宇宙的第五基本力 – 撓場是什麽?

 

剛剛接觸撓場的朋友,都會很好奇撓場的原理,還有撓場真的存在嗎?怎麽在學校中都沒有聽過呢?本著推廣撓科技應用的初衷,在這篇文章中我們將會從科普的角度,來瞭解宇宙的第五種基本力:撓場。

在宇宙中,也就是大自然中,目前教科書上會提到的四種基本力分別是:重力(Gravity)電磁力(Electromagnetic Force)強核力(Strong Interaction)弱核力(Weak Interaction)

重力也稱萬有引力,我們因爲地球的重力被吸引而可以保持在地面,而不會飄走到外太空中,傳説中牛頓就是被蘋果打到頭而啓發了重力的靈感。在地球上的重力加速度是每秒 9.81 公尺,也就是如果沒有地面撐住我們,我們會往地心以每秒 9.81 公尺的加速度往地心掉。

電磁力的現象大都是在十九世紀發現,也造就了現代的電力文明社會,我們現在的生活都離不開電,從電視、手機、電腦、冰箱、到現在最知名的特斯拉電動車,都是需要靠電磁力運作,沒有電磁力,我們的生活將完全改觀。

強核力,又稱強交互作用,俗稱核力,也就是把原子核中的質子和中子吸引在一起的力,在古典物理學中,原子就是組成所有物品的最小單位,比如空氣中的氧原子,厨房菜刀中的鐡原子等等。傳統的核能發電就是利用原子分裂後產生的熱能來發電,如果沒有強核力,我們所在的世界也不復存在,因爲所有的原子都會散成一個個的質子和中子。

弱核力則比較複雜,因爲科學家發現原子核 β衰變而放出電子所產生出來的力,與電磁力同源,但是強度小得很多,有興趣深入研究弱核力的朋友可以參考《弱交互作用有什麼用?》一文。

四種基本力的相對強度,以強核力最高,接下來依序是電磁力 > 弱核力 > 重力。如果把強核力的強度當作1,電磁力是強核力的 1/20 到 1/60,弱核力則是強核力的10的13次方之一,重力則是強核力的10的39次方之一。如果以質量做比喻的話,把四種基本力中最小的重力當作 1 公斤為基準,則弱核力是約 17 顆地球那麽重,電磁力是約 8 兆顆地球那麽重,強核力是 167 兆顆地球那麽重,這是天文數字般的差距,是不是很驚人呢!

說了那麽多的背景資訊,就是爲了解釋撓場,也就是大自然的第五力,撓場力是比前面四種力中最小的重力還要小許多,有多小呢?

撓場力是重力的10的27次方之一那麽小。如果再以重量來舉例,把撓場力當作 1 公斤,重力則是約 1,678 顆的地球那麽重,更別提與力量更強的弱核力、電磁力、甚至強核力做比較了。

與其他四力相較下,撓場的力量那麽微小,要用儀器測量非常地困難,這説明了爲什麽教科書上都沒有提到,這也是愛因斯坦在 1915 年提出廣義相對論的時候,儘管知道質量的存在會造成時空的彎曲(curvature),但是爲了簡化數學的公式,就把撓場,也就是時空的扭曲直接省略當作是零。直到 1922 年法國的數學物理學家卡坦(Élie JosephCartan)把撓場的自旋角動量加入廣義相對論,補充成更完整的相對論,而俄羅斯科學家自一九六○年代起,就對撓場做了深入的研究

看到這邊,也許大家會疑惑撓場力既然那麽微弱,爲什麽我們需要重視它呢?

這是因爲俄羅斯科學家在研究撓場的實驗過程中,發現了撓場的許多獨特物理特性,除了撓場不會被自然物質所屏蔽之外,還有撓場可以穿越時空,不但可以傳向未來,也可以傳向過去,隱約暗示撓場可能超過光速。2013年李嗣涔博士與指導的博士生梁為傑(W.C. Liang)於世界知名物理期刊《物理評論D》發表論文[1]用理論證明粒子自旋所產生的撓場雖然很弱,但是與大範圍的轉動耦合,就會產生巨大撓場,而可以被偵測出來。氣機科技共同創辦人李嗣涔博士(Dr. Lee, Si-Chen)蔡熊光博士(Dr. Tsai, Hsiung-Kuang)在 2013-2016 年所做的水晶氣場實驗結果與俄國科學家研究的撓場性質一致,從而確認了水晶所產生的氣場就是撓場[2]。

而李博士在 2016 年到 2019 年於台灣大學所進行的「人體潛能專題」研究中,也發現有 15%~20% 的實驗受測者可以感受到撓場,也有 5% 的受測者感受到撓場對自身經絡的影響。人體竟然能夠感受到撓場的力量,除了令人驚訝人體的奧妙外,也説明了儘管撓場在物理現象中非常微弱,但適當設計放大機制對人體還是能夠造成可感受的影響,不容忽視。

除了用人體感測撓場的實驗外,在 2018 到 2020 年間北京大學任全勝教授也發現水的第四相,也就是液晶態的水,可以偵測撓場的存在。看到這裏,相信讀者們也對撓場有更深一層的認識了,而在全球衆多研究者的努力之下,撓場的神秘面紗將被慢慢揭開,就如同 19 世紀人類發現了電磁力而建立起我們身處的現代文明,李嗣涔博士也預言:『撓場將是人類的下一步!21世紀的「撓力文明」即將興起。』


參考資料  :

[1] W. C. Liang and S. C. Lee, “Vorticity, Gyroscopic Precession, and Spin-curvature Force”, Phys. Rev. D. 87, 044024 (2013).

[2] 李嗣涔,蔡熊光,梁為傑 : 水晶氣場的物理本質-撓場,佛學與科學,2016;2: 頁 59-72。

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