作者張祥前
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一,統(tǒng)一場論基本原理。
宇宙是由物質(zhì)點和它周圍空間構(gòu)成的,不存在第三種與之并存的東西,一切物理現(xiàn)象都是物質(zhì)點在它周圍空間相對于我們觀測者運動所形成的。
二,物理概念是怎么產(chǎn)生的?
除物質(zhì)點和空間外,其余一切物理概念,像時間、場、質(zhì)量、電荷、速度、光速、力、動量、能量、-----都是物質(zhì)點在空間中運動相對于我們觀測者所表現(xiàn)出的一種性質(zhì)。
三,垂直原理。
在物理學(xué)中我們描述的運動狀態(tài),如果沒有我們?nèi)巳ッ枋觯鋵嵕褪菐缀沃械拇怪睜顟B(tài),任何一個處于垂直狀態(tài)中的質(zhì)點其位置相對于我們觀測者一定要運動,并且不斷變化的運動方向和走過的軌跡又可以重新構(gòu)成一個垂直狀態(tài)。
四,螺旋規(guī)律。
宇宙中小到電子、質(zhì)子,大到地球、月球、太陽、銀河系----所有的自由存在于空間中的物質(zhì)點都以螺旋式在運動,包括空間本身也是以柱狀螺旋式在運動。
五,平行原理。
物理學(xué)中描述的平行狀態(tài)對應(yīng)數(shù)學(xué)中的正比性質(zhì)。兩個物理量,如果可以用線段來表示,相互平行的話,一定成正比關(guān)系。
六,幾何對稱性等價于物理守恒性
物理學(xué)中描述的守恒性等價于幾何中的對稱性。一個物理量,如果能夠用線段來表示,在幾何坐標(biāo)上是線對稱的,如果可以用面積來表示,在幾何坐標(biāo)上是平面對稱的,如果可以用體積來表示,在幾何坐標(biāo)上是立體對稱的。
七,空間可以無限存儲信息。
宇宙中任意一處空間可以儲存整個宇宙的信息。
八,物理學(xué)中運動狀態(tài)的描述不能夠脫離觀測者。
如果沒有觀測者,或者不指明那一個觀測者,描述運動是沒有意義的。
九,空間為什么是三維的?
相對于我們觀測者,空間時刻以柱狀螺旋式在運動??臻g是三維的就是這個原因。
十,如何描述空間本身的運動?
我們可以把三維空間看則是由許多個點構(gòu)成,稱之為空間幾何點,或者叫空間點。幾何點運動所走過的路線叫幾何線。描述這些幾何點的運動,就可以描述出空間的運動。
十一,時間的物理定義。
時間是我們觀測者周圍空間以光速輻射式的離開運動給我們的一種感覺,于我們觀察者周圍空間幾何點以光速走過的路程成正比。
十二,三維螺旋時空方程
設(shè)在某處空間區(qū)域里,存在著一個相對于我們觀測者靜止的物質(zhì)粒子O點,我們以O(shè)點為原點,建立一個三維直角坐標(biāo)系Oxyz,O點周圍空間中任意一個幾何點P的坐標(biāo)值(x,y,z)是時間t的函數(shù),隨時間而變化,并且P點走過的軌跡是柱狀螺旋式。
x =Rcosωt
y =Rsinωt
z = Ct
式中R是O點到P點的矢徑r在xOy平面上的投影長度,ω是P點繞O點旋轉(zhuǎn)運動的角速度,C是常數(shù)光速。
以上三維螺旋時空方程也可以用矢量表示,
r = Rcosωti+ Rsinωtj+ Ct k
式中i,j,k分別是沿x、y、z軸的單位矢量。
十三,光速的本質(zhì)。
光速反映了時空同一性,即空間以光速運動形成了時間,時間和空間是同一個本源,是光速把二者聯(lián)系起來。
相對于我們靜止的物體,周圍運動空間的光速沒有矢量意義,一旦物體相對于我們觀測者以速度v運動時候,會引起與v垂直方向的光速度方向發(fā)生變化,正是v才使光速具有了矢量意義。
并且光速度C和物體速度v以及它們之間的夾角A滿足以下關(guān)系:
cosA = v /C
十四、對光速不變的解釋。
兩個相互運動的觀測者發(fā)現(xiàn)同一束光的光速是相同的(就是光速不變性),原因是空間以光速運動,光是靜止于空間中被空間運動帶著向外跑的。兩個觀測者都發(fā)現(xiàn)對方的產(chǎn)生時間的運動空間的位移(光速中的分子)變化了,而時間于光速運動的空間幾何點走過的路程成正比,時間完全的等價于觀測者周圍空間的運動,也就是
運動的空間 = 時間。
所以時間(光速中的分母)隨之同步變化,結(jié)果光速(空間幾何點的位移除以時間)仍然不變。
十五、空間的運動具有波動性
幾何點的位移r不僅僅是時間t的函數(shù),也是空間位置(x,y,z)的函數(shù),隨時間的變化又隨空間位置變化,相應(yīng)的有波動方程:
∂²r/∂x² + ∂²r/∂y² +∂²r/∂z² =(∂²r/∂t²)/ C².
這個方程也可以表示為▽²·r = (∂²r/∂t²)/C².
波動速度C為光速。
十六、電磁場、重力場、核力場的統(tǒng)一定義。
相對于我們觀察者,物質(zhì)點周圍空間中任意一個空間幾何點指向該物質(zhì)點的位移矢量隨空間位置變化又隨時間變化,這樣的空間稱為物理場,也可以叫物理力場。
場是運動變化的空間。
十七,質(zhì)量、重力場的定義
設(shè)想一個物質(zhì)點O相對于我們觀測者靜止,由O點指向周圍空間中任意一個空間幾何點P點的矢徑為r,P點是以光速C沿r 方向在運動。
讓點O處于直角坐標(biāo)系xyz的原點,矢徑r是xyz的函數(shù),隨xyz的變化而變,記為r= r(x,y,z,)。
在我們觀測者看來,物質(zhì)點O具有質(zhì)量m是指周圍有N條類似r的矢徑,呈輻射狀均勻分布,在O點周圍以r的長度為半徑作一個包圍面S,把S分割成N塊,每一塊小面積ds上有dn條類似r的矢徑垂直穿過去。
令A(yù) = dn r /ds矢量式為:A·ds = r dn
ds為矢量面元,我們規(guī)定ds指向S內(nèi)側(cè)為負(fù),外側(cè)為正。
對式A·ds =r dn 兩邊積分,結(jié)果為km=∮A·ds = rN
以上k是比例常數(shù),∮為包圍O點封閉曲面積分,A就是重力場。
設(shè)O點的質(zhì)量m和一個包圍O點的曲面S內(nèi)體積V的之比為L,當(dāng)我們考察S和V趨于無限小的情況下,則式km =∮A ·ds =rN可以用散度
▽·A = 4πGL
表示,式中G是萬有引力常數(shù)。上式表示在體積V內(nèi)包圍了運動的幾何點的數(shù)目的多少反映了質(zhì)點O的質(zhì)量大小。
在O點相對于我們觀測者靜止情況下,周圍的重力場的旋度為零。
▽×A =0
當(dāng)O點相對于我們觀測者運動時,周圍的重力場的旋度不為零。
十八,解釋質(zhì)速關(guān)系。。
在以上的重力場散度公式
▽·A = 4πGL
中,我們設(shè)想體積V由許多個微小的正方體構(gòu)成,當(dāng)O點相對于我們觀測者以速度v勻速直線運動時候,這些小正方體的體積每一個按照相對論的看法要收縮一個相對論因子√(1-v²/C²),N個小正方體累加起來,總的體積也要收縮一個相對論因子√(1-v²/C²)。
由于幾何點的數(shù)目N按理不會隨速度v變化,所以,質(zhì)量m相應(yīng)的會增大一個相對論因子√(1-v²/C²)。
十九,電荷和電場的定義
設(shè)想一個物質(zhì)點Q相對于我們觀測者靜止,由Q點指向周圍空間中任意一個空間幾何點P點的矢徑為r,P點是以光速C沿r 方向在運動。
讓點Q處于直角坐標(biāo)系xyz的原點,矢徑r是xyz和時間t的函數(shù),隨xyz的變化又隨t的變化而變化,記為r= r(x,y,z,t)。
在我們觀測者看來,物質(zhì)點Q具有正電量q是指周圍有N條幾何點的光速C呈輻射狀均勻分布。在Q點周圍以r的長度為半徑作一個包圍面S,把S分割成N塊,每一塊小面積ds上有dn條光速C垂直穿過去。
令E = dn C/ds矢量式為:E·ds = C dn
ds為矢量面元,我們規(guī)定指向S內(nèi)側(cè)為負(fù),外側(cè)為正。
對式E·ds= C dn兩邊積分,結(jié)果為k’Q =∮E·ds = CN
以上k’是比例常數(shù),∮為包圍Q點封閉曲面積分,E就是正電場。
如果Q點周圍有N條幾何點的光速- C,從無限遠(yuǎn)處垂直的穿進(jìn)來,指向Q點,則E就是負(fù)電場,Q為負(fù)電荷。
我們以曲面S包圍Q電荷,S內(nèi)的體積為V,Q電荷與V的之比為L’,當(dāng)我們考察V趨于無限小情況下,則式K’q=∮E·ds = C N可以用散度
▽·E =L’/ε。
表示,式中ε。為真空中介電常數(shù)。上式表示在某一個時間內(nèi)從體積V內(nèi)移出(或者進(jìn)入)的幾何點的數(shù)目,數(shù)目多少反映了電荷Q電量的大小。
在Q點相對于我們觀測者靜止情況下,周圍的靜電場的旋度為零。
▽×E =0
當(dāng)Q點相對于我們觀測者運動時,周圍的靜電場的旋度不為零。
二十,解釋電荷的相對論性不變。
在以上的靜電場的散度公式
▽·E =L’/ε。
中,我們設(shè)想體積V有許多小正方體構(gòu)成,當(dāng)O點相對于我們觀測者以速度v勻速直線運動時候,這些小正方體的體積每一個按照相對論的看法要收縮一個相對論因子√(1-v²/C²),許多個小正方體累加起來,總的體積也要收縮一個相對論因子√(1-v²/C²)。
由于數(shù)目按理不會隨速度v變化,而包圍電場中的光速C =dr/dt中的dt可以看成很小的兩個時刻的差,是一段時間,按照相對論的看法也要膨脹一個相對論因子√(1-v²/C²),結(jié)果是電量Q不會隨速度v而變化。
二十一,磁場的定義。
設(shè)想一個相對于我們觀察者靜止的O點,帶有電荷,在周圍空間P處產(chǎn)生了靜電場E,當(dāng)O點相對于我們觀察者以速度v運動的時候,在O點周圍空間P處還產(chǎn)生了磁場B。
在一小塊面積△s上垂直穿過幾何點的速度矢徑v的條數(shù)為1,v和△s乘以光速C的比值反映了O點在P處產(chǎn)生的磁場場強(qiáng)B,
B = v/ C△s【B】
上式也可以用叉乘表示為:
B = v ×e/ C△s
e為沿E方向的單位矢量,C為光速。
二十二,核力場的定義。
相對于我們觀察者,一個物質(zhì)點O在周圍空間P處產(chǎn)生的核力場為:在一小塊面積△s上穿過幾何點的光速度矢量C的條數(shù)如果為1的話,C和△s的比值反映了O點在P處產(chǎn)生的核力場強(qiáng)D,
D=C/△s
二十三,隨時間變化的重力場產(chǎn)生電場
隨時間t變化的重力場a產(chǎn)生電場E:
da/dt =kE,
由上式可以導(dǎo)出:
d/dt∮a·ds =k∮E·ds
由于∮a·ds = k’ m【k’為比例常數(shù),m是質(zhì)量】
式d/dt∮a·ds =k’d/dtm =k∮E·ds也表示質(zhì)量隨時間變化與電場相關(guān)【∮E·ds中∮是包圍電荷的曲面積分,ds為矢量面積元,k、k’為常數(shù)?!?/p>
式d/dt∮a·ds =k∮E·ds也可以用散度表示為:
∂/∂t ▽·a =k▽·E
二十四,統(tǒng)一場論動量公式
任何一個相對于我們靜止質(zhì)量為m’的質(zhì)點O,相對于我們靜止時候都不是真正靜止的,而是以一個光速率C在穿越空間運動(如果用幾何點的概念,也可以認(rèn)為物質(zhì)點O相對于我們靜止時候,周圍空間幾何點會以光速C離開O點運動),因而有一個特殊的靜止動量
P = m’C
當(dāng)這個質(zhì)點O相對于我們以速度v沿x軸勻速直線運動時候,v會引起v的垂直方向上幾何點的光速度的變化,使v的垂直方向上幾何點的光速度C偏離了一個角度B,并且v和C滿足以下關(guān)系:
sinB = v /C
C-v和C、v滿足直角三角形的關(guān)系,光速度C是斜邊,v和C-v相互垂直。
設(shè)m為O點相對于我們運動時候的質(zhì)量,相應(yīng)的,當(dāng)O點相對于我們觀察者以速度v運動時動量變成
P = m(C-v)
P、C、v都是矢量。
二十五、統(tǒng)一場論動力學(xué)方程。
電磁力、萬有引力、核力都是物質(zhì)點在空間中相對于我們觀測者運動形成的,本質(zhì)上都是慣性力,都是動量P= m(C- v)隨時間t的變化率。
F =dP/dt = Cdm/dt -vdm/dt+mdC/dt-mdv/dt
Cdm/dt -vdm/dt是質(zhì)量隨時間變化的力,簡稱加質(zhì)量力,統(tǒng)一場論認(rèn)為是電磁力,其中Cdm/dt是電場力,vdm/dt是磁場力,mdv/dt牛頓第二定理中的慣性力,也是萬有引力(或者叫重力場力)。
mdC/dt這項力是核力。
統(tǒng)一場論認(rèn)為弱力不是基本力,是電磁力和核力的合力。
二十六,磁單極子不存在。
統(tǒng)一場論認(rèn)為,一個相對于我們靜止的帶電粒子O點,在周圍空間產(chǎn)生靜電場,當(dāng)O點相對于我們觀察者以速度v勻速直線運動,可以產(chǎn)生磁場,這個磁場的本質(zhì)就是空間以矢量速度v為軸心在旋轉(zhuǎn)。當(dāng)O點以勻速圓周運動時候,空間的旋轉(zhuǎn)運動在這個圓周的正反兩個面上一進(jìn)一出,進(jìn)的一面是S極,出來的一面叫N極。
從磁場這種幾何形式來看,自然界不存在有磁單極子的。
二十七、統(tǒng)一場論對動量和能量的重新認(rèn)識
統(tǒng)一場論認(rèn)為動量和能量對于不同的參考系仍然是守恒的。
一個相對于我們靜止質(zhì)量為m’的粒子O點,統(tǒng)一場論認(rèn)為有一個靜止動量m’C,當(dāng)O點相對于我們以速度v運動時候,動量(矢量式)為m(C-v)【標(biāo)量為m√(C²- v²)】
二者數(shù)量相等:
m’C = mC√(1-v²/C²)
統(tǒng)一場論認(rèn)為O點相對于我們靜止能量為m’C²,當(dāng)O點相對于我們以速度v運動時候,運動能量為mC²√(1-v²/ C²),二者數(shù)量相等:
m’C² = mC²√(1- v²/ C²)≈mC²(1-v²/2C²-----)= mC²- 1/2 mv²。
二十八、能量的本質(zhì)
能量和動量的本質(zhì)都是我們對物體周圍空間的運動量的描述。
一個相對于我們觀測者靜止的質(zhì)點質(zhì)量為m,相對論認(rèn)為有一個靜止能量E= m C²,意思是指這個質(zhì)點周圍N條幾何點的光速的平方,N的大小取決質(zhì)量m。
二十九,隨時間變化的磁場產(chǎn)生重力場。
一個點電荷Q,相對于我們觀測者在周圍空間某處P點產(chǎn)生了靜電場E和磁場B,,當(dāng)Q點由于某種原因使B發(fā)生變化,隨時間t變化的磁場B在P點處還可以產(chǎn)生重力場a,
dB/dt=a×E/C²
C為光速,a的方向和B的環(huán)繞平面相垂直,而且滿足于右手螺旋關(guān)系,a以平面為對稱,而引起萬有引力的重力場呈輻射式,以點為對稱的。
三十,加速運動電荷的電場和重力場之間的關(guān)系。
相對于我們觀測者,加速運動的電荷Q,在周圍空間P點【由Q點指向P點的矢徑為r】處產(chǎn)生的加速橫向電場Eθ和徑向電場Er、重力場a、矢徑r、光速C之間的關(guān)系為:

Eθ/r =Er ×a/ C²
三十一,光子模型
相對于我們觀測者加速運動的電荷會在周圍空間產(chǎn)生加速變化的電磁場,加速變化的電磁場使某些電子周圍的力場和電磁特性消失后,再將這些電子帶著以光速輻射式向外運動,這個就是電磁波,又稱光。
光子模型一種是由單個電子相對于我們觀察者以螺旋式遠(yuǎn)離我們運動,并且旋轉(zhuǎn)的中心是條直線,在這個直線方向速度是光速。
第二種是兩個電子繞一條直線旋轉(zhuǎn),同時又沿著這條直線平行方向以光速運動,結(jié)果是以螺旋式遠(yuǎn)離我們觀察者運動,并且這兩個電子在旋轉(zhuǎn)中心這條直線的垂直方向是對稱的。
三十二、基本物理概念和導(dǎo)出物理概念
物理概念有的是基本的,某些物理概念是這些基本概念導(dǎo)出的。比如時間和位移是基本的,速度是由時間和位移所導(dǎo)出的。還有比位移和時間更基本的物理概念,下面是表示這些物理概念從高級、基本的到低級的示意圖。
物質(zhì)點、空間→時間、位移、場→速度、光速→質(zhì)量、電荷→動量→力→能量、功→溫度、光、聲音、顏色等等。
三十三,統(tǒng)一場論的主要應(yīng)用
1、造出可以光速飛行的飛碟來
2、人工場
3、瞬間消失運動----全球運動網(wǎng)
4、全球大規(guī)模無導(dǎo)線導(dǎo)電
5、匯聚太陽能接收器
愛華網(wǎng)



