时空波粒二象性初探

沈敏

摘 要：通过通俗易懂的思想实验揭示物理规律在多维世界一脉相承具有延续性，并与现有权威理论吻合。通过探讨多维世界的构成，重新梳理了场、量与波的对应关系，重点指出空间和时间分别是时空波的波动性与粒子性的体现。

关键词：时空场;时空波;波粒二象性

一、从多维世界的构成到时空波

超四维世界所超出的“维”应该包括一些什么呢？至少应该包括能量场。电磁场、引力场等都是能量场，蕴藏着能量。能量具有相对性。四维世界是一个耗散系统，其“熵”值始终在增大。当它的“熵”值增到最大时，相对其本身而言它已经没有了能量，这时如果光凭四维世界本身，它将不可能又收缩并最后又成为一个奇点，即它不可能产生自组织现象。如果它最后又将收缩为一个奇点，那么它必然被注入了能量。这些能量从何而来？从超四维世界的能量场（引力场）来，万有引力使之最后又收缩了。这与四维世界里的一个小系统达到“熵”值最大后要产生自组织现象必须有能量从系统外界注入也是一脉相承的。

如果将“质量”、“四维世界”、“物质”和“时间和空间”分别更名为“引力场”、“时空场”、“时空量”和“时空波”，其中，时间和空间分别是时空波的波粒子性与波动性的体现，则可以得到以下比较“对称”、比较完美的表格：

二、时空波的性质

电磁量是电磁波的波源，是电磁波存在的基础;引力量（质量）是引力波的波源，是引力波存在的基础。那么时空量（物质）与时空波（时间和空间）是什么关系呢？假如没有时空量（物质），那么就既无所谓时间也无所谓空间了，即时空波将不复存在，同样，时空量也是时空波存在的基础。

电磁波和引力波都是以光速传播的。时空波的速度又怎样呢？既然时空波也是一种波，那么时空量就可以被视为时空波的波源。又因为空间体现时空波的波动性，那么可以作波前—波源图，即空间—物质图。对于空间—物质图，时空量的速度大于时空波波速时，波源超越了三维空间形成了马赫锥;又因为物质运动速度一旦大于光速，它将超越三维空间，所以时空波也是以光速传播的。

表格中三种场往往是相互交织在一起，共同起作用的。比如化学反应就主要是由电磁场和时空场共同作用而产生的。化学反应使粒子间的空间相对位置随时间发生变化。在这一变化中，电磁场的能量变化是粒子间空间相对位置变化的基础。再比如万有引力则主要是由引力场和时空场共同作用而产生的。引力场的引力量（质量）和时空场的空间距离的并存是万有引力存在的基础。而在空间中若存在万有引力，就存在引力势能，并且空间也会发生弯曲形变。即引力场通过将势能注入到时空场中而使时空场发生弯曲形变，或者说时空场在通过弯曲形变涉入超四维世界——引力场的过程中蓄积了势能。

当电路一旦接通，其电磁场便以光速向远端迅速建立起来;当天体一旦存在，其引力场也以光速向周围宇宙空间迅速建立起来。也就是说，电磁场和引力场都是以光速建立起来的。那么时空场呢？时空场也是以光速建立起来的。一旦物质不是绝对静止，即存在速度，那么三维空间便以光速迅速建立起来。假如物质的运动速度大于光速，则三维空间还来不及建立起来，那么物质的运动将超越三维空间以至于只能在时间中运动，即沿时间轴的负方向运动。

速度是空间与时间的桥梁，速度越大，所来得及建立起来的三维空间就越小，物质运动所涉入的时间的成分就越多。而光速是时空波的波动性与粒子性的纽带或者分界点，当速度小于光速时，物质运动所跨越的时空波更体现其波动性——空间，而当速度大于光速时物质运动所跨越的时空波则更体现其粒子性——时间。

那么，当物质的运动速度大于光速时，它又是怎样“沿时间轴的负方向运动”的呢？设m，n均为整数，假如物质运动到M（m）点时它的速度超过了光速，那么它将脱离m段而切入第（m+2n+1）段的对应点M（m+2n+1）继续运动。

针对“大爆炸宇宙论”，有人提出质疑，问既然宇宙诞生于一个奇点，那么在此之前的情况怎样？而根据本文的观点，当宇宙处在奇点时，因为没有空间，即等同于三维空间还来不及建立起来的情况，所以此时物质的运动将超越三维空间以至于只能在时间中运动，即沿时间轴的负方向运动，于是宇宙在此之前是从“‘熵’值最大”逐渐收缩成为一个奇点。而此时所谓的时间轴的负方向也变成了正方向。因此，整个宇宙实际上是由奇点经过所谓的大爆炸而膨胀，直到“熵”值增到最大后，又因万有引力的作用而逐渐收缩并最终又成为一个奇点，然后又重新爆炸并膨胀。宇宙便是在“奇点”和“‘熵’值最大”二者之间不断地循环振荡。我们所说的宇宙的诞生与消失都基于电磁场、引力场、时空场等共同构成的n（n>4）维世界的变化。

三、结束语

综上所述，在超四维世界里可以简单解释宇宙大爆炸和奇点。通过探讨高维世界的构成，重新梳理了场、量、波三者的對应关系，并提出了一个大胆的猜想：我们所熟知的时间和空间构成的四维世界是一个时空场，对应的有时空波，时空波具有波粒二象性，时间和空间分别是时空波的粒子性和波动性的体现。

当然，超四维世界所超出的“维”一定还包括很多未解之谜。我们还有很多工作要做，比如对时空波的“波粒二象性”的科学证明——证明其正确或不正确。