为什么银河系是螺旋形的？宇宙中有多少个星系？

宇宙中最不可理解的就是宇宙是可以理解的。

-爱因斯坦

介绍

阿尔伯特·爱因斯坦(1879-1955)，20世纪最伟大的科学家，因创立相对论而闻名于世。相对论原理的建立是人类认识自然过程中的一次飞跃，成功地将传统物理学纳入了自己的理论体系。广义相对论拓宽了人类的视野，使科学研究的范围从无穷小的微观世界扩展到无限大的宏观世界。今天，相对论已经成为原子能科学、宇宙航行和天文学的理论基础，并广泛应用于理论科学和应用科学。爱因斯坦的伟大成就——相对论，是自然科学发展史上划时代的里程碑。

爱因斯坦于1879年3月出生在德国的一个犹太家庭。1905年获得物理学博士学位，同年发表狭义相对论。1921获得诺贝尔物理学奖。1933因为德国纳粹反犹主义的迫害，离开祖国，移居美国。1955四月18死于普林斯顿。

爱因斯坦不仅是一位伟大的科学家，还是一位有正义感的社会活动家。他关心人类的文明和进步。二战期间，他公开谴责德国法西斯的暴行，因此成为德国纳粹的目标。爱因斯坦还谴责了日本帝国主义对中国的侵略。晚年主张禁止核武器，反对核军备竞赛。在弥留之际，他仍然痴迷于公民自由和世界和平。

19世纪末20世纪初，随着生产的发展和科学实验水平的提高，人们对自然的认识开始从宏观世界走向微观世界，从低速运动走向高速运动，自然科学面临重大突破。正是在这个时期，年轻的爱因斯坦作为旧科学理论的“叛逆者”走上了自然科学的舞台。

爱因斯坦年轻时对自然现象有浓厚的兴趣。风雨形成，天上的月亮没有掉下来，这一切都让他吃惊。65438-0896年，在瑞士苏黎世联邦理工大学读书时，爱因斯坦希望成为一名物理学家。

但毕业后，爱因斯坦失业了，花了两年时间才在瑞士伯尔尼的专利局找到一份初级职员的工作。虽然他生活贫困，但他坚持科学研究，并在业余时间读了很多书。这一时期为他一生的科学研究奠定了基础。

从65438年到0905年，爱因斯坦在狭义相对论、光电效应、布朗运动三个不同领域取得了巨大成就，显示出惊人的聪明才智。然而，当时科学界很少有人对此作出回应。法国著名科学家朗之万曾告诉爱因斯坦，世界上只有少数人知道相对论是什么。大多数人持怀疑态度，甚至有人坚决反对。这是因为由伽利略和牛顿创立的经典力学理论体系经过200年的发展取得了辉煌的成就。尽管旧的理论体系和新的事实之间存在尖锐的矛盾，但许多物理学家仍然无法摆脱。他们试图在旧的理论框架中容纳新的实验事实和物理现象，但爱因斯坦并不迷信前人。他探索将相对论扩展到更广泛的运动领域。为此，他又研究了10年。在1916年，爱因斯坦发表了他的总结论文《广义相对论原理》。

2005年是世界物理年，是欧洲物理学会(EPS)举办的“世界物理年”系列庆祝活动。包括EPS-13《超越爱因斯坦-21世纪物理学》。时间:2005年7月。地点:瑞士。

时光荏苒，人类早已进入21世纪。在我们创造的辉煌中回望过去，应该承认爱因斯坦的相对论是近百年前的产物。当时人类的科学认知与今天差距很大，尤其是相对论的速度极限，对引力子运行路线的错误描述，对微观引力场的无知。爱因斯坦在致力于建立“统一场论”的时候，其实是被自己的理论扼杀了。他所描述的引力场无法与电磁场统一，也为后人建立“超统一理论”设下了陷阱。爱因斯坦用了3年时间建立了“狭义相对论”，用了8年时间建立了“广义相对论”，却用了30年时间建立了“统一场论”，这说明他的引力理论存在一些问题，因为电磁场理论在实践中已经被证明是一个比较完善的理论，两者无法统一。这个问题只能在他新提出的引力理论中找到。许多科学家将遵循他的想法，结果将不可避免地碰壁。在科学探索中，错误是不可避免的，就像爱因斯坦特别设计的“宇宙常数”，爱因斯坦的一些观点与当时新兴的量子力学相悖。实践证明，量子力学是正确的，但这些错误并不影响爱因斯坦成为一代科学大师，他的许多思想至今仍具有划时代的意义。

具有讽刺意味的是，爱因斯坦沮丧的根源在于他的方程本身的结构。在过去的30年里，他一直被这种表达方式的一个基本缺陷所困扰。方程的一边是时空曲率，他把它比作“大理石”，因为它有漂亮的几何结构，但他不喜欢方程描述质量能量的另一边。他觉得对方很丑。他把它比作“木头”。时空“大理石”清晰细腻，而质能“木头”却是一堆。爱因斯坦猜测有一天单单大理石就能解释木材的所有特性。对爱因斯坦来说，木头是时间和空间的扭曲。然而，量子物理学却想到了相反的情况。他们认为大理石可以变成木头，也就是爱因斯坦的度规张量可以转化为引力子，引力子是一个加载引力的离散能量包。这是两种截然相反的观点，人们一直认为它们之间不可能达成妥协。其实两者都有正确的成分。爱因斯坦指的是引力子在天体引力场中运行的结果——“时空弯曲”，量子物理学指的是引力子的点状能量“本身”，但他们没有想到粒子和引力子是两个不同层次的量子，引力子是粒子的结构材料。如果看到这一点，上述问题就迎刃而解了。在作者提出的“四力统一公式”(引力=强核力+电磁力+弱核力)中，公式左边的“引力”可以代表爱因斯坦的引力理论和“大理石”，而公式右边的“强核力、电磁力和弱核力”可以代表由粒子组成的宇宙中的一切事物，代表传统的量子物理。

作者把相对论和传统的量子论统一起来，稍加修改，但这是由于百年来无数科学家创造的丰硕成果。没有这些作为基础，作者无法重组许多新旧模块。人类过去100年创造的科技成果，超过了之前3000年的总和。如此丰富的科技成果中却没有酝酿出具有重大创新意义的科学理论，这是一件奇怪的事情。

这本书讨论了一个包罗万象的理论。作者综合了人类自然科学的一切优秀成果，建立了测引力理论和量子宇宙奇点理论，统一了广义相对论和量子物理，统一了强核力、电磁力、引力和弱核力，提出了宇宙公式，从而统一了自然科学。在第四章中，作者总结了人文社会科学领域的所有学科，提出“宇宙中有四种程序——宇宙程序、社会程序、人脑程序和计算机程序”。宇宙万物和人类社会都是上述三个程序复杂相互作用的产物。这本书适合自然科学和人文社会科学的研究者阅读，也适合大学里的理科和文科学生阅读。

2002年5月，作者向世界主要国家的科研机构提交了题为《量子引力理论与宇宙公式》的论文，在科学界产生了很大反响，各国竞相加入研究。本书是上述论文的放大版，其中第2章第3、4、5、6、8节和第4章是全新的内容，第3章“宇宙中各层次的程序”的内容被大大放大。在科学探索中，作者采用了还原论与整体论相结合的方法，用一种追溯的方法将宇宙万物本质化。从源头上，更容易理清其脉络，系统的梳理和总结，从而得出一切的真相。作者的追溯方法属于还原论，而提出的宇宙纲领属于整体论。作者把各种事物看成是模块、积木或代码、符号来构造和还原宇宙万物，运用结构主义的思维方式很容易理解本文的内容。

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第一章是量子引力理论和量子宇宙奇点理论。

宇宙中有一个三阶量子。

恒星、中子星、黑洞、宇宙奇点之间在体积、能量、质量、密度上都有很大的差异。可以得出结论，它们是由三种不同数量级的量子组成的。恒星由原子组成，中子星由粒子(中子)组成，黑洞由引力子组成，宇宙奇点由奇子组成。从宇宙的奇点来看，引力子、粒子和原子都有泡沫结构，我们已经熟悉了原子泡沫。从中子星到黑洞和宇宙奇点，粒子和引力子的内部还是很空的。

由于目前的科技水平，我们无法在人工实验室中分离出电子、光子、夸克和引力子的子结构，但我们可以利用宇宙天体的自然实验场，用大量的由原子或粒子或引力子组成的天体来研究物质的子结构。恒星坍缩成中子星，就知道中子是原子的组成物质之一，这是我们知道的。中子星坍缩成黑洞时，已知引力子是中子等粒子的组成物质之一，黑洞是纯引力天体，是纯引力子的世界。当吞噬宇宙中大部分物质的宇宙黑洞坍缩成宇宙奇点时，已知奇点是引力子的结构物质之一，黑洞奇点和宇宙奇点在能量、质量、密度、温度等方面有很大差异，黑洞奇点产生向内的力，而宇宙奇点产生巨大的向外的力。

构成宇宙万物的原子是非常空的。原子核的直径大约是原子直径的十万分之一，相当于一个标准足球场中心的一颗黄豆，电子相当于足球场外围的几粒沙子。请记住原子和质子的大小之比。这种真实的差距会凸显传统原子模型的致命缺陷(这个对比实验最好在一个足球场上做，图中原子与原子核的大小比例已经严重扭曲)。太阳质量为1.2的恒星死亡后，被自身引力压缩成直径为10 km的中子星。这时，恒星的主要成分是中子。如果中子星不断吸引空间物质，当它们达到一定质量时，就会被自身引力压缩成微小的黑洞，这说明类似中子的粒子也是非常空的，黑洞中的任何粒子都被压缩成更小的量子——引力子。黑洞里有什么？至少它有自己，很多引力子。

一颗恒星的平均密度是1 GCM-3。当恒星坍缩成白矮星时，其平均密度为107 GCM-3，由电子和引力的简并压力平衡。质量大于1.2太阳质量的白矮星不可能稳定，原子核中的电子和质子结合成中子成为中子星。中子星的密度是1014 GCM-3。中子星是由中子简并压力支撑的。质量大于3个太阳质量的中子星不可能稳定，会进一步向内坍缩，成为黑洞。

电子和中子的简并压本质上是对引力的排斥力，是反引力场的反映。

在中子中，既有强核力，也有弱核力，并且是由正质子和负电子聚合而成，所以中子是强核力、电磁力和弱核力的聚合体。在中子星中，上述三种力聚合成中子对引力做最后的抵抗，也就是说，强核力、电磁力、弱核力在中子星中已经逐渐统一。

原子、粒子和引力子都有一种泡沫结构，支撑这些泡沫的关键因素是速度。电子的速度支撑着原子泡沫，而引力子物质必须以超光速运行，才能维持光子、电子等粒子级物质以超光速运行的结构稳定性，而奇子必须以超光速运行，才能维持引力子泡沫的结构稳定性。

原子的直径约为10-8 cm，电子的直径约为10-16 cm。由此得出引力子的直径约为10-24 cm，奇数的直径约为10-33 cm，相当于普朗克尺度。

当太阳被压缩成直径为2.95公里的球体时，就变成了黑洞。此时，中子泡被压碎，没有任何东西能阻止它进一步向内坍缩。按照引力子的实际体积，一个太阳质量黑洞的引力子总体积只相当于一个直径为10-2 cm的球体。

如果把地球压缩成直径8.9厘米的小球体，就会变成黑洞。按照引力子的实际体积，地球黑洞引力子的总体积只相当于一个直径为8.9× 10-8 cm的球体。

原子构成的地球如此空旷，那么我们在世界上看到了什么？它是电子以接近光速绕原子核运行形成的幻觉。

作为宇宙中最强大、无处不在的引力的载体，“引力子”必然存在。因为引力子只产生一个向内的力，一个引力子不可能结合所有种类的粒子，必须有一个和引力子同等级的物质产生一个相反的力来支撑粒子泡。追溯到BIGBANG (10-43秒)开始的时候，引力是最成功的。要回答这个问题，就要看万有引力不断在和谁竞争，无疑是强核力，电磁力，弱核力。它们的载体是各种粒子，所以我们可以知道反重力和引力子是所有粒子的结构材料，强核力、电磁力和弱核力是从反重力中分化出来的，所有粒子都是重力和反重力对立统一的平衡体。

从黑洞和宇宙奇点在质量、密度、能量、温度上的巨大差异可以看出，宇宙奇点中的奇子是引力子和反引力子的结构材料之一，但奇子不可能将这两种性能差异巨大的材料结合在一起。引力子产生一个弧形向内的力，而反引力子产生一个直线向外的力。根据对称性原理，以及从子代(引力子和反引力子)和孙代(引力子)中，正奇数子产生一个直线向外的力，称为“正奇数力”，反奇数子产生一个弧形向内的力，称为“反奇数力”。引力子中反奇比正奇略多，即反奇力大于正奇力，使得引力子一般产生一个弧形向内的力，即“引力”；反引力子中的正奇比反奇略多，即正奇力大于反奇力，使得反引力子一般产生一个直线向外的力，即“反重力”；因此，引力子产生的引力等于反奇点力减去正奇点力，反引力子产生的反引力等于正奇点力减去反奇点力。正面和反怪的力量不能独立存在。只有这两种力同时相互平衡，才能形成稳定的引力子和反引力子，才能形成稳定的宇宙。

正反怪小孩没有结构，是点状能量(点状能量)，只是轨道不同。在黑洞的巨大压力下，一些正的反奇子会改变轨道，变成反奇子，从而将反引力子转化为引力子。从体积为0的“宇宙奇点”来看，奇子有两种状态，一种是有形的正负奇子，一种是无形无体积的“数学奇子”，一种是信息态，代表能量“E”。当宇宙黑洞坍缩成宇宙奇点时，正负奇子在巨大的引力惯性下，合并成一个没有体积的“数学奇子”。“物质、能量、信息”是宇宙中同一事物的三个侧面。物质是能量，物质同时包含各种信息，即“物质=能量=信息”。

1.2强核力、电磁力、弱核力与反重力相区别。

当电子和正电子碰撞时，它们被转换成一个虚拟光子。如果碰撞能量低，虚光子就会变成一对电子和正电子或者一对μ子。如果能量高，虚光子会变成一对正夸克和反夸克。当能量刚好达到一个矢量粒子的质量(称为矢量粒子的产生阈值)时，正负夸克就会形成束缚态。如果能量高，就不会形成* * *振动态，正负夸克背靠背。

一个质子组分的夸克和另一个质子(或反质子)中的反夸克转换成虚光子，然后虚光子产生一对轻子，这与轻子对转换产生的夸克对正好相反。

光子可以通过正电子和反质子或者正电子和反质子的碰撞来转化，反过来也可以转化为正电子和反质子，正电子和反质子可以转化为正电子和反质子。所有这些过程都是可逆的，所有介子、超子等不稳定粒子都会衰变成光子或中微子，于是组合成光子、电子、中微子、夸克、质子、中子以及所有这些。

各种粒子就像装在大小不一的杯子里的水。当两个不同杯子里的水(两种粒子)倒在一起，就可以形成另一杯或两杯水(另一种或两种粒子)。反引力子和引力子就像水中的原子，类似于核聚变和核裂变中原子的相互转化，原理是一样的。粒子不可能是物质的最基本单位。最基本的物质单元有一个必要的特征:无论怎么砸都不会变形，不会破碎。而且粒子之间的转化非常频繁。

原子核附近的强核力和弱核力的机制属于一种短程力，但当这种短程力对外界产生影响时，就全部转化为远程力，以光子为载体。比如太阳辐射的巨大能量主要来源于强大的核力。所以可以看出，强核力、弱核力、电磁力都有一个短程力向远程力转化的过程。这种短程力表现在原子内部的力机制上。把原子比作枪，枪里用的是同样的火药，只是火药的用量不同，点燃火药的方法不同(相当于强核力、电磁力、弱核力的不同受力机制)，但发射的子弹都是一样的，光子相当于枪里的子弹。

π介子传递强核力，中性玻色子传递弱核力(z？)很快会衰变为光子，π+和π-碰撞会转化为光子，W+和W-碰撞也会转化为光子，电磁力也是光子。所以光子中，强核力，电磁力，弱核力是不可分的，是统一的，π+和π？，光子，w，z？在反重力和重力的对抗中是不同的状态。光子可以产生正、反夸克，正、反电子，正、反夸克可以产生正、反质子、中子等重子，正、反电子碰撞可以产生正、反中微子，即光子中的反重力可以分为强核力、电磁力和弱核力。

至于几个问题，是无法回答的，因为哈勃望远镜现在的可视范围是50亿光年，在这个范围内可以看到无数的“星系”。超出这个范围没人知道。