关于虚物质的设想和思考.doc

PAGE PAGE 1 关于虚物质的设想和思考 李友松1 石益祥 2 哈尔滨工程大学，哈尔滨 150001； 2. 浙江海洋学院，浙江 舟山 316004） 摘要：回顾了虚物质概念的提出过程，并从对立统一角度再次提出（纯）虚物质概念。给出了虚物质的基本特性，并用科学的事实论证了虚物质的存在。叙述了虚物质概念的基本涵义，找出了相对论和量子力学的适用范围，并提出了协调相对论和量子力学的方法。 关键词： 实物质 虚物质 虚数 非定域性 超光速 相对论 中图分类号：N031 宇宙——物质的系统是一个对立统一体，复数系统也是一个对立统一体，两者有着对立统一的相似[1]。 人们已从物理学的发展史发现，对于经典物理学“实数就是一切”，而对于现代物理学则“离不开复数”。 从两个对立统一体的相似，我们推出了结论 “实数是空间的数量关系，纯虚数是时间的数量关系，复数则是时空的数量关系”。[2]这是复数关于时空的本体论意义，而复数关于物质的本体论意义是，复数系统是物质系统的对立统一影子。 从两个对立统一体的相似进一步推出以下结论：第一，复数系统有实数和纯虚数的对立，物质系统应该有实物质和虚物质的对立；第二，数系因引入虚数而得以完备，物质系统也应该因引入虚物质而完备；第三，虚数的引入解决了许多在实数范围内解决不了的问题，如代数基本定理等，同时也使数学理论变得简单和完美，虚物质概念的引入也将能够解决当今物理学存在的许多谜一样的基本问题，如相对论和量子论的协调问题；亚光速和超光速的对立，或局域性和非局域性的对立问题等等，同时也将使物理理论变得简单和完美。 然而，人类习惯于将自己的思维方式局限在实的、可见的、可测的物质上，而对虚的、不可见的、不可测的物质很少表现出兴趣。虽说虚物质概念已在六十年代引入了，但迄今为止，很少有人注意、研究它，更不用说用它去解决实际问题了。 科学界这种重实轻虚的倾向，造成了物理学对物质的研究总是囿于实的局面。事实也确实如此，相对论研究实物质的运动，量子论的波函数虽然是复变函数，但至今仍用实物质的东西作解释，如对波函数必威体育精装版解释：虚部表示看不见的实的平面波。[3] 同时，实物质概念缺少了对立方，造成了物质系统的概念体系的不完备，使得人们无法运用对立统一这个根本规律去思考问题，从而使当今科学留下了许多谜一样的问题。 1虚物质概念的提出 虚物质概念可以溯源到科学家们对光速最大结论提出的挑战。Eienstein在论文“论动体的电动力学”[4]中对公式因子加了一个人为限制：不允许其取纯虚数值，于是得到，光速最大了；如果允许公式因子取纯虚数值，那么应有，光速就不是最大的，超光速运动概念诞生了。 最早提出超光速运动的是ShoTanaka，1960年，他写出了第一篇讨论超光速量子场论的文章 。[5] 1962年，Bilaniuk发表文章[6]，认为超光速运动同狭义相对论是相容的，并试图在狭义相对论的基础上建立超光速理论。1967年，Feinberg指出狭义相对论不禁止那些一开始就以超光速运动的粒子的存在，并起名为快子。[7] 我们总是把运动粒子的质量看成是实数，这样按照狭义相对论的动静质量转换公式，在超光速运动状态下的粒子——快子的质量应该是纯虚数；慢子（亚光速运动的粒子）的静止质量为实数；光子的静止质量为。按（是粒子的静止质量）的大小，物质大体可分为下列三种[8]： 为实数 ； （） ; (纯虚数) 。 满足的物质为实物质，是光，是虚物质。虚物质概念因静止质量为纯虚数而得名。虽然实、虚两种物质被认为能在一定条件下变换身分，即从实物质变到虚物质和从虚物质变到实物质，但却被认为不能通过加速或减速而改变其形态。 通过将复数系统的对立统一的形式结构相似移植进物质系统，我们提出了纯虚物质概念。它是纯虚数的背景，而纯虚数值则是纯虚物质的“度量”。从虚物质得以命名的原因可知，物理学中的虚物质概念实际上就是我们提出的纯虚物质概念。我们从不同角度提出了虚物质概念。下面，我们不加区分地使用它们。 2虚物质的基本特征 虚物质概念提出来了。但虚物质是什么，我们除了知道它的质量为纯虚数外，其它的便一无所知，更不用说寻找它的基本特征了。幸好我们有纯虚物质的影子纯虚数，在它那里保存着纯虚物质的最基本信息。把它挖掘出来，相似移植纯虚物质上，就是纯虚物质的基本特征。 2.1 实物质的特性： 同质性 实物质概念从实数相似移植过来，而实数可以比较大小，故实物质也可以比较大小。实物质的可比性意味着实物质的同质性（注意：此处的质，不是实物质的“肉”质，而且那个能产生引力的东西），倘若不然，实物质之间就不能比较大小。实物质含质的数量就是质量。 形体性 有大小的物质必然有形体。 有限性 有形体的物质必然有限。 离散性 有限的物