李学生的107个理论物理问题及简解

⒆假设在水平地面上一个物体静止，在各个方向上均匀接受热辐射，根据能量守恒定律和狭义相对论物体的能量增加，静止质量增加，动量不变，根据动量定理物体所有合力为0；在水平地面上有一位观察者以0.99C匀速运动，他测量的物体的动量增加，根据动量定理物体所受合外力不等于0，这是否与相对性原理矛盾？如果把引力质量和电磁质量分开，显然不存在这样的矛盾，光子是电磁质量，不具有引力质量，不影响物体的质量.

⒇“各惯性系测出同一物体的速度、质量都不同，测出光子的速度和质量就相同”，如果把光子的质量看做惯性质量的话会出现矛盾，例如光垂直照射平面上发生反射和折射，对于反射光子的速度从c到-c，是否存在静止时刻，加速度为无穷大；在折射过程中，从c到c1加速度也是无穷大.这说明光子的质量不是引力质量，电磁质量不满足洛伦兹变换.

（21）根据质能方程，能量与质量成正比，动能和势能（重力势能、引力势能、弹性势能以及转动势能等）都与质量成正比，但是电势能与电量成正比，与质能方程存在着不协调性.

（22）量子场论是狭义相对论和量子力学结合的产物，他们都是研究电磁质量的.量子电动力学在电子反常磁矩(g-2)/2上的成功可以让人深入体会到这一物理理论如何深入地“触及真实”── 电子反常磁矩(g-2)/2的实验值：0.00115965218073（±28），电子反常磁矩(g-2)/2的理论值：0.00115965218204（±72），小数点之后的11位都是吻合的.但是在计算电子的总势能时得到为e2/R，电子几乎没有半径，出现发散的问题.为此量子场论提出重整化理论解决了这一矛盾，量子场论的这种成功可以说是触及了自然的真实同时又挑战了最基本的数学规则.可是类似地对于电子的引力质量总势能也可以得到总势能为e2/R，电子几乎没有半径，也会出现发散的问题.是否也需要重整化？以上分解成的22种的电磁质量和引力质量的思考认识，为啥仍然类似画地为牢？是因不明白零点能是无限大正负量子对的随机的涨落(0＝±1，0＝±2，0＝±3……0＝±n；0＝±1i，0＝±2i，0＝±3i……0＝±ni)。而任何形式的能量都和引力耦合，零点能也不例外。但“点外空间”中和引力耦合的零点能非常小，消除无限大零点能的办法是引入最小距离，如果这个最小距离是普朗克长度，所得到的零点能非常大。因为这是对偶性的。如果暗能量的密度和临界密度接近，那么暗能量本身就应该和宇宙的尺度有关。

用“全息砖”原理，可把暗能量与宇宙尺度联系起来。例如，如果暗能量就是零点能，即是“点内空间”能，那么对应的短距离截断，即紫外截断不能任意地小；如果紫外截断太小的话，给定的红外截断之内就可能形成黑洞，从而用来计算零点能的方法也就失效。其次，宇宙尺度也可和光谱线联系起来，和物质族质量谱联系起来，因为其光谱线是环量子弦论的三旋跃迁，物质族质量谱也是质量轨道圆的跃迁。如果暗能量的大小是随机的，这不奇怪。人择原理的应用需要假定一些物理常数，如宇宙学常数不是真正的常数，而是可变的，如暴胀期、静止期、匀速膨胀期、减速膨胀期，加速膨胀期，而且可能还存在许多不同的区域，每个区域中的一些物理常数与其它区域也不同。在“弦景观”图象的理论框架中，结论是存在许多不同的"真空"，这些真空是一个极大的景观中的局域极小。这又会到了环量子弦论图象。

但“点外空间”中和引力耦合的零点能非常小，消除无限大零点能的办法是引入最小距离，如果这个最小距离是普朗克长度，所得到的零点能非常大。因为这是对偶性的。如果暗能量的密度和临界密度接近，那么暗能量本身就应该和宇宙的尺度有关。能量守恒从哪里来？都因与“0”算术及代数运算──“1→1”、“0→1”、“1→0”；1=1；1=1=…=1；1+（-1）=0；0+0=0；0+0+…+0=0,以及零点能是无限大正负量子对的随机的涨落(0＝±1，0＝±2，0＝±3……0＝±n；0＝±1i，0＝±2i，0＝±3i……0＝±ni)等有关。其实这与“0”在数学上属于算术及代数等的运算原理有关──“1→1”、“0→1”、“1→0”；1=1；1=1=…=1；都因是有1+（-1）=0；0+0=0；0+0+…+0=0等自然数、实数、虚数、复数的加法计算原理。由此涉及到量子起伏、真空起伏等类似卡西米尔效应收缩效应的检测和霍金黑洞辐射、暗能量包含类似虚数能量效应等现象的观察。这里如果把类似正负数对简单加法计算的算术、代数等于“0”的原理，看作弦理论的振动、能量守恒起源等的纯数学“数论”，那么弦理论即有无穷多的对称：即有无穷多的无穷大对称，也有无穷多的无穷小对称；还有无穷多的无穷大与无穷小对称，而包括所有的时空。

Ⅷ 统一场论问题

物质世界是高度统一的，它们遵循统一的物质规律，这是统一性原理最基本的观点.物质的微宇观现象、微观现象、宏观现象和宇观现象都遵循完全相同的物理规律，在任何物质层次上，物质之间的场相互作用.

1.在已知的主要的相互作用中，都有着明显的区间作用性：在强子内部和周围，强相互作用起着主要作用；在原子世界，电磁相互作用占着主导地位；引力相互作用在微观世界是微不足道的，到了太阳系世界，它才成了支配天体运动的主宰.强力大于电磁力大于弱力大于引力.质子与质子之间的强力=质子与中子之间的强力=中子与中子之间的强力，现代物理学认为弱相互作用和强相互作用只适用于微观世界，可是微观与宏观没有截然的界限，微观、宏观、宇观是人为规定的，人类的生存空间并不是宇宙大的方面和小的方面的绝对分界线，这显然存在着不协调性.是否满足玻尔的对应原理呢（同一个物理世界，不能仅仅因为物体大小的不同，就需要不同的两个理论来描述）？宏观与微观不相一致，是物理学的根本性错误.因为宇宙自然本来是统一的，没有什么宏观与微观之分.宏观是由微观构成的，微观是宏观的缩影而已.宏观是整体，微观是部分，整体与部分不应是割裂的，而应当是相一致的.但是我们的物理学教科书却人为地将宏观与微观割裂开来，认为宏观有宏观的规律，微观有微观的规律.同前：量子超弦理论最终可能统一量子论和相对论。

2.能量标度上升，对称性增高，各种力都走向同一，物理学趋向统一.所以大统一理论（弱、电、强力三者的统一）以及四种力（弱、电、强、引力）的统一，都必然是在极高能标下完成的；能量标度下降，对称破缺产生，四种力（弱、电、强、引力）都逐渐分离，表现不同行为.世界变得复杂，丰富多彩.超低能低温下有五花八门的现象，其实只是对称破缺的表面现象，我们眼睛观察到的其实都非实相，它们在高能标下其实只有一个本质.现代物理学已经把电磁力与强相互作用、弱相互作用的统一问题起来，可是对于电磁力同种电荷相互排斥，而对于强相互作用作用力的近似方向相反，弱相互作用是从解释β衰变提出的，宏观上看近似排斥力，同理强相互作用是近似吸引力，如何理解这一关系？现代物理学认为元素的衰变主要是弱相互作用的结果，并且具有确定的半衰期，是否说明元素的衰变不具有随机性？同前：量子超弦理论最终可能统一量子论和相对论。

3.为了得到弱和电的统一，物理学家大胆假定有W粒子作为中间粒子，它的质量要比作为母体的核子大100多倍. 如果弱电统一理论确实能将两种力统一起来，它就应该能够处理同一理论的特殊情况，即只有电磁相互作用或只有弱相互作用存在的情形，只有一种相互作用的情形应该比两种相互作用同时存在的情形要简单的多.可是温伯格-萨拉姆的弱电统一理论只能处理电磁相互作用和弱相互作用同时存在的情形，而不能处理只有弱相互作用或只有电磁相互作用的情形.强相互作用是作用于强子之间的力，是所知四种宇宙间基本作用力最强的，也是作用距离最短的（大约在 10-15～10-10m范围内）.核子间的核力就是强相互作用，它抵抗了质子之间的强大的电磁力，维持了原子核的稳定.是否说明强相互作用与电磁力是相反的作用？同前：量子超弦理论最终可能统一量子论和相对论。

4.笔者指明了四种相互作用力之间的关系，万有引力与弱相互作用、电磁力与强相互作用是互为反作用力，在此基础上分析了宇宙常数、暗物质与暗能量、引力徉谬和密度徉谬、太阳角动量的逃逸的问题，从根本上说明卡西米尔效应(Casimir effect)是不存在的，定性地解释了“DI海格立斯双星进动”问题和轻子为何不参与强相互作用，对统一场论的研究可能会有所帮助，不知是否正确？为何基本相互作用都是汤川型强相互作用？爱因斯坦广义相对论可能不是最普遍的引力规律，按照这种假设，暗能量（应该是弱相互作用效应）可能不是实体物质，而是大尺度上偏离广义相对论的几何效应.卡西米尔效应量子起伏效应实验也能证明；到量子超弦理论最终可能统一量子论和相对论。

5.现代物理学的理论是根据对称产生的，可是我们周围的世界又是不对称的，李政道教授把分立对称性失效的原因列为21世纪科技界面临的四大难题之一，您是如何理解这个问题呢？笔者根据现代科技理论提出了对称的相对性与绝对性原理，不知是否正确？另外分析了有限与无限的相对性与绝对性、离散与连续的相对性与绝对性、运动与静止的相对性与绝对性、时空的相对性与绝对性、同时性的相对性与绝对性等.同前：这些类似共形循环宇宙时间辐射原理的方法能解释。

6.现代物理学认为不同相互作用力在低于大统一能标的情况下没有任何联系，可是大统一能标是人为确定的，现代物理学认为弱相互作用和电磁力是一种力，为此1979年诺贝尔奖金授予温伯格、萨拉姆和格拉肖的弱电统一理论，中微子不带有电荷也不具有磁矩，没有电磁力，只存在弱相互作用，如何理解这些关系？现代物理学认为中微子存在运动质量，也应该存在万有引力，运动速度是否会发生变换？大统一理论预言的质子衰变在实验中也没有发现，说明大统一理论也存在着弊端.质子之间的强相互作用是引力，电磁力是斥力，如何统一在一起？同前：量子超弦理论最终可能统一量子论和相对论。

7.现代物理学认为波包括三类：机械波、电磁波和几率波，这三种波能否也像各种作用力一样统一在一起？同前：量子超弦理论最终可能统一量子论和相对论。

8.强相互作用和弱相互作用是否也是保守力？笔者指明了万有引力与弱相互作用互为反作用力，在此基础上分析了宇宙常数、暗物质与暗能量、引力徉谬和密度徉谬、太阳角动量的逃逸的问题，从根本上说明卡西米尔效应是不存在的，定性地解释了大爆炸理论的实验依据，否定了宇宙奇点的存在、宇宙大爆炸理论和黑洞的存在，定性地解释了“DI海格立斯双星进动”问题和轻子为何不参与强相互作用，对统一场论的研究可能会有所帮助，不知是否正确？为何基本相互作用都是汤川型强相互作用？卡西米尔效应量子起伏效应实验也能证明；到量子超弦理论最终可能统一量子论和相对论。

9.如果考虑到分子内部的斥力，那么是否还会存在黑洞呢？同前：量子超弦理论最终可能统一量子论和相对论。

10.万有引力作用是一切静止质量不为0的物体之间的相互作用，电磁力是电荷之间的作用力，它们之间有本质的区别，怎么可以统一在一起呢？同前：量子超弦理论最终可能统一量子论和相对论。

11.现代物理学认为参与强相互作用的粒子叫强子，不参与强相互作用的粒子叫轻子.大统一理论既然把强相互作用和电磁力统一在一起，电子是否不但可以叫轻子，也可以称为强子？同前：量子超弦理论最终可能统一量子论和相对论。

12.根据德布罗意物质波的观点，任何物质都具有波粒二性，可是现代物理学实验仅仅局限在分子及其以下层次，对于宏观物体是否具有波粒二象性并没有测量到，宏观物体是否具有波粒二象性呢？同前：量子超弦理论最终可能统一量子论和相对论。

Ⅸ经典力学、热学、电磁学方面

1.导体中的电流是电磁场的传播，也就是电磁波的传播.导体分子中的电子只是从相应低能级跃迁到相应高能级，经相应的驰豫时间跃迁回相应低能级，并发射相应频率的光子，传送的是电位差，电位差在导体中的移动就形成电流，有磁效应.导体中各分子交替传送电位差的速度是由光子在导体中的速度决定的，不是电子的任何速度.电流不能理解为电子或者空穴的定向移动？电子能级跃迁，与电位差在导体中形成电流有区别。

2.有静止质量的正、负电子结合，为什么不产生任何有静止质量的新粒子而能仅辐射出光子？光子在铅Ph中是如何能转变成正、负电子对？笔者认为：正电子与电子在相应强力作用下结合成激发态的中微子或反中微子，经一定的弛豫时间后，在相应弱力作用下成为非激发态的中微子或反中微子.正电子与电子都有确定的静止质量，与光子转换过程中，近程力作功和它们结合能发生变化的重要作用，结合能的减少就很大，辐射的光子就很强，而使得中微子或反中微子的质量很小，又是电中性，这些实验就只观察到光子，观察不到中微子或反中微子，而无视其客观存在，而且电子与正电子不仅有近程强力和弱力引起的转化和演变，还有远程电磁力作用下形成的，类似以正电子取代氢原子核的氢原子结构称为电子偶素，正因铅Ph中存在这种电子偶素，它吸收了光子才分裂为正、负电子对。以上认识中的缺位，都因来自传统量子力学否定“球量子”的“自旋”概念，使之与宏观物体的球状模型的“自旋”概念没有丝毫联系，弄得量子力学和量子信息学中的“自旋”客体的“形态”和“状态”概念模式一片混乱；这都源于传统量子力学中球状模型，对费米子和玻色子的“自旋”难处理造成的。如果用环状模型三旋量子态，对费米子和玻色子的“自旋”作处理，其中的困惑并不等于无法解决。这些都是三旋量子态的手征之妙。例如1986年《华东工学院学报》第2期发表的《前夸克类圈体模型能改变前夸克粒子模型的手征性和对称破缺》的论文，将环量子“三旋”称为“超旋”时，《科技日报》报道24岁的李淼博士生也用“超旋”的概念在国外发表多篇论文，被国外一家著名物理刊物聘为编审。如果看重球量子和环量子之争，例如李淼教授在“快子和不稳定膜”文章中提到的印度科学家森（A.Sen)的研究，是偏重的“快子”是属不稳定膜态的“虚质量粒子”，这类似加速宇宙膨胀的暗能量，即这类似超光速的“快子”粒子，也类似“膨胀子”或“点内空间”，即物质不但有类似实数的正、负，还有虚数等三类划分。

即“物质无限可分”实际也联系与芝诺悖论等价的老问题：芝诺悖论能“一分为二”，分出点外空间和点内空间。“物质无限可分”，也能分出点外空间和点内空间。第一，美国数学家鲁滨逊1960年推出的非标准分析，提示了“点”的可分的方式，即联系芝诺悖论的非标准分析说的是，类似飞毛腿追不上乌龟的芝诺悖论，如果飞毛腿追乌龟到点内时空，这可类似把大脑比作一个点，那么飞毛腿追乌龟类似光线进入大脑，这犹如物质进入点内；这一下芝诺悖论就成为是一个运动与界面问题或求点内时空问题。

第二，对点内空间认识，可来自在大学上的《高等数学》，例如，微积分与无穷小有联系，微分在于求两个无穷小量之比的极限，设M0是曲线L上的一个定点， M1是动点，引割线，当点M1沿曲线L趋近M0时，割线M0M1的极限位置M0T就成曲线L在点M0处的切线。而求导数的几何解释，就能初识点内方法。如求函数的导数，切线在弧线的切点，可用放大的圆面代表切点。这样，曲线的弧线和切线都“进入”点内空间，其圆周线段代表弧线，圆内弦线代表切线。利用这种圆内弦线小于对应的弧线的方法，可在求出导数。

由此环量子“三旋理论”在研究物质存在有向自己内部作运动的空间属性时，发现点内几何空间和点外几何空间有虚与实、正与负对应的自然属性，从而提出几千年来的虚数应用之谜，就在赛博空间。这类似虚实生死界、正负阴阳界，以及衔接上量子信息学和人工智能。例如以爱因斯坦相对论中的光速有极限，作为信息与物质相对划分的界面，从观控相对界看，物质和信息的本质是什么？物质是相对信息而言，类似复数偏重实数的一种现象；信息是相对物质而言，类似复数偏重虚数的一种现象。映射数学的唯象公式是：物质+信息=实数+虚数。这里，物质进入点内，类似信息进入大脑，即物质和信息常常是结合在一起的，把大脑比作一个点，人们认识物质常常要通过大脑的意识起作用，信息即是进入点内的代表。

因此“环量子三旋理论芯片”认为，虚数联系点内空间，各种极限点，都具有虚与实、正与负、正与反、有与无、生与死、阴与阳等类似的界或点的不确定性。例如点的三种实在论，可联系宇宙中的物质、能量和信息三个“要素”：在一张纸页上放一粒沙（类似实物），是一个“点”；在纸上打个针孔眼（类似破裂、虚空），是一个“点”；在纸上作个笔尖墨迹印子（类似中性），是一个“点”。物质类实，可对应粒沙“点”；能量类虚，可对应针孔“点”；信息类中性，可对应墨迹“点”。在这三种实在论纸上的“点”之外，都是真空或时空，它包围着纸页，类似球面，但细分析，针孔眼“点”的那种情况，时空是穿过针孔眼的，它实际上是环面。不管是用一张膜或一张纸，还是用两张膜或两张纸，作类似黎曼切口的轨形拓扑，可作25种卡--丘流形的规范轨形拓扑，且只能作25种。

其中无孔的4种，有孔的21种。这实际是25种子流形，可联系25种宇宙模型或25种物质族基本粒子问题。由此，黎曼切口可等价环量子膜；点外时空或线外时空，与点内时空或线内时空，它们的势能与动能可分别对应能量与暗能量；而物质和暗物质，也可从环量子三旋规范夸克立方周期全表出发，以“量子避错编码”眼光看待，发现物质与暗物质共约162个量子编码，按广义泡利不相容原理及夸克的味与声的避错选择原则，宇宙物质约占24个。即可定义物质为宇宙量子避错码；暗物质为宇宙量子冗余码。

3.经典力学中动量守恒定律对于惯性系协变，对于非惯性系不协变；经典力学中角动量守恒定律对于惯性系不协变，机械能守恒定律是否具有伽利略变换的协变性，中国力学教学界一直未能定论，您如何理解这些问题？这里“一直未能定论”，来自没有分清自然的基本结构，到底是简单还是复杂呢？即使仅停留在平面空间或球面空间阶段，最好的回答也不过是：在合适的条件下，简单可以走向复杂；或者在某种情况下表现为简单性的东西，在另一种情况下可以表现为复杂性。然而发展到分形学的环面空间阶段，就会看到自然的基本结构，既是一种简单性同时又存在着复杂性，简单性和复杂性是自然而紧密缔合的。其次，普朗克的量子论、爱因斯坦的相对论,使得物体的刚性概念在微观和高速的情况下变得不够明确。而这为三旋提供立足之地的是对称概念，自旋、自转、转动的语义学的定义。这正是从严格的语义学出发，才证明类圈体整体的三旋是属于自旋，而类圈体的部分(即转座子)不是在作自旋，而仅是作自转或转动；即整体与部分是不同伦的。它对应联系场和粒子、单体和多体、微观与宏观、几何与动量、空间与时间等对立概念，而能把它们统一起来。

如设想在类圈体的质心作一个直角三角座标，一般把x、y、z轴看成三维空间的三个量。现观察类圈体绕这三条轴作自旋和平动，6个自由度仅包括类圈体的体旋、面旋和平动，没有包括线旋。即线旋是独立于x、y、z之外，由类圈体中心圈线构成的座标决定。如果把此圈线看成一个维叫圈维，那么加上原来的三维就是四维。再加上时间维，即为五维时空。反之，把三旋作为一种座标系，直角三角座标仅是三旋座标圈维为零的特例。证明如下：在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，那么在类圈体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。即传统量子力学建立的自旋理论，这个“自旋”概念本身来源于我们所处的宏观空间的物体的自转模式。

4.在经典电磁学中F=BQv和E=Blv的参照系必须是磁场吗？这里“经典电磁学”的参考系联系磁场，是缺失类似“力化学”──这是研究物质受机械力的作用而发生化学变化，或物理化学变化的参考系分支学科。1893年M.C.利首次发现力化学现象的存在，W.奥斯特瓦尔德于1919年首次提出了机械力化学的概念。以后K.彼得斯等作了大量关于机械力诱发化学反应的研究，对推动机械力化学发展起到了开拓作用。力化学研究对象的特殊性，使其具有与热化学不同的特点，如力化学反应与热化学反应常有不同的机理，可建立有别于热化学平衡的力化学平衡等。力化学过程可发生于物质的所有聚集态，由此可对比去研究化学振荡反应，发现存在类似有序的量子色动力学密码。揭示化学振荡是1958年苏联化学家B•Л•费罗依索夫，偶然发现的把柠檬酸和硫酸、溴化钾以及一种铈盐一起溶解在水里时，该混合物的颜色会从无色到浅黄色之间呈周期性变化。这是怎么一回事呢？当然一个化学家只有当他能够解释这一反应的机理时，才算懂得了这个反应。而这里的机理，是一组称之为基元步骤的组成反应；每一个基元步骤描述是一种分子间的实际相互作用。然则我们通常熟悉的化学方式，是只表示反应的净后结果，并没有表示分子实际上反应是怎样进行的。真实情况是每一个基元步骤都包括两个分子间的碰撞或一个分子的分解。这是在净后反应方程中完全没有出现过的中间产物。并且由于这种实际反应出现的时间极短，所以人们难以注意到。然而在费罗依索夫发现的颜色周期反映中，由于这种中间产物出现的反应时间极慢，各种物质出现时的固有颜色反映就容易注意到。把每步反应释放的量子信息力学效应，都看作是一组密码，就构成了这类化学振荡释放的量子信息力学链。因为每步化学反应，实际它内在的化学变化──原子、电子的变迁，就是向外界输报的一种信也才发展到“量子色动力化学”的

5.在太阳系总结出来的万有引力定律是否适用其它星系应该要考虑的?同前：万有引力定律虽然包括圆周运动和直线运动，但计算只取属于量子引力韦尔张量效应。广义相对论是量子引力韦尔张量效应和里奇张量效应结合的，但计算重点在考虑量子引力里奇张量效应，延伸到现代宇宙学，霍金和彭罗斯研究成主流。

6.弹力的本质是电磁力，那么声子和光子的区别在哪里？本质上是否都是电磁波，只是频率不同而已？机械波是否可以认为是电磁波在介质中传播的表现形式？弹力类似于摩擦力本质上也是电磁力，不对。因为两者的计算方法有不同。

7.在热学中温度有两种定义方法：分子的平均动能的标志以及利用熵定义，如何证明它们等价？卡诺（1796-1832）抛弃“热质”学说的原因之一，在卡诺看来，“热质”正如水从高水位流下推动水轮机一样，它从高温热源流出以推动活塞，然后进入低温热源。在整个过程中，推动水轮机的水没有量的损失；同样，推动活塞的“热质”也没有损失。为了避免混乱，卡诺在谈到热量，或热与机械功的关系时，就不用“热质”一词，而改用“热”。其次他也是受到菲涅耳（1788－1827）的影响。因为菲涅耳在批评微粒说中，也在不断地发展微粒说。例如，菲涅耳把光和热比作是一组相似的现象，从光是物质粒子的振动，联系“热质”改“热”也应当是物质粒子的振动。热是物质的一种运动形式，而不是什么虚无缥缈没有质量的东西。在运用热的动力学新概念，重新审度他在1824年提出的热机理论，发现只要用“热量”一词代替“热质”，他的理论仍然成立。在“科学有第一也有第二”的照亮下，卡诺也看到伦福德伯爵和戴维的磨擦生热的实验，与热是粒子振动有关。于是他计算用实验揭示在液体或气体中的磨擦热效应的定量关系：如果热机是从高温热源T1吸取热量Q1后，向低温热源T2释放热量Q2。W= Q1- Q2，热量与功相当，可以互相转换，那么算出的热功当量为3.7焦耳／卡。这是比焦耳超前将近20年，可以说卡诺考虑能量守恒与转化，已经走到热力学第一定律的边沿。可见“科学有第一也有第二”管控权威分歧，合作共赢；“科学只有第一没有第二”各管各，大家一齐完蛋。当今的热力学教科书中仍然介绍卡诺循环和卡诺定理，可归结于三个方面：

a. 卡诺第一个指出，热机必须工作于两个不同的温度之间，热机的效率是两个温度差别的函数。卡诺这个类似激光摄影是两束相干光线的结果，来源他父亲研究水力机的思路：水力机与能产生的最大能量与落差有关。“两束相干”全息启发卡诺想到蒸汽机，能得到的最大能量与温度差有关。有此卡诺理论模型，工程界不再像过去那样盲目地试验，从而避免制造许多粗糙而复杂的机器，推动了工业革命。

b. 卡诺的理论当时是在“热质说”的基础上作出的。当时物理界对热现象的解释，认为热是一种类似物质的东西，从高温物体流向低温物体。卡诺相信热质说的另一个原因，是他将“热流”与水流类比。

c. 卡诺定理：所有工作在同温热源与同温冷源之间的热机，可逆热机的效率最高。这实质上可以看作是热力学第二定律的理论来源。根上所述，卡诺如果不是英年早逝，可能是最早提出热力学第一、第二定律的人。

把卡诺循环和卡诺定理的来源和机理说清楚，是说卡诺从他父亲的水力机产生能量与落差有关的思路。这是一个特别有意思的问题，因为物质振动无论是有介质波和非介质波的区别，还是有连续性和间断性物质结构的区别，联系到从张崇安非介质波到施郁说量子电磁波，再联系到引力的里奇张量的是收缩效应，是比热与光的传播机制，更为复杂和微妙。这就使得引力波的研究，超越“介质波和非介质波”和“连续性和间断性”的争论，只能进入里奇张量、韦尔张量和庞加莱张量的研究和应用。

爱因斯坦正是恰恰抓住了这一点，才超越了时代，例如，类似陈雁北教授和范锡龙博士说，2016年2月11日美国的激光干涉引力波天文台（LIGO）和欧洲的VIRGO引力波探测器联合发布，探测到距离地球约13亿光年的两个大约30太阳质量的黑洞，碰撞所发出的引力波。这是两个黑洞并合所产生的引力波涟漪，类似于水面上的涟漪──爱因斯坦称这种空间的涟漪为引力波：如同石头丢进水里产生的波纹一样，引力波被视为宇宙中的“时空涟漪”。引力波虽然很微弱，但双黑洞和双中子星的碰撞，所发出的引力波有足够的振幅可以被探测到。

然而即使多数人认为双黑洞和双中子星是最靠谱的波源，但引力波和时空涟漪仅是引力的一种表现，而并不是引力产生的机理。因为是韦尔张量的引力机制就好说，它能结合卡西米尔平板收缩效应和微积分间隙相因子量子涨落，可构成卡西米尔平板链。爱因斯坦的广义相对论引力方程形式，本来是已经把宏观的广义相对论和微观的量子力学及场论统一了起来的。但关键是对其中的里奇张量的计算，出现爱因斯坦和彭罗斯两大学派。而里奇张量概念创立，从里奇到爱因斯坦，再到彭罗斯，他们都仅是用黎曼张量的矢量，在暗示有收缩，但并不能直接解释圆周运动“小组织带动大组织”，在超距之间的量子信息隐形传输，和力的拉或收效应。这里的数学联系是，哈密尔顿的里奇流是定义在光滑流形上的，在计算机的表示中，所有的流形都被离散化。因此，需要建立一套离散里奇流理论来发展相应的计算方法。顾险峰等建立的离散曲面的里奇曲率流理论，证明离散解的存在性和唯一性。因为几乎所有曲面微分几何的重要问题，都无法绕过单值化定理。离散曲率流的计算方法显示离散里奇流算出的封闭曲面和带边界曲面的单值化。

本质上现实生活中所有可能的曲面，都被共形地映到了三种标准曲面上，球面、欧氏平面和双曲平面。这意味着，如果发明一种新的几何算法，适用于这三种标准曲面，那么这一算法也适用于所有曲面。因此，离散曲率流的技术极大地简化了几何算法设计。“里奇与韦尔引力芯片”方程R_uv-（1/2）g_uv R=-8πGT_uv能作为量子引力精准公式来计算运用，也是从2006年庞加莱猜想获证以后才认识到的。

因为要真正弄懂该方程，首先必须弄懂庞加莱猜想证明的全部推导。而且它的证明涉及微观领域，这正是量子引力的地方。《量子引力研究简史》一文第一条就说：1904年法国科学家庞加莱提出庞加莱猜想，奠定了当代前沿科学的数学基础。即正猜想的收缩或扩散，涉及点、线、平面和球面；逆猜想的收缩或扩散，涉及圈线、管子和环面；外猜想的空心圆球内外表面及翻转，涉及正、反膜面和点内、外时空。这标志着传统科学的结束，第三次超弦革命科学的开始。揭示这项工作链，是从1963年赵正旭先生从川大数学系毕业分配到今天中国科技城绵阳市的盐亭中学当老师，传授传授川大教授柯召──魏时珍等数学猜想难题：“不撕破和不跳跃粘贴，能把空心圆球内表面翻转成外表面”开始的。后来知道这道难题跟庞加莱猜想有关，已经53年过去──从随着佩雷尔曼2006年证明庞加莱猜想获得菲尔茨奖，可以看到里奇张量能推证庞加莱猜想；庞加莱猜想定理也能推证四色猜想；四色猜想定理能推证夸克的色禁闭。而反过来夸克色禁闭的四色猜想定理，能推证“暗物质和暗能量”就储藏装在原子核质子和中子的“口袋”里。因为自旋作为量子色动语言学，被看成编码，是一种量子符号动力学。把大脑比作一个点，那么物质进入点内，信息即是进入点内的代表。量子纠缠弦线类似虫洞的共形场(AdS/CFT)对偶，无处不在，即虚数也联系点内空间，所以信息范型类似虚数论。它的观控来源于物质和信息相对观控界面是有眼孔的，这类似生物膜的离子通道。就是说，任何宏观物质要变为信息，都要类似化为微观物质，通过共形场论(CFT)+反德西特空间（AdS）观控相对界的点孔进行比特计量。这里不但把宏观和微观联系在一起了，而且把物质熵和信息熵(AdS/CFT)也联系在一起了。

物质和信息的观控相对界(AdS/CFT)"物元分析"求解可拓问题，这里物质熵全息界可以像“柯猜芯片”的一个球面一样是封闭的，一定空间体积的物质或能量所能包含信息量的最大可能的熵值，取决于球的边界面积而不是体积，因此物质熵A可设为球的边界面积（球面积），因圆球要与圆管的内壁相切，球的直径切面圆的面积S=πr^2。

A=4πr^2=4S               （9-1）

S=A/4                    （9-2）

方程（9-1）中，S设为物质熵A球面穿过观控相对界的圆眼孔面积S=πr^2，可看作全息界的信息熵。想象一束短暂的光线从观控相对界的实数类一边垂直射入，这里唯一的要求就是这些虚拟的光线都是从观控界膜的类似离子通道进入或录入虚数类的。如果该物质能坍塌为信息，则最终形成的信息熵的视界表面积πr^2将不能大于A/4。按照该系统的熵不能减少，因而

A=V.S                    (9-3)

(9-3)式为通道流量公式，V为流速，流速V可以为光速C。这时S=πr^2，r为观控相对界信息熵的视界通道半径，由于观控界膜的类似离子通道进入或录入的眼孔只能为点孔，即观控界膜的类似离子通道可多于一个以上，r并不是点孔的半径，而是点孔视界表面积的积分求和值s的换算半径；A也为点孔视界信息熵流量的积分求和值。

弦理论认为物质可分的极限为普朗克长度，即约为10^（-33）厘米，那么观控界膜的类似离子通道的最小切面极限也为普朗克表面积。由于不管虚实或正负的物质要转化为信息，都要从观控界膜的类似离子通道进入或录入，设每经过普朗克表面积极限孔一次，为信息单位一比特，那么一个类似普朗克长度半径的球体物质A的信息量，为H=A/4比特。而观控界膜的类似离子通道，物质进入或录入的流速V可以从零増大，最大极限为光速C，因此可以对众多的物质或信息问题进行有限计量。物质进入观控界膜的类似离子通道转化为信息，原来的流速都变为零，因此信息守恒，而且信息可以克隆。

信息克隆也可有慢有快，而且可以信息增殖。即信息可以光速传播，信息可以光速为零储存，信息可以超光速增殖。

X科学哲学方面

1.为什么会有科学本身存在？自然界中为什么会存在那么多精美和谐的科学规律？宇宙中万事万物都永远绝对地遵守着，并行和谐地演化着！我对上述问题思考的思路见另一附件──现代物理学基础的思考（相对论与量子力学基础的思考），望斧正。同前：量子超弦理论最终可能统一量子论和相对论。但问题是，如今大多数物理学家和哲学家们，都把物质微粒的几何形状的区别忽略了，忘掉了球面和环面不同伦的数学事实，注意到了动力学相因子而忘掉了几何相因子，把类圈体模型和类粒子模型混同起来，分不清“物质无限可分”和“粒子无限可分”是不对等的。如果物质微粒以类圈体取象，就定量地结束了粒子结构单元是无限可分的猜测。因为照三旋理论看，宇宙是由一个个量子类圈体构成，它们的自旋模式就是粒子质量和力荷的微观起源，决定着我们在寻常三维展开空间里观察到的那些粒子的基本物理属性，如质量和电荷。但自旋和质量与电荷的可分性是完全不相同的，量子类圈体的自旋一旦破坏，或有或无，不确定性很大。其次计算表明，类圈体的自旋只能并且只有三类62种状态，而不是无限多种。那么三旋量子态的“形态”和“状态”的区分，又是怎样的呢？当然具体说到三旋量子态的“形态”和“状态”，也是不好区分的。然而一般说物质客体的“形态”是指“形相”，类似对物体形状作的相图；“状态”是指物质客体的“能相”，类似对物体能量作的相图。物质客体的“形态”有群体和个体之分。三旋量子态的量子群体类似宏观量子现象，它的“形态”称为“类圈体”；它的“状态”和宏观物体的复杂自旋差不多。三旋量子态一般指量子个体，它本身是一种动态，既具有波动性又具有微粒性。此话怎讲？

即跟随三旋量子态的个体作静止观察，三旋量子态的个体最基本的“形态”类似环面，称为“环量子”；“环量子”的“状态”根据它的62种自旋排列组合不同，表现为物质族25种不同的基本粒子。这里三旋态量子理论是在不改动欧几里德对点的定义的情况下，补充了三条公设：（1）圈与点并存且相互依存。（2）圈比点更基本。（3）物质存在有向自己内部作运动的空间属性。这三条公设按拓扑学的定义，球状模型可以收缩到一个“点”，而环状量子收缩到一个“点”也仍是一个“圈”，即有“孔”。在欧几里德对点的定义中，“圈”可以由“点”构成。但这只能是一种“运动”过程。例如一个球体或一个球体的切面如圆平面，绕圈子运动，也能构成环面。但这就是点比圈更基本吗？

其次，静止的空间为三维的三角坐标模式，球状模型正适合物理理论的表观模式，也趋向于建立一种能为人所理解的模型。但环面模型用空间为三维的三角坐标模式描述，是比球状模型更复杂一些，但这也就是点比圈更基本吗？从纯静止方面来说，“环量子”是比“球量子”复杂一些，甚至“环量子”可以合并于“球量子”，这就是为什么宇宙大爆炸结束时的大挤压或大膨胀是球量子过程的一个原因。

但从纯动态方面来说，“根基来源于我们所处的空间为三维的模式”的三角坐标，只是一种纯静止坐标。相对这种纯静止坐标，三旋态量子理论是一种纯动态坐标，称为“三旋坐标”。按拓扑学的定义，“点”只是一种抽象的物质客体概念，并不是一种可视可摸的物质客体概念。从可视可摸的物质客体概念出发，球面模型和环面模型都是最基本的，即它们简单性或复杂性都是一样的，只是拓扑不变量不同。即“环量子”和“球量子”打了一平手。但追求统一性，20世纪前后有两种截然不同的观点：爱因斯坦强调简单性，他说。“物理上真理的东西一定是逻辑上简单的东西，也就是说，它在基础上具有统一性”；普里高津则强调复杂性，他说：“复杂性在我们对自然的描述的各个层次上起着根本作用的认识，引导我们重新考查状态和规律之间，‘存在’和‘演化’之间的关系”。

“环量子三旋理论芯片”中，“自旋”类似凝聚态，类似量子多体；这是从拓扑学中环面与球面不同伦，换一种角度解答电子计算机难题。例如杨振宁教授说：“自旋是一种结构”，联系环量子的三种自旋，不仅可用作夸克的色动力学编码，也可以用作量子计算逻辑门的建造。因为环量子自旋根据排列组合和不相容原理，可构成三代62种自旋状态。电脑属于球量子弦论，量子计算机实属环量子弦论──在电脑中，一位的状态由0或1规定，两位就构成4种不同，即0与0，0与1，1与0，1与1，量子数据位只能很有秩序地在众多的逻辑门间移动，因此在电脑中是可能需要进行4次尝试才能打开的计算。但在量子计算机中，一个量子位则可同时以0和1的状态存在，量子位不需移动，要执行的程序只用一步就被打开。

其次，把三旋作为一种座标系，直角三角座标仅是三旋座标圈维为零的特例。正是在一系列的关节点上，类圈体三旋为简单性与复杂性的缔合提供了更为直观的图象，并能使爱因斯坦能满意他关于"我不相信上帝在掷骰子"的说法：在类圈体上任意作一个标记，实际上可以看成密度波，由于存在三种自旋，那么在类圈体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。即三旋所产生的波是几率波，而把粒子与波很基本地统一起来。

这里三旋理论中的三旋，是指比点（欧几里德定义）更为基本的物质基本粒子类圈体的三种自旋状态──面旋、体旋和线旋。该理论自洽地解释了物理学，生物学，脑与认知科学，宇宙、物质、生命起源，以及经济学中的许多现象，并给出了统一的数学图像──三旋理论能将“万物理论（TOE）”、“超弦理论”、“隐秩序”、“耗散结构学说”、“纤维丛”、“协同学”等理论有机地统一起来，奥秘就在于分清了类圈体的自旋和类圈体上转座子的自旋，从而分清了场与实物。而历来科学界是遗漏了对三旋是一种基本几何空间的认识，忽视了物质向自己的内部作运动的功能。例如放在桌面上的螺钉，向下运动与向上的空间属性是一样的，只因被桌面材料的原子和分子结构的束缚才没显现，这可用水面作证伪。三旋理论阐明了“无限可分”的本体论实质。

参考文献

[1]李学生.正确理解弹性势能的概念.中国科技纵横，总第332期，2020年04（下）：237～238。

该文已发表在2023年9月15日出刊的美国纽约马宏宝博士主办的《学术争鸣》（[size=18.6667px]Academ Arena）杂志上──李学生，李学生的107个理论物理问题及简解──请教107个理论物理问题，Academ Arena，August 25, 2023。