǒng)也就重新正常運轉(zhuǎn)，疾病也就得到了康復(fù)。這就是通過練功可以治療疾病的原理。

生命經(jīng)電磁場的復(fù)合而使虛子進行有序化聯(lián)系形成閉合的通路，再使時空子規(guī)律地組合成超光速系統(tǒng)產(chǎn)生的。當有機體受到刺激時，刺激就會在虛子形成的閉合通路上傳遞，或者使虛子又重新組成新的聯(lián)系通路，這就形成了有機體對體內(nèi)外的刺激產(chǎn)生規(guī)律性的應(yīng)答，從而形成反射，產(chǎn)生了生命。無條件反射是虛子產(chǎn)生生命時自然形成的聯(lián)系，有條件反射是虛子在自然形成的聯(lián)系上又產(chǎn)生了新的聯(lián)系通路，這主要是生命分子的電磁場經(jīng)過刺激而發(fā)生變化引起的。虛子的有序化聯(lián)系會使時空子規(guī)律組合，產(chǎn)生意識，意識活動又會使虛子按一定方式進行聯(lián)系，傳遞信息，調(diào)控生命本身的活動，記憶就是生命體受到刺激后使虛子，時空子按一定程序聯(lián)系起來。由于生命本身的運動狀態(tài)不斷發(fā)生變化，并總在不停地進行思維活動，這樣會使虛子、時空子的暫時聯(lián)系程序被沖斷，這就是遺忘。永久性記憶是由于生命本身的化學(xué)成份已發(fā)生變化，使虛子、時空子形成固定的聯(lián)系，分子間的電磁場不再改變，它的程序也就不再發(fā)生變化。

神經(jīng)的基本過程是興奮與抑制。興奮就是神經(jīng)元由相對靜止的狀態(tài)轉(zhuǎn)入活動狀態(tài)。抑制是神經(jīng)元由活動的狀態(tài)轉(zhuǎn)入相對靜止的狀態(tài)。興奮與抑制是兩種性質(zhì)相反的神經(jīng)過程?，F(xiàn)在電理學(xué)表明，興奮與抑制跟電位變化有關(guān)。虛子的有序化聯(lián)系形成了先天的神經(jīng)系統(tǒng)，神經(jīng)的興奮與抑制過程是經(jīng)虛子來傳遞的。虛子的時間方向有兩種，一種是順時針方向，由過去向?qū)磉\動，另一種是逆時針方向，由將來向過去運動。正反世界的時間也為互逆。當神經(jīng)興奮時，虛子是按照順時針方向聯(lián)系，時間由過去向?qū)磉\動，這樣就和我們正世界的時空性質(zhì)一樣了，正世界物質(zhì)的空間為正，時間為負，神經(jīng)興奮時，也就是把時間能量轉(zhuǎn)化成了空間能量，時間也就成了負值，由此產(chǎn)生了空間運動。當神經(jīng)抑制時，虛子依照逆時針方向聯(lián)系，時間由將來向過去運動，反世界對于我們來說時間是由將來向過去走的，時間為正，空間為虛的存在。當神經(jīng)抑制時，虛子按逆時針方向聯(lián)系，就和反世界物質(zhì)的時空性質(zhì)相同，空間為靜止，以虛的方式存在，時間為正的存在，這樣就把空間優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為時間優(yōu)勢，于是神經(jīng)就由運動轉(zhuǎn)向相對靜止狀態(tài)，興奮也就轉(zhuǎn)化成了抑制。神經(jīng)的興奮與抑制也是時空的轉(zhuǎn)化振蕩過程，和動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化是一樣的。當神經(jīng)興奮時，虛子按順時針方向聯(lián)系，也就具有正電荷的性質(zhì)；當神經(jīng)抑制時，就具有負電荷的性質(zhì)，正負電荷在電場中的受力方向是不同的，因此，神經(jīng)的興奮與抑制跟電位變化有關(guān)。

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第6篇：光子和電子的區(qū)別范文

一般而言，人們總是把時間看作與空間一樣，認為時間具有獨立自存的性質(zhì)，把時間看作實體性存在。在此前提下，種種奇怪百出的謬論不脛而走，行騙世人，借助于神通的，借助于科學(xué)的，種種面目不一而足。在科學(xué)方面，霍金的《時間簡史》堪稱一絕，然而流毒最廣，欺騙性最大。在我們中國，也歷來把時間比作長河流水，孔夫子亦有名言曰：“逝者如斯夫”。事實上，人們把時間看作某一種實體乃是一種普遍的錯覺。

長期以來，人們都把時間與空間等同對待，所謂時空一體。然而，從哲學(xué)思辨的角度看問題，也即從時空本性看問題，一個明確的結(jié)論是：空間無限，時間有限；空間為主，時間為從。空間具有完全的、絕對的獨立自存的性質(zhì)，任何事物，無不包容于空間之中。即使是空而又空的純粹虛空的空間，其無所不在的容納性和滲透性仍然是獨立自存的，是客觀外在自立的，任你用什么手段都無法將其消除，即使是在人腦的純思辨中，也無法將虛空的空間抹去。而時間則不同，時間總是與具體的事物、過程結(jié)合在一起的。在沒有具體事物、過程的純虛空中，就沒有時間的痕跡、蹤跡。你即使運用全部的思維手段或其他種種手段，離開了具體的事物和過程，根本就找不到外在的、獨立自存的時間實體。

那么，時間到底是什么呢？

關(guān)于時間的定義，我們稍后再作論述。我們先來看一下我們是怎樣來使用時間、表達時間的。實際上我們是以地球為基準來表達和運用時間的。我們的時間單位就是地球自轉(zhuǎn)和繞日公轉(zhuǎn)所移動的單位空間距離。所謂一天，就是地球自轉(zhuǎn)一周的空間距離，所謂時、分、秒也就是地球自轉(zhuǎn)一周距離的相應(yīng)的等距離分割，而月、季、年等等則是地球自轉(zhuǎn)一周距離的迭加或地球繞日公轉(zhuǎn)一周距離的分割或迭加。人類社會任何其他計時手段的運用，最終都要歸結(jié)到地球自轉(zhuǎn)和繞日公轉(zhuǎn)的這一基準點上。

明白了地球的自轉(zhuǎn)和繞日公轉(zhuǎn)就是時間表達的基本內(nèi)容，我們就可以切入時間本性的主題了。地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運動，是一個不斷循環(huán)往復(fù)的持續(xù)過程，而這個持續(xù)過程的基本特征就是持續(xù)存在。那么，世界上的萬事萬物無論其他內(nèi)容如何千差萬別，也都有一個持續(xù)存在的過程，如人有從誕生到死亡的一個持續(xù)存在的過程、一座建筑物有一個從建成到被使用到被廢棄拆除的持續(xù)存在過程。如此等等，世間萬物，或長或短，總有一個由生到滅的持續(xù)存在過程。而世間萬物的持續(xù)存在過程，就是時間本性。所謂時間，就是世間萬物的存續(xù)性及存續(xù)性的表達和量度。因此，時間是客觀存在的普遍屬性而不是外在的、獨立自存的實體。時間只具有從屬依附性而不具有實體性。在時間概念的定義中，包含著客觀和主觀兩方面的內(nèi)容。從世間萬物的存續(xù)性自身而言，乃是時間概念的客觀本性；從存續(xù)性的表達和量度而言是時間的客觀本性為人類所認識、掌握和運用。然而時至今日，人類掌握和運用時間已經(jīng)是到了收放自如的境界，而對時間本性的哲學(xué)把握，卻實在令人不敢恭維。

世界萬物各有其自身的存續(xù)性，而只有地球的存續(xù)性才能為人類提供衡量世界萬物的存續(xù)性的時間尺度。這里面有著非常深刻的必然性，地球作為人類的生存基礎(chǔ)，是人類無法可以有一刻脫離地球的。從最直接的關(guān)系來看，人類乃是地球發(fā)展變化的產(chǎn)物，人類成為宇宙的精靈，可能不僅僅是地球一個因素的結(jié)果，但人類又恰恰是在地球上產(chǎn)生的。人類的生長發(fā)展過程，要適應(yīng)地球的環(huán)境，并且要隨著地球環(huán)境的變化發(fā)展而進化。人類生命的存在方式，更是與地球環(huán)境和地球的運動變化息息相關(guān)，人類任何時候都在與地球進行著物質(zhì)和精神交換。從時間的角度看問題，地球的晝夜變化和氣候變化，對人類的生命運動變化和生理活動變化有著決定性的作用。而人類的生命運動變化和生理活動變化既受制于地球的晝夜變化和季節(jié)氣候變化，也就必然地與地球的變化相對應(yīng)，相呼應(yīng)。于是，人類的生命活動周期和生活活動周期也必然地與地球的運動變化周期有著內(nèi)在的關(guān)聯(lián)。而人類在現(xiàn)實生活中所直接接觸和生活于其間的萬事萬物也都包容于地球的存在之中，于是，在地球范圍內(nèi)的世間萬物的存續(xù)性就都包含在地球的存續(xù)性之中，以地球的存續(xù)性作為時間的衡量基準，具有最大的貼切性、最大的包容性和最高的權(quán)威性。因此，以地球的存續(xù)性來衡量、表達、量度人類及世間萬物的存續(xù)，從而形成人類的時間概念和建立起人類的時間體系也就成為沒有選擇的必然了。

從地球本身的狀態(tài)看，地球的存續(xù)性特征天然地就是時間的表達、時間的體現(xiàn)，天然地就是時間衡量的基準、標準。地球的存在狀態(tài)當然可以從各個不同的角度和各個不同的層次來看待，地球的存續(xù)性也不單單體現(xiàn)為時間標準。存續(xù)性后面其實包含著世間萬物――地球也不例外――的森羅萬象的運動變化內(nèi)容，而作為時間本性和時間量度的存續(xù)性表達，則是把千差萬別的存續(xù)性后面的具體的運動變化內(nèi)容抽象蒸發(fā)后僅僅留下了它們共同的東西――即從產(chǎn)生到持續(xù)存在到終結(jié)的過程形式。也即是講，任何事物都在這個過程形式的規(guī)范之中，地球也在這個過程形式的規(guī)范之中，凡是具有實在內(nèi)容的存在物，都逃脫不了這個規(guī)范。而對這個過程形式的體現(xiàn)和量度，就是時間。簡單地講，時間就是對世間萬物抽象蒸發(fā)了它們的具體運動變化內(nèi)容的存續(xù)性的體現(xiàn)、表達和量度。

地球的存續(xù)性和世間萬物的存續(xù)性是同質(zhì)的，所以地球的存續(xù)性必然可以量度世間萬物的存續(xù)性。而且，地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的存在狀態(tài)特征，使地球的存續(xù)性天然地具有量度世間萬物的存續(xù)性的資格。我們知道，存續(xù)性之“產(chǎn)生、持續(xù)存在、終結(jié)”的過程形式，使得量度這個過程形式也必須是“產(chǎn)生、持續(xù)存在、終結(jié)”的過程形式。那么，地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)就恰恰是這種過程形式的恒常循環(huán)。一個晝夜是一個小循環(huán)，一年四季是一個大循環(huán)，無論是小循環(huán)或大循環(huán)，都可以進行無限的等量分割或迭加，從而使得地球的存續(xù)性作為衡量或量度世間萬物的存續(xù)性表達，可以趨向于無限的精確化。

我們知道，現(xiàn)在通行的時間表達是一天為24小時，1小時為60分，1分鐘為60秒。那么，1小時的實際內(nèi)容就是地球自轉(zhuǎn)了1/24圈、1分鐘就是地球自轉(zhuǎn)了1/1440圈、1秒鐘就是地球自轉(zhuǎn)1/86400圈。從中我們可以看出：1、時間的流動實際是以地球轉(zhuǎn)動中的空間位移表達出來的，2、地球是以勻速自轉(zhuǎn)運動為基礎(chǔ)來表達時間的，3、一天以內(nèi)的時間表達對應(yīng)的是地球自轉(zhuǎn)一周空間位移的等距離分割。

地球自轉(zhuǎn)一周的長度是既定的，即40075.15公里，地球一般總是勻速旋轉(zhuǎn)的，于是，對地球而言，運動速度、運動距離和時間表達是三位一體的。經(jīng)換算：地球的旋轉(zhuǎn)速度為每秒463.833米。于是，我們的計時鐘表，也就是按相應(yīng)的比例，與地球旋轉(zhuǎn)同步移動，就能夠準確計時了；于是，時間就簡單明了地表達在了鐘表的刻度和指針的移動上面。

時間本性就是如此簡單明了，然而卻一直被人們所誤解。無論是一般平民還是學(xué)問家哪怕是哲學(xué)家們，始終未能對時間作出過正確合理的解釋。為了澄清人們在錯誤的時間概念誤導(dǎo)下所形成的虛幻認識，我們還必須在把握好時間本性的前提下，對有關(guān)時間本性的基本內(nèi)容有所闡述。

首先，我們必須明確認識到時間不是獨立自存的某種實體，時間不具有外在的獨立自存的性質(zhì)，時間只是一種普遍共有的屬性，它在客觀實存的世間萬物身上體現(xiàn)出來，依附于具體實在的世間萬物，是世間萬物的存續(xù)性的體現(xiàn)，表達和量度。也就是說，每一個具體實在的事物都具有自己的時間；或者說，每一個具體實在的事物都有自己的時間體現(xiàn)。進一步講，每一個具體實在的事物只有和自己一體的時間，絕不可能附著或置身于外在的“時間”上運動變化。

然而，我們總會有置身于時間之中的錯覺。事實上，世界上的任何一個具體事物總不會孤立存在的，無論在該事物的前后左右上下，總會存在著其他的事物及那些事物的運動變化過程。如果我們只看到了該事物與前后事物的順序關(guān)系而忽略了該事物與左右上下事物的共存關(guān)系時，仿佛該事物就在時間中運動變化了。實際上，任何一個事物與外界事物的關(guān)系總是立體的而非線性的。在該事物之前的事物有其自身的存續(xù)性，這個存續(xù)性不會與該事物的存續(xù)性相連接；而該事物自身的存續(xù)性也不會傳承給此后的其他事物（有因果關(guān)系的事物另當別論）。在生生不息的事物消長背后，并非是時間背景的支撐，而有其更深刻、更實在的基礎(chǔ)。

當我們把一個事物放在與周圍事物的關(guān)系中考察時，不能單單把共有的存續(xù)性進行參照比較，更不能把共有的存續(xù)性合并同類項。各種事物之間的共存共生、互相依存、互相轉(zhuǎn)換的種種復(fù)雜關(guān)系，應(yīng)該是我們關(guān)注的重點，而恰恰在各自的存續(xù)性比較參照上，反倒是一目了然的。從實際狀況看，我們最容易把人自身放在地球的時間中來考察。地球的存續(xù)性當然是我們?nèi)祟惣捌渌挛锏拇胬m(xù)性的基礎(chǔ)，但是地球的存續(xù)性的依據(jù)與我們?nèi)祟惔胬m(xù)性的依據(jù)是不同的，然而地球的存續(xù)性卻可以包容我們?nèi)祟惣耙栏接诘厍虻钠渌f事萬物的存續(xù)性。于是我們就認為地球的存續(xù)性就可以取代我們?nèi)祟惣捌渌f事萬物的存續(xù)性，于是我們就認為人類或我們每一個人都生存在外在的時間中，從而把時間作為客觀事物的屬性的性質(zhì)實體化地獨立出來，并把它當作世間萬物運動變化的承載者或前提條件。這是錯的。我們應(yīng)該切記，世間萬物，我們?nèi)祟惸酥撩恳粋€人，都具有不可替代、不能消除的自身的存續(xù)性，都有自身存續(xù)性的體現(xiàn)、表達和量度即自身的時間。每一個具體存在物的時間隨該物的產(chǎn)生而開始，隨該物的運動變化過程展開而持續(xù)、隨該物的消失即運動變化過程的終結(jié)而終止。不是事物在時間中運動變化，而是事物運動變化過程的存續(xù)性特征體現(xiàn)為時間。

由此，就說明時間不能脫離開具體的事物及事物運動變化的具體過程而單獨顯示出實在的意義。時間總是具體事物及事物運動變化過程的體現(xiàn)、顯現(xiàn)。即使我們不談任何別的事物、任何別的具體的運動變化，而單單講時間單位“一天、一小時、一秒鐘”，也表達了一個具體的運動過程――地球的自轉(zhuǎn)運動過程。無論你怎樣抽象，都無法把時間所體現(xiàn)的具體內(nèi)容與時間分拆開來。時間就是這么一種相對而具體的性質(zhì)，離開了“天、小時、分、秒”這些量詞，時間就無法表達出來。為什么呢？就因為時間到了這個程度，就不能再概括抽象了，它是各個有限的、具體事物及其運動變化過程的存續(xù)性的體現(xiàn)、表達和量度。時間的實在性就在于它的具體性。

人們以往的觀念，總認為時間是無限的。為什么會產(chǎn)生這樣的誤解呢？主要是因為任何一個具體的事物及其運動變化過，無論在它之前或之后，總有其它事物及其運動變化過程存在過和繼起存在著。這前后的事物及其運動變化過程似乎都占據(jù)了外在于它們的無限的“時間流”中的一段。這確實是一個不大容易理解的問題。我們從作為事物及運動變化過程的體現(xiàn)、表達和量度的時間本性來分析，無限的時間應(yīng)該對應(yīng)于無限的存續(xù)性。而無限的存續(xù)性是一個虛假概念，講存續(xù)性就必定是有限的。因為存續(xù)性就在于有生有滅，沒有一個從產(chǎn)生到持續(xù)存在到消失的完整過程，就不叫存續(xù)性，就無法對之體現(xiàn)、表達、量度。無限的性質(zhì)是不可體現(xiàn)、不可量度的，而時間量度則是越精確、越精密越好，無法量度的領(lǐng)域就無需時間的存在。作為絕對存在的宇宙本體就不需要時間表達，也不需要時間量度。宇宙本體是無限的，既沒有開始，也沒有終結(jié)，談不上存續(xù)不存續(xù)，而作為事物及其運動變化過程存續(xù)性表達和量度的時間，對宇宙本體之無限性是既不能表達什么、也無法量度什么的。

然而，那個“無限的時間流”到底意味著什么呢？那個“無限的時間流”乃是生生不息物質(zhì)世界中的生滅交替的無限性的體現(xiàn)，而這個生生不息也只是一個比喻性的說法，它是既沒有開始也沒有終結(jié)的，根本不能把它看作“時間”的流逝。這個物質(zhì)世界的背景是宇宙本體，這個物質(zhì)世界的承載者是宇宙本體而絕不是時間。也正因為作為絕對存在的宇宙本體是無限的，才會有生生不息的物質(zhì)世界中的生滅交替的無限性。所謂的“無限的時間流”，其實正是宇宙本體的特征顯現(xiàn)。只有宇宙本體，才是世間萬物生滅變化的永恒背景、永恒的承載者。宇宙本體作為絕對存在是包容一切，無所謂變與不變、流動與靜止的。世間萬物可以在宇宙本體中變化流動、產(chǎn)生消失。所謂“無限的時間流”，實質(zhì)上乃是無限的物質(zhì)世界的運動變化流，而不是在這個物質(zhì)世界之外另有一個時間流在承載著這個運動變化的物質(zhì)世界。無限的物質(zhì)世界的運動變化流總體并沒有生滅過程，也不顯示時間的特征，承載著這個無限的物質(zhì)世界是無限的宇宙本體。

時間作為世間萬物所共有的屬性，需要在比較參照中體現(xiàn)出來，實際上，時間就是一個比值關(guān)系。如果沒有參照比較，時間本身也就沒有了意義，即使就地球自身而言，在地球一天天、一年年的運動變化中，地球自身的各方面的存在狀況也在發(fā)生著變化，那各方面在一天天、一年年的變化程度就和地球的自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)有著相應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系。這就是一種參照比較，并有著確實的比值。對人類社會而言，不同的活動需要不同的時間量度的精確度，有的以年、十年、百年乃至萬年為單位，有的則以秒、千分之一秒乃至萬分之一秒為單位。那么，這個時間的比值關(guān)系是什么含義呢？如果我們從事或關(guān)注的事物運動變化周期是一天，則意味著地球自轉(zhuǎn)運動了40075.13公里；如果我們從事或關(guān)注的事物運動變化周期是1秒鐘，那就是地球自轉(zhuǎn)移動了463.833米。就地球作為時間參照的基準而言，時間表達、運動速度、距離變化是三位一體的，所以我們平時的時間比值關(guān)系并不要指明地球在轉(zhuǎn)動中移動的距離，而只要用地球自轉(zhuǎn)一周的等距離分割即“時、分、秒”就可以了。

明白了時間是相對比值關(guān)系，就可以從道理上明白關(guān)于物體運動速度與時間成反比例關(guān)系的原因了。作為人類時間的參照物，地球的時間是既定的，我們對于時間快慢的比較，有一個慣常的比值，這個比值的實際內(nèi)容就是地球自轉(zhuǎn)中移動的一定距離相對應(yīng)于人類活動中事物運動變化的相應(yīng)程度。如果地球自轉(zhuǎn)一周，事物運動變化過程也剛好是一個周期，以此為標準，如果地球自轉(zhuǎn)一周，事物運動變化過程完成了兩個周期，則時間相對變慢了；如果地球自轉(zhuǎn)一周，事物運動變化僅完成了二分之一個周期，則時間相對變快了。也就是說，相對于加快了的事物運動變化速度，時間量度變緩慢了；相對于減緩了的事物運動變化速度，時間量度則加快了。這個原理，對于人類的生命歷程特別有意義。例如，一般而言，一個人的受教育歷程為小學(xué)六年，初高中六年，大學(xué)本科四年，共計十六年。但如果一個特別優(yōu)秀的學(xué)生小學(xué)僅用四年，初高中僅用五年，大學(xué)本科只用三年就完成了全部學(xué)歷，相比較而言，該學(xué)生就為自己增加了四年的有效生命。

所謂時間快慢問題，一般而言，只對人類的生命歷程和人類社會的發(fā)展有意義。使時間變慢，使我們的生命更加延長，關(guān)鍵在于提高我們?nèi)祟愑幸饬x的活動的效率。在地球旋轉(zhuǎn)的單位周期內(nèi)，我們的生活內(nèi)容越多，生命歷程越豐富，勞動創(chuàng)造效率越高，社會的發(fā)展水平提高速度越快，地球的時間量度就相對越慢，也就實際上延長了我們的生命周期，延長了我們的壽命。

時間變慢，不在于地球降低旋轉(zhuǎn)速度，而在于以地球為時間基準的世間萬物的運動變化速度的提高。對于無意識、無生命的事物而言，無所謂時間的快慢，即使對于有生命的一般動物而言，也不可能對時間快慢有什么主觀追求，對時間的流逝，不過是本能適應(yīng)而已。只有人才在乎時間的快慢。對于一般庸人而言，時間確實過的飛快，一輩子沒有做幾件正經(jīng)事，幾十年一晃就過去了。古人云：“有志不在年高，無志空活百歲”。對每一個人而言，時間過得快與慢，體現(xiàn)了完全不同的人生境界。

由于時間之于人類有著特殊的意義，因此時間的一個顯著特征“一維性和不可逆轉(zhuǎn)性”似乎只有和人類的存在方式聯(lián)系起來看才有意義。所謂時間的“一維性”即時間只有“開始、持續(xù)存在、終結(jié)”這樣的單向流逝，或者叫“過去、現(xiàn)在、未來”的單向流逝。這樣的單向流逝與人類生命歷程的單向流逝是完全一致的。時間的一維性與空間的多維性形成了鮮明的對比?？臻g的多維性在于我們無論處于哪一個原點位置，我們都可以向任何方向運動前進，空間提供給我們的想象或聯(lián)想是球體式的擴展、膨脹，而時間給我們的想象是直線式地向前后兩端伸展。而且，時間必須依附于具體的存在物才有實際意義。如果時間離開了具體存在物，也就失去了“開始、持續(xù)存在、終結(jié)”這個時間特征的內(nèi)在規(guī)定性，時間也就不成其為時間了。事實上，當時間量度失去了具體存在物時，時間就失去了自身的意義而融入到空間之中。那就是時空合一了。

時間的不可逆性在形式上是由時間的單向一維性決定的，更深刻的原因乃是由人類生命歷程的不可逆性決定的。人類的生命歷程總是從生命的誕生到生長發(fā)育到發(fā)展成長到衰老枯竭到生命的結(jié)束這樣的過程。而這樣的過程是不可逆的，由于時間量度在不可逆的生命歷程中具有最本質(zhì)、最必然的性質(zhì)，所以生命歷程的不可逆性乃是時間不可逆性的本質(zhì)上的決定因素。其實人類面對生命歷程的有限和不可逆性是十分無奈又很不甘心的，然而我們應(yīng)該明白生命的意義不在于無限的存在著，而在于生命歷程或人生的生滅交替中顯示出來的生命本真的豐富內(nèi)涵。

我們再來談?wù)劻銜r間和無限速度的問題。零時間和無限速度歷來被人們所否定。尤其是無限速度，更是被現(xiàn)代物理學(xué)所否定。因為愛因斯坦的相對論認為物質(zhì)運動速度極限為光速，而光速僅為每秒30萬公里。如果某種物體的運動速度達到了光速，則該物體的時間量度為零。而我認為這個理論是有局限性的，它即使是正確的，也只限于相對論所涉及或包含的范圍，并沒有普遍的意義。從宇宙普遍意義思考問題，則宇宙物質(zhì)運動的最高極限是無限速度，而時間量度的最慢極限應(yīng)該為零。

我們知道，速度等于距離除以時間。在這里，距離有時或更多的時候應(yīng)該是事物運動變化的過程或運動變化的程度，其最高可抽象概括為事物的存續(xù)性。我們首先來考察時間為零的問題。我們知道，地球在一刻不停地轉(zhuǎn)動著，地球的時間是不可能為零的。對于地球而言，其運動速度是每秒462.833米。這時候，時間、運動變化和運動速度是3位一體的。而以地球時間為參照的世間萬事萬物，如果以秒為時間單位的則就是把地球自轉(zhuǎn)周長劃分成86400個小段或小格，每小段或小格的距離為463.833米，以此為對照，世間萬事萬物的任何事物，其運動變化的存續(xù)性周期的時間就表達為地球自轉(zhuǎn)移動的小格或小段（以下用小格表示），移動一小格為1秒鐘、移動10小格的為10秒鐘，移動60小格的為1分鐘，以此類推。那么時間為零是什么意思呢？那就是事物運動變化的過程在地球每秒小格的1條刻度線上就完成了，于是，在地球時間刻度上無法顯示具體時間數(shù)值。我們知道，在地球時間刻度上計時，在每1秒時間小格上，時間指針必須從小格左邊的刻度線移動一小格到右邊的刻度線上，這實際上就是地球自轉(zhuǎn)移動了463.833米，如果時間指針僅在左邊刻度線沒有移動，則時間表達為零。實際上，地球不會停止不動，也就是說地球時間不會為零，而具體事物的運動變化過程卻完全有可能在對應(yīng)于地球時間小格的左邊刻度線或時間小段的左邊端點完成。也就是說，事物發(fā)生了運動變化而地球時間卻顯示這個運動變化的量度為零。從哲學(xué)的角度上說，也就是事物由量變到質(zhì)變的那一刻（左邊的刻度線），事物的變化速度為無限速度、時間量度為零。例如，生命的產(chǎn)生和終結(jié)那一刻、宇宙物質(zhì)由激發(fā)狀向非激狀態(tài)轉(zhuǎn)化或反向轉(zhuǎn)化的那一刻。還有的哲學(xué)家講過“虛無”也是事物與事物間的界限，那這個事物與事物的界限所對應(yīng)的時間也是為零。事實上，時間為零的狀態(tài)在我們的現(xiàn)實世界中是普遍現(xiàn)象，只是由于人們?nèi)狈@方面的思考與思辨而不去注意它罷了。