張　丕

中圖分類號：04

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-0992(2009)03-0075-01

摘要：地球表面物體間通?？梢蕴幱诮粨Q平衡靜止?fàn)顟B(tài)，要使某一物體移動，就需要對其施力(即交換能量)或能量變換轉(zhuǎn)化；而力的本質(zhì)是能量交換和趨勢，本文分別以機(jī)械交換作用、場質(zhì)趨勢作用、微觀粒子作用來分析能量交換與趨勢。

關(guān)鍵詞：力本質(zhì)場質(zhì)能量交換趨勢

宇宙物體總是跟周圍物體不可分割地聯(lián)系在一起，并一起作整體運(yùn)動。地球表面物體間通常可以處于交換平衡靜止?fàn)顟B(tài)，要使某一物體移動，就需要對其施力或能量變換轉(zhuǎn)化。要使地面物體產(chǎn)生相對地面平動，施以作用力或內(nèi)能等轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或平動能，速度逐漸增大或作加速運(yùn)動。當(dāng)所施作用力與摩擦力平衡或所消耗內(nèi)能足以抵消摩擦能量，而保持直線勻速平動。實際上地面物體機(jī)械轉(zhuǎn)動也是如此，外加力矩或消耗內(nèi)能等轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動機(jī)械運(yùn)動能量，所加的外力矩或內(nèi)能等足夠抵消內(nèi)能等消耗，就能維持轉(zhuǎn)動。一旦作用力解除或停止提供內(nèi)能等，就會逐漸停下來，并處于相對靜止平衡狀態(tài)。

一、機(jī)械交換作用

機(jī)械平動或轉(zhuǎn)動時如果能略去摩擦，那么其啟動之后就能維持原有運(yùn)動狀態(tài)，即所謂慣性運(yùn)動。如果在對稱物體轉(zhuǎn)動軸的一點上施一作用力矩，該轉(zhuǎn)動物體就會產(chǎn)生進(jìn)動和章動。如迴旋儀或陀螺在地面轉(zhuǎn)動時，其重力可分解為軸上和垂直軸兩個分量，自旋速度與垂直軸分量同向側(cè)疊加具有彌漫趨勢，反向側(cè)疊加具有濃縮趨勢，使同向側(cè)趨向反向側(cè)而產(chǎn)生進(jìn)動。進(jìn)動速度又與陀螺自旋存在正反向，使正向側(cè)趨向反向側(cè)的章動。但章動向反向側(cè)同時重力垂直軸分量減少，進(jìn)動和章動相應(yīng)減少，等零時，重力要恢復(fù)原狀，繼續(xù)引起進(jìn)動和章動，直到這些運(yùn)動能量全部消耗于摩擦能量上?？梢娮赞D(zhuǎn)、進(jìn)動、章動是轉(zhuǎn)動趨勢或作用的不同方式。

能量交換方式不同所形成物體運(yùn)動方式也不同，最基本的有原子核重粒子間強(qiáng)交換作用，輕粒子間弱交換作用，輕重粒子間電磁交換作用。原子、分子間交換電磁作用，粒子和實物間交換作用，實物間交換作用。天體和實物問重力作用，天體間萬有引力作用等不同級別交換。牛頓力學(xué)研究最多的是實物體間與實物天體間交換作用，并引起受力物體運(yùn)動狀態(tài)變化。這類實物體之間作用主要是重力作用、摩擦作用、彈性作用，可以用牛頓力學(xué)描述。宏觀物體或機(jī)械是由大量不規(guī)則運(yùn)動的粒子組成的。通常情況處于交換平衡的相對靜止?fàn)顟B(tài)，只有外加作用力下才發(fā)生平動或外加力矩下轉(zhuǎn)動。一旦處于直線平動或轉(zhuǎn)動運(yùn)動狀態(tài)，若能全部解除所有作用力，那么就能保持其直線平動或轉(zhuǎn)動運(yùn)動，即所謂慣性，如牛頓力學(xué)描述。

作用力只是能量交換的兩方面中可以產(chǎn)生動能改變量的一個方面。對于沒有產(chǎn)生動能改變量的交換。不在牛頓力學(xué)范圍里討論。

二、場質(zhì)趨勢作用

實物體是以渦旋運(yùn)動成形為基礎(chǔ)的，周圍存在引力場質(zhì)、磁場質(zhì)、電場質(zhì)等。若實物體兩側(cè)場質(zhì)重疊而出現(xiàn)不平衡或不對稱時：就會在場質(zhì)趨勻平衡趨勢中促使或推動實物體移動，即場質(zhì)趨勢的作用。如兩渦旋體濃縮質(zhì)量場質(zhì)相鄰一側(cè)反向重疊具有濃縮狀態(tài)，而外側(cè)同向重疊具有彌漫狀態(tài)，彌漫狀態(tài)側(cè)有向濃縮狀態(tài)側(cè)趨勢，促使渦旋體向鄰側(cè)移動靠近，即相吸。實物體不同側(cè)周圍電場質(zhì)或磁場質(zhì)重疊出現(xiàn)不平衡，也同樣在平衡趨勢中推動實物體移動，是另兩類場質(zhì)趨勢作用。

電是粒子破裂時產(chǎn)生的交換不平衡或加速場質(zhì)狀態(tài)的現(xiàn)象，帶電體運(yùn)動可產(chǎn)生磁環(huán)或渦旋環(huán)場質(zhì)狀態(tài)的現(xiàn)象，這些帶電磁物體周圍或兩側(cè)場質(zhì)疊加出現(xiàn)不平衡，就會推動此物體運(yùn)動，即電磁能轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動。反之機(jī)械交換作用于某些電磁體也會產(chǎn)生電流或電磁場質(zhì)。電磁應(yīng)用于電力和電訊兩大方面，電訊方面主要是通過導(dǎo)線或電磁波來傳遞信息，如聲音、文字、圖象、數(shù)碼等的弱電設(shè)備，主要是高頻信息的傳遞，將音頻重疊在高頻信號上實現(xiàn)信息傳遞。電力方面主要通過機(jī)械能量轉(zhuǎn)化變換為電磁能，因為機(jī)械運(yùn)動難以產(chǎn)生高頻，只能利用低頻高能在導(dǎo)線上傳輸，低頻可以減少輻射，高壓可以減少電流在導(dǎo)線上熱消耗。因此電力主要任務(wù)是能量傳輸和能量轉(zhuǎn)化變換，實現(xiàn)對機(jī)械作功或遠(yuǎn)距離的能量或功的傳輸。

三、微觀粒子作用

廣義力的交換同步及整數(shù)倍原理應(yīng)當(dāng)以相互作用的能量變換或交換來描述更為合理，而交換涉及交換頻率、強(qiáng)度、成分、速度和平衡程度等到情況。如果交換只是能量子。而且不只是電磁量子交換，是更廣泛意義的能量子，如介子是強(qiáng)作用交換的能量子。那么弱作用的應(yīng)該是比電磁量子更弱小的能量子，如中微子或微子之類粒子交換。但由于至今尚未有觀察中性粒子有效工具、目前很難證實。不過從粒子渦旋形成的，通常具有磁性觀念出發(fā)。相信不久將來定會找到磁感應(yīng)材料或磁敏材料來觀察中性粒子行跡。這類設(shè)備發(fā)明將跟現(xiàn)代加速器相比美。但不管怎么樣。交換能量子描述廣義力可能是較佳方案。

微觀粒子與宏觀物體不同完全在于其運(yùn)動周期性變換和周期性交換作用，不是牛頓力學(xué)的宏觀物體靜止和勻速直線運(yùn)動。因為宏觀物體是大量不規(guī)則粒子運(yùn)動的重疊，根本體現(xiàn)不了周期性運(yùn)動狀態(tài)。交換本身雖然存在交換頻率、相位、方位、強(qiáng)度、純度等問題。而宏觀交換是由大量粒子間交換組成的，其頻率、相位、方位、強(qiáng)度各式各樣的復(fù)雜結(jié)合。根本體現(xiàn)不出周期性交換頻率、相位、方位、波動強(qiáng)度的特性。

微觀粒子情況則完全不同，除了平動和自旋外，具有明顯的周期性變換運(yùn)動和周期性交換作用。但又不同于量子只有平動和周期性變換運(yùn)動，它比量子至少又多了自旋運(yùn)動和交換作用，而且不同類型的粒子具有不同方式的運(yùn)動與交換。△E包含能量差或交換頻率差或質(zhì)量乘以速度平方差，那么粒子愈輕。即質(zhì)量愈小，交換強(qiáng)度愈弱，正如強(qiáng)(交換)作用、電磁(交換)作用、弱(交換)作用間的關(guān)系。強(qiáng)作用產(chǎn)生于重粒子之間交換，質(zhì)量大交換作用強(qiáng)。弱作用產(chǎn)生于輕粒子之間交換。質(zhì)量小交換作用弱。電磁作用產(chǎn)生于重輕粒子之間交換作用。質(zhì)量介于兩者之間。這樣可將三種作用。甚至萬有引力等統(tǒng)一于以濃縮為主的交換觀念之中，強(qiáng)作用強(qiáng)度設(shè)為1，電磁作用則為1／137，弱作用則為10&sup-14。

形成上述強(qiáng)、弱、電磁三類作用統(tǒng)一表達(dá)式。強(qiáng)度比值是由強(qiáng)作用公式2πf²/hc≈1和弱作用公式2πg(shù)²/hc，以及電磁作用公式μce²／2h=1／137等計算得到的，f、g‘荷實際上是強(qiáng)、弱交換場質(zhì)總量，稱為強(qiáng)、弱交換荷，相當(dāng)于電荷是電場質(zhì)總量類似，可以用交換場散度描述。電磁交換是重輕粒子間的交換，又與電場與磁場聯(lián)系起來的公式，比較特殊，但仍跟電荷平方有關(guān)，即強(qiáng)、弱場質(zhì)交換描述參量。如果改寫成相應(yīng)關(guān)系式，則2πe²hc=μce²/2h、e²=μc²e²／4π，其中§可以看成電磁交換荷或稱電磁交換荷?！昂伞睘榻粨Q總量，其交換強(qiáng)度總量除以球面積，即單位面積交換量來表示。