P1P2 = P2P1 ( 58 )
现实空间(母结构集)中的子空间(子结构集)之间,肯定同时满足母空间的物理属性度量标度,这也是数量分析不同子空间同一物理属性量关系的前提。也就是说,现实宇宙空间内的所有组成物质及所有组成物质的再分解(即不同层次或不同尺度上的物质结构细化),具有统一的物理属性量标度,如时间、距离、质量、电荷、能量或作用强度等等,虽说形形色色的物质子结构集各异,但不同子结构集所包含的物理量只是大小强度差异或有无差异,物理本质是统一的(这也是物理学中自然界作用力大统一理论的基础)。一种物质可以转变中另一种物质,在时空结构几何学中,即是一种子空间结构形态集通过拓扑变换转换为另一种子空间结构形态集。母空间结构集由其包含的所有物体子空间结构集及填充整个母空间结构集的补集(可称“本色介质”或“本色介质空间集”)组成;空间补集中充满光量子,所以前文称为光量子空间补集;同一结构层次上的子集之间的排列组合,包括:并列、镶嵌、挤压、渗透、漂浮等;子空间结构形态及子空间结构形态之间的排列组合形态,包含作用力或张力属性,子空间结构形态之间不同的排列组合形态,可以表征系统组织结构中不同单元之间的相互作用形式与强度;不同层次的拓扑空间结构,对应不同的物理属性量的强度与疏密性,最高层面的空间结构即最大的拓扑空间结构(母结构集),对应最弱、最广普的物理作用属性及最小的致密程度,即光量子空间或本色空间,物质最为稀疏、物质之间的相互作用强度最弱小,本色空间接近普通人理解的“空间”。(参考,宋太伟,《光子的本质》,《时空结构几何》)。
根据以上时空结构几何逻辑基础及有序结构定义,可以将有序结构的分类总结如下:
有序结构大类分为:一、空间结构有序,又分为单一有序空间结构和多个有序子空间结构的组合结构;二、运动有序(时间有序);三、时空有序。
空间有序结构,按复杂程度可分为:简单空间有序结构和复杂空间有序结构:
简单空间有序结构:由单粒子或多粒子以精准的数学函数关系或规则几何图形表达排列的空间有序结构,包括最普遍的空间周期排列组合结构;
复杂空间有序结构:为不能简单用数学函数关系描述的复杂的、但有确定组织构造形态的空间组织结构,现实中绝大部分稳定物体为此类内部结构。
另外从其它角度上讲,空间有序结构还包括:子母空间均有序的多层次空间有序结构,局部或定向有序的空间结构等。
复杂系统运动有序,也分为局部与整体运动有序,主要形式包括:物体内部组织单元的整体协同运动变化(包括组成单元的共振或谐振周期运动)、定向定域运动等。超流、低温超导是微观粒子整体谐振运动,可以用单色波表征描述,为宏观量子态。
时空是不能割裂的,系统组成单元群体的有序运动是在一定空间结构形态下完成的。大量微观粒子在特定微观有序空间结构作用约束下,才产生某种运动有序,这种时空结构形态,为时空有序。时空有序有两种典型形态:一种为物体的微观有序空间结构与有序光量子相匹配,形成有序的宏观量子效应;另一种为有序空间结构形态在时间变换作用下,强化自身的有序空间结构形态,变化为自身的同类,这是典型的自组织结构形态。(参考,宋太伟,《高效太阳能电池机理与工艺结构》,《光子的本质》)。
广义上讲,空间有序只是时空有序的静态形式,任何物体的有序结构形态,都是在时空下观测的,时间在流逝,只是空间有序状态不随时间变化而已。
本节最后简单分析一下有序结构边界的特征。按照本文定义 6 ,结构边界是宏观稳态下两个不同子拓扑空间结构形态集的交汇区间集。拓扑空间子集为开集,几何意义上是不存在“几何面”边界的,子结构集之间可以通过拓扑变换进行“物质单元”交换(或相互渗透,即微观粒子的隧道效应),这正是开集的现实意义。气体等介质物质,单元粒子各向同性热运动属性,决定介质空间结构形态集,没有确定几何边界形态,其将填充单元粒子能够到达的任何其它物质空间结构的内部空隙及其它物质空间结构边界以外的空间,具填充介质空间属性。近似而言,被介质空间包围的致密有序子空间结构的边界,呈现清晰的几何表面;在介质空间中自然生长的(或存在的)空间有序结构,由于内部存在结构势约束作用,边界区域比有序结构内部呈现收缩性(或称“自闭性”)。
3.2.2 有序结构的能态特征
本小节只根据有序结构的大类,分析最普遍的逻辑关系,不具体展开。
运动有序比较简单,系统微观单元粒子形成单色波或粒子的运动有确定的关联关系,系统运动有序能可以由单个粒子有序运动能确定。
空间结构有序,对微观单元粒子来讲,存在空间有序的束缚作用,即前文所讲的有序结构势能。势能有序与空间结构有序相对应。
系统有序势能,相对于周围环境而言,分为高位势能与低位势能(或称势垒与势阱)。系统形成高位势能空间有序结构,肯定由外界做功或吸热引起,可称为吸能有序。高位势能结构既是“储能池”,又是“做功源”,要保持高位势能有序结构的稳定,必须有稳定的外界功或热,一般为不可逆的净吸能的动态状态,这是高位势有序结构自组织过程的特征。自然界形形色色的有序结构物质,多呈现这种不平衡的能量状态。
自组织过程对应的是开放系统。系统在温度、体积与密度、压力等状态参量基本稳定的情况下,呈现稳定的持续净吸能量过程,此过程系统的无序热能不可能一直增加,系统只有不断将从外界环境吸收的能量转变为有序结构组织的高位势能,才可能一直维持稳定。这正是开放系统与封闭系统的不同,封闭系统熵最大、最无序才可能是稳定态,而开放系统在净吸能条件下,持续增加有序组织结构及高位有序势能是最可能的状态。一般来讲,有序结构越复杂,其内在的高位有序势能越大。
低位有序势能,对应的空间有序结构,是系统粒子单元释放热运动能而自然形成的,系统粒子单元处在更低的能级,可称为放能有序。放热意味着随机统计态的减少,熵减少。其它条件一定,降温释放热内能是系统出现更加有序空间结构、更加低位有序势能的必要条件。放能有序,完全符合时空统计逻辑,是物体系统在持续降低温度过程中出现的普遍现象。凡是微观粒子单元具有一定流体属性的物体系统,在超低温度(绝对零度附近)下,普遍呈现超流超导现象,超低温度下多粒子系统量子能态趋同,自发呈现比较确定的低能态宏观量子效应。 17/30 首页 上一页 15 16 17 18 19 20 下一页 尾页 |