物质──宇宙的眼睛 ──论物质族结构的眼睛模型
王德奎1 马诚伟2 马经义3 （1、 绵阳日报社， 四川绵阳，621000 2、绵阳市中医院眼科医院，绵阳，621000 3、 四川师范大学成都学院通讯工程系，610000） 摘要：依据物质族质量谱公式，对应代夸克的质量K等于对应代的轻子的质量Q加上对应代的两种规范玻色子的质量B，这种叠加结构与眼睛的叠加结构类似的联系，揭示出时空相变产生的物质心脏，类似宇宙的眼睛，而且是六只眼睛，或者说我们宇宙的两只眼睛是一大一小的复眼，其中每只复眼包含三只小眼睛。其次，物质心脏的物质族质量谱结构的眼睛模型，也揭示了宇宙大爆炸开始的宇宙暴胀与时空撕裂后的时空缝合期中，物质族夸克、轻子、规范玻色子等24种基本粒子的起源。 关键词：时空撕裂、物质族质量谱公式、眼睛模型
一、 物质族质量谱公式 质量的起源是当代粒子物理学中公认的难题，因为粒子质量几乎破坏所有的对称性。而标准模型仍带有唯象性质，它包含十几个参量，并且对粒子的质量不提供理论解释。如何超越标准模型，从更根本的微观模型来解释粒子物理，就成为对理论物理学家的重大挑战。在这方面的努力，虽以超弦理论最引人注目，但实际弦理论也存在三大难题：A、弦理论解决了物质族分3代与卡一丘空间3孔族的对应，但仍有多孔选择的难题。B、弦理论解决了多基本粒子与多卡一丘空间形状变换的对应，但仍有多种形状选择的难题。C、弦理论解决具体的基本粒子的卡一丘空间图形虽有多种数学手段，但仍遇到数学物理原理的选择难题。而我们根据时空撕裂，能形耦合的物质族环量子轨形拓扑规范的宇宙弦，就是宇宙质量轨道圆，按人测原理计算得出了一组公式，能够计量出物质族全部夸克、轻子和规范玻色子的质量（见表1）。这组公式是：′ M=Gtgnθ+H （1） m上=BHcosθ/(cosθ+1) （2） m下=B－m上 （或B=m上+m下） （3） B=K－Q （或K=Q+B） （4） 上述公式，M为夸克和轻子的质量；G为质量轨道模数；n为物质族基本粒子的代数，取1、2、3；θ为质量轨道基角；H为质量模参数。对应每代夸克和轻子，有两种规范玻色子，它们的质量分别为m上、m下；B为它们的质量和，等于对应代夸克K与轻子Q的质量数相减。即对应代夸克的质量K等于对应代的两种规范玻色子的质量和B再加上对应代的轻子的质量Q。按自旋和电荷量子数的不同，夸克和轻子各分为两组：第一组的夸克和轻子是：G=1.22、θ=29°52′、H=－0.671，对应u、c、t夸克；G=0.1011、θ=28°54′、H=－0.0553，对应e、μ、τ轻子。 第二组的夸克和轻子是：G=0.124、θ=29°27′、H=－0.01，对应d、s、b夸克；G=289.797x10的－11次方、θ=28°54′ 、H=－158.44x10的－11次方，对应Ve、Vm、Vτ中微子。 现按上述公式，将计算得出的物质族基本粒子质量谱中，两组对应代夸克的质量K等于对应代的轻子的质量Q加上对应代的两种规范玻色子的质量和B，具体情况列于下：1、上夸克u的质量等于对应代轻子电子e的质量加上对应代玻色子光子与引力子的质量和； 2、粲夸克c的质量等于对应代轻子μ子的质量加上对应代玻色子胶子1与胶子2的质量和； 3、顶夸克t的质量等于对应代轻子τ子的质量加上对应代W玻色子与Z玻色子的质量和； 4、下夸克d的质量等于对应代轻子Ve中微子的质量加上对应代玻色子胶子3与胶子4的质量和； 5、奇夸克s的质量等于对应代轻子Vμ中微子的质量加上对应代玻色子胶子5与胶子6的质量和； 6、底夸克b的质量等于对应代轻子Vτ中微子的质量加上对应代玻色子胶子7与胶子8的质量和。 从表1可见，理论计算结果与人测实验数据很好地相符。由于反粒子与它的正粒子质量相同；同代的3种色荷夸克的质量也相同，该组公式能把物质族的61种基本粒子--即48种费米子、13种规范玻色子的质量一一算出。此外，还能提示把产生质量的希格斯粒子，考虑为是质量的最小单位，即一个希格斯粒子为0.01x10的－11次方Gev。在这里要说明的是，撕裂是分为宇宙创生和一般的场相互作用力两级，所以希格斯粒子不是以它的最小单位质量存在，因为宇宙创生，真空撕裂总是以轨道能级出现，单位的希格斯粒子是装在宇宙时空撕裂的轨形中，因此希格斯粒子实际很重。而在一般的场相互作用中，希格斯粒子只起作轨形面不平的摩擦支撑效应。这样希格斯粒子虽然与其它粒子共同存在，并且在本质上一部分时间变成的是其它粒子，但如果达不到宇宙创生级的能量，摩擦撕裂出的亚原子粒子，不再是时空撕裂宇宙创生的轨形组合，因此不会出现希格斯粒子质量大到荒谬的地步。 三代夸克与轻子的粒子模型，以及量子色动力学与电-弱统一理论，被统称为粒子物理学的标准模型，在概括和预言实验事实取得了非凡的成功。它预言了62种基本粒子，其中60种已被发现，只剩下希格斯玻色子与引力子尚待发现。在物质族质量谱规律表中，我们是把希格斯粒子的质量作为弦的微单元质量看的，即为0.01x10的-11次方GeV。按弦的对偶性，希格斯粒子的质量既是物质族粒子的最大质量来源，也是物质族粒子的最小质量单位。0.01x10的-11次方GeV为希格斯粒子的最小质量，它的对偶性的最大质量，科学家们估计大于112GeV，这也和单位宇宙质量轨道圆最大的反D膜撕裂暴涨结果有关。D膜和反D膜的碰撞使得这些膜湮灭衰变成相对论性粒子，这就是暴涨宇宙学模型中要求的重新加热，我们的宇宙中的能量和物质起源于这个加热时期。 依据物质族质量谱公式（1），利用图解法还可以得出夸克和轻子的动力学结构。作图的方法是：用X轴和Y轴作平面直角坐标系，O为坐标原点。设G=1为半径作单位质量圆，∠nθ角的一边与圆交于B点，过B点作质量圆的切线交于X轴的C点。再以O为圆心，OC为半径作圆，即为粒子对应的质量轨道。反之，该轨道对应严格的质量轨道角，并且是以质量轨道构造腔量子的环耦合撕裂模的。具有不同自旋和电荷量子数的夸克或轻子严格对应不同的质量轨道和质量轨道角，它们各分成两组三代。同组的三代夸克或轻子的质量轨道和质量轨道角，具有确定的值，不能连续变化，只能在确定值之间跳跃。它们的质量轨道角几乎三等分直角坐标系的第一象限角，即与30°、60°、90°接近；质量轨道角愈大，粒子的质量也愈大，需要匹配的撕裂能量也愈大，它的环耦合撕裂破缺、产生的希格斯粒子也愈多；而产生它需要的希格斯粒子也多。反之，质量轨道角愈小则相反。因此夸克层次的情况是：撕裂使真空破缺，撕裂使质量产生。 二、物质族结构与眼睛结构的全息原理 数学是打开自然秘密的钥匙，但从物理学理论这种高度抽象中得到的数学关系，涉及到一些无法测量的量，只有一小部分可以直接验证，这就要求从本质上与现实世界保持联系。日本物理学家汤川秀树认为，这最容易理解的方法，当然是用模型所进行的类推；而如果物理学只关心数字化的实验数据是否与从高度抽象化的公式中推算出的结果相符，发展下去将是令人感到空虚和妄谬的。他说，类推法是把过去熟知的东西作为图像，抓住还不十分清楚的物质的本质，预想两者之间具有的类似点，以发现和理解与其性质类似而性质不同的新事实。我们曾把类推法叫做自然全息，指模型是一种由此及彼的自然联系与思维联系的印记。物质族的结构实际上很复杂的，但最容易理解的方法也仍然是用‘模型’所进行的类推。这里，依据物质族质量谱公式（3）和（4），对应代夸克的质量K等于对应代的两种规范玻色子的质量和B再加上对应代的轻子的质量Q，其物质族质量谱结构类似一个叠加结构模型，我们曾提出过双凹碟形环形泡腔量子模型，现在我们进一步推出眼睛模型，以说明物质心脏的物质族质量谱结构类似我们人的眼睛结构。但这是宇宙的眼睛，而且是六只眼睛，或者说我们宇宙是两只一大一小的复眼，其中每只复眼包含三只小眼睛。 这和其他科学家为解释类似夸克禁闭等现象，提出的一些著名模型不同。如1968年 杨振宁等提出的碎裂模型，后发展为极限碎裂模型，即相干液滴模型；1969年Nambu及Nielson等基于强子的双关共振模型的受激谱数学上表现得像弦，提出的弦（string）模型；1974年Chodos和莫大峻等提出限制强子在一个有限空间区域的MIT袋模型；1975年Bardeen等利用φ4场的孤子解得出一种新的SLAC袋模型。1977年Friedberg和李政道推广了孤子理论，得到两种袋模型是这一理论的两种极限情况。其它还有边缘模型及多边缘（multiperipheral）模型、衍射模型、势模型、吸收模型，削裂（strip）模型和各种窄共振模型等等。人们还研究了各种标度理论及其破缺。但这里我们暂只存而待论。 三、从物质族质量谱公式看眼睛的结构 （一）人的眼睛类似镶嵌在眼皮“切口”之间的近似球形的叠加结构，它是把通过光传递的自然信息，编码为大脑能感受和理解的生理、生化信息的第一关。位于眼眶内的眼球最前端突出于眶外，不但受眼睑保护，而且还受眼泪水的润滑和洗涤。眼球包括眼球壁、眼内腔和内容物、神经、血管等组织。 1. 眼球壁主要分为外、中、内三层。外层由角膜、巩膜组成。中层又称葡萄膜，色素膜，包括虹膜、睫状体和脉络膜三部分。 内层为视网膜，是一层透明的膜，也是视觉形成的神经信息传递的第一站，具有很精细的网络结构及丰富的代谢和生理功能。 A、角膜类似镜头，是光线进入眼球的第一道关口。俗称"黑眼珠"，其实它透明无瑕 ，只是由于眼球壁的其他部分好像照相机的暗箱、当人们通过这层透明组织看黝黑的眼内时 ，才产生黑的感觉。角膜组织分5层：上皮层、前弹力层、基质层、后弹力层、内皮细胞层。如果角膜上皮受损，一般24小时内不留痕迹地愈合。 B、瞳孔类似光圈，俗称"瞳仁"。外面光线强的时候，瞳孔缩小；光线弱的时候，瞳孔变大，从而使眼睛里接受的光线总是恰到好处。 C、晶状体类似全自动变焦镜头，位于瞳孔虹膜后面，呈双凸透镜。正常人既能看近又能看远，全依赖于晶状体的调节。如果晶状体变混浊，就称为白内障。 D、视网膜类似胶卷，起感光功能。虽然视网膜很薄，结构却很复杂，分为10层，感光的细胞主要是视锥细胞和视杆细胞。视锥细胞主要负责明视觉和色觉 ，视杆细胞主要负责暗视觉。脉络膜类似照相机的暗箱。主要由血管组成，因此还兼有营养眼球的责任。 E、虹膜类似光圈的叶片。如果光线过强，虹膜内瞳孔括约肌收缩，则瞳孔缩小；光线变弱 ，虹膜开大肌收缩，瞳孔变大。 F、巩膜类似相机壳，对眼球的内部结构起保护作用，白色不透明，占据整个眼球后面约5/6的范围。俗称白眼，就是靠近角膜的巩膜和其上一层透明球结膜。 2. 眼内腔和内容物。眼内腔包括前房、后房和玻璃体腔。 眼内容物包括房水、晶体和玻璃体。三者均透明，与角膜一起共称为屈光介质。 3. 视神经、视路。视神经是中枢神经系统的一部分。视网膜所得到的视觉信息，经视神经传送到大脑。视路是指从视网膜接受视信息到大脑视皮层形成视觉的整个神经冲动传递的径路。 4. 眼附属器包括眼睑、结膜、泪器、眼外肌和眼眶。眼睑分上睑和下睑，居眼眶前口，覆盖眼球前面。结膜是一层薄而透明的粘膜，覆盖在眼睑后面和眼球前面。由结膜形成的囊状间隙称为结膜囊。泪器包括分泌泪液的泪腺和排泄泪液的泪道。眼外肌共有6条，司眼球的运动。 （二）达尔文认为，人眼这样一种极其完美和复杂的器官，如果好似通过随机突变和自然选择进化而来，这类似荒唐；但他也说，如果我们能够显示，从一个简单而不完美的眼睛到一个复杂而完美的眼睛之间，存在着许多渐变的层次，那么这个困难就能被克服。2004年欧洲分子生物学实验室的科学家阐明，人眼的进化起源于脑中的光敏细胞的进化，但也仅揭示的是分子生物学进化层次的秘密。自然全息原理揭示，物质进化在某一层次产生的某种“模式”，也会在下一段层次或上一段层次中找到它的影子。 自然进化产生眼睛，其结构与功能的复杂，让人叹为观止。但如果眼睛的结构与物质族质量谱的结构有类似的地方，那么自然进化的秘密也就不难理解了。因为我们不妨从大的方面，把眼球或巩膜类比夸克的质量K，把眼内腔类比轻子的质量Q，把角膜加虹膜类比两种规范玻色子的质量和B，那是很有意思的；或者把眼皮看作时空背景，把眼睛进化看作类似眼皮的脑部光敏细胞的相变，对应宇宙时空相变的物质进化，那么还可以把眼泪水或房水，看作类似轻子，如电子和中微子；把晶体加玻璃体看作类似的两种规范玻色子，而把整个眼睛的结构与功能看作类似的夸克的结构与功能，也是有启发性的，即是有发现和理解与其眼睛结构性质类似，而性质不同的物质族结构新事实的地方的。 四、从物质族质量谱公式看宇宙大爆炸 从物质族质量谱公式可以看出，宇宙大爆炸在同一段时间、同一点，不是只发生了一次大爆炸，而是一先一后、一大一小发生了两次大爆炸；并且每次大爆炸是响了三声，这是因为在大爆炸开始的宇宙暴胀与时空撕裂后的时空缝合期中，经历的物质相变有三次的不同产生的。这对应我们的宇宙，是六只眼睛，或者说我们宇宙是两只一大一小的复眼，这每只复眼包含有三只小眼睛。这不仅是我们推出的物质族质量谱公式告诉的，也是我们人测原理的实验告诉的。这是一个可判决或证伪的结论。 从前我们提到的物质族质量谱公式得出的胶子球候选者中最佳组合态预测的检验方法，可以在实验室里测量而能判决或证伪的结论，也仍有效。 参考文献 1、王德奎，物质族基本粒子质量谱计算公式，大自然探索，1996年第3期； 2、王德奎，三旋理论初探， 四川科学技术出版社， 2002年5月； 3、王德奎，解读《时间简史》，天津古籍出版社 ，2003年9月; 4、王德奎，从卡一丘空间到轨形拓扑， 凉山大学学报，2003年第1期。 作者简介：王德奎，59岁，研究员，绵阳日报编辑，Email:y-tx@163_com 马诚伟，62岁，主任医师，绵阳市中医院眼科医院院长，成都中医药大学兼职教授。 马经义，24岁，助教，四川师范大学成都学院通讯工程系。 | 
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