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引力場與靜電場的廣延性與超光速原理

2014-04-29 20:34李昌穎
電子世界 2014年17期

【摘要】引力場和靜電場都是一種具有無限廣延性的場,這兩種場的分布都不局限在某處空間,而是以一個質(zhì)點為中心,向宇宙空間中無限延伸,每一個場都只有一個與之對應的質(zhì)點,場是質(zhì)點的延伸,質(zhì)點和它的場構(gòu)成了一個獨立于其它質(zhì)點和場的物質(zhì)系統(tǒng)。本文不但闡明了質(zhì)點與場的關(guān)系,還闡明了引力和電場力的產(chǎn)生機理和傳遞方式,并解釋了引力波和電磁波在真空中傳播的速度恒定不變的原因,進而推導出了超光速原理。

【關(guān)鍵詞】廣延性;平衡狀態(tài);應子

1.引言

很多物理學家在研究物理時都習慣于用分割法。例如:把物體分割成分子;把分子分割成原子;把原子分割成電子和原子核;把原子核分割成質(zhì)子和中子…… 最后,甚至把空間、時間也“分割”了。這種傳統(tǒng)的方法用來研究實物很管用,但若用來研究場則會得出錯誤的結(jié)論。

2.引力的產(chǎn)生與傳遞

一個質(zhì)點的引力場是由無數(shù)互相聯(lián)系、互相影響的引力子在宇宙空間中按一定的規(guī)律分布形成的。引力場具有疊加性,一個引力場占據(jù)的空間可以同時被其它引力場占據(jù),且彼此仍保持各自的獨立性,互不影響。一個質(zhì)點只與它的引力場的引力子有關(guān)聯(lián),不與其它引力場的引力子有關(guān)聯(lián);一個引力場的引力子只與該引力場的引力子有關(guān)聯(lián)。我們移動一個質(zhì)點時,這個質(zhì)點會帶動其周圍空間中與它有關(guān)聯(lián)的引力子一起移動,這些引力子又會帶動更遠處與它們有關(guān)聯(lián)的引力子一起移動,最后,整個引力場都會跟著質(zhì)點一起移動。當質(zhì)點相對于觀察者勻速運動時,質(zhì)點的引力場也會以同樣的速度相對于觀察者勻速運動。質(zhì)點和它的引力場構(gòu)成了一個獨立于其它質(zhì)點和引力場的具有無限延伸性的物質(zhì)系統(tǒng)。引力是如何產(chǎn)生的呢?為了便于說明,下面我們來做一個簡單的實驗。實驗器材主要有一張直徑為2米的圓形的橡皮薄膜,A、B兩個直徑為2厘米的小鉛球。把橡皮膜平鋪在平靜的水面上,讓橡皮膜充分展開來。用強力膠水把A球固定在橡皮膜的圓心上,讓A球與橡皮膜連結(jié)成一個整體。在A球重力的作用下,橡皮膜的中心區(qū)域彎曲成凹坑,最后,A球與橡皮膜達到一個平衡狀態(tài)。當我們把B球放到橡皮膜上時(B球不能放到橡皮膜的中心或邊緣),A球與橡皮膜原有的平衡狀態(tài)就會被打破,整張橡皮膜上的橡皮分子就會以B球為中心重新分布,在B球所處的區(qū)域彎曲成凹坑,使A球受到一個由A球指向B球的力的作用。橡皮膜就像A球的引力場,當我們把B球放入A球的引力場中時,A球和它的引力場原有的平衡狀態(tài)就會被打破,整個A球引力場的每一個引力子都會以B球為中心重新分布,在B球所處的空間區(qū)域彎曲成“凹坑”,使A球受到一個由A球指向B球的力,這個力表現(xiàn)出來就是B球?qū)球的引力。而實際上,這個力并不是B球?qū)球直接產(chǎn)生的力,而是整個A球引力場的每個引力子都以B球為中心重新分布產(chǎn)生的力,是A球的引力場對A球直接產(chǎn)生的力,因此,A球?qū)球并沒有反作用力,B球只受到A球的引力場的反作用力。

A球的引力場對B球產(chǎn)生的反作用力以B球為中心,逆著A球引力場的引力子重新分布的方向,從B球指向各個方向。這些力的合力為零,即A球的引力場對B球的反作用力等于零。那么,B球又是如何受到引力的作用的呢?當我們把B球放入A球的引力場中時,也等于我們把A球放入了B球的引力場中,這必然打破B球和它的引力場原有的平衡狀態(tài),使整個B球引力場的每個引力子都以A球為中心重新分布,在A球所處的空間區(qū)域彎曲成“凹坑”,對B球產(chǎn)生一個由B球指向A球的力,這個力來現(xiàn)出來就是A球?qū)球的引力。而實際上,這個力并不是A球?qū)球直接產(chǎn)生的力,而是整個B球引力場的每個引力子都以A球為中心重新分布產(chǎn)生的力,是B球的引力場對B球直接產(chǎn)生的力,因此,B球?qū)球并沒有反作用力,A球只受到B球的引力場的反作用力。B球的引力場對A球產(chǎn)生的反作用力以A球為中心,逆著B球引力場的引力子重新分布的方向,從A球指向各個方向,這些力的合力為零,即B球的引力場對A球的反作用力等于零。簡單點說,就是A球受到的引力只能通過A球引力場的引力子來傳給A球,不能通過B球引力場的引力子傳給A球;B球受到的引力也只能通過B球引力場的引力子傳給B球,不能通過A球引力場的引力子傳給B球。引力的這種傳遞方式必然導致在真空或接近真空的條件下,無論A球或B球以什么樣的相對速度勻速運動,B球在空間中激發(fā)的引力波傳給A球的速度都恒定不變。

3.電場力的產(chǎn)生與傳遞

電場力與引力一樣都是一種長程力,一個電荷的靜電場 就是一個由無數(shù)互相聯(lián)系、互相影響的物質(zhì)粒子在宇宙空間中按一定的規(guī)律分布形成的獨立的物質(zhì)系統(tǒng)即超聯(lián)絡系[1],電荷就是這個物質(zhì)系統(tǒng)的中心。一個電荷只與它的電場的物質(zhì)粒子有關(guān)聯(lián),不與其它電場的物質(zhì)粒子有關(guān)聯(lián);一個電場的物質(zhì)粒子只與該電場的物質(zhì)粒子有關(guān)聯(lián)。我們移動一個電荷時,這個電荷會帶動其周圍空間中與它有關(guān)聯(lián)的物質(zhì)粒子一起移動,這些物質(zhì)粒子又會帶動更遠處空間中與它們有關(guān)聯(lián)的物質(zhì)粒子一起移動,最后,整個電場都會跟著電荷一起移動。當電荷相對于觀察者勻速運動時,電荷的電場也會以同樣的速度相對于觀察者勻速運動。電荷無論如何運動,其荷電量都不變,電荷和它的電場構(gòu)成了一個獨立于其它電荷和電場的具有無限廣延性的物質(zhì)系統(tǒng)。當我們把一個電荷放入另一個電荷的電場中時,就會打破電荷和電場原有的平衡狀態(tài),使整個電場中的物質(zhì)粒子重新分布,產(chǎn)生電場力。

例如:把正電荷B放入正電荷A的靜電場中,正電荷 A和它的電場原有的平衡狀態(tài)就會被打破,整個A電場(電荷A的電場)的物質(zhì)粒子就會以B電荷為中心指向各個方向重新分布,使A電荷受到一個由B電荷指向A電荷的力,這個力表現(xiàn)出來就是B電荷對A電荷的斥力。而實際上,這個力并不是B電荷對A電荷直接產(chǎn)生的力,而是整個A電場的物質(zhì)粒子都以B電荷為中心指向各個方向重新分布產(chǎn)生的力,是大量A電場的物質(zhì)粒子對A電荷 直接產(chǎn)生的力,因此,A電荷對B電荷并沒有反作用力,B電荷只受到A電場的反作用力。A電場對B電荷 產(chǎn)生的反作用力以B電荷為中心,逆著A電場的物質(zhì)粒子重新分布的方向,從各個方向指向B電荷,這些力的合力為零,即A電場對B電荷的反作用等于零。那么,B電荷 又是如何受到電場力的作用的呢?當我們把正電荷B放入正電荷 A的靜電場中時,也等于我們把正電荷A放入了正電荷B的靜電場中,這必然打破正電荷B和它的電場原來的平衡狀態(tài),使整個B電場(電荷B的電場)的物質(zhì)粒子都以A電荷為中心指向各個方向重新分布,對B電荷產(chǎn)生一個由A電荷指B電荷的力,這個力表現(xiàn)出來就是A電荷對B電荷的斥力。而實際上,這個力并不是A電荷對B電荷直接產(chǎn)生的力,而是整個B電場的物質(zhì)粒子以A電荷為中心朝著各個方向重新分布產(chǎn)生的力,是大量B電場的物質(zhì)粒子對B電荷直接產(chǎn)生的力,因此,B電荷對A電荷并沒有反作用力,A電荷只受到B電場的反作用力,B電場對A電荷產(chǎn)生的反作用力以A電荷為中心,逆著B電場的物質(zhì)粒子重新分布的方向,從各個方向指向A電荷,這些力的合力為零,即B電場對A電荷產(chǎn)生的反作用力等于零。當A電荷為負電荷,放入A電場中的B電荷也是負電荷時,情況與上述相似。當A電荷為正電荷,放入A電場中的B電荷為負電荷時,整個A電場的物質(zhì)粒子就會以B電荷為中心,從各個方向指B電荷重新分布,使A電荷受到一個由A電荷指向B電荷的力,這個力表現(xiàn)出來就是B電荷對A電荷的吸引力。A電場對B電荷產(chǎn)生的反作用力則以B電荷為中心,逆著A電場的物質(zhì)粒子重新分布的方向,由B電荷指向各方向,這些力的合力為零。而整個B電場的物質(zhì)粒子則以A電荷為中心,從各個方向指向A電荷重新分布,使B電荷受到一個由B電荷指向A電荷的力,這個力表現(xiàn)出來就是A電荷對B電荷的吸引力。B電場對A電荷產(chǎn)生的反作用力則以A電荷為中心,逆著B電場的物質(zhì)粒子重新分布的方向,由A電荷指向各個方向,這些力的合力為零。

4.靜電場的廣延性與光速不變原理

與傳統(tǒng)物理學的觀點不同,電場力實際上并不是電場對引入電場中的電荷產(chǎn)生的力,而是電荷和它的電場原來的平衡狀態(tài)被引入電場中的電荷打破,整個電場的物質(zhì)粒子都以引入電場中的電荷為中心重新分布產(chǎn)生的力,是電荷本身的電場對電荷直接產(chǎn)生的力,而一個電荷的電場對引入其中的電荷產(chǎn)生的力總等于零。打個比方,有一張無限寬大的橡皮薄膜平鋪在無限寬廣的水面上。橡皮膜上有AB兩個點,有AB兩個小鉛球,把A鉛球固定在A點上,讓A球與橡皮膜連成一體。在A點處的橡皮膜向下彎曲凹陷,最后,A球與橡皮膜處在一種平衡狀態(tài)中。當我們把B球放到B點上時,A球與橡皮膜原來的平衡狀態(tài)就會被打破,整張橡皮膜上的橡皮分子都會以B 球為中心重新分布,在B球所處的區(qū)域彎曲成凹坑,使A球受到一個由A球指向B球的力,AB間的距離越大,這個力就越小,因為這個力并不是B球?qū)球直接產(chǎn)生的力,所以,A球?qū)球并沒有反作用力,B球只受到橡皮膜的反作用力。不考慮豎直方向的受力情況,在水平面上,橡皮膜對B球的反作用力以B球為中心,由B球指向各個方向,這些力的合力為零。一個電荷的電場就像一張無限寬大的橡皮薄膜,對引入其中的電荷產(chǎn)生的反作用力總等于零。一個電荷分布在空間中的電場不能與其它電荷分布在空間中的電場相互作用,傳遞電場力。例如,在空間中傳播的兩列光波互相疊加后,仍彼此獨立,互不影響,一列光波不能靠另一列光波來傳遞電磁力。我們可以把一個電荷的靜電場想象成為存在于空間中的一種頻率極低的電波,這種電波的頻率幾乎為零,具有無限的延伸性可擴散到全宇宙。這就好比利用光的分解原理和疊加原理在空間中合成的超低頻單極量子磁場[2],只表現(xiàn)出了與穩(wěn)恒磁場的單個磁極相同的力學效應,其本質(zhì)仍是一種電波,擁有波的共性,且一個單極量子磁場不能靠其它不同源的單極量子磁場來傳遞電磁力。我們也可以反過來講,穩(wěn)恒磁場和靜電場,與交替變化的電磁場一樣都是一種波,都具有波的共性,只是它們的頻率不同而已。因為一列波不能靠另一列波來傳遞力。所以一個電荷的電場不能靠另一個電荷的電場來傳遞電場力。又因為電荷和它的電場是一個獨立于其它電荷和電場的物質(zhì)系統(tǒng),所以,一個電荷受到的電場力就只能靠它自己分布在空間中的電場來傳遞。一個電荷會排斥分布在空間中的同種電荷的場粒子,吸引分布在空間中的異種電荷的場粒子,從而破壞其它電荷與電場原來的平衡狀態(tài),使其它電荷的電場的物質(zhì)粒子重新分布,產(chǎn)生電場力。電磁波是驅(qū)動力在大量的光質(zhì)點間傳遞,驅(qū)動大量的光質(zhì)點振蕩形成的[3],電磁波的驅(qū)動力就是振蕩的電場力,我們所說的電磁力只不過是電場力在特定條件下的一種表現(xiàn)而已。因為A電荷受到的電場力是通過A電荷分布在空間中的電場的物質(zhì)粒子來傳給A電荷的,而A電荷的電場是隨著A電荷一起移動的,無論A電荷以什么樣的速度勻速動動,A電荷的電場相對于A電荷總是靜止的,所以,在真空中,無論A電荷或B電荷以什么樣的相對速度勻速運動,B電荷在空間中激發(fā)的電場力波即電磁波傳給A電荷的速度相對于A電荷來說都是一樣的。任何一個觀測電荷接收到的電磁波都是以該觀測電荷分布在空間中的電場的物質(zhì)粒子作介質(zhì)來傳遞的,這必然導致觀測電荷或波源無論以什么樣的速度勻速運動,觀測到的來自各個方向的電磁波在真空中傳播的速度都不變,即光速不變。

5.超光速原理

當我們知道光速不變的真正原因后,我們就會知道,以超光速在宇宙中運動的物質(zhì)粒子會產(chǎn)生什么樣的物理現(xiàn)象了。參與電磁相互作用的物質(zhì)粒子在真空中超光速運動會壓縮其運動方向上的光介質(zhì),形成一堵密度極高的“光墻”,“光墻”以爆炸的方式釋放出大量的光子。在“光墻”的阻擋下,超光速粒子的速度會不斷減小,最終,超光速粒子會衰變?yōu)閬喒馑倭W?。不參與電磁相互作用的粒子在真空中超光速運動時不會產(chǎn)生“光墻”。理論上,具有極高能級的中微子可以在真空中超光速運動,但人類目前還無法在實驗室中創(chuàng)造出大量的具有超光速能級的中微子。宇宙中一些超新星的大爆炸可以產(chǎn)生大量的超光速中微子,只是這些超光速中微子在真空中超光速運動時會壓縮其運動方向上的引力子,形成一堵密度極高的引力墻,引力墻會以爆炸的方式輻射引力波。在引力墻的阻擋下,超光速中微子的速度會不斷減小,最終,所有的超光速中微子都會衰變?yōu)槠胀ǖ膩喒馑僦形⒆?,它們在真空中超光速運動時激發(fā)的引力波也淹沒在了引力波的海洋中。如果我們利用光來觀察宇宙中的一艘超光速飛船,我們就會驚訝地發(fā)現(xiàn),飛船處在A點的同時也處在B點,就像量子效應一樣,飛船可以同時處在兩個甚至很多個地點中,而實際上,這只不過是飛船在宇宙中超光速飛行時產(chǎn)生的一種假象而已,是一種表觀的超光速效應,任何一個確定的時刻,飛船都只能處在單一個地點中。宇宙中有一種神奇的粒子能夠在空間中超光速運動而不會產(chǎn)生激波,其速度也不會隨著運動距離的增大而減小。這種粒子名叫應子。應子的速度幾乎沒有極限,它只參與超聯(lián)絡子之間的超聯(lián)絡作用,不參與自然界中已知的四種基本力的相互作用。應子有一個特點,它只能在同一個超聯(lián)絡系中的超聯(lián)絡子之間傳遞,不能在不同的超聯(lián)絡系之間傳遞,就好像一個宇宙中的信息只能在該宇宙中傳遞,不能在不同的宇宙之間傳遞那樣,處在同一個超聯(lián)絡系中的兩個聯(lián)絡子,不論它們之間的距離有多遠,都可以在瞬間傳遞應子,互相感應,彼此影響對方。由于不參與引力和電磁力等四種基本力的相互作用,應子的穿透力極強,無論是行星還是恒星,或是黑洞,它都可以輕易地穿過而不受影響。在未來的星際航行中,采用了大推力量子發(fā)動機技術(shù)[4]的星際飛船,其速度可達到光速,甚至超光速,光波通信將顯得原始而落后,人類要想在大尺度的星際空間之間實時通信,就必須發(fā)明出一種利用應子來通信的技術(shù),應子通信技術(shù)將在未來的星際航行中大顯身手。

參考文獻

[1]李昌穎.光性質(zhì)的新發(fā)現(xiàn)與探索[J].電子世界,2014,02.

[2]李昌穎.超導量子場推進技術(shù)在宇航領(lǐng)域中的應用[J].電子世界,2013,12.

[3]李昌穎.光分解與光振蕩形式變換的探究[J].電子世界,2014,06.

[4]李昌穎.大推力量子發(fā)動機[J].電子世界,2013,10.