高維時空的演繹(18):六維物理實體模型的建立
天雲以前在《宇宙高維時空的奧秘》書中,從時空維度的最基礎概念開始,詳細闡述了物理維度的不斷發展和推理過程。而今從建構實體的時空維度的物理模型的角度,轉換一下推理的角度和順序,而從人們的理解和時空維度的演繹上面,直接建構6維的物理實體模型。
一、三維立體、時間維度的內容
在現有的維數概念中,零維度空間是一個點,無限小的點。無數的點在一個方向上疊加,形成一維直線,無數的線疊加構成了一個二維平面。無數的平面疊加構成了三維立體的空間。人們從立體認識三維空間,通過坐標系更深刻認識和理解了維的涵義。
我們將能引出新圖形、新空間形態的向量稱為維。而一個事物、圖形和空間,需要幾個方向的向量來撐出它,它就具有多少維數。直觀地,一個空間的維數可以認為是一個人要想達到這個空間中所有的點,需要移動的所有不同方向的向量數目。
例如,一個點是一個零維圖形。我們不需要任何向量來張出它,因為點就是它的全部位置和空間。
「圖1.1」零維的點
一條直線是一個一維圖形,從直線的某一個點上出發,需要沿著這個直線方向的向量來到達到直線上的其它點。也可以理解為點沿著一個向量方向疊加而成直線。
「圖1.2」一維的直線
一個平面是一個二維圖形。給定平面上的一個起始點,至少需要兩個互不平行的向量來張出這個平面。也就是說,我們需要兩個方向的向量,才能到達這個平面上的所有點。也可以理解為無數平行的直線沿著另外一個向量的方向疊加而成平面。
「圖1.3」二維的平面
立體是三維的,至少需要三個互不平行的向量來張出這個立體空間。也就是說,需要三個向量上的移動才能到達空間中的所有點。也可以理解為無數平行的平面沿著另外一個向量疊加而成三維空間。
「圖1.4」三維的立體
四維空間則是一個需要四個不同方向的向量才能到達其中所有點的空間。這個向量在物理數學中被普遍應用,就是時間向量的維。這種空間可以認為是許多平行的三維空間的疊加,在不同的時間,不同的三維立體可以佔有相同位置的三維空間。也可以理解為三維立體的運動的體現。加上時間維的四維坐標,可以確定運動中的立體任意一點的位置。
「圖1.5」三維的小球在時間維中運動
二、六維物理實體模型的建立
1、四維實體模型的建構
三維的立體模型疊加上含有質量的物理密度,形成實體。含有質量的實體,與原來的三維立體,就增加了質量的維度,而導致立體成為了實體。所以,物理實體便是包含了質量維度的四維實體了。
由於維度具有方向和向量。那麼,體現質量內涵的新維度方向是什麼呢?
現代量子力學將基本粒子描述為物質場、量子場等等。而物質場具有起點、方向,便是體現一個新時空維度的向量方向了。
依據愛因斯坦的廣義相對論,具有一定場強度的物理場會形成彎曲時空,而光子能量在其彎曲時空中,形成彎曲和時間延緩,形成彎曲時空的實體粒子,形成彎曲時空的質量內涵。
所以,這樣的彎曲時空所形成的物理質量和實體模型,還必須加上時間維度,形成五維時空的實體物理模型。
所以,三維立體和五維物理實體模型,在這裡邊區分、建構出來了。
金屬球
2、六維物理實體模型的建立
這個五維物理實體模型,是質量均勻的、沒有物質差別的。而要體現物理不同物質、不同元素、不同微觀結構,還需要引入一個維度:就是我們以前在《宇宙高維時空的奧秘》書中所闡述的物理分維。
物理學的不斷發展和探索,從表面的物理實體,到不同晶體結構、分子結構、原子結構,就是順著一個時空維度分維在延伸。它還體現不同物理五維時空的存在以不同的結構組合、形成的實體便體現不同物質、密度、比重的物體了。那就是六維物理實體模型的建構。
實證科學,正是沿著這個分維的方向,在表面的三維實體的內部,向下不斷發現了晶粒、分子、原子、原子核、電子、質子、夸克等不同的三維實體粒子存在,張出了這個蓬勃發展的物理空間內容。沿著這個向量和方向上的不同層次的點,可以構成不同的三維實體空間、不同層次的三維粒子存在,包含了晶粒、分子、原子、原子核、中子和質子、夸克等不同層次的三維空間。這些不同層次的三維空間,與這個實體的表面三維空間平行,可以不斷疊加,構成表面的四維空間和實體存在。
物理六維時空,不僅能夠描述表面實體的物理存在狀態和運動,而且還能夠包含內部不同層次的微觀粒子的存在與運。儘管表面實體處於相對靜止的狀態,而其內部不同層次的微觀粒子仍然處於不同的運動狀態,向著表面時空的積聚效應而構成一個統一的五維時空的存在。
從表面時空的存在開始,分維的方向向著兩端延伸。向著微觀方向指向晶粒、分子、原子、原子核、中子和質子、夸克等不同層次的方向;向著宏觀方向指向物體的組合、地球、太陽系、銀河系、天體等不同層次的方向。為了便於區分和描述,我們將向著物體內部、向著微觀不同層次延伸的方向設定為分維的負方向,體現事物的分解效應,也可以稱之為分維的微觀方向;而將向著宏觀方向的延伸設定為分維的正方向,體現事物的聚合效應、積聚效應,也可以稱之為分維的宏觀方向。
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三、六維物理時空的物理內涵
1、物理模型的疊加
一維的直線向著二維的疊加形成平面;
一維的平面向著三維的疊加形成立體;
三維的立體向著質量維的疊加形成實體;
三維的立體向著時間維的疊加形成運動
更嚴格的物理疊加模型,是三維的立體向著時間維和物質場維度的疊加,形成彎曲時空和質量實體的五維物理實體時空。
五維物理實體沿著分維的疊加,形成不同層次、不同結構、不同物質的六維實體。
2、物理模型的投影
不同物質的六維實體投影成為五維的基本粒子模型。
有質量的五維實體模型投影成為三維立體、立體的運動
三維的立體投影成為二維的平面
二維的平面投影成為一維的直線。
3、分維的疊加的物理意義
物理學向著微觀領域的研究過程,沿著分維的微觀方向延伸,不斷發現了物理五維時空在不同層次的積聚狀態、投影內容。物理學發現微觀粒子的過程是沿著物理五維時空的分維的負方向而進行、發展;而人們所發現的微觀粒子的存在內容、狀態又是該物理五維時空包含了其內部所有層次的時空存在、包含了其所有分維負方向的時空積聚沿著分維正方向在該層次的積聚、投影內容,向著人的感覺而呈現出來的內容。人們將發現、認識的這些不同的微觀層次中的存在內容,與表面時空的存在相聯繫,而形成人們對這個物理五維時空存在的整體的認識反映內容。只是以前被人的眼睛的三維功能和三維空間的觀念給束縛著,而用固有觀念中的三維實體的物理性質來概括它,將它反映成為了三維實體的存在狀態和內容了。實際上還是受制於三維立體的四維時空觀的制約。
現在發現,物理五維時空的存在,其內部分維中對應的每一個層次的存在,都是一個物理五維時空的存在,體現一種積聚效應的時空存在特徵。三維的立體也體現積聚的效應,不積石土,何以成其高?
4、人們對於三個相同大小的球體,一個鋼球體、一個金球體、一個木球體,能輕易的區分它們的存在內容,除了依靠顏色,還要依靠各種物理性質。比如,拿在手中,比較重量,物理五維時空的整體在地球引力中的聯繫和作用,通過人手的感覺和意識建構,而反映出來這幾個球體之間重量的不同,該物理五維時空積聚的所有時空、能量、質量,通過與引力場的相互作用,反映在人的手的重量感覺中,也形成一種投影反映形式;用刀刻劃這幾個物理五維時空的表面,看硬度不同,甚至於用顯微鏡分析晶體結構等方式,來區分這些不同球體的物理五維時空的存在內容。
在表面物理時空與電腦中的投影。對於一個表面時空中的鋼球體,人們可以用三維立體形狀加上重量、比重、強度、硬度、顏色、材質等物理性質來描述它。而對於電腦中描述的鋼球體,除了二維的立體形狀外,還要加上符合三維立體的線條變化的數學漸變和陰影漸變效果,使它看起來有三維立體在光源照射下的漸變形態和信息,再加上顏色、材質渲染、光源等內容,於是,它在電腦的圖像中看起來就象具有四維內涵的鋼球體了。
鏡子、相片、圖畫、屏幕,都被人們看作是二維的面。而人能夠從這些鏡子、相片中看出三維、四維的存在內容。因為鏡子、相片、圖畫中線條隨光線變化的內容、根據視點成比例縮小的線條,都表達了三維立體在光源中變化的信息,展示物理實體的四維存在信息在二維中的存儲、演繹。當物理實體的四維存在信息與二維的鏡子、相片結合後,這個整體狀態就不只是二維的內容了。所以,人們的感覺能夠將這些信息重新還原為四維、五維、六維的實體存在內容來理解。
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四、物理六維時空的演繹
科學對於表面的實體物體存在,通過分解的方式,一步一步的在不斷的分解中認識了晶粒、分子、原子、原子核、中子和質子等不同層次的三維粒子的存在,從而延伸出一個分維的向量,張出了更高維的五維空間和六維時空的存在。
和時間相結合的物理六維時空,可以分解成不同的三維立體、四維時空,所以,人們可以用四維時空來描述表面的實體的立體內容。還可以沿著分維的負方向,向著微觀進行不斷的探索、研究,而發現了不同層次的晶粒、分子、原子、原子核、電子、質子、夸克等不同的三維實體的存在狀態和運動,用四維的時空狀態和公式來描述這些不同層次的微觀粒子的存在、運動狀態,發展了化學、核物理學、量子力學等不同的學科,推導出了不同層次中微觀粒子的四維時空的方程來描述不同的三維實體粒子的運動。
現在,我們豁然發現,物理六維時空,它以表面時空為基點,一邊向微觀、向晶粒、分子、原子、原子核、中子和質子、夸克等不同層次的方向延伸;一邊向宏觀,向星球、恆星、銀河系、天體等不同層次的方向延伸,將微觀與宏觀統一在了一起,構成了宏觀和微觀相統一、具有物理質量的的物理的六維時空。