第六章 统一力和统一场 牛爱时空观

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光波所以可以使用波长计算,因为光以c运动,而质能关系式和光速c有关。 ..... 电与磁效应的发现,打破了电与磁不相关的传统信条,猛然打开了一扇大门,使人们进入了 ...
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第六章 统一力和统一场

牛爱时空观——时空绝对,互不相关,超距即时,无限穿透。统一了牛顿绝对论和爱因斯坦的相对论,统一了四种基本相互作用(物理教科书所说的万有引力、电磁力、强力和弱力,外加了万有斥力),统一了能量、质量、物质、运动。相对论运动和量子运动统一于牛顿经典力学。
6.1 统一力
6.1.1 电磁引斥力的统一
万有引力和电磁力相差约40个数量级,比如《电磁学》10页计算得到氢原子中电子与质子的相互作用的静电力比万有引力大了约1039倍。
《力学》81页,公式
GMm/r2=m4π2r/T2 (6.1)
计算一下地球绕太阳的数值是否相等,然后把万有引力公式改换成电力公式,即kq1q2/r2,比较一下氢原子的电子绕核轨道数据。
G=6.67259×10-11N8226;m2/kg2。
M太阳=1.99×1030kg。
m地球=5.98×1024kg。
r=1.50×1011m。
T=3.16×107s。
计算得,
GMm/r2=6.67259×10-11×1.99×1030×5.98×1024/(1.50×1011)2
=3.5291×1022N
m4π2r/T2=5.98×1024×4×3.141592×1.50×1011/(3.16×107)2
=3.5463×1022N
即对于太阳和地球之间的万有引力和地球的轨道离心力来说,二者恒相等。即
GMm/r2=3.5291×1022N≡m4π2r/T2=3.5463×1022N (6.2)
数据的微小差别是由于教科书提供的数据不够精确的缘故,实际上,二者必然完全恒等。
计算氢原子的数据,
k=8.9880×109N8226;m2/C2。
1e=1.60217733×10-19C。
r=a0=5.29177249×10-11m。
氢原子的轨道电子基态能量为13.6eV=2.1789611688×10-18J。因为1eV=1.60217733×10-19J。电子的线度比轨道半径可以当做质点来看,故可以使用动能公式求出电子的速度。
即Ek=mv2/2,考虑到速度不是太大,相对性效应可以忽略,故直接用电子静质量me=9.1093897×10-31kg求出,得
v=2.18723326539×106m/s。
m4π2r/T2=mω2r=mv2/r (6.3)
=9.1093897×10-31×(2.18723326539×106)2/5.29177249×10-11
=8.2353×10-8N
kq1q2/r2=8.9880×109×(1.60217733×10-19)2/(5.29177249×10-11)2
=8.2391×10-8N
于是有
m4π2r/T2=8.2353×10-8N≡kq1q2/r2=8.2391×10-8N (6.4)
可以看到在小数位的比较上,比太阳和地球的数据还要精确一位数字(上述计算使用数据全部来自于大学物理教科书)。
电子的轨道动能
《量子物理》81页,“主量子数n和波函数的径向部分(R(r))有关,它决定电子的(也就是整个氢原子在其质心坐标系中的)能量。”82页,“n=1的状态叫氢原子的基态。代入各常量后,可得氢原子的基态能量为E1=-13.6eV。”
教科书称“电子的能量”,氢原子电子的基态能量为-13.6eV。电子的能量指的是“什么能量”?《量子物理》80页,“氢原子是一个三维系统,其电子在质子的库仑场内运动,处于束缚状态。它的势能为U(r)=-e2/(4πε0r)。其中r为电子到质子的距离。”电子的能量——整个氢原子在其质心坐标系中的能量——应该指电子的“轨道势能”与“轨道动能”之和。轨道势能为负值,即-13.6eV×2=-27.2eV,而轨道动能为27.2eV×1/2=13.6eV。因为动能是正值,势能是负值,故总的能量为-27.2eV+13.6eV=-13.6eV。即教科书说的“电子的能量”——电子的轨道势能与轨道动能之和。
以万有引力为例,《力学》81页公式,GMm/r2=m(4π2r)/T2,变形,即
GMm/r2=m(4π2r)/T2=mω2r=mv2/r
解得,
v=(GM/r)1/2 (6.5)
这就是“永动”的轨道速度。
轨道势能为,见《力学》193页,
Ep=-Gm1m2/r=-GMm/r (6.6)
天体的“线度”(直径)与其轨道半径相比可以视为质点,故按动能公式计算轨道动能,即
Ek=1/2×mv2=1/2×m{(GM/r)1/2}2=1/2×GMm/r (6.7)
因此,天体的总能量(比如地球和太阳)为
E=Ep+Ek=-GMm/r+1/2×GMm/r=-1/2×GMm/r (6.8)
考虑保守力的相同特点,所以氢原子中电子的势动能有同样的取值,即经典牛顿时空观计算方法为,
E=Ep+Ek
Ep=U=-e2/(4πε0r)=-kq1q2/r=-ke2/r (6.9)
(见《量子物理》80页公式U(r)=-e2/(4πε0r))
E=Ep+Ek=-ke2/r×1/2=-1/2×ke2/r (6.10)
故,
Ek=E-Ep=1/2×ke2/r=1/2×mv2 (6.11)
由式(6.11)解得
v=e(k/mr)1/2 (6.12)
据教科书有这些取值,
k=8.9880×109N8226;m2/C2。
1e=1.60217733×10-19C。
r=a0=5.29177249×10-11m。
1eV=1.60217733×10-19J。
me=9.1093897×10-31kg。
由此算得,
Ek=1/2×ke2/r
=1/2×8.9880×109×(1.60217733×10-19)2/5.29177249×10-11
=2.1799828×10-18J
=13.6063765eV
=13.6eV
这正是在上文中使用的电子的动能数值。同样可以算得电子的轨道速度为
v=e(k/mr)1/2
=1.60217733×10-19×{8.9880×109/(9.1093897×10-31×5.29177249×10-11)}1/2
=2.18774596412×106m/s
电子的轨道势动能总和为,
E=Ek+Ep=-1/2×ke2/r=-1/2×e2/(4πε0r) (6.13)
这和《量子物理》81页给出的公式
En=-e2/{2(4πε0)a0}×1/n2 (6.14)
完全一致,当n=1,r=a0=5.29177249×10-11m时。
不难看出,《电磁学》10页,计算出氢原子中电子和质子的相互电力作用为Fe=e2/(4πε0r2)=8.1×10-8N。252页“例8.4”“按玻尔模型,在基态的氢原子中,电子绕原子核做半径为0.53×10-10m的圆周运动,速度为2.2×106m/s。”但就是没有人把“静电力”(万有引力)和“离心力”(万有斥力)相比对。关键的就是万有斥力的合理引入,而这又由传播电磁波的真空的电磁以太为“永动”的天体完全拖动,这个前提是明白斐索流水试验和霍克实验。更进一步,《量子物理》134页习题“3.13”,“求氢原子处于基态时,电子的库仑势能的平均值,并由此计算电子动能的平均值。若按经典力学计算,电子的方均根速率多大?”246页给出的答案是,“-27.2eV,13.6eV,2.18×106m/s”。这些数据和本文演算的数据是完全一致的。
哈斯的量子解释
历史上有人做了类似的对比,但是并没有明确地说出来。如《物理学史》258页,“哈斯的论文发表于1910年。他在汤姆生模型的基础上,设想电子在原子内部以振荡频率υ旋转,运用普通力学公式计算原子的能量。设原子的半径为a,电子的轨道半径为r,则电子受力为e2r/a3,动能为e2r2/(2a3)。他又大胆地作个近似,取r=a,则电子动能为e2/(2a)。位能等于动能,所以总能量为e2/a。再从作用力求频率。设电子作简谐运动,则受力应为m8226;4π2υ2r,而m8226;4π2υ2r=e2r/a3,所以υ=e/[2aπ(am)]1/2=[e/(4a3π2)(e/m)]1/2。哈斯将a,e,e/m和h的实验值代入上式,得e2/a与hυ的比值在0.70至1.92之间。于是,他得出近似结果,认为hυ与原子的总能量大概相等。再令hυ=e2/a,得:h=(e2/a)/{e/[2aπ(am)]1/2}。所以h=2πe(am)1/2。这个结果虽然十分粗略,但却是将量子假说运用于原子结构的最初尝试。”
“动能为e2r2/(2a3)。他又大胆地作个近似,取r=a,则电子动能为e2/(2a)。位能等于动能,所以总能量为e2/a。”myore注:这一点是错误的,位能是动能的2倍,但是在质心参考系中位能是负能量,动能是正能量,见本章本节的(6.6)式到(6.11)式。在太阳和地球的计算和氢原子的计算中,使用的是质心参考系,这样才合理。从这些分析可以看到,象本章本节的分析,历史上可能有人有类似的思考,但是,因为没有想到万有斥力的作用,又没有搞清楚质心参考系的真正意义,所以都没有得到电磁力和万有引斥力的统一的结果。
6.1.2 电磁引斥力的普遍联系
这里关键的不是数据的对等,因为痴求数据的对等是数学家的头脑,在对待相对论和量子论时常常用错公式,得到一些不着边际的结论。应该注意到性质上的联系。就如建立牛顿绝对时空时,根本没有必要分析洛伦兹变换,有笛卡尔坐标和伽利略变换就够了。所以,如果还要对数据的等同发生太大的兴趣,而不是运动性质上的根本联系,就很难理解物理规律本身的内在含义。
电磁力和引力联系的第一关。引力是由质量产生的,所以质量是衡量万有引力的环节。电荷之间的电力做功,势动能转化守恒。势能的计算是使用电荷的电量,而动能的衡量就与电荷电量无关,因为公式为Ek=mv2/2,可见,势动能转化已经把电力和质量(万有引力)联系在一起了。电磁力通过电磁场联系,而越过绝对零度,电荷和磁荷相互转化,在0K以下,驱动磁子运动的磁力,就直接和磁子的动能联系起来了。另外,Ek=mv2/2,公式中使用了质量,而我们知道,质量是电磁势能的大小的量度,这也是电磁力和质量引力的联系。
电磁力和引力联系的第二关。电子完全拖动自己的电场,因此电子运动时激发完全的磁场。电子发光时,无论电子的速度是多大,电子和发射的光子之间的速度永远是c±v,与参考系的选择无关。但对于宏观物体来说,宏观物体与光子之间的速度有c±v,也有c的情况。即宏观物体可以完全或部分拖动传播光子的以太。宏观物体无论完全拖动还是部分拖动的只能够是引力场,而不可能是电磁场,因为宏观物体的电磁性为0。引力场(拖动)传播电磁波,显然,电磁场和引力场只能够是统一的。
电磁力和引力联系的第三关。电荷有正负,所以有吸引和排斥。而引力只有吸引,不可屏蔽。但是,宏观物体(经典物体,即经典粒子-宏观物体-天体)一般情况下都是部分地拖动以太,要完全拖动,必须是象天体那样(卫星轨道)轨道运行。轨道运行时,万有引力和运动的离心力平衡,显然,如果把运动离心力当做是万有斥力,那么,万有引力就和电力磁力一样有吸引和排斥了,即万有引斥力。这一点,可以分析进动(和章动),在进动时,有类似于电子运动激发磁场的进动动能转化,尽管教科书没有提到,但是我们可以分析得到。所以,把离心力作为万有斥力是合适的。洛伦兹力是电子在磁场中运动时才有的,即洛伦兹力是电子的“运动”而创造出来的。那么万有斥力呢?是质量运动的轨迹弯曲临时造出来的。洛伦兹力让直线运动的电子轨道弯曲,而质量运动的轨道弯曲创造万有斥力!是否对称呢?
电磁力和引力联系的第四关。质量就是电势能大小的量度。显然质量和电力不能够区分。在氢原子的轨道中,假如电荷的电力和质量的引力不可区分,那么静电力就是万有引力!而电子轨道运动是弯曲的,质量的轨道弯曲创造万有斥力,那么万有引斥力平衡,不就是万有引斥力和电磁力完全地统一了吗?至于强力和弱力,根本不是力,那是电磁力和万有引斥力临时造出的“短距离相互作用”,《量子物理》204页,“核能的真实能源并不是核力,而是静电斥力。”因为,核力本身就是电磁力,就象在原子尺度电磁引斥力统一一样,在核的尺度范围,电磁力(引斥力——万有引斥力)临时组建了一个短程的相互作用。弱力,色力莫不如此。
核外电子的轨道运行不辐射电磁波,原因不是电子轨道形成了驻波。那仅仅是一个借口,仅仅是一个解释。真正的原因,是因为电磁引斥力平衡,在平衡力的作用下,电子做椭圆轨道运行,和地球绕太阳的运动有类似的地方。《力学》57页,“第一定律 任何物体都保持静止的或沿一条直线作匀速运动的状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。”初中物理课本做了补充,即“物体在平衡力的作用下,保持匀速直线运动状态或静止状体。”我们可以把天体稳定运行的轨道运动叫做“永动”,或“轨道运动”。这样可以把牛顿第一定律表述为,物体在不受外力或在平衡力的作用下保持惯性运动;物体在平衡的万有引斥力的作用下保持永动(轨道运动)。物体做惯性运动时,完全不拖动引斥力场(真空);物体永动时,完全拖动引斥力场(真空)。无论物体如何运动,只能够部分或完全拖动真空,而完全不能够拖动空间。这是因为,空间是绝对的,空间的引斥力场是宇宙全部物质和运动的总和,故一个物体和天体无法拖动整个宇宙的引斥力场。但是物体可以拖动自己因为具有质量和运动而有的引斥力场。我们可以反推,既然永动时物体完全拖动自己的引斥力场——当物体匀速直线运动时,因为没有弯曲,没有创造出万有斥力,那么,当物体匀速直线运动时,物体完全不拖动自己的引力场。物体曲线运动时,创造了万有斥力,物体部分拖动了引斥力场——由运动物体的引力场和创造出的斥力场共同决定。
因为只有一个信息力,所以只有电磁波(磁电波)而没有引力波。问题就在于电子完全拖动自己的电场,电子的运动必然激发磁场,不管直线运动还是曲线运动。但是,质量运动时,直线运动不会激发万有斥力,曲线运动才会激发万有斥力,因此没有发射引力波的机会。因为电磁引斥力是统一的,所以,质量运动时激发的也是电磁波,不过是正反对称的电磁波,相互抵消为零。这就是为什么非弹性碰撞时,宏观物体的动能转化为组分分子的热能——常常出现动能不守恒的情况,因为宏观的动能转化为微观分子的动能了。对于中子来说也不例外,中子运动激发的也是电磁场,叠加为零的电磁场。可笑的是,1993年的诺贝尔物理奖竟然颁给了引力辐射,见《量子物理》254页。《力学》357页谈到天体的轨道运动发射引力波,而教科书却承认,电子绕原子核并不需要辐射电磁波。可见教科书的逻辑不是普遍联系的。
物理学界仅仅就所见所识容纳自己的眼界,所以终究是个数学家。他们的眼里、心里、锅里碗里始终是四个基本相互作用,所以不能够统一引力和电磁力,借助于对撞机进行粒子碰撞玩,不过是小孩子过家家的游戏。他们永远也不用指望统一电磁力和万有引力,因为这个尺度是原子。他们造的粒子能量太大了,进行电子、质子、核之间的碰撞,错过了时空尺度,南辕北辙,指东打西,颠倒乾坤,离题万里,怎么有机会统一呢?应该认为四种基本相互作用本来就是一个统一的相互作用,从更广泛的逻辑特性来推求。这是第一步。第二步,把强力和弱力踢出去,这是发现牛爱因子和涨缩的关系而信心势恒为零时。第三步,当意识到物体运动时部分或全部拖动引斥力场时,觉得有必要引入一个万有斥力。第四步,忽然想到,假如把原子外电子轨道运动受到的离心力作为万有斥力而电荷之间的电力当做万有引力,二者是否会取得相同的数值?和地球与太阳比呢?果然如此,代入数据后,式子两边绝对恒等。
6.1.3 电磁力的饱和特性——叠加原理失效和静电屏蔽作用
叠加原理的失效在物理学中是普遍的,从这里的讨论我们可以思考核力的饱和性。
《原子物理学》200页,“为什么人们对高Z类氢原子感兴趣?正像天文物理学家研究巨大质量的星体引起一些列新现象、在强质量时探索与万有引力偏差一样,原子物理学家也在探索在强库仑相互作用下出现的新现象,研究在强库仑作用下物理规律与库仑律的偏差。”这个所谓的偏差应该就是指叠加原理的失效了。
《原子物理学》55页,“在里德伯原子中,只有一个外层电子处于高激发态,它离原子实(原子核加其它电子)很远,原子实对它的静电库仑力作用就像一个点电荷(+e)。因此,任何原子,当它激发成高激发态的里德伯原子时,都可视为类氢原子;把原子看作由一个外层电子与一个原子实组成,从而可将多体问题简化为单电子问题,利用单电子原子的量子力学方法处理。”66页,“原子实极化和轨道贯穿的理论,对碱金属原子能级与氢原子能级的差别作了很好的说明。”208页,“假如当外加磁场B外时发生核磁共振,实际作用在原子核上的磁场却不是B外,而是B外-σB外=(1-σ)B外。这是因为核受到核外电子的屏蔽作用。”239页,“由于2He的两个电子在同一壳层中,相互间静电屏蔽作用小,每一个电子都受到原子核库仑吸力作用的有效电荷介于+e和+2e之间,其结合能很大,达24.6eV。对3Li来说,由于静电屏蔽作用,最外层的那个电子只受到原子实的有效电荷+e的吸引力,且它是在第二壳层上,即离核较氢的情况为更远,故3Li的外层电子的结合能很小,要比2He中两个电子的结合能小得多。而内层中两个电子的结合能比2He中两个电子的更大,原因是它们受到原子核的有效电荷在+2e到+3e之间。……”
《原子核物理基础核子与核》96页,“一般地,一个粒子在极短时间内转变为两个或多个粒子的虚过程称为量子涨落。被发射的光子本身也存在量子涨落,在被吸收之前它可以转变为正负电子对。这种正负电子对的影响虽很小,但却是可以测量和计算的,称为真空极化效应。虽然真空并不包含任何物质,但却可以存在物理相互作用,即不断发生正反粒子对的虚产生和虚湮没(这种真空涨落在足够长时间里的平均效果应为零)。因此真空不是一切乌有,而更类似于介质。上述真空极化效应类似于电介质中的极化现象。考虑电介质中的一个正电荷。它周围的电介质分子将有一定取向。由于极化分子存在着屏蔽效应,测量到的电荷数值将小于原来的电荷。对于真空中的电子,量子涨落产生的虚正负电子对也将是极化的,即在电子周围形成由正负电子对构成的‘云’,因而也有屏蔽效应。”
《大学物理续编》31页,“按照量子电动力学,电子在原子核的库仑场所受的力是通过电子与原子核之间交换虚光子来实现的,虚光子在传播过程中会产生虚的正负电子对,它们再湮灭成虚光子而被电子吸收,这种过程称为真空极化,真空极化中的电子对会产生屏蔽作用,使原子核对电子的作用稍微减弱,从而影响电子态的能量而产生兰姆移位。另外电子在运动过程中也会发出虚光子,然后再吸收它,这体现了电子的电磁场对电子自身的相互作用,称为电子的自能。”
这些所谓的屏蔽作用,起到的效果是什么呢?就应该是“叠加原理的失效”。《电磁学》11页脚注,“叠加原理并不是普遍成立的。对于非常小的距离或非常大的力,叠加原理可能失效。特别是在电磁场的量子力学效应中,这种经典的力的叠加原理是不成立的。”教科书是这样描述物理学家屁股下面实在的电磁场的,对于电场线,“电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷”这里有一个问题,终止于负电荷和终止于无限远是不同的两个概念。比如,正电荷的电力线发自于正电荷,如果不是延伸到无限远而是终止于半路截杀的负电荷,那就是和“核力的饱和力”相类了,因为这必然出现一个结果,即力的叠加原理失效。

如图6.1中,假设原子核带有3个元电荷,核外有3个电子。又假设质子和电子的元电荷电力线都是3条。那么,在外层轨道上的电子,这3条电力线分别和核内的3个质子的1条电力线重合共计3条电力线。因此,外层轨道上的电子感受到原子实的电荷为3条电力线,即只有一个元电荷。
对于内层轨道上的两个电子,每个电子的3条电力线终止于核内的3个质子,但是并不与质子的电力线重合。质子因为有1条电力线与外层电子形成配对,因此,每个质子还有2条电力线可以使用。于是,3个质子每个拿出1条电力线,去终止在内层电子上。那么,内层轨道电子就有6条电力线,是外层电子的作用力电子线条数的2倍,因此内层电子感受到2个元电荷的静电作用力。这当然是一个某种意义上的比拟。因为这里没有分析核外电子之间的相互作用!但这样可以简单地解释叠加原理的失效,而且也很容易理解整个原子是精确地带有电中性的。我们理解时,就当做是牛爱秉性好了。
因为电荷的电场线终止在电荷上,而不是穿透电荷分布于宇宙无限深处,所以可以当做是电磁力的饱和性,这一点,可以类比核力的饱和性。
对于图6.1,我们还可以参考中心场的理论分析,《大学物理续编》42页,“对每个电子来说,其他电子的作用在很大程度上是屏蔽核电荷。在很多情况下,每个电子与所有其他电子的相互作用势能是近似球对称的,可用一个平均的中心势来代替,这就是所谓中心场近似。中心场近似是一种独立电子模型,每个电子独立地在一个共同的中心势场中运动。这个平均的中心势场来自该电子与原子核的库仑吸引势能(严格的中心对称)以及和其他电子相互排斥的平均势能(近似的中心对称)。中心势场与要研究的具体的原子及其状态有关,一般不能用解析式表示,但它具有这样的基本特点,即当电子与核相距甚远时,它感受到的势是一个被其余电子完全屏蔽的库仑势,而在原子核附近,它看到的是完全未被屏蔽的势,即
V(r)→-Ze2/(4πε0r) r→0
V(r)→-e2/(4πε0r) r→∞
实际上的真实情况是很复杂的,但是我们这里可以得到两个分析:场强叠加原理不成立或电力叠加原理不成立,电磁力具有饱和性。有这两点就够了。这样就可以和核内的核力作联系与比较了。
6.1.4 连续性和量化性
《原子物理学》191页,“至此,我们已经列举了三个重要实验,史特恩-盖拉赫实验、碱金属双线、塞曼效应,无可辩驳地证明了电子自旋假设的正确。电子的自选,其实一点也没有‘自旋’的含义,我们最好称呼它为‘内禀角动量’;它完全是微观粒子内部的属性,与运动状态毫无关系,它的性质与角动量有些类似,但不能用任何经典语言加以描述,它在经典物理中找不到对应物。”
《原子核物理基础核子与核》19页,“如果在所研究的强相互作用系统中,电磁作用可以略去,或称‘关掉’,则质子和中子可近似当做全同粒子——核子来处理,质子和中子可以假想为核子的两种电荷状态。引入类似于自旋的同位旋I来描写这两种电荷状态。对于核子,I=1/2。类似于自旋为1/2的电子,核子有两种自旋状态,即沿z轴的投影分别为+1/2和-1/2。核子同位旋算符I的第三分量I3的期望值也只能是I3=±1/2,称为同位旋‘朝上’和‘朝下’。此处应强调,自旋和同位旋只是形式上相似,本质是决然不同的。自旋是角动量,与普通三维空间中的转动有关;同位旋空间则是为描述不同电荷状态而人为想象的空间。”
《原子物理学》44页,“玻尔认为,氢原子中的一个电子绕原子核作圆周运动(经典轨道),并作一个硬性的规定:电子只能处于一些分立的轨道上,它只能在这些轨道上绕核旋转,且不产生电磁辐射,这就是玻尔的定态条件。应当指出,‘一个硬性的规定’常常是在建立一个新的理论开始时所必要的;爱因斯坦在建立相对论时就是这样做的,玻尔在这里也是这样做的。至于这个硬性规定是否能够成立,首先要看由此而产生的结论与实验符合得如何。”
这些硬性规定的条件,量子的内禀性质,不仅想到牛爱秉性也应该僵硬一点,冷酷到让物理学家心里发毛,汗毛直竖。
第三章3.4节讲到电磁场是连续可以分的,而电磁波是量子化不可以无限分割的,即最小的电磁波能量单元是E=hυ。该节已经明确指出,“如果电磁场是量子化的,那么电力线就有不可分割的单位,那么对于库仑的平方反比定律,场强在电力线有不可分割的单位时,是否还能够均匀分布?”想想看,对于电磁波的量子来说,即光子的能量单元是E=hυ,但是对于描述场强的电场能量,
W=Q2/(8πε0R) (6.15)
电容器的能量
W=1/28226;(Q2/C)=1/28226;(CU2)=1/28226;QU (6.16)
电容器的能量同样可以认为是储存在电容器内的电场中,因此平行板电容器的能量公式为
W=(ε0εr)/28226;(E2Sd)=1/28226;(ε0εrSd)E2 (6.17)
电场的能量虽然可以通过电荷量来计算(电荷是量子化的,最小单元是元电荷),但是电场的能量体现在电场物质,这又可以直观地用电力线-电场线来表示,电场物质体现在场强之中,场强的量化值有么?没有!电场物质和电磁波物质是不同的,电场物质和电荷的量子化是有差异的,因此必须首先搞清楚电场、磁场的连续化特性,辨明电磁波的量子化特征,才有考虑统一力统一场的思路。
磁场的能量
具有自感为L的线圈通有电流I时所具有的磁能就是
Wm=1/28226;LI2 (6.18)
通有电流I的螺绕环的磁场能量是
Wm=1/28226;LI2=1/28226;μn2VI2 (6.19)
磁场的能量是连续的而不是量子化的。
但是电磁场的量子化能量可以和连续的能量相互转化,而且和观察者的角度有关。比如,对于一个电子来说,当从电荷的角度来分析时,就是量子化的,但是从电场的角度来分析时,就是连续的。量子化,所以一个元电荷只能够占据现实空间的一个非常小的点位置;连续化,所以一个电荷的电场遍布在全宇宙。光电子对效应和电子对湮灭时,电子的电场消失,这是连续能量的丢失,而产生了光子,光子是量子化的。相反的过程是,光子的消失即量子化的能量消失,转变为连续的电场的量子化电荷。还有,光子没有惯性,而电子运动时有加速度因此有惯性。
连续性和量子性是可以并存的。《原子物理学》74页,“可见,光在传播时显示出波性,在转移能量时显示出粒子性。光既能显示出波的特性,又能显示出粒子的特性;但是在任何一个特定的事例中,光要么显出波性,要么显出粒子性,两者决不会同时出现。”这倒是未必,区别在于观察时的选择而已,事实上,波性和粒子性是同时并存的,无论在任何事例中。实际上,光在传播时同样也显示出粒子性,在转移能量时也显示出波动性。试想一个单独的光子穿过单缝时,光子的路径虽然是不确定的,但是不会散开,因为光量子的缘故。光的多普勒效应,说明能量转移时还是有波动性的。再如,光子在太阳引力场中弯曲,弯曲是因为光量子的引力质量即粒子性,但是光子在空间的传播确实又是波动性的。对立是统一的,不是互不相容的。
6.1.5 核力
《原子物理学》301~302页给出了核力的性质,大约是:短程力;饱和性;强相互作用;核力与电荷无关;核力在极短程内存在斥心力;核力与自旋有关。并接着讲了核力的介子理论。即核力也是交换力,核子间通过交换某种媒介粒子而发生相互作用。319页,“实验发现,只有当中子或质子两两成对(自旋相反)时,能量最低。”该页脚注称“在超导体中,电子都两两成对,称之为库伯对。处于基态的原子核好比超导体,中子和质子都趋于成对状态。核子间的相互作用不仅产生了一个平均自洽场(单粒子势),而且还有短程剩余相互作用,产生对力。”
《量子物理》194~196页概括了核力,这里大略摘述如下:核力比电磁力大的多,但力程非常短。核力与电荷无关。质子和质子,质子和中子,中子和中子之间的作用力是一样的。质子-质子和中子-质子的散射实验证明了这一点,一个质子和一个中子的平均结合能相同也支持了这一结论。核力和核子自旋的相对取向有关。两个核子自旋平行时的相互作用力大于它们自旋反平行时的相互作用力。强力不像库仑力那样是有心力。更奇特的是,强力是一种多体力,即两个核子的相互作用力和其他相邻的核子的位置有关。因此,强力不遵守叠加原理,强力的这种性质给核子系统的理论计算带来巨大的困难。
《大学物理续编》79页,“核力的本质是什么呢?过去认为核力就像电磁力一样是一种基本力,电磁力是通过电磁场来发生相互作用的,在量子电动力学中,场是量子化的,电磁场的量子就是光子,两个带电粒子之间的电磁相互作用是通过它们不断地交换光子来实现的。光子就是电磁场的媒介子。1935年日本物理学家汤川秀树把核力和电磁力类比,提出了核力的介子理论。他认为核子间的核力作用也是通过交换一种媒介子来实现的。”“核子的介子理论在核力的长程范围内取得很大的成功,但在短程范围却遇到很大的困难。后来的一些实验表明,核力不大像是最基本的相互作用,倒更像是某种基本相互作用组合的结果。”
119页,“在经典电磁理论中,电磁相互作用是通过电磁场来实现的,在量子电动力学中则认为它是通过交换光子来发生作用的,这两者之间有一定的联系。”“每一种粒子都相应于一种场,粒子是场的激发态,也是场的量子。在经典电磁理论中,带电粒子之间的电磁相互作用是通过电磁场来进行的,电磁场的量子就是光子。在量子场论中就把通过电磁场的相互作用看成是交换光子。”“交换的媒介子是虚媒介子,交换过程是一种虚过程,这里的‘虚’可以理解为虚拟的意思。”120页,“核力是一种很强的作用,但它并不是最基本的强相互作用,自从夸克模型问世并取得一系列成功之后,人们对强相互作用的认识有了很大的改变,现在关于强相互作用的理论是基于夸克具有色荷的量子色动力学(QCD)。带电粒子之间有电磁相互作用,QCD认为带色荷的粒子之间有强相互作用,事实上正是由于夸克带有色荷才使它们形成强束缚的强子。与电荷相联系是是电磁场,光子是电磁场的量子,与色荷相联系的强作用场可称为颜色场,颜色场的量子是胶子。带色荷的粒子通过交换胶子发生强相互作用。胶子与光子类似,也是自旋为1静止质量为0的粒子。光子不带电荷,胶子却带有色荷。每个夸克都带有红、绿、蓝三种色荷中的一种,胶子则有八种可能的色荷。”“胶子的质量既然为零,那么怎样说明核力的短程性呢?QCD认为,带色荷的夸克之间的作用才是基本的强相互作用,而无色的核子之间的作用只不过是基本强相互作用的一种剩余效应。我们知道,当两个中性原子开始接近时,它们之间是没有相互作用力的,但当它们靠近到一定距离并使两个原子的电子云开始相互重叠时,它们间的作用力就逐渐增大,这种力称为范德瓦尔斯力,它本身不是一种基本作用力,而是两个系统间复杂的电磁相互作用的一种表现。同样,核子是不带色荷的,只有当两个核子靠得很近,以致一个核子内的夸克可以被另一个核子内的夸克感受到时才有强相互作用,因此强子之间的力程是很短的。”
6.1.6 弱相互作用
可以参考《大学物理续编》120页。这里不再引述。
6.1.7 基本力的统一
关于力的相互作用,各种书上提供的数据和理论都有一些差别,但基本点都是一致的,现在摘录一下《大学物理续编》119页的表,作为基本力的相互对比特点。
相互作用 相对强度 力程/m 特征时间/s 媒介子
强 1 10-15 10-23 胶子
电磁 10-2 ∞ 10-20~10-16 光子
弱 10-14 10-17 10-10 W±,Z0
引力 10-39 ∞ 引力子
《原子核物理基础核子与核》80页,“在π±e-散射过程中交换类空光子,在e+e-→π+π-过程中e+e-湮没成类时光子。在质心系中,前者只有动量而没有能量;后者只有能量而没有动量。”光子的世界线、光锥的概念见于《大学物理续编》161页。《图解当代科技(彩色扩大版)》94页谈到时空间隔的分类,“总可以找到一个参照系,在其中,两事件发生于同一点的两个不同时刻,在此参照系中,时空间隔就正比于这两个事件的时间间隔。所以s2<0的时空间隔称为类时间隔。”“总可以找到一个参照系,在其中的两事件同时发生于空间两点,在这个参照系中,时空间隔等于两事件的空间间隔。所以,所以s2>0的时空间隔称为类空间隔。”《力学》360页,“在一个黑洞内部,空间和时间是能相互转化的。从单向壁向黑洞中心不是一段空间距离,而是一段时间间隔,黑洞的中心点不是一个空间点,而是一个时间的点。因此在黑洞中,引力场不是恒定的,而是随时间变化的。这引力场将演变到黑洞中各处引力场的强度都变成无限大为止。这种演变是很快的。例如对于一个具有太阳质量的黑洞,这段演变只需10-5s。但是从外面看,黑洞并没有任何演变,它将永远保持它的形态不变。这个看来是矛盾的结论其根源在于引力时间延缓。”
这些教科书、讲述科学前沿的书,甚至是科普书,都严重地遭到了四维时空的污染。第一章、第二章已经证明了爱因斯坦回归了牛顿的怀抱,只有一个经典的牛爱时空观,只有一个标准的牛爱钟尺观。时空绝对,互不相关,超距作用,无限穿透,因此只有一个三维空间和一个自古及今的时间,不存在四维时空的事实,四维时空是一个不切实际的空谈。时间就是时间,不会转化为空间。想一想,牛爱因子不是在接近光速c时才会发生作用的,即使物体的速度→0,牛爱因子仍然坚定地发生着作用;那么在黑洞外部,即引力不是很大的情况下,空间和时间是否要相互转化?并且我们已经证明根本不存在黑洞,因为光子的能量和频率越来越高,宇宙缺乏能量来制造黑洞,因为能量守恒啊。
无理学家是占据了一些实验事实,但是没有必要吆五喝六杂七歪八吧。因此引来的书上的资料仅供参考,不是事实。业已证明,力的相互作用是超距的,现在还要说明一点儿,力的相互作用不但是超距的,而且是根本不会交换光子介子等物质和能量的——
基本力的相互作用时,只有场的相互作用,没有光子介子的交换,因此任何力都不是交换力,光子介子的交换仅仅是能量的转移和传播,与力的相互作用无关。参考第三章的图3.4证明力的超距作用,现在来看图6.2,

点电荷eq两者即发生电力相互作用,又同时发生引力相互作用。电力作用公式为
F=kqe/r2 (6.20)
由于电力的相互作用是超距的,要通过电场物质来实现,因此引入电场(强度),即
E=ke/r2 (6.21)
一个点电荷在即时在全部宇宙空间建立了一个物理场,电场,那么位于这个电荷的电场中的检验电荷受到的作用力就是该电荷在此处激发的电场(强度)乘以检验电荷的电荷量。点电荷和检验电荷之间无需交换电磁波即光子。就可以在无限的宇宙广延的时间延续中一直存在下去。但是如果两个电荷之间需要交换光子才能够维持电场力,那么
物理学家是依附于数学家的,总是找到一个数学公式来说明这一点,那么,点电荷与检验电荷之间的交换光子的光子能量和交换光子数目和宇宙广延的时间有什么关系,教科书给出了吗?物理学家思考过这个问题了吗?
力就是存在,场就是存在,只要有场强,就可以由力的相互作用。否则,电荷之间每秒钟交换几个光子,这个量子化的光子的能量是多少?物理学家是根本没有考虑过的(没办法考虑,每秒钟交换多少个光子,那是功率——和力没有关系,经典的概念都没有搞清楚,却希望通过交换能量单元或者物质单元来实现力的统一,这不是关羽战秦琼的故事吗?)。如果假定力的相互作用要交换能量单元,那么这个交换必须满足:超距作用,即速度无限大;在时间的持续上,单位时间交换的能量单元恒定不变;因为都是保守力,因此交换的能量单元是成距离反比平方关系的——不谈论这些,却说是交换力,实在不合情理。
现在大略地说一说基本力,——
基本力就是信息力,具有超距即时,无限穿透的特点;
信息力可以被屏蔽,但是信息是无限穿透的,就是存在,存在于无线广延的宇宙空间和时间中;
物质(电荷、质量、磁荷)激发场;
力的相互作用是通过场相互作用的;力的作用不需要交换任何物质或能量,不管力程的大小,广延到全宇宙,或局限在原子或原子核的尺度,都是通过场相互作用的,不交换任何东西;有交换时可以当做别的运动方式,而不是当成力的相互作用。
只有一个基本力,基本力化解为电磁力和万有引斥力,电磁力和万有引斥力统一于原子的尺度;
强相互作用和弱相互作用不是基本力,是电磁力(万有引斥力)的在场强叠加原理失效时的表现,因此体现了饱和性(强力)和临时性(弱力);
强弱相互作用仅仅限制在核的尺度内,仅仅说明对于力的叠加原理来说,小于原子核的尺度,叠加原理完全失效;
由于叠加原理的失效,正负电荷之间的吸引和排斥统一,这样,因为质量就是静电势能的大小的量度,因此对于中子来说,正负电荷的电势能就是统一的正值,因此中子才可以对应于质能关系式换算后的能量,这就是说,到了原子核内,异号电荷的斥力和同号电荷的引力已经统一了。这一点也同样反映到核外,即对于原子来说,电荷引斥力统一为质量的万有引力。中子的电势能为正值,才能够体现质量的数值。
现在知道,不但力的相互作用是超距的可以通过场来实现,力的相互作用无需交换任何物质也可以通过场来实现,力就是场对“荷”的相互作用,不是交换力,你交换不清楚的,还是不要瞎忙活,不要交换的好。

6.2 统一场
6.2.1 声子
爱因斯坦假定,频率为υ的光的一个光子的能量为,
E=hυ, (6.22)
而爱因斯坦质能关系式为,
E=mc2。 (6.23)
考虑一切波动形式都相同,因此可以使用这个公式来计算声波声子的引力质量,即重量。
为了便于计算更多的数据,我们仿照原子质量单位u的例子,定义一个波子质量单位n。令一个单元的波子质量为频率为1赫兹的光子或者声子的能量(质量),那么可以求出,
n=En=hυ=6.6260755×10-34J
n=En=hυ=4.13566923955×10-15eV
n=mn=hυ/c2=7.3725032764×10-50kg (6.24)
物理学家常常扮演数学家的角色,比如由平面简谐波的波函数求导凑出来一个平面波的波动方程,《波动与光学》63页,“它是物理学中最重要的方程之一。它的普遍意义在于:任何物理量y,不管是力学量、电学量或其它的量,只要它与时间和坐标的关系满足方程式(2.19)式,则这一物理量就按波的形式传播。”
物理第三公理,即一力一律。任何运动都和力相关,波动也不例外,而能量守恒律是第一守恒律,任何运动形式和过程中能量都守恒,因此可以从能量守恒律来作为分析的基础。
机械振动时势动能守恒,而机械波也是能量的传播,即机械波和光波一样,都是能量→能量的传播。光波的能量和质量相当,那么,机械波的能量和质量也相当。普遍意义是,一切能量形式都等价于质量,波动的能量等价于引力质量。光子代表所有电磁波的能量量子,声子代表所有机械波的能量量子,而不仅仅限于纵波。
可以明确的是,微观粒子比如电子等和宏观物体比如一块石子,运动时因为有惯性质量,因此有加速的过程。但是光波和声波不同,没有加速的过程,因此光子和声子没有惯性质量。因此能量等价的形式就只能够是引力质量。
只有惯性质量才有牛爱因子的变化,波动的动能质量没有牛爱因子的变化,但是遵守机械能转化和守恒定律。普遍意义是,惯性质量和波动质量在引力场中运动时,遵守势动能转化时的能量守恒律。
一个光子的能量是,
E=hυ,即式(6.22)
光子的质量为,
m=hυ/c2=h/(cλ) (6.25)
光子的动量为
p=E/c=hυ/c=h/λ (6.26)
那么一个声子的能量为,
E=hυ, (6.27)
该式称作波能关系式,和质能关系式对称。如果当初爱因斯坦,把波能关系式提高到和质能关系式同等程度的重要性,那么,相对论钟尺观就会应用到和机械波有关的所有领域,而不仅仅限于光波的有关领域。
一个声子的质量为,
m=hυ/c2 (6.28)
一个声子的动量是,
p=E/c=hυ/c (6.29)
光子计算时,可以使用波长代入公式,而声子不可以。因为质能关系式是E=mc2,用光速来计算,而声速远远小于光速,因此不可以使用声波的波长。
上述的(6.22)和(6.25)到(6.29)式,仅仅是数学表达式,需要给予简单的介绍(h是普朗克常数,c为光速,υ是频率,λ是波长)。
按,使用氢原子模型数据来实现统一场,即电磁力和引斥力相互统一时,电子在轨道上形成了电磁波驻波,而电场力等价于万有引力,和因为电子质量而出现的离心力(万有斥力)正好相等。
我们知道,声音不能够在真空中传播,声音(机械波)必须借助物体的质量才能够传播。质量就是产生万有引力场的“引力荷”,因此质量产生的机械波,和电子电场(运动)激发的电磁波应该有同等的数据,就如同电磁力和引斥力统一时,把电性力当做万有引力一般。
再看看爱因斯坦的假定,“爱因斯坦假定,频率为υ的光的一个光子的能量为,E=hυ”即波子的能量,只和振动的频率有关,与振动的形式无关,这样,不管是光波还是声波(即机械波的纵波),机械波(横波和纵波),波子的能量只和频率有关,与波长无关。光波所以可以使用波长计算,因为光以c运动,而质能关系式和光速c有关。
考虑到静力学温标,0K以下,为磁子、负质量,因此对应械机波和磁电波,和刚才讨论的机械波和电磁波一致。因此只分析电磁波和机械波。
声波是纵波而光波是横波。这并不奇怪,想一想超声波的“声致发光”吧,我们可以简单地假定就是机械声波(纵波)转变为光波。这并非特例,比如,机械运动的摩擦和碰撞时,机械动能转化为“内能”,而内能就是分子的无规则动能(还有势能),分子的动能归根结底还是电磁波能量,想一想任何温度的物体,都在时刻辐射不同频率的电磁波就知道了。
我们知道,纵波的波速大于横波,对于机械波来说。那么,光波有没有纵波呢,尽管教科书上没有讨论纵波,但是网上也有人设想存在纵波光波。纵波光波必然是存在的,而且可以这样考虑,纵波光波的速度是超距的,即光速无穷大,和横波光速的c正好对应。这样,对于出现的超距量子关联和光速负速度就没有疑问了,也不必质疑因果律。
声子光子的能量仅仅和频率有关,也适用于纵波光波。因为纵波光波是超距的,因此无论频率有多大,波长总是无穷大的,因为∞/∞=1,这个单位1,是多长的距离,1m,1km,10000km乃至于更大?但是既然是波,就有频率,没有频率就不是波了,因此E=hυ,仍然适用。
这样,波量子,光子和声子,就使用普朗克常数和频率联系起来了。这样,以后分析声子和电子的碰撞,就可以使用声子的能量质量和动量来分析,如果是非弹性碰撞,就和光电效应一致,如果是弹性碰撞,就和康普顿效应一致。
不确定和概率幅
声波也有干涉和衍射现象,为什么教科书谈论的量子论,不确定和概率幅时谈到光波而没有声波?因为没有明确声波的地位,当无理学家意识到声波在引力场中偏折、波长变短、周期加快和频移,机械钟在引力场中走快,声波和光波一样,受到牛爱因子的影响时,就明白了,原来,关于量子论的实在的粒子和光子之间的转化,也和机械波联系。
因此,不确定和概率幅同样适用于声波这个量子。
6.2.2 声以太和引力波
电子移动,即运动时,伴随电磁场,但是质量运动,没有对应的场产生。注意,电子匀速直线运动,同样可以激发磁场。但是,质量的匀速直线运动,不会激发万有斥力,只有质量的运动轨迹弯曲时,才会临时造出万有斥力。因此只有电磁波(磁电波),没有引力波。
经典振动,是质量的振动,机械波的能量传播需要质量这个载体。量子振荡是电荷(磁荷)的振荡,电磁波(磁电波)的能量传播需要真空以太这个载体。因为统一场,所以,质量加速运动时,将会产生电磁波(磁电波)(或者吸收电磁波),而绝不会发射引力波。
我们可以设想一下,物体的速度如何才能够降低呢?这也是加速——物体不受力的情况下,速度不变。当物体受力时,我们现实的情况总是摩擦阻力,摩擦阻力的结果是摩擦生热,即物体的动能损失,得到了热能(电磁波),也就是质量加速时产生(发射)电磁波。物体的速度怎样才能够加速呢?比如火箭飞行原理,是大量的分子失去一部分动能(热能),推动火箭反冲,即火箭的动能增加,因为吸收了电磁波——热能。这和一个电子的运动情况是一致的,电子加速时吸收光子(电磁波-热能)的能量,电子减速时发射光子。对于空间的位置改变,即势动能转化引起的宏观物体的质量速度的变化,和电子在电场中的情况一致,物体的势能增加,动能减少,动能转变成为场物质;物体的动能增加,势能减少,场物质转变成为物体的动能。业已证明,物体拖动的引斥以太而拖动光速,即永动时完全拖动自身的传播光的以太,因此电场、磁场和引力场(还有斥力场)只能够是同一个场。但这个统一的引斥力场,只能够传播电磁波,却没有传播声波,显然声波的传播需要特殊的以太,声以太。
机械波和引力波
不可能存在引力波。
我们看到,电子运动时激发磁场而磁子运动时激发电场。但是质量运动时并没有可以激发的对应场。至于曲线运动产生的万有斥力,不能够代替,因为匀速直线运动并不会产生万有斥力。
同样,和质量关系的机械波,在电磁场和电磁荷中也找不到对应。
电磁场——电磁波——电性力
磁电场——磁电波——磁性力(0K以下)
质量——机械波——万有引力
负质量——械机波——万有斥力(0K以下)
和质量(引力——引力荷)相关的只有机械波,而和电(磁)场(电荷——电性力)有关的只是电磁波,这是自然的对称。
居然有人因为(间接方法)探测引力波而获得诺贝尔奖,这是奇事一件了。
电子运动激发磁场,电磁场有能量、动量等因素,而且电磁场具有质量,电场的减少和增加伴随质量的亏损和增益。引力场也会相互抵消,因此存在引力场的减少和增加,自然有伴随引力场的质量亏损和增益。但是注意引力和电荷的各自不同特点。这一点可以联系第三章的图3.7,并分析第四章的图4.1作个对比。
统一力的方法很简单,只要计算氢原子的电磁力和因为质量而具有的离心力完全相等,就可以明白只有一个信息力,电磁力和万有引斥力完全等价。
但统一场,就需要统一波动和场。光的传播需要电磁以太,那么声音呢?声音的传播也需要以太,声以太。电磁以太是长程的,因此可以在真空中传播。但是声以太是短程的,离开质量比如原子分子就没有声以太。
统一场有几层含义,
1,统一力。电磁力和万有引斥力等价。
2,电量等价于质量,等价于能量。
3,电磁以太的长程特点和声以太的短程特点。
4,一切波动都等价,声波和电磁波等价。
5,声波是质量的声以太传播的,和光波的电磁以太对应,因此不会有引力波。
《波动与光学》68页:“在平面简谐波中,每一质元的动能和弹性势能是同相地随时间变化的…,而且在任意时刻都具有相同的数值。振动动能和弹性势能的这种关系是波动中质元不同于孤立的振动系统的一个重要特点。”实在的质量之间的能量转换始终是势动能转化,因此势动能不是同步的。因为原子分子之间的力是电磁力的剩余力,位置变动而发生振动时,必然是势动能转化,不会发生势动能完全同步的。因此,声波(包括一切机械波)的传播必然是某种场,而不是质量。声以太应该就是电磁力叠加原理失效时出现的只能够传播质量振动时的以太,只能够存在于原子的周围非常小的距离,和原子的直径量级接近,因此气体足够稀薄时就无法传播声波机械波。
实质上,万有引斥力和电磁力的统一,就表明质量和电荷的统一,而进一步就表明电磁波和机械波的统一,因此,如果引力变动时有必要发射波动能量,因为机械波无法穿越真空,那么引力的变化将会发射电磁波而不是引力波!当然,地球等天体的永动状态和电子绕核的情况是一致的,在平衡力的作用下可以做椭圆运动而不必发射波动能量。
当然,声以太和电磁以太同样的具有超距作用,具有量子化特点,具有量子的协同作用。
6.2.3 没有子
本章6.1.7节已经证明,力的相互作用是通过场(场强)和力荷(电荷、质荷-质量、磁荷)来实现的,根本不需要介子(光子)的交换。光子(介子)的传递和交换是能量的传播和转移,与相互作用力无关。因此物理学界总是期望找到某种媒介子来实现统一力统一场是南辕北辙,缘木求鱼,放火烧山,怎样可以得到统一呢?总是想找一个引力子来说明引力,还说什么电弱统一理论,岂不知力的相互作用根本不是交换介子的,交换介子的仅仅是能量的转移和传播而已。
物理学家不如去找一种叫做“没有子”的介子,当物理学家认识到力的相互作用根本不需要媒介子,就明白了力的相互作用是场来传递的。只要从性质上两种场取得一致,就是实现了场的统一。比如已经证明的斐索流水试验和霍克实验表明了永动的地球拖动了自己的引斥以太以传播光,就是实现了电磁场和引斥力场的统一!
放弃媒介子,结识没有子,就是统一场。
6.2.4 引斥力场的总和为零
本章6.1.2节谈到“把离心力作为万有斥力是合适的。洛伦兹力是电子在磁场中运动时才有的,即洛伦兹力是电子的“运动”而创造出来的。那么万有斥力呢?是质量运动的轨迹弯曲临时造出来的。洛伦兹力让直线运动的电子轨道弯曲,而质量运动的轨道弯曲创造万有斥力!是否对称呢?”
对于电力,有电场;对于引力,有引力场。磁场对应磁力。质量运动的轨迹弯曲临时造出的斥力必然也会激发斥力场和万有引力场相互抵消。毕奥-萨伐尔定律的电流元激发磁场的磁感线(磁场),因此有磁力。电流元和运动电子是一致的,因为运动电子产生了和电流元一样的磁场,因此运动电子在磁场中受到的洛伦兹力,其实就是磁场对运动电子激发的磁场之间的相互作用,即磁场→磁场之间的相互作用。
显然,离心力不是离心力,也不应简单地理解为万有斥力,而是质量运动时激发了万有斥力场,而质量的万有引力场和其激发的万有斥力场是并存的(联想中子内有正负电荷),只是在平时仅仅表现出万有引力而已。当质量弯曲运动的轨迹激发出万有斥力场时,两个万有斥力场相互作用。见图6.3,

图6.3甲中,ab是两个质量物体,当ab都保持在绝对以太参考系中静止时,ab都激发了引力场和斥力场,但是ab之间只有引力而没有斥力——可以联想中子内的正负电荷,当然中子内的正负电荷的电场是相互抵消对外不显示电性的;但是这里的质量激发了实在的引力场和虚的引力场,只有引力场起作用,来自于信息力的指导和调节。
图6.3乙中,b物体继续静止,a物体和绝对参考系有匀速直线运动(方向可以任意),但是由于匀速直线运动不会就激发斥力场,因此ab物体之间依然是只有万有引力。
图6.3丙中,b物体静止,a物体和绝对参考系有曲线运动,这时就在全宇宙激发斥力场,而b物体的万有斥力场被信息激活,这时对于观察者a来说,b物体既有斥力场,又有引力场,由a物体弯曲运动的速度以及和b物体之间的距离和相对方向而定。当ab物体之间的万有引力场和万有斥力场正好相等时,a物体绕b物体永动运行。这时,ab物体之间的相互作用力是引力作用完全等于斥力作用。同样,ab物体在全宇宙激发的引斥力场正好相互抵消为0。这就是引斥力场为0的意义,也是万有引斥力的统一的意义。
这样的分析是必然的,因为只有宇宙是个零,才有永动运动状态对传播光的电磁以太(引斥力场)完全拖动!才有迈克尔逊-莫雷实验,才有光行差及其对比实验,才有斐索流水试验和霍克实验。
这样才符合牛顿第三定律,因为万有斥力和万有引力一样,都是相互作用力。比如吧,洛伦兹力就是相互作用力,磁场对运动电子有洛伦兹力,运动电子对磁场有相反的洛伦兹力。物体ab之间,a用万有引力吸引b,而b用万有引力吸引a;同理,a用万有斥力排斥b,b必然也用万有斥力排斥a。这就是牛顿第三定律,依旧成立。
不妨回顾一下高中物理教科书的讲解:
http://www.pep.com.cn/gzwl/gzwljszx/gzwkb/gzwlxkb/gzwlkb2/200902/t20090223_553416.htm
向心力
做匀速圆周运动的物体具有向心加速度。根据牛顿第二定律,产生向心加速度的原因一定是物体受到了指向圆心的合力。这个合力叫做向心力。
把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律,可得向心力的表达式为
Fn=mv2/r
或者,
Fn=mω2r
应该强调的是,向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样作为具有某种性质的力来命名的。它是根据力的作用效果命名的。凡是产生向心加速度的力,不管属于哪种性质,都是向心力。对此,我们在以上圆锥摆实验中已经有了初步的体会。
如果说圆锥摆的摆球受到了重力、绳的拉力、向心力这样三个力的作用,那就错了。实际上,它只受重力和绳的拉力。是这两个力的合力起到了向心力的作用。
变速圆周运动和一般的曲线运动
切向加速度,向心加速度
切向加速度是与物体的速度方向一致的,它标志着物体速度大小的变化。
向心加速度始终与速度方向垂直,其表现就是速度方向的改变。
仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动,同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动就是变速圆周运动。
运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动,可以称为一般的曲线运动。尽管这时曲线各个位置的弯曲程度不一样,但在研究时,可以把这条曲线分割为许多很短的小段,质点在每小段的运动都可以看做圆周运动的一部分。这样,在分析质点经过曲线上某位置的运动时,就可以采用圆周运动的分析方法来处理了。
通过回顾这些基础知识,应该明白,不仅一个物体曲线运动时有万有斥力,就是一个物体转动时也有万有斥力,这时物体的各个部分之间有万有斥力,抵抗万有斥力不令物体解体的是物体分子间的电磁力。这样,万有引力斥力电磁力又统一起来了。
这样,因为万有斥力场和万有引力场遍布全宇宙并且叠加后为0,就不必担心宇宙中所有的物体的引力场会撕碎所有的天体,这样的发问和热寂宇宙的思想并没有什么不同。
6.2.5 量子的内禀性质
《原子物理学》279页,“光子与物质的相互作用,主要包括:光电效应——光子与束缚电子的相互作用;康普顿散射——光子与自由电子的散射;电子偶效应——当光子的能量大于电子的静止质量的两倍时(1.02MeV),光子在原子核场附近能转化为一对正、负电子。容易证明,对自由电子,无法产生光电效应对自由光子,也不能够产生电子偶效应。否则,都会违反能量、动量守恒定律。”
守恒律是物理学家认识自然界的法宝,可是不知为何定义了一个不可理解的经典电子半径,《原子物理学》273页,“re为经典电子半径,它的定义为;m0c2=e2/(4πε0re)。即re=e2/(4πε0m0c2)≈2.8fm。”这里没有交代清楚原因,不知道如何计算出来的。2009年7月19日下午从网上搜索,在互动百科中看到了有关的解释,因为其中图片太多,为了便于引用,制作为图6.4,如下:

这些关于电子的经典半径假定是不合适的。
按,《电磁学》81和82页给出公式,对于均匀带电球面,半径为R,总电量为Q,这一带电系统的静电能为
W=Q2/(8πε0R) (6.30)
电量为q的均匀带电球体的系统静电能为
W=3q2/(20πε0R) (6.31)
不难看出,对于电量相等,系统能量相等,带电球体的半径是带电球面半径的1.2倍。但我们使用带电球面模型计算的结果是re=1.40897046×10-15m,《电磁学》398页数值表给出的电子的经典半径为2.81794092×10-15m,二者的关系不是1.2倍而是2倍。可见历史上的物理学界给出的电子的经典半径不是按照均匀带电球面计算得到的结果,这就失去了理论假设的简洁性,因此不可取。假设为带电球面而不是球体,考虑到对于电子内部结构,应该考虑为超导体,因此电荷只能够分布在表面上。《原子物理学》319页脚注称“处于基态的原子核好比超导体”当然,还是要采取第四章的观点,即信息势恒为0,“电子的电荷可以看作分布在中心为0的“奇点”上,它本身的量值无关紧要,紧要的在于在半径为1.40897046×10-15m的球面上可以吸附的电荷的量值,以保证中心势为0。”
《原子物理学》241页,这两段话的意思大抵是,波函数对称的全同粒子体系,如π介子、光子,称为玻色子;波函数反对称的全同粒子体系,如电子、质子、中子,称为费米子。对于对称波函数,两个粒子可以同时处于相同状态;对于反对称波函数,两个全同粒子不能同时处于相同状态,这就是泡利不相容原理——不能有两个全同的费米子处于同一个单粒子态——对于相同费米子组成的体系,其波函数必须是反对称的。
第四章4.2节“质子中子和电子一样,半径不会压缩,位于引力场中时,或运动时,电荷增大,质量增大,当然中子仍然是正负电荷同步增大,因此始终对外显示电中性。半径不压缩,还和第二章的2.7.4节一致,即具体物体的长度与运动或引力场无关。这是因为,质子中子电子的经典半径就是牛爱秉性的信心势恒为0,而这始终体现在半径为re=1.40897046×10-15m。”量子的内禀性质应该有一个不可压缩的半径,这样才能够有一个具体的宏观物体尺度。同时,质子中子电子又是量化的,如电荷具有分立的量值;又是连续的,因为电荷激发的场,场物质是连续的。
顺便说一下,时空观也是量化的和无限可分的。对于牛爱时空观来说,时间和空间是无限可分的;但是对于牛爱钟尺观来说,时间和空间对于运动的性质和描述来说,是量子化的,分立到一定程度,就不可再分,如同电子是电荷(质量)的最小值一般,不可再分了;如同电子的经典半径re=1.40897046×10-15m一般,不可再分了;等等。
6.3 绝对性就是绝对性
牛爱时空观的绝对性就是绝对性,来不得半点相对性,绝对的是时空,三维空间和亘古及今的时间;相对的是运动和引力场中的周期、波长、频率。牛顿力学在任何情况下都成立,只要进行伽利略变换就行;牛顿时空在任何场合都精确地成立,只要对时钟和量尺进行牛爱变换就行。因此,牛顿理论是绝对地正确的,不是相对论的近似,不是量子论的近似;反过来,对牛顿理论研究的越深入,越能够精确地描述爱因斯坦没有搞清楚的相对性和量子论的时空和运动的关联行为。
6.3.1 尿专家的0.3
大约在2003年,有位朋友告诉myore,中央电视台某频道请专家做客,有一个小学生问,1/3和0.333……有无差别?1/3×3=1,而0.333……×3=0.999……。0.999……无限接近于1但不等于1,总有无限小的差别。(可能是三位专家)一位专家想了想说:假如你去撒尿,撒完尿后虽然丢失了点东西,但你还是你,完全没有变。现在明白了吗?小孩子疑惑地说:“明白了。”专家骗人还玩幽默,欺人太甚!
现在我们用三种方法解释:
其一,抽象最简法。
抽象法就是图示法,比如,一条线段、一块面积、一块体积,均分为三份,每一份可以用1/3表示,也可以用0.333……表示。三份合起来,不管1/3×3=1,还是0.333……×3=0.999……,都是完全相同的同一线段(面积、体积),即说明1/3≡0.333……完全没有差别。这个抽象很简单,就是不画图,小学生应该是可以听明白的。
其二,除式直观法。
因为9是个特殊的数字,因此,1/1=2/2=3/3=4/4=5/5=6/6=7/7=8/8=9/9=1=0.999……即在列除式计算时,用借1抵10的方法。见图6.5,

本来除数和被除数正好相等,整除后得1,但是偏偏假装做不够除,借1抵10然后上9去除。这样就可以直接看到1≡0.999……因此有1/3≡0.333……
通过图示抽象法和除式直观法,证明1/3≡0.333……没有任何差别。看来专家真的该撒泡尿照照自己的德行了,不过要文明,不要在大家面前这么做。
其三,普遍数学法。

这一点用到初中的知识了,虽然对小学生难了点,但是对于专家来说仍然是太为简单了点,初中数学七年级上册,见图6.6,从网页http://www.pep.com.cn/czsx/jszx/qnjsc/7akb/课本复制剪辑而得。
6.3.2 光信号涨缩
2000年7月29~30日在北京召开的首届爱因斯坦相对论问题学术会议上,myore是这样解释迈克尔逊实验的:
迈克尔逊干涉仪纵横臂长为l,
在真空中静止时,
纵横臂上光信号往返时,t=2l/c=2l8226;1/c,s=2l
在真空中沿横臂方向以速度v匀速直线运动时,
横臂上光信号往返时,
t'=l/(c+v)+l/(c-v)=2l/[c(1-v2/c2)]
s'=ct'=2l/(1-v2/c2)
纵臂上光信号往返时,
t"=2l/(c2-v2)1/2=2l/[c(1-v2/c2)1/2]
s"=ct"=2l/(1-v2/c2)1/2
很明显,t"=t'(1-v2/c2)1/2或t'=t"/(1-v2/c2)1/2
s"=s'(1-v2/c2)1/2或s'=s"/(1-v2/c2)1/2
可见,光信号的时钟和路程一块膨胀,一块收缩,与坐标系的时空无关,仅仅是纵臂和横臂的光信号相比较而言,不必去比照在真空中静止的状态。
以上是2000年的论述。这里解释一下,即对于迈克尔逊干涉仪来说,干涉的条纹是否移动与实验的物理学家无关,只与两条纵横臂上的光程是否变化有关。因此,如果“时钟”和“路程”有涨缩的话,也是纵横臂二者之间的光程对比,这样,只要是两臂之间的“时钟”“路程”同步涨缩才可以令两臂的光信号没有光程差,这个“同步”是爱因斯坦的一涨一缩无法实现的。因此要解释光程差,就必须找到同步涨缩的方法,第一章1.4节谈到牛爱秉性和第二章讲述牛爱时空观就满足了这个要求,即变化的仅仅是波动的周期、频率、波长,因此得到的结果是时钟和长度都不变。
6.3.4 奥斯特的垂直力
高中物理,选修1-1,见网页http://www.pep.com.cn/gzwl/gzwljszx/gzwkb/gzwlxkb/gzwlkb11/200902/t20090223_553121.htm,如下内容:
奥斯特很早就相信,自然界各种现象之间存在着广泛的联系。他为寻找这种联系做过一些实验。1803年奥斯特断言:“我们的物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列,我们将把整个宇宙容纳在一个体系中。”
在牛顿力学和静电学里,我们熟悉的力,如万有引力、库仑力,是一种“有心力”只能作用在物体的连线上。但是,奥斯特发现的这种新效应却令人惊异:磁针的指向总是垂直于电流的方向,也就是说作用在磁针上的是一种“旋转力”。
奥斯特的发现让人惊异的另一个特点是,静止电荷对磁针毫无作用,只有使电荷运动才能产生这种效应。这里我们第一次遇到了这样一种力,这种力与产生它的物体的运动有关。所以,奥斯特的发现开阔了人类认识的视野,超越了牛顿物理学的思想。
奥斯特还有一个看法,认为这种磁效应要扩散到很大的空间范围。这正是“场”思想的开端。
电与磁效应的发现,打破了电与磁不相关的传统信条,猛然打开了一扇大门,使人们进入了电磁联系这个长期闭锁的研究领域,为实现物理学的一次大综合开辟了广阔的道路。
统一场的难点就在于万有斥力的想象,现在明白了,可以类比于运动电子的受力是因为运动电子激发了磁场,可以想到电流激发了磁场,即毕奥-萨伐尔定律。“垂直于电流的方向”是一种旋转力,而我们知道,永动的天体正好是绕着更大的天体旋转的,是椭圆轨道。
现在我们可以说,统一了声光电磁,统一了电磁引斥,一切都统一了。物质、能量、场、力都是一致的根源,原来宇宙是个零而已。

二〇〇九年七月十九日星期日

Myore
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自强不息 厚德载物
五十营
光速不变牛爱因子牛爱变换。相对论量子论统一场适应于绝对时空。能量生灭、永动机的理论和实验方案。静力学温标和静力学。物理四公理。磁单极子和电磁对称理论。牛爱校钟法牛爱偏折仪牛爱一统。

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张建军 第六章 统一力和统一场 牛爱时空观 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (75 bytes) () 08/24/2009 postreply 08:21:36

袁士霄 事件和事件间的关联构成了世界: 看事件易,看事件间的关联难 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (4420 bytes) () 08/24/2009 postreply 09:20:58

袁士霄 c——表征电与磁耦合关系; -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (9635 bytes) () 08/24/2009 postreply 10:09:45

第一章 波动的周期和频率的乘积=时间 波动的波长和(单位时间内的)频率(次数)的乘积可以描述空间的长度 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (31330 bytes) () 08/25/2009 postreply 08:27:13

几何学仅仅是现存空间关系的数学抽象,是基于相互作用传递速度为无穷大、以及超距作用原则条件下的几何抽象 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (15974 bytes) () 08/25/2009 postreply 08:44:54

物理科学探疑-网友天空-系统观点—夏烆光 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (15498 bytes) () 08/25/2009 postreply 08:54:24

第二章 时空并不是弯曲的,而是平直互不相关的。引力场只是影响了波动的频率、周期和波长, -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (73209 bytes) () 08/25/2009 postreply 09:12:36

牛顿引力为零的区域,在爱因斯坦理论中是平直时空 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (336 bytes) () 08/25/2009 postreply 09:14:34

第三章 电荷与电荷间的相互作用不是‘超距’的,而是通过电场传递的 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (71814 bytes) () 08/25/2009 postreply 09:33:35

b处的线圈 只要一移动,穿过线圈的磁通量就发生变化 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (335 bytes) () 08/25/2009 postreply 09:37:23

磁单极子 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1411 bytes) () 08/25/2009 postreply 09:40:25

"带有基本電荷的电子,"电荷只有一极, 正极或负极 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (653 bytes) () 08/25/2009 postreply 09:43:44

李冬雪 运动电荷不守恒 电量绝对值相等,都等于e 电荷的量子性 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (3659 bytes) () 08/25/2009 postreply 09:53:19

不同频率简谐波的叠加,形成复波, 不再是简谐波,而是更复杂的波(能传递信号)。 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (9372 bytes) () 08/25/2009 postreply 10:17:25

电子对 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (220 bytes) () 08/25/2009 postreply 10:25:13

振动是自身状态的振动,即势动能的相互转化,不向外传播能量 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (553 bytes) () 08/25/2009 postreply 10:26:29

自由基,单极电子,磁子,振动与波动,平衡与不平衡 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (142 bytes) () 08/25/2009 postreply 10:36:32

波动: 总能量随时间做周期性变化,时而达到最大值,时而为零 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (452 bytes) () 08/25/2009 postreply 10:39:41

电磁波是量子化的, 电磁场却是非量子化, 能量无形,其他有形 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (3284 bytes) () 08/25/2009 postreply 10:47:28

质量是点,是对运动,能量的测量,影响的侧量,影子,是点,运动,能量是场 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1087 bytes) () 08/25/2009 postreply 10:57:48

运动让有变形,类似于能量再分配 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (50 bytes) () 08/25/2009 postreply 11:32:30

空间在物理上很有用。物理学的一个基本观念是“场”。 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (3696 bytes) () 08/25/2009 postreply 16:06:49

爱因斯坦 场“是一个量(或量的复合),是坐标和时间的函数” -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (12484 bytes) () 08/25/2009 postreply 16:18:54

感觉好坏质量受场影响,定义,心理场,自然场,社会场 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (271 bytes) () 08/25/2009 postreply 16:27:11

完整的描述电场,必须给出空间每一点的电位和场强 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (8819 bytes) () 08/25/2009 postreply 16:39:21

电磁学课件 http://www.lyun.edu.cn/wulixi/jpkc/dcx/uffinerfile/kejian -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (110 bytes) () 08/25/2009 postreply 16:58:44

第九章 低频波长大于电路线长度, 简谐波,时间因素用空间近似刻画 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (5253 bytes) () 08/25/2009 postreply 17:22:30

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