非平衡系统超越完备过程的全拓展狭义相对论基础-

1、非平衡系统超越完备过程的全拓展狭义相对论基础李宗诚苏州大学交叉科学研究室(筹 215000lzc5851521cn. com摘 要 本文将主要导入并分析非平衡系统的超越完备过程;,t w P c 和非理想 性超越完备过程;,t w P c 。;,t w P c 过程涉及两个方面:一方面是超越 运动过程,另一方面是超越发展过程;,t c v P ;,t W P ;,t w P c 过程 涉及另外两个方面:一方面是非惯性超越运动过程,另一方面是非线 ;,t c v P 性非平衡性超越发展过程;,t W P 。关键词 非平衡态超越完备系统,全拓展狭义相对论物理,超越完备群1.引 言在文1 15 建立

2、非线性非平衡态量子场交叉分析物理基础上,文16 主要从物质的基本类完备过程方面建立全拓展狭义相对论基本理论。文17 28 建立的交叉分析物理和超越完备量子结点物理可推广应用于量子场。本文试图进一步全面拓展狭义相对论基础。本文及后续文将主要导入并分析非平衡系统的超越完备过程;,t w P c 和非理想性超越完备过程;,t w P c 。;,t w P c 过程涉及两个方面:一方面是文1 16 已导入的超越运动过程,另一方面是文1 16 已导入的超越发展过程;,t c v P ;,t W P ;,t w P c 过程涉及另外两个方面:一方面是文1 16 已导入的非惯性超越运动过程,另一方面是文1

3、16 已导入的非线性非平衡性超越发展过程;,t c v P ;,t W P 。对于任意两个伴随自身线性非平衡性发展过程和整体惯性运动过程;t P L ;t v P 的类完备系统;,t v P ,我们可以在基本变换(类完备群L 和超越变换(超越完备群,L 之间建立新的相对性假设;在非线性平衡性完备信息量子的极限时变率和非线性非c w 平衡性完备信息量子的极限时变率之间建立新的不变性假设,从而使得时空不仅与系统的基本完备过程c w ,;,t w P c 相联系,而且进一步与系统的超越完备过程;,t w P c 相联系。本文的主要研究对象仍然是由文17 28 引入的“自身处于线性非平衡性稳定发展过程

4、而整体处于惯性稳定运动过程的系统”、“自身处于线性非平衡性稳定发展过程而整体处于惯性不稳定运动过程的系统”以及“自身处于线性非平衡性不稳定发展过程而整体处于惯性稳定运动过程的系统”和“自身处于线性非平衡性不稳定发展过程而整体处于惯性不稳定运动过程的系统”。换言之,本文的主要研究对象是对于由整体惯性超越运动,SN IS S ,SN INS S ,NSN IS S ,NSN INS S ;t c v P 和线性非平衡性超越发展;,t W P L 共同形成的超越完备系统过程;,t w P c 。我们可以将本文对于系统超越完备过程;,t w P c 提出的相对性假设简称为超越完备相对性假设,将本文对于

5、完备信息量子极限时变率和提出的临界逼近假设简称为超越完备临界性假设。在这两个基本假设之下,通过系统超越完备过程的变换式,我们可以揭示系统超越完备过程中的复杂时空行为。c w c w , 2.非平衡系统超越完备过程及其时空坐标系和基本变换在自然领域,非平衡系统的超越完备过程;,t w P c 包括两个基本方面:一方面是非平衡系统以非线性非平衡性演变光子的类运动速度为极限的超越运动过程;另一方面是非平衡系统以非线性非平衡性完备信息量子的极大时变率c W 为极限的类发展过程。前者可简称为超越运动过程,记作;后者可简称为超越发展过程,记作;,t c v P ;,t W P 。对于非平衡系统的超越完备过

6、程,需要进一步全面拓展力学基础。进一步全面拓展力学基础,一方面,应当在惯性超越运动系统的力学中将时空关系同物质的外部超越运动过程密切联系起来;另一方面,应当在非平衡性超越发展系统的力学中将时空关系同物质的自身超越发展过程;,t c v P ;,t W P 密切联系起来。在交叉分析领域,“事件”不仅指物质的整体运动过程和整体超越运动过程,而且指物质的自身发展过程和自身超越发展过程。在非平衡系统的超越运动过程中,非线性非平衡性;,t c v P 光子系统的类运动速度既是对经典物理光速c 的超越,又是对所有运动速度v 的临界限制;而在非平衡系统的超越发展过程c ;,t W P 中,非线性非平衡性信息

7、熵的极限变化速率W 既是对线性非平衡性信息熵的极限变化速率W 的超越,又是对所有发展速率的临界限制。将这两方面结合起来,我们可得出这样一个基本推断:在非平衡系统的超越完备过程;,t w P c 中,非线性非平衡性完备信息量子的极限时变率既是对线性非平衡性完备信息量子的极限时变率的超越,又是对所有完备速率的临界限制。c w ,c w 在新型时间-空间中,我们可以将本章前面导入的一系列极限时变率关系作出如下归纳: (I 在类运动时空中,将线性非平衡性完备信息量子的极限时变率和线性非平衡性信息熵的极限变化速率(t v x R ,c w W 结合起来,可确定线性非平衡性演变光子系统的类运动速度c ,并

8、有如下关系:(cWw c w W w c c c cc =, (1 (II 在类发展时空中,将线性非平衡性完备信息量子的极限时变率和线性非平衡性演变光子系统的类运动速度c 结合起来,可确定线性非平衡性信息熵的极限时变率(t R ,c w W ,并有如下关系:(cWcw W w c w W W c cc =, (2 (III 在类完备时空(t u R ,中,将线性非平衡性演变光子系统的类运动速度c 和线性非平衡性信息熵的极限时变率W 结合起来,可确定线性非平衡性完备信息量子的极限时变率,并有如下关系:c w (WwW c w cW c w w c c c c +=, (3 (IV 在超越运动时空

9、中,将非线性非平衡性完备信息量子的极限时变率和非线性非平衡性信息熵的极限变化速率(t v x R ,c w ,W 结合起来,可确定非线性非平衡性演变光子系统的类运动速度,并有如下关系:c (W c W w c w W w c c c cc =, (4 (V 在超越发展时空(t R ,中,将非线性非平衡性完备信息量子的极限时变率c w ,和非线性非平衡性演变光子系统的类运动速度结合起来,可确定非线性非平衡性信息熵的极限时变率c W ,并有如下关系:(c W c w W w c w W W c cc =, (5 (VI 在超越完备时空(t u R ,中,将非线性非平衡性演变光子系统的类运动速度和非

10、线性非平衡性信息熵的极限时变率c W 结合起来,可确定非线性非平衡性完备信息量子的极限时变率,并有如下关系:c w , (W w W c w c W c w w c c c c +=, (6 在交叉分析空间(,;r u D 中,我们可以将文1 16 的一系列新型坐标系作出归纳: (I 与非平衡系统的类运动过程相联系的时空坐标系,可称之为类运动时空坐标系,记作或;t v P X x (II 与非平衡系统的类发展过程相联系的时空坐标系,可称之为类发展时空坐标系,记作;t P X 或;x (III 与非平衡系统的类完备过程;t P 相联系的时空坐标系,可称之为类完备时空坐标系,记作X 或x ; (I

11、V 与非平衡系统的超越运动过程相联系的时空坐标系,可称之为超越运动时空坐标系,记作或;,t c v P ,X ,x (V 与非平衡系统的超越发展过程;,t W P 相联系的时空坐标系,可称之为超越发展时空坐标系,记作X 或; x (VI 与非平衡系统的超越完备过程;,t w P c 相联系的时空坐标系,可称之为超越完备时空坐标系,记作,X 或,x 。 这里应有如下关系:(x x x d x x x d dx xx X X :,=, (x x dx x x x d x d x x X X =:, (xx x d x x dx x d x x X X :,+=, (x x x d x x x d

12、dx x x X X :,=, (,:,x x x d x x x d x d x x X X =, (x x x d x x dx x d x x X X :,+=。 我们可以在建立类完备时空坐标系x 的基础上建立超越完备时空坐标系,x 。类完备时空坐标系x 可看作是类运动时空坐标系与类发展时空坐标系的交叉,而超越完备时空坐标系x x ,x 可看作是超越运动时空系与超越发展时空坐标系的交叉。,x x 现将文1 16 建立的一系列基本变换归纳如下:(I 由一个类运动时空坐标系到另一个类运动时空坐标系的变换为类运动坐标基本变换,这种变换具有如下形式:x x , (7 a x x +=式中和是常数

13、,且(c 为经典物理光速。a 1=c (II 由一个类发展时空坐标系到另一个类发展时空坐标系的变换为类发展坐标基本变换,这种变换具有如下形式:x x , (8 b +=式中和是常数,且b 1=W (W 为平衡态信息熵的极限时变率。(III 由一个类完备时空坐标系x 到另一个类完备时空坐标系x 的变换为类完备坐标基本变换,这种变换具有如下形式:, (9 c u Vu +=式中和是常数,且(为平衡性完备信息量子的极限时变率。c V1=c w c w (IV 由一个超越运动时空坐标系到另一个超越运动时空坐标系的变换为超越运动坐标基本变换,这种变换具有如下形式:,x ,x , (10 a x x +=

14、式中和是常数,且(为非线性非平衡性演变光子系统的类运动速度。a 1=c c (V 由一个超越发展时空坐标系x 到另一个超越发展时空坐标系x 的变换为超越发展坐标基本变换,这种变换具有如下形式:, (11 b +=式中和是常数,且b 1=W (W 为非线性非平衡性信息熵的极限时变率。 (VI 由一个超越完备时空坐标系,x 到另一个超越完备时空坐标系,x 的变换为超越完备坐标基本变换,这种变换具有如下形式:, (12 c u V u +=式中和是常数,且(为非线性非平衡性完备信息量子的极限时变率。c V1,=c w c w , 3.关于非平衡系统超越完备时空关系的两个基本假设现在,我们可以将文1

15、16 对于相对性所提出的一系列假设作出进一步归纳。(I 类运动相对性可归结为如下原理:自然定律对于类运动基本变换群(一个特定的类运动时空坐标变换群是不变的。x x L :(II 类发展相对性可归结为如下原理:自然定律对于类发展基本变换群x x L :(一个特定的类发展时空坐标变换群是不变的。(III 类完备相对性可归结为如下原理:自然定律对于类完备基本变换群x x L :(一个特定的类完备时空坐标变换群是不变的。(IV 超越运动相对性可归结为如下原理:自然定律对于超越运动基本变换群(一个特定的超越运动时空坐标变换群是不变的。,:x x L (V 超越发展相对性可归结为如下原理:自然定律对于超越

16、发展基本变换群x x L :(一个特定的超越发展时空坐标变换群是不变的。 (VI 超越完备相对性可归结为如下原理:自然定律对于超越完备基本变换群,:x x L (一个特定的超越完备时空坐标变换群是不变的。此外,我们可以将文1 16 对于极限不变性所提出的一系列假设作出进一步归纳。(I 类运动相对性可归结为如下原理:自然定律对于类运动基本变换群(一个特定的类运动时空坐标变换群是不变的。x x L :(II 类发展相对性可归结为如下原理:自然定律对于类发展基本变换群x x L :(一个特定的类发展时空坐标变换群是不变的。(III 类完备相对性可归结为如下原理:自然定律对于类完备基本变换群x x L

17、 :(一个特定的类完备时空坐标变换群是不变的。(IV 超越运动相对性可归结为如下原理:自然定律对于超越运动基本变换群(一个特定的类运动时空坐标变换群是不变的。,:x x L (V 超越发展相对性可归结为如下原理:自然定律对于超越发展基本变换群x x L :(一个特定的类发展时空坐标变换群是不变的。 (VI 超越完备相对性可归结为如下原理:自然定律对于超越完备基本变换群,:x x L (一个特定的类完备时空坐标变换群是不变的。现在,对于非平衡系统过程,我们可以建立两个基本假设,其内容可概括如下:1. 基于交叉分析坐标(,r u 而取作超越完备变换形式,:x x L 的物理定律对于由整体惯性超越运

18、动;,t c v P 和线性非平衡性超越发展;,t W P L 共同形成的超越完备系统过程;,t w P c 保持不变。我们可将这一性质称为非平衡系统的超越完备相对性。2. 基于交叉分析坐标(,r u 的非平衡系统完备时变率/(dt du u=&以线性非平衡性完备信息量子的极限时变率为第一临界逼近量,而以非线性非平衡性完备信息量子的极限时变率为第二临界逼近量。我们可将这一性质称为非平衡系统的超越完备临界性。c w c w ,今后,这两个假设可以提升为两条基本原理,以作为进一步全面拓展狭义相对论的基础。 下面对这两个基本假设作进一步解释和推论:将“惯性超越运动系统;t c v P ”和“

19、线性非平衡超越发展系统;,t W P L ”结合起来,可以建立基本超越完备系统;,t w P c ,其中,基本完备时变率一方面与惯性运动的匀速度有关v ,另一方面与线性非平衡性发展的时变率L 有关。在全拓展狭义相对论中,假设超越完备时空具有4,R 的交叉流形结构。假设在超越完备时空中存在一类可称为基本超越完备过程的过程;,t w P c ,它一方面与系统的整体惯性运动;t c v P 有关,另一方面与系统的自身线性非平衡性发展;,t W P L 有关。进一步假设基本超越完备过程的观察者可以建立起交叉测量的刚性格子,在交叉格点上放置校准了时钟,在超越完备时空中每一个时间可由交叉格子坐标和这一事件

20、的时钟读数t 来标志,由超越完备时空向321,u u u 4,R 的这种交叉映射可称为基本超越完备坐标系。由(23322221200,u uu uu uu u I += (13 所定义的两个事件和u u 之间的基本超越完备时空间隔对所有基本超越坐标系具有相同的数值,并因此可看作是超越完备时空内禀性质的表示。由方程 (13 ,我们可以用(baab du du =3,(14 去定义超越完备时空度规,其中= diag ( 1, 1, 1, 1 ,是任何基本超越完备系统。由此而得到的张量场是与基本超越完备系的选择无关的。 ab,ab,ku ab,在超越运动过程中,有。在第一临界逼近量c 和第二临界逼近

21、量之间,非平衡系统的类运动速度v 一方面是对线性非平衡性演变光子的极限速度c 的超越,另一方面是对非线性非平衡性演变光子系统的极限速度的逼近。c v c <c c 在超越发展过程中,有W W <。在第一临界逼近量W 和第二临界逼近量W 之间,非平衡系统的类发展速率一方面是对线性非平衡性信息熵的极限时变率W 的超越,另一方面是对非线性非平衡性信息熵的极限时变率W 的逼近。在超越完备过程中,有下列三种可能性存在: (a 当c v <0,W W <时,c c w w ,< (b 当c v c <,W <0时,c c w w ,< (c 当,c v c

22、<W W <时,c c w w ,<。在第一临界逼近量和第二临界逼近量之间,非平衡系统的完备时变率一方面是对线性非平衡性完备信息量子的极限时变率的超越,另一方面是对非线性非平衡性完备信息量子的极限时变率的逼近。c w c w ,c w c w ,在超越运动过程中,事件B 可以用运动坐标和时间表示,即。类似地,事件A 表示为,事件,(1,1,1,z y x 1,t ,(1,1,1,1,t z y x B ,(0,0,0,0,t z y x A B 表示为。A 与B 之间若能以光子信号联系,则满足下列方程:,(2,2,2,2,t z y x B 。 0(20,1,220,1,20

23、,1,20,1,=+t t c z z y y x x 类似地,B 与A 之间有0(22,0,222,0,22,0,22,0,=+t t c z z y y x x 。在超越发展过程中,事件B 可以用发展坐标1,和时间表示,即1,t ,(1,1,t B 。类似地,事件A 表示为,(0,0,t A ,事件B 表示为,(2,2,t B 。A 与B 之间若能以光子信息体系联系,则满足下列方程:0(20,1,220,1,=t t W 。 类似地,B 与A 之间有0(22,0,222,0,=t t W 。在超越完备过程中,事件B 可以用坐标和时间表示,即。类似地,事件A 表示为,事件,(1,1,1,z

24、y x u u u 1,t ,(1,1,1,1,t u u u B z y x ,(0,0,0,0,t u u u A z y x B 表示为。A 与B 之间若能以完备信息量子体系联系,则满足下列方程:,(2,2,2,2,t z y x B 。 0(20,1,2,20,1,20,1,20,1,=+t t w u u u u u u c z z y y x x 类似地,B 与A 之间有0(22,0,2,22,0,22,0,22,0,=+t t w u u u u u u c z z y y x x 。在超越运动过程中,当时,v 既是对第一临界限制关系c v c <22/1c v 的超越,又

25、是对第二临界限制关系22/1c v 的逼近。于是,出现不断超越虚变量而不断逼近实变量的过程。在这里,超越运动空间里的距离s 是不断超越虚数而不断逼近实数的新型复变量,即(211is s s t v t v +=, (15 其中是可以看作非理想性动力因子,tv 00,1<+=t v t v vc vc 。 (16 在超越发展过程中,当W W <时,既是对第一临界限制关系22/1W 的超越,又是对第二临界限制关系22/1W 的逼近。于是,出现不断超越虚变量而不断逼近实变量的过程。在这里,超越发展空间里的熵变是不断超越虚数而不断逼近实数的复变量,即(211i tt +=, (17 其中是

26、可以看作耗散算子的非理想性统计因子, t00,1<+=ttW W 。 (18 在超越完备过程中,当c c w w ,<时,既是对第一临界限制关系22/1c w 的超越,又是对第二临界限制关系2,2/1c w 的逼近。于是,出现不断超越虚变量而不断逼近实变量的过程。在这里,超越完备空间里的变化u 是不断超越虚数而不断逼近实数的复变量,即(211iu u u t t +=, (19 其中是可以看作非理想性耗散动力因子,t00,1<+=ttW W 。 (20 超越运动时空可以看作是一类运动事件的集合。取一个运动事件为参考事件,则超越运动时空中所有事件与的关系可以表示为一个式子:,A

27、 ,A 。 (21 (4,3,2,1,1=+=dx idx dx dx s d t v t v 这些关系可分为三种:02=s d , 02<s d , 02>s d 。超越发展时空可以看作是一类发展事件的集合。取一个发展事件为参考事件,则超越发展时空中所有事件与的关系可以表示为一个式子:A A d = vt dd (W t + (1 vt idd (W t 。 这些关系可分为三种： (22 d 2 = 0 ， d 2 < 0 ， d 2 > 0 。 超越完备时空可以看作是一类完备事件的集合。取一个完备事件 A , 为参考事件，则 超越运动时空中所有事件与 A , 的关系

28、可以表示为一个式子： du = vt dud ( w ,c t + 1 vt idud ( w ,c t 。 这些关系可分为三种： ( (23 du 2 = 0 ， du 2 < 0 ， du 2 > 0 。 参考文献 1 李宗诚，量子场基础均衡交流分析物理基本假设和原理， “开放系统物理学”系列论文 (33，2005。 2 李宗诚，量子场基础非均衡型交流分析力学方程和函数， “开放系统物理学”系列论文 (34，2005。 3 李宗诚，非平衡态量子场交叉分析物理及其超越完备化， “开放系统物理学”系列论文 (35，2005。 4 李宗诚，耗散性量子场的非理想性超越完备化处理方案，

29、“开放系统物理学”系列论文 (36，2005。 5 李宗诚，零自旋超越完备量子场交叉分析物理一般基础， “开放系统物理学”系列论文 (37，2005。 6 李宗诚，非零自旋型超越完备量子场交叉分析物理基础， “开放系统物理学”系列论文 (38，2005。 7 李宗诚，非线性非平衡态量子场的超越完备孤立子分析， “开放系统物理学”系列论文 (39，2005。 8 李宗诚，基于超越完备化的非线性非平衡态量子场方程， “开放系统物理学”系列论文 (40，2005。 9 李宗诚，基于超越完备化的非线性非平衡量子电动力学， “开放系统物理学”系列论文 (41，2005。 10 李宗诚，预备分析：非线性非

30、平衡电磁场与光子复杂性运动， “开放系统物理学”系列论文 (42， 2005。 11 李宗诚，非平衡系统惯性运动过程的可拓展狭义相对论基础， “开放系统物理学”系列论文 (43， 2005。 12 李宗诚，非平衡系统惯性运动过程的可拓展狭义相对论物理， “开放系统物理学”系列论文 (44， 2005。 13 李宗诚，线性非平衡系统发展过程的可拓展狭义相对论基础， “开放系统物理学”系列论文 (45， 2005。 14 李宗诚，线性非平衡系统发展过程的可拓展狭义相对论物理， “开放系统物理学”系列论文 (46， 2005。 15 李宗诚，非平衡系统类完备性过程的全拓展狭义相对论基础， “开放系统物理学”系列论文 (47， 2005。 16 李宗诚，非平衡系统类完备性过程的全拓展狭义相对论物理， “开放系统物理学”系列论文 (48， 2005。 17 李宗诚，量子耗散系统交叉分析基础：类完备性耗散波， “开放系统物理学”系列论文 (24，2005。 18 李宗诚，量子耗散系统交叉分析结点和超越完备物理量， “开放系统物理学”系列论文 (26，2005。 19 李宗诚，非线性超越完备量子力学基本假设及有关说明， “开放系统物理学”系列论文 (29，2005。 11 20 李宗诚，量子耗散系统的非线性超越完备波动力学方程， “开放系统物理学”系列论文