漫谈误入歧途的物理大统一理论

前几天，本女漫谈了如何可以通过可计算性理论，
把数学通过信息论和量子物理统一起来，从而建立
一个数学和物理的大统一理论。

今天，不谈数学和物理的统一，谈物理内的大统一
理论。为什么谈这个呢？因为在今天，主流的物理
大统一理论的研究，已经误入歧途了。本女认为有
必要站出来，指点迷津。

物理量子场论里的所谓标准模型，把自然界四种力
的三种，即电磁作用力，弱相互作用力，及强相互
作用力，统一在一个理论里得到解释。然而，最先
被发现的一种力，即万有引力，却无法被被统一在
标准模型里。不但如此，万有引力的存在，严重地
挑战了标准模型理论的正确性。因为有仅仅依赖于
物质质量的引力场的存在，导致了量子场论的不可
重整化，而不可重整的量子理论，不可能是正确的
理论。于是，研究者们几十年来一直都在寻找一种
能够成功解释万有引力的大统一量子场论。

量子理论里的重整化困难的原因，在于奇点的出现，
试想如果一个粒子存在于一个无穷小的一点，在那个
点上面，能量密度，电荷密度，等等都趋于无穷大，
而无穷大的结果，是不符合物理现实的。解决这个在
奇点无穷大的问题的办法，就是假设粒子不处在一个
无穷小的点上，而是分布在一个极小的小弦线上，这
条小弦必须在四维时空之外其它的维度上。

这也就是所谓的超弦理论，为了解释所有已知的基本
粒子，这个额外的维度还不止一个。理论物理学家们
对各种可能的多维空间进行理论推导，发现他们觉得
十一维的模型比较有可能解释所有的东西。这也就是
十一维宇宙的由来。

说到这里，还没有谈到为什么本女认为现代主流的
物理大统一理论的研究是误入歧途了。我们先简单
地回顾一下现代宇宙学的发展。

首先是爱因斯坦的狭义相对论提出和被接受，其中
包含了光速不变原则和任何物质的速度不可能超过
光速，并且同时性不再是个普适概念，而取决于地点
和观测者的所处的惯性系。

其次是哈勃红移的发现，天文学家发现，越远的星体，
其光谱发生的红移越大，红移量大约正比于星体离开
我们的距离。光谱的红移意味着这些星体在远离我们
而去。按照哈勃红移推算，距离我们一百五十到两百
亿光年的星体，其红移量近乎百分之百，也即，这些
星体以近于光速远离我们。既然光速是宇宙最大可能
速度，我们也就不可能观测到更远的星体，因而宇宙
有一个一百五十到两百亿光年的半径。

哈勃红移的发现，导致了宇宙大爆炸学说的提出，它
认为宇宙起源于无限致密，温度奇高的一个奇点，以
光速向外爆炸膨胀，直到今天的宇宙。大爆炸学说到
今天已被广为接受，其原因是绝对温度三度的宇宙
微波背景辐射的发现，与大爆炸学说的计算吻合。

再次是爱因斯坦的广义相对论的提出，认为万有引力
可以归结为时空的弯曲，同时，处在万有引力场中的
物体，其时间的进程要减慢。广义相对论导致了所谓
的黑洞理论的提出，认为如果一个星球质量如此密集，
会导致连光子也无法逃离其表面，那么一切东西掉了
进去，都是不可能再出来的了。此即所谓黑洞。黑洞
有所谓的黑洞半径公式，如果某个质量集中于正比于
质量的某个半径之内，那么就形成一个黑洞了。

宇宙大爆炸和广义相对论导致了爱因斯坦的三种宇宙，
即基于宇宙总质量的大小，宇宙的最终结果有三种，
一种是宇宙总质量太小，引力场不足以使宇宙的膨胀
减慢，宇宙会无限膨胀，温度降到绝对零度，最终是
个冰冷死亡的宇宙。另一种是总质量太大，引力场最
终使宇宙停止膨胀而反过来塌缩变小，最终宇宙变得
很小而温度极高，即热寂宇宙。第三种可能是宇宙的
质量不大不小，最后宇宙不再膨胀，也不会开始缩小，
是所谓的平衡宇宙。

现在人们相信，宇宙引力的大小，应该是非常接近于
平衡宇宙的情形。

现代物理大统一理论的误入迷途，就开始于宇宙大爆炸
和爱因斯坦的三种宇宙。研究者们都忘记了一个事实，
即引力的大小，不但取决于产生引力的质量大小，也
取决于万有引力常数的大小。

自牛顿时代开始，人们自觉不自觉地把万有引力常数
当作一个常数来对待。但是本女必须指出，没有任何
证据表明，万有引力常数是一个常数，并且马上就有
证据表明，它绝对不可以是一个常数。

为什么没有证据表明万有引力常数是常数呢？所有的
关于测量万有引力的实验，都是在从牛顿时代到今天，
短短几百年间，在不超出太阳系的小小范围内测定的。
如果人类以为这样的测量结果，可以线性外推到几百
亿年以前的宇宙，或者是宇宙的另一尽头，仍然适用，
那么是太不知天高地厚了。

如果假定万有引力常数是不变的常数，立即碰到的麻烦
就是大爆炸理论和爱因斯坦的三个宇宙观。试想在一百
多亿年前，宇宙的比现在小很多，因而引力也强很多，
而宇宙的质量并没有变，如果早期宇宙的引力不足以使
它结束膨胀开始塌缩，何以到今天宇宙的引力因为距离
的增大而减弱，反而可以令得它最终可以不再膨胀达到
平衡呢？

更麻烦的是，宇宙早期当它的半径还小于依据它的总质量
计算的黑洞半径的时候，难道不是一个黑洞吗？这个黑洞
怎么可能继续膨胀，最后突破黑洞半径呢？

犹有甚者，如果使用现有的宇宙总质量数据，计算其黑洞
临界半径，你会发现现在宇宙的半径不多不少，刚好是它
的黑洞临界半径的大小！！！

必须假定万有引力常数其实并非一个常数，而是会随时间
的推移而变大的一个变数！！！

更进一步，应该在爱因斯坦广义相对论的基础上，彻底地
抛弃万有引力这个概念，取而代之的是一个与整个宇宙的
几何结构有关的局部的时空弯曲概念。万有引力常数不是
一个物理常数，而是一个宇宙参数。

再进一步，我们得承认，我们所在的宇宙，本身其实是
一个黑洞！！！这个黑洞宇宙的外面，也许有无数个类似
我们的黑洞宇宙的其它黑洞宇宙，但是可惜这些黑洞宇宙
之间是没有办法沟通任何信息的。我们没有办法不承认
这个宇宙是个黑洞，因为它不大不小，刚好是个黑洞临界
半径的大小！！！

斗胆再迈前一步，黑洞可以连续扩大吗？这个只有在外界
源源不断输入巨大的质量的情形下才可能。几乎无法相信，
我们这个宇宙的外面，会有什么东西在源源不断地喂哺它
巨大的质量。所以必须假定我们这个宇宙并没有在连续地
膨胀之中。

那么哈勃红移是怎么一回事呢？要知道，哈勃红移不但是
存在于较近的星体中，在宇宙边缘的星体，也普遍存在着
红移。这是个无法否定的观测结果。

这里就涉及到另一个现代宇宙学误入迷途之处。人们在
讨论哈勃红移时，似乎已经忘记了广义相对论。广义相对论
是不应该被忽视的，它有强有力的实验数据的支持。

人们不应该忘记，在讨论来自宇宙另一角落的光子的时候，
天文数字的宇宙总质量在起作用！宇宙的总质量形成的引力
场，足以产生一个象宇宙那么大的黑洞。在这么强大的引力
场中，广义相对论的作用是相当显著的。在地球的参照系
看来，地球处在这个引力场的中心，因而地球上事件的时间
进程，要比远离引力场中心地点的时间进程减慢。

因此所谓的哈勃红移，其实是广义相对论红移，而不是
多普勒红移！！！哈勃红移，并不表明宇宙在膨胀！！！
事实上，除了哈勃红移，天文学上并没有任何第二个证据
表明远处的星体在远离我们而去！！！！

基于哈勃红移的大爆炸学说，是错误的。哈勃红移只不过
是黑洞宇宙之内的广义相对论红移。

至此，本女已经将现代宇宙学的基本观念，打了个落花流水。
但是这个还没有完。人们会问，可以证明大爆炸学说的绝对
三度宇宙微波背景辐射，该怎么解释呢？

事实上，宇宙微波背景辐射的温度值，恰恰是本女的黑洞
宇宙论的有力佐证！记得霍普金斯的黑洞熵公式吗，使用
宇宙的现有半径及其背景温度，计算得出的宇宙黑洞熵是
10^122，当然波尔兹漫常数做为一个无关紧要的人为常数
可以从熵值中去掉，那么这个熵就代表了信息量。信息即
负熵，熵即负信息。负信息是因为黑洞内的信息是无法为
外界获得的。本女然后假定宇宙是一台巨大的量子计算机，
假如它使用宇宙的全部能量从宇宙诞生的开始一刻不停地
进行量子计算，那么它的计算量，也就是信息量，是多少
呢？不多不少，正好也是10^122。

如果两个物理计算，得到两个几乎一致的巨大无量纲数，
那么可以基本肯定两者间是有关联的。这个观点，是
狄拉克提出大数猜想理论时首先提出的。可惜几十年来
没有多少人注意到。但是本女是相信大数猜想理论的。

至于大数后面的巧合，到达隐藏着什么物理真诋，那是个
永远值得研究的问题。

方舟の女