反物質的概念首先由英國物理學家狄拉克提出來,后來的物理學家通過實驗的方法證實了狄拉克的設想,狄拉克提出的反物質概念似乎也非常簡單,在一個量子力學的方程中有一項質量的代數符號以平方的形式出現,既然將“正質量”帶進代數符號中,方程式是成立的,那么將“負質量”帶進代數符號中,方程式依然成立,因為,無論正數還是負數,它們的平方數一定是個正數,我們在中學時期就知道了“負負得正”的乘法原理。狄拉克從“負質量”的概念出發(fā),引入了“反物質”的概念,根據狄拉克的物理思想邏輯,我們可以將“反物質”理解為“負物質”的概念,普通的物質是“正物質”,和“正物質”相反的就是“負物質”、或“反物質”,然而,沒有任何一位物理學家會使用“正物質”和“負物質”的概念,不是這一對概念錯了,而是物理學的概念和術語和哲學、社會學、經濟學一樣有一個約定成俗的“潛規(guī)則”。
與暗物質的搜索和研究相比,我們對反物質的搜索和研究顯得薄弱,可能與暗物質的數量太多,而反物質的數量太少有關,在我們的宇宙中,大約27%的宇宙成分是暗物質,大約只有5%的宇宙成分是可見物質,比如:我們的太陽和地球是由可見物質構成的,在5%的可見物質中,只有遠遠不到1%的成分是由反物質構成的,也許只有幾千分之一、幾萬分之一的可見物質是由反物質構成的,不能把宇宙的構成比例看成是“宇宙常數”,第一個主要的原因是由于這些“常數項”處在變化中,不能說宇宙最早期的成分構成和今日宇宙是完全一樣的,第二個主要的原因是由于研究的深入和實驗手段的更新,普朗克衛(wèi)星通過對宇宙微波背景輻射的精確測量,得出了宇宙構成的基本數據,是迄今為止科學家獲得的最精確數據,但是,不排除科學家今后“斬獲”修改數據的可能,所以,當我們看到“相同的宇宙,不同的數據”時,不必感到“驚慌失措”,物理學家能夠在量子力學的測量中得到難以想象的精確度,這不意味著天文學家在天體和宇宙學的測量中同樣能夠做到這點。
與暗物質的搜索和研究相比,通過引力的“等效原理”在宇宙中發(fā)現的暗物質非常之多,不僅發(fā)現了暗物質團塊,甚至發(fā)現了暗物質的星系,比如:天文學家近日發(fā)現了疑似由暗物質組成的矮星系,又比如:天體物理學提出了銀河系中暗物質團塊、暗物質星系的各種分布圖譜,顯然,暗物質在銀河系內不是均勻分布的,而是采取了集中分布的形式。也許由于反物質在宇宙中的分布非常少,天文學家還沒有發(fā)現反物質星系和星體的明顯證據,他們只是提出了“反物質宇宙”概念的可能性,天體物理學家、或者天體粒子物理學家只是發(fā)現了少量的反物質粒子,諸如:反質子和正電子一類的粒子。華人物理學家丁肇中教授領導了一支世界上最強大的搜索團隊,使用了搭載在國際空間站的質譜儀,他們發(fā)現了少量的正電子,沒有發(fā)現反物質大規(guī)模存在的證據。中外科學家早已提出一個時間倒流的“鏡像宇宙”概念,如果“鏡像宇宙”由反物質構成,我們就會提出質疑,如此的“反宇宙”如何得來那么多的反物質?僅憑可見物質數量的幾千分之一、幾萬分之一,反物質似乎既不能構成反物質星系,也不能構成一個時間倒流的“反宇宙”。
不知道存不存在反物質的“反引力”,或者“反引力波”,我們同樣不知道存不存在“反慣性”,或者“反慣性力和波”,不知道有沒有“反電磁波”,但是,既然科學家提出了“反宇宙”概念,證實了反物質粒子的存在,我們也可設想一下物質的作用效應和反物質的作用效應存在“等效原理”的可能,只不過是一種“反等效原理”。從物質和反物質的“反等效原理”出發(fā),我們可以引入“反引力”和“反時空彎曲”概念,“反引力”和引力一樣,只是方向相反,“反時空彎曲”和時空彎曲一樣,只是方向相對。引進“反時空彎曲”概念,我們可以容易地理解時間倒流的含義,在“反時空”中出現的時間倒流還只是一種設想,沒有得到觀測和實驗的證實。在我們可見的宇宙中只存在極少量的反粒子,但是,也許在所謂的平行宇宙中存在“反宇宙”的可能,在這個“不可能有”的宇宙中,它們的引力方向與我們的相反,時間流動的方向與我們的剛好“背道而馳”。
科學家還沒有提出暗反物質概念,不能從“反等效原理”出發(fā),得出一個結論:在物質的世界中存在暗物質,那么在反物質的世界中也存在“暗反物質”,相應地提出“暗反引力”、“暗反時空彎曲”、“暗反慣性力”、“暗反電磁波”等等概念,不提倡這些概念也不表明宇宙就像我們理解的那么簡單,在宇宙是可以理解的含義中還包括了宇宙是難以理解的含義,我們不要輕易地對自然下結論,但是,我們可以應用科學思維和科學發(fā)現的邏輯去深入地研究宇宙學和哲學的含義。超弦理論告訴我們,基本粒子幾乎都有自己的反粒子,反粒子構成了反物質,我們只是在可見的宇宙發(fā)現了極少量的反物質,也許在宇宙的最早期這種反物質的數量是非常多的,只是由于發(fā)生了物質粒子和反物質粒子的湮滅作用,導致了反物質的大量消失,只留下極少量的反物質,它們只能以粒子的形式在宇宙中“漂移”,有可能被丁肇中和其它的科學團隊捕獲到,它們難以結成團塊,以星系和星系團的形式出現,我們也不清楚“反引力”和“反時空彎曲”在其中發(fā)揮了怎樣的作用。
我們的確不知道反物質粒子會不會才產生一種“反引力”作用,所以“反等效原理”只是一種猜想,我們也不知道正電子和反質子能不能產生一種“反電磁波”,就像我們嘗試著提出“暗電磁波”一樣,也許我們也可以嘗試著提出“反電磁波”概念,至于“暗反電磁波”的概念更加撲朔迷離。本作者盡管是一位可知論者,也不能不感嘆自然始終有我們不可知的方面,我們對未知的自然現象充滿了好奇和猜想,好奇心能夠激起科學家探索的智慧和勇氣、促使他們發(fā)現更多的自然奧秘??茖W文化的形成也與探索的智慧和勇氣有關,而在科技革命興起的今天,科學文化就像娛樂文化一樣,已經滲透到人們的日常生活和工作中。反物質粒子雖然在自然中非常少見,但是它們仍然是自然物質的組成部分,需要科學家的搜索和研究,也許它們的“反引力”和“反時空彎曲”、“反慣性力”和“反電磁力”在我們可見的宇宙中表現得非常微弱,但是,也不排除它們在一個平行的宇宙中會表現得非常強大,有那么多的中外科學家相信一個“鏡像宇宙”的存在,還是有其中的緣由。本作者的這篇文章屬于純粹的思想展示,沒有抄襲任何的觀點,只是把其中的緣由用文字表達出來,為了把蘊含的思想“挖掘”出來,本作者首次引入了“反引力波”和“反時空彎曲”的概念,首次提出了“反等效原理”的設想,這些概念和設想與科學家提出的“鏡像宇宙”是一致的,不是本作者毫無根據的任意推測。
就像有了“等效原理”,我們對暗物質作用力的性質有了更好的理解一樣,也許有了“反等效原理”,我們對反物質作用力的性質也能獲得更好的了解。盡管在自然中反物質的數量極少,但是科學家還是從中發(fā)現了巨大的能量,只要有一點點的反物質和物質產生湮滅作用,就可以帶來巨大的能量,同樣的物質消耗能夠產生比原子的核反應高得多的能量,也許可以利用反物質的巨大能量來發(fā)明新的“火箭發(fā)動機”,為人類的星際旅行提供能源,星際飛行的夢想還遙不可及,但是我們的地球面臨了化石能源枯竭的問題,太陽能和核能自然是優(yōu)先的考慮,但是,如何利用反物質的能量?可以開展“前期研究”,盡管這里的“前期”概念實際上非常遙遠,在“詩和遠方”的選項中屬于“遠方”的一項。
2016-4-27