对暗物质的初探

一、宇宙中的两大类物质

本文，我们要开始讨论宇宙中物质存在的形式。在探讨宇宙物质存在形式之前，我们要再回顾一下宇宙空间和时间存在的形式和宇宙物质存在的形式的关系。如果用数学的概念来定义宇宙的空间、时间和宇宙的物质的话，我们可以用数学的坐标系来定义宇宙的空间和时间，用数学坐标系中的点、线、面、体或场来定义宇宙中的物质。探讨宇宙空间和时间存在的形式实际上就是探讨宇宙空间和时间是以一种什么样的数学坐标系存在着。只要确定了数学坐标系的模式，宇宙空间和时间存在的形式也就确定了。近代以牛顿为代表的经典物理学派是把理论基础建立在数学三维空间坐标系的基础上，现代以爱因斯坦为代表的物理相对论学派在探讨宇宙空间和时间存在的形式时是在三维的基础上再加上一维时间坐标，就是说他们的理论都认为宇宙的空间和时间的数学坐标只有三维或四维。但是三维空间和四维时间空间的理论与稍后发展起来的量子力学理论却相冲突，人们意识到一个只有三维空间或四维时空的坐标系是远远不能解决宇宙中的很多秘密，于是，五维时空理论出现了，六维时空理论出现了，十一维时空理论出现了，甚至二十六维时空理论也出现了。其实宇宙时空以一种什么样的数学坐标模式出现，中国远古学者早就解决了这个问题。中国远古时代最了不起的科学著作《易经》有这样的记载：“易有太极，是生两仪，两仪生四象，四象生八卦，一物一太极”。这二十三个字高度概括了中国远古学者对宇宙空间的认识。首先“易”字分上下两个部分，这两个部分从古汉字学上讲可以理解为太阳和月亮。太阳属阳，月亮属阴。在阴阳之间存在“太极”，就是“易有太极”。太极在数学上又可以理解为一个极限点，以这个极限点为中心，上下作两条线，上面的不断开叫阳仪，下面的让它断开叫阴仪，这就是太极“生两仪”；以这个极限点为中心，左右作两条线，一条断开，一条不断开，形成四条线，四条线把空间分成四个区域，这就是“两仪生四象”；以这个极限点为中心，前后再作两条线，一条断开，一条不断开，形成六条线，六条线把空间分成八个区域，这就是“四象生八卦”。我们看到八卦与现代数学中三维坐标系已经很类似，但中国远古学者认识到，空间并不是只有上下、左右和前后三对方位；空间还存在内外一对方位，中国远古学者认为宇宙空间在方位上“其大无外，其小无内”，于是在八卦基础上又创立了内八卦和外八卦，这就是六十四卦的由来。如果说上下、左右、前后三对方位建立的坐标系可以称作三维坐标系的话，那么上下、左右、前后加上内外建立的坐标系，我们可以把它称作二重三维坐标系——六维坐标系——即中国远古学者所说的“六爻”（注意：在这里切记不可以称作四维坐标系，因内外这对方位不同于上下、左右和前后在一条直线上）。即便如此， “六爻”——六维坐标系，它只能反映一个单元的空间坐标模式，即它只能反映一个物质体系存在的空间坐标模式，它还不能反映宇宙空间总体的存在形式。宇宙空间总体模式应该是“一物一太极”的模式，即宇宙中每一个物质体系所占据的空间都存在一个中心点（太极点），这个理论与英国著名现代物理学家霍金的观点是吻合的。就是说宇宙空间中的每一个点都可以成为一个中心，而我们在每一个中心的基础上都可以建立一个单元的六维空间坐标系，这样建立的坐标模式，当然我们可以称作复式六维空间坐标模式，或多单元的六维空间坐标模式。复式六维空间坐标模式与我们数学中常常使用的三维空间坐标模式本质的区别在于：三维空间坐标模式是一种静态的坐标模式，这种模式一旦建立起来，坐标中心和坐标轴都不再变动。因此这种坐标模式只能确立一个中心，这个中心便是宇宙万事万物的参照点。复式六维空间坐标模式是一种动态的坐标模式，这种模式有若干个中心，以每个中心建立的单元六维坐标系都是动态的，每条坐标轴都在围绕坐标中心旋转，阳仪（阳性坐标轴——正值坐标轴）可以变成阴仪（阴性坐标轴——负值坐标轴），阴仪也可以变成阳仪。另外，就一个单元的坐标体系而言，坐标中心不是该单元物质或事物演绎的起始点，而是物质或事物演绎的一个趋向点。很明显，在复式六维空间坐标模式条件下，宇宙空间的维数肯定不只是三维、四维、五维、六维、十一维、或者二十六维的了，而是无限维的了。当然与宇宙空间在总体上是无限维的相一致的是宇宙的时间在总体上也是无限维的。这里不再赘言。

在回顾了宇宙空间和时间存在的形式以后，我们再来探讨宇宙物质存在的形式就要容易得多了。关于宇宙中的物质，无论是中国远古的学者还是现代世界最有名望的物理学家，都认为宇宙中存在着两大类物质体系。中国远古学者认为物质分为阳性物质和阴性物质两大类，两大类物质是你中有我，我中有你，而且阴阳两大类物质在一定条件下互相转化。中国易学界有一个极有代表性的图案——太极图，最能说明这个问题。太极图的图案是在一个圆圈内由两条黑白相间的阴阳鱼和两个小圆圈组成，白鱼中的小圆圈为黑眼，黑鱼中的小圆圈为白眼。

这个图案清晰地告诉人们：宇宙中存在着两大类物质，一类为阳性物质，一类为阴性物质。阴性物质的核心是阳性物质，阳性物质的核心是阴性物质。这两大类物质互相依存着。现代物理学特别是量子力学的理论也认为物质存在着两种现象，即波离二象性。一方面，物质表现出离子性；另一方面，物质又表现出波动性。这种理论也说明宇宙中的物质存在着两种现象。另外，由于黑洞和白洞理论的发展，人们推测，宇宙中除了存在着明物质以外，还存在着大量的暗物质。把这三种理论统一起来，总之宇宙中存在着两大类物质体系。如果说我们把中国远古学者称之为的阳性物质界定为明物质，并且表现出离子性的话，那么中国远古学者称之为的阴性物质是否就是我们要找的暗物质，并且表现出波动性呢？要揭开这个秘密，我们需要先揭示宇宙中物质的维数。

二、宇宙中物质的维数

我们前面说过，如果用数学的概念来定义宇宙的空间、时间和宇宙的物质的话，我们可以用数学的坐标系的模式来定义宇宙的空间和时间，用数学坐标系中的几何点、几何线、几何面和几何体来定义宇宙中的物质。我们知道数学坐标系中的几何点的维数是零维，几何线的维数是一维，几何面的维数是二维，只有到了几何体，才是三维。那么，三维以上是什么？数学上还没有这个称呼，现在我们把三维以上的几何图形暂定为几何复式体吧！我们在探讨宇宙中物质存在的形式时，有一个错误的惯性思维就是：常常从数学三维空间坐标系这个角度出发去思维。认为，每个物质体系必定都是长、宽、高三维的。其实，我们仔细观察一下宇宙中的明物质，包括固体物质，液体物质和气体物质在内，有几种物质纯粹是三维的呢？举一个常见的例子吧，一个边长为 10cm 的正方形玻璃块，它从外观上看是否应该是三维的，那是因为你是从中观角度来观察这块玻璃的。如果你仔细想一想，并且从微观角度去思考问题，就会发现，不对了！因为玻璃是有分子结构的，分子中还有原子，原子中还有原子核和电子，原子核内还有中子和质子，质子中还有夸克，各个离子之间还存在不少的空隙，即使这些内部离子完全处在静态不动的情况下，由于层次不同的原因，这块正方形的玻璃都不是纯三维的物质，更何况它的内部结构还在不停地运动！因此，从数学的角度上看，这块玻璃应该算作我们前面所说的几何复式体了！那么，有人会提出质疑，照你这么说，宇宙中的物质全都是三维以上的了？因为单就举一个最简单的氢气分子为例，它的分子式为H2，即它由两个氢原子组成，而每个氢原子中还有一个原子核和一个电子，原子核内还有中子和质子，它也并不是三维的。是的，氢气分子也不是三维的，也是超过三维的物质！如果你站在氢气原子核的角度上来看待氢气分子，把氢气的原子核放大到地球那么大，那么围绕它旋转的电子就像月亮一样。况且，氢气分子是由两个原子组成，你能说，有两个地球和两个月亮在一起旋转的物质是三维的吗？那么，是不是，宇宙中的物质都是超过三维的呢？那也不是！应该说宇宙中还存在着另一类东西，这类东西，却没有达到三维，有的只有二维，有的只有一维。例如，以波的形态出现和以线的形态出现的东西。对这类东西，长期以来，人们一直认为它们只是一种物象（物理现象），而不承认它们也是一类物质。在现代，由于量子力学的发展，人们开始认识到它们也是一类物质了。但是当人们认为它们是物质的同时，却仍然是从三维的观点出发来认识的，人们称这类物质的最小单位为量子。其实这类物质是另一类特殊的物质，这类特殊的物质在宇宙中大量地存在着。并且，有的正被利用其来为人类服务。例如光波、无线电波、声波、X射线、α射线、β射线、γ射线、磁力线、热辐射线、微波、味波等等。这类特殊的物质,我们猜想，正是当今人们正在积极设法寻找的宇宙中的暗物质，亦即是中国远古学者称之为的阴性物质。为了更进一步探讨这类物质，下面我们要从数学的观点来对这类物质进行定义。

三、宇宙中两大类物质的定义

定义一：在以任意一个宇宙中心点构建的多维宇宙时空中，在相对静态的情况下，以等于或大于三维的几何图形出现的物象，叫做明物质，或用中国远古学者的称谓称之为阳性物质。

在数学上，有一个习惯性的称谓，二维几何图形的大小称之为面积，三维几何图形的大小称之为体积 ，大于三维的几何图形的大小还没有称谓，在这里姑且就称它为复式体积吧！由于明物质的几何特征在静态的情况下就是等于或超过三维的，因此这类等于或超过三维的物质至少都应该归类于体积或复式体积形态的物质，简称体积形态的物质。

很明显，现今我们所认知的固体物质，液体物质，气体物质以及组成这些物质的各种离子都属于体积形态的物质，都应该算作明物质，或阳性物质。当然明物质还可以细分，单就以其组成这些物质的元素进行细分，至今就有100多种。可以这样说，如果以明物质按元素的标号来判断物质的维数，那么标号越高的那种元素，其对应的物质的维数也越多。

由于明物质的几何特征是在静态情况下就等于或超过三维，因此它的一个极为重要的特性就是它在宇宙时空中具有的实在性。大的明物质人们看得见，小的明物质，人们借用仪器也能认知它的存在。明物质具有一定的质量和能量，在一定的引力作用下，明物质表现出一定的重量。

定义二：在以任意一个宇宙中心点构建的多维宇宙时空中，在运动的状态下，以等于或小于二维的几何图形出现的物象，叫做暗物质，或用中国远古学者的称谓称之为阴性物质。

定义三：在以任意一个宇宙中心点构建的多维宇宙时空中，在运动的状态下，当等于或小于二维的暗物质连续向着特定的方向运动时所形成的几何立方形态（三维或复式三维）称为立方场或复式场，这个立方场或复式场在空间范围的大小称为该暗物质的场积。

我们用两条定义来探讨暗物质，这说明暗物质非常非常的特殊。第一条定义是定义的暗物质的称谓，即什么是暗物质？第二条定义是定义暗物质的运动形态，因为前面已经定义暗物质小于三维，但是即便是小于三维的几何图形在连续运动时也会形成立方形态，这种立方形态前提条件是在做连续运动时形成的立方形态，这里所指的立方形态是指运动的空间范围，运动物质的本身却仍然是小于三维的。但是由于宇宙中的物质运动是绝对的，静止是相对的，因此暗物质常常以场积的形态存在于宇宙的时空之中。

举例来说，在一间15×10×3= 450m 3 的房间里，房顶有一盏100瓦的吸顶灯，当漆黑的夜晚，打开这盏灯，灯的光亮会通过吸顶灯的玻璃面以几何面(二维)做连续运动的方式迅速占领整个室内空间。在这里吸顶灯是发光源，是明物质。当发光源所发出的光通过发光源的表面以光面的形式连续运动占领整个空间时，光亮在整个空间形成了立方形态（三维），这个立方形态就叫做光场，立方形态的大小就叫做光场的场积。那么这间房屋光场的场积也就是光的运动范围的大小，应该是 450m3 减去发光源的体积。

场积和体积都是立方形态，但它们的区别在于前者是小于三维的物质以几何线或几何面在连续运动情况下形成的，一旦关闭光源，光面的运动停止，立方形态自然消失，后者在于在静止的状态下其等于和大于三维的物质本身就是以几何体或复式几何体出现的。另外，以体积形态（包括复式体积形态）出现的物质，在引力作用下，具有重量；以场积形态出现的物质没有重量，但却具有一定的质能。我们仍以前面的例子说明，当那间房屋被光照亮整个空间时，光场的场积大小等于 450m3 减去发光源的体积。这里，假定任何光都没有从房屋的窗户和房门遗漏出去，同时假定光在连续运动时也没被任何物体（如桌子椅子之类）遮挡。如果发光源的体积忽略不计，那么场积的大小就是 450m3 。对于这 450m3 的光场，它们虽然是一种立方形态，但是我们显然不能计量它们的重量，因为从定义上讲，它们是以几何线和几何面形态连续运动出现的，它们本身是小于三维的物质，它们压根儿就没有重量，但是它们却具有一定的质能，即能量。当光场存在于这个 450m3 的空间时，它不仅能给房屋的主人带来光明，看清屋内的事物，还能驱赶那些怕光的昆虫和老鼠。

四、暗物质的种类、性质和特征

明物质有很多形态，并且有很多种类，关于这个问题人们已写了很多书籍进行论述，人们对明物质已经比较熟悉，这里不再赘述。

相比之下，人们对暗物质的了解却要匮乏得多，因此本文将重点探讨暗物质的种类、性质和特征。由于对暗物质的探讨，还是一个极为深奥的课题，限于本人知识的局限性，对暗物质的探讨，本人在这里也只能触及一点皮毛，算是起一个抛砖引玉的作用吧。

就我们现在已经知道的，在宇宙中以波的形态和以线的形态出现的三维以下的物质有光波、无线电波、声波、超声波、次声波、X射线、α射线、β射线、γ射线、紫外线、磁力线、热辐射线、微波、味波等等。这类物质，由于它们在宇宙的时空中出现时，小于三维，长期以来人们都认为它们只是一种物象，而不承认它们也是一类物质。其实，它们也是一类特殊的物质。这类物质的特殊性就在于它们小于三维。长期以来我们认为物质都是三维以上的，忽略了宇宙中还存在着小于三维的东西。其实，只要我们将宇宙中对物质探讨的重点由明物质移到暗物质上面，即重点对三维或三维以上物质的探讨移到重点对三维以下物质的探讨上面来，我们就会逐渐认识它们，我们就会发现，这些物质在宇宙中大量存在着，具有很大的能量，并且由于它们本质的被揭示，宇宙中的很多秘密就会迎刃而解,现代物理学理论也会取得重大突破。

我们已经列举了暗物质的种类，我们说过，从数学的观点来看，宇宙中任何物质，其实都可以用数学坐标系中几何点、线、面、体来定义，对于暗物质，既然我们把它们定义为等于或小于二维的物质，那么，我们前面所列举的这类暗物质如光波、无线电波、声波、超声波、次声波、X射线、α射线、β射线、γ射线、紫外线、磁力线、热辐射线、微波、味波和各类特殊的射线等，它们的一个共同特性肯定就是小于三维，既然它们在宇宙时空中小于三维，这就决定了它们在宇宙时空中相对明物质的实在性而言所具有的虚幻性质。

暗物质等于或小于二维，具有虚幻性，它们在宇宙时空中连续运动时常常以场积形态（等于或大于三维）出现，这些都是它们的共同特性。但是既然它们又以不同的形式展现在宇宙的时空中，有的以光波的形态展现、有的以无线电波的形态展现、有的以磁力线的形态展现、有的以声波的形态展现、有的以热辐射线的形态展现、有的以味波的形态展现，这说明，当这类暗物质在宇宙时空中以小于三维的几何图形出现时，也是五彩缤纷的，五花八门的，并不是单一的一种模式，它们各自有各自特殊的存在形式。从人类对它们的认识角度而言，有的以眼睛可见的形态存在于人们的认识之中，例如可见光,对这类物质，我们可以把它们称之为可视态；有的以耳朵可听的形态存在于人们的认识之中，例如声波，对这类物质，我们可以把它们称之为可听态；有的以鼻子可嗅的形态存在于人们的认识之中，例如味波，对这类物质，我们可以把它们称之为可嗅态；有的以皮肤可感的形态存在于人们的认识之中，例如热辐射线和磁力线，对这类物质，我们可以把它们称之为可感态；有的以仪器可测的形态存在于人们的认识之中，例如紫外线，无线电波，对这类物质，我们可以把它们称之为可测态。就是说，如果把明物质归类为五种形态的话，那么，暗物质也有五种形态。

明物质的五种形态为：

离子态，气态，液态，固态，超固态（中子态）；

暗物质的五种形态为：

可视态，可听态，可嗅态，可感态，可测态。

我们列举了五种形态的暗物质，这五种形态的暗物质，只有可视态能够进入我们的视觉系统，我们能够认识到它存在的几何形态，其它四种形态都没有进入我们的视觉系统，我们不容易发现它们存在的几何形态，但是既然它们是等于或小于二维的物质，并且又存在于宇宙的时空之中，那么，它们在宇宙的时空之中一定有自己的点、线、面的几何形态，只不过，它们的几何形态采取了隐形的方式而不能进入我们的视野，并以其它方式进入了我们的感觉系统。虽然许多暗物质隐去自己的几何形态，但在一定的条件下，它们又可以显现出自己本来的面目，例如磁力线，在一般情况下，我们不能看见它的几何形态，但在特殊的环境下，我们就可以观察到它的庐山真面目。如果在一块玻璃上面放上一些铁粉，在玻璃下面放上一块磁铁，我们能看到隐形的磁力线借助铁粉显现出自己的几何形态。由此，我们可以猜想，每一种暗物质在一定条件下都可能显现出自己的庐山真面目。同时我们还猜想，这些不同形态的暗物质，它们存在于宇宙之中，一定也各自有自己的几何形态。现在，我们还无法确定它们各自的准确形态，我们只能对某些暗物质的几何形态作一些猜测。我们猜测，光波的形态在一般的情况下，是一维直线型运行的，可是在特定的情况下，它们又可能以二维发散型或二维收敛型的方式运行；无线电波在一般情况下可能是按正弦三角函数的曲线图形运行；磁力线在一般情况下，可能是按一种收敛型反双曲线图形运行；声波在一般情况下也可能按三角函数的曲线图形运行；热辐射线的运行图形可能是一种三层笔尖曲线（见以后对热辐射线的探讨）；味波在一般情况下可能按一种折线的图形方式运行。当然上面这些运行图形只是一种猜测，究竟它们的运行图形是什么样的，还需要进一步探索和证实。对这些等于或小于二维的暗物质究竟以一种什么样的几何图形出现，相信将成为人类在二十一世纪研究的重点。我们的猜测只是为了说明暗物质也存在各种各样的形态，每种形态都各自有各自的几何图形。由于几何图形的不同，这就决定了物质形态的不同，而物质形态的不同又决定了物质的性质、物质的能量和物质的作用的不同。

五、暗物质与明物质的关系

明物质以体积的形态出现，这反映了明物质的实在性；暗物质常常以场积的形态出现，这反映了暗物质的虚幻性。这两类不同的物质以不同的形态存在于宇宙的时空之中，并不是彼此孤立的，毫不相干的。具体说来，二者之间有如下一些重要的关系：

一、两者对立统一，相辅相成。

明物质和暗物质这两类物质是以对立统一的形式存在于宇宙的时空之中，两者相辅相成。两大类物质是你中有我，我中有你。我们还是以太极图来说明这个问题。太极图的图案是在一个圆圈内由两条黑白相间的阴阳鱼和两个小圆圈组成，白鱼中的小圆圈为黑眼，黑鱼中的小圆圈为白眼。这个图案清晰的告诉人们：两大类物质互相依存着。而且暗物质的核心是明物质，明物质的核心是暗物质。两种物质统一在一个共同体中，两者的关系是你中有我，我中有你的关系，是你离不开我，我离不开你的关系。

明物质与暗物质在实际情况上也确实是两者相互依存的，光波这种暗物质，总是与含有“氢”、“氦”、“磷”等元素的明物质相依相伴的；电波这种暗物质，总是与带正、负电荷的明物质相依相伴的；同理，磁、热、声、味这几种暗物质，也总是有其相依相伴的明物质陪同着。离开明物质的暗物质和离开暗物质的明物质都是不可想象的。就是说，没有纯净的明物质，也没有纯净的暗物质。关于这个问题，我们将在宇宙的“黑洞与白洞”一文中进一步探讨。在本文中，我们只点到为止。

二、两者在一定的条件下互相穿透

明、暗物质还具有一个重要性质，就是两者之间在一定条件下可以互相穿透。明物质可以在暗物质中穿透。在远离太阳发射的光的场积里，人们可以走来走去；当一个人接收另一个人打来手机电话时，这个人就生活在无线电波的场积里；地球上的每一个人都生活在地球的磁场的场积中；在炎热的夏季，人们生活在热场的场积中；在雷电声声的环境里，人们生活在声场的场积中；在春天花香四处飘逸的世界里，人们生活在味场的场积里。在上述种种情况下，我们是把人体作为明物质看待的，当然，其它的明物质皆同于此理。

暗物质在一定条件下也可以在明物质中穿透。当给一个人照X光时，光波这种暗物质便在人体中穿透；当我们作脑电图或心电图时，电波这种暗物质便在人体中穿透；在你的手背上放一块磁铁，手心下放一个含铁的金属件，这个金属件会被吸住，说明磁力线这种暗物质穿透了你的手背手心才会对金属件产生作用力；一个长跑运动员跑完马拉松以后，人们能感觉到热辐射线这种暗物质传遍了这个长跑运动员周身；甲能听到乙肠子内蠕动的声音，说明声波这种暗物质穿透了乙这个人体；你能闻到一个喝得酩酊大醉的酒汉满身的酒气，说明酒所释放的味波这种暗物质已经传遍了这个醉汉的全身。在上述种种情况下，我们也是把人体作为明物质看待的，当然，暗物质在一定条件下还可以在其它的明物质中进行穿透。

当然，我们说两类物质可以互相穿透并非指在任何情况下，而是指在一定条件下。例如一个密闭的地下室，太阳光是无论如何也照不进去的，但有的射线却可以穿透进去。隔音能力强的电影院，场内发出的声音，场外往往听不见，说明电影院的墙体材料对声音这类暗物质具有一定的阻遏作用，等等。反过来，也一样，有些明物质要想通过一个极强的光场，一个极强的磁场，一个极强的声场，一个极强的电波场，一个极强的味场，一个极强的热场，也是不行的。

三、两者在一定的条件下互相转化

我们知道，明物质有各种各样的形态，主要的形态有固态，液态，气态，离子态等，在一定的条件下，这样一种形态可以变化成另一种形态。例如：固态冰可以演变成液态水；液态水可以演变成气态水蒸气；气态水蒸气又可以演变成水的离子态。反过来一样，水的离子态可以演变成气态水蒸气；气态水蒸气可以演变成液态水；液态水可以演变成故态冰。它们的演变程序可以归纳为以下两个式子：

固化→液化→气化→离子化；

离子化→气化→液化→固化。

我们还知道，明物质在由一种形态演变成另一种形态时，有时并不完全遵循上面逐步演化的式子，它们还会采取跳跃式的演绎方式变化，例如固态跳过液态直接演变成气态或离子态，反过来一样离子态跳过气态直接演变成液态或固态。这种现象在经典物理学叫做升华。

其实，暗物质同明物质一样也有各种形态，在一定的条件下它们也会由这种形态演变成另一种形态，例如光可以演变成热；热可以演变成电；电可以演变成磁；磁可以演变成声；声可以演变成热；热可以演变成味；味可以演变成光；等等。

我们上面列举的例子是两大类物质各自内部演变的各种形态，其实两大类物质本身在一定条件下也会相互转化。这种转化是以一种形态生出另一种形态出现的，就是说，明物质能生出暗物质，暗物质也能生出明物质。

明物质生成暗物质的例子很多。人类最早钻木取火的时候，就已经掌握了明物质生成暗物质“光”和暗物质“热”这种技术。人类利用电视塔和电台向空中发射无线电信号，让人们收看电视，收听广播，接收电话、电报，等，说明人类掌握了利用明物质生成暗物质“无线电波”这种技术。人类煮饭，用木柴，用煤，用天然气，用电磁炉，说明人类掌握了利用明物质生成暗物质“热”这种技术。人类在一根碳极外圈绕铜线制造人造磁场，说明人类掌握了利用明物质生成暗物质“磁力线”这种技术。人类研制的各种乐器，吹奏弹出各种优美的乐曲，说明人类掌握了利用明物质生成暗物质“声”这种技术。反复摩擦你的双手后，你不仅能感觉到手心发热，还能闻到一股火药味，说明明物质能够生成“味”这种暗物质，等等，等等，我们还可以举出很多明物质生成暗物质的例子。

当然，我们上面举的例子是指明物质在一定的条件下可以生出暗物质，不是指明物质全部转化成暗物质。一定量的明物质若要全部转化成暗物质，这个理论要复杂得多。在这里，我们只是举例说明明物质在一定的条件下可以生出暗物质。同理，暗物质在一定的条件下也可以生出明物质来。

例如，有两盆同样的植物，在其它条件（土壤、浇水、施肥）相同的情况下，一盆放在地下室不让它见光，一盆放在室外让它见光，人们会发现放在室外的那一盆长得更好一些，更大一些，这就是光合作用的结果。人们至今还不知道光合作用的机理，现在我们可以大胆推测，所谓光合作用其实就是植物吸取光波这种小于三维的暗物质的能量，然后将它转化成等于或大于三维的明物质的结果。

又如，有人给正在产奶的奶牛做了一个试验，给一组奶牛在吃草时放一些轻音乐比较另一组奶牛在吃草时不放音乐 ，前者比后者产奶量会提高很多。对这种现象，我们可以把它叫做声合作用。对这种声合作用，现在我们也可以大胆推测，其实就是奶牛在吸取了声波这种小于三维的暗物质的能量，然后将它转化成等于或大于三维的明物质的结果。

另外，在暴风雨来临之前，天空一片漆黑，不久就会出现电闪雷鸣，接着天空中就会掉落下来雨水和含氮物质，这种现象也说明光、电、声等暗物质在与大气层等明物质相互碰撞、挤压以后生成了更多的明物质。

最能说明暗物质生成明物质的还包括现代物理学家们所做的核裂变实验，在这个实验中，“人们制造了大能量的加速器来加速电子或质子，企图用这些高能量的粒子作为炮弹轰开中子或质子来了解其内部结构，从而确认它们是否是'真正的基本粒子'，但是,令人惊奇的是在高能粒子轰击下，中子或质子不但不破碎成更小的碎片，而且在剧烈的碰撞过程中还产生许多新的粒子，有些粒子的质量比质子的质量还要大，因而情况显得更为复杂”。（注：见[美]阿尔伯特·爱因斯坦所著《相对论》P162 易洪波 李智谋编译 重庆出版社）其实，这个实验正好证明高能粒子在轰击中子或质子时，各种暗物质受到挤压，在其能级达到一定限度时，物极必反，暗物质走向了反面，生成了明物质。

暗物质与明物质互相转化，其实我们也可以用一个式子表示如下：

从物理学的角度来讲，虚无化的暗物质向实在化的明物质演变，是暗物质提供能量，明物质得到能量；反过来也一样，实在化的明物质向虚无化的暗物质演变，是明物质失去能量，暗物质增加能量。在这里，能量增加的一方显然自己本身也得到增加，能量减少的一方显然自己本身也会减少。

从数学的角度来讲，宇宙空间中的点、线、面，不同于纸页上所画的点、线、面，它们对于人类的感知和认识而言，人们更不容易感觉它们的存在，因而它们更具有虚幻性，不具有实在性，只有到了体才能感知和认识它的实在性。但零维的点可以演变成一维的线，一维的线又可以演变成二维的面，当然二维的面也可以演变成三维的体，（注意：我们这里指的三维不是三维的场，而是三维的体，因为三维的场只是等于或小于二维的暗物质的一种运动状态）三维的体也可以演变成四维、五维、六维、七维等多维的复式体了。

在这里，暗物质演变成明物质，即由虚幻化向实在化演变的关键就是二维向三维的转变，只要我们了解了二维或二维以下的东西可以转化成三维或三维以上的东西，三维或三维以上的东西可以转化成二维或二维以下的东西，我们就不难理解暗物质和明物质可以互相转化的道理。其实这个理论并不是我个人的发明，中国远古学者早就解决了这个理论问题。中国远古学者老子有一句著名的话，叫做“道生一，一生二，二生三，三生万物。”这里的道，我们可以理解为零维的点通过一定的道路路径（规律）生成一维线，一维线可以生成二维面，二维面可以生成三维体，三维的体再继续演变下去，就可以生成宇宙中的各种各样的复式体，也就是宇宙的万物了！现代物理学量子力学的理论称物质的波粒二象性也反映了物质常常在波动性（等于或小于二维）和粒子性（等于或大于三维）中演变。

六、暗物质场的种类

前面，我们曾经讨论过暗物质的种类，暗物质在连续运动过程中所形成的立方场也是各种各样的。为了便于讨论暗物质在运动过程中所形成的各种立方场，现在我们要对这些场的名称作一些探讨。

暗物质在运动过程中形成的立方场，大体有以下几种：

单一场：以一个单一的发生源发出的仅一种暗物质所占据的空间形成的立方场，我们可以把它叫做单一场，例如，我们前面列举的仅由一个吸顶灯发出的光所形成的 450m3 的光场；

复式场：以两个或两个以上发生源发出的同种暗物质所占据的空间形成的立方场，我们可以把它叫做复式场，例如，在上面 450m3 房间里，在同一空间区域内，有两盏或两盏以上的灯同时发出的同类性质的光所形成的光场就叫做复式场；

混合场：以两个或两个以上发生源发出的有两种或两种以上的暗物质所占据的空间形成的立方场，就叫做混合场，例如，在上面 450m 3 房间里，在同一空间区域内，发生源有两个或两个以上，发出的暗物质也有两种或两种以上，且每个发生源都只发出单一的一种暗物质，比方有个发生源发出光、有个发生源发出声，有个发生源发出磁、有个发生源发出热等暗物质所形成的立方场；

化合场：以一个单一的发生源发出的含两种或两种以上暗物质所占据的空间形成的立方场，就叫做化合场。例如，在上面 450m3 房间里，在同一空间区域内，发生源只有一个，但这个发生源既能发出光，又能发出声，还能发出热等暗物质所形成的立方场；

折返场：在同一空间区域内，发生源发出的某种暗物质在向前行进过程中被折返回来所形成的立方场，就叫做折返场，例如，在上面 房间里，如果某一面墙壁有一面镜子，那么当发生源发出的光在行进过程中被镜子的镜面反射回来，那么这间 450m3 房间的某一部分空间就会出现折返场的情况；

扩展场：当发生源发出的暗物质以发散形态向着四周发射出去所形成的立方场，就叫做扩展场，例如，太阳发出的光和热向着太阳的四周发射出去所形成的立方场；

收缩场：当发生源发出的暗物质由于某种原因以收敛形态向着某一点收缩前进所形成的立方场，就叫做收缩场，例如在太阳光下，我们拿一个放大镜，一面对着太阳，另一面对着地表面，这时太阳光会通过放大镜的玻璃以收敛的形态收缩行进到地表面的一点，其中放大镜玻璃以下部分所形成的光场就是收缩场；

有边际场：发生源所发出的暗物质被约束在某一空间区域的立方场，就叫做有边际场，例如，前面所讨论的 450m3 的光场被约束在 450m 3 的空间之内；

无边际场：发生源所发出的暗物质在行进过程中没有任何边际，可以无限制地前进到很远很远的地方，这种暗物质运动时所形成的立方场，就叫做无边际场，例如，我们前面所列举的太阳发出的阳光和热辐射线可以前进到很远很远的地方，太阳光在运动时所形成的立方场既是一种扩展场，也是一种无边际场。无边际场从严格的数学意义上讲也是一种发散状态的图形，它在本质上与扩展场有相似的一面，但扩展场可以是有边际的，也可以是无边际的，而无边际场却一定是无边际的。由于无边际场的暗物质在运动时没有边际限制，而暗物质在运动过程中又会出现能量丧失的情况，因此，无边际场在其场向边远处延伸时，场会出现越来越弱并趋于无（零）的状态。

介质场：暗物质通过明物质所占领的空间所形成的立方场，就叫做介质场，例如，暗物质光波通过明物质玻璃，而在玻璃中形成的光场,在这里，场指的是暗物质光波，介质指的是明物质玻璃。又如，声波在水中传递形成的声场，也是一种介质场。介质场实际上是暗物质和明物质都共同使用同一空间的立方场（体）。

我们给暗物质场取了那么多的名字，目的是在于探讨暗物质运动的各种状态。其实暗物质在运动过程中，往往不会是以一种状态呈现在人们的感觉之中，而常常是以多种状态呈现出来，因此同一种暗物质场往往符合几种名称。例如，我们前面所举的 450m3 的光场，如果由一个光源发出，我们可以把它叫做单一场；但这个光源发出的光又是以发散形态向着四周发射出去的，所以，它又是一种扩展场；同时，这个场又被约束在 450m3 的空间范围之内，所以，它又是一种有边际场；另外，这 450m3 的空间不是真空，光波占领整个空间，是通过介质空气去占领的，因此，这个光场还是一种介质场。

七、暗物质的场积

前面我们在定义暗物质时已经接触了场积的概念，这里我们要专门探讨这个问题。我们说过，场积是指在以一个中心点建立的单元六维空间坐标体系中，由等于或小于二维的物质在做连续运动时形成的立方场的大小，这个立方场肯定是三维的。但立方场与立方体不一样，立方场标志的是物质运动状态和作用范围，即物质运动和作用的空间范围，而立方体却标志的物质形状的本身，即物质体系本身所占据的空间范围。我们在前面已经列举了小于三维的很多种类的物质，如光波、无线电波、声波、超声波、次声波、X射线、α射线、β射线、γ射线、紫外线、磁力线、热辐射线、微波、味波等，这些物质，当它们在空间做连续运动时，都会形成一定的场积。

例如我们仍以前面那间 450m3 的房屋举例，如果在房屋的某一处有一台收音机，现在我们打开收音机，收音机发出的声波会迅速地占领整个房间，形成 450m3 的声场。在这里，我们假定房间四周的墙壁是用隔音材料建成，我们在房屋外面听不见声音。当然，如果房屋的四周不隔音，那么声场的场积就会更大一些。在这里对于 450m3 的声场的场积，我们仍然是无法计量它们的重量的，因为声波本身是小于三维的物质。但是它们传递的声音在 450m3 的空间中任何一点都能听见，所以它们具有一定的质能，它们能惊动室内任何熟睡的生命。

对于一些呈发散状态的扩展场和无边际场，从严格的数学意义上讲，我们是无法计算它们的场积的，但是我们可以以扩展场的发生点到接收点的距离来计算它的场积。例如我们在一张桌子上放一块磁铁，在离它 10cm 的地方再放一只铁钉，假如磁铁能将铁钉吸引住，而在超过 10cm 的地方却不能，那么,这说明磁铁在半径为 10cm 的范围内能对铁钉产生吸引力。这块磁铁发出的磁力线所形成的磁场的场积应该是：

再如，用两只小灵通手机通话，如果在半径 25km 范围内都能接收而在 25km 范围以外不能接收到的话，那么无线电波运动时形成的无线电波场的场积在地面部分应该是：

这里，假定地面的高层建筑对无线电波的信号没有影响。当然地面以下部分，由于受到地质结构的影响，无线电波运动时形成的电波场的场积应该小于这个计算数字。

严格的讲，后面两个例子所指的磁场和无线电波场，都应该是一种扩展场，对它们是无法计算准确的场积的，因为如果铁钉再小一点的话，也许磁场的场积就会再扩大一点；手机灵敏度再高一点，无线电波的场积也会再扩大一点。因此我们在这里的计算只是以发生点到接收点的实际距离来计算的场积。

另外，宇宙中存在的各种射线。如X射线、α射线、β射线、γ射线、紫外线等，它们在宇宙中的辐射实际上也是三维以下的物质做连续运动的问题，它们也会形成一定的射线场，这些射线场的场积还需要进一步进行探索，这里不再一一列举。

本文对暗物质的讨论，完全是探索性的，文内所涉及的观点完全是一家之言，部分错误和完全错误都是可能的，目的在于抛砖引玉，以引起众多物理学家和广大物理学爱好者的兴趣，繁荣祖国的基础理论科学，并早日解开暗物质的秘密。

二0一一年十 二月七日