客观世界原理

博_览天下 2015-12-20

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客观世界原理

王嘉新

1.绪论

2.我们关于客观世界的基本知识

3.我们的困惑

4.客观世界的原理

4.1物质

4.2物体的质量

4.3能量

4.4引力子和引力

4.5时间

4.6电与磁（一）：静电与静电场

4.7电与磁（二）：电的基本性质

4.8电与磁（三）：闭合电路基本原理

4.9电与磁（四）：负载与电能的转化

4.10电与磁（五）：磁场及静电感应本质

4.11后记

1.绪论

我们生活在物质世界中，从人类有历史文字记载以来，人类探索物质世界的不懈努力，一直是社会文明的重要内容和推进动力。

牛顿、爱因斯坦等为代表的科学巨匠，老子、笛卡尔等伟大的哲人先驱，集合了人类的大智慧，奠定了我们现在的关于宇宙运动规律、客观世界原理的知识宝库、甚至感觉就要引领人类攀登到绝对真理的辉煌之巅。

科学和社会经济发展的进程越来越快，人类取得了无可比拟的极大成功，但是，我们发现，解决了的问题、实验证明了的东西越多，困扰我们的问题似乎不是少了，反而却越来越多。

相比较社会经济的发展，相对于一般应用科学技术的发展，关于宇宙和物质存在的基本原理的研究成果，显得迟滞了，这也间接影响了我们对人类自身认知的深化，影响了社会科学发展的进程，影响了社会政治发展的进程。

我们不能一味强调站在巨人的肩膀上，在既有的各个研究框架内，埋头专注于个别理论的修饰和完善，我们有必要回顾和整理近、现代的科学成果，跳出纯实验科学的束缚，以哲学的方法论重新审视前人的成果，化繁为简，大开大合，取得根本性的突破。

2.我们关于客观世界的基本知识

关于宇宙和物质运动，从万有引力到相对论，主要的问题我们似乎都涵盖和有答案了。

如：以经典力学和原子理论为基础的普通物理和化学理论；以相对论为代表的空间与时间、物质与运动的一般规律理论，质能关系理论，万有引力等四种基本作用力理论；以宇宙大爆炸假说为核心的宇宙起源和演化理论；以光的波粒二重性发现为前提的电磁场和电磁学理论，寻觅和证明上帝粒子的新基本粒子理论。

3.我们的困惑

然而，我们面对不可回避的现实是：随着科学和哲学各大领域研究的日益深化，各种新发现、新理论层出不穷，并不能让人感觉和期待有真正伟大的建树喷薄欲出。理论阐述中，动辄夹带艺术夸张的、特技摄影的表现手法，只是反映了认知上的胆怯和底气不足，主要的问题反而弄得含糊了。

如：关于孪生子悖论暨时间迟滞问题；关于万有引力及相关和超距作用问题；关于宇宙大爆炸奇点、黑洞、灰洞、白洞、红移现象实质的问题；关于宇宙真空空间的实质，能量和质量的关系问题；关于光的波粒二重性暨电磁场与电磁学理论的本质问题；关于基本粒子定义、粒子间的相互作用的机制，万有引力等四种基本作用力的统一问题；关于化学的困惑，化学键的结合力，生命现象问题，等等。

在信息大爆炸的当代社会，科学的、哲学的论文满天下，看似丰碑林立，实则是动摇了关于客观世界原理的理论基础，找到太多的基本规律正是说明没有发现真正的基本规律，或者说，现在的基本规律可能存在重大缺陷和偏差。

最为典型的莫过于关于黑洞现象的研究——我们的科学家原本用相对简陋的望远观察手段，看到了一个模糊的影子，科学界据此作出了一些慎重的推测。但旷日持久，并没有实质性进展。其间，有更多人热情关注和加入，不乏有些专家学者耐不住寂寞，发表研究成果好像割韭菜一样随性。

我想，如果关于我们这个宇宙的客观基础物质，真需要用无数名目繁多、性质迥异的物质存在来表现；如果我们这个宇宙的基础物质运动，真需要极尽各种复杂的函数关系来描述的话，那么，只能说，我们这个宇宙一定是比我们人类聪明千万倍的神设计制造的玩物，科学和哲学可以归结于神学。

4.客观世界的原理

有一个极简的问题：如果太阳突然消失了，是太阳对地球的引力先消失，地球立即就会被甩出去？还是要经过如太阳光到达地球的8分多钟时间，地球才会作出相应反应？

主流的回答是后者，据《光明日报》登载中国两院院士评选2003年度世界十大科技进展的新闻就有：“科学家首次测出引力速度，实验证明爱因斯坦引力是以光速移动的理论是正确的。”也有的回答是前者的，理由可能是与超距作用的存在有关。两种回答泾渭分明，看来怎么回答也有50%的准确率吧。

是否还可以有第三种答案：没有答案（答案为无解）呢？！

如果问题本身就是不存在的，那么任何是与非的答案也都是站不住脚的了。

面对困惑，为了证伪，我想，我们还是应该回到问题的本源和起点，根据我们确信的最基本的客观物质存在，根据我们确信的物质运动和变化规律，做尽可能直接和简单的逻辑推论，以揭示客观世界的基本原理。

4.1物质

说到物质，我们会马上联想到，物质是不依赖于人的意识存在的客观实在，运动是物质的本质属性。物质是质量和/或能量的空间分布，包括了物体（实物）和场两种基本存在状态。这样的认识准确和全面吗？再问，物质是否涵盖整个宇宙空间呢？

以太阳为例，太阳是具有一定质量的宇宙天体（物体），太阳的质量（包括任何物体的质量）是客观世界存在（客观实在）的第一要素，其物质性自然是确凿无疑的。

那么，太阳发出的光是不是物质呢？答案也可以是肯定的。光被看作是一种可以观察得到的电磁辐射波（场），又是一种看不见的光子，虽然没有质量（质量概指静质量），但有能量，并始终处于光速运动状态中。光可以看作是一种粒子——光子，可以由一般化学和电反应发生，也能由核反应过程中的“质量亏损”转化生成，光子具有动质量。

再看太阳的引力是不是物质呢？答案似乎就不那么清晰了。我想，我们在作出回答前必须先明确力是什么？传统上力被定义为导致具有质量的物体发生空间运动加速度变化的一种作用。力的源头，力的作用主体总是来自于一定的具有质量的物体及其运动变化。

由于传统的力只是一种物质作用，本身并不具有物质性。因此，关于“太阳的引力是不是物质”的命题，本身是不严谨的，或者说，“太阳的引力”只是反映了太阳的质量（可以扩展为任何物体质量）与其他物体的质量发生相向加速度运动的一种宏观效应（引力效应）。

我们可以把流星撞地球的现象和苹果掉地的现象，都看作是与物体质量存在有某种函数关系的引力效应。

我想，虽然可以、而且应该用太阳引力效应否定太阳具有引力的说法。但我们依然需要回答引力是怎么产生的？引力的本质是什么？既然太阳的质量没有与地球（任何物体）发生直接相互作用关系，那么，引力效应的作用空间范畴又是否具有物质性呢？是否要默认宇宙空间中还存在着一种超距作用呢？

引力问题可以说是关于物质和物质运动的首要问题。关于物质是否涵盖了整个宇宙空间的问题，也完全取决于对引力的准确理解。

我们如果假设把太阳系，至多扩展到把银河系，当作一个独立的类似宇观世界的宇宙系统来看待并探索物质问题，这样可以简化对物质的基本概括和认识，而不至于动辄被宇宙起源、宇宙空间背景、宇宙神秘物质（高能射线）等并不密切相关的因素所干扰。有如我们要得到对中国的地理气候的基本概括和认识，只需要深入了解地球的情况，至多再了解一些太阳系的情况，而不必要把问题放在整个银河系中去考量。再则，能够在个别系统（太阳系）中归纳和检验得出的关于物质的本质概念，更具有在一般系统中的确定意义。

基于上述观点，我想我们可以先就我们所处的最贴近的宇宙环境为背景，通过最简单的物理实验，形成对客观物质的新认识。

我们很容易制作一个透明的理想封闭真空空间，在里面安装一个发电机，电流输出端串联一只白炽灯，发电机的转子转轴一端则延伸到这个空间外，由其他机械力做功，保持持续旋转。

当发电机转子做切割磁力线活动，发出电来，闭合电路中的白炽灯被点亮，源源不断向四周发射光（光子）时，我们并没有观察到有任何的物体进入到这个空间，光子只是在机械力持续转化为电力的过程中，不断“无中生有”，被“创造”了出来，整个组成系统的物体质量始终保持不变。

即便我们把这个透明的理想封闭真空空间，改为完全吸收白炽灯光的理想封闭真空空间，组成系统的物体质量仍然会保持不变。

以上的实验说明，在某些物体（如系统中产生和传输电流的物质系统）运动过程中，能够产生我们通常称之为电荷的东西。

电荷是一种与光子的产生具有因果关系的客观物质，光子具有能量，反证了电荷是一种具有能量的物质。

由于在整个实验过程中，组成系统的物体质量始终保持不变，因此，验证了电荷是一种不具有质量的物质。电荷没有质量，也没有动质量，因此被称作为场的物质状态。

由于在整个实验过程中，电荷的运动与系统中的磁现象有着不可分割的相互作用关系，可以推测是同一物质相对应的不同存在形式。因此，我想把电荷称为电磁子比较合适。电磁子根据电和磁的存在表现出来的相反相成、对立统一的极性，又可分为正电磁子和负电磁子。

以上实验还说明，电磁子可以无限的产生于有限的理想封闭真空空间，理想封闭真空空间只是隔绝了系统内外具有质量的物体间的相互联系和作用，并不能切断不具有质量的电磁子物质的相互联系和作用。

以上实验还说明，转化（生成）为光子的电磁子，是系统内的相关物体，在机械力的作用下，由真空空间中直接被“无中生有”，“创造”出来的。因此，在宇宙真空空间中，必然还存在、充斥了尚未被直接观察到的“另外物质”，可以在满足一定条件下，转化（生成）电磁子的物质。

这一另外物质与所有的具有质量的物体，与电磁子保持着直接接触，并时刻发生着相互作用。这一另外物质是不具有能量的，在一定条件下可以转化为电磁子的。如果我们不能在理想的宇宙空间内再发现有更多性质不同的物质存在，那么，可以推测这一另外物质与客观世界不可直接观测得到的物体运动变化效应（包括引力效应）应该有着普遍的关系。因此，这一尚未被直接观察到另外物质可以称作为引力子。

以上实验还说明，电磁子的产生，电磁子具有的电力（一种电能量），是机械力（机械能量）的转移结果。最终产生的光子，即光能量（忽略了非本质的其他能量发散因素）与机械力的转移是成正比的因果关系的，与引力子的转化率也是成正比的因果关系的。

现在，我们可以尝试初步建立起一个客观世界物质存在的成员名册了，客观世界的物质包括了引力子，正、负电磁子，光子和物体（有质量的实物）。这份名册概括了我们客观世界的全部物质，构成了我们宇宙的全部空间。

以上说了这么多，无非是要证实一点，宇宙空间充斥了物质，客观世界等同于物质世界。物质运动变化没有超距作用，是物质间直接相互作用（也可表述为相互联系）产生的效应。立足于这一基本立场，我想可以明确回答引力的本质问题，引力就是引力子的物质存及其运动效应。

我们可以对物质的不同存在形态，分别给予粗略的定义和简要描述，为深入探讨各种复杂的物质存在和相互作用关系，做一个概念上的预备。

引力子：引力子没有质量和能量，在三维空间中以质点的个别状态存在。保持随机匀速（等于光速）的直线运动，散布于宇宙空间，形成（充斥）了全部的宇宙真空空间。

引力子是产生引力（万有引力）效应，形成所谓的引力场的物质主体和根据。

引力子可以在一定条件下，在通常所说的力的作用过程（物体能量的转化过程）中，转化为电磁子。

电磁子：电磁子没有质量，然而具有最基本的、也是最小的单位能量，在三维空间中以质点的连接状态存在。

电磁子是引力子在满足一定条件下，原有运动状态发生了改变，具有了以行进轨迹为转轴的正、反两种方向（顺时针和逆时针）的自旋运动，转化形成的一种新的物质单元。电磁子根据自旋方向的顺逆，分为正、负两种对立统一的存在形态。正、负电磁子是形成物体的电场和磁场的物质主体。

电磁子的产生和存在过程离不开物体的存在，正、负电磁子对在一定条件下，会逆转为引力子。

正、负电磁子的产生总是成双成对，在数量上保持相等，这可以看作是我们宇宙中客观物质存在的最基本的平衡（对称）法则。

电磁子保持匀速（等于光速）的封闭环绕运动。

正、负电磁子在参与物体内在与质量相关的共同运动时，分别形成了由正、或负电磁子单独组成的循环组合，与相对的异性电磁子组合、与物体内构成质量的“质量因子”发生相互作用，并成为物体的物质存在状态和运动方式的一部分。

电磁子具有能量，在满足一定条件下，会转化为光子。同理，光子也在满足一定条件下，逆转为正、负电磁子。

引力子和电磁子都具有通常所说的“刚性”性质，可以看作是一种纯粹的刚体。引力子和电磁子在任何条件下不会发生几何形变，相互间能够完全贴合中也正是反映了客观世界物质的本质。而通常所谓的“弹性”，则针对一般物体而言——引力子、电磁子基于一定的条件，在物体间分布发生变化，对相关物体的存在形态和运动产生的形变效应。

光子：正、负电磁子在满足一定条件下，组成共轴并进的对子，即为光子。传统上认为，根据质能守恒定律，光子能够在正、负电子对的湮灭过程中转化生成。暂且撇开对电子的性质定性，光子可以由正、负电磁子在一定条件下转化生成，是不争的客观过程。电磁子在通常所说的力的作用过程（物体能量的转化过程）中，转化称为光子，光子的能量大小，与力的做功大小（转化的能量多少）成正比。

物体的光子的产生如同电磁子的产生一样，总是成双成对，在数量上保持相等的。因此，光子也有正、负光子之分，只是在一般的光子运动效应中不容易被观察得到。猜测光子的波动性可能与之有关。

正、负光子对在一定条件下，会逆向转化为正、负电磁子组合。

光子没有质量，光子的直线运动速度（光速）实则是反映了引力子和电磁子的运动速度。光子在垂直于运动方向的水平方向上，具有最小的单位动质量，在与引力子的相互作用下，产生了引力效应，显示出所谓的“弯曲空间”。

光子具有能量，因为自旋速度的不同，所具备的能量也不同。

光子是正电磁子和负电磁子的最小组合，光子集合，则表现为电磁波。

物体：物体包括了大到宇宙天体，小到具有最小质量和能量的物质组合。物体是由特殊运动状态的光子和电磁子所组成。物体中的光子在一定条件下，原来的匀速直线运动转化为了封闭的自我循环运动，因此，物体在宇宙三维空间中，呈现一定量度的物理边界，可能形成和保持相对的静止运动状态。

物体具有的引力子、电磁子、光子都不具备的相对静止运动状态，正是物体具有质量的根据。

物体是由运动性质发生根本转化的光子和电磁子所组成。在所有的物体中，有或多或少的正、负电磁子循环运动组合参与其中，相互作用，形成多种多样的内在物体结构。

物体通常表现为有着多重内部结构的物质系统，物体具有的内在相互作用的平衡性是有条件的，是会发生变化和转化的。因此，物体的稳定性，物体的“寿命”也表现为一个随机应变，或长或短的相对量。

关于物体是由光子和电磁子所组成的更多细节，有待在关于物质质量的论述中进一步展开。

4.2物体的质量

物体是具有一定的质量和能量，具有一定的内部结构的物质，存在于三维空间，有比较确定的存在界面和范围。物体中又可区分为包括固态、液态和气态三种基本物态（形态）在内的多种具体物质形态。具有质量，是物体的根本标志，换句话说，是质量成就了物体。

物体的质量本质是什么？或者说物体的质量是由什么组成的，与能量又有什么关系呢？这里不得不提及到包括银河系在内的宇宙大爆炸假说，因为这似乎已成为宇宙演化和物质质量产生根据的不二之说。且不说奇点的崩溃是否有一个与后来不同的初速度，只说奇点的“碎块”在向四面八方飞散开来的时候，为什么就会在宇观世界如此有节奏，依次形成我们现在所看到天体简约有序的统一系列；而在微观世界又演化出极其繁复，杂乱无章的基本粒子系列呢？为什么没有很多以铁元素为物质主体的星系、星球呢？当然，如果有，科学界也一定会有许多言之凿凿的相关论文论证，细细想来，这也正是人类认识的聪慧自悟和自误之处。

我想，我们如果姑且抛开宇宙大爆炸理论（本来仅仅凭红移现象得出的天体远离的结论，不确定的或然性因素必然很多，即使离我们太阳系最近的观察对象——人马座比邻星，相距也有4光年之遥；3K的宇宙背景环境更少有力的佐证意义），就宇宙现状，梳理一下物体的质量本质以及与引力子的关系，或许能发现更多规律性的东西。

什么是质量，质量是被称为物体的物质的本质属性。物体的质量可以表述为集中的能量（关于能量的概念，另做论述，这里特指光子），就是最低数量限度以上的光子在一定条件下，在与引力子相互作用过程中，与既有的质量有序组合在一起，形成了具有了三维空间结构的、封闭的循环运动物质系统。

我们并不能确切说明，最初的质量是如何形成的。但可以肯定，客观世界既有的质量，是导致光子在引力作用下，有些光子运动状态发生根本变化，转而成为物体质量一部分的客观条件。

光子因为组成了具有了三维空间结构的、封闭的循环运动物质系统，因此有了相对静止的存在状态，或称为相对静止的运动状态。

而物体的处于相对静止运动状态的物质量（可以形象的形容为因引力效应被“束缚”在一起的光子数量），就是物体的质量。物体处于相对静止运动状态的物质量的多少，就表示了物体质量的大小。

物体因为有了质量，因此运动状态具有了惯性效应，在没有外力作用下，在宇宙真空空间中保持相对静止或既有的运动速度和方向。

我想，根据以上的物体质量生成原理，我们可以得出物体具有质量最小（基本）单元，最小质量下限，最小质量空间尺度的判断。

我们虽然无法实际统计出物体的质量基本单元规模，但客观上必然存在一个最小的光子组成的数量下限，有一个或少数几个确定的数值，组成一个或少数几个相同的物体质量结构。

质量基本单元的实际存在必然与一定下限的电磁子组合相结合，组成共同的具有相对独立的，保守的物质系统。在这一系统中，真正体现物体质量的，只是质量基本单元。

可以把一个单纯的、不包括电磁子的物体质量基本单元称为质量粒子。

我们并不能确定，质量粒子的结构是否都表现出各向同性，但猜测至少应该是轴对称的，表现出相当的源于对称结构的平衡性和稳定性。

我们并不能确定，质量粒子与电磁子组合可能形成最简单物体的种类和数量，更不能确定在此基础上，又可以复合组成多少种高层级物体的排列组合形式。但可以肯定，即便只有两种质量粒子序列，也完全可以组成客观世界足够庞大的物质系统。好比电子计算机，仅凭通、断开关电路所能做到的。

我们可以把一个质量粒子结合电磁子组合，形成共同物质运动的最小物体单元，称为基本物体因子（简称基本因子）。基本因子就是最小的物体，或者说是物体的最小极限。基本因子的相互作用和有机组合，则构成了我们所处的包容万象的大千物质世界。

基本因子与由左旋、右旋两个电磁子组成的光子的根本不同性质在于：基本因子在真空空间自成一个封闭的、遵循惯性定律的独立物质系统。基本因子表现出系统的内在的各向平衡；在系统外部，则与空间引力子构成的引力（引力场）发生相互作用，可能各向效应不同。而“自由”的光子，始终以光速处于永不停息的匀速直线运动状态，仅仅在与运动方向相垂直的水平方向上，表现出内在平衡性，在与引力子相互作用中，产生引力效应。

具有质量的物体，包括了大到宇宙天体（如果存在“黑洞”、“白洞”等能想象得到的宇宙天体，那么也一定包括在内），小到基本因子的所有具有引力效应的物体。

任何物体，都是由极简的基本因子到复杂的多结构物体所组成，多层级的结构成为物体与物体间、物体与电磁子间相互作用的载体和开放的平台，满足了物体存在多样性的充要条件。

基本因子组成不同的物体时，具有（“携带”）的电磁子组合必然是有差异的，这就构成了我们称之为物质能量的根据和基础，构成了我们称之为力的根据和基础。电磁力，强、弱核作用力的作用效应，正是真实反映了物体多层级结构的存在状况。

具有质量的物体，一定都具有内部结构。由此，我们可以进一步把真正的基本粒子的范围缩小到仅仅局限于引力子和正、负电磁子，其他的物质都不属于基本粒子。这也是微观世界物质相互作用的根据和底线，所谓“一尺之棰,日取其半,万世不竭”，也只能是一个到此为止的传说。

再回头看光子，对于光的波粒二象性的原理，在细节上可以说是不甚了了，但大致能够说，是由光的特殊物质组成所造成的。当光子通过巨大质量天体附近时，会在与天体质心的连线上，在垂直于正、负电磁子自旋共轴的水平方向上，形成微小的动质量，发生所谓的空间弯曲现象。也正是光的水平方向上的内在平衡力所致（参见下面关于动质量的论述）。

在肯定物体的质量是来自于基本因子的认识基础上，可以加深对爱因斯坦的质能守恒定律：E=MC^2的理解：由于任何具有质量的物体，全部都是由质量粒子和电磁子构成的，而质量粒子是由具有能量的光子所组成的；又由于光子是由电磁子组成的，是电磁子的一种特殊存在形式，因此说，我们既然肯定光子是一种与相关物体运动加速度相关的能量，那么物体的质量也自然也可以被认为一种能量的存在方式。

我们对与一些物体的基本因子在热核反应过程中，发生由质量向能量的转化的认识，还停留在核子的结合能生成的质量，转化生成、释放出光子，相应出现质量亏损的基础上。至于组成原子核等一些物体粒子的质量，是不是都可由光子转化而来，是不是会发生逆转，还没有实验的可靠论证。但我想可以肯定的是，在比我们现在观察到的热核反应更为激烈的物质反应（或者应该冠以另外的新名称）下，质量因子也是有可能转化为光子的。

通常由光合作用，化学反应，电磁感应等途径产生的能量吸收和释放效应，还达不到导致质量生成或亏损结果的充要条件。也有种说法：实际情况并非如此，是由于非核反应发生的质能转化的量及其细微，难以观察得到，因而未被引起重视和肯定。如果真是这样，那么只要重复前面的实验，仅把白炽灯改为高储量的电容或蓄电池，应该就可以观察到前后质量差异了。

物体的质量是由基本因子以各种不同形式有机组合构成的，基本因子在不同条件下有各种不同组合，因此就有了各种不同的物体结构上的差别，这正是物体具有不同属性和性质的根据，是物体产生宏观运动和变化的根据，产生电磁现象的根据，乃至产生生物现象的根据。

4.3能量

什么是能量？直观的看待客观世界各种与能量相关的物理现象，可以得出能量是与物体的质量密切相关的，导致物体运动产生做功效应的原因的简单判断。据此，我们可以毫无疑问的把光子先纳入能量的名下。

通过前面关于机械力转化为电力，再由电力转换为光子的实验论证，我们还可以清楚的看到，光子是由正、负电磁子组合转化生成的，光子具有的能量，也就是来自于正、负电磁子组合。因此可以说，能量的最终物质是电磁子。

能量是电磁子，意味着能量是一种客观物质存在，这与能量是一种与物体质量相关的属性——反证能量自身的非物质性，必然产生自相矛盾。

解决这一矛盾的捷径，莫过于推出爱因斯坦质能守恒定律公式：E=MC^2，说明了质量与能量是可以在一定条件下互相转化的，而物体的质量则是反映了物体所具有的物质数量的多少。因此，能量既可以被看作是物体的一种表征，物质系统做功能力的量度，具有非物质性；又可被看作是物体的一个组成部分，具有物质性。

至此，关于能量的问题看似是弄清楚了，实则是被扯入了更大的混乱之中。质能转化定律并没有对物质给出明确的定义，关于物质的理解还仅仅停滞于把各种客观存在和现象（包括各种物质场）笼统的打包在一起，贴上个标签而已。如关于真空空间、关于超距作用的解释都是十分牵强和不得要领的。

我想，我们既然已经能够作出能量是电磁子的判断，我们也就应该肯定电磁子就是能量，电磁子通过物体与物体发生与相互作用过程，彼此间发生的转移（转化）的数量，就是能量。

为了更深入认识能量的本质，我们不妨对与能量密切相关的力（作用力）和功这两个重要的概念再做一次梳理。

什么是力，在传统的力的观念里，力是关于物体与物体之间发生的导致各自空间运动速度变化（加速度或减速度）的一种相互作用的量度。力的大小等于相关物体的总质量（包括静质量和动质量）与物体运动加速度的乘积。

力本身并不具有物质性，力贯穿于物体与物体发生的和运动速度变化有关的相互作用过程的始终。力的连续过程，被称为相关物体做功的过程。

由于物体与物体的相互作用并不都产生加速度，也可能产生减速度，所以对于具体的物体运动而言，力有正、负之分。

由于物体与物体的相互作用并不都产生运动速度的变化，因此，力不是物体运动的必然属性。

我想，以上关于力的表述无疑是客观的，但仅仅停留在对力的一般作用效应的描述，把力和力的效应混为了一谈，并没有揭示力的本质。

重要的是要理清什么才是力的本质，在前面关于物质的论述中其实已有推定，力就是电磁子，就是正在物体相互作用过程中发生由此及彼的转移的正、负电磁子。力的大小，则反映了某个时点正在发生的转移的电磁子数量的多少，反映了电磁子运动的瞬时效应。

必须要重申的是，在我们这个宇宙，在客观世界里，除了物质存在还是物质存在；除了物质运动还是物质运动。任何所谓的力，所谓的作用，归根结底，是物质存在的空间运动过程，概莫能外。

我们在认识和肯定力的电磁子物质本质的基础上，为了表述上的习惯和方便，仍然可以在原来的一些相关领域，继续以力来指代电磁子运动的瞬时效应。

我们习惯上把物体内在的可能转化为力的因素也冠以了该物体的某种力的称谓，是不够严谨的。换个变通的说法，力包括了正在发生的力和尚未发生的力——静止力。静止力包括了如物体内在的平衡力，微观粒子间稳定的电磁力，强作用力，弱作用力等。

物体的静止力是在一定环境条件下能够转化为力的一个不确定的因素，而具体的物体所处的环境条件是随时变化的，因此，静止力与力之间并无必然的逻辑关系。我想，静止力更多表现出的是一种物体与物体之间的保持稳定的相互作用的关系。而力则是体现了一种物体与物体之间打破稳定、发生变化的相互作用的关系。

什么是功，基于以上对于力的理解，功可以理解为物体与物体发生导致彼此运动速度相应变化的相互作用过程的时间效应，功的量度表现为力与物体在力的方向上通过距离的乘积。做功的结果，必然导致相关物体之间发生一定数量的电磁子转移和转化（消失和产生）。

现在我们再来认识能量，不言而喻，能量就是电磁子，但不等于所有的电磁子就是能量。只有当物体的电磁子组合在同其他物体发生与力相关的相互作用时，才表现出能量的性质。好比一个拳击手，一身蛮力，只有当用力击打沙包时，体内有一部分电磁子组合（内能）才转化为沙包的能量（产生被动加速度运动）。

一个物体中电磁子得失的过程，电磁子由一个物体转移到另一个物体的过程，都可以表述为能量形成和转移的结果。直白的说，能量就是物体的静止力。

我们习惯把压缩了的弹簧、充满了电的电池都看作是具有能量的物体，这本身没什么不可以。但必须清楚的认识到，这仅仅是表明物体具有的一种在满足已知条件下，内在的电磁子组合能够转化为输出能量的可能。是一种形成能量的可能状态，而非真实的能量状态。更多表现出的是一种物体内在的电磁子组合存在状况的性质。假如弹簧和电池的存在环境条件发生大的改变，被置于极端温度下，情况自然发生相应变化。

根据能量守恒定律和质能守恒定律，能量除非与物体的质量发生相互转化，在任何的其他情况下，是不会消失和产生的。我们在前面的实验中，肯定了光子、电磁子和引力子之间的相互转化关系，光子具有能量可以理解，因为其本身是由电磁子组成的。引力子是不是也是一种能量呢？看来不像，但如果说引力子不是能量，那么又怎么解释引力效应，怎么解释引力加速度导致相关的物质运动状况改变，岂不是违背了上述物理学基本定律了吗？这确实是一个十分严重的问题。

问题似乎还不止于此，我们不难发现，在我们这个客观世界，在我们这个宇宙，所有的能量总是表现为一种使得相关物体的质量发生相互分离的作用，因此，也表现为一种与引力相平衡的作用。

能量转移使得宇宙的质量在空间分布上总体趋向于分散状态（熵增加），而引力作用则表现为使得宇宙的质量在空间分布上总体趋向于集中状态。如果以一个在理想的宇宙真空环境中的孤立的物体（惯性系统）的存在状况来看，那么这个物体就处于能量和引力的平衡状态。如果以银河系作为一个局部的宇宙演化状况来看，那么，我们这个宇宙质量现在总体上是趋向于分散或集中过程还难下定论。

能量和引力作用都是我们这个宇宙固有的本质属性，即物质运动的本质属性。我们人类无力制造任何一种形式的永动机，而宇宙则是一部名副其实的“永动机”。要真正认识物质和能量，要真正认识客观世界的原理，必须得破解引力子和引力的本质之谜。

4.4引力子和引力

以上对电磁子、光子的性质多方面的比较、分析以及对引力子性质的简单描述，为我们认识客观世界的基本粒子——引力子以及引力的本质，做了一些认识方法上的预备。

关于引力，可以说是我们最熟悉，同时又是最难解的一种客观现象。

关于引力，有一个家喻户晓的著名实验——伽利略的比萨斜塔自由落体实验，论证了在引力作用下，不同质量的物体具有相同的引力加速度（忽略了非本质因素），揭示了引力最简单却又最让人琢磨不透的规律。同时，也肯定了引力与能量相平衡的物质性，为我们探究引力的本质指示了大方向。

我想，只要我们坚决抛弃超距作用的陈旧观点，确立了宇宙空间是由物质所组成的，真空空间充斥了引力子的基本理念，就能对引力子的本质和引力作用的原理作出合理的解释：

引力子没有质量和能量，在三维空间中以质点的个别状态存在，保持随机匀速（等同于光速）的直线运动，充斥于物体、光子和电磁子以外的所有宇宙空间。

我们既然已经肯定宇宙空间完全是由物质组成的，那么，我们也必然肯定，引力子在整个宇宙空间范围内，分布是均匀的，如果要说非得要设定一个密度指标的话，则是无限大，且永远不会发生变化。

假设在没有任何物体和光子的纯粹宇宙空间中，每一个引力子在任意时刻向着任意方向运动的概率相等、产生的运动效应相等。所有引力子的共同运动，表现出了完全相同的物质效应。

假设在只有一个物体的宇宙空间中，物体受到来自各个方向的、指向质心的引力子的碰撞概率相等，物体将保持在宇宙空间中既有的相对静止或匀速运动状态。

假设在有两个空间位置比较接近物体的宇宙空间中，两个物体受到引力子的碰撞概率都会发生相应变化。假设两个物体是体积和物质密度相等的球体，那么，由于两个球体存在的相互阻隔效应，两个球体以两个质心间连线，垂直与连线外侧半球球体，受到的发生指向球体质心碰撞运动的引力子数量，显然要大于内半球球体受到的发生指向球体质心碰撞运动的引力子数量。因此，两个球体在各自外半球受到相对超量发生碰撞运动的引力子作用下，产生相向运动，显现引力效应。

假设在有更多个物体存在的宇宙空间中，各个物体受到的引力子碰撞情况，与两个物体间发生的情况本质上是一样的。

引力子在推动相关物体产生相向运动时，并没有遵循传统力学描述的一般物体弹性碰撞规律，发生自身运动速度的变化。这是因为，就我们的宇宙空间而言，其分布的广度或是无限的，或是有限而无边界的。每一个引力子的存在与相互作用都具有刚性和无限连接的性质。因此，并不会由于推动了球体而产生空间物质缺省的“空穴”或重叠，产生引力子运动的加速或减速。这是一条与有限空间中物体运动的弹性碰撞规律完全不同的客观规律。

为了便于理解，可以把与物体发生碰撞、并导致物体产生加速度的引力子A，想象成与相邻的引力子B以毫无间隙的方式连接在一起，而引力子B又同样方式连接上引力子C，连续不断，无限延伸，就形成有头无尾的引力子连线。因此，能够完全满足引力子既对相关物体产生了加速度作用，又不改变自身运动速度的条件了。

需要着重指出的是，在引力子与物体发生碰撞作用过程中，还发生了我们通常所说的能量变化，形成了指向相对物体共同质心的势能，这似乎是一个不争的事实。因此，我想我们还应该联系引力子、电磁子和能量的本质，更深入到引力子与电磁子的转化环节，发现其中的相互作用的原理。

通观光能、核能、电磁能、化学能、机械能等等能量，相互之间虽然很容易发生能量转化，但唯有机械能中的动能与引力产生的势能会发生直接的相互转化。

引力势能会直接转化为导致物体发生与相关质心相背运动的动能。这就说明了，把引力子和引力归入传统意义上的物质和能量体系是不很合适的，或者说是需要加以特别区分说明的。正如前面所说，能量的作用总是表现为使得宇宙的质量在空间分布上总体趋向于分散状态，而引力作用则表现为使得宇宙的质量在空间分布上总体趋向于集中状态。在这最主要的方面，两者显然是格格不入的。

因此，引力应该被看作是一种与电磁子作用力相对立的力，一种负力。引力子因此也应该被看作是一种与电磁子相对的暗物质（负物质）。而引力效应则可被看作是一种暗能量（负能量）。

对于引力的本质，已经被科学家们无数次定义和论证过了。因此，出现了许多关于暗物质和暗能量的种种假设和推论。但由于没有在宇宙空间中给予引力子存在的物理位置和/或质与量的定性，因此终究都是都是不成正统的。

说一千，道一万，引力是由什么构成的？必须要有一个物质担当的主语。不管我们认识上是不是愿意接受，我想，最普通的事实、也是最直接的物质担当就是引力子。我们众里寻她千百度的暗物质，其实就与我们时刻相拥。

我们可以通过一个简单的单摆实验，比较直观的说明引力子与电磁子，引力、暗能量与力、能量之间的本质关系。

在实验中，先把小球的连线绷直，提到与固定端相等高度，然后做自由落体运动。我们很容易看到小球在引力作用下，产生一个指向地球质心的加速度运动。与此同时，小球的势能（引力、暗能量）转化为了动能（机械力与机械能），小球在加速度运动过程中获得了额外的电磁子。

小球在发生加速度运动的一刹那，就有额外电磁子产生，并随运动速度速度的增大而成正比例增大。下降过程中小球所获得的额外电磁子都是由引力子转化而来的，在小球下降到最低位时，获得的额外电磁子数量达到峰值。此时，如果切断连接线，小球的运动可能发生多种变化情况，携带的额外电磁子可以转化为光子等显性的能量（如摩擦生热、生光）。这也实际验证了小球在引力作用下降过程中，确实转化、获得了一些额外的电磁子。

如果不切断连接线，小球则会发生自下而上的减速度运动，沿着与下降运动相同的轨迹，逆向上升到原来高度（忽略了非本质其他因素）。在此过程中，小球所携带的电磁子又会尽数转化为引力子。由此可见。引力子（暗物质）与电磁子（物质）完全可以在一定条件下发生相互转化。物体具有的负力与力，暗能量与能量也会相应发生转移。

至此，我们可以给予引力子的定义更多的内涵：

引力子自身只会改变运动方向，而不会改变运动速度。

引力子与相关物体发生作用，使得相关物体之间产生指向彼此质心的加速度运动。

引力子使得相关物体发生与共同质心相向运动时，表现为一种加速度运动，使得物体转化、生成了额外的电磁子，增加了能量。反之，当相关物体发生与共同质心相背运动，使得物体间距离扩大时，总会直接、或间接有一定数量的额外正、负电磁子转化为引力子，消减了能量。

引力子和引力，不能直接与物体质量发生转化，只能作为一种与所有物质能量相对立、相平衡的暗能量出现。

遍布宇宙空间的引力子运动，是宇宙无序运动的极致，与任何具有质量的物体发生作用，在相关物体的质心之间，形成了被称为向心力的集聚效应。

肯定引力子和引力的存在，是否为一种曾经盛行的“以太”论翻版呢？我想，这里所说的引力子和引力效应，是引力现象和作用的直接物质承担者，而不是其他任何产生引力现象和作用的物质的借助平台，这是与以太说的根本的区别所在。

关于小球在加速度运动过程中获得了额外的电磁子，在减速度运动过程中失去了额外获得的电磁子的现象，可以看作是一个物质运动速度变化引发的普遍现象，并非仅仅与引力作用有关。从根本上来说，与物体中电磁子的存在和运动状态直接有关，我们可以在对客观世界的时间的认识过程中做更多分析。

引力是我们这个宇宙的最基本的，也是最普遍的物质相互作用现象。引力的原理适应于我们这个宇宙的全部空间。而我们人类观察手段可能尚不及宇宙质量中心，我们看到的红移现象，也可能反映了我们观察到的宇宙局部空间的状况。我们或许可以大胆的假设，我们这个星球参与了一个相对庞大的环绕宇宙质量中心运动的天体空间集合，而这个集合运动方向正朝向宇宙质量中心的“远宇点”。因此，产生了周围体都做相背加速度运动的“红移”效应。

4.5时间

相对论诞生至今已有上百年的历史，统领了的现代科学的前行方向。狭义相对论的推论主要建立在了“光速不变”的原理基础上。这里，就涉及到一个怎样认识光的实质，认识光速不变对宇宙物质运动、对时间的影响问题。如果暂且抛开了相对论的一些假设，撇开了时间定义上因此存疑的一些模糊概念，就事论事的讲，时间就是任何一个物体、光子、电磁子、引力子的运动变化过程的先后顺序。

时间对于宇宙任何一个物质系统的存在和任何一个物质系统的运动变化过程都是相对的，而对于宇宙总的物质存在和演化进程则是绝对的。

也可以说，宇宙间本没有时间，只是人类为了观察和比较各种不同物质存在、物质运动及其相互关系的需要，而创造出了时间的概念。

在所有与时间有关的问题中，“光速不变”无疑是最具有特殊意义的。光速是光在理想的宇宙真空空间中恒定的直线匀速运动速度。光速成为了一种可以被观察得到的，具有标杆意义的反映物质运动过程的矢量。光速代表了电磁子、引力子速度，光速代表了绝对时间（一般意义上的标准时间），而其他物质运动变化过程，则都分属于相对时间（个别时间）。

我们可以发挥想象，有一个光子，产生于假定宇宙大爆炸的一瞬间，在宇宙真空中匀速直线运动至今，其间未受到任何干扰，且还继续保持着既有的直线运动状态。如果把它的运动轨迹，用一根笔直的线条，完整记录在一个无限长的纸页上，那么，这个光子就代表了绝对时间。所有宇宙历史上发生的一切，所有的具体的物质存在和物质运动过程，都可以在记录这个光子运动轨迹的直线上，找到相对应的一个确定的点或一段平行线，客观真实的反映出某个事件和过程情况，即相对时间。

在以上绝对时间的长卷里，由光速不变给出的时间量度，仅仅只是对于其他各种物质存在和物质运动变化过程，具有发生顺序上的参照比对意义。

物质的本质属性决定了宇宙中不存在超光速的物质，任何物体接近光速的运动也不会导致个别相对间在绝对时间记录顺序上的改变。

相对论有个著名的例子，即在运动的火车与路基两个不同参照系中，观察闪电“同时”打在火车的头尾A、B点上（与路基重合）的情况，站在路基A、B点的中点M点的观察者，会因为看到A、B点的闪电同时传到M点，而得出闪电是同时打在火车的头尾A、B点的观察结果；而站在火车上A、B点的中点M’点的观察者，会因为自身随着火车前行了一段距离，会看到A点的闪电稍早于B点传到M’点，而得出闪电不是同时打在火车的头尾A、B点的观察结果。

这个例子被用以证明：每一个参照系（坐标系）都有自己特殊的时间（平等地位的相对时间），对于一个系统是同时发生的两个事件，对于另一个系统会是不同时发生的两个事件，反之亦然。

我想，这里有一个需要修正的表述，如果M点和M’点的观察者都已知道光速不变原理，并计算出了火车速度的干扰因素（还有可能的地球自转等诸因素）效应，分别修正了观察结果，那么，完全可以得出相同的关于两个事件是否同时发生，或相差多少时间发生的客观观察结果。因此，严格意义上说，宇宙间任何一个事件的发生，就体现过程的先后时间性而言，只有一个客观真实的标准，那就是上述的绝对时间标准。

宇宙任何系统的相对时间，与其他系统的相互比较，都只能以绝对时间为基准。有关“孪生子佯谬”可以这样去看，在超高速宇宙飞船飞行中的时间，是独立的相对时间。飞船在载着一个孪生子完成星际旅行返回地球，两人相遇时，各自在绝对时间记录纸上留下的相对时间“线段”是重合的。如果说返回者显得年轻了，只是反映了其自身内在物质构成，在物体不同于地球环境的持续超高速度因素影响下，发生不同的变化。这种变化与光速不变并无直接联系。

在上世纪70年代，曾有过铯原子钟绕地球飞行的实验，证明高速运动中的物体与一般物体的“时间”确有差异，这同样仅仅说明了所有的物体运动，包括可能存在的质量粒子运动，在相对于引力子空间的高速运动状态下，其动质量都会受到比在低速运动状态下大得多。受此影响，物体的内在运动变化状况，都会产生相关的差异效应。

相对论似乎预见了所谓的“尺缩钟慢效应”，但对此作出的各种进一步的推测，则总显得缺乏令人信服的实验支持和完善的理论阐述。根本的问题就在于没有清楚的看到电磁子的本质，忽视了电磁子与物体动质量的内在联系。

我想，可以简单尝试用物体内在结构中电磁子组合与物体动质量的关系原理，解释由光速不变导致的所谓的“尺缩钟慢效应”。

我们已经肯定，物体是由基本因子组成的，而基本因子包含了并不具有质量的正、负电磁子组合。当物体处于相对静止状态时，物体内部各个子系统，各个细节，都按部就班的以基本因子以及质量粒子结构核心，进行有序运动。物体仅仅具有了由自身质量担当的静质量。

当物体在任意的力的作用下，产生了加速度运动，物体就形成了动质量。动质量总是要大于静质量，动质量可以被看作是物体的静质量与由于物体运动产生的额外质量之和。

那么，物体运动产生的额外质量来自于哪里呢？这里就涉及到了光速不变的原理。我们可以假设在一列由南向北开行的火车中，有一群人分坐在一张长桌两旁，有一个坐在西面中间的人连续给坐在东面正对应座位的人拍照。那么，当火车不断提速，假设接近以至于等同光速时，照相机底片上留下的影像还是东面正对应座位的那个人吗？会不会是靠他北边（火车前进方向）的人呢？

我想，答案肯定是后者。因为根据光速不变原理，照相机快门打开的一瞬间，反映被摄对象（光源）的光线由东至西进入底片，总是经过一段距离，需要一定时间的。而此时，在接近以至等同于光速的火车上，因为照相机的位置已经随火车（惯性系）前移了，因此，进入底片的光线一定是来自先前对象北面的人。虽然这只是一个为导出因果关系的近于荒诞的逻辑小推演，对我们认识动质量和能量的本质则具有重要意义。

由以上例子，我们可以推断，当普通物体产生加速度运动时，物体的质量粒子结构自然发生空间位置的相应变化，但组成基本因子中的电磁子组合结构并不会同步跟进。因为电磁子的运动速度等于光速，且不具备静质量，因此表现出一定的滞后性，由此形成了物体因运动引发的结构分裂的矛盾。如果这一矛盾没有解决之道，那么，基本因子结构就必然会分崩离析，物体不复存在了。然而，在现实世界中，物体并没有因此而发生瓦解，原因何在呢？

我想，我们可以大胆的推测，基本因子内部的质量粒子与电磁子组合有相互作用的逻辑关联性。正电磁子组合与负电磁子组合各自形成了封闭的循环运动组合，同时，正、负电磁子组合又有序的穿插、围绕质量粒子，直接参与了质量粒子的组合运动。在有无数基本因子组成的复杂物体中，正、负电磁子组合的相互联系与相互作用形式更是多变和多样化。

当物体处于惯性运动状态（静止或保持匀速直线运动）时，基本因子内电磁子组合的电磁子数量不发生变化。而当物体产生加速度或减速度运动时，基本因子内电磁子组合数量会发生相应变化。

在加速度过程中，电磁子循环组合通过转化相邻的引力子为电磁子，扩大每一个电磁子循环组合的规模（增加电磁子数量以加大总的连接长度），维持电磁子循环组合在既有的基本因子组合内的相互作用性质不变，使得物体继续保持原来的性质不变。

物体的运动速度越大，增加的额外电磁子数量就越多。而所有这些增加的电磁子数量，就被爱因斯坦大师拿来等量的换算成物体的动质量了，实际情况也确实如此。

在物体减速度运动过程中，基本因子中的电磁子组合发生了与物体加速度运动过程中正好相反的效应，增加的额外电磁子又以由快至慢的速率，循序转化为引力子。

前面所说的单摆实验很清楚的反映出了这一规律。小球下降的过程，就是小球内部基本因子的电磁子组合使得相邻的引力子转化为电磁子，获得能量的过程，而小球上升的过程，就是一个产生相反效应的逆过程。

观察发生在我们周围物体运动速度变化，包括了的各种各样的能量转化过程。都与物体具有的额外电磁子数量变化有关。所谓的动质量，严格意义说，就是静质量加能量（额外电磁子数量）。

现在，我想应该对前面所说的光子的动质量性质做一个修正：光子的动质量与物体运动产生的动质量代表了并不相同的两种意义。严格的说，光子沿行进方向上只有一排电磁子，形成不了质量。光子的动质量，就是反映了光子仅在与运动方向垂直的水平方向的静质量（两个电磁子集合），是一种产生最小引力效应的质量单元。又因为光子不“携带”电磁子组合，因此也不具有随运动速度变化而变化的，一般物体才可能有表现出来的动质量（具备额外电磁子数量）。

现在，我想可以对前面提起的一个极简的问题——如果太阳突然消失了，是对地球的引力作用先消失，地球立即就会被甩出去？还是要像经过太阳光到达地球的8分多钟时间，地球才会作出相应反应？——作出以下明确的回答：

如果太阳突然消失了，引力需要经过如太阳光到达地球的8分多钟时间，地球才会作出相应反应的说法是错误的。因为引力是物体质量与引力子相互作用的直接效应，与光子的运动无可比拟。

而所谓如果太阳突然消失了，太阳对地球的引力先于光消失，地球立即就会被甩出去的说法，也是站不住脚的。因为从引力作用的原理和本质可以看出，所谓“物体的引力”只是关于物体在与引力子发生相互作用时，产生的一种宏观效应，并不是物体固有的质量属性。引力作用不是物体质量所具有的一种“超距作用”，不能由此假设太阳突然消失后的引力改变状况。

准确的说，现实宇宙中的任何物体（包括太阳）的质量都是不会突然消失的，引力效应也是不会突然消失的。太阳与地球之间的引力效应，会瞬时随着太阳空间位置的移动，质量的分割、转化，而随之发生相应改变。

由以上引力子与引力与质量的关系，我们还可以引申出太阳质量与太阳磁场的相互关系，应该说也是遵循了同样的客观规律，同时产生、同时消失的。

所谓假设太阳突然消失，就如同假设宇宙中突然产生一个太阳一样，是不具有证伪性，也不具有实际意义的。

物体基本因子组合内发生的引力子和电磁子转化原理，还揭示了物体普遍具有的保守性的性质。物体（孤立系统）因此具有在外部作用没有变化，或外部作用变化因素不至于破坏内在的电磁子组合的情况下，保持自身物质固有属性的性质，即物体的“保守性”。物体并具有在外部作用变化因素破坏了内在的电磁子组合的情况下，内在物质结构发生相应改变，继续延展自身物质属性的某些固有性质，即物体的“利己性”，保守性和利己性是物质演化的根据和推动力。

4.6电与磁（一）：静电与静电场

传统上，我们把摩擦起电看作是有些物体在外力作用下（如玻璃棒与丝绸的相互摩擦），电子由一个物体转移到另一个物体，失去电子的物体带正电

，得到电子的物体带负电，因此使得原来不带电的两个物体，显示出了等量的异号电量（电荷）。摩擦起电的物体具有吸引轻微物体的能力。

这就产生了一个问题，玻璃棒所携带的电子是这么容易被剥夺的么？再者，我们知道，根据静电附着金属物体小曲率表面的性质，可以很容易的在一个金属物体上集聚大量的电子，而电子是有质量的，因此，这个物体的质量应该会与原先不带静电时明显不同的。但实际情况是怎样的呢？我想质量是并不会因此发生显性变化的。

有种比较谨慎的说法，摩擦起电是负电荷由一个物体转移到另一个物体的结果，使两个物体带上了等量的异号电荷。得到负电荷的物体带负电

，失去负电荷的物体带正电。

这就产生了另外一个问题，一个被带走极大量负电荷的物体，是否意味着原本具有的负电荷几乎可以被无止境的掠走，而保持原有物体性质不变呢？那些可以被大肆随意剥夺的负电荷原先又有什么存在的依据和作用呢？

细究起来，简单的把电磁现象仅仅与物体的电子运动简单联系在一起，还有许多无法解释的问题，如：电流在导体中的运动速度到底是多少，电力做功为什么一定要形成回路？电压（电势差、电位差）是怎么产生的，电压的真实原理到底是什么？天然静磁场是靠什么维持的，交变动磁场的能量又是怎么产生的？等等。

我想，可以从电磁子物质的本质出发，破解摩擦起电的真正原因，逐步建立关于电磁现象的新认识。为了防止在认识推进和细化过程中，发生不同论述对象（物质和物质现象）方面的模糊和混淆，我在文中关于电与磁的论述对象，主要选取能在物体的分子和原子结构中产生效应的电磁子组合范畴。

前面有关物质、物质质量、能量等方面的论述，重点突出了正、负电磁子的存在，以及与引力子、光子乃至质量粒子的相互作用。由于电磁子的介入，我们不得不对传统的和现代的一些电磁概念做一些修正，对相关的相互作用公式的解读做一些修正。换一个新的视角，再认识电荷、电荷量、电场等物质的本质，再认识I=U/R、W=U*p等一些基本公式的内在本质联系。

真正的摩擦起电的原理可以基于这样的认识：

假设在理想的真空空间，原本有两个物体（玻璃棒和丝绸）毫不相干的各自作匀速直线运动，那么，会始终保持一定量的动质量，维持既有运动状态。

假设在外力（机械力或其他力）的作用下，使得两个物体，产生相向的匀速直线运动，且在外力不变的情况下，通过让两个物体相互接触运动（摩擦过程），直接导致两个物体都整体产生减速度运动效应，相关的动质量消失，相关的电磁子存在状态随即发生转化。

在两个物体的摩擦面上，相向运动物体的基本因子的额外电磁子，一部分发生直接的相互作用，组成光子，以热能形式发散到周围空间；一部分则在发生重组光子过程的同时，受到物体内不同基本因子组成结构的特殊因素影响，打破了原来的正、负电磁子组合的有序性，两个物体内原来同等比例的正、负电磁子组合，发生了分解重组，形成了在各个物体中不同的额外正电磁子和额外负电磁子的组合，并以穿越物体内部与外部空间分界的方式，分别介入、参与了两个不同物体（玻璃棒和丝绸）中分子和原子的基本因子间的有序运动。使得玻璃棒和丝绸都保持了部分额外的正、或负电磁子组合，保持了部分的“转化动质量”。

一般的物体是由分子所组成，又可以细分为由原子组成，由原子核、电子组成，最终总归是由基本因子所组成。物体的电磁子组合，是物体内在的基本因子有序组合运动的一部分。额外电磁子在一定条件下的介入，使得相关的基本因子既有的电磁子组合在规模上有所扩大，参与共同运动的电磁子数量上有所增加。

物体中既有的正、或负电磁子组合的存在状态，好比是一个个环绕着质量粒子运动的有序的“呼啦圈”。在物体运动过程中，出于这样那样的原因，有一些，乃至有超出原来无数倍的额外同性电磁子加入了其中，以至于空间存在的范围超出了相关物体的三维尺度，形成了一个电磁子组合的“超级呼啦圈”，产生了一种外在的、显性的宏观效应——静电效应。可以说，这既是产生静电和静电场现象的根本原因所在，也是客观世界所有电现象和磁现象的本质所在。

是不是能够把物体获得额外的正、或负电磁子组合，都看作是独立的围绕基本因子运动的“呼啦圈”呢？我想不能，因为如此会改变基本因子的原来固有结构，导致改变由相关基本因子组成的物体的性质。

可以把玻璃棒和丝绸经以上的摩擦作用，分别形成的具有单一的正电磁子和负电磁子组合（“超级呼啦圈”），称为正静电组合与负静电组合（简称正静电与负静电），以表示与其他带电物质的区别。

静电在相关带电物体内部的内在，并不是破坏和重组原来的物体本质结构，形成新的物质结构。而是类同前面关于“动质量”的形成原理，是对原来电磁子组合的扩充和空间延伸。

单独具有正或负静电的物体，形成的电场即为正、或负静电场。物体的静电电压越高，所具有的电磁子组合规模就越大，空间静电场范围就越大。

物体的“超级呼啦圈”的环形运动轨迹，只是对其在理想孤立真空空间中的运动状况的一种近似的描述，在实际发生与其他物质相互作用过程中，会因为受到不同的力的影响，而发生相应的变化。在理想空间，“超级呼啦圈”通常会表现为一个与“寄主”物体质量分布相关的椭圆。

从物体静电的产生、获得过程，也可以看出，物体在一定的条件下，“超级呼啦圈”会随时发生增持和缩减的情况。物体具有的一些与之相关的性质会发生相应变化，但物体的结构本质并不会因此变化。

静电的性质决定了静电不能脱离了物体单独存在。但正、负静电可以在一定条件下，重新组合成光子，转化为光能。这也反映了物体与静电的一种主客关系。

一个孤立的导体，能够带上几无上限的静电量，通常用电力线来比拟表示，电力线可以指向无限远。实则上，静电是物体单一的正电磁子或负电磁子累加形成的封闭环形循环运动组合，显示其循环运动的电力线应该是孤立、封闭的环线。

不能把表示静电的电力线想象成是由指向无限远的矢量线段构成，否则，静电就如电磁波辐射一般，一去不复返了。由此，更可以认识到，我们所说的物体具有的静电的数量（以静电电压表示），都是指物体（基本因子）所具有的电磁子组合中超出基本数量的、额外获得（携带）的电磁子数量。

由正、或负电磁子单独组成的“超级呼啦圈”组合，汇集在一起，在空间形成了称之为静电场的物质，产生了看似超距作用的效应。但只要我们肯定了电磁子的物质性，也就肯定了静电场的物质性。进一步说，静电场可以在任何的理想空间产生和存在，正是验证了引力子物质的无所不在、引力子与电磁子物质转化的普遍性，也间接印证了引力子、电磁子的刚性性质。

4.7电与磁（二）：电的基本性质

我们通常把单位时间里通过导体任一横截面

的电荷量叫做电流强度，简称电流。物理学规定电流的方向，是正电荷定向移动的方向。电流运动方向与负电荷——电子的实际运动方向相反。电流在电源外部沿着正电荷移动的方向流动，在电源内部由负极流回正极。

关于电荷，可以说是电学中一个最普通不过的概念了。但关于它的本质，关于它到底是一种物质，还是一种物质的作用属性，抑或是一种物质的作用属性的度量，似乎并不容易确定。如果说它是一种物质，一种客观实在，那么，就有悖于电子没有内部结构的观点；如果说它是一种电子的作用属性，那么，就有悖于正、负静电荷转化为光能，再转化为其他各种能量，产生宏观物质效应的原理，亦或说电荷是一种与电子并无必然联系的物质普遍属性，而且是一种可以脱离了物体存在而存在的作用……。

且不说在导体中形成电流的负电荷是不是就是电子，负电荷具有怎样的本质。但说仅仅依靠负电荷的单向流动，怎么能够产生动电场，对系统外产生作用力，如果仅仅依靠负电荷的单向流动可以点亮电路上的白炽灯？电流的回路又有什么意义呢？再说了，白炽灯被点亮后，辐射的电中性的光子具有的正电荷又是从何而来的呢？

简化和明确对电的本质认识，可以从分析一个简单的实验电路开始：

在一个直流电源（蓄电池）负极端，用导线就近串接上一个白炽灯A，然后通过相当长一段导线，再串联一个白炽灯B，最后用导线连接到正极端，形成一个闭合电路（回路），另外，在导线的任意一处，加装一个电闸以控制电流的通断。当我们合上电闸时，A灯是不是比B灯先点亮？从合上电闸到点亮电灯的速度（通过一定导线的长度与时间之比）是不是有一个确定的常数？是不是等于光速？

以上实验电路中涉及到的电的概念，是一种与静电既有联系，又有所不同的电。实验电路中的电具有在物体（导体）中大尺度持续有序运动的属性，因此，可以称为动电。出于既有的习惯，简称为电（包括下面涉及到的与之相关的概念）。

如果坚持把电看作是负电荷（一种物质或物质作用，有点晕）在闭合电路中的单向运动，按理会有A灯比B灯先被点亮（或B灯比A灯先被点亮）的唯一的肯定结果。但因此就产生了一个不可克服的矛盾，既然A灯可以比B灯先点亮，那么，如果从A灯到B灯的导线足够长，有没有回路是否就无关紧要、任由舍弃了呢？这无疑是一个不好回答的二难推理。

我想，我们还是应该从电磁子物质的本质出发，梳理、修正一些关于电的固有概念和认识，建立一个立足于电磁子物质原理之上的全新、完整的电原理模型，以解读和诠释电现象。

所谓电，是相对于静电而言的。两者具有源于同一的电磁子物质结构的本质，存在许多基本的相似之处：

静电和电都是由单一的正电磁子或负电磁子的自主运动组合，都与物体的基本因子发生相互关系，并且依赖于这种相互作用关系而存在。

正、负静电是在一定力的作用下，在相关物体中同时以相等数量转化生成的；正、负电同样是在一定力的作用下，在相关物体中同时以相等数量转化生成的。

正、负静电和正、负电的存在，都在周围形成相应的电场。

正、负静电和正、负电都具有一定的电压，对相关的物质产生与电磁子运动有关的效应。

正、负静电和正、负电都可以在一定条件下，以能量转化的形式，转化为光子。

电与静电，由于产生方式和存在方式的差异，又有许多显著的不同之处：

正、负静电一经产生，就表现为各自独立的、完全自我封闭的循环运动组合；而电在生成后，则仍须依赖于电源而存在。正、负电在闭合电路中形成相反相成的、对等的、动态（有负载）的循环运动组合。

正、负静电形成的正、负静电场，总是相互排斥，独立存在于不同空间的；而正、负电形成的正、负电场，则总是存在于相关的同一空间范畴，相辅相成，同时产生和消失的。

正、负静电场的存在，可以与相关物体一起，共同组成一个孤立的惯性系统。与外界不发生物质和能量交换；而正、负电场的存在，则必然与相关电源一道，共同组成一个开放的物质系统。与外界发生物质和能量交换。

在以上对静电和电的性质作出简要分析比较的基础上，我们可以对电和电场的本质的形成比较符合实际的认识：

在闭合电路中，物体（导体）的所带的电具有物质性，是由额外电磁子组合而成的、有序持续运动的正、负电磁子组，（可以被看作是一种传统上的电导或导电），简称正、负电。

对于电，可以沿用电导符号（G），单位西门子(S）。

通过在电场中加接电流表，得到的电流（I）的值（A），传统上被看作是电荷在闭合电路中的单向运动（流动）。实质上却正是正电和负电在闭合电路中的双向运动。电流表测得到的电流（I）的值（A），应该被表述为电导（G）的值（S）。

电流（I）被定义为闭合电路中单位时间通过任一横截面的电荷数量；而电导（G）只是表示闭合电路中任一瞬间通过任一横截面的电磁子组合数量。两者的测量值相同，表示的对象却是不同的。

我们可以把传统上的一个电荷单位（暂且取样一个电子所具有的电荷），等同于一个负电磁子看待，一个电子所带的电荷是迄今为止观察到的最小电磁子组合，称为元电荷，符号（q），单位（e）。

闭合电路中的电磁子的电效应与元电荷当量，因此，可以沿用电荷符号（q）。

电荷的量即电磁子的量，符号（Q），单位库仑（C）。一个电子的电荷单位1e=1.602×10?1?C，即1C=6.24146*×10*18e。

关于电压，传统的观点认为，“对于电子伏特的单位（eV），可知其原本是由电功的计算公式W=q*U得来，q的单位是e，电压U的单位是V，即1eV的意思是将一颗电子移动电势差为1V的距离所做的功，1eV=1.60×10^（-19)J”。传统的观点建立在了单纯的把电看作为是一种物质作用的基础之上，因此，回避了电压的物质性。

我想，正如前面已经表述过的，电是正、电磁子物质的一种存在方式，电压则是电的一种空间存在状态。沿用符号（U），单位伏特（V）。1V电压代表了由n个元电磁子q，组成的正、或负电（“呼拉圈”）的基本数量单位，显示了闭合电路中的电在理想真空空间中的存在状态（存在规模）。

一个电子的电荷量1e,代表了一颗电子所携带的电磁子数量，与电压（U）的单位（V）成一定的整倍数比例关系。1V=d*e，d为一常数。

电压的值（V），表示了电压刚性结构延展的一定空间距离。正、负电在理想真空空间中，电压值V的大小，与刚性结构延展的空间距离成正比。

由电压的物质性可以看出，闭合电路的电场就是反映了电压存在的空间范畴，同样具有物质性。电场可以沿用原来符号（E），电场强度和范围，在理想空间与电压成正比。

现在，我想我们可以对前面的实验电路提出的问题，作出比较切合实际的猜测了（还有待进一步的论证）：

在一个闭合电路（包含了电源电路）中，外电路（（不包括电源部分的电路）中的流动的正、负电（电流），本质上就是由无数贯穿于电路晶格的电导（G）所组成，S值取闭合电路中的负载（白炽灯）的值，相对导线而言较小。

电源产生的正电与负电具有物质性，且在导体与负载中同时形成的回路中的相向运动，这就是闭合电路的A灯和B灯必然会被瞬间同时点亮（发生效应）的根据。

我们可以通过对实验电路做一些适当的改变，扩充和加深对电和闭合电路，对电场与磁场的认识：

如果我们把电路上的负载（白炽灯），换成电动机或其他纯电阻耗电装置，整个电路并不会因此发生的质的改变。由此可以证明，电路中的正电和负电是可以同时做功，转化成为多种形式能量的基础能量。

在任意一段通电导线的旁边垂直面上，放置一枚悬空的小磁针，可以发现有相关的磁场的出现，且磁场方向和场强随闭合电路的电流方向和强度变化而相应变化。

通过对电路的通断与闭合电路的得失时间间隔的精确检测，可以发现电场对磁场的效应是瞬间同时显现的，相关的磁场也是瞬间同步建立起来的。

4.8电与磁（三）：闭合电路基本原理

在对电的本质有最基本的认识基础上，我们可以通过进一步解析闭合电路中的诸要素和相互关系，形成对闭路电路原理的认识。

由电源电路（化学电池）和外电路（导线和白炽灯）串接形成一个简单的纯电阻电路，设定电源电路具有额定的输出电压U和电流G：电压为6伏特（V）单位；电流为5西门子（S）单位。

再设定外电路的负载的额定电压和电流：耐压为6V；安全电流为2S。

令这个闭合电路中，电源持续发生的化学变化，不断把产生的化学能转化为电能，具体的说，转化为正电和负电，通过闭合电路中的负载，转化为光能（白炽灯的发热发光），发散到周围空间中。

我们可以用并联和串联的的方式分别测得闭合电路的电压和电流值：6V和2S(A)。而当电路为断开状态时，分别测得开路电路的电压和电流值：6V（即电源的电压值）和0S（无电流值）。

以下先分析电压在闭合电路中的情况：

电压是闭合电路中各种电效应的物质主体，因此，有必要结合电压在闭合电路中的作用，进一步丰富对电压的认识。

电压是什么，一般认为电压就是电源中的电势差（或叫做电位差），可以形象的比喻为水箱中的水压。这不能不说是一种善意的误导。原因很简单，因为水流是水分子的单向运动，而电则是正电与负电的相向而行。两种物质在运动方式上有根本不同。当然，在并无合适的宏观物质运动方式可做比照的情况下，用水压比喻电压的有些特征，还是有实用意义的。

准确的说，电压就是在电源中同时产生的、等量的、并同时在闭合电路中作相向运动的正电和负电（U）。电压的单位伏特（V），就是反映了正、负电（G）的每一个组合（S）所拥有的额外电磁子数量（e的整倍数）。

当电池成为闭合电路中的电源电路时，正电和负电在整个电路中相向而行，在负载（白炽灯）内发生直接的相互作用，有全部等量的额外正、负电中的电磁子悉数转化成了光子（具体细节结合电流的性质再作详述）。

而在开路电路中，电池不再是闭合电路中的电源电路，不再具有即时的实际的电源意义，电池中的相关化学反应也处于停止状态。

电池中的相关化学反应处于停止状态的原因在于，发生“生电”的化学反应的特殊物体，正好比发生摩擦起电的特殊物体(玻璃棒与丝绸)，化学反应过程就是一个放大的相互摩擦（相互作用）过程。在此过程中，相关的化学反应能够瞬间释放出结合能，产生了大量分离的正、负电磁子。但由于没有空气（可以被看作是绝缘体）的阻隔，产生的额外正、负电磁子在共同相通的基本因子间相互直接对立，阻碍了化学反应的持续进行（其中的细节还不甚了了），以至于在电源的两极（即化学反应效应的外显作用面），形成了我们称之为电压的一种物质结构，一种物质存在。

严格意义上，电源电压还只能说是一种可能转化为真实的闭合电路中的电压的物质结构，一种处于产生电压的临界状态物体结构。因此，把它称作“准电压”更贴切。

准电压是处于开路状态的电源电路的度量，电压值（V）则反映了正、或负电（G）中每一个单位：1S，能够在相关的闭合电路中携带电磁子数量（e的整倍数）的多少。

由此，我们可以顺带认识导体导电的一般性质：以金属导体为例，金属中存在着许多排列有序的物体：“晶格”结构。

所谓晶格结构，就是一些相同或不相同的基本因子，在晶格内部和各个晶格之间的发生相互作用，表现出了“刚性”的连接关系。这种刚性的连接关系，突破了原子、分子的个别空间界限，存在于导体的全部共通空间。因此，导体在电相互作用方面，也呈现刚性的连接关系，具有“刚体”的物体性质。

当导体与电池的正或负电极端发生直接接触时，导体与电池正或负电极端中的晶格，会发生同样的刚性接触关系，共同连接成为一个同一刚性性质的开路电路。因此，源于电源两极的准电压的物质结构，可以在导体的刚性结构中分别无限延伸，形成一种形式上类似水压、但本质上又完全不同于水压的电源电势差。准电压具有的在导体中无限延伸性质，是闭合电路能够瞬间产生电源的电效应的根据。

再次强调，准电压的值（V）（所谓电压、电势差的值），就是反应了处于开路状态下的电源（包括了连接的导体），在满足闭路电路条件下，电池中的相关化学反应瞬间启动，能够同时在整个闭合电路中形成的每一个正、负电电压组合（G）的电磁子的数量值（e的整倍数）。

反观水压，由于水分子的内在结构在一定条件下会发生形变，表现出通常所说的“弹性”性质，严格意义上说是一种与刚体相对立的弹性体。因此，当一个加压的高压水箱输出口接通一个封闭的低压水箱时，形成的增压一定有一个滞后时间。即便水龙头可以产生的压力和流量很大，由于存在弹性因素，还是不能瞬时完成对低压封闭水箱的加压。另外，水压仅仅只是反映出了水具有的单向流动的相关性质，更是不能与准电压相提并论。

那么，我们用电压表检测出的开路电路中的电压值又是什么回事呢？只能说，电压表本身就是一个功率很小的负载，通过导体连接上电池两端，本身就形成了一个弱的闭合电路。

再分析电流在不同电路中的情况：

关于电流，有多种不同表述如：“带正电的或带负电的粒子（如电子）的运动，并伴有产生热、磁场或化学变化这样一些可观察的效应”；“电荷的移动。电荷在导体中，受到电压或磁场的影响，会向某一方向做状态的连续运动”；“通过导体横截面的电荷量Q跟通过直线电荷量所用的时间的比值称为电流，也叫电流强度”。凡此种种，缺失严密的因果逻辑关系，只能说是对电和闭合电路的性质做了现象上的罗列和描述，并没有深入到问题的实质。

我想，在前面对传统的电压概念做出重大修正的基础上，应该对包括电流在内的一系列电学物理量概念作出必要的修正，真正认识闭合电路的原理，建立起与新物质观相适应的、系统的电学物理理念。

电流：电流表示了在闭合电路电源作功过程中，在外电路中，任意瞬间通过任意横截面的正、负电的数量，就是通常被看作为电导（或导电）的物理量。电流（或称为电导）的符号为（G），单位西门子（S）。

实际闭合电路中瞬间电流S的数值，不等于传统的电流强度A的数值的意义。1库仑（C）不等于1正电（或负电）（S）与时间（1s）的乘积，1S\=1C/1s。这是一个很容易造成混淆的问题，S代表了与A不同的物理概念。

传统上的“电流”代表了在闭合电路中，单位时间内通过任何一个横截面的电量。符号（I），单位（A）。因此有：1C（库仑）=1A*1s；1A=1C/1s。

显然，由于这里所谓的“电流”（I）并不能代表电磁子，不具有物质性，因此，在闭路电路中也就不存在实际意义。电流表测得“电流”I的数值（A），并等于Q/t的值。

电功率：传统上认为，电功率（P）表示了单位时间的传统意义上的“电流”强度，P=I*U。电功率单位为瓦（w），1w=1A*1V。由于公式中的“电流”如前所说，并无实际意义，因此，推出的电功率也必然是有瑕疵的。

根据电流表示了在闭合电路瞬间通过任意横截面的电导（G）的数量，西门子（S）；且每个电导具有nV电压（即n*e的电磁子数量），可以推出合乎实际意义的电功率定义：电功率等于电流乘以电压除以单位时间。电功率沿用符号（P），相关电功单位瓦特（w）；度（KH*h）；焦耳（J）。则有：P=S*V/t；

1w=1S*1V*1s=1J/s；1000w=（KW*H）=3.6*10^6焦耳（J）；

1J==1w*1s；1J=1C*1V*1t。

闭合电路外电路是正、负电相向而行组成的，而电压值V只是统计了由闭合电路的电源电路进入外电路的总电磁子数量的一半，实际参与电效应的电磁子数量还要加倍。由于我们原本对电源电路的正、负电相向运动并没有完整的统计方式，因此，只要明白了其中的原理，仍旧沿用原来的相关公式也无所不可。

4.9电与磁（四）：负载与电能的转化

当电池成为闭合电路中的电源电路时，正电和负电在整个外电路中相向而行，在负载（白炽灯）内发生直接的相互作用，有等量的额外正、负电中的电磁子转化成了光子或其他能量。

认识闭合电路的负载中正、负电转化为光子的过程，是认识电能转化的一个极为重要的环节。仍以上面所说一个由电池串接形成的简单闭合电路为例：

在上述闭合电路中，电压（U）为6V，电源电路具有的额定输出电流为5A（实际应为5S），实则是表示了电源电路在额定6V的电压下，能够连续输出（产生和转移）的安全电流量（G）为5S。也是表示了电源的化学反应的能率，即电源电路的电功率，能够在单位时间（1s）内输出的总电磁子数量的值， P=5S*6V=30V（C）/1s。传统上仍可看作是5A*6V=30w。

负载（白炽灯）标识的耐压为6V，表示了白炽灯内部物体结构中最薄弱部分（直观的表现为整个闭合电路中电阻较大部分），只适宜与6个标准电磁子数量单位规模以下的正电和负电发生直接的相互作用；白炽灯的标识电流为2A（实际应为2S），则是表示了白炽灯内部物体结构中的晶格结构最少部分，即晶格“瓶颈”处，瞬时能够发生交互作用的正电和负电的最大标准数量单位G=2S。

电阻在传统意义上，被看作是导体和负载的一种基本性质，在闭合电路中起到阻碍电荷通过的作用。电阻的符号为(R),单位（Ω）。根据欧姆定律，R=V/I,电阻与和电流表现出一种互为倒数的关系。

当我们把电流定义为电导的物质存在时，就同时赋予了电阻的物质存在意义。在闭合电路中，电阻的本质是导体和负载所具有的晶格，在横截面上与电源电路输出端晶格的数量之比，即与电流S之比。因此有电导与电阻互为倒数的函数关系，G=1/R。

对于闭合电路电功率来说，就有公式：G=U/R；R=U/G；P=G*U*t=U^2/R*t的转换。以上闭合电路中的实际电阻即为：R=6V/2S=3Ω；实际电功率即为：P=6V^2/3Ω/1s=12V（C）/s。

当正电和负电在闭合电路中相向而行，交汇于白炽灯晶格的狭隘部分时，在与电阻有关的高热条件下，正、负电发生直接的相互作用，电能全部转化为了光能等能量形式。与此同时，电源中持续发生的化学变化，则不断把产生的化学能转化为电能，转化为正电和负电传输到外电路中。

在以上正、负电通过闭合电路中的白炽灯转化为光子的过程中，如果电源电压大大超过了白炽灯标识的电压值，会导致白炽灯晶格狭隘部分（钨丝）因为正、负电转化过程中的产生的高热，发生内在结构的质的改变（被烧毁）。

同样的闭合电路中，电源输出电导大大超过了白炽灯标识的电导（电流）值，却不会发生超导致的白炽内在结构的质的改变。究其原因，就是白炽灯晶格狭隘部分，导体（钨丝）的晶格数量（S）远小于外电路其他部分导体的晶格数量（S），产生了有如瓶颈的限流效应。

现在，我们可以再回到前面关于在闭合电路中，串联的白炽灯A和B，在电闸合上时是否会被同时点亮的问题，做进一步的分析：

要说两个灯是被先后点亮的，逻辑上显然混淆了物质运动与物质属性的界限，有悖于外电路回路的不可或缺性；也不符合正、负电的相向运动，形成的相向电导运动的实际情况。

但真要说两个灯是被同时点亮的，似乎也有一个难解的问题。如果电源电路输出的电压、电导值瞬间改变了，外电路上的两个灯是否也会瞬时响应呢？如果是，是否有承认超距作用存在之嫌呢？如果不是，那岂不又间接支持了A灯B灯与先后被点亮的观点了么？

这确实需要我们深入思考一下。曾经有两个关于闭合电路的普通问题，困扰了我很久：为什么闭合电路形成（接通）瞬间，会产生电弧（火花），电弧的大小取决与什么？串联电路的总电压为什么等于分电压之和？直到确立了电磁子电学模型后，问题才迎刃而解。

当闭合电路处于开路状态时，电源电路的正、负两端连接的导体（包括负载），都可看作是外接（扩展）的电源输出端，也可直观的称之为准负载，准负载涵盖了从电池的产生电源（发生相关化学反应）物体以外的全部相连接的导体。也正因此，我们在准负载的任何外表面，能够瞬间测得相同的电压值。

当闭合电路处于接通（如连接白炽灯的插头插入电源插座）的最初一瞬间，产生的电弧，是电源电路与整个准负载（导体与白炽灯）发生直接的相互关系的结果。闭合电路中发生转化的电磁子数量等于电源总电压与一定电导的乘积。

如果把准负载中总电功率分成同样电压的一个白炽灯和一台电焊机，形成两个分电压（分电阻），那么，可以比较明显的观察到：闭合电路处于接通的最初一瞬间，发生转化的电磁子数量仍然等于电源总电压与一定电导的乘积，而后持续产生的电弧（焊弧），就只是一个分电压与不变的电导值的乘积了。

由此，再细推一下，不难理解为什么在闭合电路中，串联电路的总电压总是等于分电压之和。如果把一个白炽灯转换为一段均匀的电热丝，直接连接到闭合电路电源的两端，再假想把电热丝的长度不断分割成ｎ个等长段，外电路中的电流，则可以用两把相同的不等边直角三角尺合成一个长方形作比拟。取A、B、C、D为长方形的四个点，AD和BC两短边分别表示等量的正、负电源电导输出端，则有AC连线成为正、负电在整个闭合电路中所占比例的分割线，也可以看作是正、负电磁子每一瞬间发生相互作用，转化为热量（光子）的界面。当电热丝电阻处处相等时，闭合电路每1/n段失去（转化）的电磁子的数量相等，发生电能转化的数量相等，电压和电功率相等。

电源产生的正、负电，在相向运动中，通过负载AB段后，全部丧失殆尽，这也正是发生在纯电阻闭合电路的负载中最普遍的电能转化规律。

再明确一下，闭合电路中除了直接的产生电导（不是传输电导）的电源电路外，全部都是闭合电路的负载。外电路中的导线与白炽灯，除了存在电导（或者说是电阻）量的大小区别，再无其他本质的区别。

说到极端，如果让白炽灯的电阻不断增大，最后结果必然等同于开路电路；而相反的，让整个负载的电阻不断减小，乃至在电源电路的两个输出端零距离短路，那结果必然是否定了闭合电路的外电路，即否定了闭合电路。

可以想象得到，当电源电路的两个输出端零距离短路，闭合电路虽然被否定了，化学反应仍在徒有其名了的“电源电路”中直接进行，会释放出大量的能量。如果再大胆的做个假设，外电路将为零而未为零时，闭合电路的电导运动会是什么状况呢？难道还是如传统意义上的一般闭合电路，负电荷一如既往的从负极汹涌奔向正极，并在此过程中全部（部分？）转化为光子或其他能量？若真如此，那么电源电路与外电路的界限又在哪呢？难道说就在千钧一发（一晶格）之际？

由此可见，关于电流是电荷单向流动的观点，是完全站不住脚的。

4.10电与磁（五）：磁场

前面在论述电压的物质性时，已经指出，闭合电路的电场就是反映了电压存在的空间范畴，同样具有物质性。电场可以沿用原来符号（E），电场强度和范围，在理想空间与电压成正比。

传统的电磁学观点认为，静电和闭合电路的电压都会形成电场，又认为有电流通过的导线周围会产生磁场（而不是电场）。同样，形成闭合回路的负载导线在磁场中作“切割磁力线”运动会产生电流。依此得出结论，电与磁是由同一种物质——电荷（或磁荷之类物质）的不同结构和组成形式。

我想，可以借用一些传统观念中关于电磁现象的描述，通过分析常见的电磁现象，进一步发现电与磁的内在关系。

我们可以应用一个普通的铁芯磁感应变压器，通过在初级线圈绕组两端接入电源，而在与初级线圈相同的次级线圈绕组两端，得到与输入电源完全相同的输出电源。撇开了能够忽略的非本质因素，可以看到，在满足一定条件下，电能可以完全转化为变化的磁场，而变化的磁场同样能够完全把磁能转化为电能。

在前面肯定闭合电路中存在电导（正、负电）双向运动的前提下，可以推测感生磁场也是正、负电共同运动的结果。

通过通电螺线管产生磁场的简单实验，可以看到电能转化为磁场的磁能后，磁场的两级对于不表现出磁效应的一般物体（包括正、或负静电），没有直接作用力的性质，可以推测出在磁场内部正、负电磁子运动也是等量相向而行，相互作用自相平衡的。

我们通过在对变压器输入电源、初级线圈不变，而对次级线圈匝数作出改变的情况下，会发现次级线圈与初级线圈的匝数之比，对于输出电源的电压是一个正比例关系。在确定输入电压不变的前提下，通过匝数比可以得到一个确定的次级电压。由此可见，电压的本质就是在电源中同时产生的两方面相向而行的正电和负电的规模，电压指大小，反映了前后衔接组成的每个正、负电实际具备的电磁子数量多少。

当在原次级线圈外，另外增加一组相同的次级线圈，则可以得到另外的相同次级电源电压，两个次级线圈串联，电压相加。两个次级线圈并联，则保持原来的电压。

电源电压可分为静电压与动电压，电源的静电压是仅仅存在于电源中潜在的电压。

如果忽略了电源变压器中与电磁现象无本质关系的因素，输入和输出电源的电导与磁场中的“磁力线”是一个正比例关系，每条磁力线可以相对应于一个电导单位。电导的本质就是在电源中，同时产生的一定电压单元（正电磁子组和负电磁子组，或比拟为正和负“隐形螺线管”）的数量。

在电源静电场中，只能测出静电压值，而无法测出电导值。只有在正、负电形成的闭合电路中，才形成电导的相向运动。

由于正、负电压是相向而行的，因此，实际上电场中的电导也是区分正、负，同时由不同的电极等量相向输出的。

关于电导在导体中的运动速度，即传统上定义的电流速度，通常认为是接近光速，也有认为等于光速的（甚至牵涉到了相关的电子运动速度）。但是，都没有给出电流速度之所以定在所说速度的成因，。事实上，刻意回避了交流电中电流方向反复变化，电流、电压是怎样在极小时间内传输到万里之外的。刻意回避了电场与磁场的形成原理。

我们很容易利用电源变压器，通过变化的磁场得到变化的电场。反过来，我们也可以简单的从通电直导线（或通电螺线管），获得静磁场；从通电直导线（或通电螺线管）的变化的电场；获得动磁场（交变磁场）。

我们从实验中可以发现，通电螺线管产生的磁场大小，与电导成正比例关系，而与电压无关。这是因为电导的数值，直接反映了电路中能够转化磁场的“磁力线”的数值。

我们根据感生磁场与电场的相互依存关系，把磁场看作是一个在空间范围内联系分布的向量场，“磁力线”（磁感应强度矢量），由磁极的一端（N极）在外部向磁极的另一端（S极）运动，而在内部由S极向N极运动，形成闭合的曲线簇。但因此总是有一个问题摆在我们面前，挥之不去。为什么磁场不像电场一样，单一极性存在呢？

我想，如果我们肯定了动电场中的电流，实则是隐形螺线管——正、负电磁子组合的相向运动所形成的，那么，我们也就可以把感生磁场看作是由相向而行的正、负电磁子有序运动所形成的了。

对于闭合电路中通电的直导线而言，产生所谓的磁场，其实就是电场，就是每一个正、负电的电压运动和作用空间（即“呼啦圈”的平面）前后刚性衔接，与电导的的行进方向相垂直，产生的集体效应。

通电直导线的电压，分别形成于电源电路的正、负极，终止与相对应的电源电路的另一极。因此，产生的电场，反映出了如前面所表述的电导中的正、负电比例关系。

在闭合电路中相向运动的正、负电，具有相同的电场效应。因此，在任何一段线路中，总电导值（虽正、负电导比例不等）相等，产生的宏观电场效应也相等。

通电直导线的电压值，反映了电场的空间存在范围，通电直导线的电导值，则是反映了电场中单位面积正、负电的数量（密度），这正是通电直导线（包括通电螺线管，下同）产生的磁场（实质是一种电场存在形式，暂且仍以磁场表示，下同）大小，与电导成正比例关系，而与电压无关的根据。

相对于通电的稳恒直流直导线，生成的是稳恒磁场，在磁场内的永磁体（指南针）会产生相应的磁场效应。相对于通电的稳恒交流直导线，则形成了稳恒的交变磁场。

由此，我们可以对磁场的本质做这样的表述，磁场是由正、负电磁子的相向、封闭的循环运动共同组成的物质场，磁场的方向由产生磁场的电导运动方向所决定。由于电场与磁场从根本上说，具有相同的本质。因此，磁场与闭合电路，总是同一瞬间（“零时间”）建立起来的。电场中的电压是一份、一份转移的，运动形式上，则完全表现为一种刚性的“击鼓传花”类型。

再看稳恒通电直导线的磁场中，由于正、负极电压在闭合电路的不同的导线段中相向而行（分别由电源的正、负极至负载），各行其道，没有交集（实则闭合电路中因电阻产生正、负电对冲作用，已经表现为负载的能量释放了），因此，稳恒磁场不发生能量转移。

从以上关于磁场产生原理和本质的认识出发，我们可以这样看待交变磁场的性质。交替出现的电导运动方向相反的正、负电，产生了交变磁场。相关的交变通电直导线，可以直接看作一个电阻处处相等的负载，搭载在了电源电路输出端的两极。

在交变通电直导线的磁场中，可以把由于闭合电路中电源电路输出电压的极性，发生有时间规律的位置互换（人工干预结果），看作是导致同一导线段中，正、负电相向而行，同行其道，产生交集，直接发生对冲作用的原因，因此，形成了交变磁场。

交变磁场中，等量的正、负电发生的对冲作用，必定发生能量转移。在交变电导运动持续作用下，会不断产生相应变化的磁场，而变化的磁场并不会继而激发出时变电场、再产生变化的磁场，以至绵延不断……。

我想，在交变磁场中，发生对冲作用的等量的正、负电，顷刻瓦解并转化为了由正、负电磁子组成的光子，构成了具备一定能量的电磁场和电磁波。

反观电压、电场的产生和存在，事实上也总是离不开物体的，一旦脱离了产生和存在的相关物体，必然转化为其他的物质存在形态。

光子携带了磁场的能量，光子具有的频率、强度等性质（或者说是电磁波的性质）与产生交变电场的电源电路的性质相关。频率越高，能量越大。

关于永磁体的磁场建立机制，则可看作是由物体的内部结构特殊性质所决定的。在永磁体的原子组合中，恰巧形成了总体运动方向一致的分子电导，产生了磁场效应。分子电导是特殊物体分子浑然天成的“无电源电导”，是物质结构自身运动规律体现出来的“永动机”效应，是一种内在的无能量转化的稳恒电导运动。因此，永磁体形成的稳恒磁场也不具有能量，不对外做功。

地球磁场反映了宇观磁场的性质，其产生原理与所有的永磁体一样，不同的是，它的磁力线包括范围要大的多，由此就产生了一个地球是如何在宇宙空间的大尺度环境中，建立和保持磁场的问题。

我想，还得延续我们关于解读静电场中电压处处相等规律的思路，看到相对于电磁子来说，宇宙空间的引力子都具有“刚性”的性质，在任意一点的电磁子往任意方向的运动，都会瞬间对连线上的任意电磁子运动产生作用和影响。因此，地球磁场的封闭曲线簇可以自由分布到广袤的宇宙空间。当然，也必然会与来自太阳及其他宇宙天体的磁场发生相互作用。

在确立了电与磁的一般关系后，我们可以对最基础的静电现象做更深入的了解。我们应用范德格拉夫起电机，能够把普通高压直流电导，分离、集结为一个孤立的绝缘导体上的高压正、或负静电（集结的电导），形成高压静电场。由此也说明了，组成孤立的静电场的物质，与组成电源的电场、磁场的物质是同一的物质。

我们可以从一个再常见不过的静电感应小实验，重新梳理和解析静电感应的产生原理和本质。以一个孤立的带高压负电（或正电）的绝缘导体（球形导体）A，由左向右靠近两个紧挨在一起的半枕型绝缘导体B、C（B、C组成了一个完整的枕型绝缘导体）的B端。这时，导体B左端会显现带正电，而导体C右端会显现带负电。

对这一现象的传统解释是，在导体A的负电荷静电感应（“压迫”）下，导体B的一部分电子“被迫”流向了导体C。因此，当导体A位置不变，而把导体B和C分离时，导体B和C就会分别带上正、负静电。这个解析看似完满无缺，但存在一个不可克服的问题——如果导体B和C都带有高压，在移去导体A后，再相互贴近，势必发生高压放电现象，整个过程释放的能量来自哪里，又表现出怎样的性质呢？

我想，还得从电磁子的物质本质，去看待和探究静电现象。我们一直以来，把有些绝缘体（如玻璃棒和丝绸）的摩擦过程看作是产生静电的基本原因，这无疑是对的。但我们还可以进一步思考，认识到其实所有物体的摩擦过程（包括两块金属导体的直接摩擦），都会发生物体所带的正、负电磁子（我这里并没有说是电子）的相互作用，产生额外的等量正、负电磁子。而之所以不能显现宏观的静电效应，只是由于摩擦起电的效应被导体的导电性质“抵消”了，取而代之的是相关导体的热效应。

再看上述静电感应过程，纵观导体A靠近由导体B、C组成的枕型导体，直至B、C先行分离,A而后撤离，导体B、C带上等量静电，形成正、负静电场的全过程，是一个机械力做功过程（表现在B与C；A与B的分离过程中）。即是一个产生额外电磁子的过程。因此，作为平衡，就有一些引力子转化为等量的正、负电磁子，并依照“异性相吸，同性相斥”的规律，分别集聚在导体B和导体C上，这就是静电感应现象的基本原理和本质。