自然世界的数学模型

翟帅

【摘要】随着近代物理的发展，人类的直接观测已经无法全面了解世界，物理必须与数学建立更加密切的联系，但是把数学上的概念直接应用于物理是不准确的.我们可以肯定下一个世纪的物理必将迎来新的发展，而这发展必将带来人类社会最为波澜壮阔的革命.

世界并不是连续的，而是离散的，可以看作一个连通空间和它的无数个像，由此世界由无数平行宇宙组成，而平行宇宙之间形成类似于数学中的映射.这个连通空间在本文暂时成为元空间.元空间包含算法和元素，元素构成了世界的基础，算法定义了元素的作用规则.

【关键词】数学模型；以太；能量；时空

一、元空间包含的基本元素

这里的连通空间是拓扑学中的概念，设X是一个拓扑空间，如果X的分割不存在，则称空间X是连通的.算法包括速度的类型、运动的类型、力的作用方式、能量的类型等；元素包括以太、物质、运动，时空单位，速度、波、力等.

二、算 法

（一）能量形式

1.力势能

由于我们的能量概念不够完善，所以笔者增加力势能的概念，由广义相对论我们得知，惯性质量等于引力质量，由此重力势能的概念可以扩大为力势能：E=mas.

2.能量公式

（二）力

1.力学公式

2.摩擦力

我们知道静摩擦力大于滑动摩擦力，原因可能是运动也是量子化的，即使在完全光滑的情况下，物体由静止到运动也不是任何一个无穷小的力可以推动的.

（三）最小时空间隔

1.芝诺悖论的物理學解释

目前为止号称解出芝诺悖论的人都有意或者无意的规避了芝诺的逻辑，真正的解决办法是把时间和空间看作量子化的，这也就证明了时空的离散性.

2.能量对时空尺度的影响

能量或许可以影响普朗克常数的大小.当一个长度为普朗克长度的杆以接近光速运动，根据普朗克长度计算公式，因为G是引力常数，c是光速，所以缩小的只能是普朗克常数，因此，普朗克常数不应该是一个确定值.由于能量可以影响普朗克常数，所以能量可以影响时空的尺度，即是不可再分的最小时空间隔.在能量密度越高的地方时空尺度越大，也就是时空越膨胀，在此时空内的运动就越困难，在能量密度越低的地方时空越小，时空越收缩，在此时空内运动越容易.

3.能量可以影响时空的证明

（1）菲索实验

设u是介质中光的速度，v是介质流动速度，W是测出的流动介质的光速.

（三）波

波可以分成两种，在以太中可以传播的是第一类波，在物质中传播的是第二类波，第一类波包括电磁波，引力波，物质波，第二类波包括机械波.第一类波的速度不遵循运动叠加规则，其根本原因是物理上的速度本质上分成两类：物质速度、以太速度.物质速度是我们平常意义上的速度，以太速度指电磁波、引力波的速度，物质速度和以太速度无法叠加.

三、总 结

世界从组成元素上讲是二元性的，不单单由物质组成，而是由物质和另一种我们不了解的事物组成，我们遵照传统称它为以太，物质和以太可以互相转换，互相包容，一如我国的太极图；世界从宏观时空结构上讲是离散的，是由无数个平行宇宙组成的，每个宇宙间都有链接；世界从微观时空结构上讲是不连续的，由许多单元组成，并且每个单元大小可变.