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文檔簡介

1、 PAGE 1原 質 論On Original Matter(物體的起源(qyun))(The Origin of Objects)武漢市漢陽區(qū) 孟凡彬 著By Meng Fan-bin Hanyang Wuhan1995年6月2012年10月摘 要本文是研究物體起源的理論,全文采用公理化方法,運用演繹推理逐步展開,首先定義了原質和原質流體概念,然后(rnhu)推導出原質、原質流體和原質流體流場的性質,提出了原質公設,建立了真空的動力學數理模型,揭示了電磁現象的動力學實質,證明了電磁波具有縱橫二象性,提供了近代物理學與經典物理學基礎理論之間的邏輯聯(lián)系,創(chuàng)立(chungl)了嶄新的時空觀,并對物

2、理學的基本概念進行了重新定義,為統(tǒng)一物理學理論創(chuàng)造了良好的條件。DigestThis paper is a theory to study the origin of objects. The full text using axiomatic method, Use deductive reasoning gradually unfolds. First, defined the concept of original matter and the concept of original matter fluid, then derived the nature of the origina

3、l matter, the nature of the original matter fluid and the nature of the original matter fluid flow field. Put forward the original matter axiom. The vacuum dynamic mathematical model is established. Revealing the essence the dynamics of electromagnetic phenomena, and proved that the electromagnetic

4、wave has the longitudinal and transverse duality. Provided the logical link between the modern physics basic theory with the classical physics basic theory. Founded the time-space new concept, the basic concepts of physics was redefined. A good base for unified theory of physics has be created.關鍵詞原質

5、,物體的起源,真空(zhnkng)的動力學模型,電磁現象的動力學實質,電磁波的縱橫(znghng)二象性,新時空觀,統(tǒng)一(tngy)物理學Keysthe original matter, the origin of objects, the vacuum dynamic mathematical model, the essence the dynamics of electromagnetic phenomena, the longitudinal and transverse duality of the electromagnetic wave, time-space new conce

6、pt, unified theory of physics目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc426967295 0 引論(yn ln) PAGEREF _Toc426967295 h 4 HYPERLINK l _Toc426967296 1 原質(yun zh)和原質流體的定義 PAGEREF _Toc426967296 h 6 HYPERLINK l _Toc426967297 1.1 原質(yun zh)的定義 PAGEREF _Toc426967297 h 6 HYPERLINK l _Toc426967298 1.2 原質流體的定義 PAGERE

7、F _Toc426967298 h 6 HYPERLINK l _Toc426967299 2 原質和原質流體的性質 PAGEREF _Toc426967299 h 9 HYPERLINK l _Toc426967300 2.1 原質的性質 PAGEREF _Toc426967300 h 9 HYPERLINK l _Toc426967301 2.2 原質流體的性質 PAGEREF _Toc426967301 h 10 HYPERLINK l _Toc426967302 3 原質公設 PAGEREF _Toc426967302 h 14 HYPERLINK l _Toc426967303 3.

8、1 原質公設 PAGEREF _Toc426967303 h 14 HYPERLINK l _Toc426967304 3.2 原質公設的意義 PAGEREF _Toc426967304 h 15 HYPERLINK l _Toc426967305 4 原質流體流場 PAGEREF _Toc426967305 h 17 HYPERLINK l _Toc426967306 4.1 原質流體流場的邊界條件 PAGEREF _Toc426967306 h 17 HYPERLINK l _Toc426967307 4.2 原質流體流場中的物體 PAGEREF _Toc426967307 h 18 HY

9、PERLINK l _Toc426967308 4.3 物體在原質流體流場中的慣性運動 PAGEREF _Toc426967308 h 19 HYPERLINK l _Toc426967309 4.4 物體在原質流體流場中運動的伴流 PAGEREF _Toc426967309 h 20 HYPERLINK l _Toc426967310 4.5 物體在原質流體流場中的非慣性運動 PAGEREF _Toc426967310 h 21 HYPERLINK l _Toc426967311 5 電磁現象的動力學實質 PAGEREF _Toc426967311 h 22 HYPERLINK l _Toc

10、426967312 5.1 電磁現象與動力學現象的同一性 PAGEREF _Toc426967312 h 22 HYPERLINK l _Toc426967313 5.2 電磁概念的動力學物理意義 PAGEREF _Toc426967313 h 23 HYPERLINK l _Toc426967314 5.3 電磁量的動力學量綱 PAGEREF _Toc426967314 h 24 HYPERLINK l _Toc426967315 5.4 電磁量的單位與動力學量的單位換算 PAGEREF _Toc426967315 h 25 HYPERLINK l _Toc426967316 6 原質波 P

11、AGEREF _Toc426967316 h 25 HYPERLINK l _Toc426967317 6.1 光波的性質(xngzh)在物理學中的重要地位 PAGEREF _Toc426967317 h 26 HYPERLINK l _Toc426967318 6.2 電磁波的橫波理論(lln)存在嚴重的邏輯缺陷 PAGEREF _Toc426967318 h 27 HYPERLINK l _Toc426967319 6.3 電磁波的縱橫(znghng)二象性 PAGEREF _Toc426967319 h 29 HYPERLINK l _Toc426967320 7. 近代物理學與經典物理

12、學的邏輯聯(lián)系 PAGEREF _Toc426967320 h 30 HYPERLINK l _Toc426967321 7.1 物理學理論體系缺乏邏輯統(tǒng)一性 PAGEREF _Toc426967321 h 30 HYPERLINK l _Toc426967322 7.2 原質假設是統(tǒng)一經典物理學與近代物理學的必要條件 PAGEREF _Toc426967322 h 31 HYPERLINK l _Toc426967323 7.3 物體慣性隨其運動速度增加而增加 PAGEREF _Toc426967323 h 31 HYPERLINK l _Toc426967324 7.4 物體在原質流體中的受

13、力分析 PAGEREF _Toc426967324 h 33 HYPERLINK l _Toc426967325 7.5 物質波的流體動力學起因 PAGEREF _Toc426967325 h 35 HYPERLINK l _Toc426967326 8 原質論時空觀 PAGEREF _Toc426967326 h 37 HYPERLINK l _Toc426967327 8.1 原質論的物質觀 PAGEREF _Toc426967327 h 37 HYPERLINK l _Toc426967328 8.2 原質論的時間觀 PAGEREF _Toc426967328 h 40 HYPERLIN

14、K l _Toc426967329 8.3 原質論的空間觀 PAGEREF _Toc426967329 h 42 HYPERLINK l _Toc426967330 9 物理學基本概念的新定義 PAGEREF _Toc426967330 h 44 HYPERLINK l _Toc426967331 9.1 物理學基本概念的發(fā)展變化 PAGEREF _Toc426967331 h 44 HYPERLINK l _Toc426967332 9.2 靜止質量、運動質量和附加質量 PAGEREF _Toc426967332 h 45 HYPERLINK l _Toc426967333 9.3 物理學基

15、本概念的新定義 PAGEREF _Toc426967333 h 470 引論邁克爾遜(Albert Abraham Michelson)莫雷以太漂移實驗長期以來被物理學界視為以太學說成敗的判決性實驗,實驗的否定結果本身并沒有錯,但是對實驗結果的解讀卻存在一個嚴重的誤解:就是把以太看作是與空氣和水相類似的、由微粒組成的流體,并用類比推理歸納以太的性質,從而演算出矛盾的結果。實際上,以太作為電磁場的載體,屬于流體,但不是由分子或原子組成的普通流體,而是性質(xngzh)極為特殊的連續(xù)流體。因為電磁場是連續(xù)的,根據數學分析的連續(xù)性定義,構成連續(xù)物質的結構單元是無窮小,其極限為零,所以,單個以太的質量

16、和體積都必須為零,以太無論在宏觀上,還是在微觀上都是連續(xù)的,是無限連續(xù)的流體。而空氣和水這樣由質量和體積都不為零的微粒(wil)組成的普通流體在微觀上是不連續(xù)的,在宏觀上被看作是連續(xù)的,這是為了便于對普通流體進行數學分析所做的假設,并非事實,普通流體只是有限連續(xù)。無限連續(xù)流體的性質與有限連續(xù)流體的性質區(qū)別巨大:無限連續(xù)流體因為沒有粒子之間的動能交換,也可以說流體各層次之間的接觸面無限光滑,沒有內摩擦,所以沒有粘性;因為沒有微觀間隙,所以不可壓縮;使用數學分析不需要連續(xù)性假設,推導、演算(yn sun)其結論是演繹推理的真值傳遞等等,這樣的流體被稱為“理想流體”。早在十八世紀,法國物理學家讓勒朗

17、達朗貝爾(DAlembert ,Jean le Rond)就已經證明,任何物體在理想流體中作勻速直線運動或者任何物體在理想流體均勻流中處于相對靜止時所受到的合外力為零,所以,任何物體在以太中做慣性運動與以太的流速毫無關聯(lián),二者的速度互不相關,不可疊加,“以太風”的作用本來就不存在,物理學界在解讀邁克爾遜莫雷以太漂移實驗時錯誤地運用了類比推理。類比推理用于一般性事物之間類比是較為可靠的,用于一般性事物與特殊性事物之間類比時,其結論的正確性是或然的,而不是必然的,物理學界在解讀邁克爾遜莫雷以太漂移實驗時留下了巨大的邏輯漏洞,否定以太的存在沒有任何實驗證據。但是,以太作為電磁場的載體,其力學模型模糊

18、,在哲學和物理學中的作用和意義有限,并且其名不正,言不順,所以應該舍棄。本文根據正負電子對的湮滅和產生現象提出了原質公設,全文采用公理化方法,運用演繹推理逐步展開,首先定義了原質和原質流體概念,然后推導出原質、原質流體和原質流體流場的性質,提出了原質公設,建立了真空的動力學數理模型,揭示了電磁現象的動力學實質,證明了電磁波具有縱橫二象性,解釋了物體質量隨運動速度增加而增加的動力學原理和物質波產生的動力學物理過程,提出了嶄新的時空觀,最后對物理學的基本概念進行了重新定義,為統(tǒng)一物理學提供了良好的基礎。1 原質(yun zh)和原質流體的定義1.1 原質(yun zh)的定義定義1 原質是質量為零

19、、體積(包括空間(kngjin)各向線度)為零且密度為常量的物質。即: m = 0 v = 0 = 0原質是體積、質量均無限?。▌討B(tài)表述)的粒子,或者說原質是體積、質量均為零(靜態(tài)表述)的粒子,是一個空間線度各向均為零的質點,一個與幾何學的點和自然數0概念相對應的物質結構概念,是微觀粒子湮滅反應的最終產物,是所有物質形態(tài)分解的最終結果。原質的質量和體積均為零而密度不為零,這個定義并不存在數學矛盾。零是無窮小的極限,兩個無窮小的數值可以相除,只要它們是同階無窮小,其比值必定為常量,因此原質的定義與數學相容。原質使自然數“零”概念和幾何學中的“點”概念具有最基本的現實意義。任何物體或者一個有限的物

20、質系統(tǒng),如果對之進行不斷分解,則其質量和體積均不斷減少,如果對之進行無限分解,則其質量和體積最終均減少到零。原質是物質分解的極限狀態(tài),是一切物質的共同起源,是最原始的物質形態(tài)(這就是原質名稱的由來),是物質結構內部能量絕對為零的極端狀態(tài)。原質不是經典物理學中的抽象質點概念,不是一個理想模型,而是一個實在的、現實的物質結構概念,任何物體或一個有限的物質系統(tǒng),用幾何學平面進行各向無限切割,最終必然得到原質。1.2 原質(yun zh)流體的定義定義2:原質流體是無窮(wqing)多個原質集合形成的致密流體。傳統(tǒng)概念的流體指分子、原子、離子、基本粒子等微觀(wigun)粒子集合形成的液體、氣體或等離

21、子體,粒子之間的相對位置不固定,具有流動性等一系列力學性質。傳統(tǒng)概念的流體具有宏觀上的相對連續(xù)性和微觀上的不連續(xù)性,從這個基本性質派生出一系列流體力學性質,例如粘性、可壓縮性、物體在流場中相對運動的阻力等等。事實上,傳統(tǒng)概念的流體因為具有微觀上的不連續(xù)性,只能屬于宏觀意義上的流體,在微觀上不屬于流體。人們習慣把任何流體都想象成類似水、空氣等化學分子組成的液體或氣體,認為所有的流體必定具備某些常識性的力學性質,并且憑經驗把這些性質錯誤地運用于某些微觀物理現象的研究,例如研究光波的傳播,這不是理性的邏輯思維。在經典物理學中,曾經設想真空中存在一種名叫“以太”的流體,并認為以太是光波的傳播媒質。以太

22、這種流體顯然與傳統(tǒng)概念的流體不同,因為以太的構成單元不是基于分子、原子、基本粒子等已知的微觀粒子,而應該由更小的微粒組成的,至于這種微粒屬于物質結構哪個層次,微粒的體積小到什么程度,以當時的物質結構知識根本無法論斷,只是憑著力學常識中的感性認識,給“以太”拼湊了一大堆互不相干、沒有邏輯聯(lián)系的性質,結果產生了不可調和的矛盾。拼湊“以太”的性質造成了“以太”理論體系松散而不嚴密的結構,這是“以太”學說最終失敗的首要原因。“以太”學說失敗的次要原因是“以太”在物質結構理論中沒有地位,它太神秘,沒有人能夠確定“以太”的物質結構層次,并據此建立嚴密的“以太”數理力學模型,進而推導其力學性質,把握它的特性

23、,只好把“以太”與生活常識中的空氣和水做比較,運用不完全歸納法和類比推理思維方法進行理論研究,這種邏輯思維方式只能提供可能性,缺少必然性,其結論自然不能形成和諧統(tǒng)一的理論。例如,為了減少“以太”對物體相對運動的阻力,它被設想成極為稀薄的氣體,但是卻要傳遞極為強大的能量密度和傳播速度極大的光波,種種特性不可兼得?!耙蕴?y ti)”學說失敗的第三個原因是人們對光波的認識不夠(bgu)深入,至今仍然有人片面地認為光波是單純的橫波,于是 “以太(y ti)” 在屬于固體還是流體問題上發(fā)生了不可調和的矛盾。其實光波是縱橫二象波(詳見下文6“電磁波的縱橫二象性”論述),光波是誘導波,并不是依靠媒質的彈性

24、傳播的彈性波。這里定義的原質流體是由體積、質量均無限?。▌討B(tài)表述)的個體原質構成的流體,這不是由粒子構成的流體,或者說是體積、質量均為零(靜態(tài)表述)的粒子構成的流體,原質流體不僅在宏觀上連續(xù),在微觀上也連續(xù),具備數學意義上的絕對連續(xù)性,是一種極端的流體,其力學性質與傳統(tǒng)概念的流體存在巨大的差異,除了其最基本的性質連續(xù)性需要定義以外,其它的力學性質可以用公理化方法,通過演繹推理推導出來,而不是由歸納推理總結出來,因此原質流體的性質(詳見下文2“原質和原質流體的性質”論述)不存在相互矛盾,是完全和諧統(tǒng)一的。原質論認為:真空本身就是一種物質形態(tài),真空是原質流體,真空中的各種場是原質流體運動的物理量在

25、空間上的分布(詳見下文5“電磁現象的動力學實質” ),原質流體是真空中各種場的載體,是電磁波的傳播媒質。由于原質流體的性質極其特殊,人們至今沒有認識到它的存在,特別是狹義相對論和量子論創(chuàng)立之后,物理學在否定“以太”模型的同時,做了不必要、過多的否定,把真空中存在物質的可能性也一同否定了,從此物理學界基本上停止了對真空中是否存在實體物質的研究,并且把物質運動的物理量“場”當作物質本身,混淆了物質與物質屬性的邏輯關系,并使物質概念陷入了混亂,缺失了統(tǒng)一性。事實上,基本粒子的湮滅反應早就證實:物質結構不能只有粒子概念,物質結構除了以不連續(xù)的粒子形態(tài)存在之外,還以連續(xù)的流體形態(tài)存在著,物質結構是可以無

26、限細分的,就像自然數可以分解為小數、無窮小數一樣,或者說,存在著質量和體積均為零的“粒子” ,一種與幾何學中“點”概念和數學分析中“無窮小”概念相對應的物質形態(tài),這種形態(tài)是物質演化的起點,是原始形態(tài)的物質,所以定義為“原質”。用原質論的理論體系去解釋物理學的各種現象和規(guī)律,邏輯上非常簡潔、統(tǒng)一,不僅可以(ky)排除“以太(y ti)”假說中的一切矛盾(modn),而且使物理學各種理論變得完全和諧統(tǒng)一起來?!霸|”概念的引入使物質結構理論變得完善,使物理學具有數學一樣堅實、統(tǒng)一的基礎。2 原質和原質流體的性質2.1 原質的性質原質和原質流體都是極端的物質形態(tài),因此,其各種性質也普遍具有“零”和“

27、最”的特征。原質和原質流體的各種性質并不像以太學說那樣憑經驗歸納總結、拼湊而得到,而是根據原質和原質流體的定義,通過演繹推理推導出來的、和諧統(tǒng)一的理論體系,推導過程如下:2.1.1 性質1原質是不可分割的物質。即:0/n 0 (n 0)證明:因為原質的質量和體積均為零,單個原質空間線度各向為零,即不占有空間,是沒有結構的物質,所以,原質是不可分割的物質,或者說,對原質進行分割沒有意義。物質結構就是物質系統(tǒng)的各種物理量在空間上的分布。分割物質就是分割物質的結構,原質的空間線度各向為零,是最原始、最簡單的物質結構,簡單到沒有結構,所以原質是不可分割的物質,或者說,原質是物質分割的終極狀態(tài)。物質的終

28、極結構(jigu)就是沒有結構,這種現象在數學上叫做無窮小的極限是零;在哲學上稱為物極必反。2.1.2 性質(xngzh)2原質(yun zh)不可能具有動能和動量。 即: Ek 0 P 0證明:根據動能和動量定義的數學表達式,原質的質量和運動速度只要有一項為零,則原質的動能和動量為零,因為原質沒有質量,所以原質的動能和動量恒定為零。原質的這個重要性質說明:原質與物體或粒子相互作用時,不會發(fā)生動能和動量交換,原質不會消耗物體或粒子的動能和動量,原質對物體或粒子的運動不構成任何阻力。2.1.3 性質3原質能夠滲透一切物體。即:0 d證明:因為單個原質的體積為零,而一切物體均由微觀粒子構成,均具有

29、微觀間隙d,所以原質能夠穿透物體的間隙,滲透一切物體。這個性質決定了任何物體均不可以作為原質流體的邊界或容器。原質的性質可以根據其定義及以上性質進一步地不斷推演,這里只列舉原質的3個基本性質。2.2 原質流體的性質2.2.1 性質1原質流體是絕對連續(xù)的流體。即: Div U 0證明:根據原質和原質流體的定義,原質流體是由無窮小的粒子組成,并且沒有微觀間隙,所以原質流體是絕對連續(xù)的流體。由質量和體積不為零的微觀粒子組成的流體因微觀上不連續(xù),在運用數學方法進行研究時,需要連續(xù)性假設,邏輯思維屬于類比推理和不完全歸納推理,沒有必然性,故求解的結果只能是可能正確或近似正確,甚至荒謬,其結論必須用實驗驗

30、證。原質流體的絕對連續(xù)性是其區(qū)別于一切由微觀粒子組成的流體的根本性質,這個(zh ge)性質決定了對原質流體進行數學分析根本不需要連續(xù)性假設,運用數學分析方法對原質流體的分析所得結論是必然性的演繹推理。原質流體從宏觀到微觀都是真實的、絕對連續(xù)的流體。2.2.2 性質(xngzh)2原質流體是密度(md)最大的物質。即: 0 max證明:因為原質流體是絕對連續(xù)的流體,說明原質流體內部致密而沒有任何微觀間隙,所以原質流體的密度是一切物質密度的極限,是密度最大的物質。物質密度的大小取決于其內部結構的間隙,包括各個物質結構層次的間隙,間隙越小,密度越大,如果把所有的間隙均排除掉,則物質的密度達到極大值

31、。任何宏觀物體,只要壓縮到物體內部的原子結構被破壞,構成物體的基本粒子全部緊挨在一起,它們之間的密度差異會很小,實驗也證明了基本粒子的密度差異很小,之所以差異小,而不是無差異,是因為基本粒子不是最小的物質結構單元,其內部仍然存在少量間隙。對比一下以太假說,因為以太沒有嚴密的數理模型,沒有定量分析,所以以太被設計成“及其稀薄的氣體”,而原質流體的密度(為什么用真空中的磁導率符號0表示,而不用密度符號0表示,詳見下文第5部分)是一切物質的密度之最,其密度大于核子的密度。2.2.3 性質3原質流體是沒有溫度的流體。即: T 0證明:因為溫度是物質結構中的微粒運動平均動能的統(tǒng)計結果,構成原質流體的原質

32、沒有動能和動量,所以原質流體恒定沒有溫度,也不存在冷收縮和熱膨脹。2.2.4 性質(xngzh)4原質流體(lit)不可壓縮和膨脹。即: 0證明(zhngmng):因為原質流體沒有內部間隙,所以原質流體是不可壓縮的。根據原質流體的定義和原質沒有溫度的性質,原質流體沒有熱膨脹;根據原質流體的邊界條件(詳見下文4 )原質流體整體不可膨脹,假定其局部空間內膨脹則需要壓縮其它局部空間的原質流體,但是原質流體不可壓縮,所以原質流體既不可壓縮,也不可膨脹。氣體容易被壓縮,是由于氣體分子間的間距大,液體比較難以被壓縮,是由于液體分子之間間距較小。如果流體內部從宏觀到微觀完全沒有間隙,就不可能被壓縮。2.2.

33、5 性質5原質流體是無限均勻的流體。即: 0證明:因為原質流體不可壓縮和膨脹,其密度永遠保持為原質的密度,原質內部沒有間隙,原質流體的密度在空間分布點點相同,所以,原質流體是無限均勻的流體,即從宏觀到微觀都是均勻的流體。單一種類的粒子構成的流體在沒有外力作用時,密度相對均勻,這只是宏觀意義上的均勻,在微觀上,粒子位置的不均勻分布及粒子內部物質結構密度的不均勻性使由粒子構成的流體只能具有宏觀意義上的均勻性,是有限均勻,而數學分析的條件是無限均勻,要求流體均勻性不受限制,否則就需要對流體進行均勻性假設。只有原質流體的均勻程度才能達到從宏觀到微觀的絕對均勻性,才能完全符合對流體進行數學分析時所必備的

34、均勻性條件。2.2.6 性質6原質流體是沒有粘性的流體。即: 0證明:因為流體粘性的起因是流體的內摩擦,即層流面之間的摩擦造成各層流體的分子之間動量、動能交換,其最終結果是流體的動能轉化為流體的熱能。因為構成原質流體的粒子是無限小的原質,各層面是無限光滑的幾何曲面,層面之間摩擦系數為零,因此原質流體不存在內摩擦力;原質流體同時不可能產生熱能,所以無論是從原因看,還是(hi shi)從結果看,都證明原質流體是絕對沒有粘性的流體。一般來說,流體粘性的大小取決于構成流體的粒子體積的大小和形狀(球對稱性),大分子構成的流體其粘性比小分子構成的流體粘性大。溫度降低,流體的粘性增大,可以看成(kn chn

35、)溫度降低時流體中的分子結合成團,構成更大的粒子,所以粘性增大。反之,構成流體的粒子體積越小,流體的粘性就越?。粯嫵闪黧w的粒子小到體積為零,粘性就會完全消失。構成(guchng)原質流體的原質既沒有體積,也沒有形狀,因此原質流體沒有粘性。2.2.7 性質7原質流體不可能傳遞熱運動。即: C 證明:因為原質沒有動能和動量,所以原質流體不可能傳遞熱運動。流體傳遞熱運動是通過構成流體的粒子與熱源的粒子交換動能來傳遞熱運動的,這里不可將熱傳遞與熱輻射相混淆,原質流體可以傳遞熱輻射。2.2.8 性質8原質流體不可傳播機械波。證明:機械波是通過媒質中的粒子振動動能與勢能相互轉化傳遞能量的,原質流體中沒有粒

36、子,因此也沒有粒子的動能與勢能,所以原質流體不可傳播機械波。2.2.9 性質9原質流體無源無匯。即: Div U 0證明:原質流體能夠滲透一切物體,所以原質流體與粒子構成的流體不同,沒有任何物體能夠作為原質流體的邊界或者容器,原質流體既沒有外邊界,也沒有任何固體材料可以充當其內邊界,其外邊界是共同的,流場是唯一的,不存在多個流場,故原質流體既不存在流出一個流場的源,又不存在流入另一個流場的匯。并且原質流體也不能通過膨脹和收縮形成局部的源和匯,所以原質流體不存在源和匯。原質流體的性質可以根據(gnj)原質和原質流體的定義及其以上的性質做進一步推論,比如根據原質流體流場沒有(mi yu)源和匯這一

37、性質(xngzh)推出,原質流體的局部流動只能是環(huán)流,流場是有旋場。這里只列舉原質流體的9個基本性質。在上文的公式中使用恒等于符號是由于其數學方程式永恒成立,不需要任何前提條件。3 原質公設3.1 原質公設 原質公設: 原質存在于一切空間。原質公設的意思是:宇宙中的任何空間,包括實物所占據的空間(非真空)和沒有被實物占據的真空都充滿了原質,沒有一點空間例外。換言之,實物和真空都是由原質構成的,而虛空是宇宙中根本不存在的虛幻概念。實物分解的極限是原質,原質吸收能量和信息后演化為實物,原質是物質演化的起點,原質是零能態(tài)的物質。空間概念應當通過物質概念來定義,原質論的空間定義為物質存在的范圍,真空是

38、原質存在的范圍,非真空是原質流體的演化物(實物)存在的范圍,宇宙中沒有任何一個點(無限小的空間)不存在實體物質?!霸|公設”絕對不是“以太假說”的翻版,二者的區(qū)別在于:“原質公設”提出的目的是為了完善物質結構理論,不像“以太假說”單純是為了給光波設定傳播媒質或給超距作用設定介質;“原質(yun zh)公設”中的“原質(yun zh)”有嚴格的定義(dngy)和精確的數理模型,“以太假說”中的“以太”沒有嚴格的定義和精確的數理模型;“原質公設”針對一切空間,包括真空和非真空,即針對一切物質形態(tài),“以太假說”只針對真空,“以太”沒有物質結構地位;“原質公設”從一條假設出發(fā),使用具有必然性的演繹推理

39、發(fā)展整個和諧統(tǒng)一的理論體系,“以太假說”僅憑各種經驗,使用或然性的類比推理歸納拼湊一堆相互沖突的條款;“原質公設”中的“原質”概念與代數中的“零”及幾何中的“點”概念相對應,具備完全的理性思維和定量分析的數學基礎,“以太假說”中的“以太”沒有數學基礎,只能用非理性的感性經驗進行粗俗地類比。這里并非說類比推理對科學認識毫無作用,實際上本文也經常運用比喻,只是說類比推理的結論僅僅具有可能性,不具備必然性,特別是拿普通事物與特殊事物、極端事物進行類比時,由于“物極必反”的道理,出錯的概率極大,例如“以太風”問題:如果單個“以太”小到極點,小到零點,小到微觀連續(xù),則“以太”性質發(fā)生根本性變化,“以太風

40、”的阻力完全消失,就像溫度下降到一定程度時發(fā)生“超導”現象一樣,“以太風”對其中運動的物質不構成任何影響。同理,如果一條河中流淌的不是水,而是不可壓縮理想流體(微觀連續(xù)、無粘性),則渡船(假想船殼致密,否則會發(fā)生滲漏而沉沒)的運動與河流中的理想流體的流速毫無關聯(lián),速度矢量合成不能用于“以太風”中的物體運動。當類比推理的結論與演繹推理的結論相矛盾的時候,必須放棄類比推理的結論?!耙蕴僬f”和人們對“邁克爾遜莫雷實驗” 結果的解讀運用了大量的類比推理,對于地位和性質都非常極端的“以太”來說,很容易犯經驗主義錯誤,智者宜早醒悟。 3.2 原質公設的意義3.2.1 原質公設是物理學統(tǒng)一的基礎。物理學是

41、研究(ynji)物質結構和物質運動的科學。要統(tǒng)一物理學,先要統(tǒng)一物質概念。但是在原質論之前,沒有發(fā)現任何人給物質概念下過實質性的定義。列舉現象所描述的概念是膚淺的,不能深刻地揭示物質概念的根本內涵。在近代物理學中,物質被人為地分為實物和場兩大類,每一類(y li)又各有許多種,沒有統(tǒng)一性。如果(rgu)原質公設正確,則有推論:(1)所有的實物都是原質流體的演化狀態(tài); (2)所有的場都是原質流體流場的物理量在空間上的分布和時間上的運動;(3)所有的物理學理論都歸結于動力學,所有的物理量量綱只需要三個根本物理量量綱構成:質量、空間、時間。原質公設可以排除以太假說中的一切看似不可調和的矛盾,使物理學

42、的基本理論獲得根本上的統(tǒng)一,并且提供了三個可能性:(1)光速不變性是原質流體波動方程的解;(2)微觀粒子的波粒二象性是微觀粒子與原質流體相互作用的流體動力學結果;(3)微觀粒子的內部結構可通過求解原質流體的流體動力學方程獲得。3.2.2 原質公設是物質統(tǒng)一性的根本表現自然哲學的最基本原理之一是物質的統(tǒng)一性。在物理學中,物質的統(tǒng)一性具體表現在兩個方面:第一,無論物質存在的形態(tài)如何,構成物質的根本因素是完全同樣的,不因時間、空間的改變而改變。第二,無論物質存在的形態(tài)如何,物質的運動根本規(guī)律是完全相同的,不因時間、空間的改變而改變。自然哲學(z rn zh xu)的物質統(tǒng)一性原理是個抽象的概念,原質

43、論將這個概念具體化為物理學表述。這個表述說明,不管是哪個物質結構層次,只要其形態(tài)不是唯一的,則這個物質結構層次不是物質結構的終極層次。3.2.3 原質公設是原質論公理化形式(xngsh)的必要條件。任何一個完整、嚴密的科學理論體系都應當使用公理化方法建立,就是從盡可能少的原始概念(必須有實質性的、完整的定義)和不加證明的、無法否認的、盡可能少的原始命題(即公理、公設)出發(fā),按照具有必然性的推理邏輯規(guī)則推導出其他命題,建立起一個演繹(yny)系統(tǒng)的方法。演繹系統(tǒng)的優(yōu)越性在于:演繹推理的邏輯思維方法推導出必然性結果,內部結構和諧統(tǒng)一,適用范圍廣延;不完全歸納推理(事物往往是無窮的,通常難以完全歸納

44、)和類比推理的邏輯思維方法只能推導出可能性結果,適用范圍較為狹窄。原質論是用公理化方法建立理論體系,原質論只是在經典物理學中新增加一條公設,其余的邏輯支點全在于物理學中的基本事實和定律,原質論不否定任何物理學基本事實和定律,但是要改變物理學基本概念的定義,改變物理學的時空觀。4 原質流體流場定義3:原質流體流場是指原質以流體狀態(tài)存在和運動時所占據的空間。根據原質公設,原質流體存在的方式有兩種:流體狀態(tài)和演化成實物粒子的狀態(tài)。實物粒子的狀態(tài)是原質流體吸收能量和信息后形成的自相封閉的流動系統(tǒng),例如環(huán)形渦管等。4.1 原質流體流場的邊界條件定理:原質流體流場的外邊界為整個宇宙,內邊界是至密的基本粒子

45、表面。證明:根據原質公設和原質能夠滲透任何物體的性質,原質流體流場的外邊界(binji)只能是整個宇宙,內邊界只能是至密的基本粒子表面。氣體、液體等常見流體由分子(嚴格來說還有離子、質子、電子)構成,由于分子不能穿透許多種固體材料,并且總量有限,所以分子流體存在各種各樣的容器和邊界,液體還可以存在自由液面邊界及異重流邊界。但是原質(yun zh)流體的邊界不可能是任何固體材料的表面,因為原質是空間線度無限小的粒子,任何宏觀物體或者原子都會被原質滲透,所以由微觀粒子構成的任何物體均不能成為原質流體流場的邊界。推論1: 原質流體流場具有唯一性,不存在多個(du )流場之間相互流入或流出的源和匯。證

46、明: 根據原質公設和原質的滲透性質,宇宙中的原質流體流場是全連通的一個不可分隔的整體,不可能被任何材料或力場分割。推論2: 原質流體局部流動只能是環(huán)流運動,原質流體局部流動的速度場是有旋場。證明:因為原質流體流場是唯一的,原質流體不可壓縮和膨脹,并且無源無匯,所以原質流體流體只能做環(huán)流流動,不可能做往復振動和單向流動。數學上可用連續(xù)方程 Div U 0證明,以三維直角坐標系為例:連續(xù)方程 Div U 0在三維直角坐標系的方程表達式為: 顯然其中三項變量中,至少兩個變量不同時為零,否則第三個變量也必須為零,局部流動就不可發(fā)生。原質流體流場的性質在數學的場論中已有相關論述,這里不再詳述。值得提醒的

47、是:場論在原質論之前只能作為一種數學抽象,在原質論中,數學場論(設原質流體密度為單位1)所描述的對象是原質流體真實流場,排除人為設置的邊界條件,歐幾里德幾何學和解析幾何本身就是對原質及原質流體的直接描述。推論(tuln)3:原質流體沒有自由表面,也不存在表面波。證明:流體(lit)的表面波只能存在于液體的自由表面,根據推論1,原質流體沒有自由表面,所以原質流體不存在表面波。原質流體(lit)流場的性質可以根據原質公設及以上性質和推論不斷地推演下去,這里不做多述。4.2 原質流體流場中的物體定理:原質流體流場中的物體不存在壓力和浮力。即: FP 0 FB 0證明:因為原質能夠滲透任何物體,能夠充

48、滿物體內部(包括原子內部)的任何微觀間隙,原質流體流場中的物體永遠保持內外壓力平衡,所以原質流體流場中的物體不存在任何壓力;根據原質公設,一切粒子均由原質流體演化而成,并且原質流體不可壓縮和膨脹,原質流體演化成粒子后的密度不可改變,仍然是原質流體的密度,故粒子內部的密度與原質流體的密度相同,原質流體流場中的物體(被滲透后是粒子的組合體)不存在浮力。推論:物體與原質流體處于相對靜止狀態(tài)時,不可能通過力學方法測量原質流體的壓力,這就是說原質流體的靜壓力(絕對壓力)不可測量,或者說,原質流體的靜壓力沒有物理意義。4.3 物體在原質流體流場中的慣性運動上文2論述了原質與物體不發(fā)生能量、動量交換,所以有

49、限個原質對物體運動沒有任何阻力,那么原質流體是單個原質的三階無窮大(線是點的一階無窮大;面是點的二階無窮大;體是點的三階無窮大),是否對物體運動產生阻力呢?運用流體動力學方法可以證明:定理:任何(rnh)物體在原質流體流場中做慣性運動時所受到的合力恒為零。即: f 0 證明:原質流體具有絕對無粘、不可壓縮、連續(xù)、均勻性質(xngzh),并且原質流體流場具有無邊際、無源、無匯的性質,這樣的流場中流體運動滿足數學分析條件和流速矢量疊加條件。在上述流場中,當一個致密的嚴格幾何上的球體勻速直線運動時,根據流體動力學求解得到:球體外圍流體的流速分布相對于球體運動參照系總是前后對稱的,并且對球體運動速度方

50、向的中心軸對稱(詳見下文7.4),根據伯努利(Bernoulli)方程,球體所受到流體的動壓力(相對壓力)具有同樣(tngyng)的對稱性,其各向合外力恒等于零。進一步講,任何形狀的物體可以分解為直徑不同的球體之和,即任何形狀的物體都可以看作是許多個球體的疊加體,所以任何形狀的物體在原質流體流場中做慣性運動所受到的各向合力為零。任何形狀的物體在不可壓縮、無粘、連續(xù)、均勻的流體中(流場無外邊界、無源、無匯)做慣性運動所受到的合力為零,既無縱向阻力,又無橫向升力,這個現象稱為“達朗貝爾佯謬(DAlembert paradox)”(也有稱為“達朗伯佯謬”或“達朗伯疑難”)。之所以稱為佯謬,是因為這種

51、現象看似與生活常識相矛盾,但是在一定條件下成立?!斑_朗貝爾佯謬”成立需要流體和流場都具備嚴格的條件,任何分子構成的流體均不具備這個條件。在原質論之前,“達朗貝爾佯謬”只能在想象的理想狀態(tài)下成立,但是在原質論中,原質流體和流場的性質完全滿足這個佯謬成立的條件,使之具備現實意義。在生活中,空氣形成的風和水流都是有阻力的,這是由于它們具有粘性,并且流體微觀不連續(xù)、不均勻,流場也有限等原因造成了流體的阻力,物體及流場的不對稱性還造成物體對流體相對運動時產生升力。在以太學說中,以太風的阻力是長期困擾以太性質的一個尖銳問題,那是由于以太學說沒有建立以太的精確數理模型,無法區(qū)分以太與分子構成流體(lit)的

52、性質之間的根本區(qū)別。推論(tuln):物體與原質流體相對慣性運動時,不可能通過力學方法測量原質流體的速度。所以原質流體的絕對流速沒有任何物理意義。證明(zhngmng):因為物體與原質流體相對慣性運動時,無論速度大小,物體受到的各向合外力、靜壓力及浮力均恒為零,速度的定義本身具有相對性,原質流體的均勻流過物體與物體在原質流體中慣性運動是等效的,無論哪種情況均不產生力學效應,所以不可能通過力學方法測量原質流體的速度。在分子流體中,物體受到各種各樣的作用力,這些作用力對于原質流體這樣特殊的流體是不存在的,不僅物體與原質流體相對慣性運動時速度不能通過動力學方法測量,通過電磁學方法或者光學方法也不能夠

53、測量原質流體的速度,因為電磁學的實質就是原質流體的流體動力學(詳見下文5“電磁現象的動力學實質” )。力就是物質運動時發(fā)生相互作用的強度,因此,物理學的所有課題都是研究物質運動時發(fā)生的相互作用,最終都要歸結于力學,力學方法根本辦不到的事情,物理學的其他方法也辦不到。4.4 物體在原質流體流場中運動的伴流物體在流體中運動時,物體周圍流體受到物體運動的影響而產生追隨物體運動的流動現象稱為伴流。在分子構成的流體中,伴流由摩擦伴流、勢伴流和興波伴流三部分組成,其中摩擦伴流是伴流的主要成分。定理:物體在原質流體流場中做慣性運動的伴流只存在勢伴流。證明:因為伴流是由摩擦伴流、勢伴流和興波伴流三個部分組成的

54、,摩擦伴流是流體的粘性引起的,勢伴流是物體的體積排流引起的,興波只存在于流體的自由液面。原質流體沒有粘性,不存在摩擦伴流;原質流體沒有自由液面,不存在表面波,不存在興波伴流,所以物體在原質流體流場中做慣性運動的伴流只存在勢伴流。物體在原質流體(lit)流場中運動時,盡管原質流體的密度極大,但是由于物體被原質流體滲透后,剩下的有效排流體積很小,比物體壓縮到核密度時的體積還小,體積排流引起的伴流強度比想象的要小得多,并且有:定理(dngl):物體在原質流體流場中做慣性運動時的勢伴流強度與物體的質量成正比,而與物體的體積無關。證明:根據原質的滲透性質,物體在原質流體流場中做慣性運動時的體積(tj)不

55、是有效排流體積,所以勢伴流強度與物體的體積無關。根據原質公設,物體內部間隙被完全排除后的有效體積內的物質密度與原質流體密度相同(均為極大值),所以物體的有效排流體積與其質量成正比,而物體的勢伴流強度與其有效排流體積成正比,因此物體勢伴流的強度與物體的質量成正比。原質、原質流體和原質流體流場均與分子構成的氣體、液體及其流場具有許多不同的性質,在分子流體中存在的性質未必在原質流體中存在;在原質流體中存在的性質,在分子流體中也未必存在,因此在將原質流體與分子構成的氣體、液體進行類比推理時,不能忽略原質流體的特殊性,一定要看二者是否具備相同的物理條件,不能只憑生活經驗去做判斷,原質論需要嚴密的、理性的

56、邏輯思維??諝馑搅鲃有纬傻娘L與“以太風”、“原質風”不能簡單地類比,從以上分析看出,原質流體不會被物體拖動,“原質風”(即均勻流動的原質流體流場)也不可能被觀測到。4.5 物體在原質流體流場中的非慣性運動物體在原質流體流場中的非慣性運動,涉及很復雜的數學問題,筆者缺乏深入研究,筆者僅僅解決原質論的基礎問題。物體在原質流體(lit)流場中的非慣性運動正是原質論發(fā)展的重要課題,原質流體的流體動力學發(fā)展前景廣闊,是研究微觀粒子的產生與湮滅的有效途徑,流體動力學將會上升為物理學的前沿學科。5 電磁(dinc)現象的動力學實質電磁(dinc)是 HYPERLINK /view/35675.htm t

57、_blank 物質所表現的電性和 HYPERLINK /view/141115.htm t _blank 磁性的統(tǒng)稱。那么,電性和 HYPERLINK /view/141115.htm t _blank 磁性的實質是什么?也就是問:物質的電性和磁性產生的根源是什么?對于這個問題,根據原質公設,可以用動力學的概念和原理對電磁現象進行深刻而又簡明的解釋。5.1 電磁現象與動力學現象的同一性發(fā)生物理作用的雙方必須具備相同的實質才可以發(fā)生相互作用,不同的只是物理作用雙方所表現的形式。既然電和 HYPERLINK /view/141115.htm t _blank 磁都能夠產生動力學效應,那么電和 HY

58、PERLINK /view/141115.htm t _blank 磁現象本身就必定具備動力學實質,必定是某個物質結構層次的物質運動的動力學現象。實際上,理想流體動力學與電磁學之間存在許多相對應的概念、相似的現象、相似的物理過程,物理定律具有相同的數學表達方程式,這種現象不是偶然的巧合,而是深刻地反應了理想流體動力學與電磁學所描述的是同一類自然現象的物理過程,揭示的是同一類型的物質運動根本規(guī)律。在物理學史上,電磁學與流體動力學相互借鑒而發(fā)展,不過由于分子構成的流體的性質與電磁學描述的“以太”性質存在巨大差異,相互借鑒的范圍很小,但是理想流體的性質與“以太”的性質非常接近,可是由于理想流體動力學

59、的研究目的僅僅是為了研究分子流體服務,甚至有人懷疑這門學說只是一種脫離真實分子流體的數學游戲,是沒有物理意義的研究,所以理想流體動力學的發(fā)展至今還很不成熟,這種現狀使理想流體的動力學的概念與電磁學概念不能一一對應,使人們難以確認真空的理想流體動力學模型。原質公設給出了真空原質流體(lit)動力學模型,并有:定理:在真空中存在(cnzi)的任何物理場都是以原質流體為載體的物理量場。證明:根據原質公設,真空是原質流體流場,而原質是沒有種類分別的,只有唯一的一種(y zhn),并且原質流體是致密的,排除了真空中其它物質形態(tài)的存在,因此,在真空中存在的任何物理場都是以原質流體為載體的物理量場。推論:電

60、磁場是原質流體存在和運動的物理量場,而不是一種的物質。證明:物質的最根本特性是占有空間,占有即排除其它的物質同時占據同一空間,電磁物理場不具備這個特性,所以電磁物理場不是物質,只能是物質的屬性,只有具有質量量綱才能夠稱為物質。物理場有標量場和失量場,如果場是物質,那么物質就有標量物質和矢量物質,物質概念又如何定義呢,正負相消是否物質滅失?有一種說法:因為電磁波具有能量,所以電磁波是物質,那么聲波也具有能量,聲波是不是物質?物質與物質的能量是兩個互相關聯(lián)而又根本不同的邏輯概念。5.2 電磁概念的動力學物理意義根據理想流體動力學與電磁學之間存在的相對應的概念、相似的現象、相似的物理過程,相同的物理

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