量子日本追趕我國研究宇宙撕裂模擬
鄭道
中華民族是世界上最有智慧的民族之一，運用在量子中國與量子日本相互追逐近60年上，真是人類科學史上罕見的傳奇。大國和平崛起的競賽，中國傳統(tǒng)有兩類智慧：第一類戰(zhàn)略是說對方錯了，另立方法競爭；第二類戰(zhàn)略是“田忌與齊王賽馬”，相同方法競爭。在與西方的科學競賽中，由于我國的國情與制度的不同，這決定了我國只能公開選擇第一類戰(zhàn)略占大多數(shù)。但自然科學不同于社會科學，自然規(guī)律更多是統(tǒng)一。戰(zhàn)略與智慧就成了悖論，但量子中國卻“化腐朽為神奇”。
眾所周知，量子中國起步較晚，但也是在新中國建立后才有的創(chuàng)舉。毛澤東同志為翻開新中國科學千里之行始于量子足下的第一步，采取了用第一類戰(zhàn)略的大多數(shù)掩護第二類戰(zhàn)略的極少數(shù)。堅持第一類戰(zhàn)略既能維護我國的原則，也能用20世紀前類似促進工業(yè)革命的成熟科學原理全面推進國家的建設。雖然這使第二類戰(zhàn)略的極少數(shù)很難生長，但也是對其一種磨煉和自然選擇。所以第二類戰(zhàn)略必然在第一類戰(zhàn)略類似“錢學森之問”的效果的釋放中，自然會跟隨百年生聚，百年打拼而造福世界造福人類，這難道不是“化腐朽為神奇”嗎？因此有人稱它為“量子中國科學百年戰(zhàn)略”。
我們選定坂田昌一，小林誠與益川敏英，西村純與土屋麻人等三組量子日本物理學家，來解讀和檢驗“量子中國科學百年戰(zhàn)略”，僅在量子中國與量子日本相互追逐已近60年歷程中是否是成功的？
（1）據(jù) 2011年12月16日 “新華國際”報道，量子日本也開始研究起“對稱破裂事件”的宇宙及弦理論的撕裂模型。這是怎么一回事呢？這是日本高能加速器研究組織的西村純和大阪大學的金湘祐及靜岡大學的土屋麻人等物理學家，用弦理論模型來模擬宇宙的誕生，他們看到了三個方向是如何在某個時間點，開始擴大的。即宇宙大爆炸的破裂，其波動導致三個空間維度，掙脫弦理論中的另外六個維度，然后迅速展開形成宇宙中能看到的三維結構。
西村的具體介紹是，他們使用的是一種被稱為IIB矩陣的弦理論闡述方式。矩陣的各要素，可以按數(shù)學方法組合起來，模擬這些弦是如何相互作用形成今天的這種宇宙。因為量子波動造成的自發(fā)性對稱破裂，時空關系具有某些不確定性的這種量子特性，的確有利于向三個空間方向擴展而不是別的什么情況。這是一種比暴脹開端更早的時間之窗弦理論的關于宇宙演變的探索。
（2）撕裂模型或破裂模型的自發(fā)性對稱破缺方法，早在古代量子中國就已經(jīng)稱為經(jīng)典。1953年在謀劃量子中國科學百年戰(zhàn)略時，毛澤東主席就主動與其身邊做保健醫(yī)生的徐濤先生談“墨子在公元前5世紀提出‘端’是組成物質(zhì)的最小成分”的不可分，與《莊子》的“一尺之棰，日取其半，萬世不竭”的無限可分的物質(zhì)結構問題。
但古代量子中國不但有物質(zhì)結構的撕裂或破裂考慮，還有最拿手的傳統(tǒng)整體思維考慮。這是可對應西方現(xiàn)代稱為“里奇張量”或“里奇流”的整體效應。但在我國，這更多的是從自然全息這種整體方面，才認識和里奇張量的相通。
在西方，里奇張量起因于圓周運動的數(shù)學進化和物理射影，這是由意大利幾何學家格里高里•里奇（Gregorio Ricci）想到的。里奇（1853～1925），意大利數(shù)學家，理論物理學家。張量分析創(chuàng)始人之一。1884～1894年里奇通過研究黎曼、李普希茨以及克里斯托費爾微分不變量的理論，萌發(fā)了絕對微分學（現(xiàn)稱張量分析）的思想。1896年發(fā)表了內(nèi)蘊幾何學的論文，進而提出縮約張量（里奇張量）的概念，這是一種協(xié)變或逆變張量的集合。1900～1911年里奇和他的學生列維-齊維塔進一步推動了這一學科的發(fā)展。
但直到愛因斯坦在廣義相對論中使用了里奇理論之后，里奇思想才受到普遍的重視。彭羅斯的解釋是：愛因斯坦的廣義相對論方程，包括韋爾張量和里奇張量。韋爾張量囊括類似平移運動的相對加速度，對球面客體單向的拉長或壓扁作用；這與牛頓力學的性質(zhì)對應。而里奇張量囊括當球面客體有繞著的物體圓周運動時，整體都有一個純粹向內(nèi)的加速，產(chǎn)生有類似向心力的擴張或收縮的縮約、縮并作用。韋爾張量，韋爾是測量類似自由下落的球面的潮汐畸變，即形狀的初始變形，而非尺度的變化。里奇張量，里奇是測量類似球面的初始體積改變。這與牛頓引力理論要求下落球面所圍繞的質(zhì)量，和這初始體積的減少成正比相合。把里奇張量引進到社會科學，我們很容易知道為什么我國公開選擇第一類戰(zhàn)略占大多數(shù)。
其次采取“田忌與齊王賽馬”戰(zhàn)略，我國誰出場都可能是“下等馬”。 再說即使像朱洪元、胡寧、何祚庥、戴元本等我國的大批第一流物理學家，精通微積分和群論等現(xiàn)代數(shù)學的分支，但對里奇張量和不同倫微分幾何等數(shù)學分支的研究，仍是弱勢。里奇張量、里奇流已成為21世紀科學和以往科學的分水嶺，和21世紀基礎科學研究的方向。尤其這樣，選擇第一類戰(zhàn)略只能是揚長避短的首選的戰(zhàn)略。它既可以掩蓋我國的弱勢，又能為后來者提供借鑒。
因為所謂“田忌與齊王賽馬”戰(zhàn)略，類似說第一階段，我國是以自己的“科學下等馬”對西方的“科學上等馬”；第二階段，以我國的“科學上等馬”對西方的“科學中等馬”；第三階段才是以我國的“科學中等馬”對西方的“科學下等馬”。60年過去，現(xiàn)在看來，西方的“夸克模型”領域婁得諾貝爾獎，無疑是西方的“科學上等馬”，而我國的第一輪“一尺之棰，日取其半，萬世不竭”類似“撕裂”的“層子模型”，實際是從１９６４年８月在北京國際科學討論會期間，毛澤東主席接見參加會議的各國代表團團長，就開始施行新中國科學百年戰(zhàn)略放出的“科學下等馬”。
（3）量子中國科學百年戰(zhàn)略在與量子日本相互追逐中，已見成效，可以從西村等人解釋宇宙起源顯而易見的三維結構這種獨立研究的對比看出。因為早在 1989年7月13日 至16日，我國在成都市召開第一屆全國分形理論及應用研討會，以及四川大學出版社出版的《分形理論及其應用》研討會論文集，發(fā)表的《三旋理論與分形、分維》的論文，已達到同等的研究高度。這是把宇宙大爆炸產(chǎn)生的物質(zhì)模型，等價于分形分維的圓環(huán)結構形成：相鄰的圈子只交一次，要組成一個新圈，就象組成三角形要三條邊一樣，至少要三個圈子。用此圈態(tài)結耦分形的自相似嵌套性質(zhì)，統(tǒng)一暴脹起伏模型和宇宙弦模型的矛盾，暴脹形成了基圓的大圓圈，這個線旋環(huán)不久會變成幾個較小的線旋環(huán)，如此這樣不斷分裂和擴張結耦結網(wǎng)而互相遠離下去。形成明顯的等級式成團結構。
（4）而且量子中國吸取和深化1973年小林誠與益川敏英提出小林-益川矩陣，預測存在至少三族種類的夸克的進展，是1996年在大型科學期刊《大自然探索》發(fā)表《物質(zhì)族基本粒子質(zhì)量譜計算公式》的論文。這是把質(zhì)量的起源基于“大量子論”創(chuàng)生的宇宙視界模撕裂產(chǎn)生的思想。因為類似弦的撕裂，當然需要能量，由此讓質(zhì)量與能量有關；且裂斷需要拉伸應力和剪切應力，依此類似材料力學的斷裂公式，換思路能推導得：
M=Gtgnθ+H (3-1)
m上=BHcosθ/(cosθ+1) (3-2)
m下=B-m上 (或B=m上+m下) (3-3)
B=K-Q (或K=Q+B) (3-4)
這組物質(zhì)族基本粒子質(zhì)量譜計算公式，能夠計算出夸克、輕子和規(guī)范玻色子的質(zhì)量。實際這不但是質(zhì)量譜公式，也是物質(zhì)能量公式和宇宙方程式。其次如果拿來比擬長江三峽修大壩與建閘門，是聯(lián)系在一起的。即把長江這根“弦”看作“泰勒桶”，那么閘門自然能聯(lián)系“泰勒桶”內(nèi)的那個小桶。夸克的提出和被發(fā)現(xiàn)，促使日本小林誠和益川敏英基于卡比博的一次“分代”思想，提出在強相互作用中存在三次的“分代”思想，認為如果質(zhì)量是起源宇宙大爆炸，那么夸克的反應衰變速率不同，由此預言存在6種夸克。1995年，6種夸克都被發(fā)現(xiàn)證實，三次“分代”思想被稱為“小林－益川理論”。
量子中國聯(lián)系“泰勒桶” 內(nèi)的那個小桶“閘門”，自然有三級段的關與放“閘門”模式。而“船閘”模型使長江既相通又不相通---試看來自長江三峽大壩上游的輪船，進入船閘的第一級段后，先關閉輪船的后面的閘門，使長江三峽大壩上游不再與下游相通。然后再放開輪船前面的閘門，使在放水的“自發(fā)對稱破缺”中，輪船開進船閘的第二級段，類此逐步進入三峽大壩下游區(qū)。反之，亦然；如量子波包函數(shù)。具體的追逐互動路線圖，請看下面的“大事記”。
（5）量子中國與量子日本相互追逐大事記
1、1949年，中華人民共和國成立，量子中國開辟。日本湯川秀樹因介子理論獲諾貝爾物理獎。
2、1953年，毛澤東主席主動與其身邊做保健醫(yī)生的徐濤先生談物質(zhì)結構問題，開始考慮兩種量子中國傳統(tǒng)觀點的選擇：即“墨子在公元前5世紀就提出‘端’是組成物質(zhì)的最小成分”的不可分，與《莊子》的“一尺之棰，日取其半，萬世不竭”的無限可分。日本西島和彥與蓋爾曼引入奇異量子數(shù)。
3、1954年，楊振寧和米爾斯提出不可分類似的相位因子變換的量子規(guī)范場模型等非阿貝爾對稱性描述。
4、1955年，毛澤東主席在 1月15日 中央書記處擴大會議上正式提出物質(zhì)無限可分的思想。日本坂田昌一提出強子由三粒子復合組成的坂田模型，并來我國訪問，成為我國層子模型追逐的基礎。
5、1957年，李政道、楊振寧因發(fā)現(xiàn)弱力中的宇稱不守恒獲諾貝爾物理學獎。朝永振一郎曾率領日本物理代表團訪問中國，并進行學術交流。
6、1959年，我國遭遇三年特大自然災害，王德奎在饑荒中從食物的翻切、破裂、拉伸、壓縮，演繹萌生出的“類圈體”自旋的三旋理論，強調(diào)“圈與點并存，且圈比點更基本”的形式體系，標志量子中國弦學的誕生。
7、1960年，南部陽一郎強調(diào)真空的對稱破缺是粒子產(chǎn)生的源頭。
8、1962年，趙正旭老師從川大把與龐加萊猜想相關的空心圓球，不破的內(nèi)外表面翻轉的難題介紹給四川鹽亭中學王德奎，引發(fā)了近50年量子中國弦學研究，到2012年成為解決超光速的“里奇輻射”描述的基礎。
9、1964年，北京舉行44個國家與地區(qū)代表參加的國際科學討論會，坂田昌一率領日本科學家代表團出席。在北戴河中央開會，毛澤東主席與龔育之等先生談時間、空間、宏觀、微觀是無限，物質(zhì)是無限可分。
10、1965年，《紅旗》雜志發(fā)表坂田的《新基本粒子觀對話》的論文和加的注釋。因彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景，聯(lián)系到勒梅特的宇宙蛋和伽莫夫的宇宙大爆炸假說，武漢鋼鐵學院學生王德奎向《科學通報》投稿《論宇宙》，用在鹽中時發(fā)現(xiàn)的竹椏枝與竹筍發(fā)育類似的自然全息原理，論證宇宙有界以示支持。南部陽一郎和韓武榮討論SU(3)顏色對稱性。因重正化方法朝永振一郎與施溫格、費因曼共獲諾貝爾物理學獎。
11、1966年，朱洪元、胡寧、何祚庥、戴元本等在北京舉辦的來自亞洲、非洲、拉丁美洲和大洋洲國家及一些地區(qū)的140多位代表參加的世界科協(xié)北京中心“1966年暑期物理討論會”，報告粒子物理研究成果層子模型。劉耀陽引進后來被稱為“夸克顏色”的量子數(shù)。高錕發(fā)表《光頻率介質(zhì)纖維表面波導》的論文，留下對類似“泰勒弦”應用的懸念，到2009年終與博伊爾和史密斯共獲諾貝爾物理學獎。
12、1967年，武漢鋼鐵學院學生王德奎在實習工廠車間勞動中，從觀察葫蘆吊及其鏈條運動，聯(lián)系圖解牛頓引力方程，把葫蘆吊類比星球，葫蘆吊鏈條類比星球引力如外面飛散的蓬松的毛發(fā)或弦鏈，引申出圈量子弦學類似“毛球”或者“弦星”的懸念。
13、1970年，從川大分配到重慶大渡口區(qū)96中的王國雄老師，極力支持武漢鋼鐵學院分配到十八冶三公司機修科學生王德奎的量子弦圈的三旋研究。南部一郎對韋內(nèi)齊亞諾的弦論方程，也提出用可以振動、旋轉的弦觀點作強子的解釋描述。坂田昌一逝世。
14、1973年，小林誠與益川敏英提出小林-益川矩陣，預測至少三族種類的夸克。
15、1974年，十八冶三公司機修科王德奎寫出的《基本粒子的結構不是類點體而是類圈體》的論文把類圈體的三旋編碼運用于對夸克的描述。十八冶科技處給予推薦投稿。丁肇中發(fā)現(xiàn)第一個夸克---粲夸克。
16、1977年，丘成桐證明了卡拉比猜想，并取得了代數(shù)幾何學、復解析幾何學、微分幾何學甚至廣義相對論等領域的一系列重要定理。
17、1981年，日本福井謙一因前線電子軌道理論獲諾貝爾化學獎。張穎清在《自然雜志》發(fā)表生物全息律。王德奎在四川鹽亭縣科協(xié)創(chuàng)辦的鉛印科普報《科學鹽亭人》上，以科幻小說發(fā)表介紹圈量子宇宙的《研究生遇愛因斯坦記》。
18、1982年，王德奎在公開刊物《潛科學雜志》發(fā)表《自然全息律》，介紹圈量子宇宙網(wǎng)絡思想，并在四川鹽亭縣科協(xié)辦的鉛印科普報《科學知識》發(fā)表《圈態(tài)密碼和物質(zhì)心臟的夸克》，第一次以鉛印刊物介紹三旋。
19、1983年，王德奎在《石家莊科技報》發(fā)表《腦力思維二電機假說》，并在鹽亭縣科協(xié)研究、制作九連環(huán)套和孤子演示鏈等圈量子唯像示范儀器。
20、1984年，第一次超弦革命開始，格林和施瓦茲把開弦發(fā)展到包括閉弦的幾何圖像。吉川圭二和山崎討論弦論繞在圓環(huán)上，纏繞模式和能量模式交換的T對偶性。王德奎在《自然信息》雜志發(fā)表《生物全息律的普遍意義》，和《石家莊科技報》發(fā)表《大陸起源與線旋》，把圈量子弦說延伸到研究微觀以外的領域。
21、1985年，格羅斯、威藤和施瓦茲等提出多維多種的雜化弦圈圖模型，并與卡拉比-丘流形相聯(lián)系。王德奎在《自然信息》雜志發(fā)表《隱秩序和全息論》，以圈量子弦自旋解釋愛因斯坦、波多爾斯基、羅森等發(fā)現(xiàn)的量子幽靈EPR現(xiàn)象。
22、1986年，威藤提出超弦協(xié)變場論，已不限于卡拉比-丘流形，還包括了軌形、陪集空間等。王德奎在華東工學院學報發(fā)表《前夸克類圈體模型能改變前夸克粒子模型的手征性和對稱破缺》，在《交叉科學》雜志發(fā)表《從夸克到生物學》。
23、1987年，丘成桐和田剛發(fā)現(xiàn)弦理論從一個已知卡-丘空間生成新空間的途徑，即簡化變換操作破裂、縫合的丘-田過程。王德奎在《潛科學》雜志發(fā)表《高溫物理超導和生物超導機制的思維》，把圈量子弦學引向超導研究。
24、1988年，王德奎在《四川大學報》發(fā)表《誕生在中國的三旋坐標學說》，介紹圈量子弦學。斯莫林和羅維利等在廣義相對論基礎上發(fā)展基于圈變量的量子引力，標志西方圈量子引力理論的誕生。
25、1989年，王德奎在四川大學出版社出版的《分形理論及其應用》中發(fā)表《三旋理論與分形、分維》，給出了統(tǒng)一宇宙弦模型和暴漲宇宙模型的圈量子弦學解答。彭羅斯出版的《皇帝新腦》書中，提出里奇張量與韋爾張量及黎曼張量的區(qū)別。坡爾欽斯基等發(fā)現(xiàn)弦論方程的新型膜延展解。
26、1991年，王德奎在華東工學院學報發(fā)表《三旋理論與物理學的有關問題》，介紹圈量子弦學在量子力學和量子宇宙學中的一些應用。
27、1992年，王德奎在渝州大學學報發(fā)表《三旋與自旋磁陀螺的反向傾斜與公轉》，在《自然信息》雜志發(fā)表《關于冷聚變的思考》。莫斯林和羅維利等引入量子編織概念。
28、1996年，王德奎在《大自然探索》雜志發(fā)表《物質(zhì)族基本粒子質(zhì)量譜計算公式》，在延邊大學學報發(fā)表《共軛多烯電環(huán)合反應的三旋聯(lián)系》和《模擬DNA雙螺旋結構的機械孤立波》等論文。
29、1997年，朱棣文獲諾貝爾獲物理學獎。馬德西納提出全息原理例子的反德•西特時空/共形場論的對偶性猜想，被認為全息原理在弦論中的運用將導致第三次超弦革命。
30、1998年，崔琦發(fā)現(xiàn)分數(shù)電荷量子渦旋效應，獲諾貝爾獲物理學獎。斯莫林探討圈量子引力和弦理論的統(tǒng)一性。王德奎在延邊大學學報發(fā)表《膠子球候選者中最佳組合態(tài)預測》，提出檢驗物質(zhì)族基本粒子質(zhì)量譜計算公式的實驗方法。
31、1999年，王德奎在延邊大學學報發(fā)表《量子計算機與雙螺旋結構的三旋聯(lián)系》的論文，揭示圈量子孤子演示鏈在量子計算機和DNA之間的懸念。
32、2002年，小柴昌俊因對查找宇宙中微子作出貢獻獲諾貝爾物理學獎。四川科技出版社出版王德奎近50年中研究圈量子自旋的《三旋理論初探》。霍金第一次到北京傳播西方的弦膜圈說前沿科學。
33、2003年，天津古籍出版社出版王德奎的《解讀時間簡史》。涼山大學學報以《從卡-丘空間到軌形拓撲》發(fā)表王德奎對卡-丘空間遇到三大數(shù)學物理難題等解答的論文。
34、2005年，中科院理論物理所成立了以諾貝爾物理學獎獲得者、美國Kavli理論物理所所長David Gross為主席的第一個國際顧問委員會；在研究超弦宇宙學、超弦理論非對易幾何、超對稱規(guī)范理論、全息暗能量模型和不穩(wěn)定膜的引力衰變等方面，都取得進展，成為亞洲最強的團隊之一。
35、2006年，霍金第二次和威藤等科學家到北京傳播西方的弦膜圈說前沿科學。佩雷爾曼證明百年數(shù)學難題龐加萊猜想，獲菲爾茨獎；龐加萊猜想借丘成桐和媒體宣傳朱熹平等對佩雷爾曼證明的推廣解讀，在我國得到廣為傳播。王德奎等在中國工程物理研究院工學院主辦的省級內(nèi)刊《教學與科技》發(fā)表《宇宙開端之前無時間新解》論文，借助龐加萊猜想外定理的空心圓球內(nèi)外表面翻轉熵流，把時間之箭和熱力學、量子論、相對論、超弦論等聯(lián)系了起來。
36、2007年，四川科技出版社出版王德奎等點燃第三次超弦革命視野的《求衡論---龐加萊猜想應用》一書。
37、2008年，南部陽一郎和小林誠與益川敏英，共獲諾貝爾物理學獎。河池學院學報出版劉月生、王德奎等的“信息范型與觀控相對界”研究專集。
38、2011年，日本西村純等人用撕裂模型追逐研究宇宙起源“對稱破裂事件”。
39、2012年，王德奎用里奇張量、泰勒弦和龐加萊猜想外定理等方法，解決21世紀兩朵烏云暗物質(zhì)、暗能量，以及超伴子、EPR超光速隱形傳輸、希格斯大質(zhì)量等難題。（有不同建議，請寄y-tx@163,com電子郵箱）
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