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作者:晏成和  人气: 次  时间:2018年08月25日  星级:

力、最普遍的物理现象,力学,物理学几大分支之首。学物理、学建筑、学机械、学所有的工程都必须首先学习力学。力学是现代科学之基础,在本科我就学习了《静力学》《动力学》《材料力学》《流体力学》。力学几乎成了物理学的代名词,一些与“力- ma”关系不大的学科,也称之为《量子力学》《电动力学》。

学习了这么多的力学,可是物理学、力学教程从来也没有告诉她的学子:最初的力来自于哪里?

现代科学发轫于牛顿的力学三大定律,力学给工业革命和科学技术的迅猛发展奠定了基础。可是300年了,牛顿的“第一推动力”来自于哪里?仍然是自然之谜。

后来的物理学研究者归纳、总结,从宇宙宏观到粒子微观,认可自然世界存在着三种基本的作用力。

万有引力:表现为物质重力、宇宙天体间的吸引力(构成宇宙星系的力)。

电磁力:原子核(质子)与电子间的相互吸引力(构成原子、物质的力)。

强力:   使原子核内物质紧密结合在一起的力(构成原子核的力)。

这样,形体从大到小,力从小到大,构成一级物质就有一种力。

引力、电磁力、强力摆在我们面前,应该探讨,这原始的力来自于哪里?

我们发现:三种力的主要作用都是构成、构成……力就是在特定的范围内、把离散的部分吸引、结合成为一个有机的整体、形成多彩的现实世界。太阳系、物质原子、原子核都是由基本力构成的整体。由此可见,力的初衷就是吸引、结合、构成,与物理学定义:“力是改变物体的运动状态,使物质产生加速度。”有微妙的差异,这个差异以后再讨论。我们要探讨最初的力来自哪里,就先来研讨力的原始存在——如何把离散的部分吸引、聚合、构成为整体。

【电磁力】

我们先来看位于中间的电磁力,也就是原子核吸引核外电子,构成原子、构成物质的力。

这里,叫电磁力是值得商榷的。百年来,学界认为原子核里质子带正电荷、电子带有负电荷,正、负电荷相互吸引形成了电磁力,构成了原子。其实质子与电子之间并不是正负电荷相互吸引,质子与电子之间的引力也不是电磁力。

认为质子携带正电荷、是科学百年认识的误区。人们依照自然的生物性质很容易领会、理解“同性相斥、异性相吸”,于是这正负电荷相吸的论断几乎成为自然公理。现代教科书写到,“质子是带正电且电量为e的粒子。”正是因为“异性相吸”,吸引了带负电荷的核外电子。

早年用正负电荷吸引解释电磁力情有可原,费解的是之后几十年没人反思其中明显的疑点和破绽:承认异性相吸、质子吸引着核外电子,但是,应如何面对原子核内质子的同性相斥?核内那么小的地方,带正电的质子相距很近、只有核外电子距离的万分之一,如何能够相安无事的挤下几十个携带正电荷的质子(银47个、铅82个)、同性相斥的巨大斥力哪里去了?可见质子带正电不是自然的真实,是早年错误的猜想、一种应急的假说。

当然也有各种理论解释原子核内质子之间同性相斥,早年日本的汤川秀树提出介子理论,“质子和中子通过介子可以带正、负电荷或者是中性,一个介子可以转化为一个电子和不带电的轻子。交换介子而互相转化,核力是一种交换介子的相互作用。”尽管该理论得了诺贝尔奖,还是不敢恭维。大自然不会先让质子带上正电荷,在核内产生很大的斥力,再去搞一些介子在其中调和,搞一些匪夷所思的神奇的交换、转化。

对物理学而言,仅仅运用“异性相吸”这个定律来解释原子的存在、得到结论是表象的,忽略、蒙蔽了相斥、相吸过程中场的存在和作用,掩盖了真相;抹杀了相斥、相吸的物理机制。

事实上质子根本没有携带电荷,质子对电子不是异性相吸,而是自然之神赋予质子专门的质子场。质子携带的场是多功能的:1、能够有效地吸引电子、平衡电子的场;2、对所有的场粒子(电子、质子)都有吸引力——质子场力,简称质子力,质子力只有聚合功能、因而质子的引力场不能屏蔽而只能叠加。

再来看电子与质子、电子与电子之间的力。

电子与电子接近发生相斥,一是两电子没有接触;二是距离越近斥力越强。由此判断发生这作用必定是场——电子周围携带着场!这说明:大自然在设计电子时不是仅仅制作了一个简单的粒子,而是让电子伴生着场-与另电子相斥、与质子平衡的场,由于电场的作用产生了力——电场力。

精明的自然神赋予电子的场不仅仅是简单的相斥,在电子移动时其伴生的场是磁场,奥斯特实验、电磁场都是见证。于是也就形成了自然的磁性、磁场。由此,电子的运动就派生出一种力——电磁力(这才是名副其实的电磁力)。

在质子力和电子场作用下,电子产生朝向质子的加速度,这种力能够加速电子围绕质子运转。同时电子运转伴生磁场,在磁场中,电子的运动能够发生偏转,所以电子永远不会掉进质子。

大自然让一个小小的电子:1、携带着电荷、伴生电场,同时伴生着电场力。2、移动时产生磁场,同时伴生磁场力。3、振动时辐射电磁波。实在令人敬畏。大自然让电子伴生电磁波与外界联系、交流互动,构成物质各种性能。同时也形成了两种发端于电子的原始力——电场力、磁场力。

自然的质子场与电子所伴生的场精确对应,并且原子核各面都需求有电子场的覆盖,所以形成等量的电子绕核旋转构成原子。质子场与电子场电平衡,使得原子不显电性。物质显现正电、负电性,是大自然安排让物质的质子、电子平衡,是物质的整体行为,不是所谓质子带正电。

大自然让电子所伴生的场相斥,导致电子分散,却让质子的场吸引相聚。自然之神在设计最基本的粒子时就恰到好处地运用了对立统一的法则。

百年前刚刚发现电子、质子,人们猜想质子、电子正负电相互吸引是权宜之计,衣钵相传成为金科玉律。今天,重新研读质子、电子应该是新的课题,要特别关注自然赋予质子场与电子场有明显的三大不同:1、作用不同,质子场-相聚、电子场-以分散为主;2、性质不同,质子场-不可屏蔽,电子场-可屏蔽;3、公式不同,质子场-与质量m相关,电子场-与电量q相关。

大自然让其两个尤物伴生着质子场、电场、磁场,从而使得其质子、电子在这些场的作用下能够发生加速度运动或运动趋势、从而形成最基础、最原始的力:质子场力-吸引电子、并且吸引所有质子的力;电场力-电子与电子相斥、与质子吸引的力;电磁力-电子运动所伴生的磁场力。

这些场就是自然质子、电子伴生场,由场所构成自然物质的原始的力。

【万有引力】

明确了质子-电子各自伴生的场、以及质子电子在几种场的作用下的吸引、聚合,是构成物质最基础、最原始的力的来源。我们也就可以顺理成章的来讨论构成宇宙天体的万有引力。

上述,原子核对电子、质子的引力来自于质子场,质子场是无限延伸、不可屏蔽的,不会到了原子的边缘就嘎然而止;质子场产生的引力也是没有边界的,远远地超出了原子、超出了物体之外,并且向外无限延伸。于是,所有质子伴生的场力都向外无限延伸,质子的场的集合构成了物体的引力场、构成了宇宙星球的引力场、构成了万有引力。

万有引力有三大特性:1)引力的大小与物体的质量成正比;

2)与距离的平方成反比且对距离没有限制;3)难以屏蔽。

原子核的质子场力外延形成引力与万有引力有三大特性完全相符。

原子中质子质量就近似等于原子量(忽略电子微小质量),实际上质量就是质子的数量,引力也就是子所具有的质子场力。电磁力外延之说与引力公式符合得很好,正是因为有了这内在的依据。

单个原子核的外延引力是微不足道,可万亿亿个质子的引力的外延就构成了星球的场,就成了天体运行的纤绳,成了重力之母。

【强力】

我们再来看强力-构成原子核的力。

强力巨大,构成了牢不可破的原子核。探索者想要知道原子核内是什么,总是依靠功率强大的粒子流轰击,打破原子核、找到核内的物质。今年9月,中国科学界为是否应该花200百亿美元建立超级粒子对撞机的讨论沸沸扬扬。因为早年欧美学者用大型粒子对撞机对原子核进行轰击,已经在原子核碎片里找到了60多种粒子,就差最后一种上帝粒子(希格斯玻色子),粒子大厦就大功告成。

建立超级粒子对撞机之所以引起轩然大波,一是经费巨大、二是科学界对上帝粒子寄予太多希望。核内63种各类粒子已经精彩纷呈,但是对其是如何有机连接、如何构成原子核的物理机制却知之甚少,很多粒子没有了质量。科学人盼望上帝粒子中藏着所有其他基本粒子如何获得质量的秘密;盼望知道上帝粒子如何把60多种粒子有机地聚合、成为牢固的原子核。希格斯玻色子承载太多,这样的希望难免落空。

物理学从来也没有告诉学子:最初的力来自于哪里?是因为百年物理过多地关注“子”,而忽略了大自然赋予的场。

回到原子核,人们太多注重高大上的对撞机轰击的粒子,而忽略了自然悄悄向我们透露的蛛丝马迹。要探讨原子核,必须高度关注来自核内的信息、紧扣来自核内的线索。放射现象——从放射性元素的原子核内放射出的三种射线:α射线,β射线,γ射线。这可是大自然提供的原子核的内部资料。

α射线,氦原子核的粒子流,原子量为4,有4个质子2个电子。氦核特别稳定,在核爆炸时也不分离。

氦核告诉我们:原子核内质子、电子不是简单地堆积,也不是两条狗枪一根骨头,而是有机构成。因为距离非常小,质子对电子的引力巨大,两个电子绕着4个质子形成速率极高的球状运转,构成牢固的氦核。图一A。

A  2个电子环绕4个质子高速运转    B “中子”+质子 应该是这样的

图一(橙色球面表示运转的区域)

β射线,高速的电子流。电子被高速放射出来,说明放射性元素的核内存在着高速运转的电子,应该注意到这是α射线之外的电子。

γ射线,频率极高的电磁波。电磁波源于电子的振动,高频电磁波说明核内存在着极高速运转的电子跃迁振动。原子核的直径是原子的万分之一,核内电子运转半径极小、速率极高,每秒3X10^18转,因而跃迁辐射γ射线。正因为核内电子运转速率极高,所以原子核结合力很大。按平方反比计算,原子核核心的内聚力比电磁力(质子场力-吸引电子的作用力)要大一亿倍!所以显现为强力。

可见,强力仍然是质子场吸引电子的力,只是在核内电子运转半径极小、速率极高,因而强力巨大。原子核内放射出的三种射线告诉我们,构成原子核的力与上述质子力、电场力、电磁力、万有引力一样,仍然是由于自然界存在着质子、电子所伴生的场,邻近的质子和电子在此场中产生运动、聚合,由此形成了自然最原始、最基本的力。

对撞机轰击出来的基本粒子如何失去了质量,成为困扰粒子物理的难题。上帝粒子不可能破解这个秘密,因为原子核内不会有希格斯玻色子的聚合,大自然只存在基本力的聚合,基本力才可以解读这个质量去向问题。

质量是物理学中定义物质多少的一个量,质量存在人们心目中,但是具体的测量质量还是其在地球上的重量、即其质子场在地球引力场中所发生的引力。也就是说物质有质子、有电子(有质子场有电子场)才有引力-有重量-有质量!在人们现实生活中,物质不管粉碎多小,它总是个原子,有质子、有电子,总是处在自然场作用之中,总是存在引力-重量-质量。

在大型强子对撞机的轰击中,质子破碎了形成了60多种碎片,已经没有了质子了、也没有了质子场,当然就不能与外界质子发生引力-也就没有重量-没有了质量。在这些碎片中、除了电子、中子(质子+电子)有场,其它碎片都没有场,也就没有了场作用的力、没有了质量。质量随着质子的破碎,质子场的破坏而不能显现。

知道了力来自于质子场、电场、磁场;明确了力-重量-质量产生的原因,也就知道了质子被轰击后形成碎片失去“质量”的原因,就不要指望通过上帝粒子能够让其他基本粒子获得质量了。 

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