如果能证明引力是电磁引力力的变形这样的,是不是就可以统一场论了?

  作者张祥前系中国大陆民间獨立学者生活困难,长年坚持时空、力场、质量、电荷、光、能量、万有引力、电磁引力场力----的本质等基础科学的研究希望社会给于關注和资助。

  作者格言:认真做学问拒绝胡扯。

  本文没有特别标注的情况下大写字母为矢量。

  百度 张祥前新浪博客 统一場论5版(上)可以看到更详细的背景资料

  一,万有引力本质到底是什么

  二,传递万有引力的介质是什么

  三,物理概念昰怎么产生的

  四,如何描述空间本身的运动

  五,质点和空间为什么要运动

  六,三维螺旋时空同一化方程

  七, 场嘚严格定义

  八, 质量和引力场的几何定义方程

  九, 引力场的三种形式

  十,从质量的定义方程导出相对论中的质速关系

  十一,力的严格定义

  十二,对牛顿三大定理的解释

  十三,质量、引力场与旋转运动空间的关系

  十四,解释开普勒定理

  十五,证明惯性质量等价于引力质量

  十六,导出万有引力公式

  十七,解释万有引力公式

  十八引力场与空間的波动性。

  十九真空静态引力场方程。

  二十如何产生反引力场?

  二十一万有引力的传播速度是多少?

  二十二萬有引力场和电磁引力场之间的关系

  二十三,物体质量的叠加问题

  牛顿的万有引力定理表述为:

  宇宙中任何两个物体都是楿互吸引的,吸引力大小和它们的质量成正比与他们距离的平方成反比。引力的方向沿着两个物体的连线

  这个定理看起来很简单,但是它的本质牵涉到自然界核心秘密人类如果想把万有引力解释清楚,必须要理解与万有引力密切相关的时间、空间、质量、引力场、加速度、力等等基本物理概念

  一, 万有引力本质到底是什么

  万有引力给人类最困惑的问题是,宇宙中任意两个物体之间的引力是怎么产生的又是怎么把引力传给对方的。

  其实万有引力的本质讲起来很简单。

  举一个例子一个汽车迎面向你驶来,駕驶员觉得自己是静止的肯定认为你是迎面向汽车运动。如果一个汽车加速的向你驶来驾驶员觉得自己是静止的,肯定认为你在加速哋向汽车运动究竟是你在运动还是汽车在运动,不重要关键的有意义的是汽车和人之间的空间在变化。

  万有引力本质就是质点之間的空间运动变化相对于我们观察者所表现出的一种性质。

  两个质点之间的空间的运动变化和两个质点的相对运动本质上应该是一囙事情

  人类被万有引力这个“力”字蒙住了眼睛。老是想力是个什么东西力到底是什么?越想越糊涂! 一个物体有体积,有长度有宽度,有高度这些反映了这个物体的一种性质,而万有引力也是物体相对之间运动所表现出的一种性质

  一个女孩从我面前走過,我说这个女孩很漂亮一把小刀,我说很锋利漂亮是我们对女孩描述出的一种性质,锋利是我们对小刀描述出的一种性质

  力僦是我们对物体相对运动【或者具有相对运动趋势】描述的一种性质,力不是一个具体存在的东西是我们人描述出的一种性质。

  两個物体有相对加速运动、或者有相互加速运动趋势我们就可以说他们之间受到了作用力。

  设想一下如果在中国,一个人手里拿一個小球在某一个时刻,这个人把小球放下小球从静止状态加速撞向地球,按照前面的看法也可以说小球始终是静止在空间中的,是哋球撞上小球

  也许有人反驳,我们同时在我们对称的国家----巴西国家放一个小球岂不是小球要加速地飞向空中?

  这个反驳其实昰需要一个前提:

  空间是静止和不动的一切物体像鱼儿那样在静止的空间海洋里存在和运动,空间的存在于物质点的运动是不相干嘚

  关键的关键是:空间本身是时时刻刻在运动、变化的,空间和质点的运动是紧密的联系在一起的

  二, 传递万有引力的介质昰什么

  月球围绕地球旋转,地球是通过什么东西把引力传给月球的如果认为地球通过一个特殊的物质把引力传递给月球,那这个特殊的物质能不能由微小的东西构成如果是由一些更小的东西构成,引力又是怎么在这些微小东西的空隙之间传递如果介质不能够分荿许多微小的东西,内部构造是无限连续的这种介质的性质是怎么来的?这样我们很难理解这种特殊的介质

  本文认为宇宙中任何粅体都可以影响周围空间,空间本身时刻在运动着地球是通过空间把引力传递给月球的,物体之间的相互作用力的介质就是空间

  引力只是一种性质,月球和地球有相对加速运动趋势我们就可以说它们之间有相互作用力。

  三 物理概念是怎么产生的?

  宇宙甴空间和质点构成不存在第三种与之并存的东西,一切物理现象和物理概念都是我们观察者对质点运动和质点周围空间本身运动的一种描述

  不仅仅是万有引力,一切物理现象都是质点在空间中运动或者质点周围空间本身运动造成的时间、万有引力场、电磁引力场、核力场、光速、电荷、质量、能量、动量、力、声音、热---的本质都是质点在空间中运动或者质点周围空间本身运动经过我们观察者描述絀的一种性质。

  我们应当意识到质点在空间中运动和质点周围空间本身运动虽然在形式上有所不同但是本质上是一样的。

  四 洳何描述空间本身的运动?

  讲到空间本身的运动我们如何定性定量的去描述空间本身的运动?

  我们把空间分割成许多小块每┅块叫空间几何点,简称几何点几何点走过的路线叫几何线。通过描述这些几何点的运动就可以描述空间本身的运动

  五,质点和涳间为什么要运动

  物理学是我们人对几何世界【由空间和物体组成】的描述,物理和几何有着对应性一个物理现象总可以找到相應的几何状态。

  在物理学中我们描述的运动状态和几何中的垂直状态是相对应的,如果没有我们人去描述运动状态其实就是几何Φ的垂直状态。

  任何一个物体周围空间三维垂直状态中的几何点相对于我们观测者一定要运动,并且不断变化的运动方向和走过的軌迹又可以重新构成一个垂直状态这个可以叫垂直原理。

  不断变化的运动方向一定是曲线运动圆周运动最多可以作两条相互垂直嘚切线,而空间是三维的其运动轨迹一定可以作三条相互垂直的切线,所以运动一定会在圆形平面的垂直方向上延伸合理的看法是空間几何点以柱状螺旋式在运动。

  我们所生活的宇宙空间是右手螺旋式空间就是我们用右手握住空间的直线运动,大拇指和直线运动方向一致则四指的环绕方向就是空间的旋转方向。

  质点存在于空间中会因为空间本身运动的影响而运动,物体可以影响周围的空間进而影响空间中存在的物体,这样物体可以通过空间来相互作用

  归根结底,质点运动的原因是空间本身运动造成的质点垂直於空间中因为空间本身的运动影响而运动。

  六三维螺旋时空同一化方程。

  统一场论认为宇宙一切都是以螺旋式在运动,空间吔不例外时刻以圆柱状螺旋式在运动。

  宇宙中任何物体【包括我们观察者人的身体】周围空间都以圆柱状螺旋式向周围辐射式运动而空间这种运动给我们观察者的感觉就是时间。

  在统一场论中认为时间的量与观察者周围空间几何点光速直线运动走过的路程成正仳

  设想在某处空间区域里存在着一个质点o点,相对于我们观测者静止我们以o点为原点,建立一个三维直角坐标系x,y,z, o点周围空间中任意一个几何点p在时刻t'从o点出发经过一段时间t后,在t”时刻到达p点所在的位置x,y,z也就是p点在t”时刻的空间坐标为x,yz是时间t的函数,随时間而变化由o点指向p点的失径为R 。

  统一场论认为时间与几何点以光速度C【统一场论认为光速可以为矢量用大写字母C(数量为c )表示,光速作为矢量方向可以变化】运动走过的路程成正比因此有下式:

  i,j,k分别是沿x轴、y轴、z轴的单位矢量。

  将上式两边平方结果為:

  r是矢量R的数量。以上方程在相对论中也出现过相对论中被认为是四维时空距离,真实情况是时间的本质就是以光速运动的空间三维空间其中任意的一维,只要以光速相对于我们观测者运动我们就可以把这一维空间叫做时间,相对论显然没有认识到这一点这個明显是相对论的缺陷。

  统一场论认为p点真实走过的轨迹是圆柱状螺旋式只是o点在相对于我们观测者静止情况下,周围空间的运动昰均匀的许多类似p点的几何点旋转运动累加起来,由于相互抵消而为零这个如同稳定磁场的散度为零。

  七场的严格定义。

  楿对于我们观察者物体周围空间中任意一个几何点的位置指向该物体的位移矢量随空间位置变化或者随时间变化,是空间位置的函数或鍺是时间的函数这样的空间叫场。

  简单一句话场是的运动变化的空间。

  由于空间时刻以圆柱状螺旋式在运动可以说场是圆柱状螺旋式运动的空间,不同的场【引力场、电磁引力场、核力场】是我们观察者从不同的角度对圆柱状螺旋式运动空间的描述

  八, 质量和引力场的几何定义方程

  设想有一个质点o相对于我们观测者静止周围空间中任意一个空间几何点p在零时刻以光速度C【本文认為光速可以为矢量,光速作为矢量方向可以变化模不变】从o点出发,沿某一个方向运动经历了时间t,在t'时刻到达p所在的位置

  R是涳间位置x,yz的函数,随xy,z的变化而变化记为:

  我们以 R = C t中R的长度r为半径作高斯球面s = 4πr?【内接球体体积为4πr?/3】包围质点o。

  注意r和R虽然数量相等,但是二者是有区别的r是几何点的位移R长度的数量,是高斯面s的半径把运动空间看成是水流,R就是水流沿某一个方向流动的长度而r如同我们随着水流测量的卷尺的刻度。

  o点周围的引力场A表示o点周围在体积4πr?/3内有n条几何点的位移矢量R = C t

  k为瑺数。 g为万有引力常数

  而质点o的质量m就表示在高斯球面s = 4πr?【内接球体体积为4πr?/3】内,包含几何点矢量位移R = Ct的条数n和立体角度4π的比值。

  牛顿万有引力定理指出质点o周围空间p处【由o指向p点的矢径为R,o点到p点的距离,也就是矢量R的数量为r】产生的引力场

  以上的引力场方程和牛顿力学引力场方程是吻合的

  以上引入的质量方程m = 3k n /4π中角度是常数4π,实际上角度可以是变量,在0和4π之间变化,n和m嘟可以是变量,质量方程仍然成立

  我们引入立体角Ω概念,把质量方程 m = 3k n /4π写成普遍形式:

  相应的有比较普遍的引力场方程:

  相应的高斯面为s =Ωr?,在A ,g k不变的情况下,n R,Ω,rs都可以是变量。

  实际上高斯面s不只是正球面可以是任意封闭曲面,但是曲面是光滑连续的,并且没有破损高斯曲面内接球体也可以是任意形状,但是表面是光滑连续的,并且没有破损和孔洞的

  九,引力场的三种形式

  由于引力场、电磁引力场和核力场的本质是空间本身【相对于我们观察者】运动的运动量关于空间位置的导数峩们可以说在某一个立体范围内空间的运动量是多少,某一个平面内空间的运动量是多少某一个曲线内空间运动的运动量是多少。这样相应的引力场有三种形式:

  1,引力场在三维立体上的分布

  2,引力场在二维曲面【包括平面】上的分布

  3,引力场在一维曲线【包括直线】上的分布

  注意以上1中,三维立体空间虽然不是矢量但是,具有正负物体周围空间向外发散运动是正空间,物體周围空间向内收敛运动则是负空间。

  以上2 中曲面可以是有方向的曲面的凸面方向是正,凹面为负以上3中曲线也是可以有方向嘚。

  对于引力场有三维立体空间中引力场分布的微分和积分方程。

  有二维曲面中引力场分布的微分和积分方程

  有一维曲線中引力场分布的微分和积分方程。

  高斯散度定理可以描述引力场在三维立体空间分布和在曲面上分布之间的数学关系

  而斯托克斯旋度定理可以描述引力场在曲面上分布和曲线上分布之间的数学关系。

  描述引力场在三维立体空间中分布和曲线之间的分布之间嘚数学关系是梯度定理

  借助场论高斯定理,我们可以用散度来描述引力场在三维立体上的分布和二维平面上的分布之间的关系

  【R】为沿矢量R的单位矢量,我们考虑n和Ω相对应变化,有微分式:

  令r?dΩ = ds单位矢量【R】 和矢量面元dS【dS的数量为ds】的方向一致,这樣有下式:

  把上式两边在高斯球面上积分结果为:

  n为高斯球面s = 4πr?上穿过的矢量R = Ct总的条数。把上式在直角坐标xyzo上展开设A 在坐標上的分量为Ax, Ay, Az 。

  上式直接的物理意义是:

  方程∫∫s(Ax dydz )+(Ay dxdz)+(Az dydx) = k g n 告诉我们引力场可以表示为单位面积s上垂直穿过几何线的条数。

  而方程∫∫∫v(?Ax/?x + ?Ay/?y + ?Az/?xz )dv = k g n告诉我们在运动变化的空间中,引力场也可以表示为高斯球面内接球体积v内包含的运动几何点位迻的条数

  当这个体积v发生无限微小的变化,变化的部分可以看成是v的界面可以用曲面s表示,这个如同球体积v =r?(3/4)π随r变化的导数s =4π r?,可以看成是这个球体的表面积。而圆面积s =π r?随r变化的导数l=2π r?可以看成是这个圆面积的边缘周长。

  高斯定理在v上引力场的分布凊况可以保留在s上由v上的引力场分布情况可以求出s上的引力场分布。

  这个意味着引力场是物体周围空间相对于我们观察者以光速连續向外辐射运动所表现出的一种性质

  把上式用散度概念表示,设o点的质量m和包围o点的高斯曲面s内体积v的之比为u, 当我们考察s和v趋于无限小的情况下则式

  上式表示在体积v内包围了运动的几何点的位移线R = Ct的条数反映了质点o质量的大小。

  质量和引力场都反映了物体周围空间光速运动的运动情况首先有一个前提条件,静止物体周围空间的直线运动都是光速运动如果静止物体周围空间直线运动以各種不同的速度运动,那我们以物体周围空间运动几何点的条数来考察空间的运动量来定义物体的质量就没有意义了。

  静止质点产生嘚引力场A的第三种形式可以用梯度方程表示设想质点o周围一个质点p在o点的引力场中的位移为矢量R,R划了一个封闭的圈子结果是:

  這个表明【由静止质点产生的】引力场在环绕一周的线矢量的分布累加为零【注意,这个只是正负抵消为零不能说引力场不存在】。

  这个还可以用梯度定理来表示:

  u为引力势注意,▽具有矢量性质这里 ▽和标量u数乘结果仍然是矢量,不改变引力场A的矢量性质

  以上还可以用斯托克斯定理表示:

  描述引力场在曲线上的分布,引力场可以表示为:

  A = 常数乘以mV A和V是对应变量

  十从质量的定义方程导出相对论中的质速关系。

  下面用质量的几何定义方程来导出相对论的质速关系

  如果质点o相对于我们以速度V运动,预计质点o的质量m将要发生变化以上的质量几何形式方程m = k n /Ω中,k是常数,数目n按理不会随V变化现在我们考虑Ω随V的变化。

  dΩ是包围质点o的高斯球面中的一个微小矢量面元dS和高斯球面半径r的平方的比值

  我们把高斯球面s = 4πr?分割成n块每一小块面积为ds = 4πr?/n【ds是矢量媔元dS的数量】,由ds连接o点的圆锥体体积接近为ds h/3

  h为圆锥体的高当n 非常大的时候,分割的非常细密圆锥体体积ds h/3可以表示为dΩ r?/3

  dΩ r?/3可以看成是一个微小的体积元,我们用d u表示

  r?可以看成一个长度为r的正方体,我们把r?设定为固定常数1

  r?好比是我们的测量用的尺子,这个尺子时刻相对于我们观察者静止,所以不会随V而变化。

  我们只是考虑质点o的质量m和d n成正比,与体积元d u成反比的时候当质点o相对于我们以速度V【标量为v】匀速直线运动的时候,体积元d u可以看成许多个小正方体构成每一个正方体随速度V收缩一个相对论洇子√(1- v ?/c?),所以du也要收缩一个相对论因子√(1- v ?/c?)。

  数目n按理不会随V增大,这样质点o运动时候的质量m’增大了一个因子√(1- v?/c?)。

  这个和相对论中的质速关系是吻合的

  十一,力的严格定义

  力定义为:力是物体在空间中运动【或者物体周围空間本身运动】的运动量和方向在某一个空间范围内【或者某一个时间内】的改变量。

  十二对牛顿三大定理的解释。

  牛顿力学中嘚三大定理表述为:

  1 任何物体试图保持匀速直线运动或者静止状态,直到有外力改变为止

  2, 物体受到了力F的作用产生了加速度A【就是这个物体速度V随时间t的变化率】和力F成正比,和这个物体的质量m成反比

  3,一个物体受到另一个物体的作用力时候总会對另一个物体施加反作用力,两个力大小相等方向相反。

  牛顿力学的核心是质量概念由质量概念,又产生了动量概念借助于动量概念,以上牛顿的1, 2, 3定理可以改写为:

  1任何一个物体,都具有质量m当这个物体相对于我们观察者以速度V运动时候,具有动量:

  2物体受到外力F的作用,可以通过这个物体的动量P随时间t的变化而体现出来

  3,相互作用的物体的动量是守恒的一个物体所得到的動量是另一个物体失去的,失去的动量和得到的动量大小相等方向相反。

  对于一个质点o相对于我们观察者静止的时候具有质量m’【这里m打’是为了和运动质量m区别】,表示为周围有n条光速运动的几何点的位移线质量m’取决于n,因而o点静止时候有一个特殊的静止动量P = m’C

  当o点相对于我们观察者以速度V运动的时候,由于光速不变o点周围空间几何点相对于我们观察者的运动速度仍然是光速,但是相对于o点的速度就一定是C-V【因为和V合成后仍然是光速】,并且C和V都是矢量。

  这样o点相对于我们观察者以速度V运动的时候,动量應该为:

  m为o点运动的时候的质量

  可以看出牛顿动量公式P= mV只是这个普遍动量公式P= m(C-V)中一个分量。

  相应的动力学方程为:

  (C- v)dm/dt = Cdm/dt - vdm/dt是質量随时间变化的力简称加质量力,本文认为就是电磁引力力其中Cdm/dt 是电场力,vdm/dt是磁场力mdv/dt牛顿第二定理中的惯性力,也是万有引力

  十三,质量、引力场与旋转空间之间的关系

  下面我们来指出引力场和旋转运动空间的关系

  统一场论认定空间运动以柱状螺旋式在运动,而柱状螺旋式运动可以看成是旋转运动和旋转平面垂直方向的直线运动的叠加以上我们用空间的直线运动定义了引力场,現在我们来指出引力场和旋转运动的关系:

  一个物质点o相对于我们观察者,它周围一个几何点p(由o点到p点的距离大于零)围绕o点逆時针旋转运动由p点指向o点的加速度a大小和方向可以等于P点所在的地方的引力场场强 A 。

  以地球和月球为例子

  地球和月球周围空間逆时针旋转,相互接触的地方运动方向相反空间被相互抵消而减少,所以地球和月球有相互接触的趋势表现为相互吸引。

  十四解释开普勒定理。

  我们知道牛顿的万有引力定理是从开普勒定理中结合牛顿力学中的一些认识而推导出来的我们在这里简单解释┅下开普勒定理。

  在以上的“三维螺旋时空方程”指出相对于我们观察者静止的物体周围空间的运动有两种基本形式,一种是旋转運动一种是直线运动。为了解释开普勒定理我们在这里把引力场和旋转运动空间联系起来。

  设想在某一个时刻t’几何点p(坐标為x,y,o)绕质点o点(限制在xy平面内)旋转运动,由o点指向p点的矢径R从时刻t’开始,到时刻t”扫过的矢量面积为W, 方向沿z轴,按照前面的“三維螺旋时空方程”W和z成正比关系也就是:

  在时刻t’,我们观察一个几何点p’从o点出发,以光速C沿z轴匀速直线运动按照前面的“时间嘚物理定义”,时间t与几何点P’以光速C沿z轴走过的路程成正比也就是:

  这样式W ∝ z可以改写为:

  由于C为光速,方向确定所以有:

  上式表示由o点指向p点的矢量R扫过的面积和时间t成正比。把o点看成是太阳几何点p看成是行星,式W ∝t表示由太阳指向行星的矢径扫过嘚面积和时间成正比这个正是开普勒第二定理。

  由于o点相对于我们静止周围空间的运动是均匀的,因而我们合理的认为p点的旋转運动的速率应该是均匀的这样p点的旋转周期T和周长2πr(r是R的数量)成正比,也就是:

  由W ∝t可以导出:

  将上式和式T∝2πr相乘可鉯导出:

  上式就是开普勒第三定理。

  下面我们来解释开普勒第一定理:行星在一个平面上以椭圆轨道绕太阳旋转运动太阳在其Φ一个焦点上。

  按照统一场论的看法相对于太阳静止的观察者认为,太阳周围的任意一个几何点p(和太阳的距离为r)会以一个适合嘚速度V(和R相垂直)绕太阳旋转运动几何点的运动是均匀的,而且走过的轨道是一个正圆

  现在我们设想一个行星处于p点的位置,會不会一定和p点一样以匀速率以正圆形式绕太阳旋转运动呢

  这个还要考虑行星的初始状态,如果这个处于p点的行星本来是静止于空間中一定会以匀速率v绕太阳旋转运动,走过的轨道是一个正圆

  如果处于p点的行星本来有一个速度- v(和R相垂直)绕太阳旋转运动,茬太阳上(相对于太阳静止)的观察者认为这个行星将以加速度-v?/r自由的落到太阳上。

  如果处于p点的行星本来有一个小于v的速度(囷R相垂直)绕太阳旋转运动在太阳上(相对于太阳静止)的观察者认为,这个行星将以抛物线运动形式落到太阳上

  如果处于p点的荇星本来有一个略大于v的速度(和R相垂直)绕太阳旋转运动,在太阳上(相对于太阳静止)的观察者认为这个行星将以椭圆形式在一个岼面内绕太阳旋转运动。

  如果处于p点的行星本来有一个远远大于v的速度(和R相垂直)绕太阳旋转运动在太阳上(相对于太阳静止)嘚观察者认为,这个行星将以双曲线离开太阳运动

  简单的总结一下,太阳周围空间以正圆绕太阳旋转运动处于太阳周围空间中的荇星将受到空间这种运动的影响, 行星的运动状态是初始运动状态和空间运动的叠加。

  十五证明惯性质量等价于引力质量

  牛顿力學认为,惯性质量反映了物体不容易被加速的程度而引力质量反映了加速别的物体的能力。

  在以上的o点相对于我们观察者静止情况丅附近p点有一个质量为m’的o’点,受到o点的引力F的作用会使o’点有一个指向o点加速度- A,并且

  牛顿在没有给出解释的情况下把式F = - m’A中的惯性质量m’和式F = - (g m m’/r?)【R】中的引力质量m’等同起来,有了下式:

  A = - (g m /r?)【R】 r是R的数量【R】沿R的单位矢量。这个就是人们常说嘚惯性质量等价于引力质量下面我们来给出证明。

  由前面的时空方程R = Ct将R对时间求导,结果是光速度C如果光速是标量,再次对时間t求导结果是零在统一场论中认为光速可以为矢量,光速作为矢量方向是可以变化的再次求导结果不是零。

  在这里我们考虑的昰引力场方程A= k g n R/Ωr?中R的方向变化,而R的数量r不变

  方程A= k g n R/Ωr?可以写为A= k g n R/r Ωr?,我们在高斯面s = Ωr?上适当的分割出一小块面积d(Ωr?) = ds,恰巧只有一条几何点的矢量位移R = Ct 垂直穿过这样n =1, 有方程:

  注意,以上A不变R和ds = d(Ωr?)相对应变化。

  上式中a为引力场A的数量,dS为矢量媔元方向和R一致。

  设R和矢量面元dS与高斯面s =Ωr?的角度为θ,我们这里考虑的是R的方向变化,所以R和dS都是θ的函数,随θ的变化而变化,这样有方程:

  将上式左边的变量dS和右边的变量R同时对变量θ求微分,结果为:

  令dΩr? = ds为矢量面元dS的数量dS的方向和R一致,我們其实现在考虑的是r为一个固定值在r的端点,也就是以上所说的空间p点dR和dS之间相对应变化,这样引力场方程为:

  由于高斯面s =Ωr?,由以上时空方程中的r?= c?t?,所以

  由于这里的立体角度Ω和r是固定量 k, g,c是常数所以上式合并常数后,在p点处的几何点的加速度d?R / dt?可以等价于这里的引力场。也就是:

  在o点受到o’点的万有引力作用力等价于o’点在空间中的加速度运动惯性力情况下这个可以證明惯性质量等价于引力质量。

  十六引力场的方向为什么是负的?

  物体在周围空间产生的引力场可以用物体周围空间任意一個几何点p的位移对空间位置的导数来表示,

  导出牛顿万有引力公式

  我们观察者站在地球上,相对于地球静止在地球附近空中,放置一个物体这个物体没有受到别的力的作用,纯粹只是受到地球的万有引力的作用从静止状态开始做自由落体运动。

  我们把哋球设定为o点用m’表示地球质量,这个物体设定为p点用m表示这个物体的质量。

  按照我们前面对牛顿三大定理的解释p点受到o点的引力F可以表示为:

  在前面的惯性质量等价于引力质量证明中,我们知道地球在p点产生的引力场和p点的加速度是等价的这样:

  上式中g为万有引力常数,R是由o点指向p点的位置矢量r为o点到p点之间的距离。

  由于万有引力指向观察者和空间几何点矢量位移方向相反,所以为负值以上告诉我们,万有引力的本质来自于相对运动相互作用力本质也是一种惯性力。

  十七解释万有引力公式。

  從牛顿万有引力公式F = - g m m’R/r?结合前面力的定义,使我们明白,一个质量为m的物体粒子o点受到附近另一个质量为m’的物体p点的万有引力F的作用 就是o点周围的引力场A= - g m R/r?在4π范围内与该引力场中空间位移R的条数的变化量n’的乘积。

  o’点周围在4π范围内有n’条空间位移R反映了o’點的质量m’因而o’点的出现使o点周围空间位移R的条数在4π范围内变化了n’条。

  这样式F= 常数乘以 - g m R/r?(n’/4π)可以写为:

  十八引仂场与空间的波动性。

  前面我们认定了引力场是空间以螺旋式运动所表现出的一种性质空间几何点的直线位移随空间位置变化、旋轉位移随时间变化都可以反映出引力场场强A,我们知道物理量【这里是空间几何点的位移量】随空间位置变化又随时间变化,可以认为昰波动过程

  波动和柱状螺旋式运动有很大的区别,波动是振动形式在媒质中的传播而不像螺旋式运动是质点在空间中移动。但是對于空间这个特殊的东西两种运动却可以兼容。

  一个几何点运动不会有波动效应但是,一群几何点情况就不一样了由于空间中┅个几何点和另外一个几何点绝对没有区别,因而可以断定空间的柱状螺旋式运动里面包含了波动形式。

  这样在以上的三维螺旋時空方程中,如果时间轴我们选在z轴上波动方向在z轴上,物质点o点周围空间中几何点p点的坐标(xy,z):

  可以写成波动形式,由于是柱状螺旋式运动很显然,波动方向和振动方向垂直是横波。统一场论独特的看法是:x、y如果是时间t的函数也是z的函数,会随着z的变囮而变化因为时间的本质就是以光速运动空间。

  下面我们来求出这个波动方程对于波动,应该有波动方程而大多数波动方程描述的是质点加速运动的位移随时间的导数和随空间位置的导数之间的制约关系。.

  在以上的三维螺旋时空方程中几何点p的位移R在x轴的汾量记为x,在y轴的分量记为y ,在z轴的分量为z我们这里假定时间是几何点沿z轴以光速C前进产生的,前面的三维螺旋时空方程为:

  如果时間轴选在z轴上则:c?t?= z?

  我们把x对时间t两次求导的结果为d?x/dt?,由关系式

  改为偏微分方程为:??x/?t? = c? ??x/ ?z?

  上式就是几哬点在时刻t’,在x轴的投影位移x沿z轴传播的一维波动方程其中的?是偏微分号。

  同样理由也可以导出几何点在时刻t’,在y轴的投影位移y沿z轴的一维波动方程??y/?t?=c???y/?z?

  对偏微分方程 ??x/?t?=c???x/ ?z?求解,通解为:

  f和g表示两个独立的函数,方程 y(z,t) = f(t - z/c)可以认为是从物质点O出发向外行进的波而方程y(z,t) = f(t + z/c)传统认为在物理上是不存在的,被认为是从无限远处汇聚到o点的波对于普通介质,理所当然的是没有这种物理意义的但是,对于空间这种特殊的介质却有物理意义的。这个实际上可以解释负电荷的来源这个以后详细洅讲。

  以上方程也包含了以o点为中心向四面八方直线运动形式和从四面八方直线汇聚到o点的运动。

  如果考虑运动的连续性x和y匼在一起在z轴的垂直平面上运动形式应该是一个圆,所以某些情况下,x和y 一个取余弦波另一个就取正弦波。因此有下面的时空波动方程:

  由于z = C t是空间柱状螺旋式运动中的直线运动部分,而时间是由空间柱状螺旋式运动中的直线运动部分形成因而可以认为

  z = 直線运动的空间 = 光速乘以时间= C t

  可以认定上面的波动速度C就是光速。

  引力场是这个空间波动的根源质量是空间相对于我们观察者运動所表现出的一种性质,电磁引力场是波动的传播传播的速度就是光速。

  考虑把几何点的位移推广到三维空间情况也就是几何点嘚位移R[数量为r]不仅仅的随z轴的变化,同时又随x,y轴的变化把x或者y改为r,相应的有波动方程:

  这个波动方程也可以表示为▽??r = (??r/?t?)/ c?.

  由此我们获得以下看法:物体周围空间的存在是一个波动过程,波动的速度就是光速空间几何点的位移随时间变化和随涳间位置的变化都可以反映出物体周围万有引力场情况,二者是等价的

  物体周围的万有引力场的本质也可以认为是空间相对于我们觀察者波动所表现出的一种性质。

  十九,真空静态引力场方程

  由以上分析,我们提出一个有别于广义相对论的静止质点周围引力場场方程

  由前面提出的引力场定义方程,借助场论中的高斯定理可以把万有引力场用散度概念表示,设o点的质量m和一个包围o点的曲面s= 4πr?内体积v的之比为u, 当我们考察s和v趋于无限小的情况下则万有引力场方程A = k n R/ Ω r?可以表示为:

  表示[g为万有引力常数],上式表示在體积v内包围了运动几何点矢量的条数的多少反映了质点o的质量大小

  对于o点周围空间【不包括o点】中任意一个几何点p,引力场的散度為0

  还有,引力场【包括o点】的旋度也是0

  以上(2)、(3)方程刻画了相对于观察者静止的质点周围引力场的基本性质,方程(1)描述了场和静止场源之间的关系这个三个方程可以取代爱因斯坦的引力场方程,完全揭示了万有引力和引力场的一切基本性质从这彡个方程出发,可以推导出万有引力定理

  二十,如何产生反引力场

  现在我们来讨论一下反引力场问题。

  我们有个疑问洎然界宏观世界有没有天然存在的产生反引力场的物体?

  答案是没有的设想我们太阳系附近有反引力场物体,这些物体和太阳、地浗及其他星体相互推斥作用若干年后,这些反引力物体会被挤出太阳系这样的结果是宇宙中反引力物体将和普通引力场物体生活在不哃的空间区域,各过各的日子互不相干。

  人类如何获得反引力场统一场论预言了:

  1,随时间变化的磁场产生磁场环绕平面垂矗方向的连续分布的正反引力场

  2,加速运动的负电荷产生和加速度方向垂直的、对称分布的反引力场加速运动的正电荷产生和加速度方向垂直的、对称分布的引力场。

  3能够产生核力场的质子和中子运动时,会产生平面对称分布的反引力场

  普通物体产生嘚万有引力场是以点为中心,球对称分布 变化电磁引力场产生的反引力场如果是连续分布的,对物体的万有引力场一面减弱反面就加強,所以变化电磁引力场产生的连续发布的反引力场不能直接作用于普通物体

  但是,变化电磁引力场产生的对称分布的引力场以及變化的核力场可以直接和普通物体万有引力场相互作用使物体的质量发生变化。

  注意反引力场和反引力是有区别的。

  二十一万有引力的传播速度。

  前面分析认为物体的质量和在周围产生的引力场都是物体周围空间光速运动造成的当物体的运动状态发生變化,肯定会以光速向外扩散所以万有引力的传播速度是光速。

  二十二万有引力场和电磁引力场之间的关系。

  统一场论认为随时间变化的重力场产生电场,随速度变化的电场产生磁场随时间变化的磁场产生磁场环绕平面垂直方向的万有引力场,并且这个时候电场、磁场、重力场相互垂直

  详细的百度搜 “ 统一场论5版(上)”。

  二十三 不同物体质量的叠加。

  以地球和月球为例统一场论认为,物体周围空间的运动有旋转运动和直线运动两种形式如果把引力场和旋转运动联系起来,地球和月球周围空间的逆时針旋转情况(就是几何点的运动周期和运动半径)可以反映出地球和月球的质量

  地球和月球之间的空间都以逆时针旋转,相互接触嘚地方方向相反,要抵消一部分空间地球和月球之间的空间有减少趋势,表现为地球和月球相互吸引

  当月球向地球靠近,最后洳果落在地球上和地球合二为一变成一个星球,周围的逆时针旋转空间的运动将叠加这个就是物体质量能够叠加的几何解释。


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超大真空超大统一场理论属物理学领域的理论,是特指能将引力场、电磁引力场、强作用场和弱作用场在理论上进荇统一的理论其创立者是陈蜀乔。该理论具有独立完善的数学体系及物理学体系属规范场理论范畴,从物质基本性质出发构建真空基夲性质并以此作为整个理论出发点。认为四种力场统一的物理学机理源自于四种力场都是真空场不同形式的形变所导致的从真空应变嘚角度实现超大统一。三维空间是真空应变产生的效应;认为万事万物皆以波的形式存在时间时真空物质波动产生的效应,是运动自由喥采用应变理论和规范场理论来构建该理论的数学体系。该理论目前还在进一步发展和完善中

真空超大统一场理论属物理学领域的理論,其创立者是陈蜀乔最初于2002年3月出版的学术专著《超大统一场流形理论》建立了理论的雏形,把真空视为一种“场流形”基本构建叻物理框架,但数学体系尚未建立在2010年7月出版的学术专著《引力场及量子场的真空动力学图像》构建了独立的数学体系和物理学体系,形成了一个完整理论体系该理论逐渐受到关注,理论还在不断发展和完善

《超大统一场流形理论》
《引力场及量子场的真空动力学图潒》

该理论的是基于真空不空而建立的超大统一场理论,属规范场理论范畴认为四种力场统一的物理学机理源自于四种力场都是真空场鈈同形式的形变所导致的,从真空应变的角度实现超大统一认为真空包含真空物质,形变的真空物质被定义为真空场实现超大统一的粅理学机理源自于四种力场都是真空场不同形式的形变所导致的,三维空间是真空应变产生的效应;时间时真空物质波动产生的效应是運动自由度,否认时间具有几何性质认为万事万物皆以波的形式存在。采用应变理论和规范场理论来构建该理论的数学体系该理论从粅质基本性质出发建立的真空基本假设,并以此作为整个理论出发点

该理论引入测量协变原理,导出了光速不变原理并解释狭义相对论原理广义相对论的时空弯曲被理解为是大范围的真空场形变,时间的快慢取决于波在真空传播的效果认为光子为球状纵波,普郎克常數h是光子的真空总形变量光子能量就是光子内部单位时间的真空形变量P=h/Ф0,光子动量就是光子在内部单位长度的真空形变量P=h/Ф,解释了光子波粒二象性;费密子是真空的自旋波,真空极其致密,当真空受到激发某一场基本单元被激发出来,就会形成一个由外向空穴中心传播的漩涡波这就是电子e自旋波;真空多出一场基本单元,就会形成一个由中心向外传播的波这就是反电子e的自旋波。光子和电子的局域剧烈形变造成真空破裂产生纤维化结构,纤维化场就是电磁引力场据此可估算出电磁引力耦合常数。认为弱作用是不稳定高能态费米子内部发生衰变分离高能态粒子中心点分裂,而形成多个较稳定的低能态费米子当中心点分裂结束,弱作用也就结束了所以弱相互作用的力程极短。由于空间是真空应产生的效应空间会发生分裂而形成半向空间,由于弱作用发生在单一空间这就造成弱作用中宇稱不守恒。电子内部真空场的塑性形变导致维度分裂成三个带弦的夸克而构成强子,弦的相互纠缠构成强作用可估算出强耦合常数。電子和反电子内部结构存在差异使得其形成质子和反质子的存在巨大差异解释了为什么反物质如此稀少。认为费米子惯性质量的是由于費米子中心达到形变极限使得费米子能以任意小于光速的速度传播,粒子内部场形变率决定了粒子传播性能好坏这种宏观的可观测传播效应为费米子惯性质量。引力质量则是费密子波周围真空物质的微弱应变所产生的效应

超大真空统一场论1).四种力场

引力:引力场就昰我们所熟知的重力场。引力场是唯一一种对于任何物体都起作用的力场它源于物体的质量, 质量愈大, 引力就愈大。引力为长程力物体の间的引力由牛顿的万有引力定律描述。随着距离的增大, 引力按平方反比律逐渐减弱引力很弱,电子和质子之间的引力只有它们之间静電力的 10的39次方分之一, 因而引力在微观物理学中作用很小描述引力场的理论除了牛顿万有引力定律还有现代的广义相对论。

电磁引力力:電磁引力场源于是电荷电场和磁场是最早被统一的,它对电中性的粒子不起作用在引力场中,时钟会变慢, 但在电磁引力场中时钟不会變慢静电力和万有引力的公式在形式上是一致的,都是按距离的平方反比递减的长程力电磁引力力比引力强10亿亿亿亿倍。同时电荷有囸反两种因此在一个大的范围内物体总的电磁引力力有可能相消,这也就是为什么在宇宙范围内引力更为重要的原因描述电磁引力场嘚理论主要有麦克斯韦方程和量子电动力学。量子电动力学是上世纪初到上世纪中期, 由很多位物理学家在粒子物理学实验基础上共同努力建立的理论它精确描述基本粒子之间电磁引力相互作用的理论。

强作用力:强作用力存在于原子核内每一个质子和中子都由三个夸克構成,把三个夸克拉到一起的力也是强作用力所以强作用力是夸克之间的基本相互作用力。强作用力比电磁引力力强100倍到1000倍它的力程佷短在10的-13次方厘米范围以内,超过这个范围, 强力迅速减弱它与电磁引力力和引力的性质差异极大。描述强作用的理论叫量子色动力学

弱作用力:弱力主要的效应是改变粒子,粒子的质量会发生改变例如中子衰变就是弱力作用;弱力导致中子n衰变成比它略轻的质子p、还有電子e和ν反中微子。弱力的强度比电磁引力力小得多, 只有电磁引力场强度的千分之一。弱力作用范围很小目前认为<10的-16次方厘米。描述弱莋用力的理论是量子味动力学

超大真空统一场论2)对真空性质的基本假设构成该理论的出发点

每一种物理学理论对真空性质都有不同的悝解,对于真空性质的理解和认识是极其重要的因为真空性质是构建理论物理的基石。任何一个物理学理论体系总是从真空性质出发来建立理论体系对真空性质的认识如同建立高层建筑的地基一样,什么样的地基就决定了什么样的建筑

在探测基本粒子的内部结构时,昰借助于高能

让两个基本粒子互相撞击把粒子击碎后,对碎片进行分析但是两个高能粒子相撞,得到的不是碎片而是更多的基本粒孓。例如:在高能

中一个正电子和一个反电子相撞,会发生湮灭而变成一对光子实物粒子消失于真空;在能量很高的时候,则会产生夶量的

和其他理论不同真空统一场理论认为不能先验地假定

的性质。根据实验对真空的认识只能得到这样的结论:真空不空;真空在未受到扰动时没有可观测性;受激发的真空会产生粒子由于对真空内部结构无法获得实验的直接支持,因此在没有获得实验支持前提下预先认定

“是一片不停波动的能量之海”仅只是一种猜测 空认识的困难在于:平直真空的性质对于实验而言,没有可观测性这类似于一個先天的盲人想要想正确地理解颜色的概念一样。具体困难如下

  • 真空不空存在物质,这种物质应该是一种最为原始的物质由于没有可觀测性,在该物质上无法定义测度即平直真空上既不能定义时间,也无法定义空间时空只能定义在形变的真空场之上。

  • 真空不应该具囿动力学特性例如:

    等;动力学特性来自于对宏观物体的观测,而真空无可观测性因而,用宏观物理学的性质解释更基本的性质

  • 等性质。真空具有粒子性及动力学性质会使得我们的理论会陷入用粒子解释粒子的逻辑循环

  • 真空物质的存在不可避免引入了一个绝对

    ,而絕对参照系的存在会使回到牛顿经典力学后期以太存在的时代

如何更客观的认识真空呢?粒子物理实验证实粒子可以消失于真空也可以從真空中产生如果真空的性质和现有物理学没有任何相关性,那么很难想象今天的物理学从何而来物理学不可能无中生有。因而可以謹慎推论真空应该存在某种和宏观物理性质相似的更基本的性质我们把真空的这种更基本的性质作为真空场理论的基本假设,并以此为絀发点可以为客观的加深对真空的认识

是什么原因使得真空中的这些物质能够产生出千变万化,纷繁复杂的大千世呢超大真空统一场悝论的基本考虑是:真空物质是可以形变的,这是真空物质应该具有的最基本的性质否则物理学无从谈起。由于真空物质统称为真空场该理论的所有的研究都是基于真空形变后的基础之上。众所周知我们生活的世界是三维空间。把真空不空这一基本事实结合起来那麼真空场形变后应具有三维特性,这是最简单最直接的推论整个可观测的宇宙中都应该有这种场。由

(Noether)定理我们知道:时空平移不变性导致能量动量守恒空间

。这表明真空具有的均匀性和连续性及

的性质和数学不一样,物理意义上的无限切分总存在一种能保持原有性质的最小的物质单元于是给出第一条假设

假设Ⅰ 假设真空由可数无穷多的大小为hf的致密、均匀的、连续的物质构成,这种物质形态我們称为真空场hf称为真空场基本单元。

基于高能物理实验粒子可以从

中产生,也可以消失于真空超大真空统一场理论认为真空物质应該可以形变,如果不可以形变粒子从何产生又如何消失于真空呢?考虑一个未形变的场基本单元沿某一方向发生形变时,点

如图1所礻,产生一个波动该方向就波运动的方向,该指向构成1维由正坐标轴(拉伸区)和反坐标轴(压缩区)构成。与此同时

会拉伸周围嘚场质,与坐标轴垂直的圆盘形变量最大这一圆盘就构成与之垂直的坐标平面,该圆盘和轴具有

关系如果此时还存在任意的一个场形變,轴对称破缺存在一个新的指向,两个指向确定了一个新的平面这个平面就是一个二维面,其波动指向在该平面内;当又存在一个噺的应变时如果该形变不在该二维面上,那么波动指向就会超出该平面内其运动轨迹在一个体积内。为什么不出现第四个维度这是洇为任意方向的叠加的应变最终都可以通过平行四边形定则被三个正交维度分解,不需要第四个维度上帝是节俭的。一基本单元叠加多種场形变最终会叠加出三个相互正

,这就是场基本单元的三个

如果在某一区域内存在应变叠加,那么宏观地表现出来该空间存在三个

在此基础上可以得到第二条基本假设

真空应变叠加产生维度效应

假设 真空场基本单元hf形变后才显出三维特性。维度指向由应变确定維度间具有独立性。

这里的真空场基本单元粘接构成因而具有颗粒性,每一个基本单元被视为坐标空间中的一个点用ξ表示。同一个场基本单元上,可以重叠地存在三类(σ

为ξ(σ)μ=1,2,3(三维空间)。进一步考虑

如果有形变,真空物质不可能被压缩到无限小也不可能拉伸到无限大,于是得出第三条假设

假设真空场基本单元hf可以发生小的形变并存在着拉伸极限和压缩极限,言某一维度方向形变的极限徝为H/2;超过形变极限后会出现破裂而发生塑性形变塑性形变会造成维度分裂拉伸而构成弦

当一种物质形变之后再形变就会变得相对哽困难,于是我们在假设Ⅰ的基础上给出第条基本假设

假设真空场的形变会降低其传播能力

能力降低,光子的传播速度就会变慢咣速的非均匀性会导致光线发生

,如同光进入水中之后传播速度变慢发生

一样,光线会发生弯曲

上述四条基本假设描述了真

,换言之这就是超大真空统一场理论对真空结构的表述。

粒子和空间的关系:该理论认为基本粒子和四种力场、时空等万事万物都是真空场不同形变模式的产物实物粒子和真空是一体的,如同水中的漩涡与水是一体的

在上述论述中,可以看出相对而言,超大真空统一场理论對真空的结构最为原始对于粒子和空间的关系而言,真空统一场理论的空间和其他理论存在着本质上的差异空间和物质不再是独立的個体,而是一体的

超大真空统一场论3)真空场论的引力理论

(1)狭义相对性原理的真空场论解释

狭义相对论建立于两个基本原理之上,即光速不变原理和狭义相对性原理真空场论解释如下。

真空场理论引入测量协变原理解释狭义相对性原理:对于在真空场中运动的光子囷费密子显然也随真空非均匀应变其传播轨迹发生弯曲;同样我们这些由费密子构成的智者全部“浸没”于真空测量设备将无法感知空間的形态,于是人类自己不可避免地要发生测量协变换言之,在自由下落或匀速运动的箱体中我们没有任何感觉。这种由于“感知和觀测”一齐随空间改变而改变最终导致无法感知空间的形态变化,这种效应被定义为测量协变具有测量协变效应的参照系构成一个局域惯性系,该参照系内物质的运动规律不发生改变所谓的“弯曲”是相对的,这就解释了狭义相对性原理(即一切

在所有惯性参考系中嘟是

)的没有一个惯性系具有优越地位,不存在绝对静止的

或者说,一切物理定律在

光速不变性的真空场解释:

光速不变原理指在自甴空间中, 光传播速度

具相同的数值, 与惯性系的运动速度无关, 与光源速度无关该理论认为世间万事万物的物质都是以真空为媒介进行传播嘚,这就是物质波物体运动的本质是费密子在传播(德布罗意波)。相对于静止参照系而言必须对运动参照系施加能量能才能使整个運动参照系高速运动,而构成整个运动参照系的物质(包括时钟)由费密子构成所有费密子沿运动方向存在一个真空应变,应变会降低費密子的传播能力使得由费密子构成的时钟变慢。这样所有参照系测出来的光速均不变。

迈克尔逊-莫雷实验的新解释:

迈克尔逊干涉儀用于测量以太风的存在

干涉仪可以平稳地转动,仪器转动90度光通1、2的时间差应改变,干涉条纹要发生移动从实验中测出条纹移动嘚距离,就可以求出地球相对以太的运动速度从而证实以太的存在。当整个仪器缓慢转动时连续读数这时该仪器的精确度为 0.01% ,即能测箌1/100条条纹移动用该仪器测条纹移动应该是很容易的。但实验结果是:未发现任何条纹移动结果证明光速在不同惯性系和不同方向上都是楿同的,

真空场的解释是所有的仪器设备、计时器及光源都是费密子波背景空间改变会造成测量协变,所以不会产生条纹移动
时间就昰物质以运动形式存在的效果的表述,时钟则是运动快慢的标尺

简单地说所有的粒子都以波的形式存在,波的存在方式就是传播

换言の,物质是以运动的形式存在着要表述运动的效果,相互之间需要有一种比较才能得出结论这就是时间。这种用于比较的工具就是时鍾

控制时钟的快慢根源:时间的快慢是由背景真空应变量决定的,某一区域物质构成的运动体系如果背景场变“硬”那么会导致该区域整个物质运动体系的运动(传播)速率变慢,于是该区域的时钟变慢反之,则变快如果该区域整个物质运动体系进入黑洞中心,黑洞空间的应变达到极限“完全硬化”,则粒子运动(传播)速率趋近于零那么时间将被冻结。另外值得注意的是没有一种背景场能够讓所有物质按原路径返回

实际的情况是物质总是处于不断的运动之中:小到基本粒子,大到宇宙都处于运动中对于某一区域而言,该區域总存在多个运动物体多个运动物体构成一个运动体系,这个运动体系的运动效应构成了该区域存在时间维度如果该区域的时间倒鋶,那么该区域的运动体系就必须满足如下条件:a. 所有运动的独立体必须从原路径返回;b. 这种返回必须丝毫不差;c. 体系之间返回时的相互關系必须保持不变这样苛刻的条件就是在一个极小的区域都很难实现,更何况在一个大的区域因为不可能同时存在一种镜向力场,让整个体系的(至少是一个区域)的所有物质按原路径返回所以不存在反向时间。时间之箭的单向性是由体系运动的不可重复性所决定的

时间反向要由该区域所有作运动物质沿原来的路径返回,这样的运动形式不可能存在

否定时间倒流:时间不是一种几何体,自然无缝隙一说在很多很严谨的科学论著中,我们能看到时空中存在一种称为“虫洞”的时空结构能实现时间反演,但“虫洞”是一种高维时涳的几何概念对于只有四维时空的真空,况且时间不是几何体因而“虫洞”没有存在的基础。就算能实现的话就必须将一个大范围運动体系至少是一个城市放到虫洞中,然后虫洞必须把构成整个城市的每一个基本粒子的运动都按原路径轨迹精确返回且不说这是否会違反因果律,对虫洞而言需要的不仅是巨大的能量,更重要的使虫洞必须具有是所有运动物质按原路返回的这种精巧的加工手段这显嘫不可能实现。

(2)广义相对论的真空场解释

广义相对论的主要结论是:引力是空间的弯曲引力在此被描述为时空的一种几何属性(曲率),而这种时空曲率与处于时空中的物质与辐射的能量—动量张量直接相联系其联系方式即是爱因斯坦的引力场方程(一个二阶非线性偏微分方程组)。时空告诉物质如何运动物质告诉时空如何弯曲。

Rμν-gμνR/2(真空非均匀硬化,表现为光线弯曲)=8πGT/c(能量动量张量即场形變量,对应物质)

从真空场的角度来看时空“弯曲”的概念和爱因斯坦所构想的完全

不同,这里的“弯曲”是以真空不空为基础这种“彎曲”是由于真空的整体上存在形变,形变后的场会降低传播能力(形象地说是真空场发生“硬化”)因而光的速度会变慢,发生折射类似于光射到水中,水使光速变慢而致使光线“弯折”对于时空弯曲我们作如下定义:由于背景真空场存在大范围的非均匀的场形变,使得光子和费米子的传播速度变慢这样便发生折射效应使得光线弯曲,这种效应称为时空弯曲也就是说非均匀性产生引力效应。

从嫃空场的角度来看黑洞是一种使得真空场具有极度形变的天体,黑洞的中心的形变的程度达到了真空物质的应变极限在其中心由于真涳达到应变极限,使得中心区域不存在弹性应变该区域形成一个失去弹性的“硬核”,物理学消失了时间也被冻结了,光线的弯曲达箌了折射的极限从结构上来说,电子可以理解为一个极其微小的黑洞

引力子的结构:具有静质量的费米子受扰动后会发射引力子,费米子中心点挤压前面的临近的场基本单元沿传播方向的极限形变量为H,该场基本单元成为引力子中心点引力子具有三维球状结构,其時空总形变量为hG由于费米子存在自旋,因而引力子中心点绕螺旋线向前传播由于引力波传递万有引力,具有双箭头特性即转动180,可偅合即自旋角动量为2;与光子不同的是引力子没有纤维结构。引力子是规范场玻色子能量极低,但体积极大超过一个星系。

因为对於引力波来说引力子形变区域的半径比地球的半径要大得多, 即R

。地球以及所有的观测者、精密的引力波测量仪器都浸没于巨大的引力波の中,于是不可避免要发生测量协变当引力波经过星系,星系如同水母摆动当引力波向地球传播过来时,背景场发生形变地球本身也隨背景场的形变而发生形变,根本不存在一个相对不变的参考系

引力波穿过时星系如水母摆动

所以我们的思维和仪器也随引力波一起波動,这种随时间不断变化的测量协变称为动态测量协变我们来做一个假想的实验:当我们进入一个封闭的自由下落的箱子内,此时有引仂场存在换而言之存在弯曲的背景场。整个箱体沿短程线运动在箱体内的我们处于失重状态。我们会认为无引力存在我们在箱体内鈈可避免地陷入了测量协变中,我们对背景场变化失去了判断力我们会自以为我们处于平直空间中。我们进一步设想:如果引力场忽大忽小不断变化,那么箱体和我们下落的加速度也会忽大忽小而箱体内的我们将对背景场的变化一无所知,我们仍然会自以为处于平直涳间中这便是动态测量协变。今天我们虽然能用数学描述引力波,但由于存在测量协变的困扰上帝与人类开了一个天大的玩笑,无論我们用何种精密的仪器、何等精巧的构思以及何种艰苦的努力我们都无法直接测到引力波

超大真空统一场论4)真空场论的电磁引力场

普朗克(Planck 1858—1947,德)于1900年提出辐射能量在被吸收或发射时电磁引力波以完整的量子形式存在,其能量E=hν,ν是频率,h称为普朗克常数。之后,爱因斯坦以此解释了光电效应;光子的能量、动量满足:p﹒λ=ε﹒T=h光子动量p

h/λ,λ为波长,或者用波矢量 │

│=2π/λ表示;为:

,光速λν=c光子是电磁引力波,同时又具有粒子性

光子的结构:O点的移动还会造成中心附近的场极度弯曲, 由基本假设Ⅰ知,真空是由均匀岼直三维真空场构成且存在着拉伸压缩极限,这种极度弯曲使场在达到形变极限时还不能满足弯曲的曲率,出现了撕裂现象这就使嘚真空产生纤维结构, 我们把这种局域的场形变造成的具有纤维结构效应的定义为电力线, 由电力线构成的场为电场。由场基本单元移动所造荿的具有纤维结构的纵波的整体效应称之为光子

普郎克常数:普郎克常数h在真空场理论中有着非常明确的物理意义, 就是光子四维时空总形变量h=PbΦ=EbΦ0或者说是光子的真空总形变量。

光子的动量:就是光子在内部空间0~Φ的平均空间形变率,即 P=h/Φ,单位长度的真空形变量。

光子的能量:就是光子在内部时间0~Φ0的平均时间形变率即E=h/Φ0,单位时间的真空形变量

测不准关系:我们用实验感知的极限便是用┅个量子场去感知另一个量子场。实际测量中用光子作为探测粒子,当一个量子场碰上另一个光子球后只要进入光子球壳以内,就会使光子中心点造成扰动并改变光子球的运动位置,于是无法准确测定(或用一个量子场感知另一量子场)该光子中心点的位置这就使得动量和位置不能被同时测定。

光子波粒二象性:光子同时具有纵波和横波光子纵波的非扩散性使其具有纵动量,表现为粒子性而横波使咣子中心点的相速度呈现出周期性快慢变化,对于观测而言表现出具有几率波的性质光子同时具有的这两种特性定义为光子的波粒二象性。

电子的产生:真空极其致密一个萝卜一个坑,如果真空受到激发某一场基本单元被激发出来,就会出现一个“坑”和一个“萝卜” “坑”对应的是电子e,“萝卜”对应的是正电子e

电子的涡漩效应:当有一场基本单元从原有的位置飞脱出来,就会在原来的地方留丅一个空穴这样就会对周围的真空场产生影响。类似装满水的洗澡盆当我们把底部的木塞突然拔掉就会出现了一个空洞,会形成一个圍绕空洞汇聚流动的漩涡真空场的某区域受到激发,一场基本单元从原有的位置飞脱出来飞脱出来的场基本单元则又会压缩它周围的嫃空场,并产生具有反向自旋的“源”形成反电子。该反电子有“自旋”“源”的结构

电子的产生:场基本单元被激发,导致电子对嘚产生真空中出现空穴,于是周围的场基本单元就会自旋汇聚填充这个空穴这种效应就产生了电子。把激发态场基本单元对周围场所慥成的整个形变区域定义为电子的内禀空间所产生的整体的效应称为电子。电子具有“自旋”“汇”的结构e电子是一个“汇”,即汇聚波既有自旋,又有磁场中心点为一个场基本单元空穴;e电子是一个“源”,既有自旋又有磁场,中心点为一个游离态场基本单元

当真空出现一基本单元空穴时,空穴周围的场形变到极限达到传播条件,就会形成一个像漩涡一样由外向中心传播的波这就是电子洎旋波;相反,如果真空多出一场基本单元就会形成一个由中心向外传播的波,这就是反电子的自旋波电子的自旋波效应定义为电子洎旋。电子自旋角动量为1/2可以把自旋波理解为

一个绕轻子中心转动的纵光子。由于自旋量子波只有一半电力线存在于空穴球之外对于峩们的实验观测来说自旋角动量h/2。

电子磁场:自旋波使得具有纤维化结构的电子发生进一步形变而产生维度分裂y维出现一个极小的偏移洏形成了y方向纤维,和电力线不同:在y维上没有真空场得失所以当y轴向上移?y时,必然出现微小的真空如右图所示,必须由相邻真空場的一维真空场来填充如此一直持续下去最终要形成一个封闭的电力线才能保持真空场不出现真空场缺损真空,所形成的纤维结构的场昰封闭的这种封闭的具有和电力线类似结构的纤维化场定义为磁场。

电子传播是静止的电子与光子耦合所产生的传播效应轻子传播时,是由轻子中心点决定的电子是汇聚波,中心点的场基本单元形变由于达到形变极限而失去弹性电子中心点的形变为塑性形变。形象哋说中心点的场失去弹性,是一个“硬”的小块传播能力降低,任意大小的场应变都能满足传播条件无法超过光速,于是轻子有了這种特性能以任意小于光的速度进行传播。光子是简单的矢量波这就是为什么光子总是以光速传播,而费米子则能以任意的速度传播电子的传播可以理解为是一个静止的电子与光子耦合所产生的效应,因而电子传播具有与光子类似的传播特性即波粒二象性。

惯性质量:质量就是量子场传播效果的宏观效应由于费米子中心达到形变极限,使得费米子能以小于光速的任意速度传播且粒子内部场形变率决定了粒子传播性能好坏,这种宏观的可观测传播效应定义为费米子惯性质量

· 电子的电力线要锁定光子的中心点,则显然右半球的嫃空场不能锁定光子中心点而只有左半球内的电力线存在锁定光子中心点的可能性,这样就只有1/2的电力线有可能;

对于电力线来说基夲单元真空场为三维,其中只有一维真空场能形成电力线于是光子中心点和轻子中心点耦合通道不是三维而仅仅只有一维。当三维均参加耦合传递则通道的宽为1,所以通道宽度为1/3;综上两点得概率为1/2×1/3=1/6。

· 在这电力线中某一电力线与光子中心点和轻子中心点的连接線构成的角度为θ,θ值越小的电力线锁定光子中心点的可能性越大,换而言之,值越小则越有利于光子传递动量可得概率为 4/3π;

综合上述,对于单个电子电力线耦合锁定光子中心点进行耦合的概率就为α=4/3π×1/6≈1/139.5

在真空场理论中,中微子是自旋波独立的表现形式

由纯粹洎旋态光子构成的

这样的结构类似于龙卷风,自旋波中心点绕半径为R的圆环传播自旋光子中心点是在近似圆盘状的二维面上进行传播的,自旋波相对于轻子中心向内或向外传播就造成了新的轻子场的形成。中微子没有电荷无电磁引力场,实验无法分辨中微子是左旋还昰右旋

波粒二象性的真空场本质是电子自己和自己干涉。球体表示电子

单电子双缝衍射自己和自己干涉

的内禀空间大小电子中心点一邊前进一边上下振动,这样中心点轨迹是一条余弦曲线大家可以看出波峰位置用粗虚线表示,在波峰(粗虚线)处几率最大,而在细虚线處几率最小电子的球状波遇到

超大真空统一场论5)弱作用

弱作用是不稳定高能态费米子内禀场发生衰变分离,而形成多个较

稳定的低能態费米子轻子弱相互作用的本质是轻子态的粒子通过释放中微子由高能态衰变为低能态的过程。对于费米子而言内部的应变场就是静態弱力场。处于低能态的粒子是最稳定的弱作用是高能态粒子中心点的分裂,粒子由高能态回到低能态这有点像细胞分裂。当中心点甴一个变成两个时弱作用也就结束了,所以弱相互作用的力程特别短弱作用的力程小于10cm。

弱作用中宇称不守恒的真空场解释:

我们把具有单一的正空间或负空间

普通空间分裂为压缩半向空间和拉伸半向空间

的空间定义为半向空间规定压缩真空场的空间为负空间,而拉伸真空场的空间为正空间当产生一对轻子后(费米子),反的轻子为压缩场而无拉伸场存在而正的轻子则只有拉伸场存在而无压缩场,于是物理空间发生分裂一个全向的空间分裂为两个独立的半向空间,分别为正半向空间和反半向空间这种分裂后的空间是一种非常渏特的空间,所有的维度依然保持原来的特性但方向却仅有原来的一半,构成半向空间

基本粒子的自旋:自旋的本质就是量子场的不哃场应变形式的空间表现效果,并不是物理意义上的自旋

· 自旋为0的粒子为标量场粒子例如戈登斯通粒子。

· 自旋为1的粒子为玻色子昰一个箭头,其作用具有单向性例如光子传递相同电荷间排斥力或者传递相异电荷间吸引力;

· 自旋为2的粒子为玻色子,是一个双箭头其作用具有双向性,例如引力子永远传递万有引力;

· 自旋为1/2的粒子为费密子具有半向空间特性,转动两周后回到原位

· 宇称不守恒的原因:左右半向空间分裂后,弱作用在单一的、相同的半向空间内进行因而左右不对称,即宇称不守恒

真空震动产生一个汇聚柱體波

,该柱体波垂直于振动的超平面

互为对耦关系,两者叠加构成未破缺的φ

场由于真空并未破缺,

所产生的质量项没有可观测性苴具有转动不变性,自旋为0φ

就是一个可以超光速振动的振动源,这样的振动源看似平静但已经积蓄了能量,处于极不稳定的状态Higgs粒子就是一个出现破裂的振动源,Higgs场在 Y方向破裂即汇聚柱体波沿Y方向倾斜倒下后导致该振动源传播产生质量效应,因而处于倾斜运动状態的汇聚柱体波构成了具有破缺特性的Higgs粒子从垂直状态到倒下状态的时间就是Higgs粒子的寿命,全倒下后振动源消失,产生实物粒子

超夶真空统一场论6)强相互作用

(1)质子的形成及结构

夸克颜色的本质就是夸克的能级。

反电子中心点游离态场基本单元和非游离态场基本單元结合构成一个完整的带正电荷的稳态轻子场受到强激发就会发生维度分离。y维把2/3的场基本单元转移到其他两维上从电荷量的角度則为e/3游离态转移到z维上,然后再把1/3的非游离态场基本单元转移到x维上于是z,x维均获得1/3的基本单元的场物质再加上原有的物质便成为带有2/3游離态场基本单元的物质,表现为带+2e/3电荷的夸克场而y维留下-e/3的空穴夸克场。这些夸克场都有自己相应的1/2的自旋

质子和中子的基本结构:彡个夸克处于不同的能级,因而不违反泡利不相容原理;夸克带弦使得夸克被禁闭。

强相互作用是夸克弦相互纠缠产生的效应

强相互莋用的耦合常数:夸克低能态相互作用中,探测夸克的1根弦最多会和核子夸克3根弦发生相互作用这样1根探测弦的最大贡献率为:1/3× (1/3+1/3+1/3)=1/3,单個核子之间(6个

夸克)相互作用的概率(1/3+1/3+1/3)× (1/3+1/3+1/3)=1;高能时进入强子内部,探测夸克靠的很近探测夸克的1根弦处于最少相交状态,只与被测

核孓夸克1根弦相互作用因此,两个夸克相互作用的概率为1/3×1/3最小贡献率为 1/9。

π介子和胶子:传递费密子间相互作用的粒子称为玻色子膠子就是夸克弦里的纵波,夸克弦是胶子传递夸克间的强相互作用的通道;π介子由一对正反夸克构成,传递强子(质子、中子)间的强相互作用。

(2)宇宙中正反物质非对称性的真空场解释

电子和反电子具有对偶结构电子是一份游离的基本单元空穴场,真空场向空穴中惢

反电子中心点的稳态结构

点坍缩形成带e电荷的轻子场由于中心点空穴无场存在,自然也就无维度分裂可言因而中心点是极其稳定的,构成非常稳定的轻子场为正物质。如图电子结构所示e中心点和e是大不一样的,e中心点存在游离态场质在强大的真空物质的挤压下,受到扰动后很容易发生维度分裂而形成质子。由于e的空穴结构异常地稳定很难形成维度分离而形成反质子,所以这也是为什么我们宇宙大量物质是以e 和质子的形态存在而极少见到反物质。显而易见宇宙中并无反物质世界存在。

量子论认为万物都摆脱不了不确定性原理所规定的量子涨落——引力场也不例外量子力学证明,引力场尽管在平均意义上为零它实

际上却在因量子涨落而波荡起伏。另外不确定性原理还告诉我们,关注的空间越小看到的引力场起伏越大。量子力学展现了一个没有绝望的世界越是狭窄的地方,越是浪婲飞溅

这样的认识使得广义相对论在进入到量子场领域时就失效了。量子场和广义相对论之间存在了一条难以逾越的鸿沟真空场的观點认为在没有受到任何扰动的时空总是平直的,这样平直稳定的空间会一直保持到任意的距离尺度这就是真空场的时空图景,这样广義相对论在任何范围的空间都不会失效,前提条件是真空场不发生破裂但对于实验观测而言,观测工具就是基本粒子不确定性原理源洎于测量,由于观测工具的本身就是扰动源对平直量子场造成量子涨落,测量距离越短对被测空间影响越大。这类似于我们乘坐一架矗升飞机观测一个平静的湖面如上图所示,直升飞机自身的螺旋桨会对湖面造成扰动观测距离越远,湖面越平静;反之观测距离越近湖面越是波涛翻滚,波涛起伏的区域在观测区域内当观测近距离小到一定的程度,我们观测带来的扰动使我们看到波涛起伏的虚粒子海近距离的观察所导致的量子涨落不再是引力场起伏,因为量子起伏会导致真空场(背景时空)结构被破坏不满足应变协调方程,此時近距离观测到的“引力场”不再是引力场而是量子场!当我们把宏观引力场用观测工具切割成量子场时,引力场已不复存在量子化嘚本身就是在破坏引力场。

力场的归一:时空被熨平导致力场的归一真空场的硬化严格正比于相互作用能量,随着能量的增加相互作鼡区域背景场逐步变硬。在一个完全变硬失去弹性的背景场中局域真空场达到形变极限,此时所有的形变不再是弹性形变而只存在塑性变形。建立于弹性形变基础之上的量子场、引力场会完全消退相互作用实现统一,在这样的情况下物理学也随之消失。这一情况类姒于黑洞中心区域的情况

数学结构基于应变理论和规范原理,下面给出最有代表性的粗略结构并不是严格意义的数学表述。

当真空某┅区域的某一点

真空的形变借用四维应变来表述,其四维真空场应变矩阵

这就是量子场(上述未考虑波动振幅)。如果场应变极小

就退化为引力场的度规张量如果

称为该点真空,具有平直空间度规η

(即闵可夫斯基度规)从量子场角度而言

即一个应变为零场基本单え,从粒子的角度可以理解为的无质量、无电荷、自旋为零戈登斯通粒子

2.粒子内部自由度空间的引入

被分解为三项:能量项、质量动量項和电磁引力项,电磁引力项隐含自旋单一粒子内部空间存在多个自由度空间,在自由度空间

中存在N个维度(例如电子存在的自由度:能量、动量、静质量、自旋等),每一个自由度有一个坐标轴

由 构成自由度空间的完备正交系:

内禀自由度 被限制在内禀空间中,这樣多维闵可夫斯基度规 对于我们的观测而言退化为 维闵可夫斯基度规 。内禀空间四维时空可延伸至可观测四维时空中

3. 氏量密度L和哈密頓量密度H

场应变是自由度空间中的应变,自由量子场的L氏量密度对应单粒子内禀自由度空间的应变间隔

每一个自由度的应变为该自由度嘚能量,量子场的总的应变对应该量子场的哈密顿量密度

为ημν多维闵可夫斯基度规。

真空量子场源自于平直真空的形变正形变形變场恒等于负形变场,弯曲空间会有相应的补偿以保持守恒从规范原理考虑背景时空后,统一场方程为

这里Γijk为克里斯托菲(Christoffel)符号為粒子内禀自由度空间度规 。

通过上述讨论我们得到一个强烈的印象:宇宙天体的结构和基本粒子的结构有着惊人的相似性,费米子波昰真空场的三维涡旋波中微子是二维涡旋波,光子是一维纵波等等所有物质以波的形式存在,物质和能量的本质是波波的传播属性賦予物质运动自由度属性,即时间时间没有几何性质。物质和真空是同一物质的不同表现形式两者一体的。三维空间是真空形变产生嘚效应不存在多维空间。超大统一真空场理论是一个新理论还有待进一步的发展和完善。

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爱因斯坦一生总共发明了多少东覀啊多少项发明啊?听说1000多项……... 爱因斯坦一生总共发明了多少东西啊多少项发明啊?听说1000多项……

爱因斯坦不是发明家他没有发奣具体的东西,但是他的发现和理论指导后人完成了许多足以改变历史进程的发明。

爱因斯坦1905年创立狭义相对论1915年创立广义相对论。

1905姩爱因斯坦提出光量子假说,解决了光电效应问题爱因斯坦从更新的高度,阐明了物质不灭定律和能量守恒定律的实质指出了两条萣律之间的密切关系,使人类对大自然的认识又深了一步

爱因斯坦在提出相对论的时候,曾将宇宙常数(为了解释物质密度不为零的静態宇宙的存在他在引力场方程中引进一个与度规张量成比例的项,用符号Λ表示。

爱因斯坦不是发明家他没有发明具体的东西,但是怹的发现和理论指导后人完成了许多足以改变历史进程的发明。

爱因斯坦1905年创立狭义相对论1915年创立广义相对论。

1905年爱因斯坦提出光量子假说,解决了光电效应问题爱因斯坦从更新的高度,阐明了物质不灭定律和能量守恒定律的实质指出了两条定律之间的密切关系,使人类对大自然的认识又深了一步

爱因斯坦在提出相对论的时候,曾将宇宙常数(为了解释物质密度不为零的静态宇宙的存在他在引力场方程中引进一个与度规张量成比例的项,用符号Λ表示。

狭义相对论和广义相对论建立以来已经过去了很长时间,它经受住了实踐和历史的考验是人们普遍承认的真理。相对论对于现代物理学的发展和现代人类思想的发展都有巨大的影响相对论从逻辑思想上统┅了经典物理学,使经典物理学成为一个完美的科学体系狭义相对论在狭义相对性原理的基础上统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两個体系,指出它们都服从狭义相对性原理都是对洛伦兹变换协变的,牛顿力学只不过是物体在低速运动下很好的近似规律

广义相对论叒在广义协变的基础上,通过等效原理建立了局域惯性长与普遍参照系数之间的关系,得到了所有物理规律的广义协变形式并建立了廣义协变的引力理论,而牛顿引力理论只是它的一级近似这就从根本上解决了以前物理学只限于惯性系的问题,从逻辑上得到了合理的咹排相对论严格地考察了时间、空间、物质和运动这些物理学的基本概念,给出了科学而系统的时空观和物质观从而使物理学在逻辑仩成为完美的科学体系。

狭义相对论给出了物体在高速运动下的运动规律并提示了质量与能量相当,给出了质能关系式这两项成果对低速运动的宏观物体并不明显,但在研究微观粒子时却显示了极端的重要性因为微观粒子的运动速度一般都比较快,有的接近甚至达到咣速所以粒子的物理学离不开相对论。质能关系式不仅为量子理论的建立和发展创造了必要的条件而且为原子核物理学的发展和应用提供了根据。

  爱因斯坦是一座后人很难逾越的智慧高峰

  如果没有爱因斯坦在多个领域树立的科学里程碑,就不会有原子能发电站、宇宙飞船、所有电子设备乃至整个科学文明时代都会姗姗来迟———

  爱因斯坦说过:“我还有可以自慰的地方,我所做的主要笁作已被公认为我们科学的主要部分我虽然有机会发现了宇宙构造的某些秘密,但我留下的痕迹会被时间所冲淡”

  不过今天谈起愛因斯坦,听到最多的是:他发明了什么

  也难怪,相对论和能量公式都比较难懂所以让人只隐约记得爱因斯坦与原子弹有某种内茬关系。实在冤枉!连爱因斯坦的在天之灵也会忿忿不平的

  弄不清爱因斯坦身份的人,是混淆了科学与发明的关系就如同将牛顿與爱迪生视为同行一样,是一般科普知识欠缺所致

  打一个不很恰当的比喻:科学是路,发明是车车离不开路,路制约车没有路,再好的车也是一堆漂亮的钢铁零件;没有科学再好的发明也是纸上谈兵,空中楼阁

  毫不夸张地说,根据爱因斯坦创立的科学理論而衍生出的发明创造涵盖了现代文明的每一个角落,连我们衣食住行的每个细节都闪现着爱因斯坦的影子

  这里用一个假设的“伱”做比喻。早晨当你从下榻的宾馆起来走出房间准备晨练时,请注意你头上的烟雾探测器它利用放射性物质镅-241释放出能量,产生一尛束带电粒子一旦发生意外,从火焰里冒出来的烟雾与粒子束发生反应触动警报器自动拉响。

  由于镅的原子核不稳定一旦裂开,质量似乎就消失了因为碎片的质量比原来的原子核小。其实镅原子的质量根本没有消失。这是爱因斯坦告诉我们的

  回到家后伱要开车去上班,你车轮下的平坦公路里也刻着爱因斯坦的功劳在爱因斯坦的博士论文中探讨了在不同溶液中测量分子的新方法,这些方法后来成为胶体化学的基本方法建材工程师在建造公路时,就是利用他的研究成果

  来到办公室,你打开电脑开始工作在短促嘚瞬间,电子正从显像管的阴极发射出来好像在飞驰过程中获得了能量,积聚在显示屏上———这正好符合爱因斯坦的狭义相对论发奣电脑显示器的工程师必须使显示器符合“相对论效应”,否则控制电子飞驰的磁铁就会在显示屏上产生模糊图像使你无法工作。

  丅班后你到超市购物你手里的每一件商品条形码也得益于爱因斯坦的激光理论,只有激光才能准确读出条形码中的编码空白

  假如伱富有,又是个令人尊敬的环保人士你就会用太阳能光电池为自己的居室提供能量。这些光电池能够把太阳能转成电能爱因斯坦在90年湔发表的一篇论文里首次正确地分析过这一转换原理。

  他发现光承载于运动着的能量包(后来称为光子)里某些光子携带的能量足鉯克服将电子集中于某种金属的“粘性”,这就是著名的光电效应

  星期天,你会带领家人轻松郊游当你打开数码相机,准备摄下妻儿温馨笑容时要先感谢爱因斯坦。从镜头飞进来的光子会把半导体里的电子挤走这同样利用了宝贵的光电效应。

  倘若你身体有恙或是偶感风寒,需要药物调理许多药物制造得益于爱因斯坦那篇有关布朗运动的论文。

  英国植物学家罗伯特·布朗最先观察到,悬浮的液体中的微粒永远不停地做无规则运动。爱因斯坦将两个毫无关联的现象联系起来,于是就利用布朗运动创立了将微观数量和宏观数量联系在一起的统计法

  直到今天,这些统计法仍是全世界药剂师必须遵循的配比法则

  万一彩票中了大奖,得意忘形的你不圉成为寻人启事中主角那也没有关系,你身上携带的GPS能帮助你与搜索人员取得联系100年前爱因斯坦发现,如果想把发生在不同地点的多個事件联系在一起考虑那么传统的时间概念就不够充分。

  虽然全球定位系统卫星上安装了精确的原子钟但是,如果没有地面原子鍾对卫星原子钟的时间调整定位系统每天发给地面的信号就会出现/usercenter?uid=2a705e79e103">

阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein,1879~1955)是当代最伟大的物理学家他所创立的楿对论和所揭示的辐射的粒子性,随后被发展到微观客体的波粒二象性奠定了现代物理学的理论基础,对唯物论哲学的发展也具有重大意义

他一生最为重要的科学贡献是相对论。1905年他发表了题为《论动体的电力学》的论文提出了狭义相对性原理和光速不变原理,建立叻狭义相对论这一理论把牛顿力学作为低速运动理论的特殊情形包括在内。它揭示了作为物质存在形式的空间和时间在本质上的统一性深刻揭示了力学运动和电磁引力运动在运动学上的统一性,而且还进一步揭示了物质和运动的统一性(质量和能量的相当性)发展了粅质和运动不可分割原理,并且为原子能的利用奠定了理论基础

他又在1915年,建立了广义相对论进一步提示了四维空时同物质的这一关系,指出空间一时间不可能离开物质而独立存在空间的结构和性质取决于物质的分布,它并不是平坦的欧几里得空间而是弯曲的黎曼涳间。根据广义相对论的引力论他推断光在引力场中不沿着直线而会沿着曲线传播。这一理论预见在1919年由英国天文学家在日蚀观察中嘚到证实,当时全世界都为之轰动1938年,他在广义相对论的运动问题上取得重大进展即从场方程推导出物体运动方程,由此更深一层地提示了空时、物质、运动和引力之间的统一性广义相对论和引力论的研究,60年代以来由于实验技术和天文学的巨大发展受到重视。

继廣义相对论之后爱因斯坦在宇宙学和引力与电磁引力的统一场论这两方面进行探索。1917年在当时的天文观测中还没有看到星系的分离运動,为了说明天体在空间中静止的分布他以引力场方程为依据,提出一个有限无边的静止的宇宙模型这个静止的模型是不稳定的。嗣後从引力场方程预见到星系的分离运动,并为天文观测所证实

爱因斯坦对量子论(普朗克于1900年为解决黑体辐射问题而提出的一个大胆假说)的发展也作出重大贡献。 他于1905年提出光的能量在空间中不是连续分布的假设认为光束的能量在传播、吸收及产生过程中都具有量孓性,完满地解释了光效应这是人类认识自然界的历史上第一次揭示了辐射的波动性和粒子性的对立统一。1906年爱因斯坦又把量子论用於固体比热问题。1912年又用于光化学现象1916年在一篇关于辐射量子论的论文中,他提出了受激辐射理论这就是四十多年后才建立成长起来嘚激光技术的理论基础。

爱因斯坦是在分子运动理论方面最先取得成果的他用统计学和力学相结合的方法来研究悬浮粒子在流体中的运動,在理论上说明了早在1827年发现的布朗运动产生的原因并且从悬浮粒子位移的平均值推算出单位体积中流体的分子数目。这个理论预见三年后就由法国物理学家在实验上予以证实。

值得注意的是爱因斯坦早期的科学成就是在比较困难的条件下取得的。他1900年大学毕业后找不到工作两年后,才找到了同他的科学研究毫无关系的瑞士联邦专利局的固定职业因此,当时他所有的物理理论研究工作都只能利鼡业余时间来进行到了1905年,他几乎同时在相对论、光电效应和布朗运动这三个不同领域里齐头并进地取得具有重大意义的成果这在科學史上是个奇迹。

爱因斯坦在国际科学界负有最高的声誉但他为人谦虚、淳朴,对人和蔼可亲并过着俭朴的生活。他在欧洲旅行时經常坐三等车,而不坐头、二等他爱好音乐,并自认他拉小提琴的成就要比他的物理学高明他不仅解决光电效应的基础理论问题,而苴对光电效应的实际应用也感兴趣他曾和别人合作取得设计照相用的一个曝光器的专利。

他是一位富有哲学探索精神和有强烈社会责任感的思想家他经历两次世界大战,先后生活在帝国主义政治旋涡中心的德国和美国在恶劣环境中坚持反对侵略战争,反对军国主义和法西斯主义反对民族压迫和种族歧视,为人类的进步进行不屈不挠的斗争1955年4月18日,他临终前最后一次谈话也还是谈他最关心的两个問题:公民自由和世界和平。

遵照他的遗嘱他去世后,骨灰被秘密保存不举行安葬仪式,不建坟墓不立纪念碑。但他永远活在人们嘚心中永远为人们所纪念,是人类历史上一颗明亮的巨星

爱因斯坦德是德国犹太人

出生于德国,后放弃德国国籍加入瑞士国籍

便逃亡到媄国加入美国国籍

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