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標量波是100多年前由N·特斯拉發現的,因此一般稱為特斯拉波。它們可以在實驗室中通過讓反向電荷的電磁的電磁波相互抵消而產生。

1 標量波 -簡介

  量子真空不僅是一種電磁場,而且也是一種複雜的磁矢量勢和靜電標量勢場。標量波是100多年前由N·特斯拉發現的,因此一般稱為特斯拉波。它們可以在實驗室中通過讓反向電荷的電磁的電磁波相互抵消而產生。因此,這種場的力(它的電和磁分量)就趨向於零,但它的標勢是守恆的,並且是實在的——它們具有物理學效應。當電磁波是橫波相反標量波是矢量的——它們攜帶力——而標量攜帶信息卻不攜帶力。


  標量的存在已經被近代物理學的創立者所熟知,但是它們的重要性卻整整幾代物理學家都沒有引起重視。儘管J·C·麥克斯韋在1873年提出的電磁學理論既包含矢勢也包含標矢,但此後由亥維賽、吉希斯赫茲修正的理論(電磁學標準理論)並沒有把電勢和磁勢看作是場的物理學實際分量:在標準的電磁學理論中麥克斯韋方程的標量術語被忽略了。對於各種技術應用而言這是完全滿足的,但它卻被忽略了。由標量所產生的微妙的物理方面的實驗效應。這種效應的證據出現在20世紀末,最早開始於著名的阿哈羅諾夫-玻姆效應,在這裡分別代表場的電和磁分量的「E」T 「B」為零(意味著場不傳輸實際的力),而其勢不為零。這種「無力」的場實際上對帶電粒子的運動產生真正的和可測量的效應。甚至在宇宙史中標量場都是基本的。斯泰因哈德特和圍克的循環宇宙學把宇宙基本的和實際量僅有的永恆特徵看作是一種標量場。正是由於從這種場脫出,存在於宇宙某一給定周期的粒子和能才出現,也正是由於進入這種場,在那一周期結束時它們才消失。


  標量具有自身的獨特性質,這種獨特的性質使它們能創生那種相互關聯,而這種相互關聯導致了令人困惑的相干形式的產生:


  首先,標量有量值但不傳輸能量:它們僅僅在形式的基礎上起作用。這就解釋了奇異形式的相干性為什麼不吸收自然界中的自由能,但能維持能量平衡的不變。


  其次,標量縱向傳播,允許線性波前相互疊加而不是相互貫穿。由標量產生的干涉波圖樣是所謂的「薛定諤全息圖」——它們保持著相信息。如同所有全息圖一樣,這種信息以一種分佈的形式存在於全息圖的所有點中。這就解釋了為什麼在一定的、可以想象的廣闊範圍內產生相干性的相互關聯幾乎是瞬時的。


  最後,標量波的傳播速度(更嚴格地講,是通過真空標勢的駐波傳播激發的速度)是可變的:它與波的特定頻率的平方根成正比。在高質量密度區域——在恆星和行星內或*近恆星和行星——這尖波擾動可以超光速傳播。這最終解釋了這樣的事實:在宇宙中准瞬時的相互關聯和由此而產生的相干性即使在天文學距離上也能出現。

2 標量波 -Ψ場信息是「內構成」

     標量在真空中傳播和干涉,因而由它們攜帶的信息影響到激發真空基態的事物。對粒子和

標量波

事物自身而言,這就相當於從真空的全息圖上「讀取」信息。正是這種積極的讀取過程在家面上可理解為「內構成」接受到它的那些物。從字面上把信息理解為「內構成」『接受到它的那些事物的思想可能是令人驚異的——我們仍習慣於把信息看作是抽象的或概念性的東西——但它有一種合邏輯的解釋。

3 標量波 -零點場

  空間的某一區域可能會沒有物質存在,但是它決不可能 沒有能量存在——嚴格地說,決不可能沒有攜帶能量的場存在。無物質的空間充滿著各種複雜的場。它們是量子真空中延伸到整個空間的能量海中的場。真空的能量是內在地不可觀察的(儘管它們有可能觀察到的效應);因此它們叫「虛」能。虛真空能量圍繞它們的零點基線值漲落,即使在溫度為絕對零度時也很活躍。因此,它們被稱之為零點能或ZPE,而它們的場就叫做零點場或ZPF。


  作為一種充滿虛能的物理介質的時空概念逐漸出現在20世紀的進程中。在20世紀初,人們堅信空間充滿了一種不可見的能量場,該能量場當物體通過它運動時會產生摩擦,從而使之變慢。這就是以太理論。在著名的邁克爾遜-英雷實驗中這種摩擦並沒有得到實現——無論光束是順著還是逆著地球轉運的方向運動,光速都保持相同——這樣,以太就從物理學家的世界圖景中被逐出去了。它的位置被普遍的真空——一種當沒有物質佔據時真正的完全的空無物的空間——所取代。然而,在20世紀下半葉發展起來的統一理論中,關於真空的概念從空無一物的空間轉變為攜帶電磁零點場的媒介。在量子場理論中零點電磁真空又發展成更複雜的「費米子真空」或狄拉克海。最後,在「大統一」和「超大統一」理論中費米子真空本身又轉化為更複雜的「統一真空」 ——使它們成為「物質的」那種東西——都被認為是由與瀰漫於宇宙中的場(被看作是一種標量場或「希格斯」場的相互作用產生的。粒子與該場的相互作用越強烈,其質量就越大。


  有充分理由假設,宇宙的零點場攜帶著有意義的信息。我們知道,作為宇宙中所有物質——普通物質、暗物質、暗能量——的基礎,存在著被稱之為量子真空的非常廣闊的虛能區域。在該能量區域內處處存在的場——零點場——與物質(假設也與暗物質和暗能量)相互作用,並創生了延伸至整個時空的相互關聯。


  在真空的虛能和居住在時空世界中的粒子之間顯現出越來越多的相互關聯。在1960年代P· 狄拉克證明,費米子場(物質-粒子場)的漲落會產生一種真空極化,因此該真空會影響粒子的質量、電荷、自旋或角動量。大約在同時A·薩哈羅夫提出,相對論性現象可能是由於帶電粒子對零點場的屏蔽而在真空中誘導的效應的結果。此後在1970年代,P·戴維斯和W·恩羅提出了辨別零點場中的勻速運動和加速運動的假說。勻速運動不會擾動零點場,使之保持各向同性(在所有方向上都相同),而加速運動會產生一種熱輻射,它將打破零點場在所有方向上的對稱。1990年代,根據這一前提人們提出了許多解釋。這些解釋已經超越了被認真研究並得到確認的「經典的」卡西米爾力和蘭姆移位。


  卡西米爾力是眾所周知的。在兩個緊靠在一起的金屬板之間真空能量的某些波長被排斥在外,因而相對於金屬板外側的真空能量它降低了其能量密度。這種不平衡就產生了一種壓力——卡西米爾力——它把金屬板向內側推,使它們更靠近。「蘭姆移位」是另一種被認真研究了的真空效應,它由繞核旋轉的電子從一個能態躍遷到另一個能態時發射出的光子所顯示的頻率移動形成。這種移動是由於光子與零點場的相互作用。


  還發現了更進一步的效應。H·普瑟夫B·海奇和其合作者聲稱,慣性力、萬有引力、和甚至質量都是帶電粒子與零點場相互作用的結果。普瑟夫還注意到,繞原子核旋轉的電子不斷地輻射能量,因此它們如果不從真空中吸收能量子以抵消在軌道運動中失去的能量,那麼就會越來越靠近原子核。這就意味著,除了慣性、引力和質量,原子的穩定性也是由於與量子真空的零點能相互作用的結果。零點場是基本的。沒有它時空中就不可能存在由穩定原子構成有物質,自然界的基本定律和力也將完全是不同的形式。


  真空的零點場既具有電磁分量,也具有非電磁分量。後者是由於真空的電勢和磁勢產生的;它的形式是駐波的靜電場形式。這一標量場不傳播能量的明顯形式,但它會影響帶電粒子的運動。筆者把它命名為Ψ場。


  我們知道,宇宙中的所有事物,無論是量子還是星系,都存在於量子真空的能量海中。如果沒有物質,量子真空就處於基態:它沒有被擾動。物質的存在擾動了它:正如物理學家所說,它「激發」了真空。這種擾動在真空能量海中「製造波浪」,它非常類似於一個小石子或一艘船在池塘中或海洋中製造波浪一樣。這些波浪從產生的起點高外擴散,從而與其他波相互作用。干涉波圖樣顯示了產生這些波的擾動的軌跡;更嚴格地講,它們攜帶了有關信息。這些信息在擾動形式中被攜帶:它們在整個干涉波圖樣中傳播,並能在任何一點都被讀出。這是我們通過具有傳統全息圖的我們的經驗知道的。

4 標量波 -鳴謝

   標量波

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