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1、转 量子真空零点能与全息宇宙量子真空零点能与全息宇宙(引文)量子理论预示，真空中蕴藏着巨大的本底能量，它在绝对零度条件下仍然存在，称为零点能(Zero point energy)。对卡西米尔(Casimir)力(一种由于真空零点电磁涨落产生的作用力)的精确测量，证实了这一物理现象。许多科学家和发明家为提取零点能进行了长期的理论和实验研究。对于真空零点能和挠场(Torsion field，spin field)的深入研究，将引起科学和技术的巨大变革。所有的自然现象都与真空相关，引力和惯性来自真空零点涨落，生物的起源和进化应考虑零点能和自旋场，因为零点场携带着有意义的信息。随着对自然界和实验室现象
2、的深入观察，人们发现涡旋现象存在于自然界的各个层次，从微观的基本粒子自旋、超导体中的涡旋点阵，到宏观的等离子体加速、电化学点腐蚀、龙卷风、银河系、类星体、黑洞等都存在涡旋现象，整个宇宙通过涡旋而联系在一起。粒子和物质产生的涡旋是信息的携带者，它们几乎瞬间地通过挠场相互作用着。因而有人把涡旋称为宇宙的引擎，它是连接不可见能量和可见物质的桥梁。而且许多异常物理现象都与涡旋相关。人们也发现，大量的异常放能和核反应现象不能用现有的四种相互作用加以解释，需要引入一种新的场，叫做挠场或自旋场。挠场效应属于新的基本相互作用，它有许多独特的性质，如：高穿透性、记忆和滞后效应、超光速传递和全息特性等，它是物理真
3、空极化的一种表现，具有涡旋拓扑性质。1973年郭汉英等人开始研究引力的规范理论，这是把杨政宁-Mills的规范场方法用于弯曲时空的动力学挠场理论。1974年杨桭宁以积分形式研究了类似的课题，这种积分形式的理论比微分形式的理论包含更多的内容。上世纪80年代，前苏联出于特殊的考虑，由政府组织进行挠场的实验和理论研究，已经进行了20余年。虽然仍有很大争议，但许多科学家在不懈的努力中取得了不少重要成果，揭示和阐明了许多用现有理论难以解释的物理和生物领域的现象。挠场研究已经深入到了记忆、思维、意识等领域，并扩展到宇宙的起源、演化过程的研究中。借助于物理研究成果，哲学家提出了广义进化理论，认为宇宙是一个自
4、我进化的、全息的、隐含暗能量的体系。诺贝尔奖获得者李政道教授在他的粒子物理和场论引论(Particle Physics and Introduction to Field theory)一书中，第一次提出了真空工程(Engineering the vacuum)的概念，他写道：用实验的方法改变真空的性质，可以称作真空工程，如果能真正改变真空，那么我们将发现许多新的，预料不到的现象。真空作为现代物理的核心结构，研究真空是全面理解各种自然力的一把钥匙。现代科学认为真空并不意味着一无所有，真空是由正电子和负电子旋转波包组成的系统，有些俄罗斯科学家把这种波包被称为菲顿(Phyton)。菲顿是相互嵌入的
5、，其自旋是反向的，因此整个系统不仅是电中性的，而且自旋和磁矩都获得补偿，并充满着各种各样的动态量子过程，这种过程的动态能量可以作为工业能源、未来星际航行能源以及家庭生活等诸多领域的能源。量子真空是一个非常活跃的空间，它充满时隐时现的粒子和在零点线值上涨落的能量场。而与这种现象伴生的能量，被称为零点能，也就是说，即使在绝对零度，这种真空活性仍然保持着。其实，早在1891年，科学家忒斯拉(Nikola Tesla)在一次演讲中就提到：几个世纪之后，也许我们可以从宇宙中的任意一点提取能量来驱动我们的机械。用今天的科学语言解释，这种能源就是真空零点能，或称空间能、自由能、宇宙能等。传统的观念认为物理真
6、空是一个能量最小的系统，不能从这样一个系统中取出能量。但应该看到的是，物理真空是一个具有强烈波动的动态系统，它可能是一种能源。许多有独特见解的科学家很早就开始注意到利用卡西米尔效应作为替代的能源。休斯公司研究室的R.Forword在1984年就提出了利用带电荷薄膜导体内聚现象从真空中提取电能Phys.Rev.B60,14,740(1984)。近年来，各种科学杂志和新闻媒体纷纷报道关于真空零点能的研究，尤其在精确测量卡西米尔效应之后，人们更加关注如何向真空索取能量来解除人类所面临的环境恶化、能源枯竭、臭氧层减少等严重问题。真空中存在电磁零点能，并可以认为零点能起源于宇宙边界条件，或是由组成物质的
7、带电粒子的量子涨落运动产生的。零点能推动粒子运动，粒子运动产生零点能，形成了自生宇宙反馈模式，宇宙的所有物质对真空都是开放的，零点能的涨落可以看作是具有随机状态的经典电磁辐射模式的集合。宇宙电磁涨落的能谱密度分布为：其中每个正态模式的平均能量为也就是真空中的能量是以分立的互不相干的涨落形式存在。关于卡西米尔效应的最新实验结果证明，真空中确实存在零点能。关于零点能的设想来自量子力学的一个著名概念：海森堡测不准原理。该原理指出：不可能同时以较高的精确度得知一个粒子的位置和动量。因此，当温度降到绝对零度时粒子必定仍然在振动；否则，如果粒子完全停下来，那它的动量和位置就可以同时精确的测知，而这是违反测
8、不准原理的。这种粒子在绝对零度时的振动(零点振动)所具有的能量就是零点能。狄拉克(Dirac)从量子场论对真空态进行了生动的描述，把真空比喻为起伏不定的能量之海。J.Wheeler估算出真空的能量密度可高达1095 g/cm3。有人认为零点能来自所有各种类型的力场，包括电磁场、引力场和核力场，并可以通过几种方式表现出来。一种方式是兰姆位移，即受激原子发出的光的频率的轻微改变；另一种形式是电子和光学仪器中可记录到的一类特殊的不可避免的电平噪声。但是影响最大也最为明显的要算卡西米尔效应。1948年，荷兰物理学家卡西米尔在理论上计算出两块靠得足够近的金属板之间将会有轻微的相互吸引。原因在于金属板之间
9、的微小距离只允许真空能量中高频电磁成分存在，其它那些较大成分则被金属板挡在外面，因而内外存在着压力差，正是这样的力使得金属板相互靠拢。这也被称为静态卡西米尔效应。尔后，许多物理学家对其进行了实验上的验证。华盛顿大学Lamoreaux在他的学生Dev Sen协助下，对卡西米尔效应进行了精确的测量。该测量结果与卡西米尔对这一特殊板间距及几何构形所预测的力相差不超过5%。Lamoreaux在他的实验中，采用镀金石英表面作为他的金属板。另外一块板固定在一个灵敏扭摆的端部。如果该板向着另外一块板移动，则摆就会发生扭转。一台激光器可以以0.01微米的精度测量扭摆的扭转。向一组压电组件施加的一股电流使卡西米
10、尔板移动；而另一电子反馈系统则抵消这一移动，使扭摆保持静止。零点能效应就表现为保持摆的位置所需的电流量的变化。Mohideen等人在加州理工学院作的实验中，在0.1到0.9µ；m的范围内，用原子力显微镜对卡西米尔力进行的测量结果，与理论值相差不到1%。Science杂志曾载文The Subtle Pull of Emptiness(Vol.275,10 Jan.1997)称：这是一个让所有教科书都要改写的实验。上世纪初,Cartan首先明确提出在自然界中存在一种由自旋角动量密度而产生的场。与此同时，俄罗斯科学家Myshkin也独立地发现由torsion(挠率)导致的长程相互作用场。到
11、了70年代，Hehl、Kibble等论证了挠场的存在。根据Frenet方程，自然界存在两类相互作用：引起轨迹曲率变化的强相互作用和改变轨迹挠率的挠量相互作用。到目前为止，物理学主要研究强相互作用，而对后者研究较少。挠量相互作用是由挠场产生的。有两种挠量：Cartan挠量-取决于四个直线坐标；Ricci挠量-取决于四个直线坐标和六个旋转坐标。物体旋转应用Ricci挠量描述，而不是用Cartan挠量描述。近年来，通过对粒子自旋和宏观物体的旋转角动量的深入研究，科学家对挠场理论作了进一步的完善。这一理论不仅使我们对提取真空能提供了可能的途径，而且也对量子理论中违反直觉性质的异常现象有了新的认识，如与
12、量子牵连相关的非定域的许多现象。目前，国外的挠场(torsion field、spin field、axion field)理论和试验研究已经有了很大的进展。由于挠场具有许多独特性质，使它在生物、医疗、新能源、通信、地质、材料、天文等方面有着特殊的应用。自旋与电荷、质量等参数一样都是物质特别是微观粒子的基本属性。电荷和质量分别是电场和磁场在物质(包括物理真空)上的表现，那么自旋可称为自旋场在物质上的表现。挠场的理论工作始于Einstein和Cartan的ECT理论：Einstein的广义相对论描述的时空几何是挠率为零的黎曼几何，即联络是对称的；若要考虑物质的自旋，Cartan认为需引入不为零的
13、挠率张量，Einstein和Cartan进行了这种非对称联络引力理论的研究工作。七十年代后，Hehl、Kibble等人的研究也取得了长足的发展。值得一提的是，目前大部分的挠场的理论和实验研究工作是由俄罗斯科学家完成的。有些美国科学家认为，他们在挠场研究中大大落后了，就象1957年，美国人看到前苏联卫星上天之后出现的一种技术落后的强烈危机感。1998年在美国成立国际空间科学中心(ISSO)，其宗旨主要是从事理论和实验物理的前沿研究，以促进人类对物质和能量基本性质的了解，实现空间推进技术和能量产生的突破，并寻求对人类意识的物理过程更深刻的理解。2000年8月，召开了第一届ISSO挠场研讨会，会上研
14、究了挠场的数学和物理表述，挠场与惯性之间的关系，挠场的实际应用，挠场与量子理论之间的联系等题目。挠场的存在已被许多实验事实所证实。与引力场相似，挠场不会被任何自然物质所屏蔽，即挠场在自然物质中传播不会损失能量。粒子和物质产生的涡旋是信息的携带者，它们几乎瞬间地相互作用着，挠场与电磁场和引力场的最大不同之处在于，挠场是轴对称的。此外：挠场具有全息性质，它使宇宙成为一个整体。挠场的作用能改变物质的自旋状态。俄罗斯科学家D.V.Dubrovsky认为挠场的传播速度至少为光速的109倍。挠场产生轴向加速。挠场源被移走以后，在该地点仍保留着空间自旋结构，即挠场有滞后效应。任何一个自旋的物体都产生挠场。一
15、个永磁体在产生磁场的同时也会产生挠场。人们已经利用各种物质的旋转来产生挠场，如电流、等离子体等。俄罗斯科学家已制造出各种各样的挠场发生器(频率、场强、挠场方向均可调)。值得注意的是,与涡旋有关的物理现象和物理过程，都没有很好的理论解释。近来，发现超导体中的涡旋点阵具有记忆效应，这也使人想到挠场理论。在我们所做的电解实验结果中，看到了挠场存在的迹象。例如通过辐射自照相法观察到的高度定向的粒子束；有时，断开电解电源后，仍然能够看到电极尖端处持续出现的气泡，说明该处残留的挠场仍在起作用；许多实验室也观察到停止电解后，会出现持续的放热现象，也可以用挠场理论加以解释。俄罗斯物理学家萨哈罗夫最早提出引力不
16、是单独的力，它是由真空电磁涨落引起的一种相互作用力。上世纪九十年代前后，H.Puthoff和Ning Li相继在Phys.Rev.杂志上发表多篇有关引力是真空零点涨落力和引力屏蔽效应的文章。许多物理现象，有可能用挠场的概念加以解释，如：(A)超导超流现象中的涡旋点阵与真空零点能产生的相干效应。(B)反引力现象：俄罗斯科学家叶波德克列特诺夫与意大利科学家乔莫达内塞联合发表的冲量重力发生器论文，文中提到的重力冲量应是挠场射束，因为这种射束具有挠场的穿透性、定向准直性和瞬间作用等特点。(C)太阳呼应耀斑：2002年10月31日，美国位于墨西哥萨克拉门托的太阳观察站记录到太阳上发生的相距220万千米的呼应耀斑。这一异常现象引发了我们对挠场效应的思考，也就是挠场的穿透性、定向性和超光速作用可能引发这种呼应耀斑。(D)声致发光与气泡核聚变。如果零点能可以提取，无疑将是人类所能够利用的最佳能源了。它不但廉价无污染，而且，可以说取之不尽用之不竭。
