相对质量
如果有质量,有运动,就会有动能(E=mv^2/2),动能即是能量,能量等效质量(E=mc^2),于是我们就会看到,有质量物质的运动,就会增加一部分,由动能转化的质量——这就是相对质量。
相对质量,是测量有高速运动的物体时,得到的质量,也称为相对论质量。
事实上,根据计算会发现,只有高速运动的物体,增加的相对质量才会明显。
所以狭义相对论说——速度越快质量越大,其实这个质量是动质量,增大的是相对质量,本身质量并不会增加。而当速度接近光速的时候,通过计算会发现,相对质量会接近无穷大,再加速需要的能量就需要无穷大,从而就阻止了有质量物体抵达光速。
如果从微观角度来看,有质量物质的运动,会增强来自希格斯场中(充满遍布宇宙),弱力的作用,并且速度越快,弱力效应越强,即传递W和Z玻色子的概率越大——这个概率上升到宏观(类似微观气体分子产生宏观压强),就是增加的相对质量。
而从前面的论述来看,质量即是阻止运动的“势能”,有这个“势能”,就不可以抵达光速。
那么,如果没有质量,运动的阻力(弱力)就会消失,速度可以抵达光速,质量带来的相对质量消失,但这并不是说,这就没有相对质量了。
因为此时,光子还有能量(E=hv),这个能量等效质量——就是光子的相对质量。要知道,相对质量只与运动相关,光子的相对质量度量了光子的运动。因此,当光子被吸收,或是两个高能光子湮灭,光子的运动消失,对应的相对质量就转为了——其它粒子的质量,即弱相互作用的质量。同理相反,发射或生成光子的时候,是质量转化成了相对质量。
于是,这就有两种产生相对质量的形式,一种是有质量的运动,一种是无质量的运动。
第一种,有质量的运动。
在微观上,质量与质量运动产生的相对质量,都是W和Z玻色子的效用,本质是一样的,所以在宏观上,有质量运动会增强质量效应,即:惯性质量与引力质量等效,运动加速度与重力加速度等效。
第二种,无质量的运动。
显然,光子不参与弱相互作用,所以光子的相对质量,与W和Z玻色子的效用,本质是不一样的。那么,光子的相对质量,在宏观上就没有质量效应,即:不会产生引力场,让时空弯曲,也没有时间的概念。
事实上,在微观高速运动的情况下,有质量运动产生的相对质量,对费米子有着重大影响。
比如说,三个夸克被胶子组合在一起,构成了一个质子。其中胶子负责传递强核力,没有质量。但我们会发现,三个夸克的质量(6.6MeV)加起来,却远远小于一个质子的质量(938MeV),大约只有5%。
那么,质子除了夸克贡献的质量以外,其它的95%质量来自何处呢 ?
其实就是来自于,各种运动产生的——相对质量。
- 第一,夸克和胶子在互相作用,这是强核力的传递过程,这个过程产生的能量,贡献了一部分质量。
- 第二,夸克和胶子的自旋角动量,贡献了一部分质量。
- 第三,夸克和胶子被禁闭在狭小的时空内,根据不确定性原理——位置可能性越小,动量可能性就越大——于是,这些动量产生的动能,又贡献了剩下的质量。
质量的本质
质量和能量,可以相互转化,其本质共同度量了运动——运动的开始,此时质量无限大、能量无限小,运动静止;而运动的终点,就是质量全部转化为了能量,质量无限小、能量无限大,一切都成为了光子,运动来到了光速的极限。
而在宇宙大爆炸(或热大爆炸)之始,能量无限大、温度无限大、密度无限大、体积无限小、质量无限小——这是一种极致的热密状态。事实上,高温是能量,低温是质量,从高温到低温的冷却过程,即是:从能量到质量的转化过程。
那么,在只有纯能量的运动终点,会再发生一次大爆炸——将能量逆转回质量——从而再开始一次新的循环吗?
宇宙的奥秘:递归、分形、循环
质量与引力
最后,引力为什么不存在于微观——未发现引力玻色子,为什么引力无法与其它三种微观力(强、弱、电)相统一,仍然是一个谜——大统一理论还未完成,但引力来源于质量,是一个不争的观测事实。
然而,从微观的角度来看,质量来源于W和Z玻色子的传递,其代表的弱力又是短程力,可引力在宏观却是长程力,且可以以光速传递(引力波)。
从此,我们可以看到,是质量连接了微观与宏观——连接了弱力与引力,但连接微观与宏观的还有一物——那就是概率。
于是,一切就都说的通了(下面的是猜想)。
宇宙中,希格斯场无处不在——事实上,是虚粒子无处不在,虚粒子以概率的形式展现出了宇宙中,各种可观测的场——那么,弱力就以概率的形式,从微观的不确定性,来到了宏观的确定性,成为了引力。
所以,质量越大意味着,微观弱力的概率就越大,宏观的引力就越强,并且随着距离的增加,在远离大概率的方向上,微观概率减弱,宏观引力就随之减弱,而弱力的传播即是概率的传播,即是虚粒子概率场的传播——呈现光速,所以引力波是光速。
而当弱力的概率大到一定程度,就会影响虚粒子概率场的分布(电磁场是虚粒子场的一种概率结果),从而影响光子的路径(光子在电磁场中传播),这就是质量弯曲了光线。
那么,当这个概率来到某个极限值的时刻,虚粒子概率场就已经无法产生电磁场了,于是光子就无法再进行传递了,即不存在了,这就是光子无法逃逸黑洞——而从这个角度来看,不是光无法逃逸黑洞,而是黑洞中根本就不存在光了。
由此可见,引力是概率宏观的呈现,必然在微观存在的概率就极低——低到忽略不计,而从某种角度来看,质量是自发对称性破缺的结果——这是概率随机出确定结果所导致的,同时这也是产生引力的原因所在。
结语
事实上,大统一理论缺失的那一环——就是引力,而引力是概率,这像极了另外一个由概率统计出的宏观力,即熵力。
如果引力就是熵力,而熵力的来源熵增又关联着,宇宙(生命)的发展与演化,那么大统一理论缺失的那一环——其实就是,宇宙微观物理规律与宏观演化进程,之间的那一块拼图,即是导致自发对称性破缺的——概率。
显然,宇宙准许我们计算的——只有概率(宇宙、生命、演化都只是一系列的概率),虽然所有的真相都隐藏在概率之后,但按照宇宙的设计,了解宇宙我们唯一需要的工具——只是概率。
数学的本质与万物的关联(第二版)
那么最后,从浩瀚无垠的宇宙,回到渺小的个人,我想,我们应该把握住宇宙的这个核心设计——概率,即:接受随机才能开始享用概率,或说接受概率才能开始享用随机 !