文 /陳鶚新
摘要:地球從大氣層到地表,以下還分地殼層、巖漿層、地心地核等,實(shí)際地球類似一個多層次的同心空心圓球。由此借助丘--田芯片和柯猜芯片科學(xué)智慧延伸,是地球表面發(fā)生的人類起源與文明發(fā)展,目前已進(jìn)入第四次孵抱期,即全球孵抱期。現(xiàn)在人類社會國家進(jìn)程出現(xiàn)的戰(zhàn)爭與和平多極化和全球化的分裂,研究分析國際國內(nèi)形勢的變化、科學(xué)殿堂內(nèi)外成果的交叉,不就是在遵循類似丘--田芯片和柯猜芯片的撕裂與不撕裂的空心圓球內(nèi)外表面翻轉(zhuǎn)的數(shù)學(xué)規(guī)律嗎?
關(guān)鍵詞:三旋場效應(yīng)、瞬時波、地球、丘--田芯片、柯猜芯片
【0、引言】
金屬、泡沫以及細(xì)胞組織,都是一個個類似馬賽克的空間區(qū)域相互作用形成的,這些小區(qū)域不斷變化----脹大、收縮或者合并,背后的驅(qū)動力都是表面張力;然而更深厚的認(rèn)識基礎(chǔ)是啥?
三旋場效應(yīng)聯(lián)系龐加萊猜想,引出球面、環(huán)面和空心圓球內(nèi)外表面的區(qū)別,反過來研究這三種幾何的整體結(jié)構(gòu)和它們的部分子之間的關(guān)系,不但有幻方、魔幻圖、瞬時波的數(shù)學(xué)和物理的奧秘,而且宏觀應(yīng)用到行星對應(yīng)區(qū)的地球氣象、重力等監(jiān)測,以及類似氣泡表面曲率變化,對幫助找到堅實(shí)的理論基礎(chǔ)和有效應(yīng)用,都很有意思。
【1、幻方延伸的魔環(huán)圖和瞬逝波是啥】
1、幻方
在《龐加萊猜想與超弦革命》中,我們提到在普朗克尺度的數(shù)量級范圍內(nèi),關(guān)于量子粒子隧道效應(yīng)1至9個“繞數(shù)”的幻方或縱橫圖研究,使我們想到遠(yuǎn)在公元前21世紀(jì)夏禹治水時的傳說,那就是后來人們稱的“洛書”,這實(shí)際就是我們說的幻方:
把從1到9的九個連續(xù)自然數(shù),裝進(jìn)排列成九格三行的圖,使任一橫行、任一縱列及兩條對角線的三個數(shù)加起來都等于15;而且,圖里的九個數(shù)又恰好是從1到9的九個連續(xù)自然數(shù),既不重復(fù),又沒有遺漏??梢娢覈糯目茖W(xué)已非常奧妙。
具有這種奇妙性質(zhì)的圖形不限于“洛書”,于是把從1到N的連續(xù)自然數(shù)所排成的方陣而具有類似性質(zhì)的,統(tǒng)稱為縱橫圖。目前它在組合分析、圖論、人工智能等各方面都有所應(yīng)用,它與“拉丁方”也有內(nèi)在的聯(lián)系,可用于實(shí)驗(yàn)設(shè)計領(lǐng)域??梢姽糯茖W(xué)幻方不能像有些人那樣,把它附會到封建迷信方面上去。
2、魔環(huán)圖
幻方,是龐加萊猜想正定理的球面層次的轉(zhuǎn)座子的映射。龐加萊猜想逆定理的環(huán)面,在更深一層次的轉(zhuǎn)座子的研究,這在我國古代,與“洛書”齊名的是“河圖”。
河圖,實(shí)際上是一個4×4階魔環(huán)圖。它將4×4個三旋轉(zhuǎn)座子表達(dá)在一個環(huán)圈體的表面上。如果我們把一個4×4階魔環(huán)圖環(huán)圈體的面豎放在眼前,環(huán)圈整體可以分為四段,各段表面又可分前、后、內(nèi)、外四部分,河圖將這4×4個塊的數(shù)字展開并以平面的形式列了出來。
它讓我們看到了瞬間展現(xiàn)的三旋轉(zhuǎn)座子所呈現(xiàn)的數(shù)字序列,這個序列是混亂的,它既不對稱,也非有序。例如,在環(huán)圈內(nèi)表面四個段皆為5,各段呈全等狀;環(huán)圈之前表層,四個段分別為5、0、5、0,呈現(xiàn)對稱狀;環(huán)圈之后表層,四個段分別為7、9、6、8,呈現(xiàn)交錯狀;環(huán)圈之外表層,四個段分別為2、4、1、3,也是呈現(xiàn)交錯狀。
如果將每段之內(nèi)、外、前、后四表層的數(shù)字相加,其和有16、17、18、19的結(jié)構(gòu),卻又呈現(xiàn)出有序狀態(tài)。在這里,環(huán)圈體轉(zhuǎn)座子的三旋可將對稱、有序、混沌統(tǒng)一起來。我們稱的魔環(huán)器,就是能作這種變動的理論模型。與幻方的某一組數(shù)字縱橫排列,相對位置不能變動不同,魔環(huán)器的數(shù)字可隨轉(zhuǎn)座子的相對位移而變動。
魔環(huán)器要抓住的數(shù)學(xué)關(guān)系是環(huán)面,即類圈體。我們不妨把魔環(huán)器簡化,用兩張透明的紙片,做成兩個相同的圓環(huán),平分每個圓環(huán)為8格,設(shè)第一個圓環(huán)圖1以反時針的格序?qū)懮弦弧⒍?、三、四,八,七、六、五,稱為對稱式;分一、二、三、四與八,七、六、五的軸線ab,稱為對稱軸線。設(shè)第二個圓環(huán)圖2為以反時針的格序?qū)懮弦?、二、三、四,五、六、七、八,稱為有序式。以圖2作對照底盤,以圖1作面旋和體旋圓盤?,F(xiàn)設(shè)圖1以反時針方向作面旋和體旋,并且旋轉(zhuǎn)速度都一樣,那么,在面旋運(yùn)動中,當(dāng)a點(diǎn)旋轉(zhuǎn)至原b點(diǎn),即旋轉(zhuǎn)180度時,體旋也正好旋轉(zhuǎn)了180度,即圖1圓盤已翻了一個面,ab軸倒了一個頭,這時我們透過圖1紙片來看ba軸的的右邊,5、6、7、8正好接上了對照底盤圖2反時針的次序。
于是,原來處于對稱情況下的序列,變成了有序。同理,如果將圖2也作此面旋和體旋,那么正好相反,有序變對稱。由此可知,“河圖”魔環(huán)器的順序排列實(shí)際上暗示的是二旋運(yùn)動,它的對稱和有序所表現(xiàn)的便只是某一瞬間所觀察到的靜止圖示;由此我們也看到,在二旋運(yùn)動中,對稱將轉(zhuǎn)化為有序,有序也將轉(zhuǎn)化為對稱。
上面我們涉及的三旋知識僅屬于初等的范疇,高等的引進(jìn)轉(zhuǎn)座子概念,如將理想的類圈體分成環(huán)段,環(huán)段上又分格,做成象魔方似的轉(zhuǎn)座子魔環(huán)器,那么這些轉(zhuǎn)座子隨著魔環(huán)面的三旋,其變化就將比魔方的4325億億余種變化還要多得多。
在這里,魔環(huán)面上的每一小塊移動面都可以看成是轉(zhuǎn)座子。如果把上面的兩個圓環(huán)盤換成魔環(huán)器,即沿著魔環(huán)表面的轉(zhuǎn)座子位,并列寫幾行連續(xù)自然數(shù)數(shù)列,再設(shè)想它們作面旋,體旋、線旋運(yùn)動,由于運(yùn)動總有干擾,不能永恒地保持同步運(yùn)行,因此,我們在瞬間看到的數(shù)目順序,往往就既不是對稱也不是有序,而是一片混亂。這樣,轉(zhuǎn)座子三旋便把對稱、有序、混沌統(tǒng)一起來了。
“河圖”魔環(huán)器的數(shù)學(xué)實(shí)踐是,由于自然的鏡面效應(yīng),就類似站在一面觀察魔環(huán)器的轉(zhuǎn)座子變化一樣,不能全方位地跟蹤一個轉(zhuǎn)座子,又同時注意到所有的轉(zhuǎn)座子。因此,如果在類圈體上作一個你要觀察的標(biāo)記,即跟蹤一個轉(zhuǎn)座子,那么在類圈體質(zhì)心不動而作三旋的情況下,你站在類圈體外觀察它出現(xiàn)的次數(shù),是成一種幾率波變化的。
這是一種無條件概率,例如,類圈體質(zhì)心同時又作平動或轉(zhuǎn)動,即在時空大范圍內(nèi)作運(yùn)動,那么,它的幾率波變化要比在單位時間,單位空間里的幾率波更明顯得多。
那么條件概率是什么?在這里,條件概率指的是站在類圈體的一個轉(zhuǎn)座子上對另一個轉(zhuǎn)座子的觀察。在這種情況下所觀察到的標(biāo)記轉(zhuǎn)座子出現(xiàn)的次數(shù),即使成一種幾率波變化,也不是無條件概率。
因?yàn)楸挥^察的轉(zhuǎn)座子雖然在作三旋,但觀察者所站的轉(zhuǎn)座子也在同一個類圈體上作三旋,因此兩個三旋之間的同構(gòu)性遠(yuǎn)比站在類圈體之外的觀察者大得多,即它們具有很大的系統(tǒng)自組織選擇性,觀察的次數(shù)并不是“隨機(jī)地分配”給觀察者的,因而它屬于條件概率的范疇。
3、瞬逝波
與幻方的某一組數(shù)字縱橫排列,相對位置不能變動不同,但又不變的相同,是宏觀量子現(xiàn)象中有一種很特別的“傳播”波,是一個“不動的”波形,不攜帶任何能量;在波的隧道效應(yīng)中,這叫做“瞬逝波”。
這種不動的波的例子類似駐波----兩端固定的繩子的波形就是這樣。這與量子隧道效應(yīng)有什么聯(lián)系呢?例如,當(dāng)光線以大于臨界角的角度射到玻璃表面的時候,雖然沒有光線透過玻璃射出到空氣中,空氣還是產(chǎn)生了某種波的擾動。這種不傳送任何光能的不動的波,波的擾動隨著離界面距離的增加而迅速減弱至消失。
如果把另一塊玻璃平行放置在第一塊玻璃旁邊,就可以看出這一現(xiàn)象與隧道效應(yīng)之間的關(guān)系。即這時,當(dāng)把兩塊玻璃移得很近,讓瞬逝波穿過第二塊玻璃的表面,一束透射光就出現(xiàn)了。
兩塊玻璃距離越近,重新出現(xiàn)的透射光就越強(qiáng)。其原因是,類似“套管弦”有讓更小粒子通過的孔徑,玻璃也有讓特定光粒子通過的“孔徑”,而兩塊玻璃接近時透射光增強(qiáng),這是在“被禁止通行”的空氣間隙中,瞬逝波的波幅衰減得還不夠大。在現(xiàn)代光學(xué)中,這種效應(yīng)是分光的基礎(chǔ)。
【2、從瞬逝波到不動波的宏觀運(yùn)用】
1、欒巨慶行星對應(yīng)區(qū)假說的宏觀運(yùn)用
1988年8月3日新華社報道,欒巨慶提出的行星對應(yīng)區(qū)假說認(rèn)為:行星影響地球除了引力之外可能還有一種力,他根據(jù)法拉弟的場論琢磨,宇宙間充滿電磁場,行星在這個大磁場中都會被磁化;當(dāng)金星或水星運(yùn)行到日、地之間時,這兩顆星就有了比太陽還大的磁力來影響地球,從而大大增強(qiáng)了對地球相應(yīng)緯度的磁感應(yīng)力。
這種磁感應(yīng)力可能吸引大量云團(tuán),因?yàn)樵茍F(tuán)水珠帶有陰電和陽電,電能生磁;從而影響大氣環(huán)流,造成流域性的氣候異常。
行星集中對應(yīng)的緯度,就可能大量降雨,而沒有行星對應(yīng)的緯度就可能長期干旱。但與欒巨慶對立觀點(diǎn)的人認(rèn)為,把大氣變化造成的天氣變化,全部歸于行星是不行的。
因?yàn)橥ㄟ^牛頓經(jīng)典力學(xué)公式的計算,100公斤體重的人,來自月球?qū)λ囊绷σ膊粫^11達(dá)因;而一只螞蟻就能使出100達(dá)因的力。其次,月球磁場現(xiàn)在只及地球磁場的二萬分之一,這是一個微不足道的數(shù)字,其影響比放在口袋里的一塊磁鐵小得多。
這種否定,聯(lián)系行星對應(yīng)區(qū),例如問:根據(jù)牛頓經(jīng)典力學(xué)理論,太陽系所有行星的引力合到一起,還不抵月亮對地球引力的萬分之一,月亮尚且不能引起天氣的異常,只能引起潮汐,那么遙遠(yuǎn)的行星怎會反倒影響地球的氣候呢?又如,朔日,月亮在日、地之間;望日,地球在日、月之間;每個月,朔、望日都有,按理對地球磁場感應(yīng)力應(yīng)該增強(qiáng),降雨也應(yīng)該增多,但實(shí)際大雨都不是每個月的朔、望都發(fā)生。行星對應(yīng)區(qū)假說缺乏自己的基礎(chǔ)構(gòu)造,而又想借用牛頓力學(xué)的框架,這就擺脫不了點(diǎn)體論坐標(biāo)那套公理化數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的指導(dǎo)。
難怪欒巨慶也意識到,行星影響地球氣候的現(xiàn)象用牛頓力學(xué)解釋不了。原因何在呢?因?yàn)橥ㄓ^牛頓力學(xué)框架一類的近代科學(xué),它們的基礎(chǔ)不外乎是用點(diǎn)體波粒坐標(biāo),從微觀到宏觀,從宏觀到微觀建筑的科學(xué)大廈。而且所謂的場論,也是用的這種點(diǎn)體波粒坐標(biāo)建構(gòu)的場論。
所謂的二值邏輯或多值邏輯,也是用的這種點(diǎn)體波粒坐標(biāo)判別的二值或多值。從龐加萊猜想根據(jù)的拓?fù)鋵W(xué)連續(xù)性可知,線段一樣的棒體或點(diǎn)一樣的球體,都能連續(xù)縮成一點(diǎn);但環(huán)面一樣的圈,與球面一樣的點(diǎn)是不同倫的。不管我們的想象力如何,也不能擺脫這種理論的困擾,因?yàn)閺耐負(fù)鋵W(xué)上證明圈面與球面不同倫,已經(jīng)給點(diǎn)體論坐標(biāo)的經(jīng)典數(shù)學(xué)、物理學(xué)以很大的沖擊。
2、三旋場效應(yīng)為欒巨慶解難
因?yàn)榘醋孕亩x,類圈的整體可以存在三種旋。
面旋:類圈體繞垂直于圈面的軸的旋轉(zhuǎn),如石磨繞磨心的旋轉(zhuǎn)。
體旋:類圈體繞圈面內(nèi)的軸的旋轉(zhuǎn),如撥浪鼓繞手柄的旋轉(zhuǎn)。
線旋:類圈體繞體內(nèi)中心圈線的旋轉(zhuǎn)。線旋一般不常見,因?yàn)楣腆w的表面肉眼不能看見動。三旋雖然是從圈體的形象引入門的,但三旋的概念建立之后,并不再需要圈體的形象就能獨(dú)立地存在。
現(xiàn)在看來太陽,地球和其它行星組成的太陽系,從天文學(xué)上可知,它們是早期太陽系星云圈態(tài)旋渦離散后的產(chǎn)物。如果學(xué)著點(diǎn)體論從微觀到宏觀,和從宏觀到微觀推演物質(zhì)進(jìn)化的模式,三旋圈態(tài)論從微觀到宏觀和從宏觀到微觀的物質(zhì)進(jìn)化,前者不必說,后者從脹觀、宇觀往下向看,星云集團(tuán)運(yùn)動產(chǎn)生的圈態(tài)(星云旋渦、星云行星類軌道圈光環(huán)),經(jīng)體旋、面旋、平凡線旋、非平凡線旋、節(jié)點(diǎn)線旋、收斂線旋、孤立線旋,才演化成為星球等粒子物體狀態(tài)的。
因此,我們稱星球是第一級離散類圈體,地球上的石頭之類是第二級離散類圈體……等等。這是一種下向網(wǎng)絡(luò),它從另一個方向把自然界的離散事物又串連了起來。即不僅粒子不可能從整體的三旋場效應(yīng)上被真正地分割,而且星球也不可能從整體的三旋場效應(yīng)上被真正地分割。誠然,太陽系中的慧星,在太陽系行星軌道圈上運(yùn)行的某些衛(wèi)星,分別反映了初期太陽系星云圈的線旋,星云軌道圈的線旋。
說得明白些,即太陽系初期星云圈破缺之后,它的面旋能量主要分給了太陽系的行星,線旋能量主要分給了穿過行星運(yùn)動面運(yùn)行的慧星,體旋能量主要分給了太陽。反過來,這也類似不動波,會形成一種瞬逝波,即它的三旋宏觀量子現(xiàn)象的反映之一是,離散類圈體不能從整體上被分割,會重演類圈體三旋的瞬逝波現(xiàn)象。
例如,太陽系里的行星走到一起的時候,會不會反映再現(xiàn)整體的三旋轉(zhuǎn)座子密度波信息呢?我們來看行星對大氣、對地球有沒有類似磁感應(yīng)的影響。在三旋力學(xué)中磁感應(yīng)現(xiàn)象是屬于線旋的反應(yīng);在離散類圈體系統(tǒng)中,是屬于多重線旋或多重線旋耦合,是一種二級線旋影響力;在行星之間確實(shí)是太弱了,而且也不具有統(tǒng)一密碼信息的效應(yīng)。
我們說的統(tǒng)一密碼信息效應(yīng),是指離散類圈體的一級整體三旋效應(yīng),是一種不動波。例如,木星、火星等行星與地球、太陽,走到了一定接近的位置,這種位置上的三旋效應(yīng)的轉(zhuǎn)座子密度波就表現(xiàn)了出來----因?yàn)檫@些離散類圈體原來都是屬于一個整體類圈體上的轉(zhuǎn)座子,集聚使它們反應(yīng)出本體上的三旋力;這種力既不簡單的是引力,也不簡單的是磁力,而是一種宏觀量子現(xiàn)象的效應(yīng)。我們稱為統(tǒng)一信息密碼;例如,我們平常說的電場就對應(yīng)面旋,磁場對應(yīng)線旋,溫度對應(yīng)體旋,這都是統(tǒng)一信息密碼的不動波的宏觀量子現(xiàn)象的表現(xiàn)。
而且從統(tǒng)一信息密碼得出的波場--流場自生電律,還認(rèn)為在一定的范圍內(nèi),微輕流子流如果能自組織形成線旋和面旋,那么不管它單個粒子顯不顯電性,群體都會產(chǎn)生電場效應(yīng)或電磁場效應(yīng)。
正是不動波,日、月、地球的這種模式,與地球、太陽和其它行星的這種模式是不相同的,這是兩個不同層次的信息密碼對應(yīng)區(qū)。
地球、太陽和木星、火星等運(yùn)行轉(zhuǎn)到一定的位置上,能再現(xiàn)初期太陽系星云圈上某一部分的三旋力學(xué)效應(yīng),地球也就獲得了某種極其微弱的一級統(tǒng)一密碼信息。眾所周知,極微弱的電磁波就能使電視機(jī)屏幕上出現(xiàn)美妙無比的圖像,因此即使這種統(tǒng)一信息密碼,比放在口袋里的一塊磁鐵的磁場強(qiáng)度影響還要少,但是正如換上一塊強(qiáng)度大得多的磁鐵也不能使電視機(jī)屏幕上出現(xiàn)美妙的圖像一樣,行星對應(yīng)區(qū)效應(yīng),并不在于行星有沒有磁場,能不能做磁介質(zhì),而在于行星的位置效應(yīng)能不能再現(xiàn)初期太陽系星云圈的三旋效應(yīng)。
當(dāng)然這種三旋效應(yīng)在行星離散很大時,是很容易消失的,而不像引力和磁力始終有數(shù)字可計算。所以當(dāng)行星與地球、太陽聚集時,這種三旋效應(yīng)是造成地球微輕粒子場,或者就是云團(tuán)或大氣流能自組織線旋和面旋的動力。而按波場--流場自生電律,這又會使地球微輕粒子流,或者云團(tuán)大氣增強(qiáng)電場效應(yīng)或電磁效應(yīng)?;蛘哒f,這種其它行星與地球、太陽聚集或成對稱分布再現(xiàn)的三旋效應(yīng),影響地球簸場并波及大氣環(huán)流或其它地球異常,由此各種因素綜合并落實(shí)到具體的地區(qū),才發(fā)生的相應(yīng)天氣或地理異變?nèi)绾闈掣珊怠⒌卣鸬取?/p>
【3、從瞬逝波到冰層融化導(dǎo)致重力低下】
破解加拿大上空重力神秘下降之謎,曾經(jīng)成為一些科學(xué)家談?wù)摰闹匾掝}。如2007年5月11日美國出版的《科學(xué)》雜志載文說,加拿大多倫多大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在北美地區(qū)特別是加拿大出現(xiàn)了重力低下的增加現(xiàn)象,如今,衛(wèi)星數(shù)據(jù)表明,這是由于在上一次冰河時代覆蓋加拿大全境3公里厚的冰層,融化所產(chǎn)生的延遲效益引起的。
此現(xiàn)象被稱作重力異常;這是衛(wèi)星探測到加拿大上空的重力場變化,分析重力復(fù)得與氣候?qū)嶒?yàn)衛(wèi)星(GRACE)4年來采集的數(shù)據(jù)后,得出上述結(jié)論的。通過分析數(shù)據(jù),研究人員發(fā)現(xiàn),加拿大區(qū)域重力場的微小變化反映出,受冰被重量壓迫的地球外殼在冰被消失之后,地球外殼開始處于反彈上升,從而對重力場產(chǎn)生了影響。
原先科學(xué)家已經(jīng)知道加拿大哈得遜灣地區(qū)的重力,比周圍地區(qū)較低;但一直沒有好的解釋。新研究首次向人們展示了一張由于冰河時代的延遲效益影響,北美地區(qū)重力場目前正發(fā)生變化的地圖。
研究人員還首次還原了已消失許久的勞倫泰德冰被的幾何結(jié)構(gòu)圖像:巨大厚重的冰聯(lián)合體呈現(xiàn)出兩個主拱頂,一個位于哈得遜灣的東部,另一個位于其西部。當(dāng)這個冰被消失后,它將海平面提高了60米。結(jié)果是,現(xiàn)在融化的冰留下了地球外殼還在反彈上升的烙印,也給此異常重力的出現(xiàn)留下了印記。而且在這前10年左右中,科學(xué)家開始懷疑地幔的對流,可能也起了重要作用。
他們認(rèn)為,即使地殼的反彈完全因?yàn)楸鶎尤诨?,但此地區(qū)重力低可能歸因于地幔對流。這將意味著大陸的某些部位遠(yuǎn)離構(gòu)造版塊的邊界,也可能是受地幔對流所致。
【4、空心圓球內(nèi)外表面到國際國內(nèi)形勢科技】
繼續(xù)上述類似研究,牛頓引力定律還告:物體之間的距離越遠(yuǎn),則引力越小。但這也許只是地表以上層次的重力情況,因?yàn)樽詮?006年龐加萊猜想正定理被獲證以來,“龐加萊猜想”的名稱熠熠生輝,聯(lián)系丘成桐教授早就在通過證明卡拉比猜想,創(chuàng)立卡--丘空間。
由此逐漸認(rèn)識到的龐加萊猜想空間基本性,早也有在萌動證明龐加萊猜想的計劃。特別是1966年美國的斯梅爾,證明五維以上的龐氏猜想獲得菲爾茨獎;1983年美國的弗里德曼,證明四維龐氏猜想獲得菲爾茨獎之后,無疑更刺激了丘成桐的萌動。繼續(xù)上述類似研究的這種科學(xué)智慧,最典型的卡拉比--丘成桐空間,都包含著洞,這再次聯(lián)系著環(huán)面。而為純數(shù)學(xué)理由研究的卡拉比--丘成桐空間的這種科學(xué)智慧,還有丘成桐和他的群體,以及科學(xué)殿堂內(nèi)外在國內(nèi)的情況。
先說科學(xué)殿堂在國外的,根據(jù)田剛院士等數(shù)學(xué)家的重要成果,從數(shù)學(xué)上嚴(yán)格證明用來計算卡拉比--丘成桐空間能放多少個球的公式,解決了幾百年的數(shù)學(xué)大難題的先聲,是1987年丘成桐和田剛,發(fā)現(xiàn)一種翻轉(zhuǎn)變換操作,使一定的卡拉比--丘成桐空間形式可以變換成其他形式。例如,想象把皮球的表面收縮到一點(diǎn),使空間結(jié)構(gòu)破裂,在破裂的卡拉比--丘成桐空間尖點(diǎn),再“翻轉(zhuǎn)”生成另一個球面。
田剛曾在丘成桐教授的指導(dǎo)下,作過研究工作。他們都想到了一塊----丘成桐--田剛擴(kuò)大研究卡--丘空間的戰(zhàn)果:空心圓球內(nèi)外表面在尖端撕破翻轉(zhuǎn),我們稱為“丘--田芯片”。即1987年丘成桐和田剛,在卡拉比--丘成桐空間尖端的翻轉(zhuǎn)上的變換操作“炸開(blowing up)”分析----他們把內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面,是對“卡--丘空間”包含有大量的洞和孔,組合卷曲成多維度形狀的尖端撕裂翻轉(zhuǎn)。
國內(nèi)與“丘--田芯片”對應(yīng)的是“柯猜芯片”----龐加萊外猜想的空心圓球神秘和怪異的翻轉(zhuǎn),難以預(yù)料:它不僅能滿足愛因斯坦方程表現(xiàn)出的某種內(nèi)在的對稱,更有待在量子引力通信與量子計算機(jī)的結(jié)合上運(yùn)用。丘成桐院士和他的學(xué)生田剛院士,只是在研究微分方程或微分幾何遇到奇異點(diǎn)時,采用“炸開”,作在翻轉(zhuǎn)。但卻不如“柯猜芯片”聯(lián)系抗擊新冠病毒的景觀----“外防輸入、內(nèi)防擴(kuò)散”,“封城”,“隔離、隔斷、封閉”的疫情分區(qū)分級“管控圈”,類似一個一個的“點(diǎn)內(nèi)空間”。然而互聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)微信視頻圖像等,對付程度空前的“隔離病毒,但絕不會隔離愛”----不需要撕破翻轉(zhuǎn)。
但“丘--田芯片”和“柯猜芯片”類似的科學(xué)智慧,早也遠(yuǎn)不止此----龐加萊猜想外定理演生的空心圓球內(nèi)外表面翻轉(zhuǎn)拓?fù)鋷缀螌W(xué),從前面瞬逝波宏觀運(yùn)用到地球重力場的微小變化反映,舉的欒巨慶行星對應(yīng)區(qū)影響地球大氣說,到加拿大重力低下監(jiān)測破解是冰層融化所致等例子,也得出與空心圓球內(nèi)外表面翻轉(zhuǎn)拓?fù)鋷缀螌W(xué)有關(guān)。
再說地球從大氣層到地表,以下還分地殼層、巖漿層、地心地核等,實(shí)際地球類似一個多層次的同心空心圓球。龐加萊的科學(xué)智慧超常,是與地表以上層次的重力情況不同的空心圓球內(nèi)的數(shù)學(xué)規(guī)律研究,他提出的光速不變原理和那令人驚嘆的雙曲幾何模型----龐加萊圓盤與球,在龐加萊的圓盤模型中,想象一下,離中心越遠(yuǎn)的點(diǎn),單位空間內(nèi)的線段長度仿佛在擴(kuò)展。這種雙曲空間的魔力,聯(lián)系龐加萊猜想的外猜想----空心圓球內(nèi)外表面可以不用撕裂翻轉(zhuǎn),實(shí)際也使弦論與暗能量、暗物質(zhì)及顯物質(zhì)有了聯(lián)系。
因?yàn)樵谠?、原子核、質(zhì)子、中子和夸克膠子等離子體的“殼層”等內(nèi),發(fā)現(xiàn)如夸克禁閉,聯(lián)系暗能量、暗物質(zhì)效應(yīng),類比黑洞火墻的“殼層”,是類似試管弦管口是朝向“殼層”外排列。反之,把裝夸克、反夸克和膠子組成的強(qiáng)相互作用粒子看作“口袋”,朝向口袋“殼層”內(nèi)排列的是試管弦管底。這種無“開口”的一端,形成的類似空心圓球的內(nèi)膜面,它的“無極性”其實(shí)類似彈簧,越接近“殼層”,反彈力越大。這類似龐加萊雙曲空間二維張量模型,距離并不是固定的:圓圈內(nèi)的點(diǎn),離圓心越遠(yuǎn),與該空間中點(diǎn)的距離收縮得就越多。
由此分析夸克禁閉,不管量子色動力學(xué)說它與強(qiáng)力有關(guān),其實(shí)這還與強(qiáng)相互作用粒子“口袋”殼層,類似“火墻”的暗物質(zhì)和暗能量試管弦粒子,跟龐加萊雙曲空間二維張量也有聯(lián)系。由此借助丘--田芯片和柯猜芯片科學(xué)智慧延伸,是地球表面發(fā)生的人類起源與文明發(fā)展,目前已進(jìn)入第四次孵抱期,即全球孵抱期?,F(xiàn)在人類社會國家進(jìn)程出現(xiàn)的戰(zhàn)爭與和平多極化和全球化的分裂,研究分析國際國內(nèi)形勢的變化、科學(xué)殿堂內(nèi)外成果的交叉,不就是在遵循類似丘--田芯片和柯猜芯片的撕裂與不撕裂的空心圓球內(nèi)外表面翻轉(zhuǎn)的數(shù)學(xué)規(guī)律嗎?
要掌握以上規(guī)律,也許還類似三百多年前,牛頓開始思索蘋果為何會掉落?并因此而發(fā)現(xiàn)的萬有引力。如此繼續(xù),也類似欒巨慶行星對應(yīng)區(qū)影響地球大氣說,到加拿大重力低下監(jiān)測破解冰層融化所致等特質(zhì),重力也不是永久不變的,而是會隨著時間而改變的。例如,在地球內(nèi)部一些極為緩慢的過程,會造成重力場發(fā)生變化。
如地球極區(qū)的冰在過去比較多,這些冰的重量讓地球在兩極的方向較為扁平?,F(xiàn)在由于部分的冰融化,原本被重壓的陸地反彈而上升;如加拿大北部就正在上升中,這點(diǎn)可由重力場的變化而得到印證。
而且早在2002年美國宇航局發(fā)射的、命名為GRACE(重力恢復(fù)與氣候試驗(yàn))的任務(wù),就是對重力場的變化進(jìn)行非常高精度的測量。
GRACE的優(yōu)勢是測量一個地區(qū)的重力,是與此地區(qū)的質(zhì)量成比例。GRACE包含兩個完全相同的衛(wèi)星,在軌道上相距220公里,并且在距離地面500公里的軌道上運(yùn)行。當(dāng)重力發(fā)生變化時,重力的微小變化將首先影響到前面的一顆衛(wèi)星,例如,把它略微拉向地球,因此它就稍微遠(yuǎn)離身后的伙伴。衛(wèi)星上的微波測距儀將以微米級的精確度監(jiān)測兩顆衛(wèi)星之間的距離,每天至多向地面站報告5次。每30天衛(wèi)星就能掃過地球足夠多的面積,從而繪制出一幅完整的行星重力圖。
新結(jié)果可幫助科學(xué)家了解冰層變化動態(tài),和氣候變化如何影響地球上質(zhì)量和冰層的分布,以更好地了解陸地是如何隨時間形成和發(fā)展的。如GRACE這樣的測量,對于海洋學(xué)家來說也十分重要。因?yàn)樗麄兿胍浪姷暮Q蟮匦?,其中有多少是由重力而非洋流塑造而成?/p>
【5、從瞬逝波到空心圓球膨脹、收縮規(guī)律】
三旋場效應(yīng)類似以上研究的需要,龐加萊猜想引出球面、環(huán)面和空心圓球內(nèi)外表面的區(qū)別,與宏觀應(yīng)用到行星對應(yīng)區(qū)的地球氣象、重力等監(jiān)測不同,還可以聯(lián)系比地球半徑小的氣泡表面的變化現(xiàn)象。
如再說金屬、泡沫以及細(xì)胞等組織,都是一個個類似馬賽克的空間區(qū)域相互作用形成的,這些小區(qū)域不斷變化----脹大、收縮或者合并,背后的驅(qū)動力都是表面張力,聯(lián)系1952年著名的數(shù)學(xué)家馮?諾依曼,揭開二維氣泡的一些規(guī)律,即氣泡的變化取決于表面總曲率。
此外他還將此復(fù)雜的曲率計算,簡化為考慮氣泡的側(cè)面數(shù)量。半個世紀(jì)以來,科學(xué)家都努力地將馮?諾依曼的結(jié)論,推廣到三維空間。據(jù)2007年4月26日英國的《自然》雜志報道,兩位教授----美國普林斯頓高等研究中心的數(shù)學(xué)家羅伯特?麥克弗森和猶太大學(xué)的材料學(xué)家戴維·什羅洛維茨,已解開了馮?諾依曼困擾科學(xué)界長達(dá)50年的難題:表面的彎曲形式的啤酒泡和肥皂泡,在膨脹、收縮及合并時的數(shù)學(xué)規(guī)律----通過一個拓?fù)鋵W(xué)的概念----歐拉特征數(shù),就能夠簡潔地描述曲率,能更快地完成其余的部分。
麥克弗森和什羅洛維茨兩位教授,是在歐拉特征數(shù)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造了一個抽象概念----“平均寬度”。利用這一概念,研究人員可以對任何物體進(jìn)行計算,而不用考慮它的具體形狀。他們指出:在三維空間中,氣泡不同表面之間交界邊緣的總長度,如果超過平均寬度的6倍,那么氣泡將會膨脹;反之,氣泡則會收縮。他們的結(jié)論簡化到二維空間時,就是馮?諾依曼提出的規(guī)律,并且已經(jīng)將這一結(jié)論推廣到4維甚至更多維的假想氣泡。不過科學(xué)家還需要進(jìn)行更為艱苦的工作,那就是要精確描述泡沫整體結(jié)構(gòu),隨著氣泡消失與合并的變化規(guī)律。
美國西北大學(xué)的應(yīng)用數(shù)學(xué)家薩沙·希格倫費(fèi)爾特教授說:在這兩位教授之前,許多研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了氣泡變化經(jīng)驗(yàn)性的規(guī)律和關(guān)系,一般都是考慮氣泡的面數(shù)。而這兩位教授最新研究得出的精確結(jié)論,是為這些規(guī)律找到堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。
【6、結(jié)束語】
任何物體進(jìn)行計算而不用考慮它的具體形狀,行不行?
因?yàn)槿S空間氣泡的變化規(guī)律,?主要受到表面張力的影響,導(dǎo)致氣泡在不受外加力場影響時呈球形----這是因?yàn)榍蛐尉哂凶钚〉谋砻娣e,使得氣泡的總表面能最低,從而最穩(wěn)定;似乎與具體形狀無關(guān)?。
具體來說,氣泡在三維空間中的變化規(guī)律,可以通過以下物理原理來解釋:
?表面張力?:氣泡受到表面張力的作用,使得表面積趨于最小----球面上各點(diǎn)曲率相同,各處受力平衡,因此氣泡在不受外加力場影響時呈球形?。
?內(nèi)外壓強(qiáng)差?:氣泡內(nèi)外存在壓強(qiáng)差,這個壓強(qiáng)差與氣泡的半徑和表面張力系數(shù)有關(guān)----通過數(shù)學(xué)推導(dǎo),可以得出氣泡形狀的數(shù)學(xué)表達(dá)式,進(jìn)一步分析其物理性質(zhì)?。
?邊界條件?:在特定條件下,如氣泡不同表面之間交界邊緣的總長度,超過平均寬度的6倍時,氣泡將會膨脹;反之,氣泡則會收縮?。
因?yàn)檫@些規(guī)律不僅在理論上,而且在實(shí)際應(yīng)用中,都有應(yīng)用意義和前景。例如,研制更持久和有效的材料,應(yīng)用于微處理器乃至核反應(yīng)堆等領(lǐng)域。但如果所有研究忘記三旋場效應(yīng),這似乎是科學(xué)困境。
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