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韩行高先生:统一电磁力场理论和应用 总论

2019-09-27  物理网文

(一) 
科学是人类关于自然和社会的知识。当代处于主流地位的西方科学是从15世纪欧洲文艺复兴开始发展起来的。其中,作为第一大科学的物理学相继由经典力学和电磁学发展到20世纪的以量子力学和相对论为两大支柱的现代物理学,所取得的巨大成就人所共知。但不可否认的是,西方科学本身的基础问题并没有从根本上解决,至今还没有形成一个完整的科学理论体系,以至于在应对日趋严重的能源、资源、环境、自然灾害等问题和处理人与社会同自然的关系问题都面临着严重的困难。 
发展科学技术、实现人类社会的可持续发展的出路在那里?早有一些学者把希望的目光投向了东方,投向了中国,因为在这片古老土地上繁衍生息的中华民族有着悠久的历史和光辉灿烂的传统文化,这是当今世界现存的唯一的连续性文化,这里在15世纪中期之前的科学和技术长期领先于世界,其中必然具有丰厚的文化底蕴和深刻的科学内涵。 
文化在形式上是多元的,科学作为人类认识自然的知识属文化范畴,在形式上也应是多元的。如果多元形式的科学在一定程度和范围内都可以反映出同一个大自然的本质规律,那么在它们之间必然有相通之处。有相通就可以融合和互补,就有可能把人类文明和科学技术水平推进到一个新的历史阶段。这应是发展科学的一条出路。作者的老师王锡玉先生在这方面做了开创性的研究,作者继续在老师研究的基础上用现代数学物理分析的方法作了进一步深入研究,提出了统一电磁力场理论并付诸应用,发展完善了中西科学文化融合互补的新科学理论体系。 
(二) 
统一电磁力场理论是以能量守恒定律为基础所建立的宇宙物质多层次有心力场中电磁相互作用的理论模型。其中,电磁力统一表述为磁荷作用下由库仑定律所确定的平方反比力,在相互作用或势能中引人排斥成分并扩充哈密顿量,所建立哈密顿—雅可比方程是可积分的,在系统收敛条件下有确定的轨道和动量(角动量)的多值实数解析解。由收敛条件所确定的稳定周期解的数学结构极其简洁,可表示为由积分常数和系统几何常量表示的总磁荷数、总能量数和总质量数3个整数常数组成的的8组代数式。这3个同方位有关的整数常数物理量是表征物质结构和运动的三大基本要素,物理意义明确,并具有相同的量纲,可以约化,构成表达式中的无量纲参数。8组代数式是分别表示在哈密顿形位空间的磁荷、能量和质量同形位空间方位角的多值关系,由此得到运动轨道和动量可以变换为其它坐标系,所反映的是确定的物质结构和运动的数量关系。具有八大鲜明特征: 
第一. 宇宙物质,从微观粒子到宏观天体,其相互作用统一为一种电磁力形式和唯一的有心力场系统,是吸引和排斥作用的统一,这就是统一力场。新理论模型系统地描述了统一力场中以磁荷极性表征的正反物质的正—反—合的结构和运动并具有多値的数量关系。也就是说,宇宙物质在每一个力场层面上都是由正反物质以一定的数量关系来架构和运动的。 
第二. 严格地表述了有心力场中的正反磁荷物质由方程解的椭圆积分收敛条件所确定的物质结构和运动的聚合或分裂的数量界限,即哈密顿系统的积分常数和系统几何常数组成的数学发散点,同系统的磁荷、能量和质量以及相互间对应的空间几何方位直接有关。这就是现代物理学“量子”的本质和起源。 
第三. 深刻地揭示了物质运动的机械动能—势能相互转换同以磁荷所描述的电磁特征的内在同一和协调关系,是机械运动同电磁运动的统一,是物质运动的基本形式,可统一表述为磁荷、能量和质量三大基本物理量的量子化的数量关系上,具体表示为3个物理量的无量纲参数的代数式的量子数关系。这是物质结构和运动的最简洁最透彻的描述。 
第四. 具体地给出了有心力场的形位空间的4个象限中的正反物质及其缔合物的能级数量和方位特征,表示为8组代数式,其磁荷数、能量数、质量数三大无量纲常数是有界的,并具有1-3-5-7-9和2-4-6-8-10的奇偶特征,以及具有径向分量和切向分量此消彼长互补特征和奇数5的中介特征。由此描述了宇宙物质的发生、发展到消亡的正—反—聚合—分裂的数量特征。由此,不但可以对宇宙元素的组成和排列给出完整的精细的结构,而且可以给出物质的原子和分子在不同方位上具有不同能级和数量的正反物质的聚合或分裂组合形式,包括普通的酸(氢化物)、碱(氢氧化物)、非金属盐(酸碱中和物)、金属盐和有机化合物共五大类物质的合成和分解。 第五. 全面体现出有心力场中物质结构和运动的多层次性质,在每一个层面上正反物质在统一力场中是通过系统的势能—动能转换和磁荷相互关联,具有量子性质、多值性质、正反物质性质及组合分解性质。在每个层面上所确定的轨道粒子(或天体)还能够以自身为有心力场的中心来层层扩展构成多层面宇宙。 
第六. 全面系统的体现了力场的波动性和粒子性的统一、电磁场同粒子流的统一以及其量子化特征。 
第七. 全面体现了”大道至简”和整体同局部统一的原则,用一组方程即可对宇宙物质的结构和运动做出描述。 
第八. 全面系统地体现出宇宙物质的物理描述和数学描述天成一体的内在统一性,其物理本质在数量上的奇偶性质和有界性质的数学描述天然构成了自然数的10进位值制的基础,这正是现代数学科学的王冠和明珠。 
(三) 
一个好的理论,应当具备: 
一,逻辑上的合理性,能够自洽地分析处理问题; 
二,形式上的简洁性,以最少的基本假设和最少的基本概念来构建理论框架; 
三,涵盖上的广泛性,既能够说明尽可能多的学科的未解问题,也能在一定程度和范围内包容旧理论; 
四,实践上的应用性,对所描述的客观实在应当有清晰的物理图像和确切的实际应用。 
这四条是衡量任何理论体系的标准。统一电磁力场理论体系正是力图按照这四条标准去努力尝试的。这个新理论将量子和引力的本质给出统一的说明,实现四力的统一,对物理学的已知问题和未解问题都可以给出统一的说明,对日趋严重的能源、资源、自然灾害和流行疾病的防治给出具体的解决途径和方法,体现了理论与应用的统一。 

电磁力场新理论体系的建立,预示着当前所面临的21世纪的世界科学技术大变革很可能是以中西科学文化融合互补为其显著特征和中心内容的。作为一个学者,如果不了解这一点,就不会得到深刻的东西;而作为科学界的领军人物,如果不了解和重视这一点,将会犯绝大的历史性错误。统一电磁力场新理论体系的建立将为中华民族的科学技术和经济文化的全面复兴提供历史性的机遇,可望能对21世纪发展科学技术,实现中华民族复兴和全人类文明的进步起到推动作用。 

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