(2)自转:在转轴或转点的两边可以有或没有同时对称的动点,但其轨迹都不是重叠的圆圈也不能同时组织起旋转面的旋转。如转轴偏离沿垂线的地陀螺或廻转仪,一端或中点不动,另一端或两端作圆圈运动的进动,以及吊着的物体一端不动,另一端连同整体作圆锥面转动。 (3)转动:可以有或没有转轴或转点,没有同时存在对称的动点,也不能同时组织起旋转面,但动点轨迹是封闭的曲线的旋转。如地球绕太阳作公转运动。 基本粒子具有自旋的性质,这是大家公认的。当然,粒子自旋不能理解为它环绕某一本征轴的旋转运动,只能说自旋粒子的表现与陀螺相似。因为宏观世界的物体,例如陀螺或汽车,不具有自旋的性质。虽然这些物体也可以环绕本征轴旋转,但是这种旋转不是它们的必不可少的性质;特别是,我们能够加强它们的旋转运动,也能停止它们的旋转运动,而基本粒子的自旋,既不能加强,也不可以减弱。而我们通过对很多微观物理现象的分析,联想到现在不再将基本粒子视为点状物而是延展性的物体,如果提出了基本粒子的结构不是通常认为的是球量子而是环量子的图像假论,就此,我们来分析基本粒子的自旋。 如果仍然站在球量子的观点,我们把它设想成陀螺状。它只有一类旋转的两种运动。我们设为A、a。大写A代表左旋,小写a代表右旋。但站在环量子的观点,这是一个复杂的语境分析问题。根据上述自旋的语义学的定义,类似圈态的客体我们定义为类圈体,我们把它设想成轮胎状,且拟设可为类似液态,那么类圈体应存在三类自旋,现给予定义: (1)面旋:指类圈体绕垂直于圈面中心的轴线作旋转。如车轮绕轴的旋转。 (2)体旋:指类圈体绕圈面内的轴线作旋转。如拨浪鼓绕手柄的旋转。 (3)线旋:指类圈体绕圈体内中心圈线作旋转。如地球磁场北极出南极进的磁力线转动。线旋一般不常见,如固体的表面肉眼不能看见分子、原子、电子等微轻粒子的运动。其次,线旋还要分平凡线旋和不平凡线旋。不平凡线旋是指绕线旋轴圈至少存在一个环绕数的涡线旋转,如墨比乌斯体或墨比乌斯带形状。同时不平凡线旋还要分左斜、右斜。因此不平凡线旋和平凡线旋又统称不分明自旋。反之,面旋和体旋称为分明自旋。 如果作为一种圈态编码练习,设面旋、体旋、平凡线旋、不平凡线旋它们为A、a,B、b和G、g、E、e、H、h。其中大写代表左旋,小写代表右旋。现在我们来看一个圈态自旋密码具有多少不同结合状态? 单动态──一个圈子只作一种自旋的动作,是10种。 双动态──一个圈子同时作两种自旋动作,但要排除两种动作左旋和右旋是同一类型的情况,是28种。 三动态──一个圈子同时作三种自旋动作,但要排除其中两种动作是同一类型的情况,是24种。 一个圈子同时作四种自旋动作,其中必有两种动作左旋和右旋是属于同一类型,这是被作为"禁止"的情况。所以我们也把三种动态叫做多动态。环量子的自旋是共计62种,比球量子的自旋的2种多58种。 四.量子引力的统一趋向语境分析 追求时空量子化概念。是继物质和光之后在物理学中的第三种表现形态。所谓20世纪30年代海森堡的测不准原理,暗示了量子粒子没有类似三维欧氏空间中那种通常的轨道运动,是站在球量子的观点的说法。如果站在环量子的观点就是以复杂得多的形式运动着。 例如,在环量子图像的类圈体上任意作一个标记,实际上可以看成密度波段,由于存在三种自旋,那么在环量子的质心不作任何运动的情况下,观察标记在时空中出现的次数是呈几率的,更不用说它的质心存在平动和转动的情况。这也是德布罗意坚持的波粒二象性始终只有一种东西,即在同一时刻既是一个波,又是一个粒子的模式机制;并能满足正统的哥本哈根学派M.玻恩对波函数的几率诠解。 今天数学中的群论、拓扑、非对易几何等,都已经得到很好的发展并且在物理学中得到了很好的应用。然而在大多数研究中,进行量子化的理论框架与其说是一种具体的理论,不如说是矛盾的波粒二象性球量子图像仍旧被保留了下来。在黑洞的中心或宇宙的初始状态,广义相对论中所描述的时空在很多情况下存在的所谓的"奇点",并不是一个困难。这种奇性出现的现象,人们认为是由于广义相对论时空连续的经典性质造成的,这是因一种不可分割的实数连续统局限造成的误解。 比如在黑洞的中心或宇宙的初始状态存在的所谓 "奇点",在这些奇点上时空曲率和物质密度都趋于无穷。这些无穷大的出现是理论被推广到其适用范围之外的强烈征兆,量子理论虽由所谓重整化方法暂得偏安一隅,但所预示着今天的量子理论很可能只是某种更基础的理论在低能区的"有效理论",是可被类似认为人永远不会死,死人也是活人一样的反相思维:奇点类似人的一生临近死点,是一种"点内空间"现象,环量子中心破缺的虚空,类似死人进入的虚空,在这个意义上环量子映射奇点的"点内空间"。霍金和彭罗斯等人证明,只要只要关于物质、能量以及因果性等一些合理的物理条件成立,在广义相对论中就不可避免地存在着奇点;在奇点处因果律遭到破坏,时空曲率和物质密度都趋于无穷,就类似人要死一样的自然,是一种"点内空间"现象。 通过环量子分析可以看到,经典时空非量子化的性质和量子力学的量子化之间的矛盾,暗示物理学概念需要对球量子图像仍旧被保留有一个大的变革。牛头不对马尾的球量子图像的语境联系,没有环量子语境与时空量子化的联系紧密的。所以在不同的语境中理解球量子和环量子的意义是完全不同的。从语形上来讲,球量子和环量子的概念是没有变的,但是语义范围却随着语境的变化一步步扩张。 这是诸多语境因素综合作用的结果,如果不考虑球量子和环量子的语境,就无法理解这种语义的多层次深入,无法从整体上理解球量子和环量子概念对时空不同层次的本体作出的有效说明,以及其间的关联所在。因此,从语境分析的角度去理解球量子和环量子概念的发展是必要的。球量子和环量子概念的发展是物理学整体语境作用下的结果,而不仅仅是物理学的逻辑或者某个物理学家的简单直觉。球量子和环量子概念意义的变化是语境中的变化,在不同范围的语境中,意义是可变的。 1、时空优先与物质的本体论地位优先,仅是个对时空层次接近的问题。牛顿所坚持的时空作为背景存在,是物质的本体还远离时空本体,时空连续性是可以理解的。场论中量子化把场变量都变成了算符,这些算符都是时间和空间的函数,物理态依赖于时间和空间;实际上一直以来物理学的形式体系没有对时空的背景性做过多的关注,是因为这种场论量子化把时间和空间已分成了两个不可分割的连续统,即实数连续统和虚数连续统的,这使所有的物理学家并不是有一致的对时空的看法。 超弦和圈量子引力的碰撞,超弦理论的背景相关性,偏向说的是物质几何图像;圈量子引力的背景无关性,偏向说的是能量几何图像,两者并无矛盾。而称为"时空实体论"和"时空关系论"之争的物理学哲学界的时空论战,是没矛盾找矛盾的职业本能。实体论主要基于描述时空的数学工具──流形,所谓"时空支配并高于处于时空中的物质",认为流形上的类似球量子图像的点代表真实的时空类似球量子图像的点。 类似圈量子引力的关系论者的许多物理学家,对实体论提出反对,认为事实上并没有真实的时空类似球量子图像的点的存在,认为微分同胚不变性与理论的时空背景无关性紧密相连,关于这方面典型的论述有洞论、狄拉克对规范对称性意义的分析等,其图景与圈量子微单元图像其实是貌合神离,其实质是多粒子系综的球量子图像。只是假定的"物质"和"时空"之间的直接区别。所谓实体论者赋予时空优先的本体论地位,和关系论者认为物质的本体论地位优先是等价的。比如开弦与闭弦混合对球量子和环量子的流形、拓扑类型等不分,甚至一些专家犯不同大小的球面是不同的拓扑类型的低级错误,也不就自责。 2、协变量子化,运用了微扰的处理,其基本的做法是把度规张量分解为背景部分和涨落部份。人们把微扰方法延伸到了量子引力理论中,由于超弦理论把场论中的点粒子改变成了一维延展的弦,弦被看作在背景空间中运动的客体。如果一个闭弦在度规场的弯曲时空中运动,这时,时空度规作为弦坐标之间非线性耦合的矩阵进入了弦的世界页的二维理论。正则量子化方法,把四维时空流形分割为三维空间和一维时间,从而破坏了明显的广义协变性。时间轴一旦选定,就可以定义系统的哈密顿量;量子引力波函数描述的也就是三维空间度规场的空间几何的分布。圈量子引力是正则量子化方案的发展,是广义相对论思想的传承,它在微分流形(一种没有度规结构的空间)上建立了量子场论,这样它完全避免使用度规场,从而不再引进所谓的背景度规。 与超弦理论的背景度规相比,其中经典的背景度规不应该有独立的存在性,而只能作为量子场的期望值出现。超弦理论在时空问题上沿袭了经典场论、量子力学、量子场论的时空依赖性特征,并不存在时空优先性;在场论中,物体间的力是通过物体周围空间中某种性质或者力场来传递的,场既可以表征为力场,也可以用力的空间分布的力线从几何角度描述。量子力学和包括量子电动力学、量子色动力学、量子弱电理论在内的量子场论也都建立在空间背景之下。场的量子化则是把场量对应为在相应的时空点产生和湮灭粒子的算符。规范场的几何基础是纤维丛理论。但基于绝对时空的不同认识发展出各自体系的超弦理论和圈量子引力理论,实际它们的成功和缺陷是互为补充的。
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