专利名称:优化计量标准的方法及在工业工程计算方法中的应用的制作方法
技术领域:
本发明涉及将物理性质的计量单位统一成无量纲参数并优化计量标准的方法,相关的工业工程的计算方法,自然现象相关的无量纲参数的定量和定性转换,计算机运算系统和基于前述程序的计算机可读记录介质。
背景技术:
公制(即SI基础单位)是国际公认的标准单位,其目前被全世界近70亿人所使用。自然科学中与量相关的词汇被清楚且准确地定义。其意图避免任何与日常生活中的词汇意义的混淆。
理论上可以将物理性质定义为可以进行数学计算的最小单位。实际上,它们表示为物理量,即计量单位。
自然界的物理定律表示诸如长度、时间、力、能量等的物理量的相互关系。因此,物理学家不可避免地需要准确定义并精确计量这些量的能力。
某个物理量的计量指该量与准确定义的单位量的比较。该计量通过与所选择的标准单位间的比较而计划确定物理性质的量。换言之,与标准单位的比较组成了计算,因而该计量是结果值作为带有单位的量的表示。
在1960年,国际计量大会采用每个成员国可以方便地使用的单位制,并且将该单位制命名为国际单位制(International System of Units),即“公制”。并且该国际机构定义了7个基础单位,例如长度(m)、质量(kg)、时间(s)、电流(A)、温度(K)、物质的量(mol)和光强度(cd),2个辅助单位,平面角(rad)和立体角(Sr),以及27个导出单位(频率、力、压力、电容、比热等)。且在1991年进一步改进了SI单位。
本身,由于科技发展以及对标准的国际兼容性(compatibility)的要求提高需要“公制”。例如,波音747喷气机在全世界有1500个工厂,其需要近四千五百万个标准部件和组件。且每个部件和组件需要精确到1/10,000mm的水平。为了用来自世界各地的部件和组件建造飞机,首先需要长度等的准确的国际标准。
然而,“公制”的基础单位相互之间不能比较且它们独立作用。因此,解释单位之间关系的物理定律极其复杂且难于理解。至今人类对于7个基础SI单位不能相互比较(例如质量和时间的不兼容性,长度和温度的不兼容性等)几乎没有办法。
时间(物理量之一)是由有规则的重复事件所计量的。如果世界上没有重复现象,时间将不能被定义。重复现象指日出日落、波动、心脏跳动以及任何其它重复事件。
时间的国际单位是1秒。起初,在拿破仑时代将1秒定义为1米长的钟摆从一端摆动到另一端的时间。也就是首先定义1米以标识(identify)1秒。问题是如此定义的1秒根据地球上的计量位置不同而具有不同的值。当然,取决于计量位置的偏差是微小的。然而,由于增长的易货贸易和海上交通的量,需要远比以往更准确的时间单位。
因此,决定将基于地球的转动而不是钟摆来定义1秒。也就是1秒被定义为太阳连续两次到达最高点的间隔的1/86,400。该值在标准差的范围内与那时由钟摆所测一致。此处定义的1秒一直用到了1967年。
然而,社会变得更精确且科学发展到一天的1/86,400已经不够精确的地步。实际上,每一天都会变长,这是由于地球转动变慢且每天增加0.002秒。该差距在我们的日常生活中可能是微不足道的。但是每天失准0.002秒在通讯或精确控制的领域是不能忍受的。这就是为什么物理学家从二十世纪六十年代着手于研究原子驱动的钟。
目前使用的1秒的国际标准是9,192,631,770乘以Cs-133原子的震荡(时间)。此处,数9,192,631,770是推导的,以便匹配以前使用的1秒的时间间隔。
长度的国际单位是1米。拿破仑时代将1米定义为赤道到北极间距离(经线)的一千万分之一。基于该定义,制造1米尺(meter-bar)并用作长度的原器(prototype),其被称作米原器。总共30把H型的尺子用带有10%的铱元素的铂合金制造,以便它们不会轻易变形。将30把尺子之一设定为米原器并存在法国巴黎近郊,并将剩下的分配给全球的国家作为辅助米标准。此后,当从北极到赤道的精确距离被计量并除以1千万时,发现该值比米原器长0.18mm。此外,金属米原器的长度由于温度而往往发生改变。
在此情况下,科学家追求永不改变的1米的标准并且他们开始思考基于原子属性(attribute)的长度标准,该原子属性也用作时间标准。因此,1960年举行的“国际计量会议”新近将1米定义为氪86原子(86Kr)在真空中的橙色辐射线波长的1650763.73倍。
当然,前述定义建立成在标准差的范围内与已经使用的1米一致。尽管氪是稀有原子,基于氪拟定不会改变的长度标准是令人满意的。
然而这并不够。就有效数字(significant figure)而言,通过氪定义的1米的准确性(相对误差)约是通过铯原子钟定义的百万分之一。对计量光在真空中行进速度的准确性造成破坏的是长度(路程)而不是时间。
真空中的光速被计量为c=299,792,458m/s。并且如果可以更加准确地计量长度,就可以得到更加精确的计量。因此在1983年,基于光速定义1米如下;“米是光在真空中于1/299792458秒的时间间隔内行进的行程长度。” 对1kg(即质量的国际标准)的原器的向往更强烈。如果将空间和时间当做事件的背景,那物质将是事件的主要参与者。并且确定物质运动的最显著成分是质量。
质量的国际单位是1kg。最初,将1kg定义为气压为1气压和温度为3.945℃时,边长为10cm的正六面体中水的质量。这一定义听起来不错因为到处都可以获得水。然而,由于水的体积易于受到温度的影响,必须一直保持温度为3.945℃。所以,仍需要付出努力以精确控制容器、水蒸发、水波等。
因此,制造了最初的质量原器以便定义质量为1kg。这被称作千克原器,其是铂与铱的合金。该圆柱形原器直径3.9cm和高3.9cm且放在巴黎近郊。
其它国家制造具有完全相同质量的辅助质量原器并用该原器作为他们的标准。因此,如今我们使用的1kg的精确性被该计量标度(measuring scale)的准确性所限制。
目前,各国将他们的辅助质量原器送到法国巴黎以检查是否相比于最初的质量原器有任何改变。这无疑是件麻烦事。然而,不这样定义1秒和1米,就没有比这一方法更精确的原子标准。
使用质量原器的方法不适于我们生存的精确的世界。尤其是,从1889年引入最初的质量原器起,在超过1个世纪的三轮检测中发现质量每年改变近1μg。不同于基于光或原子的所有SI单位,只有质量的单位是由人类自由裁量来设立的原器所确定。
目前,基于前述“公制”的物理量的值通过将对特定自然状态的观察换算成数值而被优化。该方法是基于在很长一段时间的经验法则或统计方法并且被多样地应用于遗传工程、生物学、宏观经济、复杂的物理体系等。
然而,底线是将自然状态自身、宏观系统或微观系统简单换算成数值被认为是不可能的。这意味着至今还没有建立科学理论以从理论上证明特定自然状态间的关系。
通过简单且定量换算成数值的优化,对于具有不同量纲的物质不是可靠的选择,因为它们在现实中相互之间不能进行直接计算或比较分析。即使是在很长一段时间积累的统计方法以及各种高度发展的误差调节机制,微小的误差还会堆积且这在需要精确性的现代科学世界中将表示致命的缺陷。这意味着除了统计方法的限制以外还有内在结构的限制。
因此,进行比较分析的物质的直接定性转换几乎不可能且预测及控制的能力(即科学理论的有用目标)明显被破坏。
对物理量的计量建立“标准”,无论是国际标准还是国家标准,对工业技术领域具有巨大的影响。在许多情况下,领域内的标准是如何建立的显著改变该领域的工业技术的动态。
SI单位,即“公制”是由上百次大大小小的国际会议、自然科学的所有领域中的世界著名的学者的综述和讨论所产生。即使如此,目前的“公制”远未完成及普及。所有7个SI基础单位是独立的且不能相互比较。基础单位之间的不可比性表示不兼容性,这导致作为计算和计量的主要工具的计算机的功能性限制。
进一步解释,计算机的计算性指被计算的物质是允许严谨逻辑说明的逻辑命题。该逻辑命题是纯数学理论是关于什么并且其涉及科学领域的物理性质。
物理性质被定义为可以从纯理论视角被数学计算的最小单位。可以以人类定义为允许对准确交流的物理量为例并且这可以被认为是普遍认可的物理性质。由于只能在具有相同量纲的物理量之间进行数学计算,显然计算机的计算也有前述提及的限制。
千克的单位,kg可以单独与kg计算,而kg和温度(K)相互不能计算。可以说不可能定量或定性地推断不同物理性质之间的逻辑关系(特别地,物理量作为逻辑表达式,其在语意上具有与质量和温度的物理性质不同的量纲)。
如果不能推导不同物理性质之间的相互关系,将不能进行计算机的运算和控制,当然就不可能在计算机上计算不同的物理性质。
由于在计算机上的计算在简单算术计算的范围内,对于计算结果的定性解释需要逻辑推导。且这是计算机计算的最终输出,即计算机被设计用来输送的内容。计算机上的一系列计算由基于控制简单电信号的工程系统所产生。此处值得注意的是计算机计算以及有关的结果只在根据计算机语言的逻辑(其是人们定义的逻辑语言)外部编码程序时才可以推导。
换言之,计算机(即仪器)没有认知地判断或执行一些认知活动。相反,人类用输入所需的句法插入特定符号,而计算机根据以前的输入逻辑结构或规则,机械地理解并推导该特定符号为输出。
此处,高级语言是以前输入符号的实例并且计算机根据约定的规则读取并转换该输入。值得注意的是由于计算机语言有句法,所以计算机具有简单的定量计算的功能以及定性的逻辑推理的功能。
通常用于进入计算机的计算机语言是高级语言且程序员实际上使用结构化的英语而不是标准英语。并且该结构化的英语具有特定的句法以便允许严谨的逻辑说明和推理。
所有的计算机语言都是基于严谨句法。广义来讲,计算机语言可以被解释为按照自然中某些样本类型(certain pattern of nature)所表达的物理性质。这个意义上,计算机语言与物理量(其是从自然科学中提取特定的物理结构的基础术语)类似。
实际上,计算机科学家努力推导由最少数量的参数组成的通用句法,以便产生最小的计算机语言程序。
语言学家假定世界上所有不同语言的语法普遍含有参数作为核心组成并且他们试图标识该参数。同样地,如果可以转换(translate)或标识计算机语言的参数值,就可以用若干简单参数来编造不同的语言。并且对所有语言都适用可以标识的不变结构。
如果这样,只通过最小的组件就可以建立理想的计算机程序语言。计算机计算将变得极其简单且可以创建没有缺陷或错误的系统。
让我们记住自然科学用物理量(即不同语意量纲的逻辑表达式)表达和解释各种自然现象。通过物理量的表达指自然现象是通过我们熟悉的物理方程来表示。就好像自然现象是以任何人可以识别的适当的算法来证明。这是可能的,因为涉及每个自然现象的物理现象的物理性质被指定和表示为以前约定的符号(物理量)。
为了实际上获得计量的准确性和可比性,对物理性质的定义的认同必不可少。鉴于现代科学从计算机提取所需的准确数据,计算机语言的组成和句法(即计算机输入工具)与对物理性质的通常约定的定义密切相关。
令人遗憾地,目前的计算机结构是由任意的句法所组成,并且其对于通常定义的物理性质没有作用。因此,计算机运算是一回事而运算结果的推理是另一回事。
换言之,就操控而言,为了使普通的计算机语言产生与复杂的逻辑一致且用于不同目的的输出,那么,输入不可避免地变得困难且复杂。这是现有的计算机语言的内在局限。
现代计算机科学或工程中的首要问题产生于用以得到期待的输出的非常难且复杂的计算机语言的输入方法。尤其是,当计算中的量纲很复杂时,计算机操控的逻辑回路变得同样复杂。这在涉及凭经验获得的输入的误差(统计或结构误差)被积累时尤其如此。此种情况下,尽管计算机被用于准确或精确计算,我们面临着根本的限制。而这是为什么在计算机计算时有很多错误和缺陷。
为了应付因复杂的逻辑回路引起的限制并由计算机计算获得准确输出,提高硬件(例如运算速度和存储容量)的简单的技术方法在根本上是有缺陷的,这是由缺乏对物理性质的纵深及结构化的概念以及其通常定义的理解所产生的。
发明内容
本发明针对于提出的技术目的,通过为所有进行计量的物理性质建立计量标准并优化计算和计量,提供一种在不同量纲的物理量和物理量集合之间直接计算的方法。这种方法一直被认为是不可能的。
本发明针对于解决的另一技术目的,提供将被计量或计算的物理性质换算成无量纲参数以及处理工业工程运算,最终提高工业工程计算(计量)和控制的准确性和精确性的方法。
此外,本发明针对于提供以无量纲参数表示的物理性质的定量计算和定性转换的方法。
并且本发明被设计为提供无量纲的量化的数的记录介质以支持由无量纲参数表示的物理性质的定量计算和定性转换。
本发明意图为前述方法编程并以计算机可读介质来提供它们。
本发明针对于提出的另一技术目的是提供计算机O/S,其中数自身变成方程=算法=计算机编程语言=计算机程序。
本发明将所有计量单位(物理量等)基于“零区理论(Zero Zone Theory)”,统一为无量纲参数,建立新的计量标准并优化计算和计量。这样,现在能够在物理量和物理量集合之间进行计算,而这些直到目前一直被认为是不可能的。
发明人对数的含义和已经被实验计量的基本粒子的各种物理常数和性质(质量等)之间的关系进行了深度分析并且直观地提取了不变量方程(invariance equation)。基于经常出现在自然界的基本表达式中的物理学上定义的4个物理量(光速c、介电常数ε0,磁导率μ0和重力加速度g)、自然对数e、数字π、黄金分割等的比较分析,发明人发现在各种自然现象背后存在常规类型及不变量方程。
对于参考,关于自然界的不变量方程的理论主要在柏拉图主义、形式主义、建筑论等中讨论。并且众所周知不变量方程的理论因其用作关于数学物理的多元化转换理论的建立而处于争论的中心。
并且发明人基于直观推导的不变量方程标识了基本物理量(fundamentalphysical quantities)之间的关系并发现物理量可以通过重整化(renormalization)而换算成无量纲的绝对数值,其设定光速为“1”。如此做,发明人发现除了能量和质量以外,所有物理量也是等价的。
此外,基于物理量的特有(unique)频率类型的方程及它们的数值,发明人使用不变量方程提取基本物理量的转换定义以及数值和被分析的物理量(以复杂方式出现在分层结构的顶层)之间的定量关系。
由计算获得的分层结构顶级的物理量的值如果它们与实验结果一致就是通过验证的。如此做,能够验证定义的基本物理量的转换、定量值之间的关系、基本物理量的特有频率类型的方程及它们的数值。
通过前述验证,发现基本物理量和分层结构顶层的物理量连续地保持整体性,并且为什么分层结构底层的物理量具有特别的特有频率(无量纲参数)变得显而易见。
在验证过程中运用的不变量方程被证实为向自然界中出现的现象提供深刻的意义。换言之,基于不变量方程的验证机制确实标识了自然现象的分层结构底层的主要物理量而保持与该分层结构顶层的物理量的整体性。从该分层结构结构,现在自然现象最终开始揭示其真实的身份。
此外,对分层结构顶层的物理量进行了重复分析而底层的物理量(即更高级量的组件)已经呈指数地被使用。如此做,可以从不变量方程自身获得各种方程(定域规范不变性(local gauge invariance)等),增强分层结构底层物理量的数值的一致性、清晰性和可靠性。
前述提及的过程包括不确定原理,其是当今量子物理的主要范例之一。此处,也包括不能与直觉或者认知分离的计量。并且通过高复杂的阶段性推导过程,此时三个最基本的物理常数(例如牛顿重力常数、爱因斯坦常数(光速)和普朗克的普朗克常数)之间的关系最终被解释并证明。
基于前述过程,发明人可以克服数学证明的限制以及一般性定义的不可能性的命题。并且发明人也可以再建立物理量和物理常数的真实含义及数值,这已经被认为是物理学的简单工具。
本发明展示下述基于“零区理论(Zero Zone Theory)”产生工业使用性的技术概念。
本发明的一方面,提供运算涉及工业工程计量或控制的工业工程方程的方法,其包括基于零区编码(Zero Zone code)将不同量纲和单位的物理量换算成无量纲参数、将其替换到工业工程方程用于运算的步骤。
本发明的另一方面,还提供工业工程运算方法,其包括下述步骤载入工业工程方程指令;获得关于工业工程方程所含变量的带单位物理量的输入;将该物理量之前的输入单位换算成基于零区编码的无量纲参数,即,使物理量变得无量纲;和将前述无量纲物理量插入有关的工业工程方程并执行运算。
本发明的又一方面,还提供工业工程方法,包括下述步骤载入工业工程方程指令;获得关于工业工程方程所含变量的带单位的物理量的输入;和将前述无量纲物理量插入有关的工业工程方程并执行运算。
根据本发明,将前述物理量表示为基于“公制”的标准单位。而且将物理量换算成无量纲参数的过程是努力替换前述标准单位中含有的每个单位为相应的零区编码以便将该物理量换算成无量纲参数。
根据本发明,将物理量换算成无量纲参数包括下述步骤将有关物理量的单位换算成“公制”的标准单位;和用相应的零区编码替换前述标准单位中含有的每个单位,即将物理量换算成无量纲参数。
本发明可进一步包括提取工业工程运算的输出作为无量纲参数的步骤。此外,作为前述工业工程运算输出的无量纲参数可换算回物理量并因此产生输出。
本发明中,一旦用于工业工程运算的方程包括物理常数,前述物理常数优选的具有按基本量纲定理的无量纲参数。
根据本发明,工业工程方法可进一步包括下述步骤量化符合零区理论的多个动态方程并存取存储被量化的无量纲参数与相应动态方程的交叉引用结构的标准编译码;和使用作为工业工程运算结果产生的无量纲参数与前述标准编译码的无量纲参数比较以便标识准确的或具有最小误差的无量纲参数并提取相当于所选无量纲参数的动态方程用于输出。
本发明的一方面,提供创建标准编译码的方法,其包括下述步骤(a)获得按零区理论中的基本量纲定理的无量纲参数以及相应的自然动态方程的输入;(b)对前述无量纲参数进行常规类型的数学运算并将该无量纲参数量化为多个数;(c)存储该被量化的数、被配置成提取该被量化的数的数学运算方法以及自然动态方程的参考编码,它们是允许交叉引用的方式;和(d)对于多个无量纲参数和相应的动态方程,重复执行步骤(a)-(c)。
优选地,本发明包括下述步骤获得按零区理论中的基本量纲定理的多个无量纲参数以及相应的每个无量纲参数的多个动态方程的输入;和此外排列(permute)并组合该输入的多个无量纲参数以及对该无量纲参数执行预定义的运算符。并且对用数学运算产生的无量纲参数以及相应的动态方程执行前述步骤(b)和(c)。
本发明的另一方面,还提供创建标准编译码的方法,其包括下述步骤(a)获得按零区理论中的基本量纲定理的无量纲参数以及相应的自然动态方程的输入;(b)对前述无量纲参数执行常规类型的数学运算并将该无量纲参数量化为多个数;(c)存储该被量化的数、提取该被量化的数的数学运算方法以及自然动态方程的参考编码,它们是允许交叉引用的方式;和(d)对于多个无量纲参数和相应的动态方程,重复执行步骤(a)-(c)。
优选地,本发明还包括下述步骤获得按零区理论中的基础量纲的定理的无量纲参数以及相应的每个无量纲参数的多个动态方程的输入;和排列并组合该输入的多个无量纲参数以及对该无量纲参数执行预定义的运算符,其中对用数学运算产生的无量纲参数以及相应的动态方程执行前述步骤(b)和(c)。
本发明的另一方面,还提供创建标准编译码的方法,其包括下述步骤(a)获得按零区理论中的基本量纲定理的无量纲参数以及相应的自然动态方程的输入;(b)用前述无量纲参数执行常规类型的数学运算并将该无量纲参数量化为多个数;(c)储存该被量化的数、提取该被量化的数的数学运算方法以及自然动态方程的参考编码,它们是允许交叉引用的方式;和(d)对于多个无量纲参数和相应的动态方程,重复步骤(a)-(c)。
优选地,本发明还包括下述步骤获得按零区理论中的基础量纲的定理的无量纲参数以及相应于每个无量纲参数的多个动态方程的输入;和排列并组合该输入的多个无量纲参数以及对该无量纲参数执行预定义的运算符,其中对用数学运算产生的无量纲参数以及相应的动态方程执行前述步骤(b)和(c)。
本发明的一方面,还提供记录介质,其中包括无量纲参数,其由按照零区理论中的基础量纲的定理的多个无量纲参数的量化和相应的动态公式所产生,允许它们以交叉引用的方式。
基于该记录介质,涉及自然现象的无量纲参数的定量及定性转换的方法包括下述步骤(a)获得涉及自然现象的物理量作为无量纲参数的输入;(b)比较存储在记录介质中的被量化的无量纲参数与该输入的无量纲参数以标识最准确量化的或具有最小误差的无量纲参数;和(c)读取并产生对应于有关的无量纲参数的自然动态方程的输出。
优选地,本发明可进一步包括下述步骤(d)指定前述误差为检索关键词;(e)比较存储在前述记录介质中的被量化的无量纲参数以标识最准确量化的或具有最小误差的无量纲参数;和(f)读取对应于有关的无量纲参数的动态方程并将其与从步骤(c)提取的动态方程结合从而产生输出。
本发明的另一方面,记录介质存储按零区理论中的基础量纲的定理的多个被量化的无量纲参数、与该无量纲参数匹配的自然动态方程的参考编码以及在该无量纲参数与自然动态方程之间建立等价性以便允许在它们之间的交叉引用的数学运算符。
基于这样的记录介质,与自然现象相关的无量纲参数的定量及定性转换的方法包括下述步骤(a)获得涉及自然现象的物理量作为无量纲参数的输入;(b)比较存储在记录介质中的被量化的无量纲参数与该输入的无量纲参数以标识最准确量化的或具有最小误差的无量纲参数;和(c)从前述提及的记录介质读取相当于已标识的无量纲参数的动态方程的参考编码和数学运算符并对该数学运算符执行数学运算从而产生输出。
优选地,本发明可进一步包括下述步骤(d)指定前述误差为检索关键词;(e)比较存储在前述记录介质中的被量化的无量纲参数以标识最准确量化的或具有最小误差的无量纲参数;(f)从记录介质读取与有关的无量纲参数相应的动态方程和数学运算符并对该动态方程的参考编码执行数学运算符;和(g)将在步骤(c)中进行数学运算符的动态方程的参考编码与在步骤(f)中进行数学运算符的动态方程结合从而产生输出。
本发明的另一方面,记录介质存储按零区理论中的基本量纲定理的多个被量化的无量纲参数、与该无量纲参数相应的自然动态方程以及在该无量纲参数与自然动态方程之间以允许交叉引用的方式建立等价性的数学运算符。
基于这样的记录介质,与自然现象相关的无量纲参数的定量及定性转换的方法包括下述步骤(a)获得涉及自然现象的物理量作为无量纲参数的输入;(b)比较存储在前述记录介质中的被量化的无量纲参数与输入的无量纲参数以标识最准确量化的或具有最小误差的无量纲参数;和(c)从前述提及的记录介质读取与已选的无量纲参数相应的自然动态方程和数学运算符并执行数学运算用于输出。
优选地,本发明可进一步包括下述步骤(d)指定前述误差为检索关键词;(e)比较存储在前述记录介质中的被量化的无量纲参数以标识最准确量化的或具有最小误差的无量纲参数;(f)从记录介质读取与有关的无量纲参数相应的自然动态方程和数学运算符并对该自然动态方程执行数学运算符;和(g)将在步骤(c)中进行数学运算符的动态方程与在步骤(f)中进行数学运算符的动态方程结合从而产生输出。
此处描述的本发明被设计为通过为语言编程而编码并将其存储于计算机可读记录介质。对于记录介质,有ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、CD-ROM(只读光盘存储器)、DVD-ROM(数字影像光盘只读存储器)、磁盘、软盘、光学数据存储、闪存等。此外,该记录介质存储于连网的计算机体系中并且计算机可读编码可以以分配的方式存储和执行。
本文结合的附图展示了优选的实施例,说明可以怎样实施本发明。这将与本发明的具体说明一起解释本发明的原理。
附图仅仅说明本发明优选的实施例并且在下述详细解释以外,用于更好地理解本发明的技术概念。因此,本发明不能被解释为受限于附图所示。
图1和2是表格,示出SI和按标准编译码(零区编码)的单位之间的关系。
图3是表格,示出对于SI基础单位的量化的数(或其可以被看作是标准编译码或零区编码)。
图4-10是表格,示出每个基础SI单位的具体定义和量化的方程。
图11-19是表格,示出物理常数的主要的基本粒子和量化数(标准编译码或零区编码)。
图20是流程图,示出基于扩展的数据库概念创建标准编译码的过程。
图21是流程图,示出基于标准编译码DB将涉及自然现象的无量纲参数以定量和定性的方式转换的过程。
具体实施例方式 本发明由发明人的“零区理论”所产生。已知诸如基本粒子的性质、相互作用等的自然现象至今仍具有不能交叉的特殊的界限或区分。“零区理论”证明在自然现象间没有该障碍。
“零区理论”包含基本量纲定理,其将7个基本物理量和所有推导的物理量换算成相同量纲。此处,换算指将数学运算的对象转变成其它内容的数学规则和函数。
◎按照零区理论的基本量纲定理 I.在基础量纲中定义3个阶段 “零区理论”通过转变并设定“光”为最小的能量量子单位而将所有物理量统一成相同的能量量纲。因此,“光”自身成为定义、性质和时空,其是所有理论存在的起始公理。并且其也是所有语言文字(即交流的工具)的起始点。
“零区理论”解释自然界的每件事如何出现在3个阶段。
第一阶段定义为“存在阶段(Stage of existence)”。
第二阶段是“符号阶段(Stage of existence)”,其在“存在阶段”之后并且其后是所谓的“现实阶段(State of realitiy)”,即现实阶段。关于命题的真假性在第二阶段选择性地验证。当说出词汇,输入二重性的逻辑矛盾。并且触发数学公理或物理假设同时物理性质的基本量纲被固定(fix)。
第三阶段是“现实阶段”,其中从二重性矛盾中基于起始公理选择真或假,“存在阶段”和选择的阶段,“现实阶段”在确认过程中存在冲突性与不确定性。这一阶段从数学上处理矛盾律和排中律同时在物理上包括测不准原理从而将计量解释为自然现象的结果。
在具有不同语意量纲汇合的逻辑表达式的基本量纲阶段中,所有经过时空的3个阶段、具有不同性质的物理量具有一个相同的量纲。物理上,这表示不变性原理,其意味着自然界的物理性质具有与时空无关的规则类型和规则关系。此处,不变性表明无论任何操纵(变换或运算),例如空间坐标的转换、时间倒转、电荷结合、旋转和洛仑兹(Lorentz)变换,物理性质或物理定律不会改变。并且不变性原理意味着无论任何变换,物理性质或定律都保持不变。
“光”经过具有不同属性的3个阶段的时空传播并且能够推断“光”属性自身的定义、定理或假设。然而,证明“光”的存在会受到限制,因为光不能毫无歧义地被证明。而且,光的定义被限制因为它不能被自身证明。
从包括不完全性定理的“存在阶段”(即定义和证明不能以一个形态结构完成)运动到“现实阶段”(即计量的特定活性阶段)后,“光”的事实被转换、计量和验证。
在“现实阶段”中,“光”的含义自身变得显而易见并且其被表达为单独的“光子”。“光”从数学角度被基本证明。然而,“光子”是一种存在。并且通过实验计量,“光”被有效地证明为具有质量。“光子”成为可以被数学计算的单独的物理性质。它是最小的可计量的能量量子以及可以通过计算机被计算的最小计算单位。
当从基本粒子和数之间的关系的视角来观察时空的3阶段时,第一阶段是“光”的存在、“光”的量子的概念和复数全部同时建立的阶段。
第二阶段是产生具有第一阶段和第三阶段属性的中微子,并且实数与虚数共存的阶段。而且,此阶段引力子的性质在起作用。
第三阶段,在整个时空作用的“光”作为具有方向的电子出现,即现实世界的符号。换言之,电子在现实中成为“光”的信使。这是为什么“光”通过原子中的量子隧道在电子的轨道过渡时发射的原因。此外,此时引力子以引力常数的形式作为实数被计量。
综述前述时空概念,能够为物质和非物质的二重性、实数与虚数等的关系建立重要的概念框架。例如,基于这一概念行框架,实际上可以更接近虚数对于实数的定性含义及定量的值,即“虚数的量化”。
在“零区理论”中,从一个量纲解释基本物理量和导出物理量的定量及定性含义。因此,本文导出的物理量的特有值(无量纲参数)支持无论时空,存在“光”及存在“光子”的推理。该物理量特有的值及含义只可以在严格强制且满意的(enforced and satisfied)能量守恒定律时获得。
推理的实用性和可靠性可以通过特定检测结果而被证明。事实可以通过数学论证而被追寻。然而,物理检测直接验证并完成了现实中的实用性。数学证明和物理计量对于解释现实“正是如此”是必须且足够的。
在追求真理时,数学证明是必要但非充分的。实际上为了弥补必要条件,需要直接物理计量。物理计量的结果可以通过生存世界中的一个“表达式”来解释。这是为什么在时空的第三阶段被称作“现实阶段”的原因。
出现在“现实阶段”的物理量的特有值是根据常规类型的不变性原理(theinvariance principle wit regular patterns)而协调地确定。因此,如果这一特有值被设定为实际计量的基础,就能够将物理量统一为无量纲参数。当然,这是基于不变量方程已知的一个假设。
“零区理论”中的不变性原理是表示为不变量方程的物理定律保持与定义和基础坐标无关。
以电子为例。电子的特征频率由特定参数的组合所组成并且这被发现为不变量方程之一。形成该不变量方程的每个参数值是基于初始条件确定,而不是从开始被固定。电子质量(静质量)实际上是基于随意设定的参数(物理量)值实验性地确定。换言之,一旦初始条件改变,参数值就改变。然而,这不影响不变量方程及特征频率。
这意味着即使形成电子的参数(即物理体系)具有不同值,电子质量仍是常数,换言之,与基础坐标无关。因此,电子质量的表达式表示标准化(modular)电子的特征频率(即一个物理体系)通常是常数。简言之,电子质量保持与参数值无关。
这也意味着场具有量子效应(考虑到本性,具有特定物理性质的参数是不可计数的。然而,当它们在集合中,它们被认为是具有特定物理属性的可计数的独立粒子)。
“零区理论”标识优化的参数(即从不变量方程出现的物理量)组合,以便确定电子的特征频率。不变量方程根据参数而趋于改变。因此,可以有多种与电子的特征频率相关的参数类型和排列。
“零区理论”基于参数(即物理量的初始条件)分析各种实验结果,其是当今自然科学使用的恒定值。该理论用最优化的参数建立不变量方程并因此确定特征频率值。
这是近代物理中的静质量的值。在现实世界的计量(即“现实阶段”)中,根据包括电子速度等的计量条件,特征频率趋于改变。也就是说,相对论或量子力学定律在计量中决定电子的特征频率。
根据“零区理论”的时空概念,时间计量依赖于运动驱动的物理变化。因此,时间和时间计量是不同的。原因是时间是基于“存在阶段”下的条件而概念性地定义的,而时间计量包括人类在“现实阶段”的认知。因此,在“存在阶段”下定义的时间与时间的计量(其中存在阶段-符号-现实汇合)不同。
对于逻辑解释,需要任何理论以详细说明时间和计量之间或时间和物质运动之间的精细间隔。这个意义上,抽象定义、抽象定义的对象的认知和包括认知的计量特异地隔离该时空概念用于解释。然而,由于定义(时间)和计量(时间计量)之间的阶段实际上不能被分割,所以需要新的时空概念。
这一新的概念是融合(fusion)和调和(harmony)的一体化。此处的融合不简单。融合指逻辑相同的推理对象具有不同量纲,但却不能被隔离。换言之,此处的融合包括调和。这在量子力学中以玻尔的互补性概念出现。
当一个电子的物理体系保持独立,这意味着电子具有特征频率。不同地表达(Differently put)、不同的参数(即电子组成),通过标准化组合的确具有不变的特征频率。
标准化组合指组成(即参数)的协调融合此处,基于恒定结构的参数的组合是不变的。
对于诸如“所有物理定律和常数从何而来?”或“在实验室检测结果中联系所有似乎随机数的基本原理是什么?”的问题可以得出相同的答案。该答案是“它们都由相同量纲的不变性原理所产生。” 对于自然科学家,已经认为在所有综述的领域中让所有理论与检测结果一致并且能够展示在任何其它领域中理论预测的值(其它结果)是不可能的。然而,本文暗示这并非不可能的。
自然现象的实际且特定的方程及其解释是基于数学公理或物理假设。因此,它们在“存在阶段”下建立。换言之,游戏(game)如何运行是在“存在阶段”确定,而游戏的规则为有效地定义,则在“现实阶段”被证明(the ruleof the game is effectively the definition manifested in the<Stage of reality>)。
例如,当从更广的视角观察,关于基本概念“什么是能量?”的问题基本提出“能量”这一自然体系中的“表达式”普遍组成。然而,由于“存在”在“存在阶段”不能被论证,应该随意定义初始条件。此处,需要从至少两种可以从“现实阶段”选择的可能性中定义该确定的命题。该两种可能性由于选择的本性而是不相容的。在“现实阶段”,选择在“存在阶段”下矛盾的两组件之一并设定为判定基础。
那么为什么在“存在阶段”中暗示两个矛盾概念呢?这回到了被认为是所有研究之母的数学的存在理由(raison d’etre of mathematics)。数学基本上是关于消除矛盾的逻辑结构。数学固有地假设矛盾原理(命题是真或假)和排中律(除了真和假以外没有第三个因素)。
这个意义上,为什么命题的定义或条件比任何其它内容建立得更多是显而易见的。此处需要注意的是两个矛盾命题的定义是等价的并且在“存在阶段”中落入一个量纲。例如,好和坏、真和假、“0”和“1”在“现实阶段”下是矛盾的概念。然而,它们在“存在阶段”中相互等价且量纲相同。
也就是,包括真和假的所有矛盾因素被同等且等价地定位,即,在“存在阶段”下的相同类(category)。定量和定性比较只在两个矛盾因素以相同类和相同量纲存在时才是可能的。由于定量和定性比较需要相互的对象,两个矛盾因素应该是多冲突结合(multi-conflicting conjugates),而不是单冲突因素。
在相同量纲中需要两对比定性对象并且在相同量纲中需要两对比定量对象的事实意味着通过以相同量纲的两相反因素的比较需要使多结合分裂的判断(bipolarized judgment of the multi-conjugate),而不是简单的二分法。这个概念可以是重要的转折点以克服由如今简单二分法和比较产生的分裂转换(bipolarized translation)的限制。
在“零区理论”中,两矛盾和冲突因素同样以相同量纲存在是非常重要的概念,尤其是在人们自由裁量建立了命题的概念时。这是可以被容易地忽略的命题的属性和内容,其实际在“现实阶段”中必不可少。也就是说,由于两个冲突的因素以相同量纲出现而可以进行比较。
在“存在阶段”下,能量可以是粒子和波,也就是说,以相同量纲出现的二重性。相反,在现实世界的计量中,即“现实阶段”,两种可能性中只能选择其一。因此,能量只可以从一方面(即作为粒子或作为波)被计量,其如何计量决定了此处的选择。换言之,如果使用适于粒子的计量装置就观察离子的属性,反之亦然。这是随后的量子力学的结论。由于不可避免地选择同一性,在实验室检测时不能同时观察粒子和波的性质。换言之,游戏的规则是应该建立命题的存在并且这是两种不同性质不同时出现的原因。
让我们将相同的逻辑应用于光的静状态和光速的状态。静状态和以相同量纲定义运动状态的光速在“存在阶段”具有不能分离的性质。然而,在计量状态,即“现实阶段”,总结出没有物质可以同时具有静状态和光速的性质。处于静状态的物质不能以光速运动。这符合对事情不能同时是真和假的逻辑判断。
近代物理学将光子的静质量定义为“0”。然而,当从热的太阳光认识到光子的压力且有效识别光子的存在时,光子的静质量为“0”的定义对于近代物理学家自身不可否认地变得混淆。同样,关于“0”和“1”作为数的真实属性的混淆由二重性的性质产生。换言之,不管如何定义“0”和“1”,它们以相同量纲存在。而且这些命题的重要属性、实用性和结果如今被数学家和物理学家所忽视。
在“存在阶段”,命题的定义暗示前述属性。因此,当光速被设定为“1”时,静状态就是“0”。原因是光速和静状态同时存在的逻辑排斥在“现实阶段”中不可避免地起作用,就像真和假不能同时存在。光速和静状态是不相容的性质,而它们在“存在阶段”以等价量纲存在。如果它们分别被设定为相当于“1”和“0”,命题的定义可以被保留并且“1”和“0”在“现实阶段”的逻辑实用性可以被运用至极。
当数“1”的概念被符号化为数值“1”,它就变成了所有数的基本标度(scale)。此处其定性地用作“量尺”而其表示量化的程度。而数“0”的概念被符号化为数值“0”。如此做,其定性地用作设定所有数的“量尺”方向的“坐标尺”。其被设定为定性的基础以确定+和-的方向。同时,其由于变成量尺“0”的定量单位而起双重作用。
从数“0”和“1”的性质和概念产生的数值“0”和“1”在“存在阶段”中是相同量纲。不知道这一方面,科学家如今在“现实阶段”的计量中解释数值“1”和“0”的简单的定量含义并且这导致周围的静质量和光子压力以及波和粒子的混淆。而其发生是由于人们在定义命题和建立概念时忽视两冲突因素就量纲而言是相同的这一事实。当在“存在阶段”中建立公理和假设时产生混淆而人们只将数“0”和“1”的意义和定量含义解释为计量世界(即“现实阶段”)中的定量计算单位。
在“存在阶段”下,两个冲突因素“0”和“1”是等价的。然而,计量世界中两个冲突因素不同的功能。也就是说,“0”和“1”定性地落入不同量纲并且它们定量地取不同的计算值。他们假定“1”和“0”(1=光速、真、量尺,0=静止、假、定向尺)结合的量纲(光速-静止、真-假、量尺-定向尺)。结果是,光子在“存在阶段”具有“1”或“0”的性质而这是光速总是“1”(即不变量)而光子的静质量变成“0”的原因。
同样,光子的量作为粒子是数“1”而这也有最小公因数的含义,从而用作推导随后的不变量方程的起点。作为波,光子变成“0”,这意味着其没有量(即质量)。结果是,光子同时具有0”和“1”的含义。就量而言,光子具有冲突组成“0”(无质量)和“1”(质量)的方面。而就性质而言,光子具有冲突组成“0”(静止)和“1”(光速)的另一方面。
II.“光”的结合本性的转换 严格来讲,“光”作为粒子和光子的简单二分法在逻辑上是自身矛盾的,因为粒子和波是两种冲突的量纲。从自然科学的视角看,两个冲突的因素不能以相同量纲同时存在。更准确地讲,“光”是可计数的粒子且其也是以不同量纲的不可计数的定性波。就是在冲突的二重性中,这意味着具有逻辑上相应量纲的冲突因素应该匹配。
以前,当以粒子和波来说明光时,其是逻辑矛盾的,因为波和粒子作为两个相同量纲的冲突因素而建立。然而,当将光从定量角度解释为粒子和从定性角度解释为波时,波和粒子的量纲不同。相反,它们被解释为具有结合对(conjugate pair)的属性并且这正确地定义了“光”的二重性而没有任何逻辑矛盾。
如果“光”以光速运动同时具有可计数的质量,质量的概念是定量的而光速的概念是定性的。并且这两个概念量纲不同且它们相互冲突。当光的结合性质(即质量的定量概念和光速的定性概念)被正确理解,可以用实验解释为什么“光”或者作为粒子或者作为波被从现象上观察到。质量和光速的概念不是量纲相同的冲突因素(不同于粒子和波的简单划分)并且它们自身是逻辑顺序而没有矛盾。
让我们用实例来更容易地理解“结合对的属性的转换”。当我们说男人不能是女人时,即使不解释假定相同的性别变量量纲,这还是可以很容易地理解。然而,当我们说男人可以是女人时,这在我们实际上说男人就性别而言是男性而就性格而言是女性时才成立。也就是说,性别和性格的量纲不同。因此,一个人可以具有男性的性别而具有女性的性格。
让我们将“结合对的属性的转换”扩展到复杂的时空概念。“光”作为粒子和波是不具有简单二分法的定义。让我们记住其在一种量纲是粒子而在另一种量纲是波。
可以理解粒子具有空间属性而波具有时间功能。时间功能指某一功能与时间相关。因此,“光”不是具有时间和空间的时空连续性。相反,“光”同时具有时间功能和空间属性。这在时间功能被时间属性以及空间属性被空间功能所代替时成立。现在,让我们将时空逻辑的转换联系到代数的算数运算符或逻辑运算符。
作为逻辑运算符的交集符号(∩),与诸如乘(×)和除(÷)的算数运算符是相同的量纲。并且该交集符号暗指“且(同时)”,在物理学上表示空间属性。相反,作为逻辑运算符的并集符号(∪),与诸如加(+)和减(-)的算术运算符是相同的量纲。并且该并集符号暗指“或”的含义,在物理学上表示时间属性。
基于这一理解,当使用结合对的概念,“光”具有空间属性和逻辑运算符(并集(∪)、加或减)的功能,或者它具有时间属性和逻辑运算符(交集(∩)、乘和除)的功能。简言之,“光”按照不变量方程的原理作为粒子具有加或减的作用或作为波具有同时乘或除的功能。
如此做,发现无限的概念就是概念性和定性的符号,而不是用于定量计算的数值。该转换允许二重性属性,其中时空被光速不变原理所影响和力以不同量纲在无限距离起作用。
“结合对的属性的转换”可以提供基本的线索以解决关于多量纲二重性的转换的复杂性,这从语意学或结构主义方面影响所有理论,正如可以轻易地从相对论和量子力学之间的不一致性看出。
III.能量的定义和能量的最小量子单位 能量是暗示所有物理性质是最小公共性(minimum commonality)的逻辑概念。因此,能够将所有物理量统一成能量的量纲。换言之,基于相同量纲的潜在能力(potential capacity)的各自定义表示所有单独的物理量。
该潜在能力在进行计量的“现实阶段”中被定义为能量。实际上,科学家将数“1”的性质命名为能量且在自然科学中定义的基础的基本物理量和各种导出的物理量只表示能量的定量区别,反映数“1”的性质。
能量的定量区别指物理量作为各种自然现象产生的特有频率的物理量的定性和定量值。这就是说数值(即能量的定量区别)具有两个值(即定性的和定量的)。
在“现实阶段”,自然界的动态表达式(其连续不断地改变)被计量。并且光能由众多光子组成且它们中的每个被称作光子。具体地,当从“光”的动态和定量方面观察,基于光的性质(1光子=1光子的质量=1光子的时间=1光子的速度=1光子的距离)和数“1”的概念,将1光子定义为能量的最小量子单位和无量纲单位的数值“1”。
在进行计量的“现实阶段”中,数值“0”指数值的量化,而不是“0”的概念,后者静止“0”,其相当于“存在阶段”中的光速“1”的概念,这意味着“0”没有任何质量。
当“光子速度”是“1”时,意味着以基本物理量定义的时间单位秒(s)相当于1光子的质量或距离。1光子的距离指作为最短距离的1光子的波长,即1光子的康普顿波长。康普顿波长是特征频率的简单倒数并且对于1光子,该倒数也具有1的值。而且这是光子(具有数“1”的性质的最小量子单位)的特有属性。
在“零区理论”中,基于关于光子最小量子单位的能量的定性转换的定量的值,将用于所有物理量的定性转换的量纲被统一并且将每个物理量的定量值重整化成无量纲参数。
当作为存在于自然体系中的基本常数的普朗克常数被定义为标度以确定物质的最小极限时,其具有数“1”的值且其定量及定性地具有与光子相同的量纲。如果普朗克常数相对于光子(即能量的最小量子单位)被定义,这意味着它们尽管含义相同但命名不同。因此,物质在根本上具有和能量相同的量纲。
随着能量的最小量子单位的新概念的建立,包括基本物理量的所有物理量被重整化成特征频率。而这被称作零区编码。
零区编码的物理意义在于科学观察并计量的所有基本粒子和各种自然现象的确具有它们的特征频率。如果将该概念上的方法扩展,自然就可以解释基本量纲定理,能量定义的转换以及能量的最小量子单位。因此,现实中可以通过物理属性被计量的能量的最小量子单位成为7个基本物理量的实际上的基础物理量(basic physical quantities)。
换言之,7个基本物理量由一个量纲的基础物理量组成。此处的意义在于可以在7个基本物理量之间建立兼容性和等价性。并且这暗示真正范式转变(genuine paradigm shift)的重要信息。
当作为基本物理量的秒(s)是“1”时,其自身成为基础物理量。对于基本物理量和基础物理量之间的关系,它们被从量纲上统一并且这允许所有物理量换算成无量纲参数。这可以与计算机中的基本数据单位是字节,然而数据自身由具有相同量纲的基础数据单位的比特组成的事实联系起来。
IV.能量守恒定律的严格相符 从物理学角度,当普朗克常数或光子数在方程左右两边守恒时,则遵守守恒定律。方程的左右两边指对不同事件,时间概念和物理量结合工作。并且这意味着基于光子(即能量的最小量子)的物理量的数值在等式的左右两边守恒(=,替换运算符)。
而从数学角度,包括算数运算符等的运算数的逻辑值被有效地建立而没有任何矛盾。从计算机语言的角度,基于逻辑运算符等的计算机计算可以在某一时间执行而没有错误或缺陷。在计量世界中能量是守恒的并且这意味着命题逻辑是守恒的。这个意义上,计算上的能量定义超越了简单的物理概念并且扩展到普遍性或不变性,这在计量世界中是守恒完整的。
V.标度不变性 按照“零区理论”,在某物理量的结构化模块(structured module)的不变量方程中,形成
的单位模块(下面解释推导过程),即诸如Κ(库仑常数)、C(电量,库仑)、V(电势,伏特)和m(路程,米)的参数与某不变量方程具有不变的数,而不论任意限定的数值。这被称作标度不变性。
即使参数值(即单位模块)是常数,“零区理论”基于解释人类定义的4个物理量(光速C、介电常数εo、磁导率μo和重力加速度g)的解释、数值以及从众多实验室检测获得了的值确定每个参数的数值。
如此做,发现可以计算超精确的值而保持与全世界的高科技研究院(FermiNational Accelerator Laboratory of U.S.、CERN(Counseil Europeen Pour LaRecherche Nucleaire of Europe)、KEK(High Energy Accelerator ResearchOrganization of Japan)等)宣布了的各种实验现象的一致性。
关于数学证明的哥德尔不完备性定理(Goedels incompleteness theorem)以前证明了单位模块中的每个参数的数值不能通过纯数学论证被推导。因此,它们的值可以自由确定并且它们由于无限的排列和组合理论上可以具有无限的值。
需要注意这样的事实,即由于满足不变量方程的无限计算方法,不变数可以具有不同的值。广义上讲,对给出问题的答案很重要。然而,在所有科学领域中普遍接受如何发问更重要。
然而,由于缺乏数学逻辑的考量,科学家几乎不能展示原因。本文的答案对于不变量方程和不变数,对概念的选择和自由有很大作用。这是相比于答案(结果)自身,如何结合哪些参数以得到答案(结果)更重要且有用的原因。该原因是基础参数可以以不同的方式被结合,产生具有完全不同的物理性质的参数。
例如,如果数是所有科学领域的交流工具,天体物理学家将想要找出关于天体物理学方程或定律的参数而他们对于涉及生物学或土木工程的参数将没有这么大的兴趣。
自然界选择高度限制的参数的最小值,即约束参数(constraints),产生每件事的调和。自然界通过所谓的不变量方程将平等(equality)的概念赋予每件事同时配置自由的概念,其允许自然界本身中的无限的可能性。自由和平等的概念的二重性与数“1”的概念紧密相联并且这成为建立能量的最小量子单位的基础原理。
实际上,4个物理量(根据解释是3个),即形成不变量方程的参数,成为自然现象的基本因素。这些基本因素相当于计算机程序核心的4个算数运算符(一些情况下是3个逻辑运算符)。更具体而言,这些运算符产生标准句法,即所有语言句法的通用结构。
在标度不变性的中心,参数的单个数值并不要紧。相反,自然界的原理作为结构组合的结果表现为不变量方程并且其和某公式(算法)一起保持某数值。
科学并不都是关于理论,还关于通过检测的证明。在“零区理论”中,值得注意的是物理量的单个数值不是数学上证明的,而是通过检测结果而验证。换言之,简单的单个物理量的试验结果和有关的机制根本不够。相反,它们(例如不变量方程)之间的关系和结构意义实际上更有用。这是从结构视角上单个物理量的方程和数值尤其要紧的原因。
物理量之间的关系的两个主要效用,即从不变量方程提取的不变数的概念,易于计算和各种物理量的关系。
◎将SI单位(基础单位和导出单位)换算成绝对数值 当按照“零区理论”将如今在物理学上使用的多样且复杂的单位进行基本量纲定理(c=h=1),可以得出图1中的非常简单的标准编译码(零区编码)。
对于换算成数值,多样且复杂的物理量(单位)按照零区理论换算成统一的单位并且它们可以根据图2-19中的从“零区理论”导出的物理量量化值(无量纲参数)被简单计算。
广义上,图2-19中解释的物理量的量化值也是标准编译码(零区编码)。也就是说,通过量化将不同语义量纲的物理量换算成无量纲参数的编码也落入标准编译码(零区编码)的类中。
按照“零区理论”的基本量纲定理基本上将当今以多样且复杂的名称和符号表示的物理量(单位)化简成若干单位。此外,这允许由于不同量纲而在以前不能被计算的、具有不同含义的物理量(单位)通过量纲的统一而计算。结果是,从科学家、工程师到普通人的所有使用者都可以提高他们对自然科学术语的理解,而这至今都被认为是复杂且困难的。最后,其针对于提供创新的机制(界面)以使在研究、工业或日常生活中的所有基本计算和计量容易且便利。
◎“零区理论”的新的不变量方程的意义、推导过程和验证 在自然科学中使用的各种物理常数之间,与任何其它物理量不同,下述4个物理量在以前被定义而没有任何不确定度。
第一不变量方程
从基本量纲定理和4个以前定义的物理量导出第一不变量方程。由于基本量纲定理中c=h=1(s=1),介电常数和磁导率由介电常数的方程建立了如下的倒数关系; εo·μo=1 并且对于介电常数和磁导率之间的关系,当化简量纲后,
(
是库仑常数,), 据此,
----------------------① 在前述方程中,μo仍具有导出单位的量纲。
当作为基本物理量的时间被量化并设定为无量纲参数“1”,且方程①按照降维(dimensional reduction)的基本量纲定理换算成零区编码,得到
------------------------② 如果化简方程式②,
------------------------------------③ 并且方程③所用的物理量如下;
(库仑常数),C(电量,库仑),V(电势,伏特)和m(路程,米)。
方程③是第一不变量方程而10-7作为不变数是满足第一不变量方程的常数且其表示为I0-1。
按标度不变性转换方程③。
不管形成
的单位模块(特定物理量的结构模块)中的
,C,V,m(参数)可能取什么值,不变量方程③及满足不变数(10-7)的关系被建立。这是产生标准编译码的核心算法的标度不变性。从参数(即单位模块)组合导出的值是不变数并且它们不管怎么变换都是常数。
具体地,计量状态中的不变量方程和不变数的意义如下;假定前述方程中的参数是没有量纲的值,
、C、V、m的物理量不管它们如何任意设定,不管时空属性(换言之,不管如何定义时空或者不管时间的推移或空间结构的改变)都具有常数值10-7。
因此,代表自然界的物理量的参数的结构组合暗示数“1”(能量的最小量子单位)的属性并保持10-7的结构组合的关系。
让我们看一下为什么要将语言文字(严格定义的逻辑表达式,例如物理量或计算机命令)换算成数值。本文中可以推断的是基于反映自然界的不变性的不变量方程和不变数之间的结构组合关系,可以将表示自然界的物理性质的参数表达为简化的数值。
也就是说,
这意味着如果自然界的物理性质通过满足不变量方程和不变数的数值被表示,那么数值趋于既含有定性的含义又含有定量的信息。
因此,数“1”,能量的最小量子单位,实际上具有
中的集合理论的关系并且此处的属性就是“合一性(oneness)”。
基于在基本量纲定理中定义的时空的状态和数以及人类已经标识的3个主要物理常数(牛顿常数、爱因斯坦常数和普朗克常数),可以进一步解释集合理论的关系如下; “定性的”是实数,表示能量概念自身。这指光速不变的原理的爱因斯坦常数,即,在“存在阶段”。
“定量的”是另一个实数。它具有于“质”相同的量但方向不同。这组成了质量的概念并且表示量子理论的普朗克常数,即,在“现实阶段”。
“相同的量纲”是具有相同的量但方向不同的两虚数的并集(union)。而且这提供连续性,即“质”与“量”之间的联系。
含有时空概念以及确定能量和质量之间转换率的重力的牛顿常数表示“现实阶段”。尤其地,在该阶段,重力的概念是突出的并且此处存在类似地联系两独立实体(separate substance)(实数)的虚数。牛顿常数意味着两前述实数不能被隔离。
在“存在阶段”,除了能量和质量,该虚数也具有不可分离的属性。当其达到计量世界,即能量和质量是分开的“现实阶段”,其由具有效用的实数所替代。(虚数的量化) 因此,可以写出如下的简单方程; c=h=G=1 (存在阶段) c·G=+i,h·G=-i(符号阶段) c=h=1≠G (现实阶段) 这根本上说明了推导牛顿运动3定律的原因。此外,这为解释诸如力、质量、加速度等的基本物理量和导出物理量的性质和量纲提供基础。
在3个主要物理常数之间的集合关系通过数3的符号(比喻)定量表示,其具有数3的含义。换言之,当一等于三时,这听起来很简单。然而,这暗示着复杂的不变量的逻辑概念,该不变量以稳定(homeostasis)的形式出现。
说到为什么自然界保持稳定的问题,可以解释为不变性的原理,即合一性和谐地整合到每件事。
因此,就能量守恒而言,真实的能量属性已经含有不变性原理且逻辑结构在计量世界被保存。不变性原理暗示数的含义和量化的概念。
不理解前述不变性原理,人类任意地为自然界的物理量指定名称和符号,起草并转换方程。
例如,推导和利用各种方程,观察、计量并分析了自然界中不同的物理性质如何相互作用并标识了它们之间的关系,。
现在,如果使用不变性原理,可以将任何复杂单位的表达式化简成上面已经示例的表达式(参考图1中SI和零区编码的关系)。
让我们看一下对于标度不变性,将方程③应用于工业工程的具体实例。
当将不变性原理应用于计算机工程,能够产生用于文字/符号(即计算机数据输入的基础单位和数)兼容的逻辑结构的机制。
由于基于不变量方程和不变数提取兼容的逻辑结构,目前的基本单位和导出单位的量纲障碍可以被克服并且可以产生新的计算机运算机制。就含义和定性的内容而言,任何方程可以轻易被转换。认识到这一可能性,诺贝尔奖得主Feynman表达了他没能如此做的挫败。
暗示特定含义的基础的无量纲参数被用于自然科学领域的所有物理量的整个计量、分析和运算等的过程,并且此处的运算系统超过了计算机的简单OS。这是计算机系统自身新扩展的OS,其是计算机语言的高级概念,而不是计算机语言的特定OS。
同时,该OS由数自身=方程=算法=计算机编程语言=计算机程序这一创新的方法所组成。这将引发计算机科学和工程的技术革新。
第二不变量方程 从基本量纲定理和第一不变量方程产生第二不变量方程,其由4个之前定义的物理量所推断。
首先,以下述方程表达精细结构常数。
-------------------------------------① 当基于基本量纲定理(c=h=1)和εo·μo=1,
,
化简方程①,
且
------------------------------② 当化简方程式②,
(电容法拉) 目前,使用方程①和②来确定(fix)精细结构常数的参数值,其是唯一一个表示为无量纲参数的物理常数。此外,基于实验现象的分析,相比于其它常数被相对精确确定的普朗克常数的值和电子质量、电子-电荷比等也被参考。
从参数的组合提取的值应该与高度精确的、实验标识的精细结构常数一致。
当考虑所有这些因素,导出下述新的不变量方程; 也就是说,方程e2(x-1)·mx=C(x-1)·V(x+1)=常数--③被单独称作第二不变量方程。
形成方程③的物理量及其参数的意义如下; e(电子质量,电子的特征频率),C(电量,库仑),V(电势,伏特),m(长度,米),x(不变数;这是满足第二不变量方程的不变数并且记作I0-2)。
第三不变量方程 由从基本量纲定理推断的第一和第二不变量方程和之前定义的4个物理量导出第三不变量方程。
特别地,第三不变量方程可以被称作电子的方程。将看到方程自身是来自第一和第二不变量方程的物理量的简单结合。
-------------① 由于第二不变量方程中的
可以将方程①写成
----② 并且可以将方程②写成
前述方程与由第一不变量方程导出的
一致。
下面是对基本量纲定理中的电子的方程的说明。
按照“零区理论”,不变性原理指通过不变量方程表示的物理定律与定义和基础坐标体系无关。让我们以前面的内容为例。发现电子的特征频率(无量纲参数)由某些参数的组合组成并且这是不变量方程之一。形成不变量方程的每个参数的值不固定,而从初始条件确定。
实际上,电子质量(静质量)是基于任意确定的参数(物理量)值由实验确定的。换言之,初始条件的任何改变将影响参数值。然而,这不影响不变量方程及特征频率。
这就是说无论形成电子(即物理体系—不同的表达)的参数可以取什么值,无论选择哪种坐标体系,电子质量是常数。因此,电子质量实际上意味着电子的一个物理体系的标准化特征频率是常数。简单地说,电子质量与参数无关。
而且这意味着场具有量子化效应(考虑到本性,具有特定物理属性的参数是不可计数的,。然而,当它们形成集合,它们被认为是具有特定物理性质的单个粒子。
在零区理论中,确定电子的特征频率的过程开始于参数的最优组合的标识,即不变量方程中的物理量。
不变量方程不必然有且只有一个。其根据参数而改变。并且可以有多种涉及电子特征频率的参数的类型和组合。
在“零区理论”中,基于参数(即自然科学中确定且使用的常数)分析实验结果,其是物理量的初始条件。并且最优化的参数的不变量方程被标识并且它们被用于确定特征频率的数值。
在近代物理中这是相当于静质量的值。并且在实际计量环境(即“现实阶段”)下,包括电子速度等的计量条件决定电子的特征频率。也就是说,在完成计量后,相对论或量子力学定律确定电子的特征频率。
目前计量的实验检测结果实际上是根据第一和第二不变量方程必然出现的逻辑值。
尽管通过多次重复实验的计量,至今有效数字只有3或4位数字,因为检测结果只是指在检测开始时没有适当考虑的任意输入值。原因在于并不完全理解确定参数值的参数和机制之间的关系。
“零区理论”基于第一和第二不变量方程推导电子的方程,即第三不变量方程以确定电子的特征频率。与电子的方程或不变量方程相关的每个参数与实验值比较并分析。如此做,能够确定准确或更精确的量化值(即没有任何单位的无量纲参数),其与实际检测的结果的有效数字一致。
通过将这些量化值于实验标识的主要物理常数比较,可以轻易且迅速验证它们的准确性或精确性。然而,这些值通过在c=h=1的条件下重组化而被量化。
标准编译码的主要实例,来自第一、第二和第三不变量方程的量化值如下;(参考图11-19的物理常数的详述内容) e(电子质量,电子的特征频率) =1.235 589 974 868 724 792 155 761 198 372 6×1020 =0.510 998 902 099(MeV.) C(电量,库仑) =7.711 946 866 283 794 025 643 684 684 814×1038 V(电势,伏特) =1.956 951 367 003 645 371 172 713 612 315 9×10-6 =(5.109 989 020 99×106)-1
(库仑常数) =7.607 407 969 385 944 307 421 934 683 512 5×10-44 m(路程,米) =3.335 640 951 981 520 495 755 767 144 749 2×10-9 =(2.997 924 58×108)-1
εo(真空中的介电常数)=1/μoc2 =(9.559 750 795 793 331 736 093 832 519 390×10-43)-1 =1.046 052 372 453 097 346 175 822 774 076 9×1042 ◎基础SI单位的量化过程和量化值 如何将7个基本物理量变成标准编译码 I.秒(s) 基于数“1”的性质将能量的最小量子单位确定为1秒并且秒的单位自身被定义为无量纲参数“1”。在基本量纲定理的中心是秒(s)的符号的概念。
秒(s)的量子数固定为“1”,因为它是明显且必然不变的、定性且定量地具有纯数学逻辑结构和各种实验现象学。
基础SI单位是以长度、质量和时间的顺序描述。然而,由于时间的概念越发重要,所以“零区理论”是时间、长度和质量的顺序。
考虑倒物理性质,时间的概念很重要,因为在现实世界中可计量的7个基本物理量由基础物理量秒(s)(即,能量的最小量子单位)组成。
这就是说,7个基本物理量由一个量纲的相同基础物理量组成。这表示重要的范式转变的信息,即已经被认为具有不同语意量纲的7个基本物理量实际上可以兼容和等价。
当作为基本物理量的秒(s)变成“1”,其实际上变成基础物理量。基本物理量和基础物理量之间的关系就量纲而言被统一并且现在能够根据这一概念将所有物理量换算成无量纲参数。
这可以与计算机的基础单位是字节,而字节由具有相同量纲的基本数据单位比特组成的事实相联系。
在现实的特定理论中,对于不变性光速的概念,“光子速度”被确定为“1”并且这解释秒(s),即基本物理量中的时间单位相当于1光子的质量或长度。
1光子的长度是最小的基础长度,相当于1光子的波长。而这指1光子的康普顿波长。康普顿波长是特征频率的简单倒数。作为最小量子单位的光子,特有地具有数“1”的属性,其倒数也是1。
通常,某粒子的康普顿波长等于质量的倒数并且在此情况下可以写出下述方程。
此处,在“存在阶段”下,c=h=1(=sec)。因此,这被化简为 并且光子的康普顿波长是 此处,mph是光子的质量而光子的康普顿波长(λph)变成光速(C)自身。
根据基本量纲定理,解释时间(s)和量化值的方程如下; λph=c=1 就特殊的相对论而言,正如在前述方程中可见,光速不变定律指向数“1”的性质,即,能量的最小量子单位的概念。
基于有关光子的最小量子单位的能量定性转换和定量值,“零区理论”统一所有物理量的定性转换的量纲并重整化每个物理量的定量值。当作为自然系统统的基本常数的普朗克常数被定义为物质的最小极限,其具有数“1”的值并且其定性且定量地具有与光子相同的量纲。
如果将普朗克常数与能量的最小量子单位(光子)联系从而定义,普朗克常数将具有与光子相同的含义,然而命名不同。因此,物质显然具有与能量本质上相同的量纲。
因为建立了关于最小的能量量子单位的新概念,包括基本物理量在内的所有物理量被重整化并且分配特征频率,其被称作统一常数(unificationconstant)。对于统一常数的物理意义,所有从科学上观察并计量的基本粒子以及各种自然现象的确分别具有它们自己的特征频率。
II.长度(米) 按照基本量纲定理,长度的方程和量化值如下; c=2.99792458×108m=h=1 因此,m=3.335 640 951 981 520 495 755 767 144 749 2×10-9 =(2.997 924 58×108)-1 贯穿整个历史,人们对长度的本质很困惑,即什么是长度。所有伟大的哲学家、数学家和物理学家尽他们最大努力来想出长度的定义或计量方法,然而他们并不成功。原因在于长度本质上与复杂的时空概念相联系。
在“零区理论”,如可以从前述方程看出,长度的概念与“光”不可分割。此外,长度的概念还与普朗克常数中的能量以及量子的概念相联系,而后者解释至今在量子力学中都被认为很困难。对于进一步详述参考基本量纲定理 III.质量(千克) 根据基本量纲定理和第一不变量方程
质量的方程和量化值如下; 这一数字是质量(kg)的特征频率,其可以代替目前的质量原器。当将这一方程具体地转换,1kg指1.356 392 774 181 127 915 890 126 597 759 6×1050个光子,这在基本量纲定理中定义。“光”的质量(特征频率,频率)是“1”。因此,如果以kg表示它 1/1.356 392 774 181 127 915 890 126 597 759 6×1050 =7.372 495 777 292 186 610 358 857 094 764 4×10-51(kg) 在电子的情况下,一个质量(特征频率,频率)如下; e(电子质量,电子的特征频率) =1.235 589 974 868 724 792 155 761 198 372 6×1020 当将一个电子的质量放入kg,得到 1.235 589 974 868 724 792 155 761 198 372 6×1020/1.356 392 774 181 127915 890 126 597 759 6×1050 =9.109 381 872 184 232 506 093 830 281 962 3×10-31(kg) 如果在电子的基础上转换,1kg指1.097 769 326 208 103 794 588 593 5250434×1030(1.356 392 774 181 127 915 890 126 597 759 6×1050/1.235 589 974868 724 792 155 761 198 372 6×1020)个电子,因为按基本量纲定理,能量的最小量子单位光子是1。
总的来讲,“零区理论”消除了量纲的障碍并且将包括“光”或“电子”的任何粒子(原子)换算成无量纲参数,即没有任何单位的特征频率。如此做,能够将它们换算成包括质量(kg)的任何物理量(基本物理量,导出物理量)并且以任何需要的物理量来表示它们。
IV.电流(安培) 根据基本量纲定理和不变量方程
电流的方程和量化值如下; s=1 因此,A=C=7.711 946 866 283 794 025 643 684 684 814×1038 A=安培(电流),C=库仑(电荷),s=秒(时间) V.热力学温度(开尔文) 根据基本量纲定理和第一不变量方程
热力学温度的方程和量化值如下; 此处,作为形成热力学温度的参数的物理量如下; e(电子质量,电子的特征频率) vτ(τ中微子,其在本方程中表示为与电子的相对量) CV=C×V=W(瓦特) kmax(电子的最大动能,其在本方程中表示为电子的相对量) ke(是中的物理量并且指电子中微子的势能) ※在前述方程,ke和ve标记与电子的相对量。热力学温度具体由下述过程推导; 通过使用普朗克的
的值代替
(平均能量)的经典值=ΚT,对于黑体谱内的能量密度,普朗克提取下述方程 -------------------① 这是普朗克的黑体谱。根据普朗克的假设,物质只可以具有总能量
以满足下述方程。
--------------------② 此处,v是频率而h是通用常数。
当按照基本量纲定理将方程①和②结合到
得到
---------③ 方程③可以化简为 -------④ 此处,κ是波尔茨曼常数且下面是该常数的方程; ----------⑤ R(理想气体常数) NA(阿伏伽德罗常数) K(绝对温度常数) κ(波尔茨曼常数) 此处,热力学温度K基于基本量纲定理量化得到。也就是说,绝对温度单位自身变成常数。
根据基本量纲定理,这些常数间的关系可以表示为如下; CVR=NAK-------------------⑥ 基于方程⑤或⑥,可以将方程④表示为下述方程。
∴RT·ln(8π+1)=NA 在前述方程中,T代表普朗克黑体谱中使用的温度且它是总能量设定为1
时,被具体固定为初始条件的温度。
此处值得注意的是,当标识了形成这些常数的物理量的参数的准确值,以及热力学温度方程中的波尔茨曼常数((κ)、温度(K)和阿伏伽德罗常数(NA)之间的关系并在量化过程中,就能够确定特征频率。
换言之,需要注意物理量不必然是基本的或辅助的。相反,它们是内在相关的。也就是说,这些物理量从由基本量纲定理推导的物理量的参数之间的复杂相互作用而获得。在第一、第二和第三不变量方程以后,主要参数之间的方程是如下的第四不变量方程; 第四不变量方程 基于基本量纲定理和第一、第二和第三不变量方程使用的主要参数物理量,推导第四不变量方程如下; ------------⑦ 由于作为涉及3种中微子的参数的物理量出现在热力学温度的方程和第四不变量方程,可以按下述解释这一物理量如何与描述3种中微子类型的方程相关; 首先,下述方程是“零区理论”在历史上第一次揭示的3种中微子。
-------------⑧
--------------⑨
--------------⑩ 由方程⑧,⑨和⑩,可以导出作为热力学温度中的参数的物理量并且第四不变量方程如下; vτ=kmax+kτ--------------------
vμ=kmax—kμ-------------------
ve=kmax—ke-------------------
方程
中的kτ指τ中微子的势能。
方程
中的kμ指μ中微子的势能。
方程
中的ke指电子中微子的势能。
方程
和
中的kmax表示电子的最大动能。
这些方程和物理量被“零区理论”第一次定义且发现。
第五不变量方程 第五不变量方程解释基本量纲定理、轻子、第一代电子和第二以及第三代结构间的形式关系,并且它尤其被称作第五不变量方程。
第五不变量方程描述3种中微子并且可以以如下的两种方式所表示。特别地,在本文中出现的物理量(例如vτ,kτ,vμ,kμ,ve,ke)之间建立下述方程。
-------
可以按下述的不同方式书写方程
; 4(vτkμ-kτkμ-vτve+kτve+kμke-vμve) +2(vμ-ke-kμ+ve)=0 --------
方程
或
在第一、第二、第三和第四不变量方程之后被称作第五不变量方程。
解释了普通的验证方法和按照“零区理论”的标准编译码的自验证机制。
在“零区理论”,普通的验证方法检验标准的明确性、确定性、证明和一致性等。总之,是检验标准编译码的值(即理论输出自身)是否与自然科学家在实验室多次重复检测的各种主要物理量的经验值以及物理常数一致。
自验证机制是贯穿整个历史,许多后继的数学家或物理学家作为理想验证方法一直追求的。按照自验证机制,理论的发明人交叉检验理论整体性而建立最初的理论整体性。这一方法关注于推导过程自身以及理论结论的整体性。
该自验证机制处于“零区理论”的核心,其是世界上首次配置。并且这用作理论建立的初始阶段的最有用工具。
标准编译码统一不同语意逻辑表达的量纲并且其配有普通验证方法以及自验证机制。因此,其成功地提供高度便利且精确的验证机制,典型地解决复杂且困难的验证方法。
下面是主要参数的验证过程。
以前提及了波尔茨曼常数(κ)、温度(K)、阿伏伽德罗常数(NA)等之间的关系应被标识并且形成这些物理量的参数以及它们的准确值也应被定义。如果①至
的整个过程的所有方程是正确的,物理量(模块单位)的精确且优化的值,即确定波尔茨曼常数(κ)、温度(K)和阿伏伽德罗常数(NA)的参数应该一致性地满足下述方程。
此外,从前述方程中提取的每个物理量的量化值必须与来自实验室检测的不同值严格一致。
1.
εo·μo=1 2. 3.
4.
5. 6. 7. 8.4(vτkμ-kτkμ-vτve+kτve+kμke-vμve) +2(vμ-ke-kμ+ve)=0 ※前述方程中含有的基本粒子的量化值与电子相关。
从每个方程推导出同时与各种实验值保持一致的最优化量化的值完成方程。每个方程通过与实际检测结果比较的普通验证以及自验证机制被快速且精确地验证。
下面示出标准编译码的主要实例,其是从第一、第二、第三、第四和第五不变量方程之间的复杂关系分析和计算的主要物理量和基本粒子(包括最新发现的基本粒子)的量化值。(进一步详述参见图11-19的物理量常数)。
κ(波尔茨曼常数) =1.380 650 334 847 464 008 886 397 624 714 7×10-23 K(绝对温度常数) =2.083 664 363 959 385 424 979 273 593 227 4×1010 NA(阿伏伽德罗常数) =6.022 142 008 542 920 644 337 796 525 434 4×1023 R(理想气体常数) =8.314 472 380 593 762 849 583 440 123 008 3 ※下面的基本粒子的量化值是通过“零区理论”最新发现的。这些值被配置成用于不变量方程的计算并且它们指示与电子的相对值。尤其是,表示3种中微子的势能的基本粒子是最新发现的。
ve(电子中微子) =8.246 502 879 635 475 564 134 219 679 684 5×10-6 ke(电子中微子的势能) =0.499 991 753 497 120 364 524 435 865 780 32 vμ(μ中微子) =0.352 563 691 992 836 472 671 985 118 149 53 kμ(μ中微子的势能) =0.147 436 308 607 163 527 328 014 881 850 47 vτ(τ中微子) =31.201 162 839 906 268 430 116 671 848 600 kτ(τ中微子的势能) =30.701 162 839 906 268 430 116 671 848 600 VI.物质的量(摩尔) 根据基本量纲定理和不变量方程
摩尔的方程及量化值如下;
∴NA=6.022 142 008 542 920 644 337 796 525 434 4×1023 ※上述方程中的ve(e),vμ(e)指电子中微子和μ中微子的特征频率,而不是相对于电子的值。
为了解释为什么该常数在确定α+1(精细结构常数)时具有特定值,采用了物理量之间(即各种参数)的优化。
前述方程左边的指数项
与重要的物理常数NA(阿伏伽德罗常数)相关。并且示出了建立下述包括NA(阿伏伽德罗常数)的方程以确定α+1(精细结构常数)。
利用主要参数物理量(例如温度(K)和大气压(Pa)的方程以说明与其它实验常数作为C(电荷),κ(库仑常数),V(电势)和NA(阿伏伽德罗常数)量化的不同方式的整体性。
NA×273.15K =22.413 995 862 414 866 245 879 266 415 994×10-3m3×101325Pa 此处, VII.光强度(坎德拉) 根据基本量纲定理和不变量方程
基于坎德拉(cd)的定义的光强度的方程及量化值如下; <量子霍尔效应理论的实例> 根据量子霍尔效应的理论,定义为的霍尔电阻只取n—1,2,3.........的值。此处,n是整数而被称作冯·克利青(von Klitzing)的RΚ与基础电子电荷e及普朗克常数h之间具有的关系。
由于冯克利青常数可以被计量精确到1/109的水平,目前使用量子霍尔效应设定电阻的标准。正如在1990年1月,定义了欧姆(Ω)因而RK准确地是25812.807Ω(PAUL A.TIPLER撰写,Physics for scientists and Engineers,Physics textbook publishing committee,Cheongmoongak,1991年翻译)。
物理量通过标准编译码(零区编码)被换算成无量纲参数然后变回需要的物理量用于计算。目前,如可以从下面看出,相比于1990年1月定义的RK(25812.807Ω),通过标准编译码的计算产生更精确的有效数字。
从工业工程的视角,这也说明了准确且精确的设立在产生可以被国际认可的通过鉴定的电阻计量装置方面如何重要。
对于该信息,当基于零区编码化简量纲时,欧姆(Ω)被表示为
数学证明和普通定义的可能性的命题的局限可以通过将前述提及的物理量换算成绝对数而被克服。并且可以再次发现物理量和物理常数的真实意义和值,其以前只被认为是简单的物理符号。
◎按照“零区理论”的自验证体系的实用性 “零区理论”可以通过与实验现象相比而精确地验证。换言之,通过将“零区理论”的计算值和迄今标识的各种物理量及物理常数的比较分析,任何普通人可以快速、便利且精确地验证“零区理论”。
根据配有该有根据的(solid)自验证机制的“零区理论”,一旦它们被用特定物理量解释,普通人以及专门的科学家可以快速且准确地验证任何具有复杂方程的命题。也就是说,方程左右两边的各种物理量或物理常数按照“零区理论”被换算成无量纲参数从而计算。然后检验是否这些计算结果等于命题中的数。
贯穿整个历史,这一对验证体系的需要新的理论被建立时不可避免的增长。如今,科学家以及普通人可以用新理论的验证解决多年的争论。这表明科学史的重要转折点,因为科学的验证不再是科学家的庇护所。
伟大的诺贝尔奖得主Weinberg曾经为如何快速验证新理论的问题提供了明确的答案,这是我们需要留意的。
“我肯定所有物理常数的值的理论基础将被发现。解释每件事的理论将出现。并且对于其验证,可以在以前计量的标准模型中观察是否该新理论准确地与物理常数一致。
他的评论在此预测了快速验证的理论机制。并且一旦它们被特定物理量所指定,这可以被用于解释每件事的理论以及通用理论。如今科学家坚持寻找前述提及的命题的形式。
尽管这样,自然科学的所有领域造成巨大的副作用(对理论真实性的争论等),因为该形式结构尚未被发现。在所有时代和国家,科学家追寻着新的验证机制以终结对科学验证的长期存在的争论。
在此,让我们抛弃对物理常数的一般公开的流行的概念,即它们很难。“零区理论”之前,物理量被理解为带有陌生的单位(可以显现物理常数=数+单位)的复杂且巨大的数的组合是事实。
现在,可以从简单句法,而不是物理学家复杂的语意的视角来看物理常数。如此做,物理常数不再是只有物理学家理解的基本物理量或导出物理量的组合。物理常数就是能量的最小量子单位的简单的数的组合。
按照“零区理论”,只要数值与伴随单独物理量的奇怪单位相连,就可以验证任何理论。现在,我们可以自信地讲需要最小能量的最逻辑的表达是数。同时,我们可以意识到在我们生存的世界中,抽象数“1”的性质的不可思议的特定效用。
◎按照“零区理论”的标准编译码 1.概述 按照“零区理论”的标准编译码的概念可以扩展到定义无量纲参数与提取数的自然动态方程之间的兼容性的数据库。
例如,如果在无量纲参数“N”和自然动态方程“F(A,B,C,D)”之间关于如下物理量A、B、C和D存在方程,标准编译码自身是将“F(A,B,C,D)”的动态方程和无量纲参数“N”按1对1的关系匹配的数据库。
作为参考,自然动态方程表示数学逻辑表达式,其中在物理量的参数中说明(account for)自然现象。因此,表示物理量、无量纲参数的方程或基础单位、物理常数之间的方程或基本粒子的各种性质和无量纲参数的参数的结构化组合都是自然动态方程的实例。
F(A,B,C,D)=N 此外,标准编译码含有基于在前述方程的左右两边的常规类型的重复数学运算,绘制自然动态方程“运算{F(A,B,C,D)}”和无量纲参数“运算{N}”的数据库。
运算{F(A,B,C,D)}=运算{N} 为了便于解释,进行数学运算的无量纲参数“N”被称作母数而作为数学运算结果的“运算{F(A,B,C,D)}”被称作子数。并且数学运算前的方程被称作母方程而数学运算后的方程被称作子方程。
为了从前述母数产生子数,在母方程的左右两边执行下述数学运算并且随后得到子方程。然而,本发明不限于此。任何具有特定类型的数学运算可以被应用。现在,当将常规类型的数学运算应用于自然动态方程或无量纲参数,这被称作自然动态方程或无量纲参数的量化。
(1)母方程的左右两边都乘以k以便使自然动态方程或无量纲参数的被量化。k等于a/b。然而,a和b是从1至n的整数集随机选择并输入方程。n的上限被任意设定。k的排列是n2 kF(A,B,C,D)=kN (2)将母方程的左右两边同时进行k次方,可以量化自然动态方程或无量纲参数。k是a/b,a和b是从1至n的整数集随机选择。然而,0不能作为计数器输入。n的绝对值的上限被任意设定。k的排列是(2n+1)(2n-1)。
F(A,B,C,D)k=Nk (3)当方程的左右两边进行k次方并乘以p,可以量化自然动态方程或无量纲参数。k是a/b,a和b是从-n至n的整数集随机选择。然而,0可以作为计数器输入。n的绝对值的上限被任意设定。k的排列是(2n+1)(2n-1)。p是a/b。然而,a和b是从1至n的整数集随机选择从而输入方程。p的上限被任意设定。p的排列是n2 F(A,B,C,D)kp=Nkp (4)母方程的左右两边乘以10k量化自然动态方程或无量纲参数。k是a/b,a和b是从-n至n的整数集随机选择从而输入。然而,0不能作为计数器输入。n的绝对值的上限被任意设定。k的排列是(2n+1)(2n-1)。
10kF(A,B,C,D)=10kN (5)母方程的左右两边进行ln或Log运算并且量化自然动态方程或无量纲参数。
In{F(A,B,C,D)}=InN Log{F(A,B,C,D)}=LogN (6)母方程的左右两边乘以πk并且量化自然动态方程或无量纲参数。k是a/b,a和b是从-n至n的整数集随机选择并从而输入。然而,0不能作为计数器输入。n的绝对值的上限被任意设定。k的排列是(2n+1)(2n-1)。
πkF(A,B,C,D)=πkN (7)母方程的左右两边乘以ek并且量化自然动态方程或无量纲参数。k是a/b,a和b是从-n至n的整数集随机选择从而输入。然而,0不能作为计数器输入。n的绝对值的上限被任意设定。k的排列是(2n+1)(2n-1)。
ekF(A,B,C,D)=ekN 通过上述量化,可以从一个母方程推导出多个子方程。并且按照绘制每个子方程的左右两边的数据库以1对1的关系建立标准编译码。
(8)此外,当多个母方程通过排列而结合并且所有可能的运算(+,-,×,÷)被用于生成的母方程,就得到新的母方程。如果前述数学运算(1)至(7)中的任何一种被用于方程的左右两边,获得多个子方程。每个子方程的左右两边的1对1的绘制数据库可以进一步被包括为标准编译码的范围。让我们看一下3个母方程是如何应用的实例。
-3母方程 F(A,B,C,D)=N-----① G(B,C,D,E)=M-----② H(A,B)=P-----③ -通过向前述3个母方程的排列应用4个基本运算提取母方程 FGH=NMP----④ F/G/H=N/M/P----⑤ (F+G+H)=N+M+P----⑥ (F+G)×H=(N+M)×P---⑦ ..................... 当按上述从4个基本运算推导出多个母方程(④至⑦),通过将数学运算(1)至(7)中的任何一种用于每个母方程的左右两边可以获得多个子方程。从中推导出的绘制每个子方程的左右两边的数据库结构可以被包括在标准编译码的范围。
对于上述数学运算(8),通过将进行4种基本运算的方程①、②和③的左右两边作k次方并且执行④至⑦的数学运算可以推导出母方程。此处,当方程①、②和③的左右两边作k次方,k不必然相同。k是a/b,a和b是从-n至n的整数集随机选择从而输入。然而,0不能作为计数器输入。n的绝对值的上限被任意设定。
下表示如何使标准编译码按上述进行结构化的实例。示例的标准编译码是关系数据库的表格。该标准编译码的关系数据库可以用商品化的质量数据库技术(例如Microsoft’s SQL server,Oracle database server,interface server,LinuxMySQL server等)所创建。然而,本发明并不限于上述提及的技术。
当参考下述表格,含有标准编译码的表格包括用于母方程(母_数)的无量纲参数的领域、用于母方程(方程_地址)的参考编码的领域、用于配置成从母方程(数学_运算)提取子方程的数学运算的领域和用于由对母方程(子数)的无量纲参数(母数)数学运算产生的无量纲参数(子数)的领域;或者,前述提及的“方程_地址”可以直接存储自然动态方程,而不是母方程的参考编码而这对有关人员是显而易见的。
优选地,前述表格需要按聚集索引结构创建。这种情况下,可以加快对表中存储的无量纲参数的检索。基于前述聚集索引结构创建数据库的技术已经被本领域技术人员所报告。因此,此处省略详细的解释。
其它实例中,标准编译码可以以文件的形式产生,其中使用分离符“;”。例如,“母_数;方程_地址;数学_运算;子_数”可以被用作重复的单元以制定标准编译码。
除了前述提及的实例,如果数据库允许自然动态方程和相应的无量纲参数的交叉引用,就可以建立标准编译码。因此,通过无量纲参数1对1绘制自然动态方程的左右两边的机制并不限于前述提及的内容。因此,有关人员也能够提出不同的改变。
图20是建立数据库形式的标准编译码的高级流程图。下述过程也可以用于产生文件型标准编译码的过程。
当参考图20,装配标准编译码模块的客户端被用于通过网络输入数据库服务器(步骤S10)。此处,客户和数据库服务器之间的贯通性符合标准网络拓扑学。
然后,标准编译码模块的用户界面被呼叫(步骤20)。用户界面允许自然动态方程的参考编码输入到母方程的左侧而无量纲参数输入到母方程的右侧。优选地,前述提及的用户界面是GUI(图形用户界面Graphic UserInterface)。选择性地,此处的用户界面可以提供可以输入自然动态方程自身的界面。
然后,标准编译码的编码员通过建立的界面输入母方程和无量纲参数的参考编码并且要求相数据库服务器产生标准编译码(步骤30)。选择性地,标准编译码的编码员可以额外输入包括在母方程中的自然动态方程。
另一方面,数据库服务器含有标准编译码产生模块。在需要标准编译码产生时,该模块由标准编译码的编码员将预定义的数学运算类型(参见概述1(1)至(7))应用于数据输入并产生多个子方程。当标准编译码被产生用于每个产生的子方程时,其存储在数据库中(步骤S50)。对于理论上或实验分析的自然界的各种动态方程,重复进行前述步骤S20至S50是期望的。
另一方面,即使未在附图中示出,前述标准编译码的模块可以提供用户界面以支持无量纲参数的输入和多个自然动态方程的参考编码。通过该用户界面,多个自然动态方程的排列和组合以及在产生的方程之间的所有运算类型(+,-,×,÷)的应用可以被支持,从而产生新的母方程(参见概述1(8)中解释的数学运算方法)并且用于每个产生的母方程的标准编译码通过步骤S40和S50被产生并存储。
标准编译码在此的效用与按标准编译码处理的自然动态方程的数成正比。因此,期望持续更新标准编译码。
标准编译码可以用于表达为无量纲参数的自然动态方程的定性和定量解释。也就是说,如果从实验或理论上获得自然动态方程的物理量,产生的物理量可以在按照“零区理论”换算成无量纲参数后,通过标准编译码被检验。如此做,可以验证用于无量纲参数的有关的动态方程。这允许对从实验或理论上获得的自然界的动态物理量的定量和定性解释。优选地,该转换需要通过与标准编译码相联系的程序自动实施。
图21是流程图,解释按照“零区理论”换算成无量纲参数的自然界的动态物理量的定量及定性转换。此处,图21示出与建立的标准编译码相联系的数值转换程序的过程。
如图21,提供用户界面以便进行转换的物理量按用户的要求输入(步骤60)。前述物理量可以表达为“公制”的标准单位或按照“零区理论”的无量纲参数。优选地,上述用户界面是GUI。
当输入有关的物理量后,用户请求分析,那么将检验是否该物理量含有单位(步骤S70)。如果附有单位,物理量中包括的原始单位被按照“零区理论”的零区编码所替代以便该物理量变成无量纲(步骤S80)并且由此前进到步骤S90。当没有附带单位,直接移动到步骤S90。
在步骤S90,无量纲物理量被用作检索标准编译码的关键词。检索“子数”领域。然后,确定是否存在没有任何误差的无量纲参数。
如果存在没有任何误差的无量纲参数,询问标准编译码以验证含有有关无量纲参数的记录。并且从特定记录中提取母数(母数)、自然动态方程(方程_地址)的参考编码和数学运算方法(数学运算),并将检索结果输出给用户(步骤S110)。
<输出实例> 4.4368740563618544990834786089658e+42 =(P-197-4-1-10)^97*55=(2.64069781000404991)^97*55 在前述实例中,“4.4368740563618544990834786089658e+42”是换算成无量纲参数的物理量。“P-107-4-1-10”是与该物理量相关的自然动态方程的参考编码。而“^97*55”是从标识为“P-107-4-1-10”的自然动态方程中提取“4.4368740563618544990834786089658e+42”的数学运算方法。“2.64069781000404991”是对应于标识为“P-107-4-1-10”的自然动态方程的无量纲参数。考虑到前述输出实例,当动态方程“P-107-4-1-10”进行97次方并乘以55,获得从数据库检索产生的数。此外,当动态方程“P-107-4-1-10”和数学运算方法被彻底分析,可以定量及定性地转换“4.4368740563618544990834786089658e+42”,即无量纲物理量。
然而,如果没有无误差的无量纲参数相匹配,在比该有关的物理量更大或更小的无量纲参数之间具有最小误差的无量纲参数被检索。(步骤S120) 将比该有关的物理量更大的无量纲参数中具有最小误差的无量纲参数称作“无量纲参数大”,而将比该有关的物理量更小的无量纲参数中具有最小误差的无量纲参数称作“无量纲参数小”。
现在是检索的“无量纲参数大”和“无量纲参数小”与有关的““无量纲参数检索”之间的方程。此处的E1和E2表示误差的等级。
′无量纲参数检索′=′无量纲参数大′×E1(0<E1≤1) ′无量纲参数检索′=′无量纲参数小′×E2(1≤E2) 那么,E1和E2分别用作标准编译码的检索关键词。结果是,得到相比于E1和E2具有最小误差的无量纲参数。(步骤130) E1=无量纲参数1×E1′ E2=无量纲参数2×E2′ 现在,可以写出下述方程。
′无量纲参数检索′=′无量纲参数大′×无量纲参数1×E1′(0<E1′≤1) ′无量纲参数检索′=′无量纲参数小′×无量纲参数2×E2′(1≤E2′) 那么,询问标准编译码以标识分别对应于′无量纲参数大′、′无量纲参数1′,′无量纲参数小′和′无量纲参数2′的记录。并且在该有关的记录中的自然动态方程的参考编码、数学运算方法以及母数被提取并将下述结果输出给用户(步骤S140) <输出实例> 小差异1.000000000001133e+00 4.43659250963997925646251581127e+42 =[(P-197-4-1-10)^97*55]*[(S126-47-9)^89/26] =[(2.64067981000404991e+00)^97*55]*[(1.00000560938687011e+00)^89/26] 大差异1.00000000000000067e+00 4.43659250963997925646251581127e+42 =[(S31-25-4)^1/1*1/1]*[(A-202-12-1-1)*(61/88)^-1] =[(4.43695925096400010)^1/1*1/1]*[(1.44262295081966996)*(61/88)^-1] 用户可以基于前述输出的实例进行如下的转换;也就是说,进行分析的物理量“4.43659250963997925646251581127e+42”与“(P-197-4-1-10)^97*55”的动态方程相关(其中应用数学运算“^97*55”)并且还和“(S126-47-9)^89/26”的方程相关(其中应用数学运算“^89/26”)。方程(E1′或1/E1′)的左边除以右边的误差是“1.000000000001133e+00”。
并且进行分析的物理量 “4.43659250963997925646251581127e+42”也和动态方程(S31-25-4)^1/1*1/1′及′(A-202-12-1-1)*(61/88)^-1′相关,而方程(E2′或1/E2′)的左边除以右边的误差是“1.00000000000000067e+00”。
当用户对通过参考编码标识的自然动态方程和有关的数学运算方法进行深度分析,物理量转变的无量纲参数“4.43659250963997925646251581127e+42”可以被定量及定性转换。
如果进行前述误差调节,物理量的定量及定性转换可以变得超精确。并且可以进一步执行上述误差调节以提高定量及定性转换的精确性,这对于有关人员是显而易见的。
至于前述物理量转换的实例,自然动态方程并不直接展现而只提供参考编码。然而,如果将自然动态方程以标准编译码存储,参考编码可以被有关的动态方程所代替并展示给用户。
就物理量转换的输出而言,如果只通过参考编码给出自然动态方程,优选提供用户编码书以基于参考编码查找动态方程。该编码书可以以出版介质提供并且也可以包括为由本发明驱动的数值转换程序的参考。
前述数值转换程序可以载入服务器计算机。这种情况下,用户通过网络从客户端输入上述服务器并呼叫由数的转换程序提供的用户界面用于自然现象相关的物理量的定量及定性分析。
这种情况下,上述网络如果其基于本发明涉及的技术领域中的服务器-客户端模型,则可以是任何的,例如有线/无线LANs、无线网络、卫星通讯、有线/无线电话、电缆通讯、泛在通讯网络等。
众所周知,当今量子物理面临的最大挑战并不是如何从数学物理视角处理检测结果,而是它们如何转换。本发明的意义在于通过在严格定义的物理量、换算的无量纲数以及进行解释的物理量的无量纲数之间的比较分析,用以解决近代量子物理中的挑战的基础工作。
并且本发明与许多先前伟大的物理学家预测的一致。
<Eugene Wigner,诺贝尔物理学奖得主> “物理学家的主要目标是将“数”附于“物理量”并表示其间的相互关系。” <Feynman,诺贝尔物理学奖得主> “在人类智力大觉醒的下个时代,我们将提出对方程的定性内容的理解。现在,我们不能。为了达到这一大觉醒的下个时代,我们需要从量纲(单位)的折磨中被拯救出来。” <Martin Rees,Kings college,Cambridge的数学教授> “物理学的力和常数以抽象的数学原理计算,而不是试验计量的日子将会来临。这可能根本不容易,但是,就像从直径计算出了周长一样,那一天将会来临。” <Steven Weinberg,诺贝尔物理学奖得主> “我肯定所有物理常数的值的理论基础将被发现。解释任何事的理论将出现。而且对于其验证,如果这一新的理论准确地与在以前计量的标准模型中的物理常数一致,我们就可以观察。” ◎按照“零区理论”扩展到计算机操作系统 1.计算机语言和物理量的不变量方程 计算机程序使用数的形式表达不同的数据而保持该格式。例如将任意的数指定给字母符号f、a、t、h、e和r以显示“father”。
问题是数可能混淆因为数自身作为数的表达被用于字母符号。因此,数也被任意指定为0、1、2、3、4、5、6、7、8和9。例如,表示字母的数是ASCII编码97而对于数“1”是ASCII编码49。同样地,计算机语言中的数据表达需要不同的结构以避免任何进一步的混淆。
此处,表述字母符号和数的数被任意设定。因此,需要对复杂句法和规则等的数据输入以便计算机可以理解输入数据用于处理。此外,应该克服各种难题以得到需要的数据输出。
“零区理论”中的程序语言不采用上述指定任意数的方法。相反,其采取使用自然系统中重复数值作为单位自身的方法。
迄今为止,甚至基本物理量已经历了上述换算成任意定义的数的复杂过程。然而,在“零区理论”,基于不变量方程,出现在自然系统的特征频率被利用。结果是,设定了只有数就可以表示基本物理量的含义和数值的量以及符号(单位)的框架。
按照“零区理论”推导出的不变量方程示出不变量数值的确存在于通过任意定义的数和单位符号来表达的基本物理量中并且该任意设定的数值和字母符号根本没有关系。
因此,此处的不变数可以代替不变量方程。通过使用不变数,组合数值及单位符号的物理量可以只通过数就被表示。该表达方法意味着不变数就像它们是基础单位一样工作。例如,当π是不变数时,就有2π、3π等等。同样地,所有物理现象和相关的常数可以被统一成同时暗示含义以及量的数值。
如果采用这一表达方法,就不需要像我们现在做的那样指定任意的数。在实际的自然现象中观察到的数值被输入计算机,并且不用单独的编码过程就可以进行运算和解释。
在输出过程中,基于标准编译码可以使用数值转换方法。如此做,当然可以提取数的含义并进一步利用计算机数据系统。尤其是,如果科学技术领域配置了前述数据处理机制,就可以提高运算速度。
2.物理性质和计算机语言 当在计算机上计算成为可能,这意味着计算的对象是允许严格逻辑说明的逻辑命题。作为纯数学理论的对象,逻辑命题在科学领域指物理性质。
物理性质理论上定义为可以数学计算的最小单位。例如可以用人类定义了的物理量以使得准确交流并且这可以被认为是可以被普遍认同的物理性质。目前,需要注意的是只有具有相同量纲的物理量可以数学计算并且计算机也有这一限制。
千克的单位(kg)可以与千克的单位(kg)计算,而不能和温度(K)进行计算。这意味着不可能定量或定性地推断不同物理性质之间的逻辑关系(物理量作为具有不同的语意量纲的逻辑表达式,例如质量和温度的物理性质)。
因为不能推导相互关系,不允许进行计算机的运算和控制而这理论上导致计算机的不可计算性。计算机计算没有超过简单算术计算的范围。因此对于计算结果的定性转换需要其它逻辑推理。
这是输出作为计算机计算的最终步骤的真实目标。计算机上的一系列计算过程由基于控制简单电信号的工程系统所产生。问题在于计算以及结果的推理只在根据人们按照计算机语言的逻辑外部设计算法时才可以获得。
换言之,计算机作为仪器没有判断或认知。人类用计算机输入所需的句法创建特定符号,而计算机根据预定义的输入逻辑结构和/或规则,机械地理解并推导该特定符号为输出。高级语言是预定义的符号的实例并且计算机根据指定的规则读取该符号。
需要注意的是由于计算机语言有句法,所以计算机具有简单的定量计算的功能以及定性的逻辑推理以将该含义与命题相联系的功能。通常使用的计算机语言是高级语言且程序员实际上使用结构化的英语而不是标准英语。因此,此处的结构化的英语具有常规句法以便允许严谨的逻辑说明和推理。
所有计算机语言都装有严格的句法,允许广泛的转换以致力于自然界种常规类型的物理性质。这个意义上,他们可以与物理量一起被分类为基本语言以提取自然科学中的常规物理体系。
实际上,许多计算机科学家努力想出由最少数量的参数组成的通用句法,以实现最小的计算机语言程序。语言学家假定参数作为核心组成普遍包含于世界上所有不同语言的句法中并且他们试图标识该普通参数。同样地,如果可以转换该参数或准确标识其值,就可以通过若干参数的简单组合来编造不同的语言。并且也可以标识该常规句法,即各种语言中的不变结构。如此做,基于最小的单位组分将能够建立理想的计算机编程语言。这将使计算机计算变得极其简单且允许创建没有缺陷或错误的系统。
记住当今的自然科学将各种自然现象物理量表达和解释为物理量,该物理量是不同语意量纲的逻辑表达式。自然现象以物理量表达是指我们熟悉的物理方程的表达。一直努力展示自然现象以每个人通常可识别的算法出现。这是可能的,因为在每个自然现象中定义了物理性质并且指示它们为预先指定的符号(物理量)。
为了获得计量的准确性和可比性,此处对物理属性的预定义必不可少。尤其是,对于需要提取信息的现代科学,数据通过计算机的工具被提取。这个意义上,计算机语言和句法作为计算机数据输入工具必然与定义(通常定义的物理性质)相关。
令人遗憾地,目前的计算机语言是由人类任意创立的句法所组成,因而与物理性质的定义没有任何关系。因此,很自然运算和结果的运算推理分别执行。
这也意味着就运算和控制而言,输入方法内在地变得高度复杂以便产生根据通过普通计算机语言的逻辑回路所需的输出。这是如今的计算机科学或工程的最首要的挑战。这全部由用于所需计算机语言的输出的、极其困难且复杂的输入方法所产生。
尤其是,计算机计算中的复杂量纲使得计算机运算和控制中的逻辑回路越发复杂。并且来自凭经验获得的输入值的误差(统计误差、结构误差)被积累以致用于准确或精确计算目的的计算机用途从根本上被限制。这在许多情况下趋于引发计算机计算的误差和缺陷。
因增加的复杂逻辑回路的内在限制,需要物理学上加快运算或扩展存储容量的努力和技术用于准确输出,这将实现计算机处理的目的。需要注意的是像这样的简单加快机器动力和提高存储容量的硬件方向的方法是因缺乏对物理量的深度和结构化观察以及其的普遍认同而产生。
对于基于前述标准编译码的分析过程,值得注意的是无量纲的数被输入。因为“零区理论”证明与自然现象相关的数可以相当于自然动态方程,因此可以将该点推广到用于自然科学运算的计算机编程语言中。如此做,将能够从其它具有复杂句法的普通计算机语言中提取明显分化的编程语言,甚至在输入过程。便利地,可以因而被提取的编程语言被称作“零区语言”。
鉴于无量纲参数的本性,“零区语言”可以被用作非常有用的算法以及用于在工业工程中计算和计量的程序。“零区语言”使用基于不变量方程的零区编码,其从单位物理量(即参数)的组合推导。通过将具有不同量纲的物理量换算和统一成没有任何单位的量纲获得零区编码。通过利用零区编码,可以将物理量换算成数值并输入它们。因此,计算机解释高级语言所需的复杂逻辑运算可以被省去。如此做,能够使计算能力(例如计算和存储)的优点最大化。
此外,允许具有不同量纲的物理量之间的交叉计算。当参考标准编译码,输入或从计算导出的数可以被定性转换,高度简化程序设计。因此,相对的运算速度而非典型的物理处理速度可以被提高。此外,由于单位面积的比特数可以被高度利用,计算能力的计算以及控制可以被最大化,导致计算机容量的指数增长。
总的来讲,计算机科学或计算机工程追寻计算机运算速度的定性提高,而不是其定量提高。换言之,追求软件而不是硬件的定性提高。
就诸如制图、文件编辑、检索、压缩等的附属功能而言,已经有众多定性的发展,然而其中没有根本的方案。可以说具有多种编程语言及OS的普通PCs不是追寻的最终目标。计算机科学家指出现有的计算机语言只可以利用理论上可能的计算能力的5%。
3.零区O/S 计算机的基本功能不是关于文件编辑、制图或存取其它硬件(装置驱动)等,而是比较计算。
能够将标准编译码驱动的定量及定性转换中的输入方法、运算方法和输出方法概括和解释为计算机运算系统。
换言之,不同于基于复杂句法规则需要物理量输入的普通计算机语言,新的运算系统只需要数值的输入从而计算机CPU可以关注于运算处理且输入的数值是已经被统一量纲的有效数字。所有这些带来了新的计算机运算方法学上最大化计算机控制和存储容量的效果。
此外,自然动态方程(方程等于算法)的结构化转换通过标准编译码在输出过程完成。这意味着新的运算系统还提供自然动态方程的智能转换。
该具有允许在系列的语言文字(标准单位)和数值之间比较的算法的系统可以被视作新型计算机运算系统。因此,该计算机运算系统被称做“零区运算系统”。
在“零区运算系统”中,提供算法以便具有不同语义量纲的严格定义的单位或物理量集合可以相互计算,而这以前被认为是不可能的。换言之,该系统提供将物理量换算成简单量的数的单位的功能以及转换具有严格定义的意指性单位(significant unit)的功能。
“零区运算系统”强大的数的界面革新了现有的输入方法并且其基于“零区编码”在数和文字之间的可比较性而允许大量数的输入。
因此,即使是没有计算机知识的普通人也可以使用该系统并且能够以迅速且精确处理复杂计算机计算的方式扩展该计算机系统的功能。
与现有的运算系统的概念相比时,“零区运算系统”可以解释为如下;交流所需的语言文字根据国家和人而改变。例如,汉字是具有含义的象形文字,而韩语具有拟声词和拟态词的特征。
这可以与具有某单个功能的各种计算机语言相比。语言文字的功能进一步被缩小以至于首尔使用的韩语被作为整个民族不同韩语方言之间的标准韩语。这个意义上,为了解释现有运算系统的概念,Windows的OS概念采用某一计算机语言以运行计算机系统,其是人与自然之间的交流界面。因此,该OS具有其自己的句法,其是所选择计算机语言的特定功能运算规则。
为了程序员最佳地使用基于Windows O/S的应用程序,他/她需要具有对特定计算机语言以及句法规则的标准的良好理解。相反,“零区运算系统”与特定计算机语言无关且其更适合应用于(address)更高级的计算机容量自身,提高系统功能。
由于方程和方法学在具有不同语言文字的不同国家和人中独立存在,“零区理论”不限于任何现有的计算机语言。其相反用变成算法以及计算机程序的数代替所有输入,并且计算机运行与计算机语言无关。
这与零区编码的数的结构的有用特性相关并且它是在系统水平上新扩展的运算系统,即更高级的计算机语言。
现在,将进一步详细展示“零区运算系统”的实例。在下述解释中,每个过程由计算机CPU执行。
“零区运算系统”包括基于零区编码将物理量换算成无量纲参数的算法、用于物理量转变成无量纲参数的工业工程算法、物理量输入作为无量纲参数或由工业工程计算产生的无量纲参数的定量及定性转换算法以及将工业工程计算产生的无量纲参数换算回带单位的物理量的算法。
“零区运算系统”被安装到载入了标准编译码和零区编码的记录介质的计算机。此处,记录介质指所有已知的存储数据的电子介质,例如硬盘、闪存、RAM、ROM、光盘、磁盘阵列等。
具体地,前述提及的无量纲参数的算法包括通过用户界面获得带单位的物理量的步骤;和用零区编码替换单位、进行运算并换算物理量为无量纲参数的步骤。优选地,前述用户界面是GUI。
此处,上述单位可以表示为“公制”中的基本单位或作为由基本单位导出的单位。对于后者,期望上述提及的无量纲参数的算法也包括换算导出单位为基本单位的步骤。并且在插入零区编码的过程中,如果与有关物理量相附的单位是2个或更多基础单位的组合(例如m/s),零区编码分别输入每个基础单位。当存在2个或更多物理量输入时,换算物理量为无量纲参数的步骤将显然被重复和物理量的个数相同的次数。
前述工业工程计算算法包括将由物理量转变的无量纲参数插入到工业工程方程的物理量的变量中的步骤;和执行工业操作以及不需要简化量纲的过程就得到结果的步骤。
此处的工业工程方程指从已知用于各种工业工程应用的自然定律中推导的所有方程。一个实例是计算特定条件下系统中温度的方程。前述工业工程方程可以是“零区运算系统”预先指定的方程或通过用户界面从外面输入的方程。
前述提及的定量及定性转换算法使用这样的物理量,其表达为从用户界面输入的无量参数或从执行工业工程运算算法产生的无量纲参数。然后其执行存储在标准编译码中的被量化的无量纲参数的比较运算、识别完全相同或具有最小误差的无量纲参数并产生输出,即,相当于所选无量纲参数的自然动态方程。由于这一步骤的具体实例在先前已提及,将不再重复地给出解释。
前述将无量纲参数换算回带单位的物理量的算法包括标识预指定的单位或由用户界面指定的类型的步骤;将由工业工程计算基于零区编码产生的匹配该单位的无量纲参数换算回带特定单位的物理量的步骤;和通过用户界面产生换算的物理量的输出。
程序设计将更加简化,因为“零区运算系统”允许具有不同量纲的物理量之间交叉计算并且在参考标准编译码时立即换算输入数或计算结果。换言之,“零区运算系统”带来了新的计算机运算,即输入(换算成数,数的形式)→输出(结构化语言格式,算法)。因此,可以提高相对运算速度而不是通常的物理处理速度并愈加利用每单位面积的比特数,获得更好的存储容量的效果。计算和控制作为计算机的两项功能可以被最大化,产生计算机容量的飞跃。
工业工程运算方法、无量纲参数的定量及定性转换方法以及本发明展现的零区运算系统可以编码为编程语言并存储于计算机可读记录介质。对于记录介质,有ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、CD-ROM(只读光盘存储器)、DVD-ROM(数字影像光盘只读存储器)、磁盘、软盘、光学数据存储、闪存等。并且该记录介质存储于具有网络贯通性的计算机系统中。因此能够以分配的方式存储和执行计算机可读编码。
因此,即使以限制性实施例和附图解释本发明,不能将本发明限于本文示出的内容。相反,本领域具有常规技能的技术人员也可以在如所附权利要求限定的本发明的范围内不同地改变或修改本发明。
工业实用性 1.零区编码-驱动的计量标准的最优算法和“零区运算系统促进科学的不同领域之间的交流并且将迅速提高整体科学和基于科学的工业。
2.“零区运算系统”使得数自身=方程=算法=计算机编程语言=计算机程序以至于计算机科学和计算机可以被改革。数自身成为编程语言。因此,任何人可以调控它并变成程序员。阿拉伯数字(十进制)是自然科学中计量和计算的运算系统。因此,甚至是小孩也可以轻易成为程序员。
3.由于用户界面系统软件易于使用的环境,任何人可以理解并利用计算机系统。基于由双信号0和1组成比特,计算机目前通过结合8-9比特使用256种字节类型。这256种字节类型分别指定为字母表并且这所有是编程语言如何发展和利用的。换言之,人类任意定义和使用字节。然而,本发明提出将从自然界的不变量方程中发现的无量纲参数用于建立字节-驱动的运算系统的方法。因此,自然技术领域的许多数的数据可以被快速转换和理解。
4.任何计算机公司都存在由于程序间的源代码不同而使计算机程序不兼容的问题。这也是因为计算机公司任意定义源代码。基于本发明的提案,源代码并非任意定义。相反,基于无量纲参数设定源代码并且如果按这样完成编程,科学技术领域的大量数的数据可以被轻易且迅速地处理。同时,也可以标识其含义以便计算机可以在没有复杂命令结构下运行。
5.人工智能的重要挑战之一是使机器理解人类使用的自然语言。为此目的,需要将自然语言绘制成机器语言的转换层。例如,广泛用于科学技术领域的物理性质是其研究的主要对象。并且如果它们以数和单位的组合来表达以递送含义,机器将能理解该数和它们的含义。然而,如果采用本发明的方法,即通过基于不变量方程的无量纲参数的物理性质的表达式,不带单位的数自身可以携带数据的量及含义。如此做,机器可以通过单独的数理解该含义。
6.由于发现了不变量方程,能够将单位统一为一个数的体系。现在可以用特有的数表达基本物理性质(包括物理量)并且此处的特有的数就像它们是基本物理量一样工作。当该系统被用于计算机编程,可以促进科学技术领域的复杂且困难的运算。
7.按照“零区理论”的标准编译码可以为专家系统打造根基,因为知识基础将通常指定的物理量换算成数并且实现“表达事实的方法”。也就是说,系统自身变成逻辑编程语言。
8.“零区运算系统”实施思考计算机(thinking computer)的核心技术。换言之,各种实验结果(物理量)存储于计算机并且计算机基于标准编译码指令的最优化的方案来思考。
9.“零区运算系统”中,数字编码和文字编码(包括物理量的物理性质)是兼容的。特定的物理性质是整合了某一物理量的算法。实例1)关于具体模块的数据(表示为特定物理量的组合—相关领域量子化学)的收集,提供有效的转换工具。因此,这基于疾病相关的特定酶的结构和功能,直接提供重要且决定性的数据用于新药的研发。实例2)如果某金属的纯度水平待增加,作为确定金属材料的属性的主要因素,诸如电子结构、晶体内的杂质含量、温度、体积、压力、表面积等的参数被表达为特定物理量并且综述了这些因素。“零区运算系统”在定位算法以按最优化的参数提取物理量的数值上非常有用。就实例1)和2)而言,特定物理量等于特定算法并且总的来讲它们被设计为检索由计算机数据库中特定参数组成的数值。
10.“零区运算系统”将具有不同语义量纲的逻辑表达变换成代数编码。换言之,能量的绝对标度被编码,而不管算法。现实中,数被指定(量化)成最小的可计算对象,即用作所有科学计算的基础的物理性质(包括物理量)。因此,输入和输出都是数。并且这些数的解释通过与现有物理量的普通转换之间进行特定的比较分析而完成。所有这些可以通过在物理量和数之间分别形成的等价性而完成。
11.按照“零区运算系统”,数自身既是数据也是语言(句子),用于数据压缩。此处不需要特殊或复杂的命令。因此,不同种类的计算机语言被变成标准的数字编码,允许它们之间的贯通性。
12.“零区运算系统”可以被用于可视化-量化不能直接观察到的自然现象的条件。
本发明被详细描述。然而,尽管示出了本发明的优选实施方式,应该理解该详细的说明和具体实施例仅以说明的方式给出,因为在本发明的精神和范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员通过这些详细的说明将变得显而易见。
权利要求
1.一种通过将计量单位换算成无量纲参数执行工业工程运算的方法,其特征在于,包括下述步骤将不同量纲的带单位的物理量换算成无量纲参数,并将所述无量纲参数插入工业工程方程用于运算,就工业工程方程的运算而言,涉及工业工程计量和计算或控制。
2.根据权利要求1所述的通过将计量单位换算成无量纲参数执行工业工程运算的方法,其特征在于,
所述物理量表示为按照公制的标准单位,和
所述将物理量换算成无量纲参数的步骤包括将所述标准单位中包括的每个单位替换为相应的零区编码以换算所述物理量为无量纲参数的步骤。
3.根据权利要求1所述的通过将计量单位换算成无量纲参数执行工业工程运算的方法,其特征在于,
所述将物理量换算成无量纲参数的步骤包括将所述物理量的单位换算成公制的标准单位;和替换所述已换算的单位中包括的每个单位为相应的零区编码以换算所述物理量为无量纲参数的步骤。
4.根据权利要求1所述的通过将计量单位换算成无量纲参数执行工业工程运算的方法,其特征在于,进一步包括步骤
产生所述工业工程运算的输出作为无量纲参数。
5.根据权利要求1所述的通过将计量单位换算成无量纲参数执行工业工程运算的方法,其特征在于,进一步包括步骤
将所述工业工程运算产生的无量纲参数换算回带单位的物理量并从而产生输出。
6.根据权利要求1所述的通过将计量单位换算成无量纲参数执行工业工程运算的方法,其特征在于,
所述工业工程运算方程含有物理常数,和
所述物理常数具有按照基本量纲定理的无量纲参数。
7.根据权利要求1所述的通过将计量单位换算成无量纲参数执行工业工程运算的方法,其特征在于,进一步包括步骤
存取标准编译码,其中作为符合零区理论的多个动态方程的量化结果的被量化的无量纲参数和相应的方程以允许交叉引用的结构存储;和
使用从工业工程运算推导的无量纲参数作为关键词用以检索与所述提及的标准编译码的无量纲参数完全相同的无量纲参数或具有最小误差的无量纲参数;从标准编译码中提取匹配所述产生无量纲参数的动态方程并从而产生输出。
8.一种计算机可读记录介质,存储用于执行权利要求1-7中任一项所述的方法的程序。
9.一种通过将计量单位换算成无量纲参数执行工业工程运算的方法,其特征在于,包括下述步骤
(a)载入工业工程方程指令;
(b)获得涉及工业工程方程所含变量的带单位的物理量的输入;
(c)替换所述输入的物理量的单位为按照零区编码的无量纲参数并随后换算所述物理量为无量纲参数;和
(d)插入由物理量换算的无量纲参数至所述工业工程方程并执行工业工程运算。
10.一种通过将计量单位换算成无量纲参数执行工业工程运算的方法,其特征在于,包括下述步骤
(a)载入工业工程方程指令;
(b)获得涉及工业工程方程所含变量的带单位的物理量的输入;和
(c)插入表示为无量纲参数的物理量至所述工业工程方程并执行工业工程运算。
11.根据权利要求9所述的通过将计量单位换算成无量纲参数执行工业工程运算的方法,其特征在于,
所述物理量表示为按照公制的标准单位,和
所述将物理量换算成无量纲参数的步骤包含替换所述标准单位中包括的每个单位为相应的零区编码以随后换算所述物理量为无量纲参数的步骤。
12.根据权利要求9所述的通过将计量单位换算成无量纲参数执行工业工程运算的方法,其特征在于,
将所述物理量换算成无量纲参数的步骤包括将所述物理量的单位换算成按照公制的标准单位;和替换所述已换算的单位中包含的每个单位为相应的零区编码以随后换算所述物理量为无量纲参数的步骤。
13.根据权利要求9或10所述的通过将计量单位换算成无量纲参数执行工业工程运算的方法,其特征在于,进一步包括步骤
产生所述工业工程运算的输出作为无量纲参数。
14.根据权利要求9或10所述的通过将计量单位换算成无量纲参数执行工业工程运算的方法,其特征在于,进一步包括步骤
将所述工业工程运算产生的无量纲参数换算回带单位的物理量并从而产生输出。
15.根据权利要求9或10所述的通过将计量单位换算成无量纲参数执行工业工程运算的方法,其特征在于,
所述用于工业工程运算的计算方程含有物理常数,和
所述物理常数具有按照基本量纲定理的无量纲参数。
16.权利要求9或10所述的通过将计量单位换算成无量纲参数执行工业工程运算的方法,其特征在于,进一步包括下述步骤
存取标准编译码,其中作为符合零区理论的多个动态方程的量化结果的被量化的无量纲参数和相应的方程以允许交叉引用的结构存储;和
使用从工业工程运算推导的无量纲参数作为关键词用以检索与所述提及的标准编译码的无量纲参数完全相同的无量纲参数或具有最小误差的无量纲参数,从标准编译码中提取匹配所述产生的无量纲参数的动态方程并从而产生输出。
17.一种计算机可读记录介质,存储用于执行权利要求9-16中任一项所述的方法的程序,。
18.一种建立标准编译码的方法,其特征在于,包括下述步骤
(a)获得按零区理论中的基本量纲定理的无量纲参数以及相应的自然动态方程的输入;
(b)对所述无量纲参数执行常规类型的数学运算并将所述无量纲参数量化为多个数;
(c)存储被量化的数、配置成推导被量化的数的数学运算方法以及所述自然动态方程的参考编码,允许所述参考编码和被量化的数是交叉引用的方式;和
(d)对于多个无量纲参数和相应的自然动态方程,重复执行所述步骤(a)-(c)。
19.根据权利要求18所述的建立标准编译码的方法,其特征在于,进一步包括下述步骤
获得按零区理论中的基本量纲定理的无量纲参数以及匹配所述多个无量纲参数的多个自然动态方程的输入;和
排列并组合所述输入的多个无量纲参数和对所述无量纲参数用预定义的运算符执行运算,
其中,所述对作为数学运算结果的无量纲参数和相应的自然动态方程执行所述步骤(b)和(c)。
20.一种建立标准编译码的方法,其特征在于,包括下述步骤
(a)获得按零区理论中的基本量纲定理的无量纲参数以及相应的自然动态方程的输入;
(b)对所述无量纲参数执行常规类型的数学运算并将所述无量纲参数量化为多个数;
(c)存储被量化的多个数、配置成推导所述被量化的多个数的数学运算方法以及所述自然动态方程的参考编码,允许所述参考编码和所述被量化的多个数是交叉引用的方式;和
(d)对所述多个无量纲参数和相应的自然动态方程,重复执行所述步骤(a)-(c)。
21.根据权利要求20所述的建立标准编译码的方法,其特征在于,进一步包括下述步骤
获得按零区理论中的基本量纲定理的无量纲参数以及匹配所述多个无量纲参数的多个自然动态方程的输入;和
排列并组合所述输入的多个无量纲参数和对所述无量纲参数用预定义的运算符执行运算,
其中,所述对作为数学运算结果的无量纲参数和相应的自然动态方程执行所述步骤(b)和(c)。
22.一种建立标准编译码的方法,其特征在于,包括步骤
(a)获得按零区理论中的基本量纲定理的无量纲参数以及相应的自然动态方程的输入;
(b)对所述无量纲参数执行常规类型的数学运算并将所述无量纲参数量化为多个数;
(c)以允许交叉引用的方式存储所述被量化的数和相应的自然动态方程;和
(d)对所述多个无量纲参数和相应的自然动态方程,重复执行所述步骤(a)-(c)。
23.根据权利要求22所述的建立标准编译码的方法,其特征在于,进一步包括下述步骤
获得按零区理论中的基本量纲定理的无量纲参数以及匹配所述每个无量纲参数的自然动态方程的输入;和
排列并组合所述输入的多个无量纲参数和对所述无量纲参数用预指定的运算符执行运算,
其中,所述对作为数学运算结果的无量纲参数和相应的自然动态方程执行所述步骤(b)和(c)。
24.一种计算机可读记录介质,存储用于执行权利要求18-23中任一项所述的方法的程序。
25.一种存储无量纲参数的计算机可读记录介质,其特征在于,所述无量纲参数产生自按零区理论中的基本量纲定理的多个无量纲参数的量化以及相当于所述无量纲参数的自然动态方程,它们是允许交叉引用的方式。
26.一种定量及定性转换无量纲参数的方法,使用存储无量纲参数的计算机可读记录介质,所述无量纲参数产生自按零区理论中的基本量纲定理的多个无量纲参数的量化以及相当于所述无量纲参数的自然动态方程,它们是允许交叉引用的方式,其特征在于,所述方法包括下述步骤
(a)获得与自然现象相关的物理量作为无量纲参数的输入;
(b)比较存储在所述记录介质中的被量化的无量纲参数与所述输入的无量纲参数并标识完全相同量化的或具有最小误差的无量纲参数;和
(c)读取匹配所述所选的无量纲参数的自然动态方程并从而产生输出。
27.根据权利要求26所述的定量及定性转换无量纲参数的方法,其特征在于,进一步包括下述步骤
(d)指定所述最小误差为检索关键词;
(e)比较存储在所述记录介质中的所述被量化的无量纲参数与所述检索关键词的值并标识完全相同量化的或具有最小误差的无量纲参数;和
(f)从所述记录介质提取匹配所述所选无量纲参数的自然动态方程,将其与从所述步骤(c)读取的动态方程组合从而产生输出。
28.一种存储无量纲参数的计算机可读记录介质,所述无量纲参数产生自按零区理论中的基本量纲定理的多个无量纲参数的量化、匹配所述无量纲参数的自然动态方程的参考编码以及在所述无量纲参数与所述动态方程之间以允许交叉引用的方式建立等价性的数学运算符。
29.一种定量及定性转换无量纲参数的方法,使用存储无量纲参数的计算机可读记录介质,所述无量纲参数产生自按零区理论中的基本量纲定理的多个无量纲参数的量化、匹配所述无量纲参数的自然动态方程的参考编码以及在所述无量纲参数与所述动态方程之间以允许交叉引用的方式建立等价性的数学运算符,其特征在于,所述方法包括下述步骤
(a)获得与自然现象相关的物理量作为无量纲参数的输入;
(b)比较存储在所述记录介质中的所述被量化的无量纲参数与所述输入的无量纲参数并标识完全相同量化的或具有最小误差的无量纲参数;和
(c)从所述记录介质读取匹配所述所选的无量纲参数的参考编码和自然动态方程的数学运算符,随后应用所述数学运算至所述参考编码并从而产生输出。
30.根据权利要求29所述的定量及定性转换无量纲参数的方法,其特征在于,进一步包括下述步骤
(d)指定所述误差为检索关键词;
(e)比较存储在所述记录介质中的所述被量化的无量纲参数与检索关键词的值并标识完全相同量化的或具有最小误差的无量纲参数;
(f)从所述记录介质读取匹配所选无量纲参数的参考编码和自然动态方程的数学运算符并应用所述数学运算符至所述动态方程的参考编码;和
(g)将具有所述步骤(c)的数学运算符的所述动态方程的参考编码与具有所述步骤(f)的数学运算符的所述方程组合从而产生输出。
31.一种存储无量纲参数的计算机可读记录介质,所述无量纲参数产生自按零区理论中的基本量纲定理的多个无量纲参数的量化、匹配所述无量纲参数的动态方程以及在所述无量纲参数与所述动态方程之间以允许交叉引用的方式建立等价性的数学运算符。
32.一种定量及定性转换无量纲参数的方法,使用存储无量纲参数的计算机可读记录介质,所述无量纲参数产生自按零区理论中的基本量纲定理的多个无量纲参数的量化、匹配所述无量纲参数的动态方程以及在所述无量纲参数与所述动态方程之间以允许交叉引用的方式建立等价性的数学运算符,其特征在于,所述方法包括下述步骤
(a)获得与自然现象相关的物理量作为无量纲参数的输入;
(b)比较存储在所述记录介质中的被量化的无量纲参数与所述输入的无量纲参数并标识完全相同量化的或具有最小误差的无量纲参数;和
(c)读取匹配所述所选的无量纲参数的自然动态方程及其数学运算符,随后对所述动态方程执行数学运算从而产生输出。
33.根据权利要求29所述的定量及定性转换无量纲参数的方法,其特征在于,进一步包括下述步骤
(d)指定所述误差为检索关键词;
(e)比较存储在所述记录介质中的所述被量化的无量纲参数与检索关键词的值并标识完全相同量化的或具有最小误差的无量纲参数;
(f)从所述记录介质读取匹配所述所选无量纲参数的自然动态方程及其数学运算符并应用所述数学运算符至所述动态方程;和
(g)将应用所述步骤(c)的数学运算符的所述动态方程与应用所述步骤(f)的数学运算符的所述方程组合从而产生输出。
34.一种计算机可读记录介质,其存储用于执行权利要求26、27、29、30、32和33中任何一项所述的方法的程序。
全文摘要
通过将物理性质的计量单位统一成无量纲参数而优化计量标准。存在控制自然现象的不变量方程,且数据并不抽象及必然与“物理表达式”相联系。基于自然界的不变量方程,所有计量单位(物理量)被统一成具有最小自然(界限)条件的无量纲参数,建立新的计量标准并优化计量和计算。在物理量的表达中,表示量的数和单位被结合。基于自然界的不变量方程,发现了涉及所有计量单位的最小的基于对象的数。使用这些数,包括基础单位的所有计量单位可以被换算成无量纲参数。因为所有计量单位被表达为没有任何量纲的数,计量单位的兼容性很到位。因此,不同学术领域之间的阻碍被交叉并且获得协同效应。
文档编号G06F17/00GK101390082SQ200680053463
公开日2009年3月18日 申请日期2006年2月27日 优先权日2006年2月27日
发明者梁东峰 申请人:E.P实验有限公司