宇宙開端之前無時間新解----質(zhì)量超弦時間之箭初探摘要：霍金關(guān)于宇宙開端之前無時間的證明不漂亮，也不完備.借助空心圓球不撕破和不跳躍粘貼，能把內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面的龐加萊猜想熵流，在一個三維空心圓球上，用一條封閉的曲線把球分成兩半，先把一半收縮成局部平面，組成圓球內(nèi)外對稱圖相的翻轉(zhuǎn)，可證這類對稱中隱含不對稱的軌道交流，必經(jīng)龐加萊猜想球點自旋的復(fù)雜程度概率阻斷，正是時間之箭的起源；在此還能把熱力學(xué)與量子論、相對論、超弦論相聯(lián)系.關(guān)鍵詞：時間之箭、龐加萊猜想、自旋、復(fù)雜程度【0、引言】從宇宙最初幾微秒到1977年物理學(xué)家史蒂文·溫伯格出版他的經(jīng)典著作----講述早期宇宙物理學(xué)的《最初三分鐘》，在20世紀70年代理論和實驗的突破，開始揭開這層面紗.這不僅是質(zhì)子、中子和其他所有強子，都被發(fā)現(xiàn)包含著夸克；而且，一種有關(guān)夸克之間強作用力的理論----量子色動力學(xué)(QCD)，也在70年代中期浮出水面.“相對論性重離子對撞機”(RHIC，讀作“瑞克”)，是產(chǎn)生和研究重離子碰撞的設(shè)備.曾在美國長島的布魯克海文國家實驗室中，是用來模擬宇宙創(chuàng)生時刻環(huán)境的威力強大的一臺粒子加速器：數(shù)以千計的粒子，從兩個金原子核之間的一場超高能對撞中傾瀉而出，RHIC的STAR探測器，能拍到碰撞時的環(huán)境模擬的大爆炸最初幾微秒的情況.它讓兩束接近光速運行，但方向相反的金原子核迎頭相撞.這些原子核之間的成對碰撞，產(chǎn)生出極其熾熱和致密的物質(zhì)能量爆發(fā)，模擬了大爆炸最初幾微秒內(nèi)發(fā)生的情況：在宇宙誕生之初，物質(zhì)是一種超熾熱、極致密的東西，由一些被稱為夸克和膠子的粒子組成，它們到處亂跑，橫沖直撞.少量的電子、光子和其他較輕的基本粒子給這鍋“濃湯”配上了調(diào)料.這種混合物的溫度高達上萬億℃，比太陽核心還要熾熱10萬倍以上.但是溫度會隨著宇宙的膨脹而直線下降，就像今天一團普通氣體在迅速膨脹時會冷卻一樣.夸克和膠子的速度大為減慢，以致其中一部分開始能暫時地粘連在一起.將近10微秒時間流逝之后，夸克和膠子被它們之間的強作用力捆綁在一起，永久地囚禁在質(zhì)子、中子和其他強相互作用粒子之中，物理學(xué)家將它們統(tǒng)稱為“強子”.從最初的夸克--膠子混合物轉(zhuǎn)變成平凡的質(zhì)子和中子，物質(zhì)屬性的這種突然改變被稱作相變(比如液體水凍成冰就是相變).質(zhì)子和中子構(gòu)成了今天的每一個原子核，它們都是那片原初粒子海洋遺留下來的水滴，是微小的亞原子囚室----夸克左沖右突，卻被永遠地囚禁其中.即使在劇烈碰撞中，夸克看似就要脫韁而出，新的“墻壁”又會形成，將它們繼續(xù)禁錮在一起.RHIC為研究人員提供了一個絕好的機會，來觀察從質(zhì)子和原子中釋放出來的夸克和膠子，它們處于一種集體的準自由態(tài)，就像宇宙最初幾微秒內(nèi)的物質(zhì)一樣.理論物理學(xué)家最初將這種混合物稱為夸克--膠子等離子體，因為他們預(yù)計混合物的行為會像一團超熾熱的帶電粒子氣體(即等離子體)，就像閃電內(nèi)部的氣體一樣.通過把重原子核對撞在一起，創(chuàng)造出短暫釋放夸克和膠子的微型大爆炸，RHIC起到了時間望遠鏡的作用，使我們得以窺探剛出生的宇宙.那時超高熱、極致密的夸克--膠子等離子體還占據(jù)著絕對優(yōu)勢.但RHIC令人吃驚的發(fā)現(xiàn)是，這種奇異物質(zhì)的行為似乎更像一種液體，而不是氣體----盡管這種“液體”的性質(zhì)非常獨特.量子色動力學(xué)(QCD)理論，假定被稱為膠子的8種假想的中性粒子，在夸克之間飛來飛去，傳遞著無情的作用力，將夸克禁閉在強子內(nèi)部.QCD理論與常見作用力(比如引力和電磁力)的行為相反，這種結(jié)合力會隨著夸克彼此靠近而變?nèi)?---物理學(xué)家把這種古怪的反常行為稱作漸近自由.這意味著，當(dāng)兩個夸克之間的距離遠遠小于一個質(zhì)子直徑(約10^-13厘米)時，它們受到的作用力會減小，物理學(xué)家就可以依靠標準的技術(shù)將作用力計算得非常精確.只有當(dāng)夸克開始遠離它的同伴時，這種力量才會真正變強，將這個粒子猛拉回來.在量子物理中，粒子之間的短距離是與高能碰撞聯(lián)系在一起的.因此在高溫下當(dāng)粒子被緊緊地擠壓在一起，彼此之間不斷地發(fā)生高能碰撞時，漸近自由就變得很重要了.QCD的漸近自由比其他所有因素都更為重要，正是它讓物理學(xué)家揭開了“溫伯格的面紗”，推算出宇宙誕生后最初幾微秒內(nèi)的情景.只要溫度超過大約10萬億攝氏度，夸克和膠子的行為實際上就完全獨立了；甚至在更低的溫度下，比如2萬億攝氏度時，夸克應(yīng)該也可以單獨游蕩----盡管那時，夸克應(yīng)該開始感受到QCD約束力在扯它們的后腿了.為了在地球上模擬出這種極端環(huán)境，物理學(xué)家必須再現(xiàn)宇宙誕生最初幾微秒內(nèi)超高的溫度、壓強和密度.對一群相同的粒子來說，溫度實際上就是單個粒子的平均動能，而壓強則隨著這群粒子的能量密度增大而增長.因此，通過將盡可能多的能量擠壓到盡可能小的體積中，我們就擁有了模擬大爆炸條件的最佳機會.如利用諸如鉛、金之類的重原子核進行的高能對撞實驗，已經(jīng)證明碰撞發(fā)生時的密度，遠遠超過普通的核子物質(zhì)，所引起的溫度可能也超過了5萬億攝氏度：每個重原子核包含的質(zhì)子和中子總數(shù)大約為200個，它們碰撞所產(chǎn)生的“煉獄”，要比單個質(zhì)子的碰撞(常用于其他的高能物理實驗)巨大得多.這種重離子碰撞產(chǎn)生的，不是只有幾十個粒子飛散出來的小型爆炸，而是一團包含著上千個粒子的沸騰火球.足量的粒子糾纏在一起，使得這團火球的集體性質(zhì)----溫度、密度、壓強和黏度(它的黏稠度或抵抗流動的能力)，變成了能夠利用的重要參數(shù).這種區(qū)別很重要----就像少量孤立的水分子和一整滴水之間的性質(zhì)差異一樣.【1、對稱破壞霍金證明】2006年國際弦理論會議2006年6月19日，在我國北京人民大會堂開幕，霍金作題為《宇宙起源》的報告.其中霍金關(guān)于宇宙開端之前無時間的類比證明有啟迪意義，但這個證明不漂亮，也不完備.霍金說：“時間，用緯度來測量，在南極處有一個開端”.“長期以來，人們說宇宙的開端是正常定律失效之處，所以宇宙不應(yīng)該有開端.而現(xiàn)在，宇宙的開端由科學(xué)定律來制約，所以反對宇宙有開端的論證不再成立”.“愛因斯坦的廣義相對論，將時間和空間統(tǒng)一成時空.但是時間仍然和空間不同，它正像一個通道，要么有開端和終結(jié)，要么無限地伸展出去.然而當(dāng)廣義相對論和量子論相結(jié)合時，在極端情形下，時間可以像空間中另一方向那樣行為.這意味著，和我們擺脫世界邊緣的方法類似，假定宇宙的開端正如地球的南極，其緯度取時間的角色，宇宙就在南極作為一個起始點”.破壞霍金證明的是“龐加萊回歸”----它講的是，每一個孤立系統(tǒng)遲早會回到它的初始狀態(tài).這個破壞證明的發(fā)展是KAM定理.由柯爾莫哥洛夫、阿諾爾德、莫澤等三人證明的KAM環(huán)面，是了解龐加萊回歸的向?qū)?它出于柯爾莫哥洛夫1954年對“龐加萊回歸”的研究.20世紀60年代初，分別由阿諾爾德和莫澤證明的KAM定理證明，龐加萊的這種系統(tǒng)屬于完全規(guī)則和完全混沌之間的一種中介情況.KAM定理揭示了可積哈密頓系統(tǒng)規(guī)則運動對微擾的穩(wěn)定性，給出了無理環(huán)面得以保存的充分條件.KAM環(huán)面的存在，使各混沌區(qū)相互隔開，把混沌運動限制在局部范圍內(nèi)，但對高自由度哈密頓系統(tǒng)，混沌運動軌跡仍有可能滲透到相空間中各個地區(qū)，從而顯著地偏離未受擾時的運動軌跡，這一現(xiàn)象由阿諾爾德首先發(fā)現(xiàn)，稱做阿諾爾德擴散.霍金用詰問在宇宙開端之前發(fā)生了甚么沒有意義，類似在南極的南邊沒有任何東西的“地球證明”，是一個對稱圖形.對稱破壞時間箭頭，是一個世界性難題；例如《時間之箭》一書說，除熱力學(xué)外，牛頓力學(xué)、相對論力學(xué)、量子力學(xué)中的時間箭頭都是對稱的，而且超弦理論也不能避免.所以彭羅斯說，如果有一種量子引力理論，能把相對論力學(xué)和量子力學(xué)統(tǒng)一起來，但時間箭頭仍沒有解決好，也不算成功.但2006年6月1日出版的《亞洲數(shù)學(xué)期刊》，刊登朱熹平和曹懷東的龐加萊猜想完全證明的論文提醒我們，出路正是在龐加萊猜想及龐加萊猜想熵上.我們的說明，有以下5個部分.【2、龐加萊猜想的約束條件須知】龐加萊猜想是：在一個三維空間中，假如每一條封閉的曲線都能收縮成一點，那么這個空間一定是一個三維的圓球.后來，這個猜想被推廣至三維以上空間，被稱為“高維龐加萊猜想”.龐加萊猜想中封閉的曲線，實際是等價于封閉曲線包圍的那塊面，即龐加萊猜想只等價于超弦理論中的“開弦”，并不等價于其“閉弦”.因為龐加萊猜想的約束條件，是拓撲學(xué)中嚴格數(shù)學(xué)定義的不能撕破和不能跳躍粘貼的規(guī)定.所以一段“開弦”才可以連續(xù)收縮成一點；反之，一個點也才可以連續(xù)擴散成一段“開弦”.雖然一個點能連續(xù)擴散成一個“閉弦”，但這已是類似一種跳躍性的粘貼，就違反了拓撲學(xué)中不能跳躍粘貼的規(guī)定.所以龐加萊猜想中封閉的曲線能收縮成一點，是等價于封閉曲線包圍的那塊面，它類似從封閉曲線各點指向那塊面內(nèi)一點的無數(shù)條線；它的圖相我們亦稱為龐加萊猜想球或點.如果一個點連續(xù)擴散成一個“閉弦”，它再連續(xù)收縮成一點，我們稱“曲點”.如果把“在一個三維空間中，假如每一條封閉的曲線都能收縮成一點，那么這個空間一定是一個三維的圓球”稱為“龐加萊猜想正定理”；反之，“在一個三維空間中，假如每一條封閉的曲線都能收縮成類似一點，其中只要有一點是曲點，那么這個空間就不一定是一個三維的圓球，而可能是一個三維的環(huán)面”----我們稱為“龐加萊猜想逆定理”.“曲點”和“點內(nèi)空間”，正是來源于逆龐加萊猜想之外的“龐加萊猜想熵流”.因為類似輪胎的三維的環(huán)面，不能撕破和不能跳躍粘貼，是不能收縮成一點的.它的圖相等價于“閉弦”，我們亦稱為龐加萊猜想環(huán)或圈.當(dāng)然線性超弦理論，“開弦”能產(chǎn)生“閉弦”，“閉弦”能產(chǎn)生“開弦”，但這也屬于“軌形拓撲學(xué)”.軌形拓撲學(xué)，才規(guī)定可有限地撕破和有限地跳躍粘貼.非線性超弦理論，如三旋理論采取的辦法是，在承認“圈與點并存且相互依存”的基礎(chǔ)上，對歐幾里德點定義補充了“圈比點更基本，和物質(zhì)存在有向自己內(nèi)部作運動的空間屬性”的約定.非線性超弦理論將圈的“三旋”：體旋、面旋、線旋，視為這個幾何客體的自然屬性.它的特點是，開弦能吸引閉弦，閉弦能吸引開弦.開弦與閉弦并存且相互依存，但追溯到宇宙盡頭的微單元，開弦和閉弦是不對易的.它們的截止是，閉弦耦合組成線鏈----開弦；這也是磁單極子的微單元的起源.介子式的力傳遞模式，是宇宙大爆炸以后的事.“龐加萊猜想熵”指由龐加萊猜想引出的逆問題.除上面的“龐加萊猜想曲點”外，還有“龐加萊猜想點內(nèi)空間”.它不是指在一個三維空間中，假如每一條封閉的曲線都能收縮成一點的三維圓球，而且指三維空心圓球收縮成一個龐加萊猜想點的空間幾何圖相.“點內(nèi)空間”是三維空心圓球外表面同時收縮成一點的情況，或三維空心圓球外表面每一條封閉的曲線都收縮成一點的情況.這可聯(lián)系恒星坍縮變成的黒洞，也可聯(lián)系狄拉克的負電子海洋.【3、可逆對稱、循環(huán)含有時間但不是時間起源】龐加萊眼睛近視，在學(xué)校的成績以繪畫得零分而有名，但他的老師利爾德卻稱龐加萊為“數(shù)學(xué)怪物”，他19歲寫的論文，就發(fā)表在專業(yè)數(shù)學(xué)年刊上.也許類似點、曲點、開弦、閉弦、自旋、平動、往返、連續(xù)、間斷等抽象的幾何圖相和動力圖相概念，應(yīng)用到自然數(shù)、整數(shù)、有理數(shù)、無理數(shù)、虛數(shù)等領(lǐng)域，或者零維、一維、二維、三維、四維等空間，可以做到邏輯上求真，所以龐加萊才醉心于超前的數(shù)學(xué)探索.把龐加萊的那些艱深的數(shù)學(xué)映射到運用，它的超前是十分驚人的.龐加萊猜想熵揭示的時間起源，就是一例.因為如果說，牛頓力學(xué)、相對論力學(xué)、量子力學(xué)，乃至超弦理論中的數(shù)學(xué)公式，對于時間的計量，都是可逆對稱的；例如，現(xiàn)在的狀態(tài)可以說明過去，也可以預(yù)展測未來，時間被降到第二位置，那么時間箭頭、時間起源就不重要.但這并不可怕，因為我們只需根據(jù)類似熱力學(xué)的生活經(jīng)驗，在牛頓力學(xué)、相對論力學(xué)、量子力學(xué)，乃至超弦理論等的方程中，加上一個時間大于零或等于零的公式，組成方程組即可.所以牛頓力學(xué)、相對論力學(xué)、量子力學(xué)，乃至超弦理論等的方程中，并不是沒有時間箭頭，或者會讓人弄錯.只不過時間大于零或等于零的公式，類似它們的“尾巴”，常常露著不見.許多對牛頓力學(xué)、相對論力學(xué)、量子力學(xué)，乃至超弦理論等方程沒有時間箭頭的批評，是無的放矢.他們并沒有抓住時間起源、時間箭頭的比較，在哪里？因為在自然數(shù)、整數(shù)、有理數(shù)、無理數(shù)、虛數(shù)等數(shù)學(xué)領(lǐng)域，或者是在零維、一維、二維、三維、四維等現(xiàn)實空間，時間箭頭都是可以對稱的.在實數(shù)內(nèi)可如此，在虛數(shù)內(nèi)也可如此；在空心圓球的外圓面可如此，在空心圓球的內(nèi)圓面也可如此.所以簡單看龐加萊猜想，也不能證明時間有起源.但龐加萊猜想涉及空心圓球不撕破和不跳躍粘貼，能把內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面的知識.因為空心圓球也含有拓撲約束，例如，表面不能有一個孔；有一個孔就類似一個曲面，根據(jù)龐加萊猜想，它能收縮成一點，而類似一個實心球.而不撕破和不跳躍粘貼，把空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面，也只能利用龐加萊猜想，才能做到，并且可以簡化為三種方法.【4、第一、二種方法證明】A、第一種，假想用一根針從外向內(nèi)穿過空心圓球，在內(nèi)外球面各有兩個交點，我們都稱“支點”.再用一根曲線連接球半邊的兩個“支點”，而假想把球這半邊剖開但并沒有剖開，而是為了劃分曲線兩邊的點的相對流動.因為我們要在連線的中間取一點，作為內(nèi)外表面收縮的“起點”.其次，在內(nèi)外表面“起點”的連線中選一點，作為內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面交流的“轉(zhuǎn)點”.把空心圓球上的針端面向自己，剖口朝下，假想其路線設(shè)定是：左內(nèi)表面從內(nèi)“支點”由上向下收縮到內(nèi)“起點”，再從內(nèi)向外收縮到“轉(zhuǎn)點”，由“轉(zhuǎn)點”從內(nèi)向外收縮到外表面的外“起點”.此時不再收縮而是向左外表面擴散左內(nèi)表面，直到把原左外表面從下向上趕到外“支點”的臨近右外表面.此時左內(nèi)表面繼續(xù)擴散，從外“支點”由上向下在右外表面擴散左內(nèi)表面到外“起點”.而右外表面是從上向下收縮到外“起點”，再從外向內(nèi)收縮到“轉(zhuǎn)點”，由“轉(zhuǎn)點”從外向內(nèi)收縮到內(nèi)表面的內(nèi)“起點”.此時右外表面不再收縮而是向右內(nèi)表面擴散，直到把原右內(nèi)表面從下向上趕到內(nèi)“支點”的臨近內(nèi)左表面.此時右外表面繼續(xù)擴散，從內(nèi)“支點”由上向下在左內(nèi)表面擴散右外表面到內(nèi)“起點”.再說右內(nèi)表面是從下向上收縮到內(nèi)“支點”，此時右內(nèi)表面繼續(xù)收縮，它在原左內(nèi)表面由上向下收縮右內(nèi)表面到內(nèi)“起點”.再從內(nèi)向外收縮到“轉(zhuǎn)點”，由“轉(zhuǎn)點”從內(nèi)向外收縮到外表面的外“起點”.此時右內(nèi)表面不再收縮而是在原左外表面擴散右內(nèi)表面，直到把原左外表面從下向上趕到外“支點”的臨近右外表面.再說左外表面是從下向上收縮到外“支點”，此時左外表面繼續(xù)收縮，它在原右外表面由上向下收縮左外表面到外“起點”.再從外向內(nèi)收縮到“轉(zhuǎn)點”，由“轉(zhuǎn)點”從外向內(nèi)收縮到內(nèi)表面的內(nèi)“起點”.此時左外表面不再收縮而是在右內(nèi)表面擴散，直到把原右內(nèi)表面從下向上趕到內(nèi)“支點”的臨近左內(nèi)表面.到此時，空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面已全部完成.B、第二種，也是假想用一根針從外向內(nèi)穿過空心圓球，在內(nèi)外球面各有兩個交點，過這兩個交點作3條封閉的交叉曲線，把球面平分為6等份.然后假想6個對角的球面從兩邊的曲線相對收縮成3條封閉的交叉曲線.現(xiàn)在用上面第一種的辦法來完成不撕破和不跳躍粘貼，把空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面.辦法是，把空心圓球上的針端沿垂線放置，針端的上交點對應(yīng)第一種辦法的“支點”，即是把第一種辦法的兩個支點合并為一個支點；針端的下交點對應(yīng)第一種辦法的“起點”，然而把3條封閉的交叉曲線依次按第一種的辦法的程序來翻轉(zhuǎn)，到第三條完成，空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面已就全部完成.第二種辦法也等價于用N條封閉的交叉曲線，來把空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面的辦法.但這里特別要注意的是，N這個自然數(shù)必須要能被3整除；我們稱為“龐加萊猜想篩法”.因為，不然針端上交點的那一“點”循環(huán)，會留下沒有被翻轉(zhuǎn).這是龐加萊猜想一處與數(shù)論的聯(lián)系；這類聯(lián)系之大，是驚人的，它幾乎把數(shù)學(xué)和物理學(xué)的所有主干知識都會聚起來，下面我們逐次來點明.例如，總結(jié)上面第一和第二種方法可以看出：1、空心圓球有之內(nèi)和之外的區(qū)別，它們可對應(yīng)實數(shù)和虛數(shù).如果不撕破和不跳躍粘貼，即使能把空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面，也是不能把球內(nèi)空心區(qū)域翻轉(zhuǎn)為球外空心區(qū)域，反之亦然，這是一種內(nèi)稟不可逆.2、曲線收縮和相向移動，涉及“連續(xù)”和“間斷”.而要用數(shù)學(xué)嚴格定義“連續(xù)”和“間斷”，就涉及自然數(shù)、整數(shù)、有理數(shù)和無理數(shù)問題.因為連續(xù)也含有“間斷”，間斷也含有“連續(xù)”.其中的區(qū)分，類似涉及“距離”大小的尺度，在自然數(shù)和整數(shù)上好認定，但在無限不循環(huán)的無理數(shù)和無限循環(huán)的有理數(shù)上，就不好認定.人測原理是要分清人的有責(zé)任和無責(zé)任，“連續(xù)”和“間斷”是以人的有責(zé)任行使的，這就引出了玻爾茲曼常數(shù)和普朗克常數(shù)兩個尺度，從而才產(chǎn)生三維空間和額外維空間的起源與分野.龐加萊猜想只能在普朗克尺度上認定，而且這也涉及“龐加萊猜想球點”的內(nèi)稟自旋.3、在三旋理論中，球體的內(nèi)稟自旋有兩種：面旋和體旋.面旋是，大指姆指與其余四指垂直，左手或右手握住球體，大指姆指的方向規(guī)定為球體的軸線，那么其余四指的方向標示的運動為“面旋”，它有正反兩類狀態(tài)：A和a.體旋是，大指姆指與其余四指垂直，左手或右手握住球體，大指姆指的方向規(guī)定為球體的軸線，如果其余四指的方向無運動，而是大指姆指彎曲標示的方向才有轉(zhuǎn)動,此運動稱為“體旋”.它也有正反兩類狀態(tài)：B和b；此時體旋的轉(zhuǎn)軸與面旋的轉(zhuǎn)軸垂直，并可在面旋平面轉(zhuǎn)動360度.“面旋”和“體旋”還可兩兩組合，就有四類狀態(tài)：AB、Ab、aB、ab.按張學(xué)文教授的組成論，一個(N)“龐加萊猜想球點”的標志值的個數(shù)n就是8；根據(jù)張學(xué)文教授的復(fù)雜程度公式，復(fù)雜程度是與概率聯(lián)系對應(yīng)的一種平均值；對數(shù)以2為底，其復(fù)雜程度值是：C=（n)log(n/N)=8log8=24bit(4-1)Bit（比特），是信息單元的計量單位.類圈體（環(huán)圈）內(nèi)稟自旋有三種：面旋、體旋和線旋.面旋和體旋跟球體相似，只是線旋是多出的.線旋類似通電磁線圈磁場的磁力線轉(zhuǎn)動；它還分平凡線旋（G、g）和非平凡線旋（E、e；H、h）.類圈體的面旋、體旋和線旋還可兩兩組合，和三三組合，合計的標志值個數(shù)就是62，對數(shù)以2為底，其復(fù)雜程度值是：C=（n)log(n/N)=62log62=353bit(4-2)空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面的“轉(zhuǎn)點”，只能類似球體而不是類圈體.以第一種辦法的“轉(zhuǎn)點”為例，它相當(dāng)于“龐加萊猜想球點”.設(shè)球體的軸線是指向“支點”和“起點”.“轉(zhuǎn)點”的“龐加萊猜想球”自旋如果是作純面旋，那么從內(nèi)向外或從外向內(nèi)的交流就會被阻塞，所以只能作純體旋和四類組合旋.從第一、二種辦法的實際情況看，也是這樣，只不過純體旋的轉(zhuǎn)軸方向，與起點和支點的連線垂直.4、空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面，“轉(zhuǎn)點”的“龐加萊猜想球”自旋這里，存在量子論類似的“間斷”性.原因是，其一，即使球體的純體旋不阻塞從內(nèi)向外或從外向內(nèi)的交流，但由于“轉(zhuǎn)點”外的交流要在同一段線上運動，根據(jù)廣義泡利不相容原理，它們必須“間斷”交換才能進行.其二，如果是四類組合旋有一個被選擇，本身也產(chǎn)生“間斷”，原因是它有旋到純面旋位置的時候，這種阻塞即使時間是短暫的，因雙方運動的速度或頻率差，也要用普朗克尺度來截止可能計算涉及小數(shù)點后面的無理數(shù)或有理數(shù)的位數(shù).【5、龐加萊猜想物理證明挑戰(zhàn)數(shù)學(xué)證明】C、第三種，空心圓球不撕破和不跳躍粘貼，能把內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面的方法是：假想用一條封閉的曲線把球面平分成兩半，該線稱為“平分線”，這種方法不要“支點”，只把兩半球面各自的中心點作“起點”，放在沿垂線位置，再先后分兩次完成.程序是，假想從下“起點”開始.第一次：空心圓球“平分線”以下半個內(nèi)外球面，先向內(nèi)外球面下“起點”收縮.由于球面可近似看成是由很多局部平面組成，所以在收縮到內(nèi)外下“起點”之前，下部內(nèi)外圓球面先是局部對稱的平面圖相.如果空心圓球的皮層較厚，還可形成“圓臺”，直到“圓錐”狀.這里要涉及康托的集合論和康托集合論失效的問題.即康托是把實數(shù)定義為有理數(shù)序列，把每個有理數(shù)基本序列與一個實數(shù)等同起來，如果r是一個有理數(shù)，則序列{r，r，r，...}就表示對應(yīng)r的實數(shù)，所以內(nèi)外圓面的“點數(shù)”對應(yīng)對稱，是一樣多.假想我們承認這個事實或“悖論”，但我們也要求引進熱力學(xué)的“熱擴散論”圖相來說明：把下部內(nèi)“起點”和外“起點”分別看成兩個相同大小的容器，以對應(yīng)康托集合論的“點數(shù)”一樣多，它們之間的連通，假設(shè)是由下內(nèi)表面的內(nèi)“起點”，從內(nèi)向外收縮到“轉(zhuǎn)點”，再從“轉(zhuǎn)點”由內(nèi)向外收縮到外表面的下“起點”.但這里，第三種方法與第一、第二種方法基本是封閉曲線順序運動不同，它是兩段“開弦”線，所以內(nèi)外球面的內(nèi)外下“起點”，可以各自同時收縮到“轉(zhuǎn)點”，并假想類似覆蓋在這個“龐加萊猜想球”各自的半邊球面上，再通過“龐加萊猜想球”的體旋，把它們轉(zhuǎn)動交換到對面.然后才是原內(nèi)球面在外“起點”向外球面的下部半球面擴散，直到外球面的“平分線”為止；同時原外球面在內(nèi)“起點”向內(nèi)球面的下部半球面擴散，直到內(nèi)球面的“平分線”為止.到此，算完成下部空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面的任務(wù).第二次：完成上部空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面的程序，與第一次完全相似，只是初始條件有了些變化.這是被稱為“龐加萊猜想對偶性”引起的.例如，當(dāng)?shù)谝淮卧峦馇蛎嬖趦?nèi)“起點”向內(nèi)球面的下部半球面擴散，應(yīng)該到內(nèi)球面的內(nèi)“平分線”時為止，但實際它有一個比原下內(nèi)球面在外“起點”向外球面的下部半球面擴散，直到外球面的“平分線”為止更大的“力”的作用.原因是，下部半球面的外球面比內(nèi)球面的面積大，用相同的“點數(shù)”來除，外球面轉(zhuǎn)到內(nèi)球面，類似原來的小密度會變成了大密度，或原來的壓力小會變成了壓力大.這就給上部空心圓球內(nèi)表面開始向上內(nèi)“起點”收縮，比第一次預(yù)先加了一點作用力.這里特別要注意的是：1、我們已經(jīng)假想把空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面變換成了“熱擴散”圖相，而把內(nèi)“起點”和外“起點”看成是兩端分離的兩個裝有相同氣體分子的容器.容器中分子運動產(chǎn)生的密度或壓力，還可轉(zhuǎn)換成溫度.由于兩端容器的連通，密度、壓力或溫度不同，還可轉(zhuǎn)換成“溫差”或溫度梯度.2、兩端的“溫差”在第三種方法中，是靠連通它們之間的“轉(zhuǎn)點”----即“龐加萊猜想球”的自旋，特別是體旋反饋或自組織的.但“時間”是如何產(chǎn)生的，并沒有清楚說明.克勞修斯認為，耗散使得熱和功之間產(chǎn)生了十分重要的不對稱性----熵，而與時間之箭發(fā)生聯(lián)系；按他對熱力學(xué)第二定律的說法，在可逆過程中熵改變是零，而在不可逆過程中熵總是增加的；是熵把系統(tǒng)拖向平衡.但普里高津的非平衡熱力學(xué)給出了兩個分支：線性分支描述接近平衡的系統(tǒng)的行為，非線性分支處理系統(tǒng)遠離平衡時的情況.熱擴散說明在不可逆的、非平衡態(tài)過程中，也可以產(chǎn)生出有序性，這樣時間箭頭就和可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)聯(lián)系.眾所周知，溫度梯度會給該系統(tǒng)一個推力，因而可以被描述為如同一種熱力學(xué)力；這力造成了熱量流和質(zhì)量流.熱力學(xué)第二定律解釋，是熵直接聯(lián)系無序；熱擴散表明，有序的組織可以自發(fā)地從無序狀態(tài)中形成.熱學(xué)過程計算出來的熵S是微觀狀態(tài)，玻爾茲曼給出的重要公式是：S=klnW(5-1)另外，普朗克的能量子假說給出的能量子的能量E，與其耗散頻率v之間關(guān)系的重要公式是：E=hv（5-2）h是普朗克常數(shù).公式(5-1)中，W是系統(tǒng)所處的宏觀狀態(tài)對應(yīng)的微觀狀態(tài)個數(shù)，k是玻爾茲曼常數(shù).張學(xué)文教授根據(jù)他自己的組成論，推得lnW與他的復(fù)雜程度公式C=（n)log(n/N)是等價的，所以從公式(5-1)中得到：S=kC(5-3)把微觀狀態(tài)復(fù)雜程度熵公式(5-3)與微觀狀態(tài)能量及頻率公式(5-2)比較，可以用來研究空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面的“轉(zhuǎn)點”龐加萊猜想球模型，而使熱力學(xué)與量子論、相對論、超弦理論、三旋理論發(fā)生聯(lián)系.3、龐加萊猜想球模型，代表的是一種“開弦”和“閉弦”空間運動，包含了卷縮的額外維空間.“轉(zhuǎn)點”通道的龐加萊猜想球，雖然不是曲點、閉弦，但在第三種方法中它起的交流作用，客觀上類似“閉弦”的線旋.公式(5-3)與公式(5-2)中，玻爾茲曼常數(shù)k與普朗克常數(shù)h對應(yīng)，量子頻率v與量子復(fù)雜程度對應(yīng)；玻爾茲曼常數(shù)可以看成是時空與質(zhì)能進入三維勢阱的尺度，普朗克常數(shù)則可以看成是時空與質(zhì)能進入高維勢阱的尺度.公式(5-2)作為一種類似公式(5-3)以玻爾茲曼常數(shù)尺度的氣體壓力、溫度，代替對一升氣體分子熵運動的描述，微觀狀態(tài)普朗克尺度的量子能量E、頻率v，也用來可簡并聯(lián)系到對單個“龐加萊猜想球點”的復(fù)雜程度值的描述.而且能量E和頻率v已正是對量子狀態(tài)匯總的宏觀測量；公式(5-2)實際說明，能量E和頻率v是同一種東西，從頻率v是一種周期運動看，這與自旋能用周期運動描述是一致的.4、上面式子（4-1）和（4-2），是用自旋分析的“開弦”和“閉弦”粒子的復(fù)雜程度值.它對應(yīng)熱力學(xué)的不可逆方程，首先要了解玻爾茲曼的一個關(guān)鍵性近似，即分子混沌假說----他認為分子在快要碰撞之前是彼此不相關(guān)的，但在碰撞之后它們就變得彼此相關(guān)了.因為它們的軌道由于碰撞而發(fā)生了改變，以及這個分子混沌假設(shè)是時間不對稱的，這就解釋了為什么玻爾茲曼方程描述了不可逆的時間演化.聯(lián)系空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面模型的“轉(zhuǎn)點”之奇，而不同于數(shù)學(xué)空間的數(shù)值點、原點、奇點、焦點、鞍點、結(jié)點、中心點等標點，是它能把彼此不相關(guān)的正負、虛實空間中的循環(huán)運動、對稱運動、無序運動等軌道運動聯(lián)系起來，并用不可逆的概率統(tǒng)計的自旋運動，把這些運動軌道砸碎，這就把正負、虛實空間相關(guān)之后的循環(huán)運動、對稱運動、無序運動等軌道運動與時間聯(lián)系起來，而具有了一種世界性、宇宙性，壓倒了任何時間.【6、第三種方法的現(xiàn)實聯(lián)系與實驗證明】眾說紛紜的宇宙大爆炸，只是一種數(shù)學(xué)推導(dǎo)模型，它所具有的時間起源性質(zhì)，是人為加上去的，不具有熱力學(xué)不可逆性質(zhì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，所以才有霍金的南極之外無南極的這種不漂亮，也不完備的宇宙開端之前無時間的證明.如果把宇宙大爆炸的數(shù)學(xué)推導(dǎo)模型和龐加萊猜想證明運用的第三種空心圓球不撕破和不跳躍粘貼，能把內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面的方法數(shù)學(xué)模型聯(lián)系來，宇宙開端之前無時間的證明才是完備的.第三種方法的現(xiàn)實聯(lián)系與實驗證明是：1、宇宙大爆炸，本身就能成為第三種方法的現(xiàn)實聯(lián)系與實驗證明.用來解釋時間的起源，是球的外表面和內(nèi)表面的連續(xù)收縮都是對稱的，但如果內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)為外表面，就有不對稱；這聯(lián)系時間的起源，是相對于球內(nèi)表面信息儲存，外表面的時間總是有的.2、第三種方法，需要用先后分兩次完成.聯(lián)系宇宙大爆炸，是否發(fā)生過一先一后兩次，我們早在1996年發(fā)表的《物質(zhì)族基本粒子質(zhì)量譜計算公式》等論文，就說明有這種情況的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，并可與現(xiàn)實聯(lián)系作實驗證明.例如，物質(zhì)族基本粒子質(zhì)量譜計算公式正不正確，在我國北京高亮度正負電子對撞機上的實驗，就可以證偽.我們還特別提出，膠子球候選者的檢驗與北京正負電子對撞機的τ--粲能區(qū)就有聯(lián)系.3、物質(zhì)質(zhì)量起源從聯(lián)系宇宙大爆炸的時空大撕裂模型，到聯(lián)系空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面模型，受啟發(fā)還有我國科學(xué)家歐陽鐘燦的膜撕裂模型.我們的物質(zhì)族基本粒子質(zhì)量譜計算公式，正是基于類似這種膜撕裂得出的，而得出物質(zhì)質(zhì)量主要起源于宇宙大爆炸的時空大撕裂.如果今后有核電站和高能實驗室的高能加速器，發(fā)生了不可預(yù)測的大爆炸，我們認為第一可能的原因，就是這種時空撕裂引起的.4、第三種方法得出的第一次翻轉(zhuǎn)完成，會對第二次翻轉(zhuǎn)的初始條件有影響----預(yù)加了一點作用力；這與現(xiàn)實的聯(lián)系和實驗證明，是一先一后兩次宇宙大爆炸產(chǎn)生的效果，會對物質(zhì)族基本粒子兩大族群中質(zhì)量的影響，是否有質(zhì)量相差很大的基本粒子？物質(zhì)族基本粒子質(zhì)量譜計算公式證明是這樣，例如，上夸克族群中的頂夸克，質(zhì)量是175GeV，就比下夸克族群中質(zhì)量最大的底夸克質(zhì)量都大.底夸克的質(zhì)量是4.5GeV.這些是全世界有能力的高能實驗室都能證明的，而且已有實驗證明.5、“龐加萊猜想對偶性”，還有空心圓球的皮層較厚，連續(xù)收縮形成的“圓錐”狀，即內(nèi)“起點”容器的密度大，外“起點”容器的密度小，使象征負的空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成象征正的外表面，就有對偶的向外球面擴散的壓力箭頭.這聯(lián)系宇宙大爆炸，時空撕裂產(chǎn)生物質(zhì)族基本粒子，到蓋爾曼發(fā)現(xiàn)的“八重法”三角形箭頭，就有了不是偶然性的聯(lián)系.事情是1961年美國物理學(xué)家蓋爾曼為建立一種粒子族的配置方案，創(chuàng)造了一個由10個粒子組成的粒子族.他設(shè)想有一個三角形，其底部有4個物體，在它上面是3個物體，再上面是２個物體，在頂端是唯一的1個物體.蓋爾曼發(fā)現(xiàn)在這個圖形中規(guī)律性很強：質(zhì)量越來越大，粒子數(shù)則越來越少；電荷的排列方式同樣也很有規(guī)律：底層是-1、0、+1、+２，然后是-1、0、+1，再上面一層是-1、0，最后是頂部的-1.把“八重法”三角形中的“點”粒子，連線成九個相同的小三角形，再旋轉(zhuǎn)一個方向，使其底層的排列是-1、-1、-1、-1、-1，然后在它上面是0、0、0，再上面一層是+1、+1，最后是頂部的+2，這個三角形寶塔頂尖的指向，確實類似的實數(shù)軸從負數(shù)經(jīng)零到正數(shù)的大小序列箭頭方向，或與時間大小序列箭頭的方向是一致的.6、光速存在極限給予的的現(xiàn)實聯(lián)系與實驗證明.眾所周知，光速存在極限是相對論的基礎(chǔ)，但它沒有把光錐模型和從宇宙大爆炸的時空大撕裂，到象征負的空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成象征正的外表面作聯(lián)系，所以難以區(qū)別和聲速的介子關(guān)系，因此有實超光速之爭.實際上，光速起源于“有”生于“無”的宇宙大爆炸這種時空撕裂的速度極限.而象征負的內(nèi)表面類似是反D膜，“無”與虛象征“點內(nèi)空間”；象征正的外表面類似D膜，“有”與實象征“點外空間”.宇宙大爆炸開始時，D膜和反D膜之間的位形不一定完全重合，即“龐加萊猜想對偶性”連續(xù)收縮形成的“圓錐”開始時，宇宙暴脹的全部勢能和動能都在“點內(nèi)空間”.這個總能量從“點內(nèi)空間”向“點外空間”暴漲，設(shè)為光錐模型，而且也只能設(shè)為光錐模型.如設(shè)其向D膜垂直方向的暴漲速率，最大限度為光速C，這也是在“點外空間”的最大限度.由于光錐的斜邊與暴漲速率垂直方向成45度，其單位長為1.414C.又由于宇宙開始暴脹，是“點內(nèi)空間”的反D膜撕裂，而撕裂成為質(zhì)量軌道圓，其質(zhì)量軌道圓因處在不穩(wěn)定的反D膜，暴脹可超光速.即它是以光錐斜邊為半徑作的大圓，其此單位宇宙質(zhì)量軌道圓的暴漲速率，最大限度為是光速的8.88倍.這是打的虛實“擦邊球”，因為反D膜中超光速能成立.7、第三種方法對上面第一和第二種方法總結(jié)的四條，也是成立的.例如，它能把空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面，也不能把球內(nèi)空心區(qū)域翻轉(zhuǎn)為球外空心區(qū)域，反之亦然.這種不可逆的永恒性，解答了我國古代哲理“其小無內(nèi)，其大無外