物质量子化与引力本质胡良深圳市宏源清实业有限公司摘要:牛顿运动三定律(质点运动规律),揭示了万有引力的内涵。麦克斯韦方揭示了电磁力统一性。标 准模型理论揭示了电磁力,弱核力及强核力等的统一性。广义相对论较好地表达了宏观的运动规律,量子场论较好地表达了微观的运动规律。量子三 维常数理论完成了广义相对论与量子场论的统一。量子三维常数理论(真正的大统一理论)表达了物理学的所有客观规律。关键词:引力,广义相对 论,量子场论,红移,微波背景,电场,磁场,暗物质,引力波,弹性模量,声速,电流,光子,孤立量子体系,横波,纵波作者:总工,高工,硕 士,副董事长1?物质量子化等效于引力效应牛顿运动三定律(质点运动规律),揭示了万有引力的内涵。麦克斯韦方揭示了电磁力统一性。标准模 型理论揭示了电磁力,弱核力及强核力等的统一性。Newton''sthreelawsofmotion(thelawof particlemotion)revealtheconnotationofuniversalgravitation. Maxwell''spartyrevealedtheunityofelectromagneticforce.The standardmodeltheoryrevealstheunityofelectromagneticforce ,weaknuclearforceandstrongnuclearforce.广义相对论较好地表达了宏观的运动规律, 量子场论较好地表达了微观的运动规律。量子三维常数理论完成了广义相对论与量子场论的统一。量子三维常数理论(真正的大统一理论)表达了物 理学的所有客观规律。Thegeneraltheoryofrelativitybetterexpressesthem acroscopiclawofmotion,andthequantumfieldtheorybetterexp ressesthemicroscopiclawofmotion.Thequantumthree-dimension alconstanttheorycompletestheunificationofgeneralrelativit yandquantumfieldtheory.Thequantumthree-dimensionalconstan ttheory(thetruegrandunifiedtheory)expressesalltheobject ivelawsofphysics.根据量子三维常数理论,物质是量子化的,而物质之间的相互联系是连续变化的。物质的量子化可将电 磁力,弱核力,强核力及引力等统一表达。Accordingtothetheoryofquantumthree-dimen sionalconstants,matterisquantized,andtheinterconnectionbe tweenmatteriscontinuouslychanging.Thequantizationofmatter canuniformlyexpresselectromagneticforce,weaknuclearforce, strongnuclearforceandgravity.物质是量子化揭示了宇宙的本质,例如,光子,电子,质子,中子,水 分子,月球,地球,太阳及银河系等都是量子化的。Thequantizationofmatterrevealsthenat ureoftheuniverse.Forexample,photons,electrons,protons,ne utrons,watermolecules,themoon,theearth,thesunandtheMil kyWayareallquantized.2红移的内涵传统的物理学认为,红移具有三种类:第一类,多普勒红移(辐射源在固定空 间中远离所形成)。第二类,引力红移(光子摆脱引力场向外辐射所形成)。第三类,宇宙学红移(宇宙空间自身膨胀所形成)。根据量子三维常数 理论,由于能量(动能与势能之和)守恒,光子的动能及势能可相互转化(在背景空间中),才是形成红移的内在原因。换句话说,多普勒红移,引 力红移及宇宙学红移等都是光子的动能及势能可相互转化(在背景空间中)的结果。Accordingtothequantumthr ee-dimensionalconstanttheory,duetotheconservationofenergy (thesumofkineticenergyandpotentialenergy),thekineticen ergyandpotentialenergyofphotonscanbeconvertedintoeacho ther(inthebackgroundspace),whichistheinternalreasonfor theformationofredshift.Inotherwords,Dopplerredshift,gravi tationalredshift,andcosmologicalredshiftareallresultsoft hemutualtransformationofthekineticenergyandpotentialener gyofphotons(inthebackgroundspace).具体来说,宇宙红移就是引力红移;多普勒红移也只是引 力红移的一种特殊情况;从本质上来说,所有的红移都是引力红移。例如,对于多普勒红移来说,红移()与星球(光源)退行速度()的联系可表 达为:,其中,,多普勒红移,量纲,[L^(0)T^(0)];,真空中的光速,量纲,[L^(1)T^(-1)];,退行速度,量纲,[ L^(1)T^(-1)]。根据量子三维常数理论,从地球外面的某点(A)观测从地球辐射出来的光子,可表达为:第一方面,由于地球引力的 影响,光子的频率变小(波长变长),体现为光子的动能变小。在观测点(A)观测光子,光子的动能可用,,表达。第二方面,从地球外面的某点 (A)观测光子,光子在观测点(A)处的势能比光子在地球表面的势能更大。在观测点(A)观测光子,光子增加的势能可用,,表达。第三方面 ,在观测点(A)观测光子,光子的红移可表达为:。显然,背景空间(地球)对(在观测点A)观测的光子频率()有较大影响。从另一个角度来 看,根据量子三维常数理论,假设地球是由个基本粒子组成的一个孤立量子体系;而地球与一个光子构成一个由,,个基本粒子组成的新的孤立量子 体系。则有,;其中,,光子,具有内禀的横波属性。,地球,具有内禀纵波属性。,新的地球。,从熵的角度来表达新的地球。当光子垂直地球表 面向上辐射时,光子可表达为:。?3宇宙微波背景的本质以地球作为观测点,观测从月球辐射过来的光子,光子将出现兰移现象;以月球作为观测 点,观测从地球辐射过来的光子,光子将出现红移现象。在地球与月球之间,一定存在一个观测点;从这一个观测点(平衡点)观测光子,光子的频 率都保持不变;不管光子是从地球辐射出来,还是从月球辐射出来。显然,该观测点(平衡点)更靠近地球(质量更大)。Takingthe earthasanobservationpointtoobservethephotonsradiatedfro mthemoon,thephotonswillappearblueshift;usingthemoonas theobservationpointtoobservethephotonsradiatedfromthee arth,thephotonswillappearredshift.Betweentheearthandthe moon,theremustbeanobservationpoint;fromthisobservation point(balancepoint)toobservethephoton,thefrequencyofthe photonremainsthesame;regardlessofwhetherthephotonisrad iatedfromtheearthorthemoon.Obviously,theobservationpoin t(balancepoint)isclosertotheearth(moremass).以太阳作为观测点,观测从 地球辐射过来的光子,光子将出现兰移现象;以地球作为观测点,观测从太阳辐射过来的光子,光子将出现红移现象。在太阳与地球之间,一定存在 一个观测点;从这一个观测点(平衡点)观测光子,光子的频率都保持不变;不管光子是从太阳辐射出来,还是从地球辐射出来。显然,该观测点( 平衡点)更靠近太阳(质量更大)。Takingthesunasanobservationpointtoobserve thephotonsradiatedfromtheearth,thephotonswillappearblu eshift;whenusingtheearthastheobservationpoint,observing thephotonsradiatedfromthesun,thephotonswillappearreds hift.Betweenthesunandtheearth,theremustbeanobservation point;fromthisobservationpoint(balancepoint)toobservepho tons,thefrequencyofthephotonsremainsunchanged;regardless ofwhetherthephotonsareradiatedfromthesunortheearth.Ob viously,theobservationpoint(balancepoint)isclosertothes un(moremass).以银河系中心作为观测点,观测从太阳辐射过来的光子,光子将出现兰移现象;以太阳作为观测点,观测银河系中 心辐射过来的光子,光子将出现红移现象。在银河系中心与太阳之间,一定存在一个观测点;从这一个观测点(平衡点)观测光子,光子的频率都保 持不变;不管光子是从银河系中心辐射出来,还是从太阳辐射出来。显然,该观测点(平衡点)更靠近银河系中心(质量更大)。Takingt hecenteroftheMilkyWayasanobservationpointtoobservethe photonsradiatedfromthesun,thephotonswillappearblueshif t;whenusingthesunasanobservationpointtoobservethephot onsradiatedfromthecenteroftheMilkyWay,thephotonswilla ppearredshift.BetweenthecenteroftheMilkyWayandthesun,t heremustbeanobservationpoint;fromthisobservationpoint(b alancepoint)toobservethephoton,thefrequencyofthephoton remainsunchanged;regardlessofwhetherthephotonisradiatedf romthecenterofthegalaxyorthesun.Obviously,theobservatio npoint(balancepoint)isclosertothecenteroftheMilkyWay galaxy(moremass).这意味着,引力是导致光子红移(或光子兰移)的原因;也揭示了,宇宙具有核式结构。由于宇宙是无穷 大的;而物质总是在辐射(或吸收)光子,这就构成了宇宙微波背景。Thismeansthatgravityisthecau seofphotonredshift(orphotonblueshift);italsorevealstha ttheuniversehasanuclearstructure.Sincetheuniverseisinf inite;andmatterisalwaysradiating(orabsorbing)photons,thi sconstitutesthecosmicmicrowavebackground.根据量子三维常数理论,;其中,,宇宙的 平均温度,量纲(发散属性),[L^(2)T^(-3)];,宇宙平均动能-动量张量,量纲,[L^(3)T^(-3)],或,[L^(2 )T^(-2)][L^(1)T^(-1)];,宇宙平均的波长,量纲,[L^(1)T^(0)];,普朗克空间,量纲,[L^(3)T ^(0)];,宇宙单位体积内含有的基本粒子数,量纲,[L^(-3)T^(0)];,真空中的光速,量纲,[L^(2)T^(-3)]; ,宇宙背景空间的平均波长,量纲,[L^(1)T^(0)];,宇宙微波背景温度(发散属性),量纲,[L^(2)T^(-3)]。此外, 第一类,自由电子自由电子可表达为,,其中,,表达负电荷(束缚态);,表达电场(发散属性)。第二类,自旋的电子自旋的电了可表达为:; ,表达自旋的电荷(相当于磁荷,束缚态);,表达磁场(发散属性)。第三类,自由的质子,自由的质子可表达为:,其中,,表达正电荷(束缚 态);,电场(发散属性)。第四类,自旋的质子,自旋的质子可表达为:,其中,,表达自旋的质子(相当于磁荷,束缚态);,表达磁场(发散 属性)。第五类暗物质,发散的电场与发散的磁场,可构成暗物质。例如,,其中,,磁场(发散属性),量纲,[L^(3)T^(-1)];, 电场(发散属性),量纲,[L^(3)T^(-2)]。4引力红移公式的逻辑。4.1引力红移公式的表达式第一种情况,对于引力较小的天体 来说,光子的质量()可视为常数;其引力红移公式可表达为:,其中,,引力红移,量纲,[L^(0)T^(0)];,光子的频率,量纲,[ L^(0)T^(-1)];,引力导致的光子频率变化,量纲,[L^(0)T^(-1)];,万有引力常数,量纲,[L^(0)T^(-1 )];,天体的质量,量纲,[L^(3)T^(-1)];,天体的半径(观测点到天体中心的距离),量纲,[L^(1)T^(0)];,光 速,量纲,[L^(1)T^(-1)]。第二种情况,对于引力较大的天体来说,光子的质量()变化较大(属于变量);光子离开引力场时,光 子的动能将转化为光子的势能(光子的能量守恒),导致光子的频率变小;这意味着,光子的质量变小。光子的质量可表达,,其中,,光子的质量 ,量纲,[L^(3)T^(-1)];,普朗克空间,量纲,[L^(3)T^(0)];,光子的频率,量纲,[L^(0)T^(-1)]; ,普朗克常数,量纲,[L^(3)T^(0)][L^(2)T^(-2)];,真空中的光速,量纲,[L^(1)T^(-1)]。此时, 引力红移公式可表达为:,其中,,自然对数的底,量纲,[L^(0)T^(0)]。4.2引力红移公式的应用之一对于两个孤立量子体系来说 ,假设第一个孤立量子体系由N个基本粒子组成;第二个孤立量子体系由M个基本粒子组成;两个孤立量子体系之间的距离()保持不变。两个孤立 量子体系之间的平衡点()到第一个孤立量子体系之间的距离是;两个孤立量子体系之间的平衡点()到第二个孤立量子体系之间的距离是。而,。 对于第一个孤立量子体系来说,从第一个孤立量子体系辐射出光子,其引力红移可表达为:,,第一个孤立量子体系(天体)的质量,量纲,[L^ (3)T^(-1)];,两个孤立量子体系之间的平衡点()到第一个孤立量子体系之间的距离,量纲,[L^(1)T^(0)];对于第二个 孤立量子体系来说,从第二个孤立量子体系辐射出光子,其引力红移可表达为:,其中,,第二个孤立量子体系(天体)的质量,量纲,[L^(3 )T^(-1)];,两个孤立量子体系之间的平衡点()到第二个孤立量子体系之间的距离,量纲,[L^(1)T^(0)]。两个孤立量子体 系之间的平衡点(),是观测点;从该观测点观测光子,光子的频率保持不变(光子没有发生红移)。这意味着,在该观测点,,即,;显然,,或 ,。值得注意是,根据量子三维常数理论,影响引力红移的因素有三个因素;第一个影响因素,就是背景空间(环境),例如,地球。第二个影响因 素,就是光子辐射时,所具有的频率。第三个影响因素,光子辐射时,光子相对于背景空间(例如,地球)的相位(方向)。Itiswort hnotingthataccordingtothequantumthree-dimensionalconstant theory,therearethreefactorsthataffecttheredshiftofgrav itation;Thefirstinfluencingfactoristhebackgroundspace(env ironment),forexample,theearth.Thesecondinfluencingfactori sthefrequencyofphotonradiation.Thethirdinfluencingfactor isthephase(direction)ofthephotonrelativetothebackground space(forexample,theearth)whenthephotonradiates.5弹性模量的内涵 从宏观角度来看,弹性模量表征材料在一定的应力作用下,其发生弹性形变难易程度(弹性模量越大,则发生形变越难)。而从原子之间相互作用力 角度来看,弹性模量表征原子之间结合力大小程度(弹性模量越大,则原子之间结合力越大)。原子通过结合力(分子内的离子键或共价键)组成分 子,分子再通过分子之间结合力(例如,极性共价键)组合材料。分子间的结合力比分子内结合力要小许多。材料发生弹性变形,相当于是分子之间 的距离被扩大(或压缩),导致分子之间结合力随着改变。弹性模量是单向应力状态下应力除以该方向的应变,是表达物质弹性的一个物理量。例如 1,对一根细杆施加一个拉力(),这个拉力除以杆的截面积(),就称为线应力()。杆的伸长量()除以原长(),就称为线应变()。而线应 力()除以线应变()就等于杨氏模量();可表达为:,其中,,杨氏模量(收敛属性,束缚态),量纲,[L^(2)T^(-3)];,拉力 ,量纲,[L^(3)T^(-1)][L^(1)T^(-2)];,截面积,量纲,[L^(2)T^(0)];,杆的伸长量,量纲,[L ^(1)T^(0)];,杆的原长度,量纲,[L^(1)T^(0)]。例如2,对一块弹性体施加一个侧向的力(),弹性体就会由方形变成 菱形,该形变的角度就称为剪切应变();相对应的力()除以受力面积()就称为剪切应力()。剪切应力()除以剪切应变()就等于剪切模量 ()。可表达为:,其中,,剪切模量(收敛属性,束缚态),量纲,[L^(2)T^(-3)];,侧向的力,量纲,[L^(3)T^(-1 )][L^(1)T^(-2)];,受力面积。量纲,[L^(2)T^(0)];,剪切应变(形变的角度),量纲,[L^(0)T^(0 )]。例如3,对于体积应变来说,施加弹性体一个整体压强,该压强就称为体积应力();相应的弹性体体积减少量()除以原来的体积()就称 为体积应变(),体积应力()除以体积应变()就等于体积模量();可表达为:,其中,,体积模量(收敛属性,束缚态),量纲,[L^(2 )T^(-3)];,体积应力,量纲,[L^(2)T^(-3)],或,[L^(5)T^(-3)]/[L^(3)T^(0)];,弹性体 体积减少量,量纲,[L^(3)T^(0)];,原来的体积,量纲,[L^(3)T^(0)]。6金属的弹性模量金属材料由金属原子组成; 而对于金属原子来说,其最外层电子与原子核的结合力较小;因而,较容易脱离原子核束缚而转化成自由电子。大量的金属原子聚集在起时,金属原 子的最外层电子(包括次外层电子)能脱离原子核的束缚,转成成自由电子(所有的原子所共有,形成电子云)。而失去电子的原子转化成离子,并 沉浸于电子云之中。金属离子与电子云通过库仑力结合,构成金属键。从微观粒子结合的角度来看,金属键等价于分子内作用力(结合强度高于分子 间结合力)。原子间的引力由正离子(失去电子的原子核)与自由电子之间的库伦力产生;而斥力则是由正离子与正离子,电子与电子之间的斥力产 生。此外,原子核与电子间还有万有引力。例如,当双原子处于平衡位置时,其势能最低(两原子保持稳定);当原子之间被拉开(或压缩)时,将 导能量增加。取消外力,则原子回到能量最小的平衡状态(势能最低),这就是弹性变形的过程。弹性模量揭示原子之间的结合力。例如,熔点越高 (弹性模量也越大)相当于原子之间的结合力越强。7电流与弹性模量的联系由N个自由电子构成的孤立量子体系可表达为:;其中,,电子的内禀 空间,量纲,[L^(3)T^(0)];,电子的内禀速度,量纲,[L^(1)T^(-1)];,电子云(电子气)的空间(熵),量纲,[ L^(3)T^(0)];,电子云(电子气)的速度,量纲,[L^(1)T^(-1)];,电子云(电子气)的频率,量纲,[L^(0)T ^(-1)];,电子云(电子气)的波长,量纲,[L^(1)T^(0)];,电子云(电子气)的质量,量纲,[L^(3)T^(-1)] ;通过与弹性模量类比,,其中,,电子云(电子气)的弹性模量,量纲,[L^(2)T^(-3)];,电子云(电子气)的质量,量纲,[L ^(3)T^(-1)];,自由电子的数量,量纲,[L^(0)T^(0)];,电子云(电子气)的速度,量纲,[L^(1)T^(-1) ];,电子云(电子气)的空间(熵),量纲,[L^(3)T^(0)]。此外,,其中,,电流,量纲,[L^(1)T^(-1)];,电子 云(电子气)的弹性模量,量纲,[L^(2)T^(-3)];,电荷密度,量纲,[L^(0)T^(-1)]。从另一个角度揭示了电流的本 质。8引力波与弹性模量的联系根据广义相对论,引力波是一种辐射形式,每当质量加速通过弯曲空间区域时,(或不断移动的质量通过曲率变化 的空间区域时),空间曲率的变化就会产生波纹(涟漪),并不需要介质就能可以通过(从产生能量系统中带走能量,以光速前进)。值得注意的是 ,根据量子三维常数理论,引力波就是宏观的声波(纵波属性);地球就是声波(引力波)传递的介质之一(声波的组成部分)。Itiswo rthnotingthat,accordingtothetheoryofquantumthree-dimensi onalconstants,gravitationalwavesaremacroscopicsoundwaves( longitudinalwaveproperties);theearthisoneofthemedia(ac omponentofsoundwaves)throughwhichsoundwaves(gravitational waves)aretransmitted.所谓引力波效应,就是介质(地球)在传递声音的过程中,介质(地球)本身的变化;该变化 程度与介质(地球)的弹性模量有关。Theso-calledgravitationalwaveeffectisthec hangeofthemedium(earth)itselfwhenthemedium(earth)transm itssound;thedegreeofthischangeisrelatedtotheelasticmo dulusofthemedium(earth).例如,在月球上测引力波效应与在地球上测引力波效应,引力波效应的大小是有所不 同的。Forexample,measuringthegravitationalwaveeffectonthemo onandmeasuringthegravitationalwaveeffectontheearth,the magnitudeofthegravitationalwaveeffectisdifferent.任何光源辐射的光子 都是以光速运动的(在真空中),所有光子都可分解为两种不同偏振的组合(顺时针方向及逆时针方向),仅仅只是光子的频率(能量)有所不同。 当光线通过透镜(例如棱镜),光的传播速度(穿过介质而不是真空)就会变慢,对于频率较大的光,光速变得越小。Thephotonsr adiatedbyanylightsourcemoveatthespeedoflight(inavacu um),allphotonscanbedecomposedintotwodifferentpolarizatio ncombinations(clockwiseandcounterclockwise),onlythefrequen cy(energy)ofthephotonisdifferent.Whenlightpassesthrough alens(suchasaprism),thespeedoflightpropagation(passin gthroughamediumratherthanavacuum)willslowdown.Forligh twithahigherfrequency,thespeedoflightbecomeslower.引力波(声 波)穿越地球时,地球就是声波传递的介质;声波对地球(介质)的效应(影响)就是引力波效应。Whengravitationalwa ves(soundwaves)passthroughtheearth,theearthisthemedium throughwhichthesoundwavesaretransmitted;theeffect(influ ence)ofthesoundwavesontheearth(medium)isthegravitation alwaveeffect.检测器与介质(地球)是一个整体;当引力波(声波)穿越地球时,检测器辐射的光子(横波属性)将受到地球( 声波的介质)的影响。Thedetectorandthemedium(earth)areawhole;wheng ravitationalwaves(soundwaves)passthroughtheearth,thephot ons(transversewaveproperties)radiatedbythedetectorwillbe affectedbytheearth(themediumofsoundwaves).更进一步来说,根据量子三维常 数理论,引力波就是声波(宏观的声波);声波对地球(声波的介质)的影响就是引力波效应(效应的大小跟地球的弹性模量有关)。Furthe rmore,accordingtothequantumthree-dimensionalconstanttheory ,gravitationalwavesaresoundwaves(macrosoundwaves);theef fectofsoundwavesontheearth(themediumofsoundwaves)ist hegravitationalwaveeffect(themagnitudeoftheeffectisrela tedtotheelasticmodulusoftheearth).例如,假设在真空中,只有一个蓝球及地球;蓝球垂直 向下奔向地球,然后再垂直向上远离地球。Forexample,supposethatinavacuum,therei sonlyoneblueballandtheearth;theblueballrunsvertically downwardstowardtheearth,andthenverticallyupwardsawayfro mtheearth.如果没有能量损耗(理想状态),该运动周期将会无限循环下去。这时,蓝球及地球的联系就相当于声波(声音)传递的 一个周期。Ifthereisnoenergyloss(idealstate),themotioncyclew illloopindefinitely.Atthistime,theconnectionbetweentheb lueballandtheearthisequivalenttoacycleofsoundwave(so und)transmission.当地球朝向蓝球,垂直向下运动时;由于地球与蓝球之间的万有引力,将使得蓝球本身沿着垂直方向呈现收 缩效应;同时,蓝球本身沿着水平方向也相应地呈现伸长效应。Whentheearthfacestheblueballan dmovesverticallydownwards;duetothegravitationalforcebetw eentheearthandtheblueball,theblueballitselfexhibitsa contractioneffectalongtheverticaldirection;atthesametime ,theblueballitselfalsoexhibitsacorrespondingextensional ongthehorizontaldirectioneffect.当地球远离蓝球垂直向上运动时;由于地球与蓝球之间的万有引力 ,将使得蓝球本身沿垂直方向呈现伸长效应;同时,蓝球本身沿着水平方向也相应地呈现收缩效应。Whentheearthmoves verticallyupwardsawayfromtheblueball;duetothegravitatio nalforcebetweentheearthandtheblueball,theblueballitse lfexhibitsanelongationeffectintheverticaldirection;atth esametime,theblueballitselfalsoexhibitsacorrespondingc ontractioneffectalongthehorizontaldirection.显然,蓝球本身的伸缩变化就是引力 波效应。Obviously,theexpansionandcontractionoftheblueballits elfisthegravitationalwaveeffect.从另一个角度来看,引力波效应相当于介质(传递声波的介质) 的疏密变化。Fromanotherperspective,thegravitationalwaveeffectis equivalenttothedensitychangeofthemedium(themediumthatt ransmitssoundwaves).引力波就是一声尖叫的声波。Gravitationalwavesaresound wavesthatscream.9惯性体系的属性光子具有内禀横波属性,光子从任何一个惯性体系辐射(垂直惯性体系表面方向)出来的 速度就是光速(真空中);不管光子是从静止的还是运动的惯性体系中,辐射出来。惯性体系(孤立量子体系)具有内禀纵波属性。对于一个惯性 体系(孤立量子体系)来说,一切进行匀速直线运动的惯性体系都是完全等价的。也就是说,在一个惯性体系内部所作的观测,并不能确认该惯性体 系本身是处于静止状态,或,处于匀速直线运动状态。在相同的惯性体系(介质)内测量声音(纵波),其声速是相同的;而,惯性体系(介质)是 静止的(或运动的),并不影响声速。换句话说,声速保持不变的内涵就是多普勒现象(声源靠近或远离);也就是说,声速与声音(纵波)所在惯 性体系(介质)状态有关,而与声源的运动状态无关。10声速的内涵声速(音速)是指声波在介质中的传播速度。这意味着,声速就是介质中, 压强扰动的传播速度。显然,声速与声源的运动状态无关。第一种类型,对于液体(或固体)来说,声速主要与该介质的属性有关;而该介质的温度 及压强对声速影响不大。可表达为:,其中,,声速,量纲,[L^(1)T^(-1)];,体积弹性模量(收敛属性,束缚态),量纲,[L^ (2)T^(-3)];,介质的密度,量纲,[L^(0)T^(-1)],或,[L^(3)T^(-1)]/[L^(3)T^(0)];, 压强,量纲,[L^(2)T^(-3)]。第二种类型,对于气体来说,由于体积弹性模量()及介质的密度(),随压强及温度的变化很大。可 表达为,,其中,,声速,量纲,[L^(1)T^(-1)];,压强,量纲,[L^(2)T^(-3)];,介质的密度,量纲,[L^(0 )T^(-1)],或,[L^(3)T^(-1)]/[L^(3)T^(0)]。值得注意的是,下标,,是指变化过程是等熵的。11电流的 含义金属导线含有许多的自由电子,这些自由电子一方面束缚于金属导线上,另一方面,又能够共同组成电子气。在电压的作用下,电子气可以流动 (类似于河流的水,速度很慢);同时,电子气也可以传播动能(相当于声音,速度非常大),等价于电流()。,其中,,电流,量纲,[L^( 1)T^(-1)];,电压,量纲,[L^(3)T^(-1)][L^(1)T^(-2)];,金属导线的面积,量纲,[L^(2)T^ (0)];,电荷的密度,量纲,[L^(0)T^(-1)];,电荷量(收敛属性,束缚态),量纲,[-L^(3)T^(-1)];,导线 的体积,量纲,[L^(3)T^(0)]。从另一个角度来看,对于一个电子来说,其电子的能量()可表达为:;,电子的能量,量纲,[L^ (3)T^(-1)][L^(2)T^(-2)];,最小的负电荷单元(收敛属性,束缚态),量纲,[-L^(3)T^(-1)];,相 当于声速(电子形成的),量纲,[L^(1)T^(-1)]。对于一个在金属导线内的电子来说,其电流大小可表达为:;其中,,电流,量纲 ,[L^(1)T^(-1)];,金属导线的波长(类似电容),量纲,[L^(1)T^(0)]。这意味着,在金属导线内的电子,类似一个 一个小球(具有弹性);在电压(相当于声源)的作用下,传递动能(相当于声音,),等价于电流()。12椭圆的物理学内涵根据椭圆定义及椭 圆标准方程,可知焦点及焦距也有具深刻的物理学内涵。标准方程的推导及椭圆标准方程的逻辑,对理解物理学的横波及纵波具有指导意义。第一类 型椭圆第一类型椭圆的特点是焦点在轴时,此时,椭圆可表达为:,其中,。推导过程如下:假设,椭圆的两个焦点分别是,及;焦点之间的距离是 ,。而椭圆上的任何一点到焦点(,)的距离之和是,()。以焦点(,)所在的直线为轴,线段()的垂直平分线为轴,交叉点为原点(),建立 一个直角坐标系()。显然,焦点(,)的坐标分别为:。假设,;则有,。特殊情况下,当,,或,,时,就表达,圆(椭圆的一种特殊情况)。 值得注意的是,量子三维常数理论与该椭圆具有内在联系,该椭圆也可表达为:;根据量子三维常数理论,光子可表达为:。第一种情况,如果解 释为光子与地球(背景空间)的联系对于光子与地球(背景空间)的联系来说,光子沿椭圆轨道运动,地球处于椭圆的焦点()。第二种情况,如果 解释为光子的内禀属性光子的运动方向与光子振动方向是相互垂直的,光子具有内禀的横波属性。第二类型椭圆第二类型椭圆的特点是,焦点在轴上 ,椭圆可表达为:,其中,。值得注意的是,量子三维常数理论与该椭圆具有内在联系,该椭圆也可表达为:;根据量子三维常数理论,。假如, 飞行器是由N个基本粒子组成的孤立量子体系(固态,球形),可表达为:。第一种情况,如果解释为飞行器与地球(背景空间)的联系对于飞行器 与地球(背景空间)的联系来说,飞行器沿椭圆轨道运动,地球处于椭圆的焦点()。第二种情况,如果解释为飞行器的内禀属性飞行器的运动方向 与飞行器振动方向是保持一致的,飞行器具有内禀的纵波属性。此外,椭圆的面积()可表达为:。13弦论的开弦与闭弦物质是量子化的,能量是连续的。物质并不是可无限可分的,而是量子化的(离散的,具有最小的体积)。物质的体积不可能比普朗克空间(体积)更小。也就是说,物质是不连续的,而是由基本粒子(量子化属性)组成的。换句话说,最小的物质单元具有普朗克空间(普朗克面积,普朗克长度);同时,最小的物质单元也总是保持运动状态,其最小的时间就是普朗克时间。通常,物理学理论都是先观测自然现象,再提出数学模型(物理学假设),然后,通过实验来验证。理论是否正确具有不确定性。而量子三维常数理论,是从底层逻辑推导出来的,因此,是绝对正确的。所谓的底层逻辑,就是客观存在的逻辑。对于一个孤立量子体系来说,可表达为:,其中,,哈密顿算符,量纲,[L^(3)T^(-1)][L^(2)T^(-2)];,孤立量子体系的波函数,量纲,1/{[L^(3)T^(0)][L^(3)T^(-3)]},或,1/{[L^(6)T^(-3)];,路径,量纲,[L^(1)T^(0)]。例如,对于一个光子来说,其波函数是:。对于一个由N个基本粒子组成的孤立量子体系来说,其波函数就是,。根据量子三维常数理论,光子可表达为:,其中,,表达开弦;,表达闭弦。14解析精细结构常数的本质精细结构常数(无量纲常数)是指光速(真空中)与电子运动速度(第一玻尔轨道上)的比值。一个质子与一个电子可构成氢原子;在氢原子时,电子围绕质子运行;其中,电子可表达为:质子可表达为:。光速与基态轨道上电子的线速度之比就是精细结构常数;揭示了电子(具有自旋磁矩)围绕质子运行,形成的磁场耦合结果。精细结构常数可表达为:,其中,,精细结构常数,量纲,[L^(0)T^(0)];,真空中的光速,量纲,[L^(1)T^(-1)];,基态轨道上电子的线速度,量纲,[L^(1)T^(-1)];,系数(常数),量纲,[L^(0)T^(0)];,电子的电荷,量纲,[-L^(3)T^(-1)];,约化普朗克常数,量纲,[L^(3)T^(0)][L^(2)T^(-2)];,真空介电常数,量纲,[L^(0)T^(1)];,万有引力常数,量纲,[L^(0)T^(-1)];,系数(常数),量纲,[L^(0)T^(0)];,电子的质量,量纲,[L^(3)T^(-1)]。从另一个角度来看,氢原子(一个质子及一个电子组成)可表达为:;其中,,氢原子的内禀空间,量纲,[L^(3)T^(0)];,氢原子内禀的一维空间速度,量纲,[L^(1)T^(-1)];,氢原子的普朗克常数,量纲,[L^(3)T^(0)][L^(2)T^(-2)];,氢原子的质量,量纲,[L^(3)T^(-1)];,氢原子的动能,量纲,[L^(3)T^(-1)][L^(2)T^(-2)]。1物质量子化与引力本质 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