諸緣來去何增減？笑擁斜陽照海天。。。 短暫人生幾番風雨情。 匆匆走過幾度回眸戀。 心坎鑲著足痕淚光影。 誰悟得無生法忍行去。 *幻羽*捻題一*悟行* 2023/01/03/18:34:58

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愛因斯坦曾說關於宇宙的最不可理解的事是它是可以理解的。他是正確的嗎？量子場論和廣義相對論這兩種最精確最成功的理論可以被統一在量子引力中嗎？史蒂芬.霍金和羅傑.彭羅斯就此問題展開了一場辯論。劍橋三一學院院長，前英國皇家學會會長邁克爾.阿蒂雅認為，這是繼愛因斯坦和玻爾辯論之後本世紀最重要的論爭。

 

在某種意義上，今天的辯論可視為六十多年前那場著名的曠日持久的辯論的繼續。在這裏彭羅斯擔任愛因斯坦的角色，而霍金充任玻爾的角色。儘管論爭的問題不同了，但同過去一樣，在這裏哲學的觀點和論證的技巧相互糾纏，創造的靈感如泉湧噴薄，閃爍著人類智慧的光芒。

 

【史蒂芬·霍金（Stephen Hawking），當今世界上繼愛因斯坦之後最傑出的理論物理學家，現任劍橋大學盧卡遜數學教授，《時間簡史》的作者。羅傑·彭羅斯（Roger Penrose），當今世界最博學和最有創見的數學物理學家，現任牛津大學羅斯·玻勒數學教授，《星帝新腦》的作者。】

 

牛頓力學是建立在人們對事物的發生、發展和演化都具有前因後果的因果率的信念之上的。牛頓力學在工程領域的傑出成就，不僅使人們視牛頓力學是完滿的、無所不能的自然科學理論，也認定因果律是一切事物的發生、發展和演化的鐵定規律。然而，科學實踐的深入發展，挑戰著人們的這些認識。首先，人們在牛頓力學中將物質分為“微粒”和“波”兩類，分別遵循各自的運動規律的認識受到了挑戰。微粒有時顯現波動的運動特色，波有時又顯現微粒的特性，這在微觀世界中似乎還是普遍現象，這就是波粒二象性。而其運動規律看來不遵循因果率，倒是遵循統計律。部分科學家以（客觀存在必有其內在的合理性）的思維，逐步建立起了以統計理論為核心的量子力學體系，他們就是量子物理學家。

 

研究的重點是黑洞，它始終把黑洞與它周圍的時空狀況聯繫在一起研究，把黑洞視為一個耗散結構系統，從而揭示了各類具體黑洞的特點和相互關係，建立了類星體理論，還提出了裸黑洞的概念，以及黑洞在收縮階段有駐波輻射，從而解決了黑洞的蒸發問題。該研究解釋了中微子問題和兩個星系“超光速”分離問題，指出是人們對光速的錯誤觀點，而非愛因斯坦相對論有問題。

 

基本定則<1>時空初步規定：空間的基本性質還不能被斷定，這是因為，我們本是這個“大集合”的元素。但是，我們可以根據其他的一些被認定的公理來進行推論。歐幾何形式，在平直型空間中，即曲率近０的空間中，其必然是成立的，即最簡單的任意三角形的三個內角和必定為180度。但若考慮因為引力場的扭曲空間因素，則(1)將得到不同的答案，即不嚴格等於180度。若在一個優越的慣性參考系中，記（Ｆ），有一圓盤，記（Ｋ），則你可以根據公式求出該圓盤的周長，但前提是你與Ｋ之間的相對速度為０，如果你是以某速度經過Ｋ，或者Ｋ以某速度經過你，你在來測量它的半徑，你將得到不同的答案。

 

這是因為，其半徑已經協變了。Ｒ'＝ＲＡ，且A＝√(1-v^2/c^2)由此可以引申到黎曼幾何形式。在黎曼空間中，歐幾何被看作是特殊形式。若某曲面上，有一點Ａ，在其非常鄰近的周圍，必定存在局部的歐幾何形式。（這可以靠黎曼微積分來處理）不光如此，為了能盡好的探討Ａ點周圍的局部洛倫茲變換，還可以引入高斯座標來量化。由於受到廣義相對論的啟發，似乎我們存在的是一個到處都被扭曲的空間。至於是為什麼，需要下面討論。

 

<2>“時間”認為應該具有以下特性。即應該分為狹義量和廣義量。人們日常說的時間在兩種概念之間是很難區別的。第一，請看你的表，現在是幾點？你將得到一個確立的數字，它的意義不過是人類賦予的。第二，請再看下你的表，是否已經是許多分鐘以後的時間呢？是的，這段時間是有獨立意義的，但又有總體的意義。你或許會說，上面兩種其實是一樣的嘛。錯矣！當前人類陷於沒有辦法解救乙太的時候，狹義相對論的成熟期就來了！是的，時間這個概念，之所以沒有辦法去實際，去物化。其根本原因在於，它本來就不需要。

 

在閔可夫斯基的四維世界中，即引入了：虛時間√-1 ct=X4.(c為光速，t為相對時間)X1^2+X2^2+X3^2-X4^2=0上述等式符合洛倫茲協變。由此可以得出，狹義量時間的概念即是如此，在狹義相對論中，它是沒有獨立意義的。因為如果Ｋ'在Ｋ系中，必定有dt'＝dt√1-v^2/c2.在看廣義量時間，這個我可以大膽估計，如若不談宇宙的起源問題，那麼宇宙的“變化”（膨脹和收縮），從側面來反映大尺度上的時間。

 

現在來證明一下：①該項定則必定基於龐加萊的光速恒定的公理。②同樣在Ｋ和Ｋ'中，存在洛倫茲協變。③對於Ｋ和Ｋ'來說，雖然時間有相對上的差異，但那是狹義量，在廣義量的時間上，二者進程相同。最好的例子就是，相隔很遠的兩顆星球，在各星球上能觀察到較久以前的歷史，但它們依舊符合廣義量的時間。最後區別一下廣義量和狹義量時間的性質，狹義量，是針對單個事件變化的描述而引進的物理量，是不可忽略的物理量。廣義量是宇宙變化的實質，是不依賴任何其他自然規則的。關於時間旅行的問題，這裏沒有必要在談，悖論不計其數。

 

<３>關於時空。對於一個事件來說，其必須在在某段時間某段空間的條件下，才可有物理意義，這是當代關於黑洞或者宇宙的奇點問題的前提。換句話說，時空就像相對論中規定的那樣，被認為是一體的。二者缺一，是沒有什麼價值可談的。那麼回到上面的關於空間的論述中來，在黎曼世界中，有關於Ｎ維空間的擴展，從中設計到的張量分析，非歐幾何等數學原理，有些難以令人接受。此處暫不談。如果說是淺說的話，以我的數學知識還能在進一點點了。我為此而感遺憾。但是，關於空間的本身性質的確需要大量的數學論證。研究空間本身是有前人開路的，愛因斯坦當年就花了７年。

 

關於此可以簡單的介紹一下，所設計到的內容。比如，廣義相對論中中：從研究狹義量時間來說，就必須從簡單的狹義協變過度到閔可夫斯基四維計算式，閔可夫斯基把（x1,x2,x3,t1)引申到空間向量。再看，大家都應該熟悉黎曼吧，他的數學分支，微分幾何還有黎曼幾何，都是重要的廣義相對論的工具，正如在局部的笛卡兒座標中，同樣可以探討牛－伽定律。最難的就是，度規和黎曼曲率張量，這裏還不得不引入拓撲初步。。。空間的性質大體上就是如此考慮的，物體周圍能量的平均分佈有關，基於自身的“物理性質”。時間如果不把它嚴格劃分關係的話，就容易出現沒有價值的悖論和理論。但是它自身的優越性，還是沒有辦法排除的。

 

【呂錦華1940年生於江蘇省蘇州市。1958年畢業于蘇州市第五中學（原萃英中學），同年考入南京大學物理系。後因病休學一年半，1965年畢業于南京大學物理系物理專業理論物理專門化。工作後在上海市冶金系統多年從事工業自動化，先後被授“電子自動化”工程師、高級工程師職稱。2000年2月於寶鋼退休後，致力於字宙學、黑洞物理學的研究，2006年3月出版《大爆炸形成多宇宙時空》一書。2007年5月在MSN網上建立“呂錦華的宇宙學研究”的學術博客（Inttp：//jinhua—lv.spaces.live.com/），繼續其學術研究、交流。2008年5月將其在學術博客和在相對論論壇（http//www.unite.org.cn/ind01.htm）、山風工作室網站（sea3000.net/lvjinhua/）發表的部分文章編成《黑洞、白洞與時空的本性》。】