理論力學(xué)的底層邏輯之二

理論力學(xué)的底層邏輯之二

胡良，HuLiang

摘要：理論力學(xué)包括靜力學(xué)（靜力學(xué)公理，物體的受力分析，平面力，空間力系及摩擦等），

運動學(xué)（點的運動學(xué)，剛體的簡單運動，點的合成運動及剛體的平面運動等）和動力學(xué)（含質(zhì)

點動力學(xué)的基本方程，動量定理，動量矩定理，動能定理，達朗貝爾原理及虛位移原理等）。

宇宙天體的質(zhì)量是一個重要的物理學(xué)量，當(dāng)小質(zhì)量天體遇到大質(zhì)量天體的時，就只能處于

從屬地位。麥克斯韋方程組在洛倫茲變換之下，是保持協(xié)變的。但是，麥克斯韋方程組在伽

利略變換之下，卻是非協(xié)變的。

萬有引力常數(shù)是萬有引力的核心邏輯；最大的信號速度（真空中的光速）是相對論的核心

邏輯；而普朗克常數(shù)則是量子力學(xué)的核心邏輯。

關(guān)鍵詞：動量定理，動量矩定理，動能定理，天體，質(zhì)量，萬有引力，協(xié)變性原理，坐標(biāo)變

換，波粒二象性，萬有引力常數(shù)，卡文迪許扭秤，測量，光子，電子，質(zhì)量，能量，動量，

相對論，量子力學(xué)，電磁學(xué)，普朗克常數(shù)

第五部分內(nèi)容，相對論的真實內(nèi)涵

Thecontentofthefifthpart,therealconnotationofthetheoryofrelativity

1,狹義相對論的兩條原理

狹義相對論的兩條原理，可表達為：

第一條，相對性原理

物理體系的狀態(tài)據(jù)以變化的定律，同表達這些狀態(tài)變化時，所參照的坐標(biāo)系究竟是用兩個

在相互勻速移動著的坐標(biāo)系中的哪一個并無關(guān)系。

第二條，光速不變原理

任何光子在靜止的坐標(biāo)系中都以確定的速度（光速）運動著，而不管該光了是從靜止的（或

運動的）物體發(fā)射出來的。

1.Twoprinciplesofspecialrelativity

Thetwoprinciplesofspecialrelativitycanbeexpressedas:

Thefirst,theprincipleofrelativity

Thelawsaccordingtowhichthestatesofaphysicalsystemchangehavenothing

todowithwhichofthetwocoordinatesystemsthataremovingatauniformspeed

toeachotherisusedinthecoordinatesystemtowhichthesestatechangesare

expressed.

Second,theprincipleofconstantspeedoflight

Anyphotonmovesatadefinitespeed（thespeedoflight）inastationarycoordinate

system,regardlessofwhetherthelightisemittedfromastationary（ormoving）

object.

換句話說，

狹義相對論的兩條原理也可表達為，

第一條，相對性原理，

在所有的慣性系中，物理學(xué)定理都具有相同的數(shù)學(xué)形式；或者說，所有的慣性系都是等價

的。

第二條，光速不變原理

在所若的慣性系中，光在真空中的傳播速度都是光速；光在真空中的傳播速度與光源（或

觀測者）的運動狀態(tài)無關(guān)。

inotherwords,

Thetwoprinciplesofspecialrelativitycanalsobeexpressedas,

Thefirst,theprincipleofrelativity,

Inallinertialframes,thetheoremsofphysicshavethesamemathematicalform;

inotherwords,allinertialframesareequivalent.

Second,theprincipleofconstantspeedoflight

Inallinertialsystems,thespeedoflightinavacuumisthespeedoflight;the

speedoflightinavacuumisindependentofthestateofmotionofthelightsource

(orobserver).

2,閔氏空間

閔可夫斯基空間(閔氏空間)的平坦空間(假設(shè)沒有重力，曲率為零的空間)的概念及表示

為特殊距離量的幾何學(xué)與狹義相對論的要求相一致。

將時間(t)乘以一個因子(ic),光速(c)是一個具有速度量綱的常數(shù)；那么，ict就

具有長度的量綱(數(shù)值是虛數(shù))o

顯然，ict是與三維空間的三個坐標(biāo)相并列的第四維度；然后，規(guī)定在坐標(biāo)變換(就是從一

個慣性系變換到另一個慣性系)時，變換矩陣必須是正交的(例如，洛侖茲變換)。

值得注意的是，閔可夫斯基空間不同于牛頓力學(xué)的平坦空間。在閔可夫斯基空間中，只具

有信號速度，不存在相對速度。而在，牛頓力學(xué)的平坦空間，存在相對速度(與參考系有關(guān))。

2.Min'sspace

Theconceptofaflatspace(aspacewithzerocurvature,assumingnogravity)and

ageometryexpressedasaspecialdistancequantityinMinkowskispace(Min'sspace)

areconsistentwiththerequirementsofthespecialtheoryofrelativity.

Multiplytime(t)byafactor(ic),thespeedoflight(c)isaconstantwiththe

dimensionofvelocity;then,icthasthedimensionoflength(thevalueisan

imaginarynumber).

Obviously,ictisthefourthdimensionjuxtaposedwiththethreecoordinatesof

thethree-dimensiona1space;then,itisstipulatedthatwhenthecoordinatesare

transformed(thatis,fromoneinertialframetoanotherinertialframe),the

transformationmatrixmustbeorthogonal(forexample,LuoLenztransform).

ItisworthnotingthatMinkowskispaceisdifferentfromtheflatspaceofNewtonian

mechanics.InMinkowskispace,thereisonlysignalvelocityandnorelativevelocity.

AndintheflatspaceofNewtonianmechanics,thereisrelativevelocity(related

tothereferenceframe).

3相對論的速度本質(zhì)

根據(jù)量子三維常數(shù)理論，

第一條原理

信營速度(荷的運動速度)與參考系無關(guān)，信號速度屬于孤立量子體系的內(nèi)稟屬性。這意

味著，光子相對于任何參考系，其信號速度都是光速。

第二條原理

相對速度與參考系有關(guān)。

第三條原理

宏能物體的信號速度(內(nèi)稟的一維空間速度)小于光速；或者說，宏觀物體的空間荷的速

度(內(nèi)稟的一維空間速度)小于光速。

值得注意的是，信號速度與相對速度是完全不同的概念。信號速度(內(nèi)稟屬性)與參考系

無關(guān)；相對速度與參考系有關(guān)。

Accordingtothequantumthree-dimensionalconstanttheory,

firstprinciple

Thesignalspeed(movementspeedofthecharge)hasnothingtodowiththereferenceframe,

andthesignalspeedbelongstotheintrinsicpropertyoftheisolatedquantumsystem.This

meansthatthesignalspeedofaphotonrelativetoanyframeofreferenceisthespeedoflight.

secondprinciple

Relativespeedisrelatedtotheframeofreference.

Thethirdprinciple

Thesignalvelocity(intrinsicone-dimensionalspacevelocity)ofamacroscopicobjectisless

thanthespeedoflight;inotherwords,thespeedofthespacecharge(intrinsicone-dimensional

spacevelocity)ofamacroscopicobjectislessthanthespeedoflight.

Itisworthnotingthatsignalspeedandrelativespeedarecompletelydifferentconcepts.Signal

velocity(intrinsicproperty)isindependentofthereferenceframe;relativevelocityisrelativeto

thereferenceframe.

顯然，根據(jù)量子三維常數(shù)理論，

狹義相對論將信號速度誤認(rèn)為是相對速度。為了修正狹義相對論的缺陷；狹義相對論增加了

一條假設(shè)，狹義相對論在閔氏空間才成立，廣義相對論的時空也是在閔氏空間才成立。

而在閔氏空間中，只存在有信號速度，而并不存在相對速度。

在閔氏空間中，狹義相對論(廣義相對論)才變得基本正確。

Obviously,accordingtothequantumthree-dimensionalconstanttheory,

Specialrelativitymistooksignalvelocityforrelativevelocity.Inordertocorrectthedefectsofthe

specialtheoryofrelativity;thespecialtheoryofrelativityhasaddedahypothesis,thespecial

theoryofrelativityisonlyestablishedinMin'sspace,andthespace-timeofgeneralrelativityis

alsoestablishedinMin'sspace.

InMin'sspace,thereisonlysignalvelocity,butnorelativevelocity.

InMin'sspace,thespecialtheoryofrelativity(generalrelativity)becomesbasicallycorrect.

這意味著，

對于光子來說，質(zhì)能公式可表達為：

thismeans,

Forphotons,themass-energyformulacanbeexpressedas:

E=m*C2=(Vp*f)*C2；

其中，

C,光子的信號速度(最大的信號速度)，量綱，>[L71)T^(-l)]<o

in,

C,thesignalspeedofphoton(maximumsignalspeed),dimension,>[LA(1)TA(-1)]<.

對于由N個基本粒子組成的孤立量子體系來說，質(zhì)能公式可表達為：

ForanisolatedquantumsystemcomposedofNelementaryparticles,themass-energyformula

canbeexpressedas:

4=*野)=(%*九)*%(2)；

其中，

以，該孤立量子體系的信號速度(小于光速)，量綱，>[L'(1)T7-1)]<?

in,

Vn,thesignalspeedoftheisolatedquantumsystem(lessthanthespeedoflight),

dimension,>[LA(1)TA(-1)]<.

4洛倫茲變換與信號速度

根據(jù)量子三維常數(shù)理論，信號速度是物體的內(nèi)稟屬性，體現(xiàn)為信號速度不變原理；這意味

著，物體的信號速度與任何參照系無關(guān)，信號速度總是具有相同的數(shù)值。

對于物質(zhì)來說，空間及時間并不相互獨立，而是一個統(tǒng)一的時空整體；在不同慣性參照系

之間的變換關(guān)系式類似于洛倫茲變換。

4LorentzTransformandSignalVelocity

Accordingtothequantumthree-dimensionalconstanttheory,thesignalspeedis

theintrinsicpropertyoftheobject(matter),whichisreflectedintheprinciple

ofconstantsignalspeed;thismeansthatthesignalspeedoftheobject(matter)

hasnothingtodowithanyreferenceframe,andthesignalspeedalwayshasthesame

numericalvalue.

Formatter,spaceandtimearenotindependentofeachother,butaunified

space-timewhole;thetransformationrelationshipbetweendifferentinertial

referencesystemsissimilartotheLorentztransformation.

可表達為：Itcanbeexpressedas:

/x-v*t

Wi；

I-吧

J噌

y/=y;

z/—z;

2)

t/_t-[P/^]x.

I,5(2)'

其中，

x,y,z,t,分別是慣性坐標(biāo)系(￡)下的坐標(biāo)及時間：

x/,y/,z/,M,分別是慣性坐標(biāo)系(W)的坐標(biāo)及時間；

V,是慣性坐標(biāo)系(E)相對于慣性坐標(biāo)系(沙)的運動速度，方向沿x軸；

%該物體(物質(zhì))的內(nèi)稟的信號速度，信號速度是該物體的內(nèi)稟屬性，體現(xiàn)為信號速度不

變原理。

in,

x,y,z,t,arethecoordinatesandtimeintheinertialcoordinatesystem(E)

respectively;

x/,y/,z/,〃，arethecoordinatesandtimeoftheinertialcoordinatesystem(W),

respectively;

v,isthemovementspeedoftheinertialcoordinatesystem(E)relativetothe

inertialcoordinatesystem(?),andthedirectionisalongthex-axis;

Vn,theintrinsicsignalspeedoftheobject(substance),thesignalspeedisthe

intrinsicpropertyoftheobject,whichisreflectedintheprincipleofconstant

signalspeed.

值得一提的是，對于該物體來說，

由于，匕*03)=N*%*(73；

因此，

Itisworthmentioningthatforthisobject,

3

Because,Vn*靖)=N*%*C;

Therefore,<C.

洛倫茲變換的原理，揭示了運動的物體在不同慣性參照系之間進行時空坐標(biāo)變換的規(guī)律。

值得注意的是，相對論以光速(最大的信號速度)來校準(zhǔn)時鐘。而從理論上來看，任何信

號速度都能用來校準(zhǔn)時鐘。

TheprincipleofLorentztransformationrevealsthelawofspace-timecoordinate

transformationofmovingobjectsbetweendifferentinertialreferencesystems.

It'sworthnotingthatthetheoryofrelativitycalibratesclocksatthespeedoflight(the

maximumsignalspeed).Intheory,anysignalspeedcanbeusedtocalibratetheclock.

物體的固有時間(內(nèi)稟屬性)等價于該物體質(zhì)量密度的倒數(shù)；物體的相對時間(相對屬性)

等價于該物體耦合質(zhì)量密度的倒數(shù)。

一個物體的質(zhì)量密度屬于該物體的內(nèi)稟屬性；一個物體的耦合質(zhì)量密度(相對屬性)與背

景空間有關(guān)(例如，另一個物體)。這意味著，一個物體的質(zhì)量密度與該物體的耦合質(zhì)量密

度是完全不同的概念。

Theintrinsictime(intrinsicproperty)ofanobjectisequivalenttothereciprocalofthe

massdensityoftheobject;therelativetime(relativeproperty)ofanobjectisequivalentto

thereciprocalofthecoupledmassdensityoftheobject.

Themassdensityofanobjectisanintrinsicpropertyofthatobject;thecoupledmass

density(relativeproperty)ofanobjectisrelatedtothebackgroundspace(eg,another

object).Thismeansthatthemassdensityofanobjectandthecoupledmassdensityof

thatobjectarecompletelydifferentconcepts.

例如，對于材料完全相同，形狀都是球形的兩個鐵球來說。

假如，一個是大鐵球(質(zhì)量很大)，另一個是小鐵球(質(zhì)量較小)。

如果，這兩個鐵球構(gòu)成一個質(zhì)點系，則，這兩個鐵球的質(zhì)量密度(內(nèi)稟屬性)是一樣的；

但是，這兩個鐵球的耦合質(zhì)量密度是不一樣的。

大鐵球的耦合質(zhì)量密度更大，小鐵球耦合質(zhì)量密度更小。

隨著，該兩個鐵球之間的距離逐漸增大，該兩個鐵球的耦合質(zhì)量密度逐漸變小。

值得一提的是，小鐵球的耦合質(zhì)量密度降低的速度更快。

Forexample,fortwoironballswiththesamematerialandsphericalshape.

Suppose,oneisalargeironball(withalargemass)andtheotherisasmallironball

(withasmallermass).

Ifthesetwoironballsformaparticlesystem,themassdensity(intrinsicproperty)ofthe

twoironballsisthesame;however,thecoupledmassdensityofthetwoironballsis

different.

Thecouplingmassdensityofthelargeironballislarger,andthecouplingmassdensity

ofthesmallironballissmaller.

Asthedistancebetweenthetwoironballsgraduallyincreases,thecoupledmassdensity

ofthetwoironballsgraduallydecreases.

Itisworthmentioningthatthecoupledmassdensityofthesmallironballdecreases

faster.

兩個鐵球的耦合質(zhì)量密度與該質(zhì)心系(兩個鐵球的組成的質(zhì)點系)的質(zhì)點(O)與兩個鐵

球的距離有關(guān)。

耦合質(zhì)量密度的概念可解釋，在宇宙中，可觀測到大量基本粒子(或小物體)的原因。

很多人，在沒有學(xué)習(xí)量子三維常數(shù)理論之前，對物理學(xué)都是一知半解(靠死記硬背)，感

覺物理學(xué)很難。而學(xué)了量子三維常數(shù)理論之后，就發(fā)現(xiàn)物理學(xué)其它很簡約，邏輯也很清晰，

更不用死記硬背了。

Thecoupledmassdensityofthetwoironballsisrelatedtothedistancebetweenthe

masspoint(O)ofthemasscentersystem(themasspointsystemcomposedofthetwo

ironballs)andthetwoironballs.

Theconceptofcoupledmassdensityexplainswhyalargenumberofelementary

particles(orsmallobjects)areobservedintheuniverse.

Manypeople,beforelearningthetheoryofquantumthree-dimensionalconstants,know

littleaboutphysics(byrote)andfeelthatphysicsisdifficult.Afterlearningthequantum

three-dimensionalconstanttheory,Ifoundthattherestofphysicsisverysimpleandthe

logicisveryclear,nottomentionrotememorization.

5聲速的邏輯

假如，在水的表面有一個聲源(A)及一個觀測者(B)；聲源(A)垂直于水的表面上下

振動(周期性)；則在水的表面形成聲波(橫波屬性)。

顯然，該聲波(橫波屬性)的速度")僅僅與水的屬性有關(guān)(聲速是一個常數(shù))。

該聲波(橫波屬性)的頻率(/),就是聲源(A)垂直于水的表面上下振動(周期性)的頻

率。

Suppose,thereisasoundsource(A)andanobserver(B)onthewatersurface;thesound

source(A)vibratesupanddownperpendiculartothewatersurface(periodic);thenasound

waveisformedonthewatersurface(shearwaveproperty).

>

Obviously,thevelocity(K)ofthissoundwave(propertyofshearwave)isonlyrelatedtothe

propertyofwater(speedofsoundisaconstant).

Thefrequency(7)ofthissoundwave(ashearwaveproperty)isthefrequencyatwhichthe

soundsource(A)vibrates(periodically)upanddownperpendiculartothesurfaceofthewater.

第一種情況，聲源(A)相對于水面保持靜止；而僅，垂直于水的表面上下振動；觀測者(B)

相對于聲源(A)保持靜止；

則，觀測者(B)可發(fā)現(xiàn)聲波的聲速(戶)保持不變；聲速的頻率(/)也保持不變。

假如，觀測者(B)相對于聲源(A)進行圓周運動(聲源處于圓點位置)；

則，觀測者(B)也可發(fā)現(xiàn)聲速(47)保持不變；聲波的頻率(/)也依然保持不變。

Inthefirstcase,thesoundsource(A)remainsstationaryrelativetothewatersurface;andonly,

thesurfacevibratesupanddownperpendiculartothewatersurface;theobserver(B)remains

stationaryrelativetothesoundsource(A);

Then,theobserver(B)canfindthatthespeedofsound(V)ofthesoundwaveremains

unchanged;thefrequency(/)ofthespeedofsoundalsoremainsunchanged.

Supposethattheobserver(B)movesinacirclerelativetothesoundsource(A)(thesoundsource

isatthedotposition);

Then,theobserver(B)canalsofindthatthespeedofsound(V)remainsunchanged;the

frequency(/)ofthesoundwavealsoremainsunchanged.

第二種情況，

聲源(A)相對于水面保持靜止；而僅，垂直于水的表面上下振動；觀測者(B)相對于聲

源(A)以均勻速度(/)靠近；

則，觀測者可發(fā)現(xiàn)聲波的聲速變大，可表達為，但,聲速的頻率丁)保持不變。

(B)V+VB；

而，從聲源(A)的角度來看，聲速(戶)總是保持不變的：而是，觀測者(B)觀測到的聲

波的頻率(//)變大了。

顯然，觀測者(B)的觀測效應(yīng)與聲源(A)的觀測效應(yīng)有所不同；但是，能量守恒定理總

是成立的。

值得一提的是，水表面上的聲波具有橫波屬性：觀測者(B)運動方向與聲波的振動方向

垂直。

Inthesecondcase,

Thesoundsource(A)remainsstationaryrelativetothewatersurface;andonly,vibratesup

anddownperpendiculartothewatersurface;theobserver(B)approachesthesoundsource(A)

atauniformvelocity(&)；

Then,theobserver(B)canfindthatthespeedofsoundofthesoundwaveincreases,which

canbeexpressedas,V+VB;however;thefrequency(/)ofthespeedofsoundremains

unchanged.

However,fromthepointofviewofthesoundsource(A),thespeedofsound(K)always

remainsconstant;instead,thefrequency夕)ofthesoundwaveobservedbytheobserver(B)

becomeslarger.

Obviously,theobservedeffectoftheobserver(B)isdifferentfromthatofthesoundsource(A);

however,thelawofconservationofenergyalwaysholds.

Itisworthmentioningthatsoundwavesonthewatersurfacehaveshearwaveproperties;the

directionofmovementoftheobserver(B)isperpendiculartothevibrationdirectionofthe

soundwaves.

第三種情況，

觀測者(B)保持靜止(相對于水表面)，聲源(A)相對于觀測者(B)以速度(力)靠近

觀測者(B)；同時，聲源(A)維持垂直于水的表面上下的振動。

則，觀測者(B)可發(fā)現(xiàn)聲波的聲速變大，可表達為，心嬴；而聲速的頻率(7)保持不變。

而，從聲源(A)的角度來看，聲速(戶)總是保持不變的；而是，觀測者(B)觀測到的聲

波的頻率(/〃)變大了。

雖然，觀測效應(yīng)不同，但是，能量守恒定理總是成立。

Inthethirdcase,

Theobserver(B)remainsstationary(relativetothewatersurface),andthesoundsource(A)

—>

approachestheobserver(B)withavelocity(VA)relativetotheobserver(B);atthesametime,

thesoundsource(A)remainsperpendiculartothewater.Vibrationaboveandbelowthesurface.

Then,theobserver(B)canfindthatthesoundspeedofthesoundwaveincreases,whichcanbe

expressedas,V+VA;whilethefrequency(/)ofthesoundspeedremainsunchanged.

However;fromthepointofviewofthesoundsource(A),thespeedofsound(V)alwaysremains

constant;instead,thefrequency(/〃)ofthesoundwaveobservedbytheobserver(B)becomes

larger.

Althoughtheobservedeffectsaredifferent,thelawofconservationofenergyalwaysholds.

值得一提的是，

水表面上的聲波具有橫波屬性；聲源(A)前進的運動方向與聲波的振動方向垂直；而聲源

(A)振動方向與聲波的振動方向保持一致。此外，聲源(A)具有內(nèi)稟的縱波屬性。

Itisworthmentioningthat,

Soundwavesonthewatersurfacehaveshearwaveproperties;thesoundsource(A)moves

forwardinadirectionperpendiculartothevibrationdirectionofthesoundwave;andthesound

source(A)vibrationdirectionisconsistentwiththevibrationdirectionofthesoundwave.

Furthermore,thesoundsource(A)hasintrinsiclongitudinalwaveproperties.

從廣義的角度來看，如果，將聲源(A)放置在水里面，則與聲源(A)振動方向保持垂

直的平面，也能夠形成聲波(橫波屬性)，

這意味著，聲波具有偏振性。利用聲波偏振性，可探測海底的地形，也可探測潛艇的運動

軌跡。

Fromabroadpointofview,ifthesoundsource(A)isplacedinwater;theplanethatis

perpendiculartothevibrationdirectionofthesoundsource(A)canalsoformsoundwaves

(transversewaveproperties),

Thismeansthatsoundwavesarepolarized.Usingthepolarizationofsoundwaves,the

topographyoftheseabedcanbedetected,andthetrajectoryofthesubmarinecanalsobe

detected.

6光速的邏輯

對于光子來說，光速類似于聲速，但是光子具有內(nèi)稟的橫波屬性；

可表達為：

6Thelogicofthespeedoflight

Forphotons,thespeedoflightissimilartothespeedofsound,butphotonshaveinherent

shearwaveproperties;

Itcanbeexpressedas:

%*c3=%*(C*f)*(C*人)；

值得注意的是，空間荷(4)就類似于聲源，空間荷(4)的運動類似于聲源的運動。但是，

由于光子具有內(nèi)稟的橫波屬性；因此，空間荷(4)總是以光速(C)向前運動。

Itisworthnotingthatthespacecharge((4)issimilartothesoundsource,andthemotionof

thespacecharge((玲)issimilartothatofthesoundsource.However,duetotheinherentshear

wavepropertiesofphotons;therefore,thespacecharge((%)alwaysmovesforwardatthespeed

oflight(C).

此外，空間荷(％)的上下振動體現(xiàn)了光的偏振性(上下振動方向就是光的偏振方向)；

空間荷(玲)的上下振動方向垂直于光子的前進方向?？臻g荷(%)的上下振動的頻率就是光

子的頻率。

Inaddition,theupanddownvibrationofthespacecharge(Vp)reflectsthepolarizationoflight

(thedirectionofupanddownvibrationisthepolarizationdirectionoflight).

Theupanddownvibrationdirectionofthespacecharge(Vp)isperpendiculartotheforward

directionofthephoton.

Thefrequencyoftheupanddownvibrationofthespacecharge%)isthefrequencyofthe

photon.

7相對橫波屬性與相對縱波屬性

由于，橫波的運動方向與縱波的運動方向是相互垂直的，因此，橫波的運動速度(信號速

度)不受縱波的運動速度影響。這就是聲速保持不變的原因；也是光速保持不變的原因。

Sincethemotiondirectionoftheshearwaveandthemotiondirectionofthelongitudinalwave

areperpendiculartoeachother;themotionspeedoftheshearwaveisnotaffectedbythe

motionspeedofthelongitudinalwave.That'swhythespeedofsoundstaysthesame;it'swhy

thespeedoflightstaysthesame.

光子(量子三維常數(shù))具有內(nèi)稟的橫波屬性，物體(例如，聲源)具有內(nèi)稟的縱波屬性。

值得注意的是，

光子具有相對橫波屬性時，可表達為：

Photons(quantumthree-dimensionalconstants)haveintrinsicshear-waveproperties,and

objects(eg,soundsources)haveintrinsiclongitudinal-waveproperties.

Notably,

Whenphotonshaverelativeshearwaveproperties,theycanbeexpressedas:

Vp*C3=Vp*(C*/)*(C*入)；

光子具有相對縱波屬性時，可表達為：

Whenphotonshaverelativelongitudinalwaveproperties,theycanbeexpressedas:

3

Vp*C=(Vp*/)**入=m*C?*入；

而物體具有相對橫波屬性時，可表達為：

Whentheobjecthasrelativeshearwaveproperties,itcanbeexpressedas:

匕*%⑶土*&*%)*&*%

物體具有相對縱波屬性時，可表達為：

Whenanobjecthasrelativelongitudinalwaveproperties,itcanbeexpressedas:

/*%(”=(%*q*野)*；1n=m”*卑2)*2n；

其中，

治,表達孤立量子體系內(nèi)稟的空間荷，量綱，<[LA(3)TA(0)]>；

Vn,表達孤立量子體系內(nèi)稟的一維空間速度(內(nèi)稟的信號速度)，

量綱，>[LA(1)TA(-1)]<?

in,

Vn,expressingtheintrinsicspacechargeofanisolatedquantumsystem,

dimension,<[LA(3)TA(0)]>;

%,expressingtheintrinsicone-dimensionalspacevelocity(intrinsicsignalvelocity)ofthe

isolatedquantumsystem,

Dimensions,>[LA(1)TA(-1)]<.

8,廣義相對論的簡約表達式

對于由N個基本粒子組成的孤立量子體系(物體)來說，可表達為：

8,thereducedexpressionofgeneralrelativity

Foranisolatedquantumsystem(object)composedofNelementaryparticles,itcanbe

expressedas:

Vn*%⑶=(竺fn)*匕⑵*原*呼之)*An=En*An

3

=(Vn*fnp)*噂2)*Anp=mnp*%⑵*A,np=Enp*Anp=N*Vp*C;

如果背景空間是真空，則有，

Ifthebackgroundspaceisavacuum,thenthereis,

c

]=En=―必力=/*謨3)=_1_*謨3)

/%*可與N%*C3N*Vp*C3N*%C，nN*M*?)C，71

m1.不

----------nPT不*丁鄧；

N*(Pp*耨°

從另一個角度來看，可表達為：

Fromanotherperspective,itcanbeexpressedas:

二-n必幻=m*’2）

%n

A-/用力-N"*C3-N*%*C：=(3')*匿

nN?*C

1m(2)1了(2)

=(Wn)啟*黨赤=(Wn)即溫。

如果背景空間是由M個基本粒子組成的孤立量子體系(物體)；可表達為：

Ifthebackgroundspaceisanisolatedquantumsystem(object)composedofM

elementaryparticles;itcanbeexpressedas:

En_M*En_M*En_M*mn*V^_M*mn*1*

1T7(3)_M*mn1*7

V1

/謙)-NWp*C3-M*N*%*C3-N*3器廠N*%謙)一出向魚譚n-F?HW鄧

AnN*%*/vm

vmvm

=和黑二藝口）占言懸2

=（"Qe*就*&*）怠*需。

此外,Furthermore,

Kl*礙。=“*篇)*礙2)*原p=7n叩*/2)*2np；

其中，

%,空間荷，量綱，＜[1/(3)丁(0)]＞；

Vn,信號速度(內(nèi)稟一維空間速度，內(nèi)稟的聲速)，量綱，＞[L"(l)T-(-l)]＜:

后他,普朗克能量(內(nèi)稟屬性)，量綱，＜[1/(3)丁(-1)]＞*＞[1/(2)廠(-2)]＜；

E.相對能量(藕合能量)，量綱，41/(3)丁(0)]〉*＞[「(2)丁(-3)]＜；

mnp,內(nèi)稟質(zhì)量(質(zhì)量荷)，量綱，＜[L"(3)T"(-1)]＞:

mn,相對質(zhì)量(藕合質(zhì)量)，量綱，＜[L.(3)丁(0)]〉*量L-(0量~(-1汀〈；

hm,由M個基本粒子組成的孤立量子體系(物體)的宏觀普朗克常數(shù)，

量綱，＜[L*(3)r(0)]＞*＞[L*(2)T*(-2)]＜；

fnp=Pnp,質(zhì)量密度(物體內(nèi)稟的振動頻率)，量綱，〈[丁(0)丁

in,

%,spacecharge,dimension,<[L"(3)T^(0)]>;

Vn,signalvelocity(intrinsicone-dimensionalspacevelocity,intrinsicsound

velocity),dimension,>[!/(1)T~(T)]<;

E”,Planckenergy(intrinsicproperty),

dimension,<[!/(3)/(T)]>*>[!/(2)T^(-2)]<;

En,relativeenergy(couplingenergy),dimension,<[L"(3)T"(0)]>*>[L"(2)T"(-3)]<;

mnp,intrinsicmass(masscharge),dimension,<[L"(3)T"(-1)]>;

mn,relativemass(couplingmass),dimension,(3)丁(0)]>*>[「(O)T"(T)]<;

hm,themacroscopicPlanckconstantofanisolatedquantumsystem(object)

consistingofMelementaryparticles,

Dimension,<[1/(3)丁(0)]>*>[1/(2)丁(-2)";

fnp-Pnp9massdensity(intrinsicvibrationfrequencyoftheobject),

dimension,<[L(0)T"

值得注意的是，引力質(zhì)量(mnp)等于慣性質(zhì)量(mnp),屬于物體的內(nèi)稟屬性；

而，相對質(zhì)量(小九)與參考系(背景空間)有關(guān)。

Itisworthnotingthatthegravitationalmass(mnp)isequaltotheinertialmass(mnp),which

belongstotheintrinsicpropertiesofobjects;

However;therelativemass(mn)isrelatedtotheframeofreference(backgroundspace).

此外，

質(zhì)量的量綱，<[L/(3)T?-1)]>；

重力(與背景空間有關(guān))的量綱，<[L73)r(-l)]>*>[L71)r(-2)]<o

also,

Thedimensionofmass,<[L(3)T?T)]>;

Thedimensionofgravity(relatedtobackgroundspace),

<[1/(3)丁(T)]>*>[!/(1)T?—2)

從定量的角度，推導(dǎo)地球的運行狀態(tài)的步驟，可表達為：

第一步，

測量地球的體積(%)；

第二步，

測量地球的質(zhì)量密度"沖)；

第三步，

測量地球的質(zhì)量(mnp)；

Fromaquantitativepointofview,thestepstodeducetheoperatingstateoftheearthcanbe

expressedas:

firststep,

MeasurethevolumeoftheEarth(%);

Thesecondstep,

measuretheEarth*smassdensity(pnp);

thirdstep,

measurethemassoftheEarth(mnp);

第四步，

測量地球的內(nèi)稟的聲速(片)，即，信號速度(％);

第五步，

測量地球的內(nèi)稟的波長(Anp)o

第六步，

測量地球的背景空間(麻*03))的屬性。

第七步，

測量地球與背景空間(％,*呼3))的相位。例如，相互之間是圓周運運，橢圓運動，拋物

線運動，雙曲線運動及真線往返周期運動等。

thefourthstep,

MeasuretheEarth'sintrinsicspeedofsound(辦thatis,thespeedofthesignal(%);

thefifthstep,

Measuretheintrinsicwavelength(2np)oftheEarth.

Step6,

MeasurepropertiesoftheEarth'sbackgroundspace(%*以

Seventhstep,

MeasurethephaseoftheEarthwiththebackgroundspace(%*娓)).Forexample,theyare

circularmotion,ellipticalmotion,parabolicmotion,hyperbolicmotionandtruelineround-trip

periodicmotion.

9廣義相對論的本質(zhì)

9.1廣義相對論的表達式

9Thenatureofgeneralrelativity

9.1ExpressionsofGeneralRelativity

在廣義相對論中，引力被表達為時空的一種幾何曲率屬性，而時空的曲率則通過愛因斯坦

場方程與處于其中的物質(zhì)及能量-動量張量結(jié)合起來。

Ingeneralrelativity,gravityisexpressedasapropertyofthegeometriccurvature

ofspace-time,andthecurvatureofspace-timeiscombinedwiththematterand

energy-momentumtensorsinitthroughEinstein，sfieldequations.

廣義相對論的可表達為：

Generalrelativitycanbeexpressedas:

4丁鄧;

Gap=Rap-(1/2)*R*gap=[(871*G)/C]*Tap=k*

其中，

愛因斯坦張量，與背景空間有關(guān)，量綱，>[l/(-l)T"(0)]<

Gap,;

里奇張量(從黎曼曲率張量縮并后而成)，與背景空間有關(guān)，體現(xiàn)曲率，

Rap,

量綱是，>[L-(-l)T"(0)]<；

R，里奇標(biāo)量(里奇張量的跡)，量綱是，>[L(DTX0)"；

in,

GaR,Einsteintensor,relatedtothebackgroundspace,dimension,>[L^(-l)T"(0)]<;

Riccitensor(condensedfromtheRiemanncurvaturetensor),relatedtothe

Rap,

backgroundspace,reflectingthecurvature,

Thedimensionis,>[L"(-1)T(0)]<;

R,,Ricciscalar(thetraceofRiccitensor),thedimensionis,〉[!/⑴T(0)]<;

Sap,表達，(3+1),維時空的度量張量，

值得注意是，四維時空的度量張量是指，l/xn，l/yn,l/zn)及，C*tn；量

綱，>[L*(-2)T*(0)]<.

8M,expression,(3+1),metrictensorofdimensionspace-time,

Itisworthnotingthatthemetrictensoroffour-dimensionalspace-timerefers

to,l/xn,l/yn,l/zn,C*tn;dimension,>[L*(-2)T"(0)]<.

k,廣義相對論的常數(shù),量綱，或廠(-4)丁(3)]>,或，<i/[r(4)r(-3)]>；

G,萬有引力常數(shù),量綱，<[1/(0)丁(-1)]>；

C,真空中的光速,量綱，>[L71)r(-l)]<；

T的能量-動量張量(場屬性)，

量綱,>[L72)r(-2)]<*>[L71)r(-1)]<,或，>[I/(3)T7-3)]<o

",theconstant,dimensionofgeneralrelativity,<[L~(-4)T-(3)]>,

or,<l/[L^(4)r(-3)]>;

G,gravitationalconstant,dimension,<[L"(O)T^(-1)]>;

C,thespeedoflightinvacuum,dimension,>[L~(l)T^(-1)]<;

Tap,theenergy-momentumtensor(fieldproperty),

Dimensions,>[L"(2)T^(-2)]<*>[!/(l)T"(-1)]<,or,〉[!/⑶丁(-3)]<.

根據(jù)量子三維常數(shù)理論，

第一種情況，對于，AN,來說，如果背景空間是真空；

則有，

玲*C3=(%/N)*呼"

Accordingtothequantumthree-dimensionalconstanttheory,

A

Thefirstcase,forN,ifthebackgroundspaceisavacuum;

Yes,%*C3=(%/N)*W"；

顯然，Obviously,

(N*%)/%=呼與/c3=(C/