物理的真相(第三章,運動)

觀察運動是人類思考和探索物理最直接的方法,一直以來,物理學的發展都是在有利用價值的前提下發展著的,往往會丟棄大部分客觀存在的實際因素,來達到物理定義的實用性。比如經典力學將物體作為質點進行分析,而量子理論將粒子的具體動作給予忽略,以概率波動進行分析。

當人們拋棄物質動態的真實因素以後,離真正的物理原理也就越走越遠。

我們時刻處在極其複雜的物質世界,參與著大量的宏觀和微觀物質群體活動。因此很難準確而不受影響地思考問題,比如地球重力的存在,就直接改變了我們對於空間裡物體動態的印象。

物質世界是建立在微觀粒子結構上的宏觀表象,要想真正找到物理的真相,就必須進入物質組成架構的最底層,去了解物質動態的原始因素。

我們試著找來一塊石頭,用錘子敲打,石頭會碎裂成幾塊小點的石塊,取其中一塊再錘,石塊變成了石子,再錘就成了粉末,將粉末放入純淨水,在顯微鏡下觀察,顆粒還是可以進一步分解的微型石塊。激光的高溫燒灼可以使石塊微粒發生汽化,用純水吸收微型石塊汽化後的蒸汽,實驗室很容易就這樣的稀釋溶液進行顯微觀察,給出構成石塊成分的多種原子活動影像。

現在研究者們正在嘗試用電磁約束使兩個帶點電原子發生撞擊,試圖發現原子核解體後的結構粒子。發現的粒子越小付出的代價越大,而那個最小的粒子根本不可能被發現,因為這種粒子單體的運動能量無限小,無法通過設備捕捉到。

從石塊到原子,這只是我們接觸微觀世界的入門,原子依然是十分龐大的物質體系。

原子類似於我們所瞭解的太陽系,區別是太陽系的行星及其它物質形態以固定軌道方式繞著太陽旋轉。而原子的電子層以電子繞核的概率分佈形成包裹原子的多層雲外殼。原子之間很難突破這些高能電子雲層進行原子核的結合,因此原子是宇宙裡最穩定的物質結構體系。

繞核旋轉的電子會是我們所指的最小粒子嗎?

顯然不是,原子的直徑相對於電子而言太大了,真空狀態下的場量子若是電子的話,它們之間的距離將導致碰撞幾率太小,不足以形成強大的空間裡的粒子壓強。

在最小粒子的微觀層面,所有的物質世界都是這樣的粒子在虛無狀態的空間裡活動,其它物質只是這種粒子的疏密分佈和運動表象。粒子和粒子之間除了碰撞以外,沒有任何其它因素的影響存在。

我們無法得知它的具體形狀,是球體,還是沙子一樣的不規則形狀。也許正是這種不確定性,導致了微觀物質粒子的多樣性和運動的不確定性。

在虛無狀態的空間裡,可以通過邏輯思維去做以下這些運動情景的想象:

它可能是旋轉的,角速度可能是零到無窮大之間的任意值,軸向也可能指向空間裡的任何一個方向。因其形狀不完全呈理想狀態的球體,旋轉時存在不同程度的抖晃。

它也可能是直線運動,速度從零到無窮大之間的任意數值。

它更多的可能是一邊旋轉一邊直線運動的狀態,無論是旋轉還是直線速度及其運動方向都是任意角度,任意數值。

導致粒子的狀態變化的能量來自前一次撞擊所接收的能量,根據撞擊的方位決定能量在旋轉還是直線運動中的具體分配。

它們的運動沒有加速度過程,無論是旋轉還是直線運動,只在撞擊發生的同時達到另一狀態的瞬變,並且保持到下一次撞擊到來。

在虛無狀態的空間裡,最小粒子除了碰撞以外,不受任何影響,撞擊後沒有加速度過程,它們撞擊前後的能量變化可以用下面的公式表達:

(E10旋轉+E10位移)+(E20旋轉+E20位移)=(E11旋轉+E11位移)+(E21旋轉+E21位移)

E1,E2分別代表兩個粒子的能量,後綴0表示撞擊前,後綴1表示撞擊後,都是矢量。

基於上述情況的存在,這種粒子間的不同撞擊事件存在無窮大的差異化。撞擊能量根據撞擊的發生狀況,使相撞的兩個粒子出現相應的瞬變,達到新的旋轉和運動狀態。

粒子在撞擊發生後到下一次撞擊到來的時間,是極其短暫的,在連續發生的大量撞擊情況下,它們呈現出量子特性。


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