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相对论尺缩效应对宇宙飞船和生命体最高速度的限制

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发表于 2016-10-4 09:06:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
相对论尺缩效应对宇宙飞船和生命体最高速度的限制
王红旗(创建重构智库、生物智能学、人造地形气候学,策划山海经文化产业)

爱因斯坦的相对论有一项重要的“尺缩效应”推论,意思是高速运动的物体在其运动方向上的尺度会缩小(其结构也在发生相应的变化),运动速度越高,这种效应就越明显。尺缩效应既适用于太阳系、银河系的所有物体,也适用于河外星系等宇宙其他任何星系的所有物体。奇怪的是,长期以来尺缩效应的实际应用并不多。我认为至少在宇宙航行的研究中,尺缩效应有着极其重要的实际价值,因为它决定着宇宙飞船可能承受的最高速度约为十分之一光速,宇宙飞船上的乘客(生命体)可能承受的最高速度约为百分之一光速。考虑到地球人与外星人的距离非常遥远,而宇宙飞船只能以远低于光速的速度飞行,因此星际旅行实际上变得不可能实现,并把这种现象归结为“宇宙生命孤岛律:人类既是孤独的,又是不孤独的”。与此同时,包括霍金在内的众多科学家关于外星人的种种说法,由于未能考虑到尺缩效应,而成为理论误区,并在客观上对公众形成了误导。
一、尺缩效应对宇宙飞船的最高速度限制约为十分之一光速
关于尺缩效应是实实在在的变化,还是测量时的虚幻景象?我认为是前者,即运动速度在影响并改变着运动体的结构。进一步的推论是,当物体以光速运动时,它就变成了光,或者变成其他以光速运动的微粒子波(例如引力波等)。即使运动速度超过光速,尺缩效应仍然存在,它决定着超光速运动物质的更微小结构或者是“负空间结构”。
在我们日常生活中,很少遇到接近光速运动的物体。在回旋加速器、粒子对撞机里,被加速到接近光速的都是基本粒子,而不是物体(指具有原子或分子结构的物质)。值得注意的是,在讨论星际旅行时,几乎所有的科学家、科幻小说作家、爱好者都想当然地希望能够把宇宙飞船加速到接近光速,他们关心的是通过何种技术手段不断提高宇宙飞船的速度,并没有考虑到宇宙飞船速度提高到某一阈值时会破坏其结构和功能。但是,根据相对论尺缩效应,当宇宙飞船达到接近光速时,其结构会发生明显的改变,而这种改变会导致宇宙飞船结构的解体或失去原有的功能(例如保护乘客的安全等)。
相对论尺缩效应的公式是:其中L是尺缩效应的尺度,L’是原尺度,V是运动速度,C是光速。
         
据此可知,当宇宙飞船速度达到光速的十分之一时,其尺缩效应相当于原尺寸(处于常见低速运动)的千分之一。毋庸置疑,这样的尺度变化,足以对宇宙飞船的结构及其功能产生某种程度的破坏性作用。也就是说,尺缩效应对宇宙飞船的最高速度限制约为十分之一光速,即每秒3万公里。对比之下,目前的航天器速度不超过每秒30公里的数量级,而小行星、彗星的运动速度大体也在相同的数量级。
二、尺缩效应对宇宙飞船乘客的最高速度限制约为百分之一光速
对于宇宙飞船来说,仅仅考虑速度对自身结构的影响是不够的,还必须考虑到宇宙飞船上的乘客(各种生命体)是否能够承受宇宙飞船的速度,因为尺缩效应也在同样作用在生命体之上。由于生命体的结构远比宇宙飞船要复杂、精密得多,而越复杂、越精密的物体其结构稳定性越低,这就意味着尺缩效应对生命体的影响更大。
根据尺缩效应公式,当宇宙飞船速度达到光速的百分之一时(每秒3000公里),其尺缩效应相当于原尺寸(处于常见低速运动)的十万分之一。粗看起来,这么小的尺缩效应似乎可以忽略不计。其实不然,对于生命体的微小精密复杂结构来说,十万分之一的尺缩效应变化,已经可能对生命体的功能产生明显的不良作用。
这是因为,生命体的许许多多功能都是由各种各样的蛋白质来承担的,而蛋白质是由数以百计、数以千计甚至更多的多种氨基酸分子按照严格的顺序排列再经过多重立体折叠,才能够实现其各自相应的生命功能,例如催化合或催分解功能(酶),生命体结构功能(胶原蛋白),携带、运输、释放分子功能(血红蛋白)等等。由于每一个氨基酸分子又是由十多个原子构成的,也就是说每一个蛋白质都有着成千上万的原子。在这种情况下,如果蛋白质发生十万分之一的尺缩效应变化,其数量级与一个宇宙的尺度接近,这种变化当然有可能影响到蛋白质的生命功能。据此可知,尺缩效应对宇宙飞船乘客的最高速度限制约为百分之一光速。
进一步说,越是简单的生命体,越是能够承受尺缩效应、辐射等苛刻的宇宙空间环境;越是复杂的生命体,越是不能够承受尺缩效应、辐射等苛刻的宇宙空间环境。根据生命智力学暨智因进化论(生物智力进化论), 生命与非生命的分水岭在于生命拥有智力(包括智力系统),所有的生命都拥有不同形式、不同结构、不同层次的智力(亦可称之为生命智力),所有的生命活动、生物进化都有生命智力的主导或参与,生命的复杂程度可以由其智力的复杂程度来评判。具体来说,重要的生命智力及其系统包括:dna和蛋白质生命智力系统,细胞膜生命智力系统,单细胞生命智力系统,细胞膜网络生命智力系统,神经元细胞生命智力系统,大脑思维生命智力系统(即通常所说的智慧生命),以及多种多层次生命智力系统构建形成的生命智力巨系统等,详情可参阅专著《生物智力简史:从达尔文进化论到生物智力进化论》(该书已与清华大学出版社签定正式出版合同)。
据此可以推论,如果最简单的生命体在运动时能够承受百分之一光速的尺缩效应,那么高层次的生命体在运动时能够承受的尺缩效应很可能要比百分之一光速更低一些(每秒3000公里以下),而拥有最高层次生命智力的地球人类(包括其他星球上的智慧生命)在运动时能够承受的尺缩效应很可能要比百分之一光速更低许多(每秒2000-3000公里)。
三、生命体宇宙空间运动的四个层次星系
我们所知的大自然是由四个层次星系构建起来的,它们依次是恒星系(对我们来说即太阳系),由数以千亿计的恒星系构建出巨星系(我们所处的是银河系),由数以千亿计的巨星系构建出超巨星系(即我们常说的宇宙),由数以千亿计的宇宙构建出超宇宙星系(即我们常说的大自然)。
由于尺缩效应、辐射等因素限制,生命体在大自然宇宙空间运动有5种情况:
1、简单生命(DNA和蛋白质生命智力系统,细胞膜生命智力系统,单细胞生命智力系统)有望被动实现在恒星系内部的宇宙空间旅行,例如太阳系内那些附着在小行星、彗星、陨石上的简单生命有可能在行星和卫星之间传播。
智慧生命有望主动实现在恒星系内部的宇宙空间旅行,例如人类有望从地球到太阳系内其他行星、卫星的旅行和移民。
2、简单生命有望被动实现在恒星系之间的宇宙空间旅行,例如附着在太阳系内部碎片、尘埃上的细菌,有可能随着这些碎片、尘埃飞出太阳系并落入其他恒星系的行星或卫星上。
3、无论是简单生命,还是复杂生命和智慧生命,都不可能在巨星系之间实现宇宙空间旅行。
4、任何生命都不可能在超巨星系之间实现大自然全范围的宇宙空间旅行。
5、生命智力波有望在大自然全范围传播。生命智力波即生命智力对其他自然力波(电磁波、引力波、量子波等)实施的信息调制及其应用而形成的属于生命特有的力波、信息波。由于许多生命智力波都以光速运动,因此生命智力波有可能在星际之间传播,并被其他星体的生命接收到。从这个角度来说,人类欲实现与其他恒星系的生命进行信息接触的唯一希望,就是自己的生命智力波能够被其他星体的智慧生命接收到,或者能够接收到其他星体上的生命发出的生命智力波。
四、宇宙生命孤岛律:人类既是孤独的,又是不孤独的
不久前我在互联网公开发表《宇宙生命孤岛律:人类既是孤独的,又是不孤独的》一文,主要内容如下:我发现,宇宙存在着一个非常重要的生命孤岛律:宇宙中有生命活跃的星球彼此相距非常遥远,使得这些星球上的生命不能通过星际旅行而相遇,因此生命所在的星球成为一个个生命孤岛。宇宙生命孤岛律的意义在于:它限制了不同星球上的生命相遇,从而保护这些星球上的生命不会因为相遇而同归于尽(例如由于双方都没有相互之间的免疫力,直接相遇几乎必然会让双方都患上致命疾病),这也就意味着智慧生命需要格外珍惜自己的星球家园。与此同时,人类既是孤独的,又是不孤独的,这对人类(包括其他星球上的高层次智慧生命)的心理是一种积极的安慰。
导致宇宙生命孤岛律形成的主要原因如下:
1、恒星之间极其遥远的距离使它们彼此成为孤岛
2、相对论尺缩效应决定了“生命体运动极限速度”
3、宇宙环境是生命星际旅行的死亡陷阱
(一)宇宙辐射等星际环境是生命智力的杀手
(二)黑洞、虫洞、时间隧道是生命的死亡陷阱
4、生命寿命难以逾越漫长的星际旅行时间障碍
5、不同星球生命存续的时间差
6、唯一的希望是生命智力波在星际之间的传播
“宇宙生命孤岛律”的意义:
1、“生命孤岛律”是宇宙生命的保护者
2、智慧生命要格外珍惜自己的星球家园
3、人类既是孤独的,又是不孤独的
五、霍金等科学家对外星人的误区与误导
包括霍金在内的许多科学家都对外星生命和外星人(其他星球的智慧生命),发表了他们的看法,内容涉及到是否有外星生命、是否有外星智慧生命、地球人是否应该与外星人接触等问题。例如,霍金就主张我们人类不要与外星人接触,因为外星人的智力水平很可能远高于人类,因此这种接触对地球人很可能是灾难性的。
笔者愿意指出的是,霍金等科学家对外星人的种种说法实际上陷入了严重的误区,并且已经对公众产生了广泛的误导。这是因为,他们没有认识到宇宙生命孤岛律的存在,没有考虑到尺缩效应对宇宙航行速度的限制。事实上,正是由于宇宙生命孤岛律的存在和尺缩效应对宇宙航行速度的限制,决定了恒星系之间的生命体彼此不能够通过星际航行达成相互直接接触,因此也就不存在地球人与外星人相遇的可能性。在这种情况下,当地球人完全可以放心大胆通过生命智力波与外星人进行交流,即使外星人的智力水平远高于人类,这种交流也不会导致彼此之间直接接触,因此也就不可能出现因相互接触而相互伤害的情况。
霍金还认为,地球危机四伏,人类必须赶紧想办法,移民到外星球;人类若困在地球上,将没有未来。有必要指出的是,客观上来说霍金的上述观点是对民众的严重误导。笔者在《宇宙生命孤岛律:人类既是孤独的,又是不孤独的》一文中指出:根据宇宙生命孤岛律可知,智慧生命要格外珍惜自己的星球家园,否则将别无出路。对于地球来说,人类试图移居到太阳系以外其他星球的愿望,只能是看似美好的黄粱梦。在这种情况下,人类必须格外珍惜自己的星球家园,那种准备把地球家园糟蹋殆尽、彻底毁灭后一走了之的幻想乃是极其不负责任的愚蠢行为。
有鉴于此,当人类拥有足以毁灭地球(包括战争和环境破坏)的巨大能力时,必须悬崖勒马、改弦更张,从零和游戏的泥潭中清醒过来,选择唯一正确的生命合作共赢、人类命运共同体、共福社会之路,共同维护人类和所有生命共同的地球家园(参阅《共福社会导论》等专著,以及《欲让美国放弃零和游戏,须用生物智力进化论取代达尔文进化论》《“为了世界和平要向达尔文进化论说再见”的12条理由》等文)。

ZS50-161004相对论尺缩效应对宇宙飞船和生命体最高速度的限制5500
本文收入《重构(王红旗)文集》之《重构2016进展》。
重构智库电话010-51843850 信箱jdtdshj@163.com

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