用超弦理論構建大統(tǒng)一理論的做法有待商榷(18)

1、用超弦理論構建大統(tǒng)一理論的做法有待商榷（作者：夏烆光）內容提要：本文從介紹大爆炸宇宙學和超弦理論的學術觀點出發(fā)，指出了大爆炸宇宙學和超弦理論的致命弊端。然后從三維空間和一維時間的傳統(tǒng)時空觀念入手，借助于普朗克長度和普朗克時間的量子化特征，從全新的物理視角上討論了光量子的靜止質量、及其在微觀領域中的運動特征，并借助于廣義時空相對論所取得地學術成就，明確地闡述了超弦理論的合理內核，及其在多維時空觀念上的致命錯誤。最后指出，廣義時空相對論，在統(tǒng)一四種相互作用力、協(xié)調相對論與量子理論的關系上，均有不俗的表現(xiàn)，所以不妨把它看成是“大統(tǒng)一理論”的新答案。關鍵詞：超弦理論 普朗克 基本粒子 廣義時空相對論

2、靜止質量 引力波 微波背景輻射 宇宙的年齡引 言 為了建立“大統(tǒng)一理論”，當代物理學已經(jīng)陷入歧途。的確，從源頭上說，浩瀚宇宙中的復雜現(xiàn)象，都可能追溯到同一個出發(fā)點，包括宇宙中已知的、和未知的星系，都可能起源于同一個星云；而所有星云也都起源于相同的分子；所有的分子也都是由幾百種基本粒子演變而來。這樣地思考問題本身并沒有錯。但是要說“宇宙也有開端”的話，這便是一個悖理的邏輯命題。因為，“宇宙”本身乃是“無限空間和無限時間”的別稱。所以，任何有限時空的持續(xù)疊加都不可能變成無限的“宇宙”。但是，由于物理學家們受愛因斯坦廣義相對論、和超弦理論兩個基本思路的長期影響，并順著這個思路不停地向前追根溯源，最終

3、走向了“宇宙大爆炸”的那一時刻。進而把一個無限的宇宙轉變成多個并行的“有限宇宙”。最終結果是，不僅造成哲學概念上的混亂，而且造成傳統(tǒng)宇宙觀的嚴重錯失。在我看來，任何有限的宇宙，都不過是更大意義上的星系團罷了。星系團可以自生自滅，但宇宙是不會自生自滅的。為了正本清源，這里擬從介紹當前的“大爆炸宇宙學”開始，探索“超弦理論”和“廣義相對論”的物理本質，以及它們的積極意義和原則錯誤，從而使人們清楚地認識到，超弦理論或許并不是建立“大統(tǒng)一理論”的有效工具，而愛因斯坦的廣義相對論也不是一個無可爭辯的引力理論。一 大爆炸宇宙學的基本要點現(xiàn)代主流派的學術觀點認為，今天的宇宙產(chǎn)生于一次巨大的爆炸。在爆炸前那個

4、時刻，空間、時間、和物質都融為一體，一切都歸結為一個“點”。宇宙從同一點出發(fā)，經(jīng)過大約137億年的漫長歲月，進化成一個復雜多變的物質世界。在這些現(xiàn)象的背后，肯定有一個最根本的物理規(guī)律在運行著，這就是宇宙起點的源頭規(guī)律，即“超弦理論”。它隱藏了宇宙開始時刻的十維空間景象。隨著十維空間的崩裂，超弦理論也分裂成兩個理論相對論和量子理論。此后，隨著物質豐富性的增加，它們又分裂成更多的理論。今天，我們不斷地向上回溯，終于描繪出宇宙大統(tǒng)一的完整圖景，即一個極具神秘色彩的十維宇宙（參見【1】）。雖然上述說法很神秘，所描繪的景象也很壯觀，但卻沒有告訴我們，這個十維宇宙之外，又是何等的景象？！這樣的“點”只有一

5、個呢，還是有很多很多個？。姑且不再往下追問。按著這幅圖景，在宇宙誕生前的秒之內，其直徑僅有厘米，其內部卻含有豐富的十維空間，所有的空間維都平等地卷縮在一起。在那樣的空間里，宇宙的能量極大、溫度極高，所有的四種力都融為一體?？墒牵@樣高維度、高能量、高溫度的空間是極不穩(wěn)定的，于是，宇宙大爆炸發(fā)生了。結果，維度被解散、能量開始發(fā)散、溫度開始降低。三維空間和一維時間無限地延伸開來，逐漸形成了今天的宇宙；而另外的6維空間，則仍然卷縮在普朗克尺度（厘米）的空間范圍之內。當宇宙處在0K這樣極高的溫度（是太陽溫度的1026倍）時，引力與其他“大統(tǒng)一力”分離開來，隨著宇宙的膨脹，引力不斷延伸而成為今天的“長程

6、力”。隨著宇宙進一步地膨脹和冷卻，其它三種力也開始破裂，“強相互作用力”與“弱電”力相互剝離開來。當宇宙產(chǎn)生秒之后，它的溫度降低到了0K，這時“弱電”力開始破缺，成為“電磁力”和“弱相互作用力”。在這一溫度下，所有四種作用力都已經(jīng)相互分離，宇宙成為由自由夸克、輕子、和光子組成的一鍋“湯”。隨著宇宙進一步地冷卻，夸克組合成質子和中子。在宇宙產(chǎn)生了3分鐘之后，穩(wěn)定的原子核開始形成。 當大爆炸發(fā)生已經(jīng)長達30萬年之后，最早的原子開始問世。當宇宙的溫度降至30000K，氫原子開始形成。此時的宇宙，開始變得透明，光可以在其中傳播數(shù)光年而不被吸收。在大爆炸發(fā)生100200億年后的今天，宇宙的不對

7、稱和破缺，導致四種力彼此間產(chǎn)生了驚人的差異。原來火球的溫度現(xiàn)在已被冷卻至30K，這個溫度已經(jīng)接近絕對零度（00K）。 這就是現(xiàn)代科學描述的宇宙演變史。隨著宇宙的漸漸冷卻，各種力之間已經(jīng)解除了相互糾纏而逐步分離出來。首先是引力破缺出來，然后是強相互作用力，接著是弱力，最后只有電磁力保持著不破缺。盡管多數(shù)人都認為，這幅宇宙圖景實在太離譜，不過這也是為統(tǒng)一四種作用力、建立大統(tǒng)一理論的一種大膽嘗試。二 用超弦理論構建大統(tǒng)一理論的做法有待商榷誠如所知，基本粒子理論證實，所謂的“基本粒子”可分為三大類，通常被稱為 “族”：一是輕子族：包括電子、中微子等；二是夸克族：包括上、下夸克、粲夸克、奇異夸

8、克、頂夸克、底夸克，以及各自的反夸克；三是媒介粒子族：包括光子、膠子等。除了夸克和電子外，大部分基本粒子都不組成更大的物質結構，例如，中微子從來不與其它物質發(fā)生相互作用；而媒介粒子，只是在其它粒子間起到傳遞力的作用。這些基本粒子的物理性質各不相同，原因是什么？它們?yōu)槭裁床煌５刈孕?？宇宙中為什么總是存在著四種不同種類的相互作用？這四種作用力，包括引力、電磁力、強力和弱力，是否具有相同的來源？為什么強力和弱力只能在微觀尺度上發(fā)揮作用，而引力和電磁力卻能在很大的宏觀范圍上起作用？在這些差別之間，有沒有共同的物理根基？。諸如此類的問題，一直困繞著科學家們。 事實證明，力是由粒子的交換而來的，

9、電磁力是由光子交換而來，弱力是由弱規(guī)范玻色子交換而來，強力是由膠子交換而來。兩個帶電粒子間的相互作用，是光子在兩個粒子間往來“穿梭”的結果，兩個帶電粒子通過交換光子而“相互影響”。但是在量子理論中，引力的存在是無法通過粒子之間的交換來理解的。因為，在微觀世界里，粒子自身質量不僅幾乎小到可以忽略不計，而且還總是在雜亂無章地快速運動著。因此，它們之間的引力便無從談起。所以說，量子理論根本無法涵蓋引力的作用機理。 四種基本作用力的不同，導致了現(xiàn)代物理學的兩大支柱相對論和量子理論，二者之間存在著尖銳的對立。廣義相對論與量子理論的根本對立，成為現(xiàn)代物理學最為核心的理論災難。為了能讓兩個理論協(xié)調

10、起來，物理學家做過大量的嘗試，他們以這樣那樣的方法，要么修正廣義相對論，要么修正量子理論。雖然一次次的努力都膽識驚人，但結果卻一個接著一個的失敗（參見【1】）。 終于在上個世紀末（1995年），超弦理論來了。超弦理論認為：在每個基本粒子內部，都有一根細細的線在振動，就像小提琴琴弦的振動一樣，因此這根細細的線就被科學家形象地稱之為“弦”。粒子內部的弦也有不同的振動模式，會產(chǎn)生出不同的粒子。不同粒子的性質，則由弦的不同振動模式來決定，比如說，電子是以某種方式振動的弦，上夸克又是以另一種方式振動的弦，如此等等。姑且不論，超弦理論所描述的宇宙圖景與現(xiàn)實的物質世界是否格格不入，也不論宇宙的演化

11、史是否同超弦理論的描述相近，而是說，超弦理論關于“有最小尺度（厘米）和最小時間尺度（秒），以及，在這個尺度下，弦是一段一段的細線，開弦就是一個段線，閉弦就是一個圓圈，每一個弦片所攜帶的都是一份一份的動量和能量”這一觀點本身，具有積極的物理意義。超弦理論認為：在微觀世界中，根本不存在“粒子”的概念。各種不同的粒子只不過是“弦”的不同振動模式。弦本身是很簡單的，只是一根極微小的線段而已。弦可以閉合成圈（閉弦），也可以打開（開弦）。一根弦還能分解成更細小的弦，也能與別的弦碰撞構成更長的弦。一根開弦可以分裂成兩根小的開弦；也可以形成一根開弦和一根閉弦；一根閉弦可以分裂成兩個小的閉弦；兩根弦碰撞可以產(chǎn)生

12、兩個新的弦?；谶@樣的描述，人們開始認為，自然界中所發(fā)生的一切相互作用，都可以用弦的分裂與結合來加以說明。應該說，這些描述正確地反映了微觀世界的基本面貌，因而是正確的。不過，超弦理論同時還認為，“當空間小到厘米后，時間和空間就會融為一體，空間維度就會高達十維，在這樣的情況下，即使空間還能分割，那也是我們目前所不能了解的”。對于這一觀點，本人實在難以茍同。因為，這顯然是把在3維空間和1維時間上本可以圓滿解決的物理問題，演變成必須到虛無縹緲的10維空間上去尋找答案的一個數(shù)學問題。須知，任何數(shù)學抽象都是建立在“具有絕對同時性”的時間觀念之上。所以說，“數(shù)學的抽象只有在純粹的數(shù)學中才是無條件的，有效的

13、”。在量子理論成立的物質層次上，決不能脫離“光速有限”這一物理事實，更不能脫離正確的哲學觀念。因此說，超弦理論并不是建立大統(tǒng)一理論的可靠之門。為了解開超弦理論的物理內涵，為了正確地認識愛因斯坦廣義相對論和超弦理論的歷史地位，下面依舊按著3維空間和1維時間的傳統(tǒng)觀念，從全新的物理視角從發(fā)，探索如何建立“大統(tǒng)一理論”，以及什么樣的物理理論已經(jīng)具備了“大統(tǒng)一理論”的基本特征。三 每個物質層次的物理量都有自己的最小單元如所周知，辯證的哲學觀念，一方面承認物質是無限可分的；另一方面也承認，分割過程中的階段性特征。也就是說，物質的分割過程必須是按著層次，由大到小，逐步地進行。換句話說，盡管“一尺之捶，日取

14、其半，萬世不竭”，但也必須按著它的結構層次，即分子層次、原子層次、亞原子層次等等，逐步地進行分割。這正是“物質的可分性和分割過程中的階段性的對立統(tǒng)一”。依照這一哲學觀念，在原子層次上，物理學已經(jīng)清楚地證明：宇宙中的最小時間過程（普朗克時間）s；最小空間尺度（普朗克空間）cm（參見【2】）?？紤]到這兩個參數(shù)本身的量子化特征，那么，用普朗克時間去除以普朗克長度所得出的運動速度，也必定是一個量子化的速度概念，即。 （1）嚴格的物理實驗精確地證明，這個比值和已知的光速完全相等，因此說，光速理應是量子力學領域中，微觀粒子運動的一個量子化的極限速度?；谶@一點，我們不妨大膽地推理，更小的量子層次，比如亞量

15、子層次，一定存在著另一類的“最小空間”和“最小時間”，因而也必定存在著“更大的量子化的極限速度”。那么，只要我們能夠給出亞量子層次上的最小空間尺度和最小時間過程，就能求出這個層次上的最大極限速度。“量子糾纏現(xiàn)象”的實驗結果業(yè)已證明，兩個相互糾纏的“關聯(lián)粒子”之間的傳遞速度，至少是光速的數(shù)萬倍以上。而糾纏現(xiàn)象在量子通訊技術領域中的巨大成就，有力地證明了上述推理的可靠性。四 從物質單元出發(fā)探索光量子的相對靜止質量考慮到普朗克長度除以普朗克時間所得出的普朗克速度光速乃是量子層次上物質運動的極限速度，那么，光速的變化率普朗克加速度也應是一個極限的常數(shù)。既然普朗克長度、普朗克時間、普朗克速度均具有量子化

16、特征，那么，這個普朗克加速度（）的任何增加或減少，也必定是量子化的。仿效上述做法，我們把普朗克速度除以普朗克時間，定義為普朗克加速度，即。按著上述關系，代入已知的相關參數(shù)，則有 （2）不難理解，這個參數(shù)也自然是個量子化的物理常數(shù)。牛頓第二定律告訴我們，物體的受力，物體的能量。其中的是物體的質量，是物體的加速度，是物體在受力方向上移動的空間距離，由此可以寫出物體的再根據(jù)量子力學的知識，微觀粒子的電磁能量又可以用它的振動頻率來描述，即?？紤]到最小微觀物質變化過程的量子化特征，我們利用“疊加原理”，把宏觀領域和微觀領域的同類物理量直接聯(lián)系到一起，并在國際單位制(SI)與厘米克秒制（CGS）中，推算出

17、最小的普朗克電磁質量 （3）其中，是普朗克常數(shù)（-bar）；是普朗克量子基頻振動的圓頻率，對應著電磁場的零點振動，即基頻振動。在量子力學中，電磁場的基頻振動并不產(chǎn)生光量子。所以，這一份能量對應著電磁場的“零點能”。假如我們取 ，則有（4）由此，在國際單位制下，可以推算出量子化的普朗克粒子的最小電磁質量 （5）據(jù)說，1971年，歌德哈伯等人的物理實驗表明：光子的固有質量（參見【3】）。顯然，這個實驗結果與（5）式所推出的“普朗克量子的最小質量”非常接近。下面以紫色可見光光量子為例，來估算一下這種光量子的相對靜止質量。已知，紫色光量子的最高振動頻率，由此得出最大可見光量子（紫色光量子）的“相對靜止

18、質量”為.（6）不難看出，這一估算質量的獲得，完全是基于疊加原理。五 廣義時空相對論關于光子相對靜止質量的計算公式根據(jù)廣義時空相對論所給出的質能公式（7）我們知道，當光子的絕對速度時，意味著觀測者停留在光源的位置上，則有 （8）實驗證明，光量子的能量。令，則得出 （9）其中，普朗克常數(shù)。是光量子的振動頻率，其單位是赫茲，其量綱是。為了使用上的方便，我們需要定義一個基本常數(shù)（10）把相關參數(shù)代入，可以導出 （11）由此，我們可以把光子相對靜止質量的計算公式寫成 （12）其中，為比例常數(shù)，而對應著從光源中高能級軌道上繞核旋轉的“軌道電子”回遷到低能級時，瞬間釋放出來的光量子所具有的固有質量，即相對

19、靜止質量，而是光子的“相對論質量”，即“動質量”。這就是廣義時空相對論給出的光量子相對靜止質量的計算公式（參見【4】第142146頁）。已知，可見光的頻率范圍在，由此得出在可見光光譜中，光量子“相對靜止質量”的數(shù)值范圍大約在之間（參見【5】）。在這里，紫色光量子的相對靜止質量（13）比較（6）與（13）式的計算結果，我們發(fā)現(xiàn)，從完全不同的理論基礎出發(fā)，卻能夠得出幾乎完全一致的計算結果。二者之間的相互印證，使我們敢于相信：兩種理論的計算結果都是正確的。六 用微波背景輻射的最新解釋來驗證紫色光量子的公轉半徑在廣義時空相對論的引力理論一文中（參見【6】），我曾經(jīng)把紫色光量子回轉運動的曲率半徑修正為，

20、并利用此文中導出的關系式計算出可視宇宙的年齡 （14）這一結果精確地證明，宇宙的可視半徑的確為137億光年。這一計算結果的相對誤差僅為 （15）在那里，我還重點地指出，如果能用物理實驗證明紫色光量子曲率半徑的取值維持在合理的實驗范圍之內，那就可以確切地證明以下五點：第一，上述推導所運用的理論是完全正確的；第二，137億光年的確是地球人目前的最大視距；第三，微波背景黑體輻射譜最大強度的頻率就是紫色光量子殘留譜線的頻率；第四，關于恒星系之間存在退行運動的哈勃定律是完全錯誤的；第五，大爆炸模型的宇宙生成論是完全錯誤的。為了確定紫色光量子公轉運動的曲率半徑，在那里還提出兩個實驗方案。方案之一：制作兩片

21、“縫隙”與“格柵”寬度均為1納米的精密玻璃光柵，疊放在一起，相對平移兩片光柵可使縫隙寬度從0變到1個納米。實驗時，光柵一側放置單色光源，另一側放置接收裝置。緩慢改變光柵縫隙寬度，在剛好透過（或遮住）單色光的瞬間，確定縫隙寬度，這個寬度就等于單色光量子的公轉直徑；方案之二：已知紫色光量子的頻率（），根據(jù)，測出線速度（），就得出（）的數(shù)值。本人實在沒有條件按著上述方案做實驗，國家的科研部門又根本沒有人會在意這些學術觀點，所以只好從不同的學術領域出發(fā)，另辟蹊徑，來探究光量子回轉半徑的大小?；谶@樣地考慮，我們不妨把以下的討論看作是確認紫色光量子公轉半徑的方案之三。為此，這里再以紫色光量子為例來討論。

22、可以斷言，以光速（）運動的光量子，其微觀尺度的改變一定是量子化的。這種量子化的增加或減少直接影響著光子回轉半徑的量子化增加或減少。令紫色光量子沿著前進方向公轉運動時的曲率半徑為、公轉圓周長為、比例系數(shù)為。那么，這些參數(shù)之間應滿足以下關系式，即 （16）由上式得出，紫色光子的回轉半徑為 （17）其中的比例系數(shù)，給出了理論計算結果與實驗觀測結果之間，公轉半徑的差別。粗淺地解釋，在一秒鐘內，個普朗克量子空間長度的疊加，形成了該紫色光量子回轉運動的一個圓環(huán)，圓環(huán)的周長為，這就如同彈簧的一個環(huán)節(jié)。與此同時，這個光量子又從運動起點開始，以光速向外傳播了一段空間距離，那么，它的運動軌跡就好像一根拉伸的彈簧。

23、用去除以這個尺度，所得結果便可以形象地理解為，它是紫色光量子公轉半徑的平均值。順便指出，這個尺度并不是光量子的波長，而波長（）乃是相鄰兩個圓環(huán)之間，光量子所移動的直線距離。比較文獻【6】引入的曲率半徑和上面求出的公轉半徑，得出 （18）這里的值略大于1，說明光量子在繞自己前進方向公轉時，其曲率半徑略有增加；也或許說明，在參考文獻【6】中，我們引入的曲率半徑略微偏大，再考慮到兩處紫色光量子頻率的取值也有較大的出入。作為學術探討，不妨再用，以及代入（14）式，得出 （19）已知，每一年共有，由此反推出地球人所能看到的可視距離約為 （20）這一計算結果，折合為133.8232億年，與137億年相差不

24、到3.18億年，誤差為2.3%。兩處計算結果的差別，完全是來自對紫色光量子曲率半徑和振動頻率的取值有所不同，別無其他原因。七 廣義時空相對論是某種意義的大統(tǒng)一理論用超弦理論作為數(shù)學工具，建立“大統(tǒng)一理論”的出發(fā)點在于，理論本身認為，點粒子內部的空間是六維的。以水管為例，由于觀測者距離水管的遠近不同，會發(fā)現(xiàn)不同的維度。離水管較遠，沿著管子長度方向這一維，才容易被觀測到；而繞著管子的圓圈很短，且卷縮在一起，就不容易被觀測到。比方說，這根管子就好像一根頭發(fā)絲或毛細管那樣細，要看那些卷縮的維數(shù)就困難了。所以超弦理論認為，在宇宙中，空間的結構既有延展的維，也有卷縮的維，就好像水管的例子，既有在水平方向延

25、伸的、大的、容易看到的維我們日常經(jīng)驗中的三維空間，也有像水管橫斷面上的圓圈那樣的卷縮的維。這些多余的維緊緊地卷縮在一個微小的空間之內，即使利用我們手中現(xiàn)有的最精密儀器，也根本不能探測它們（參見【1】）。上述觀點的根本錯誤在于，放棄了固定度規(guī)的物理觀念。追根溯源，放棄統(tǒng)一度規(guī)的做法，來自于愛因斯坦的廣義相對論。而廣義相對論的這種做法，又可以追溯到“黎曼幾何”和“羅巴切夫斯基幾何”。廣義相對論認為，當沒有任何物質或能量存在時，空間是平直和光滑的，就像一條拉得很平整的橡膠薄膜（參見右圖）。當放進一個保齡球時，平直的橡膠薄膜就會發(fā)生彎曲、或凹陷，即平直的空間出現(xiàn)彎曲。所謂的引力，就是這樣的空間彎曲導致

26、的，引力勢就像是橡膠薄膜自身的內應力。但是，這里把空間變成了橡膠薄膜的幾何形狀，而把真實的空間本身化為子虛烏有，這明顯是否認了空間和時間本身的客觀實在性。這種做法就如同，因為“模特兒”的照片不是模特兒本人，就否認模特兒的存在一樣，都是在違背哲學的認識論。針對上述觀點，我們必須首先指出：第一，在同一個物理問題中，必須使用“統(tǒng)一度規(guī)”的基本原則。否則，形式邏輯的同一律和相互比較就毫無意義。出現(xiàn)這種混亂思想的根本原因在于愛因斯坦，因為廣義相對論首先放棄了“統(tǒng)一度規(guī)”的討論原則。第二，放棄傳統(tǒng)時空概念做法也是源于愛因斯坦，這是由于愛因斯坦全盤接受了“馬赫主義”的時空觀念。至于相信“空間和時間具有幾何特

27、征”的思想觀念，則是把幾何公理成立的前提條件，虛擬時空與傳統(tǒng)的時空概念混為一談。須知，平坦的虛擬空間，是歐幾里德公理成立的前提條件；正曲率的虛擬空間是黎曼幾何公理成立的前提條件；負曲率的虛擬空間則是羅巴切夫斯基幾何公理成立的前提條件。而傳統(tǒng)意義上的空間和時間等概念，則是對所有物體存在形式的普遍性（共性）、和所有物體運動過程的普遍性（共性）所賦予的抽象描述，即表象，這就如同“動物”和“水果”之類的概念一樣，“水果”本身沒有“酸”與“甜”之分，“動物”本身也沒有“長毛”與“長麟”之別，同樣，“空間”也沒有“平坦”與“彎曲”這類的個性特征，因為在表象的過程中，這些“個性”已經(jīng)抽象的一干二凈。認識不到

28、這一點，就是否認傳統(tǒng)空間和時間概念的“客觀實在性”，就是混淆了“普遍性（共性）和特殊性（個性）之間的嚴格界限，就是把“普遍性”淪為“特殊性”，在哲學上，就是觀念錯誤（參見【7】）。與愛因斯坦的廣義相對論完全不同，在廣義時空相對論中，我導出的引力方程為 （21）這一組方程式，給出了在任意形式下，物質運動的基本方程。這里，第一個方程代表著物質的直線運動速度；第二個方程則代表物質的圓周運動規(guī)律；第三個方程代表著在均勻引力場中物質運動的基本特征；第四個方程則表明，微觀粒子在切線方向快速前進運動的同時，還存在著繞副法線方向的自轉、繞主法線方向的公轉；以及在公轉運動中的能量衰減。如果所討論的問題是可見光量

29、子在浩瀚宇宙中的傳播過程，那么公轉過程中的能量衰減，就會造成恒星系光譜的紅向移動（參見【6】）。顯而易見，這一學術成就徹底地顛覆了廣義相對論的引力理論和現(xiàn)代宇宙學中的某些重大結論。比如說，針對某種光量子，如果讓其逐個地通過一條狹縫，由于光子的運動軌跡本身并不是直線，所以在狹縫的干擾下，光量子在靶屏上的“彈著點”就帶有很大的隨機性。經(jīng)過一段時間之后，就會在狹縫后面的靶屏上呈現(xiàn)出一幅波動的物理景象；如果是雙縫實驗（見右圖），就會出現(xiàn)相互干涉的波動條紋。這就是微觀粒子“波粒二象性”的物理本質。除此之外，大量微觀粒子逐個地通過小孔時，由于小孔的干擾，也必然在彈著點的幾率分布上，表現(xiàn)出波動性特征。在量子

30、力學中，薛定諤波函數(shù)絕對值的平方（），剛好代表著微觀粒子統(tǒng)計分布的幾率，也再次表明，任何微觀粒子的運動狀態(tài)都是螺旋式的波動前進。由此可見，廣義時空相對論不僅能夠合理地解釋引力子的存在，還能夠圓滿地解釋大到137億光年這一地球人的“可視宇宙尺度”上懸而未決的天體物理問題，諸如恒星系光譜的紅移問題；微波背景輻射的黑體譜問題；同時也能夠十分清晰地解釋在量子領域中，光子的相對靜止質量、及其運動特征等問題。特別是，他還能夠十分清楚地解開微觀粒子波粒二象性的物理本質，從而在協(xié)調“相對論”與“量子理論”的相互關系上，以及在引力波動的量子化問題上，都具有不俗的表現(xiàn)。因此我們不妨坦率地說，“廣義時空相對論”就是某種意義上的“大統(tǒng)一理論”。歸納上述的討論，我們可以十分清楚地證明以下幾點：1. 光的頻率的確可以理解為，光量子在每秒鐘內繞著前進方向的公轉次數(shù)。2. 光的波長是兩個回轉周期之間，所移動的直線距離，它與光子能量和質量的大小無關。3. 物質的周圍，總是存在著不種類的物質場，比如電磁場，引力場等，不同種類物質場的波動，都會產(chǎn)生相應的物質波。任何種類的物質波都是量子化的向外傳播，而傳播過程中的運動軌跡，都是以自己的極限速度，螺旋式的傳播到遠方。4. 電磁場的內應力，構成了電磁勢。電磁場振動產(chǎn)生的微觀粒子就是光量子。不同頻率的光量子，其公轉運動