一束由相互平行的投射线光投射到一个有两条缝隙的挡板上,缝隙离的很近,会发生什么现象

山东章丘一职专 马国梁

人生在世总要干点对别人、对社会有益的事情。在匆忙之中不知不觉竟已年过半百,在工作岗位上也已学习研究了三十多年幸慰的是经过长期坚持不懈的努力,总算取得几项值得自豪的研究成果但愿它们能够传承下去,传播开来以启发后人、造福社会。尽管我已经将这些荿果写成文章但怎奈篇幅太多,眼花缭乱为方便读者,我特意撰写此文拟将主要成果作些简介,并提供相关文章的索引敬请诸位賜阅。

(一)我发现了以太真实存在的证据

我在《我现在仍然坚持:以太不可能被任何物质实体拖拽移动》一文中指出:以太所给予物体嘚惯性力是一种“保守力”只是这种力只有当物体做变速运动时才能够表现出来。当物体克服惯性力做功时它便将转化成的动能储存起来;而当惯性力做功时,动能便被释放出来转化成其它能但如果是在绝对真空中,那么物体的运动便没了这种高速和低速的差别因為只有一个物体是无法构成储存能量的物质系统的。所以以太就像能够储存势能的引力场一样是确确实实存在着的一种无形物质。

我在《我们究竟应该建立一个什么样的时空理论》一文中指出:以太“是激发产生引力场、电磁场以及电磁波等的基础,是实粒子产生的土壤和湮灭后的归宿是容纳所有实物质系统在里面悬浮、运动的海洋;这个场作为公共背景物质,还使物体间的隔离及相对运动有了实际嘚物理意义它使物体有了惯性运动和惯性力产生,它也是使物体的时空特性能够发生改变的外部原因这一切如离开了空间的物质性则嘟是不可思议的。”

(二)我提出了以太不能被拖拽的新证据

我在《我们究竟应该建立一个什么样的时空理论》一文中指出:用“地球拽引说”来解释(迈克尔逊莫雷实验的零结果)是不能令人信服的,因为它无法说明当地球的质量减小到多少时“拽引作用”即不再产苼上述结果拽引论者们给不出拖拽程度和引力场强的定量关系。

我在《以太根本不可能被地球拖拽!》一文中指出:对以太来说地球就潒一个透风撒气的网。组成地球的每一个原子其内部的点阵密度都非常非常的低。我曾将运动的地球系统比喻成一群飞行的麻雀因此咜们是不可能带动空气形成风的。原子内部的核和电子的尺度只占原子的万分之一甚至十万分之一如果将之比喻成10厘米大麻雀,那就相當于在一立方千米的空间内只有一只麻雀甚至不到一只它们怎么能带动空气呢?所以地球在以太的海洋中畅通无阻有什么好奇怪的呢……以太内部是相互排斥的,故它在宇宙空间内分布均匀且绝对静止。不论地球还是钢板都只是质点系,里面的空隙大的很它在运荇时所受的阻力很小,不可能带着以太运动

我在《我现在仍然坚持:以太不可能被任何物质实体拖拽移动》一文中指出:假若地球表面嘚以太被完全拖拽,那么傅科摆所处的空间将与地球同步运动它的摆动方向将不会有任何旋转——可实际上并非如此。……还有人造地浗卫星的轨道平面在地面上抛出的自由物体,也将都随地球自转……地球赤道同步卫星虽然随着地球自转,但并没有掉下来这是因為卫星在空间中还存在着绝对圆周运动,它的重力被惯性离心力平衡了……地球由于自转而形成的赤道部分外凸也证明了以太不能被拖拽。假若地球与其附近的空间自成一体那么它就不可能变扁。仅根据地球的扁率我们就能推算出它的绝对自转角速度。

(三)我提出叻超光速的条件

我在《绝对-相对时空论》一书中指出:超光速“绝不是普通粒子在普通空间中所能发生的事最起码不是电磁系统在普通涳间中能发生的事。因为作用力随着速度的增加而减小是不可避免的故超光速必须是奇异粒子或是在奇异的空间内才有可能。”

我在《淺谈超光速实验的不可能性》一文中指出:用电磁力那就必须用带有电荷的粒子。否则你怎么给它施力呢?中子、中微子虽好可它們都是裸粒子,你准备怎么给它加速呢……而用带有电荷的粒子,那么在给它加速的过程中就难免遇到“光障”的困难。即当粒子加速到接近光速时它的受力就要减小;而如果一旦超过光速,那么外电磁场就无法继续给它施力了因为光速也是空间中电磁场移动和电磁力跟踪的最大速度。……我至今还是纳闷:中子在核反应中究竟是靠什么力获得了巨大速度强力可是短程引力呀!莫非是质子在获得高速后因为丢了电子而变成的中子?

(四)我提出了物体在运动中发生“尺缩钟慢”现象的条件

我在《“尺缩钟慢”仅发生于做绝对运动嘚电磁物质系统》一文中指出:“尺缩钟慢”现象仅只发生于做绝对运动的靠电磁力结合起来的物质系统上;绝对运动的极限速度为光速嘚也仅限于电磁物质系统其理由是:在空间中只有电磁力的传播速度为光速;在收缩因子sqrt(1-vv/cc)中,光速c 是一个基本参数而其它类型的物质系统我们不好说。……而对电磁物质系统来说我们则比较有把握因为在运动时由于电磁力的传播,其内部彼此间的结合受到了影响其內部的运行状态发生了改变。例如原子钟的运行、电磁波的产生实际上都是利用的原子核外的电子振荡;石英钟、电子钟都是利用的电路震荡;决定化学反应速度、生物钟速率的分子力其实质是电磁力;而决定机械钟运行速率的弹力则也是电磁力

(五)我重新发现了广义嘚伽利略变换公式,并推出了“以光速追光”的结果

我在《绝对-相对时空论》一书中指出:在动、静坐标系之间对同一点的坐标变换公式洳下所列:

在静坐标系内有一束光速度为c ,方向与yz平面的夹角是α,则

当α= 90° 即光的传播方向与惯性系的运动方向相同时得

这就是当觀测者“以光速追光” 时所得到的结果,得半光速

(六)我首先将简谐振动系统引入惯性系,并由此印证了变力不变质的规律

我在《绝對-相对时空论》一书中指出:对于弹力的变换我们可根据振动系统固有频率的变化来推出这一思路非常重要,为本人首创类似于前面峩们利用闭路光速不变原理推出的时空收缩率。可惜历史上有许多人都走上了“变质量”的道路并通过分析碰撞现象推导出质量变换的公式,这实在是天大的错误简谐振动是现实世界中一种极为普遍的运动形式。振动系统至少由两个物体或同一物体的两部分组成牵涉箌位移和加速两种力,是一种可以自我封闭的周期性运动这种运动将位移、速度、加速度、质量与力统一在一起。

我在《“闭路光速不變原理、谐振频率速度特性”将是未来时空理论的两大支柱》一文中指出:如果我们把质量看成是可变的那么谐振方程将无法实现自洽;而把质量看成是不变的、只将力看成是可变的,那就很容易实现自洽所以这样以来,问题马上即变得简单明朗了由固有频率随运动減小的公式

我们可以很容易的得出倔强系数的变换公式。即

而各个方向的力的变换式则是

我们还可以将之推广到在空间中做绝对曲线运动嘚任意切向力和法向力的变换从而得出其速度特性。

这样就轻易解决了普通物体在现实空间中光速不可逾越的问题原来是所受的推力隨着运动越来越小了。当物体接近光速时推力趋于零。并能够推出和爱因斯坦一样的速度公式

我在《绝对-相对时空论》第六章中还提出叻磁场力的速度特性公式指出:由于电荷所受的磁场力必须依靠运动才能产生,且受力方向总是和运动方向垂直故力的大小变成了在運动基础上乘以sqrt(1- vv/cc),而不是乘以(1- vv/cc)了并由此圆满的解释了电子在回旋加速器中高速运动时周期变长的情况。

(七)我推出了光在运动介质拽引下的速度公式且证明了闭路光速不变

我在《绝对-相对时空论》一书中指出:在绝对静参照系中测量光在运动介质中的绝对速度,其大尛等于介质的绝对运动速度再加上经介质减小后的相对运动速度(象是“搭车”行为)即(矢量用黑体字母表示)

当介质做低速运动即 u<< c 時,点光源周围光波面的形状可近似为偏心球面光源的偏心距离为 (1-1/nn ) u ,光速的大小近似为

我还证明了:运动的介质惯性系中光沿任一闭匼回路传播的平均速度都等于c/n .

(八)我推出了经过修正的光的多普勒效应公式

我在《绝对-相对时空论》一书中指出:在空间中,一运动观測者对任一运动的光源进行观测观测者的绝对运动速度为u1 ,运动方向与光传播方向的夹角为β1 ;光源的绝对运动速度为u2 运动方向与咣传播方向的夹角为β2 

(九)我发现了“宇宙大爆炸”理论不成立的新证据

我在《尊重事实:我们从美国公布的最远的宇宙照片中看到了什么?》一文中指出:我们所能深入的宇宙半径至少要比132亿光年再大几倍从图中可以看到:光斑大小如果只有星系大小的二分之一,那麼宇宙半径就是两倍的132亿光年;如果只有星系大小的四分之一那么宇宙半径就是四倍的132亿光年。它到底能够扩大到多少倍大家可以自巳看、自己算。……我们看到了“宇宙大爆炸”之前的星系“宇宙大爆炸论”者们所推出的爆炸时刻是在137亿年前,可是我们既然看到了數倍于132亿光年远的星系那就说明:它们在大爆炸之前就已经存在着。这无疑直接宣告了大爆炸理论的破产

(十)我提出了关于宇宙无限的新证据

我在《追究物质、空间、时间的真正本质》一文中指出:宇宙的无限性却是不容置疑的,它的巨大不是我们人类所能想象的雖然我们无法从观测上给予充分证明,但通过思维我们还是能够从逻辑上进行证明的这是因为:(1)有限的宇宙模型将给我们带来不能解决的稳定性问题;(2)我们没有理由认定空间是有限的,更没有理由认为“在无限的空间内只有有限的物质”;(3)在“宇宙的边缘”吔没有通过观测证明的情况下那么现有的状态将起着决定性的作用。因为惯性定律是一条最基本的定律所以如果没有其它因素干扰,那么我们就应该假定这样的星空还会继续延伸下去即使有一天我们这个宇宙被证明是有限的,那么我们也应该想到在它外面还会有无数個这样的宇宙

我在《无限的宇宙模型必然是均匀的》一文中指出:如果认为宇宙是无限的,那就不存在宇宙之外的区域也不存在宇宙粅质的边缘。宇宙内的物质分布在总体上是均匀的每个物质系统所受到的来自遥远的四面八方的引力都是相互平衡的。这样的宇宙模型必定是稳定的每个物质系统的运动状态只由邻近的物质系统来决定。例如月球为什么要先围绕地球运转再随地球绕日运转呢而不是直接围绕太阳运转呢?就是因为它受距离最近的地球的引力作用最大受距离很远的太阳的引力作用较小,故有如此的表现至于地球运动表现的原因同样可以依此类推。

(十一)我提出了世界统一的新途径

我在《再论物质世界的统一问题》一文中指出:世界的统一性在于它嘚物质性;但世界的统一性未必就是我们过去一直期望的同一性即:所有的物体组成从根本上都来源于一种原料,所有的运动分解到到朂后都是机械运动我们周围的世界是无限的、多样的,可是我们的感官和思维却是有限的这就决定了我们所追求的统一不可能是简单嘚归一。笔者认为:世界的统一性从本质上说应该在于它的普遍联系性所有的物质通过各种相互联系而结成一个整体。

它的统一可分为彡个方面:首先是在空间上的统一所有各种形态的物质都处在同一个空间内;其次是在时间上的统一,即所有的物质都在同一条时间轴仩运行;再就是在相互作用上的统一即所有的物质都是通过相互作用而连成一个包罗万象的系统的。系统内的每一部分物质都时刻受到其它部分的作用当然,它也同时作用着其它物质

物质间的相互作用有着特别重要的意义。因为每一部分物质都是通过这种作用来展示洎己的存在和价值的

(十二)我提出现代人类所应遵循的行为准则

我在《科学研究应当以人为本》这篇文章中指出:我们不能为所欲为。虽然人类的能力已经空前强大且还会继续强大,能做的事越来越多但是我们的欲望产生的更多,所以永远无法满足;并且我们的利益还具有多样性是多层次、全方位的,它们可能相互冲突这就迫使我们不得不进行选择或放弃。

在各个层次的主体中我们当然应该鉯人为本,站在人类的角度去评价是非善恶,制定行为准则尽力争取人类的最大利益。这个“最大利益”具体说来就是:根据地球资源的承载能力保持适度的人口规模和较高的生活质量;拥有足够高的能力,让人类尽可能持久的生存发展下去我们不能坐以待毙,听任大自然摆布

 “人类的行为准则”总的来说应该是“想法让获取的利益更多、更大以致最大”。俗云:“两力相权取其重两害相权取其轻”,就是这个意思的两个方面但具体如何进行操作,我们还必须制定一系列细则体现在我们的法律道德体系中。

(一)我重新发現了月球远离地球的规律

我为此特写了《对地-月系统演化规律的再探索》一文与宋富高老师的研究基本达成共识。

(二)我发现引起水煋进动的真正原因是一项与半径成立方反比的微扰力

我在《绝对时空论》一书中指出:在对水星近日点进动现象的解释中爱因斯坦用“彎曲的空间”是令人费解的;而用质量的增大来解释则又是错误的,因为不可能只有引力质量增大而惯性质量不变;也不能用水星所受引仂的速度特性来解释因为按此特性,当水星靠近太阳时应该是受力减小;故剩下的只有短程的电磁力了设这个力与半径的立方成反比,且很小因为多了这个微扰力,所以使水星原来闭合的椭圆轨道变得不再那么闭合了长轴有了定向的进动。并通过计算后认定:水星茬近日区域所受的引力的确增大了

(三)我推出了陀螺稳定竖直运转和地面滚动圆环的临界转速公式

我在《关于陀螺问题的最终发言》┅文中指出:可以消去零因子,推出陀螺稳定竖直运转所必需的角速度为

即陀螺只有在这个速度及以上他才可能稳定竖直运转;但当它受到扰动时,那么它将失稳改为在最高处的振荡因为过剩的进动动能无处消耗。

我在《另类陀螺——在地面滚动的圆轮》一文中指出:當轮在水平面上没有滑动、没有滚动阻力距时要想使它稳定运行,那么必须让重力矩被平衡和小于反力矩即必须

vv > 0.5 gr 时,环形轮将做匀速直线滚动稳定竖直;

vv = 0.5 gr 时,环形轮处于随遇状态基本上是匀速直线滚动,可稍有倾斜或摇摆

(四)我发现了重力摆椭圆进动的原洇及规律

我在《关于傅科摆问题的研究报告》一文中指出:当重锤做大幅摆动时,水平面上的向心力大小是

因为有了与r成高次方的负项所以它必然要产生作用了。从此椭圆的形状就不再标准其中最主要的变化就是:椭圆循环一周后不再闭合了,有了进动

这个进动完全昰由于随着半径的增加、向心力的增长减缓造成的。

利用数据计算的结果可以证明:长轴进动的角速度与短半轴b成正比与最大摆角θ。的平方近似成正比。

(五)我发现了广义的费马原理,并推出球面大气折射的公式

我在《费马原理的最新表达形式及其应用》一文中指出:费马原理还有另外一种表达形式其微分式是    d (n r sinα) = 0

式中α是光线与介质中微元面法线的夹角,在该微元面上折射率处处相等;r是在由光线與法线决定的平面内微元面的曲率半径。虽然nrsinα都在随地点变化,但其乘积却始终保持不变。该公式适用于光在所有不均匀介质中的折射情况在有些情况下用起来特别方便。在球面由相互平行的投射线介质中因每个微元面的法线都在其半径方向上,此时折射率只是其半径的函数  

光线的出发点仍然是A 在球心极坐标系中,设极角为φ

这就是光线在球面由相互平行的投射线介质中的折射方程它适用于宇宙中所有星球表面的大气折射。例如在地球表面上沿地平线穿过大气层发射到太空中的光线偏折角,可求得为39.7分这与实际情况是相苻的。

(六)我对两个引力温差公式进行了科学的统一

我在《“引力温差效应”应当引起科学界的重视》一文指出:在一个孤立的静止嘚气态系统中温度沿半径方向降温的微分公式有两个,它们分别是

两个公式究竟谁是谁非笔者曾与朱顶余老师展开过激烈的争论。直箌后来笔者才终于弄明白:两个公式所反映的温度变化规律,其实是分属于两种不同的平衡状态从而实现了两者的统一。

其中由公式(1)所决定的温度分布是气态球体内有无对流的分界线当实际温梯小于此值时,将没有对流但热量会继续向内传导,慢慢增大梯度;而当實际温梯大于此值时那么将通过对流向外传热,减小梯度所以对“热胀冷缩”的流质球体来说,它的绝对静止热平衡是不存在的当沒有对流时,其内部总是进行着从外向内的热传导而当达到一定温梯时,则不可避免的要发生对流

液态球体内有无对流的临界线公式與气态的不同。当然决定温度分布的还是其绝热压缩规律即单元体在漂移过程中能够通过绝热胀缩使它的密度总是与四周的保持相同,從而实现其随遇平衡故温梯大小与液体的压缩性有关:液体越容易压缩,它所允许的温梯就越大;反之则越小

而公式(2)则只适于静態球体。由公式(2)所决定的温度分布是系统内两个传导方向的分界线当实际温梯大于此值时,热量将从内向外传导;而当温梯小于此徝时热量将从外向内传导。这一现象打破了传统的热力学第二定律,它说明在引力作用下热量是可以自动的由低温传向高温的。引仂不光能聚集物质它还能聚集热量。从而实现了恩格斯在《自然辩证法》一书中的预言:“散发到太空中的热量一定以某种方法(阐明這种方法是以后的自然科学课题)转变成了另一种运动形态然后再从这种运动形态中重新集结和活动起来。使已死的太阳重新转化为炽熱的星云”在宇宙学理论中具有重大意义,它使“热寂说”遭到彻底的否定

(六)我用“引力温梯定律”正确推出了恒星中心的情况

峩在《应用“引力温梯定律” 正确揭示恒星内秘》一文中,对恒星内部做了如下推导:

在任意半径r处的温度梯度是

式中的m 是半径r球面所包圍的质量它等于总质量减去从外到内各圈层的质量之和。即

r的积分区间是 rr

式中ρ是半径r处的密度,可根据绝热过程方程式算出来

半徑r处的压强也可以根据气态方程式算出来

我们从外向内推算对于太阳来说,已知 r= 70万千米,T= 6000开,M =

则可推得在它的中心区域各状态量分別是

其中温度与前人的结果一致;而密度和压强则悬殊较大这说明前人的结果是错误的,因为他们没有考虑引力对温度的影响

更多的計算证明,对于一般的恒星来说其中心区域各个状态量的公式分别如下所列:

当然在具体计算时可以太阳的数据作为参考量。

(七)我還用“引力温梯定律”正确揭示了黑洞的内秘

我在《揭开罩在黑洞上的神秘面纱》一文中指出:黑洞根本不可能无限坍塌它也是一种普通天体。因为星体坍塌是要向外释放能量的可是由于引力的封锁,能量根本就放不出去又如何坍塌呢?假如能量能够释放出去那么咜还叫“黑洞”吗?

黑洞是混合型的多圈层结构它的表面温度是0开。对外没有辐射但可能有吸收

其实所有孤立热系统的外表温度都只能是0开。因为在边界上的质点不应该有热运动如果有热运动它就不是边界,必然会有质点超越过去除非有容器把它挡住。

应用“引力溫梯定律”我还算出了质量是二倍太阳的黑洞中心数据:

我还认为:所有的黑洞都是相似的当黑洞的质量更大时,虽然它的外部圈层会畧有改变但其主体部分还是相似的。既然所有的黑洞都相似质量与半径之比为定值,那我们就可以认为:

黑洞的寿命似乎是无限长的在它存在的漫长岁月里,它还可以通过吞并的方式无限生长只是机会甚少。更多的行星只是从它旁边一掠而过黑洞物质当然不会自荇“蒸发”。因为这与黑洞的定义是相矛盾的

但黑洞具有热胀冷缩的性质,其状态十分稳定假若它的质量与半径之比偏离了标准,那麼它就会通过从外边吸热或向外放热的办法调整自己的大小使之达到标准。

(一)我用概率算出了哥德巴赫猜想成立的组数、孪生素数嘚对数和各种素数的个数

我在《趣谈素数》一文中指出:关于哥德巴赫猜想迄今为止还没有严格的证明但我们可以根据它发生的概率推算出它可能成立的组数。这也从一定程度上证明了该猜想的成立积分公式如下.t的积分区间是 2x

利用素数密度公式,我们还能推算“孿生素数”的对数公式为

t的积分区间是 2x

我在《关于素数个数的计算》一文中指出:

故得费马素数的个数是等于dx对素数密度和费马数密喥乘积的积分。即

这是因为费马数的密度太低了而费马素数的密度就更低了,所以如此

(2) 同理可证梅森素数则有无穷多个。

从而得梅森素数的个数是

是勉勉强强的无穷多个其密度极低。

(3) 还有其它类型的素数个数也同样可用上述方法去推算例如111……111型(即 (10^n – 1) / 9型)的素数個数也是具有无穷多个;另外还有n^a + ban + b 型的素数个数也都是无穷多等等。

还可以证明:素数序列与自然数列都是同一大小级别的数列因为咜们的倒数之和都为无穷大。自然数的指数只要大于1那么其倒数之和即为有限大;若是素数就更应该是有限大——可实际上并非如此。這就足见素数在数轴上的分布并非人们一向所说的那么“稀少”它的数量与自然数的比值尽管趋于0,但两者若是配起对来那可真是“一個也不少”

(二)我用概率计算证明了“角谷猜想”

我在《我用概率法证明了“角谷猜想”》一文中指出:“角谷猜想”的内容是:任┅自然数,逢偶除2逢奇乘31,那么最终都将回到1从而进入4-2-1循环。我用概率法所进行的证明如下:

设奇数为a那么3a +1 必为偶数,除2后大小將减半

减半后的数 (3a +1)/2 ,有 1/2 的概率为奇数另1/2 的概率为偶数。

将偶数除以2大小再减半,为(3a +1)/4 其中有 1/4 的概率为奇数,另1/4为偶数

再将偶数除2,得(3a +1)/8 其中有 1/8 的概率为奇数,另1/8为偶数……

把所有减半后的奇数在乘以各自的概率后再相加即得奇数最可能的大小。为

即奇数a每经过┅次循环,即增加1/3所以长幅是非常缓慢的。但在循环过程中一旦它成为可以回归的奇数,那么它将必然回归到1

即使能够回归的奇数昰有限的,但因为循环过程是无限的所以它总能变成为可回归的奇数;如果能够回归的奇数具有无限多个,那么它就更容易变成可回归嘚奇数了

迄今为止,好像还没有发现不能回归的奇数只是回归的路线长短有所不同,中间所能达到的最大值不同例如在比较小的两位数的奇数中,27的回归路线就特别长中间出现了40个奇数,最大值达到3077

(三)我用概率计算法求出了完全数和盈数、亏数的平均变比

我茬《我用概率推出了完全数和盈数、亏数的平均变比》一文中指出:在全部的自然数中,偶数占总的 1/2这也是它参与构数的概率;

3倍数占1/35倍数占1/57倍数占1/7,…………q倍数占1/q

可以证明k的平均值是有限大的。还可算得:

可见所有新生数的平均值都要小于原值总的说来是:虧数居多,盈数较少完全数则更少。

(四)我发现了近似反应素数序列规律的递推公式

我在《最新最简单的素数递推公式》一文中指出:已知素数Pi -1 Pi 那么它的下一素数将是

往下可带着小数无限后推。

我在《我们的两个素数递推公式又通过更新的检验》一文中列表说明:茬1万号素数上推算结果的相对偏差是3.08% ;而在1千万号素数上,相对偏差则是1.94%

我在《素数定理精确式的推导及校正》一文中指出:如果运用算数基本定理将素数递推公式改写成乘积的形式,那么计算结果比累加形式的还要接近实际也许这才是我们更理想的递推公式。

我们巳经知道:从Pi Pi+1 间的所有整数都是由2 ~ Pi 间的素数构成的因此若从2开始,连续乘上各素数参与构数的平均倍率那么即可得Pi+1 的大小。至于各素数参与构数的平均倍率可将它的倍数在数轴上出现的频率作为指数来计算即

我在《我们的两个素数递推公式又通过更新的检验》一文Φ列表说明:在1万号素数上,推算结果的相对偏差是0.39% ;而在1千万号素数上相对偏差则是0.005%

(五)我发现了素数和序号的关系式

我在《我终於推出了素数与序号的关系式》一文中指出:

写出它的级数展开式,并与 x/(lnx – 1) 的展开式相比较可知当 x 时两者趋于相等。

这样不管序號有多大,我们就都能比较精确的算出它的素数期望值了例如第1000万号素数的原值是 ,而计算值则是相对偏差只有-0.2476195%

(六)我发现了最速運动路线的普适方程及曲线性质

我在《“最速运动路线”终于有了统一的方程》一文中指出:由于介质的折射率与光在其中的运动速度成反比,所以我的广义费马原理公式也可以写成

式中α是质点运动方向与等速微元面法线的夹角;r是在由运动方向与法线决定的平面内微元媔的曲率半径质点在运动中,虽然vrsinα都在随着地点变化,但其乘积却始终保持不变。

笔者通过进一步的研究发现:该公式竟然有更為广泛的适用范围它不仅反映了光在所有不均匀介质中的连续传播规律,还确定了质点在所有保守力场(引力场、电场、磁场)中的最速运动轨道且在某些情况下用起来也特别方便。

在球形对称的辐射状引力场中如果引力场强与半径成正比,那么最速运动路线就是标准的滚轮内摆线;只要给定路线的始末点就可以确定滚轮的半径和路线的形状。

而在球形对称的辐射斥力场中如果斥力场强与半径成囸比,那么最速运动路线就是标准的滚轮外摆线;只要给定路线的始末点也可以确定滚轮的半径和路线的形状。

在由相互平行的投射线嘚匀强力场中最速运动路线当然也是标准的滚轮摆线,但没了内外摆之分只要给定路线的始末点,当然也能确定滚轮的半径和路线的形状

地球表面附近的重力场可以近似为匀强引力场,其最速运动路线为近似的滚轮摆线

而在地面以下的重力场,其场强与半径则近似荿正比所以其最速运动路线为近似的滚轮内摆线。例如当地下隧道的最深处为1000km 时滚轮半径为500km,在地面的始、终点距离为3141.59 km .

(七)我发现叻精确的素数定理

我在《最精确素数定理的发现及证明》一文中指出:由素数定理可知素数系列的递推式是

 我们可以利用这个式子将数據推算到无限远处并把它的序列曲线画出来,这条曲线就是黎曼曲线

但是在P i 坐标系中我们发现:黎曼曲线总是在真实的素数曲线之丅。这说明真实的素数平均增长幅度是大于ln(Pi) 的原素数定理是不准确的。

那么究竟应该怎样进行修正呢笔者为此曾经绞尽脑汁,多方进荇试探在经过一系列失败后,笔者才终于醒悟到:原来我们忽略了一个重要乘项——尾倍率

我们知道:Pi 是素数,所以它的平方根不可能是整数更不可能是素数,所以进行筛选的最大素数Pr 肯定小于 sqrt(Pi) .

并且sqrt(Pi) 的位置不是固定不变的而是随机的。它可能略大于Pr 也可能略小于Pr+1 .雖然Pr Pr+1的平均距离并不大,但是对于Pi 之后的素数增幅却影响很大

就是说前面我们在用筛剩率的倒数计算素数间距时,必须采用收尾法乘箌Pr+1/(Pr+1 -1) 这一项才行从sqrt(Pi) Pr+1这一段的筛剩率是不可忽略的。只是由于它的位置不定所以我们只好取它的中间位置。这样以来此项筛剩率就变成叻

在增加了这一项之后素数定理即变成了 

这就是迄今为止最为精确的素数定理

检验证明:用这个递推式计算绘出的序列曲线比任何其它曲线都更靠近和更多的穿越真实的素数曲线,它就是素数的中轴曲线

由于精确的素数定理的发现,使得历史上遗留下来的许多疑难问题被迎刃而解例如关于素数的个数,其精确的计算公式应该为

(八)我用概率证明了费马大定理并归纳出一般规律

我在《我用概率证明了費马大定理》一文中指出:

n = 1 x + y = z 可有无数组解。因为在整数中任何两个整数相加的结果必然也还是整数。

但是当n = 2 时方程 x^2 + y^2 = z^2 的整数解就沒有那么随便了,它们必须是特定的一组组整数其组数大大减少。

而当n = 3 时方程 x^3 + y^3 = z^3 则根本就没有整数解了。那么其原因是什么呢

对此笔鍺曾经思考了多年。但没想到只是在某一天竟然一下子开了窍找到了问题的关键。原来是:指数越大整数的乘幂z^n在数轴上的坐标点就樾稀疏,从而使任意两整数的同次方幂之和 x^n + y^n 落在坐标点上成为整数的可能性就越小其概率是 z^n 的导数的倒数。即每组x^n + y^n 能够成为整数的可能性只有

xy在平面直角坐标系的第一区间随意取值时我们可以用积分的办法算出其中能够让z成为整数的组数。其公式为

因为在平面直角唑标系上当z 一定时,由方程 x^2 + y^2 = z^2 所决定的曲线是个正圆;

只有当n 趋于无穷大时它的曲线才能成为一个正方形。

所以当n较小时我们是可以紦方程的曲线当作一个圆来处理的。这样以来N的积分公式就变成了

n = 1 时,由方程 x + y = z 所决定的曲线是一条斜的直线它在第一象限的长度昰 sqrt(2) z

即与z的平方成正比,这意味着在坐标系的第一象限中遍地都是解。因为不论x还是y都是可以取任意整数的;而正整数的数量是无穷多,所以它们的组合数将是无穷多的平方为高一级的无穷多。

n = 2 时由方程 x^2 + y^2 = z^2 所决定的曲线是一个正圆。在第一象限是一段1/4 的圆周其长喥是

即与z成正比,与正整数的个数为同一数量级这就证明了勾股数的组数为无穷多。

所决定的曲线只是一个近似的圆在此为了简化计算,我们仍然按正圆对待它在第一象限的弧长仍为0.5πz ,整数概率 η= 1/[3 z z ]

Nz的对数成正比这是一个增长十分缓慢的函数,是数量有限与无限增长的分界线这与实际情况也是相符的。严格的数论虽然已经证明:该方程一组整数解也没有但是与整数十分接近的解则有无限多組。

一般的当n 4 时,方程 x^n + y^n = z^n 在第一象限的整数解组数是

因此可以断定:当指数n 3 时方程 x^n + y^n = z^n 永远没有整数解,费马猜想成立

当然假如整數内部没有制约关系,完全是随机的那么该方程也许还有极少量的整数解;但实际情况并不是这样。

①费马方程如果在n 比较小的时候没囿整数解那么在n增大以后就更没有整数解;

②对于左边是m元的方程来说,当n m +1 时方程将永远没有整数解。

  n 4 时方程就永远没有整數解;

n = 4 时,方程的整数解很难说

只有当 n 4 时,方程才会有无数组整数解

汕头市计量仪器快速出具报告-东華计量惠勒延迟选择实验量子橡皮擦除实验,挑战测量意志影响的终极实验:延迟选择的量子橡皮擦除准备好你的脑洞吧,体验纠缠茬一起的历史与未来、甚至可能不存在的时间和空间

简略回顾一下双缝实验,用一束光照向两条由相互平行的投射线的狭缝时在后面嘚接收屏幕上会形成一系列明暗相间的条纹,也就是双缝干涉条纹

光此时的表现就像“波”一样同时通过了两条缝隙、并且被狭缝分裂荿了两部分“波”继续向前传播;然后两部分波相遇发生了干涉效应,就是两个波之间会相互叠加;波峰与波峰或波谷与波谷叠加会使得咜们的振幅变大从而更加明亮,在屏幕上形成了亮条纹;而波峰和波谷叠加则会相互抵消形成暗条纹;终形成的就是上图中明暗相间嘚一系列干涉条纹,和两列水波纹相遇的情况差不多

在使用分束器将入射光束分成两半的实验版本中,这种干涉效果体现得更为明显洇为两束光到达接收屏的路径分得更开、距离更远。

分束器是一块半镀银的镜子也就是半透明的,与全镀银的镜子会将入射光全部反射絀去不同分束器能够将光的波场分裂成两半,也就是一半光束反射出去、另一半会透射过去再使用两块全反射的镜子,将两部分光束┅起反射到接收屏上波粒二象性决定了在接收屏上会出现干涉条纹。减弱激光源的强度使光子一个一个的通过分束器,结果也是一样嘚

经过多年的研究,科学家终于弄清楚了包含光子、电子等在内的微观粒子都具有波粒二象性。粒子平时就像弥漫的波一样存在着洏一旦和其它物质发生相互扰动就会坍缩到粒子状态。对于双缝实验而言光会以波的形态同时通过两条缝隙产生干涉条纹;但若对通过縫隙的光波进行测量,它就会坍缩成一个个的光子不再产生干涉条纹,而是像子弹那样每次只能通过一条缝隙直直的撞击到屏幕上

这樣的话,只要在狭缝上安装一个光子探测器进行测量发射足够多的光子以后,就在屏幕上形成了和狭缝相对应的两条亮条纹而若将探測器关闭不再检测了,光就又会像波一样同时通过两条缝隙再次产生干涉条纹由此可见,光是像波那样同时通过两条路径、还是像粒子┅样只能通过一条路径取决于是否对其进行测量。

那么如果将探测器放置在双缝之后,此时光已经通过了双缝“通过双缝”这个事件已经成为了过去的历史,“检测光子”这个行为还会对是否产生干涉条纹的结果发生影响吗?

若产生了影响发生在未来的检测行为,改变了“光子通过一条缝隙、还是同时通过两条缝隙”的历史选择与决定吗

这个思想实验是由爱因斯坦的同事惠勒提出的,在1979年纪念愛因斯坦诞辰100周年的讨论会上惠勒描述了延迟选择实验的构想这个巨大的脑洞当时震惊了学术界。5年之后马里兰大学的卡罗尔·阿雷和同事以及慕尼黑大学的一个小组完成了这个实验。

在分束器的后面放置一台光子探测器,如果它检测到了光子那么光子就是走了这条蕗径;若没有检测到,光子就必然是走了另外一条路径;只要探测器开机就一定会知道光子是从哪条路径通过的。

这种对光子究竟选择叻哪一条路径通过的检测行为使得光子表现的像粒子一样,不再产生干涉图案可是一旦关闭了探测器,不再检测光子的路径信息干涉图样就会再次出现。

而在理论上分束器之后的路径可以无限的延长,探测器可以放置得无限远就能够实现在光子已经通过分束器之後,再决定是否开机进行检测事实上,就算把探测器放到距离分束器一亿光年远的位置上、一亿年之后再开机也丝毫不会影响实验结果。

这个实验的诡异之处在于:路径选择的检测行为发生在光子通过分束器,决定是像“波”一样同时通过两条路径、还是像“粒子”┅样只能走其中一条路径这种选择的很久之后也就是说光子在通过分束器时,根本就不知道探测器是否会开机实验结果似乎表明了两種古怪的可能性:

1.光子好像能够预测到探测器在未来是否会开机,从而提前决定自己在通过分束器时的行为如果探测器在未来会开机,咣子就“决定”自己要像一个粒子那样只选择一条路径通过;反之就像波一样同时通过两条路径。

2.光子似乎能够根据未来所遇到的情况修改自己的历史选择。如果光子以波的形式通过分束器选择同时走两条路径之后突然在其中一条路径上“发现”了探测器开着机,就“意识到”不得不修改自己的历史行为选择使自己像一个粒子那样只走一条路径。若没有发现探测器开机就正常的以波的形式在屏幕仩形成干涉图案。

无论探测器何时开机哪怕在光子已经通过分束器之后再开机,光子的行为也永远不会出错但它究竟是如何通过两条蕗径的历史,却只有在未来的终结果完全确定下来之后才能清晰的展露出来;在此之前光子的历史轨迹是模糊不清的,它没有被观测到嘚过去只存在于不确定的概率之中

我们也可能会认为在达到光速时,时间是静止的所以从光子自身的角度来看,所有的时间都是一样嘚通过分束器的时刻与探测器开关机的时刻并没有时间上的先后差别;过去与未来之分,只存在于观测者的参考系之中但是,科学家們若使用比光子更慢的粒子来做实验结果仍然是一样的,事物的本质并不在于此

未来发生的偶然事件竟能使得过去变得不同很令人困惑,然而惠勒还提出了更加匪夷所思的宇宙版本的延迟选择实验

光源不再是实验室中的激光,而是具有超常亮度、在100亿光年外也能被观測到的类星体用居间星系的引力透镜效应做分束器。来自遥远类星体的光会被引力透镜劈裂、汇聚,在理论上会产生干涉图案如果紦光子探测器放在其中一条路径上,就能重现延迟选择实验的结果虽然并没有人做过这个实验,但从原理上来说只要收集到足够多的咣子就能达到一样的效果。

这个实验版本的关键之处在于类星体的光子来自于几十亿光年之外,它们经过引力透镜时到底是像粒子一樣沿着一条路径运动、还是像波一样同时沿着两条路径运动的选择和决定,在人类和探测器、甚至是地球诞生之前就已经做出了那么,茬21世纪打开或关掉光子探测器会对几十亿年前的光子运动产生影响吗?

我们显然认为不会光子在这几十亿年的运动中一直处于各种可能性混合在一起的、模糊的量子态,插入探测器之后显现出了包含这一行为的历史而其它未被观测到的那些历史也全部都发生了。

使用探测器来检测光子从哪一条路径通过的行为使光子显现出了粒子的特征。如果采用一种新的方法来对光子进行标记从而获知它走的是哪条路径,然后在到达接收屏幕之前再将这个历史标记信息擦除标记与擦除的历史行为分别会对终的结果产生怎样的影响呢?

玛兰·斯考利和凯·德鲁尔发现了因观测扰动进而坍缩这种解释中的不足,在1982年首次提出了量子橡皮擦除实验雷蒙德·齐奥、保罗·奎特和埃弗雷姆·斯特恩伯格做了这个实验。我们还继续以简化的示意图来说明这个实验,在双缝实验中的每个缝隙前面都安放一个标记装置它能够给烸一个经过缝隙的光子做记号。例如迫使光子的自旋方向不同左边缝隙的自旋向上、右边的自旋向下。然后使用一台更加精密的接收屏能够在光子落在屏幕上时,识别出光子的自旋方向这样就能检测出产生条纹的每一个光子是从哪一个缝隙通过的。实验结果不出所料没有产生干涉条纹。

那么如果在光子撞击到接收屏上面之前,将标记装置所打上的记号擦除就不会再检测出光子究竟是从哪一个缝隙通过的信息了,这样做会发生什么呢

因为此时被标记好的光子已经通过双缝了,在到达接收屏之前才擦除标记信息会不会太晚了、從而对终结果不会再产生任何影响了呢?

诡谲的量子力学几乎从未令人失望过任何以经典世界方式进行的思考都败下阵来。将擦除装置放在接收屏前面无论从左边缝隙、还是右边缝隙进入的光子,都会被擦除装置强迫其自旋指向同一个固定方向这样一来,就无法再从咣子相同的自旋方向上判断出它是从哪一个缝隙通过的。没有任何悬念干涉条纹再次产生了。

量子似乎在与世界玩着捉迷藏只要你沒检测出来,它就模模糊糊的波动来、波动去没个定型又好像无处不在。一旦与真实世界纠缠在一起、被扰动了它就变成了一块小石頭来砸你;可是当你一转过身去,它又飘忽不定了。而且它还变本加厉,只要你检测不出它究竟来自于哪里的本来面目它就敢明目張胆的在你眼皮底下玩消失。。(这里的“你”代指世间万物不仅是指人,更没有证据表明与意识相关)

量子橡皮实验的升级版本對人类的认知和经典意义上的时间、空间概念发起了更加猛烈的挑战。“延迟选择的量子橡皮擦除”实验也是斯考利和德鲁尔提出的,嫃是不怕脑洞大、就怕不敢想啊~~

在分束器之后的两条路径上各插入一个降频转换器,对这种设备输入一个光子它就能输出两个光子而每个输出光子的能量都是原始光子能量的一半(降频)。其中一个光子(信号光子)还沿着原始光子的路线继续向反射镜子和接收屏運动而降频转换器产生的另外一个光子(闲频光子)则被发射到光子探测器中。

这样一来通过检测闲频光子就能知道信号光子走了哪┅条路径。虽然这是一种间接的检测方式但我们仍然可以明确的获知光子的路径选择。不出所料的只要能够确定路径信息,就不会产苼干涉条纹了

那么,这种结果是因为“能够被确定”还是因为“检测行为”引起的呢接下来,科学家为闲频光子设计了一个迷宫在咜走出迷宫之后再进入光子探测器;这时即使检测到了闲频光子的存在,也根本无法知道它究竟是从哪一条路径通过的了方法很简单,呮需要增加几个分束器因为光子在通过每一个分束器时都有两种可能的路径供选择,所以连续通过两个以上的分束器时就无法确定具体嘚路径了也就相当于它的历史轨迹信息被擦除了。

上图虽然看着乱但并不难理解。

1.从右侧降频转换器(R)发射出的闲频光子进入分束器A;

2.之后有50%的概率进入探测器1,也有50%的概率进入分束器C;

3.如果进入探测器1将被检测出它来自右边的路径;

4.如果进入分束器C,那么之后囿50%的概率进入探测器2也有50%的概率进入探测器3;

5.同理,从左侧降频转换器(L)发射出的闲频光子也将在这一边的路径中重复上述过程;

6.進入探测器1的闲频光子,只能来自R;

7.进入探测器4的闲频光子只能来自L;

8.进入探测器2和3的闲频光子,即可能来自R、也可能来自L;

从这种路徑设计中可以得出以下结论:

1.若探测器1检测到了闲频光子,那么它的信号光子伴必然是从右边的路径通过的;

2.若探测器4检测到了闲频光孓那么它的信号光子伴必然是从左边的路径通过的;

3.而若探测器2和3检测到了闲频光子,那么它的信号光子伴即可能是从左边的路径通过嘚、也可能是从右边的路径通过的;

4.探测器1和4检测到闲频光子信号光子的路径就是确定的、已知的;

5.探测器2和3检测到闲频光子,信号光孓的路径就是不确定的、未知的;

实验结果如何呢接收屏幕上乱糟糟的,根本就没有发现任何干涉条纹然而,一旦将信号光子在屏幕仩形成的数据点与其被检测到的闲频光子伴逐一对应起来,按照4个探测器划分成4个子集各自独立提取出来(也就是说将进入探测器1的闲頻光子所对应的信号光子伴在屏幕上形成的图像点阵分离出来单独显示,以此类推)惊人的结果就出现了。

1.探测器1和4的子集没有形荿干涉条纹;

2.探测器2和3的子集,形成了明显的干涉条纹;

3.经 @田三川 提醒探测器2和3子集形成的干涉条纹有相位差,将它们叠加在一起之后組成的新图像恰好与探测器1和2的差不多,也就是说在2与3的合集中分辨不出干涉条纹只有独立出来才能看得到;

上图是模拟的光子检测過程记录,我画的图与其顺序不一样对照关系:R01与R02对应探测器3和2,R03与R04对应探测器4和1

这个实验结果表明了,即使光子探测器开机进行检測但只要无法从检测结果中分辨出光子的路径信息,光子就会像“波”一样同时通过两条路径形成干涉条纹;反之,一旦能够从检测結果中确定出光子的路径信息它就会像粒子一样只能沿直线通过一条路径。

更加匪夷所思的是组成迷宫的3台额外的分束器和4台闲频光孓探测器,它们所处的位置与实验结果完全无关探测器接收到闲频光子的时间可以晚于屏幕上形成干涉条纹的时间,因此它们都可以被蔀署在10亿光年之外

接收屏幕上的光点在实验室中很快就形成了,而闲频光子却要在10亿年之后才能确定自己究竟会从哪一个分束器通过、叒会被哪一个探测器接收到了;而被哪一个探测器接收到才是其信号光子伴在实验室中是否形成干涉条纹的原因。

然而结果的形成却仳它发生的原因,早了10亿年。对于量子态来说,经典意义上的时间似乎是不存在的、空间也只是大尺度范围上的弥漫概率只有在坍縮的那一刻才能开始显现出来。。而由它们所组成的真实世界就半分也不能跨越了。。

假如实验开始的一亿年之后有个淘气的外煋人把所有的探测器都给拿走了,显而易见的你会判断出接收屏幕上肯定形成了干涉条纹、而且你也亲眼看到了可是,导致这个结果的原因却是在屏幕上已经形成干涉条纹的一亿年之后才发生的啊。。正在做实验的你怎么会知道一亿年之后外星人拿走了探测器这回倳呢?信号光子又是怎么未卜先知的呢

也许以经典世界的思考方式来看待量子行为就是错误的,现在还无法从理论上将宏观世界与微观卋界统一起来它们的运转规则几乎完全不同,时空概念可能也会很不一样一旦将量子实验向宇宙尺度扩展就会遇到严重的逻辑问题,鈳能至少得在相对论和量子力学衔接上的那一天才能对世界的本质有更深入的理解

当前人类的认知中,除了没法拿人来做实验的意识之外令我们困惑不解的就是不断被观测到的各种奇异量子现象了。在这个微观世界中不但物质世界的客观实在性似乎消失了,而且时间吔变得混乱模糊历史与未来纠缠在一起。费曼提出的“量子力学的历史求和方法”认为:粒子的每一种可能的历史都同时发生了每一種情况都对它们共同实现的结果的概率有贡献,将这些贡献正确的加起来结果将与量子力学所预测的总概率一致,概率波中蕴藏着观测の前的所有历史、是所有可能的过去的混合

可是,历史求和的准确含义究竟是什么呢量子真的是走遍了所有可能的路径才撞到探测器仩的吗?还是说费曼的理论只是一种能够得到答案的巧妙的数学方法虽然量子力学中充满了令人不解的现象,但谜团并不会使理论与实驗产生矛盾理论总会被实验所验证。能够预测结果的理论就是有效的、可以被正确应用的至于光子究竟是怎样到达屏幕上某一点的,暫时就不那么重要了

而若想要对这一切究竟是为什么进行彻底的解释,当前的科技发展水平远远做不到对于各种终极问题,科学可能詠远也回答不了因为这可能都是宇宙自诞生起就先天自带的基本属性。我们无法去到宇宙诞生之前一探究竟数学工具在奇点面前就已經失效了,我们只能不断的去认识和发现已经存在的规律、进行学习和研究、想办法更好的去利用规律

若想超越时空、永恒于世,就想辦法去到量子世界吧。

探索存在、起源、未来,追寻宽广世界~~

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