皮可慰

運用MSae單位制工具探索核力和核結(jié)構(gòu)的電場作用模型

皮可慰

文章提出核力和核結(jié)構(gòu)的電場作用模型。核力本質(zhì)上是一種質(zhì)子與電子之間的超近距離電場作用，與質(zhì)子形成自旋性同步共振結(jié)構(gòu)的電子，在核力和核結(jié)構(gòu)中發(fā)揮主導(dǎo)作用。依據(jù)庫侖定律公式計算可以得到核力，通過質(zhì)子、電子的質(zhì)量計算可以得到與實測值相符的中子質(zhì)量。

核力；核結(jié)構(gòu)；電場作用模型；量子波設(shè)想；MSae單位制

傳統(tǒng)理論認(rèn)為原子核中各核子（質(zhì)子、中子）之間存在著強大的引力，稱為核力。核力的形成機制是什么？理論對此提出的方案是引入負(fù)責(zé)傳遞核力的新粒子，讓它們來解釋核力，至于這些傳遞核力的粒子為什么能夠以特定的方式存在，為什么能夠傳遞核力，理論沒有作更多解釋。

本文研究電子與質(zhì)子處于自旋性同步共振態(tài)時的超近距離電場作用，利用人們熟知的庫侖定律計算核力，能夠得到與實驗事實基本吻合的結(jié)果。由于是重大的理論創(chuàng)新，涉及到思維觀念和研究方法的轉(zhuǎn)變，文章前部分用了較大篇幅闡述這些基礎(chǔ)性問題。

1　新的觀念：量子波設(shè)想

筆者認(rèn)為，個別性、穩(wěn)定性和波動性是量子理論的精髓，所有量子均表現(xiàn)為波動形式，定義為量子波。粒子就是量子波，量子波就是粒子。量子波有費米波和玻色波兩種形式。玻色波的波動中心朝一個方向移動，速率是光速。費米波的波動中心在一定區(qū)間往返振動，平均速率也是光速。光子表現(xiàn)為純粹的玻色波，靜止的實物粒子（如質(zhì)子、電子）表現(xiàn)為純粹的費米波，運動的實物粒子同時含有玻色波分量和費米波分量?？梢允褂靡粋€直角三角形描述量子的頻率（次/秒，相當(dāng)于能量、質(zhì)量）、速率（米/秒）和波密度（次/米，波長的倒數(shù)，相當(dāng)于不考慮矢量的動量）。上述觀點可稱為量子波設(shè)想。

如圖1直角三角形DEO中，斜邊OE方向表示量子總的波動，縱向直角邊OD方向表示量子波動的費米波分量，橫向直角邊DE方向表示量子波動的玻色波分量。設(shè)靜止頻率即費米波分量頻率為Fν，玻色波分量速度為Bυ，即一個靜止頻率為Fν的實物粒子以Bυ速率運動，總的速率為光速c表現(xiàn)在斜邊OE方向。

可得到如下關(guān)系：

斜邊OE方向，

總速率υZ=c （即真空光速）

總波密度

縱向直角邊OD方向，費米波頻率分量=Fν（相當(dāng)于靜止粒子能量、質(zhì)量）

費米波速率分量

橫向直角邊DE方向，

（相當(dāng)于運動粒子的動量）

上述對物理量的描述符合直角三角形的邊角關(guān)系，費米子（如質(zhì)子、電子）獲得的動能越大，角DOE越大，DE方向速度就越大，但不能超過光速c。它們之間的關(guān)系計算完全符合狹義相對論變換公式的要求。用一個簡單的直角三角形描述量子波，能夠在頻率（能量、質(zhì)量）、速率、波密度（動量）方面得到與狹義相對論變換公式相似的形式，說明相對論與量子論有著天然的聯(lián)系。上述最后一個公式的分母中根式外出現(xiàn)c2，是能量與質(zhì)量相關(guān)公式及真空電容率與真空磁導(dǎo)率相關(guān)公式中出現(xiàn)c2的原始蹤跡。

上世紀(jì)量子理論（含量子力學(xué)）和相對論（主要是狹義相對論）的創(chuàng)立和發(fā)展，在物理學(xué)理論和實踐中取得了巨大成功。但是在進一步探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)和相互作用深層次秘密時，遇到了困難。人類用了幾百年弄清楚了分子初步結(jié)構(gòu)，深度研究的對象由幾千萬種分子縮減到幾百種原子（含常見同位素）。人類再用了不到一百年就基本弄清楚了原子由質(zhì)子、電子組成，深度研究的對象由幾百種原子縮減到幾種基本粒子。然而又過了近百年，仍然沒有弄清楚質(zhì)子、電子的結(jié)構(gòu)，于是創(chuàng)造出十幾種不穩(wěn)定的、甚至無法現(xiàn)身的新粒子來解釋幾種穩(wěn)定的“基本粒子”，至于這些新粒子為什么能以特定方式存在，現(xiàn)在是不去考慮的。對質(zhì)子（中子）之間強相互作用力（核力）的解釋也不盡完備，需要創(chuàng)造出一些新的專門負(fù)責(zé)傳遞這種強相互作用的粒子，至于這些粒子為什么能夠傳遞強相互作用，現(xiàn)在也是不去考慮的。由粒子解釋粒子、由相互作用解釋相互作用的研究路線，似乎走進了一條沒有盡頭的胡同。出現(xiàn)這些困難的原因并不是量子理論和相對論不能適應(yīng)理論發(fā)展的要求，也不是科學(xué)實驗揭示的事實不充分不清晰，而是回避了某些基礎(chǔ)性問題：大自然究竟有沒有一個從無序發(fā)展到有序的進程，物質(zhì)的有序結(jié)構(gòu)形式究竟有沒有一個由簡單向復(fù)雜發(fā)展的進程，量子究竟是粒子還是波，能否實在性地、確定性地描述個別量子的波動狀態(tài)等問題。

傳統(tǒng)理論中靜止的粒子是不存在波動的，波只是粒子的某種屬性，“粒子在波動”，而不是“波動就是粒子”。因此粒子與粒子之間無論多近，只要不“接觸”都是“無限遠(yuǎn)”的，不會有“近距離”相互作用的可能，不得不假設(shè)能夠傳遞相互作用的粒子。量子波設(shè)想否定了固化的粒子觀念，實現(xiàn)了粒子性與波動性的統(tǒng)一，量子與量子之間的相互作用回歸到波與波之間的直接聯(lián)系。量子波設(shè)想認(rèn)為粒子不存在明顯的邊界，電子突破“測不準(zhǔn)原理”的限制向質(zhì)子極近距離接近成為了可能，解除了核力回歸電場力的禁區(qū)。

參與氫原子結(jié)構(gòu)表演的主要角色只有一個質(zhì)子和一個電子，參與自由中子結(jié)構(gòu)表演的主要角色也只有一個質(zhì)子和一個電子，參與氘核結(jié)構(gòu)表演的主要角色僅僅在自由中子基礎(chǔ)上增加了一個質(zhì)子而已。這樣的簡單結(jié)構(gòu)中已經(jīng)蘊含了電場力和核力的豐富內(nèi)容，只有對這些個別量子的波動狀態(tài)進行實在性的描述，才能深入剖析核結(jié)構(gòu)和核力的秘密。量子波設(shè)想為探索核力形成機制提供了新的思路。

2　新的研究工具：MSae（米秒次e）單位制

由于將任何個別量子，無論是光子、靜止的實物粒子（如質(zhì)子、電子），還是運動的實物粒子都理解為波，頻率成為基本的物理量?？梢岳闷绽士顺?shù)h=6.626075×10－34焦·秒，1庫侖電量 = 6.241506363×1018e，將相關(guān)的物理單位簡化，簡化單位中只有米秒次e四個符號，可稱為MSae（米秒次e）單位制。MSae單位制與國際單位制完全吻合。

下面列出與本文有關(guān)的簡化單位。

長度：米，m，與國際單位制相同。

時間：秒，s，與國際單位制相同。

波動（振動）周期：次，a，360度或者2π弧度，或者穩(wěn)定個體、過程在特定時空中出現(xiàn)的個數(shù)。

基本電量：e，基本費米子個數(shù)。（特指區(qū)分正反性的質(zhì)子與電子）

引入真空光速數(shù)值c=2.99792458×108（單位：米/秒）

真空電容率可以簡化為：

即：倒數(shù)真空電容率等于二倍光速與精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的乘積。

電阻：次/e2。與精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)有密切關(guān)系。

1歐姆=伏特/安

25812.807即克利青常數(shù)?？死酁?985年諾貝爾獎獲得者，克利青常數(shù)是第18屆國際計量大會（CGPM）及第77屆國際計量委員會（CIPM）決議，從1990年1月1日起使用的常數(shù)。

克利青常數(shù)等于1庫侖電量與基本電量之比的平方再與普朗克常數(shù)的乘積：

由于MSae單位制對同一量綱只設(shè)置唯一的單位，因此本文直接以基本單位（即米秒次e）表示量綱，以基本單位的組合作為推導(dǎo)的物理單位，且使用中文表示以便增加文章的可讀性。如，力的量綱和單位均可表達(dá)為：（次/秒）/米。

運用MSae單位制工具在進行物理基礎(chǔ)性研究時，淡化了能量、質(zhì)量、動量、普朗克常數(shù)、庫侖電量等人為規(guī)定的計量單位，代之以直接描述大自然有序結(jié)構(gòu)特征的頻率、波長、波速和基本費米子個數(shù)，在探索核力形成機制時，有助于顯示看似無關(guān)的物理現(xiàn)象之間的聯(lián)系。

3　新的相互作用形式：旋向相互作用和相對論效應(yīng)

量子（如質(zhì)子、電子和光子）的物理狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生變動，是什么原因?qū)е铝肆孔拥膽B(tài)變動呢？

3.1量子的態(tài)變動是由相互作用引起的

量子波設(shè)想認(rèn)為：

A.任何宏觀的物理狀態(tài)變動都是以個別量子的態(tài)變動為基礎(chǔ)的。雖然不能簡單地將宏觀的物理狀態(tài)變動理解成個別量子的態(tài)變動的集合，但是如果出現(xiàn)了宏觀的物理狀態(tài)變動一定存在個別量子的態(tài)變動。例如：如果光束的狀態(tài)發(fā)生了衍射、折射變動，那么一定存在個別光子的態(tài)變動。

B.任何個別量子的態(tài)變動都是一定形式相互作用的結(jié)果。量子的態(tài)變動可以分為頻率（即能量）變動和頻率不變動兩種類型。頻率變動類型有：質(zhì)子與電子的吸引、質(zhì)子與質(zhì)子的排斥、光子的激發(fā)和吸收等等，量子的這類態(tài)變動一般是引力作用和電場作用的結(jié)果。頻率不變動的量子態(tài)變動，一般表現(xiàn)為波動方向變動、介質(zhì)中量子波動速率變動、相位變動和偏振角度變動等形式，需要研究它們是由什么相互作用引起的。

C.相互作用的內(nèi)在機制是同步共振。在量子波設(shè)想中，量子之間的趨于同步是量子自始至終的基本特征。粒子既然是波，是呈現(xiàn)個別性、穩(wěn)定性的一份一份的波，波與波之間存在著波動干擾即相互作用，這種波動干擾是趨于同步的，表現(xiàn)出相互作用的方向性。大自然隨機無序的狀態(tài)為什么能夠形成統(tǒng)一大小的波動形式（如質(zhì)子、電子），是趨于同步并實現(xiàn)共振的結(jié)果，符合同步特征的波動方式比不符合同步特征的波動方式享有更大的生存幾率。粒子之間為什么存在相互作用，如引起能量轉(zhuǎn)移（即頻率變動）的引力作用和電場作用，同樣是趨于同步共振的結(jié)果，同步共振確立了系統(tǒng)狀態(tài)變動方向，一種力圖實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定的方向。某些不引起能量轉(zhuǎn)移（即頻率未變動）的量子態(tài)變動，如自旋方向變動、磁矩方向變動、相位變動、偏振角度變動、光的衍射及折射等，也是量子之間相互作用的結(jié)果。這些能量不改變的相互作用，其內(nèi)在機制也都是趨于同步共振。

同步共振之所以成為系統(tǒng)的定態(tài)形式，因為它確定了系統(tǒng)狀態(tài)的發(fā)展方向，一種朝著變動性最小化狀態(tài)發(fā)展的方向，這就是一種朝著穩(wěn)定性發(fā)展的方向。同步共振本身并不能提供發(fā)展的“動力”，它提供的僅僅是“規(guī)范”，發(fā)展方向和目標(biāo)的實現(xiàn)必須依賴“自然選擇”，自然選擇留下了符合某種協(xié)調(diào)方式的波動形式，物質(zhì)永恒的無序運動加上自然選擇才是發(fā)展的動力，人工選擇的基礎(chǔ)也是自然選擇。

3.2旋向相互作用

人們通常認(rèn)為物質(zhì)之間相互作用形式只有引力作用、電場作用、核力作用和弱相互作用，然而物理中出現(xiàn)的很多實驗事實并不是這些相互作用形式能夠圓滿解釋的。

例如，光束通過障礙時出現(xiàn)的衍射現(xiàn)象，實驗明明描述了光子群體的態(tài)變動，通常的思維方式應(yīng)當(dāng)是承認(rèn)此時此刻個別光子出現(xiàn)了態(tài)變動，從而表現(xiàn)出光子群體的態(tài)變動，顯然應(yīng)當(dāng)去尋找這種情況下引起個別光子態(tài)變動的原因。可是人們不愿意在傳統(tǒng)的相互作用形式之外再考慮有別的相互作用方式，因此無論如何也找不到這種情況下個別光子態(tài)變動的原因。于是認(rèn)為對于個別光子的態(tài)變動過程是無法進行“實在性”描述的，最后的結(jié)果只能理解為個別光子波函數(shù)的概率性表現(xiàn)方式。

又如處于原子外圍的電子能級量子化問題。是什么“力”制約了電子向核進一步靠近，是什么“力”約束了電子能量使之穩(wěn)定為某些間斷的數(shù)量值，又是什么“力”妨礙了電子在同一能級上聚集。這些現(xiàn)象看似量子的態(tài)約束，其本質(zhì)仍然是量子的態(tài)變動問題，有一種力將量子脫離約束的態(tài)調(diào)整回到約束態(tài)。

這些量子的態(tài)變動無法利用現(xiàn)有的相互作用形式解釋，但量子的任何態(tài)變動必然是相互作用的結(jié)果，于是需要思考是另外的什么形式的相互作用引起了量子的這類態(tài)變動，而不能簡單地使用沒有原因的“不確定性”來否定某種相互作用的存在事實。

不引起量子頻率變動的相互作用，（本文未考慮均勻化相互作用問題）其結(jié)果主要表現(xiàn)為量子的旋轉(zhuǎn)方向變動，如自旋角度變動、偏振角度變動、相位變動和波動方向變動，可將這類相互作用暫稱為旋向相互作用。

旋向相互作用的其他特點是：

A.與引力作用、電場作用一樣都是由量子之間的波動干擾引起，作用的過程都是趨于同步，作用的目標(biāo)都是力圖變動量最小化，達(dá)到平衡穩(wěn)定狀態(tài)。

B.相互作用過程一般不表現(xiàn)為“行程”，因而不直接導(dǎo)致量子的頻率（即能量、質(zhì)量）改變。

C.與引力作用、電場作用一樣都表現(xiàn)為定域性與非定域性的統(tǒng)一，波動中心表現(xiàn)為定域性，波動的無限擴展表現(xiàn)為非定域性。例如：兩個質(zhì)子靠得很近，其中一個質(zhì)子的磁矩方向變動將會影響另一個質(zhì)子的磁矩方向變動，這是不直接導(dǎo)致質(zhì)子能量、質(zhì)量改變的旋向相互作用。相互作用指向質(zhì)子的波動中心，表現(xiàn)為定域性，如果不斷拉開這兩個質(zhì)子的距離，上述相互作用依然存在，表現(xiàn)為非定域性。兩個量子的“同步”性愈強，發(fā)生“糾纏”的可能性愈大。

D.作用過程中除了頻率守恒（能量、質(zhì)量守恒）和波密度守恒（動量守恒）外，動量矩也是守恒的，但是多數(shù)情況下一個量子的動量矩改變需要眾多量子的動量矩相應(yīng)改變才能實現(xiàn)。例如，光子在介質(zhì)中改變波動方向，同時也改變了很多介質(zhì)量子的波動方向。

E.仍可使用“力”的概念衡量這類“旋向相互作用”的強弱，但是這種力的表現(xiàn)是不確定的，呈現(xiàn)概率性，因此一般只有量的比較而不去進行量的計算。

3.3相對論效應(yīng)

引入旋向相互作用只能解決核力形成過程中的限制性約束定態(tài)問題，還沒有解決強大的核力來源問題。筆者認(rèn)為，核力的本質(zhì)是電場力，但是通常情況下電場力不可能達(dá)到核力的強度，更不可能具有核力的短距離特征。應(yīng)當(dāng)增加相對論效應(yīng)因素。

運動的電荷可以產(chǎn)生磁場，磁場是電場的調(diào)整，可以建立含磁作用的庫侖定律：

公式表明電荷之間的作用力大小，與二者距離的平方成反比，與倒數(shù)真空電容率、A電荷數(shù)、B電荷數(shù)成正比。與電荷的速率和方向成正向調(diào)整或者反向調(diào)整。倒數(shù)真空電容率1的值為2倍光速與精細(xì)常數(shù)的乘積，即2c，ε0為精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)0.007297353次/e2，c為真空光速2.99792458×108米/秒。

以上公式僅僅適應(yīng)于低速狀態(tài)的電磁作用，在電子速率接近光速時，必須使用含相對論變換公式的庫侖定律：

公式表明電荷速率極高時相互作用力迅速增大。核力是電子與質(zhì)子極為接近且速率極高情況下的相互作用力，引入相對論效應(yīng)為核力的形成注入了新的因素。

盡管電子的速率接近光速，但質(zhì)子的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于光速，二者之間的磁場力很弱，本文中予以忽略，更多的情況下使用下述公式：（公式中的速率指電子速率）

引入新的相互作用形式，希望較好地解釋原子的核外電子為什么不輕易“掉”到質(zhì)子里的問題，即探索在一定條件下旋向相互作用是如何阻止庫侖定律發(fā)揮作用的。同時也企圖尋找出現(xiàn)什么條件時，電子能夠與質(zhì)子進一步靠近，電子與質(zhì)子之間的引力變得異常強大，界時電子將如同化學(xué)中的共價鍵電子一樣，按照量子力學(xué)規(guī)則，成為在質(zhì)子之間起粘合作用的“膠子”。

4　借鑒氫原子

探索核力和核結(jié)構(gòu)的形成機制為什么要研究氫原子，這是因為筆者認(rèn)為，核力和核結(jié)構(gòu)與氫原子中的電場力和原子結(jié)構(gòu)有著極大的類同性。無論是從力的來源，或者從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的約束定態(tài)形式角度觀察，核力和核結(jié)構(gòu)都可以視為氫原子中的電場力和原子結(jié)構(gòu)的發(fā)展。后文中，筆者甚至認(rèn)為中子可以看成電子與質(zhì)子極為接近的氫原子，因此研究氫原子對從電場作用角度理解核力和核結(jié)構(gòu)有著重要意義。

4.1質(zhì)子

4.2電子

4.3氫原子中的電子圓周運動

假設(shè)電子在氫原子中沿最低軌道運行，質(zhì)子帶正電荷，電子帶負(fù)電荷圍繞質(zhì)子運動，電子軌道半徑為r，運動速度為υ，電子質(zhì)量為em。電場引力等于慣性排斥力：

（由于速率遠(yuǎn)小于光速，公式中未考慮相對論變換因子）

在量子單位制中

c為光速：2.99792458×108

普朗克常數(shù)h=1

基本電量e=1

將公式1變換為：

（由于省略了分子的e2，精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)在上式中不帶單位）

得到：

將公式4代入公式2，解得電子速率：

電子在氫原子中沿最低軌道運行時，n取值1。

電子與質(zhì)子距離

此數(shù)值即玻爾氫原子半徑，即氫原子中電子與質(zhì)子的最小距離，與實驗值相符。

4.4電子駐波性同步共振相互作用阻止了氫原子中的電子向質(zhì)子進一步靠近

氫原子中的電子與質(zhì)子的距離為什么不能小于玻爾氫原子半徑，并不是測不準(zhǔn)原理的限制，此時電子離質(zhì)子還遠(yuǎn)著呢，這是同步共振相互作用對吸引性電場力發(fā)揮了屏蔽效應(yīng)。

現(xiàn)將電子視為某種波，不僅僅運動的電子是波動的，靜止的電子也是波動的，速率都是光速。如前所述：電子靜止質(zhì)量為9.1093897×10-31kg，1千克質(zhì)量相當(dāng)于頻率1.3563914968×1050次/秒，于是靜止電子的頻率為1.235589875×1020次/秒。

將單位長度波動次數(shù)定義為波密度（即波長的倒數(shù)），量綱為次/米。

運動電子在運動方向的波密度分量（即動量）

=電子的靜止波密度×（電子速度/光速）

電子在運動方向的波長分量=

當(dāng)n=1時，

電子運動方向的波長分量

注意到此時，電子運行軌道周長為：

于是得到結(jié)論：當(dāng)n=1時，電子運行軌道周長與其運動方向的波長分量相等。

當(dāng)n=2時，

電子在運動方向的波長分量

于是得到結(jié)論：當(dāng)n=2時，電子運行軌道周長是其運動方向波長分量的二倍。

由此可見，氫原子中電子能級的分立穩(wěn)定，是電子軌道周長為波長整倍數(shù)現(xiàn)象的體現(xiàn)，這是一種類似駐波的共振。駐波性同步共振是一種旋向相互作用，它可以改變量子波的運動方向，但不能改變量子波的頻率（即能量、質(zhì)量），正是這種對量子運動方向的約束，屏蔽了質(zhì)子與電子之間的電場相互作用，阻止了電子進一步向質(zhì)子靠近。

然而這種約束作用不是一成不變的，某種條件下電子、質(zhì)子出現(xiàn)另外的共振狀態(tài)時，二者是可以進一步靠近的。

上述分析過程使用了電子軌道描述方式，與量子力學(xué)分析方式是等效的。筆者認(rèn)為，量子力學(xué)的波函數(shù)運算規(guī)則，如量子化設(shè)定（邊界條件）、態(tài)疊加計算、泡利不相容原理，都準(zhǔn)確地反映了量子物理規(guī)律。表面上看量子力學(xué)似乎只是在描述電子的空間分布幾率，與力的關(guān)聯(lián)不大。其實不然，量子力學(xué)中的“力”概念，非常準(zhǔn)確地定位了它的描述對象是“相互作用”，它認(rèn)同了量子波之間存在著傳統(tǒng)相互作用形式之外的、不引起能量變動的相互作用，并承認(rèn)這種相互作用在微觀層面能夠與電場作用抗衡，以至強大的庫侖定律都要受其影響表現(xiàn)為“間斷”形式。對于氫原子、自由中子、氘核和氦核這樣的內(nèi)含數(shù)量較少的量子之間，僅考慮主量子數(shù)時的最基礎(chǔ)的相互作用（即n=1），使用簡單的“軌道”描述方式與量子力學(xué)分析方法是等效的，可以避免量子力學(xué)中太高深的數(shù)學(xué)計算。

4.5質(zhì)子與電子的互動

氫原子中電子處于活躍狀態(tài)，無論是波爾軌道模型，德布羅意物質(zhì)波假設(shè)，量子力學(xué)波函數(shù)分析的主要對象都是電子，質(zhì)子似乎除了提供正電荷之外沒有什么作用。質(zhì)子其實是與電子互動的，但在氫原子處于基態(tài)能級時，電子被約束在相對于質(zhì)子很遠(yuǎn)的地方，電子與質(zhì)子距離為5.29177249×10-11米，是靜止電子波長2.426310413×10-12米的20多倍，是靜止質(zhì)子波長1.321409893×10-15米的4萬多倍，質(zhì)子的運動速率很低，質(zhì)子的波動狀態(tài)可以忽略。

如果電子依靠外部能量和自身庫侖力，突破駐波性同步共振的阻攔，與質(zhì)子的距離極度接近，這時質(zhì)子的波動狀態(tài)就不能被忽略了。本文后部分，將參照電子的駐波性同步共振模式，建立電子與質(zhì)子協(xié)同的自旋性同步共振模式，以此來解釋核結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

5　核力和核結(jié)構(gòu)的電場作用模型

核力本質(zhì)上是一種質(zhì)子與電子之間的超近距離電場作用力，與質(zhì)子形成自旋性同步共振結(jié)構(gòu)的電子，在核力和核結(jié)構(gòu)中發(fā)揮了主導(dǎo)作用。

5.1核力和核結(jié)構(gòu)離不開中子

傳統(tǒng)理論認(rèn)為原子核由質(zhì)子與中子組成，在輕核區(qū)二者的比例大致相當(dāng)，在重核區(qū)中子與質(zhì)子的比例變大，但仍是有限度的，約為1.5比1。

科學(xué)實驗表明由于強大的吸引力而穩(wěn)定的核中總是既有質(zhì)子又有中子，實驗中從來沒有發(fā)現(xiàn)兩個質(zhì)子通過核力直接組成核的現(xiàn)象。傳統(tǒng)理論對此解釋是由于質(zhì)子之間存在強大的電場斥力抵消了質(zhì)子與質(zhì)子之間的核吸引力。筆者認(rèn)為這種觀點既不符合理論自己確認(rèn)的核力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電場力的論點，也無法解釋不少核在減少中子同時增加等數(shù)量質(zhì)子時，結(jié)合能增加即核力增強的事實。例如總核子數(shù)為48不變時，若質(zhì)子數(shù)為20，中子數(shù)為28，是Ca（鈣）元素，結(jié)合能為416 MeV；若質(zhì)子數(shù)為22，中子數(shù)為26，是Ti（鈦）元素，結(jié)合能為418 MeV。（見后文中的表1）

筆者認(rèn)為，沒有純粹由質(zhì)子組成原子核的事實，恰恰說明了純粹的質(zhì)子與質(zhì)子之間是不存在核力的，原子核中必須有中子參與（單一質(zhì)子的氫核除外），只有中子才能與其他質(zhì)子之間產(chǎn)生核力，只有中子才能與其他質(zhì)子組合成多核結(jié)構(gòu)。核力不是“電荷無關(guān)”的，而是“電荷有關(guān)”的，這個有關(guān)性是由中子內(nèi)部電子的主導(dǎo)作用引起的。

5.2中子是穩(wěn)定的

中子可以存在于原子核內(nèi)，也可以從核中分離出來成為不受核整體約束的自由中子。自由中子是簡單的，它幾乎就像是一個外圍電子與質(zhì)子極度接近時的氫原子，其實就是這種特殊的“氫原子”在核中發(fā)揮了重要作用，就像它在氫分子中或者氫分子離子中發(fā)揮的作用一樣。自由中子加上一個質(zhì)子就成為具有核力特征的最簡單的多核結(jié)構(gòu)——氘核，兩個氘核組合就成為內(nèi)部平均結(jié)合能極大的氦核。筆者認(rèn)為，氫原子、自由中子、氘核和氦核是探索核力形成機制的最佳研究對象。

原子核內(nèi)部的中子大部分是穩(wěn)定的，能夠發(fā)生衰變的核中處于不穩(wěn)定狀態(tài)的中子半衰期都較長。脫離原子核的自由中子的半衰期是16分鐘，意味著每16分鐘就有一半的自由中子會衰變?yōu)殡娮?、質(zhì)子和其他粒子，或者說自由中子的平均壽命只有16分鐘。然而，16分鐘對于量子來說是一個非常長的穩(wěn)定時期，而且每1萬個現(xiàn)在存在的自由中子，過了8個小時仍然以很大的幾率有1個中子可能活著，這個可能活著的中子繼續(xù)生存的平均壽命仍然是16分鐘，并不因為它已經(jīng)生存了8個小時就發(fā)生了什么變化。因此，無論是核內(nèi)中子還是自由中子都是穩(wěn)定的量子形態(tài)。中子能夠穩(wěn)定存在，存在就具有一定的合理性，這就給了人們?nèi)ビ^察它、研究它的機會。

5.3中子是質(zhì)子與電子的復(fù)合體

中子的質(zhì)量是一個非常穩(wěn)定的物理量，為939.5656 MeV，頻率為2.27185883×1023次/秒，比質(zhì)子質(zhì)量938.2723 MeV（2.26873175×1023次/秒）略大，為什么是這個值而不是其他數(shù)值，這是需要得到合理解釋的。傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)模型理論使用夸克來同時解釋質(zhì)子和中子結(jié)構(gòu)，已經(jīng)進行了幾十年研究，未獲令人滿意的成果。筆者認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)將質(zhì)子視為比中子更基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式，重新建立中子是質(zhì)子與電子的復(fù)合體概念。

將原子核視為質(zhì)子與電子復(fù)合體的論點，在20世紀(jì)30年代前曾經(jīng)是關(guān)于核結(jié)構(gòu)的主要理論，但是被后來新的理論（即本文所稱的傳統(tǒng)理論）替代了。新的理論將電子從核中趕了出來，并建立了中子概念，而自由中子后來的確被科學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)了。傳統(tǒng)理論認(rèn)為核內(nèi)不存在電子的依據(jù)主要有：一是根據(jù)量子理論中的測不準(zhǔn)原理（不確定性原理的表現(xiàn)形式），質(zhì)子周圍的電子是不可能“掉到”質(zhì)子“里”的；二是中子的質(zhì)量大于質(zhì)子與電子的質(zhì)量之和；三是質(zhì)子與電子的自旋都是1/2，無法解釋復(fù)合為中子后，中子的自旋也是1/2的問題。

在這樣的形勢下，筆者仍然重新提出中子是質(zhì)子與電子復(fù)合體的觀點，主要有以下理由：

A.前文提到的，科學(xué)實驗中從來沒有發(fā)現(xiàn)兩個質(zhì)子通過核力直接組成核的現(xiàn)象，原子核中必須有中子參與（單一質(zhì)子的氫核除外），如果將中子視為質(zhì)子與電子的復(fù)合結(jié)構(gòu)就可以得到結(jié)論：核力本質(zhì)上是質(zhì)子與電子之間的電場力。

B.自由中子的衰變產(chǎn)物中總是既包括質(zhì)子又包括電子。與其將質(zhì)子和電子理解為從中子中無中生有，還不如將質(zhì)子和電子視為原來就在中子中以某種形式存在更合理一些。

C.實驗表明中子不帶電，其磁矩似乎應(yīng)為零，但測得的中子磁矩不為零，而是0.96623707×10-26JT-1，換算成MSae單位制為6.030774827×10-8e米2/秒，這表明中子作為整體不帶電，但它內(nèi)部存在著與質(zhì)子、電子類似的電荷分布。

D.從質(zhì)子、中子結(jié)構(gòu)存在同一性的角度，我們必須尋找質(zhì)子與中子的共同基礎(chǔ)，在假設(shè)中的夸克始終未現(xiàn)身的情況下，將質(zhì)子視為比中子更基礎(chǔ)粒子的觀點對實驗事實的解釋力度要強一些，也更簡潔一些。

E.按照量子理論中的測不準(zhǔn)原理，中子尺度范圍容不下電子，按照筆者的量子波設(shè)想，電子的波長（數(shù)量級是10-12米）也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實驗測定的中子“尺度”（數(shù)量級是10-15米）的。其實在量子波設(shè)想觀點下，任何量子波都沒有明顯邊界，數(shù)量級10-15米范圍已經(jīng)包含了中子的絕大部分體量，成為核結(jié)構(gòu)的中心區(qū)。后文的計算可知，當(dāng)電子與質(zhì)子形成自旋性同步共振結(jié)構(gòu)時，電子的圓周運動半徑已經(jīng)縮小到10-15米數(shù)量級。

F.至于如何解決自旋量不守恒的問題，按照傳統(tǒng)理論讓中微子加入是一個恰當(dāng)?shù)霓k法。

筆者認(rèn)為對中微子和弱相互作用的理解，都應(yīng)考慮“暗物質(zhì)”因素，即存在一種系統(tǒng)與環(huán)境（與封閉式熱力學(xué)環(huán)境不同的開放式環(huán)境，即暗物質(zhì)環(huán)境）交換能量的過程。這是一種特殊形式的相互作用，即一種開放式的、弱的、隨機的而不是同步共振定態(tài)的相互作用形式。系統(tǒng)與開放式環(huán)境交換能量是普遍存在的，任何有序的穩(wěn)定狀態(tài)都與同步共振有關(guān)，在微觀層面，同步共振能夠形成穩(wěn)定機制又和系統(tǒng)與開放式環(huán)境的能量交換分不開。例如氫原子的外圍電子能夠穩(wěn)定在某個駐波性同步共振軌道上，實際上是一個動態(tài)的平衡過程，電子完全有可能因為能量損失而“失速”靠近質(zhì)子（即向內(nèi)偏移軌道），電子也完全有可能因能量獲取而“增速”遠(yuǎn)離質(zhì)子（即向外偏移軌道），然而由于存在系統(tǒng)與開放式環(huán)境的能量交換，最終會穩(wěn)定在同步共振的最佳狀態(tài)。自旋量的不守恒問題以及其他弱相互作用問題，也許能在這個觀點下得到更深層次的理解。

中子內(nèi)部電子有著極高速運動，與開放式環(huán)境存在高強度的能量交換，使得電子在中子中處于主導(dǎo)地位，質(zhì)子的電場屬性和自旋屬性被籠罩在“電子云”中，表現(xiàn)出中子的自旋與電子相同，自旋磁矩極性也與電子相同。

G.關(guān)于中子質(zhì)量大于質(zhì)子與電子的質(zhì)量之和問題，是解決核力和核結(jié)構(gòu)形成機制的關(guān)鍵問題，筆者提出了超電子假設(shè)，將在后文詳細(xì)闡述。

5.4核力和核結(jié)構(gòu)的電場作用模型

本文對核力的形成機制提出了一個全新的理論框架，要點有三個：一是引入相對論效應(yīng)以電場相互作用解釋強相互作用；二是引入超電子概念，讓超電子取代傳統(tǒng)理論中傳遞核力的粒子；三是以質(zhì)子與電子協(xié)同的自旋性同步共振作為核力和核結(jié)構(gòu)的定態(tài)基礎(chǔ)?？蓪⑦@個理論框架稱為“核力和核結(jié)構(gòu)的電場作用模型”。

1）氫原子中電場力與慣性力的平衡公式仍然是解釋核力的基本公式，但必須在公式中增加相對論變換因子。

前文提到的“公式2”是解釋氫原子能級的基本公式，被實驗證明在原子領(lǐng)域是正確的。筆者認(rèn)為這個公式同時也是解釋核力的基本公式。

該公式表明，當(dāng)突破駐波性同步共振的約束，距離r減小時，庫侖力能夠迅速地增大，但仍無法在核結(jié)構(gòu)的尺度內(nèi)將核力的強大性和短程性能充分顯示出來。經(jīng)測算，由于電子速率極度增大，相對論效應(yīng)明顯，上述公式中應(yīng)當(dāng)增加相對論變換因子：

單純從數(shù)學(xué)角度分析，公式7可以無障礙地化簡為公式2，因此后文計算同步共振形成條件時可使用公式2，但是在計算核力和釋放能量時必須使用公式7。為了分析的便利，仍然省略了庫侖定律公式分子中的e2，其實在多核結(jié)構(gòu)的電場分析時，這個e2是不能省略的，在那里更多的是多個質(zhì)子與一個電子共同作用，公式左邊分子中應(yīng)增加電場系數(shù)k。

2）與質(zhì)子極近距離形成同步共振態(tài)的電子的靜止質(zhì)量增加，成為“超電子”。

實驗測得中子的質(zhì)量為939.5656 MeV，而質(zhì)子質(zhì)量938.2723 MeV，加上電子的質(zhì)量0.511 MeV等于938.7833 MeV，中子的質(zhì)量大于質(zhì)子與電子質(zhì)量之和，差額為0.7823 MeV，約為1.5個電子質(zhì)量。

A.解釋中子質(zhì)量增大的“超電子”方案

解釋中子質(zhì)量的增大可以有多種方案，例如：

方案1：中子是獨立的量子，它并不由質(zhì)子與電子組成，它的質(zhì)量形成問題要從標(biāo)準(zhǔn)模型的夸克假設(shè)中尋找答案。這是傳統(tǒng)理論的解釋方式，本文不去過多評論，僅希望改變一些思維模式，因此舍棄了此方案。

方案2：由于電子速率增大導(dǎo)致質(zhì)量增大。經(jīng)測算電子的速率要達(dá)到0.917倍光速才有可能增加1.5個電子質(zhì)量，況且電子的速率增加產(chǎn)生的慣性力必須和電子與質(zhì)子之間的吸引力平衡的，而吸引力的增大過程必然釋放能量，釋放的能量要大于電子增加的動能，否則核力是不可能產(chǎn)生核能釋放的。因此由于電子速率增大導(dǎo)致中子質(zhì)量增大的方案也不可取。

方案3：中子增大的質(zhì)量是因為電子靜止質(zhì)量增大引起的。這種可能性是存在的。為此，筆者提出超電子假設(shè)，超電子是一種類似u子的“大”電子，除了比電子的質(zhì)量大以外，其他性質(zhì)與電子完全相同。中子由質(zhì)子和超電子構(gòu)成。

B.超電子的質(zhì)量估算

按照上述數(shù)據(jù)計算，自由中子的質(zhì)量減質(zhì)子質(zhì)量：

但是不能以這個值作為超電子的質(zhì)量，因為質(zhì)子與超電子結(jié)合為中子是核力的結(jié)果，中子內(nèi)部含有結(jié)合能，應(yīng)加上由于結(jié)合能而造成的質(zhì)量虧損數(shù)。由于中子中的質(zhì)子和超電子一分開，超電子立即就會衰變?yōu)殡娮?，超電子的質(zhì)量難以直接測定。

仍按照基本公式測算：

公式中r為超電子與質(zhì)子距離1.321409893× 10-15米（本文取靜止質(zhì)子波長作為中子尺度，由于電子已經(jīng)深入到質(zhì)子“內(nèi)部”，此值允許小于核中心區(qū)核子之間平均距離），為精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)0.007297353，c為光速2.99792458×108米/秒，電場系數(shù)k為1。公式應(yīng)當(dāng)滿足靜止的超電子在與質(zhì)子距離1.321409893× 10-15米時，質(zhì)子質(zhì)量加上超電子質(zhì)量減去釋放能量帶來的質(zhì)量虧損等于自由中子質(zhì)量。

對公式7，采用計算機模擬數(shù)值逐次逼近方式，得到的靜止超電子頻率Ve值為4.923595×1020次/秒，換算為2.044 MeV，恰為普通電子質(zhì)量0.511 MeV的4倍。超電子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的4倍，決不是偶然的巧合，其中一定含有很多尚待揭示的秘密，后文將給出答案。

現(xiàn)將距離、超電子頻率、精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)、光速代入公式7，驗算超電子質(zhì)量估算值與實驗值的符合性：

電場力按公式左邊計算，慣性力按公式右邊計算，均為2.91822×1035（次/秒）/米，電場力與慣性力平衡。

超電子速率與光速的比例為：

質(zhì)子靜能938.2723 MeV，加上超電子靜能2.044 MeV，減去系統(tǒng)總釋放能量0.797 MeV，等于939.5193 MeV。此數(shù)值與自由中子質(zhì)量實測值939.5656 MeV基本吻合（誤差十萬分之五）。

3）電子與質(zhì)子極度接近時，導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定的不再是駐波性同步共振，而是自旋性同步共振。

如果沒有同步共振的約束，電子與質(zhì)子的距離不斷減小可以有很大的能量釋放出來（以質(zhì)子和電子的費米頻率為限，各自按比例釋放能量），因此可以說電場能量（包括核能量）的釋放大小主要不是受自身能量潛力大小的制約，而是受同步共振的穩(wěn)定狀態(tài)約束。就象一個鋼球從很高的山上滾落，它的能量潛力是很大的，但是受到山坡地形的阻擋，只能有部分能量釋放出來，在山頂附近被約束釋放的原子級別能量較小，在山腰附近被約束釋放的核能量就要大得多。

氫原子中的電子與質(zhì)子接近過程中，導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定的因素是駐波性同步共振。我們再仔細(xì)分析基本公式：

不難發(fā)現(xiàn)氫原子的基礎(chǔ)能級，即n=1時的狀態(tài)，實際上是由以下公式制約：

即電子運行圓周長等于電子在運動方向的波長分量。將公式8代入公式7，可以得到電子與質(zhì)子的距離為5.29177249×10-11米，即氫原子半徑，電子的速率為c，即0.00729735308倍光速。

如果電子與質(zhì)子的距離縮小到10-15米附近，電子的速率將大幅度提高，由于相對論變換因子的作用，電場力將達(dá)到核力的強度，然而是什么因素能使之出現(xiàn)新的穩(wěn)定狀態(tài)，或者說是什么因素限制了電子繼續(xù)向質(zhì)子靠近呢？

經(jīng)多種方案比較，筆者認(rèn)為，當(dāng)超電子與質(zhì)子的距離等于質(zhì)子波長時，將出現(xiàn)超電子與質(zhì)子協(xié)同的同步共振，即：

現(xiàn)代物理理論中引入了量子的自旋概念，實際上是承認(rèn)了靜止量子的波動性，量子波設(shè)想認(rèn)為質(zhì)子的自旋與靜止質(zhì)子的波動是統(tǒng)一的。量子的自旋不是一個無法具體描述的內(nèi)稟特征，而是有頻率、波長和波速等具體物理量的實在性波動。為了更好地與傳統(tǒng)理論銜接，將上述同步共振稱為自旋性同步共振。

在MSae單位制中，動量矩（自旋）的單位是“次”，動量（波長的倒數(shù)）與波長（相當(dāng)于動量的旋轉(zhuǎn)臂長度）的乘積似乎應(yīng)當(dāng)為1次，而且不因量子波的頻率不同而變化。但是實測玻色波即光子的自旋為1，而費米波的自旋為1/2，這與費米波的波動中心軌跡在與暗物質(zhì)環(huán)境的相互作用時呈現(xiàn)雙環(huán)運動狀態(tài)有關(guān)，只有這樣的雙環(huán)狀態(tài)才有可能在空間形態(tài)上區(qū)分出正反性（即電的正負(fù)性）。

自旋性同步共振也是一種旋向相互作用，它不能導(dǎo)致電子的能量、質(zhì)量變動，但可以糾正電子的運動方向，在半徑小于r時產(chǎn)生對電場引力的強烈抵抗作用，在半徑大于r時產(chǎn)生對慣性力的強烈抵抗作用。正是這種自旋性同步共振使得超電子與質(zhì)子形成了在核力范圍的定態(tài)結(jié)構(gòu)。

將公式9代入公式7：（公式中電子頻率數(shù)值取超電子頻率數(shù)值）

得到：（詳細(xì)計算見前文）

公式左邊的電場力和公式右邊的慣性力，均為2.91822×1035（次/秒）/米，電場力與慣性力平衡。

超電子速率與光速的比例為：0.730153278

電場釋放能量為：3.856×1020（次/秒）

超電子增加的動能為：1.928×1020（次/秒）

電場釋放能量減去超電子增加的動能，得到系統(tǒng)總釋放能量為1.928×1020（次/秒），換算為0.797 MeV。

在多核結(jié)構(gòu)中，k大于1，由于電場疊加效應(yīng)和波函數(shù)疊加效應(yīng)，超電子與質(zhì)子的距離將會縮小，超電子的速率將會增大，此時公式中的相對論變換因子發(fā)揮了重要作用，核力和系統(tǒng)釋放的能量將會以遠(yuǎn)遠(yuǎn)強于幾何級數(shù)的方式增大，但同時自旋性同步共振的抵抗力也相應(yīng)增大。

有人可能會提出疑問，當(dāng)超電子圍繞質(zhì)子作圓周運動的半徑為1.321409893×10-15米時，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于超電子自身的波長了（6.0657760325×10-13米），一個大尺度波長的波能夠作小圓周運動嗎？筆者認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)將圓周運動理解為均勻曲率運動，曲率可視為圓周半徑的倒數(shù)。問題轉(zhuǎn)變?yōu)椋阂粋€大尺度波長的波能夠作大曲率運動而不改變波的主要特征嗎？實驗表明：光波作正中反射運動或者同性粒子作正面碰撞時，都可以發(fā)生極大的曲率運動而不改變自身主要特征，說明當(dāng)超電子圍繞質(zhì)子作圓周運動的半徑小于超電子自身的波長是可能的。上例，可以將超電子受到的力2.91822×1035（次/秒）/米，與圓周半徑1.321409893×10-15米相乘，得到力矩3.85616×1020（次/秒），仍低于超電子的頻率4.923595×1020次/秒。

5.5核力和核結(jié)構(gòu)電場作用模型的合理性

核力和核結(jié)構(gòu)電場作用模型的合理性表現(xiàn)在：

引入了相對論效應(yīng)，以電場相互作用解釋強相互作用，能夠較好地描述核力的強大性和短程性。相對論被幾乎所有的實驗事實證明是正確的，引入相對論效應(yīng)與傳統(tǒng)理論是銜接的。

引入了質(zhì)子與電子協(xié)同的自旋性同步共振，作為核力和核結(jié)構(gòu)的定態(tài)基礎(chǔ)。自旋性同步共振使得約束電場作用的距離極度減小，質(zhì)子與超電子的距離由原子尺度的10-11米級縮小到10-15米級，進入核力尺度范圍。自旋性同步共振形成時的相互作用力異常強大，核力比原子力強了百萬倍，釋放的能量由原子尺度時的幾個電子伏提高到幾兆電子伏，距離越接近10-15米級，作用力和釋放能量的增長越快，顯現(xiàn)了核力和核能釋放的高強度和短程性。原子級別的駐波性同步共振作用力度較弱，表現(xiàn)為電子很容易離開原子，而核力級別的自旋性同步共振作用力度很強，對于穩(wěn)定的核結(jié)構(gòu)，只有在施加很強的力和輸入很大能量的情況下才會發(fā)生解體，顯示了核結(jié)構(gòu)的堅固性。尤其重要的是，選擇質(zhì)子波長作為自旋性同步共振的條件，不僅僅是由于質(zhì)子波長與中子尺度接近成為唯一的選擇，而且當(dāng)超電子質(zhì)量是電子質(zhì)量4倍時，恰好可以依據(jù)庫侖定律公式計算得到中子的質(zhì)量。這些都與實驗事實吻合，說明自旋性同步共振的設(shè)想對于解釋核力形成機制是合理的且有效的。

引入了超電子概念，讓超電子取代傳統(tǒng)理論中傳遞核力的粒子，對于以傳遞核力的觀點理解核力，能夠較好地將核力與電場力統(tǒng)一起來。但是為什么要讓超電子的質(zhì)量大于電子質(zhì)量呢？超電子存在的合理性問題成為核力和核結(jié)構(gòu)電場作用模型合理性的關(guān)鍵問題。

下面從四個方面闡述超電子概念的合理性。

A.實驗事實的支撐

對于超電子存在的合理性，人們當(dāng)然可以說：這是大自然的存在事實，即自由中子的質(zhì)量大于質(zhì)子與電子質(zhì)量之和的事實，只有使用超電子概念才能得到合理解釋。人們也可以說：使用超電子替代電子，是質(zhì)子與電子形成共振態(tài)結(jié)構(gòu)的必須，是核力存在的必須，因為公式7中，當(dāng)電子與質(zhì)子距離接近10-15米時（中子的特征半徑），如果仍使用原來電子的質(zhì)量，電子速率將會大于光速，顯然是不可能的。

但是，這些理由還不足以表明超電子存在的合理性，因為大自然完全可以不出現(xiàn)自由中子的事實，核力的存在也不一定是大自然的“必須”。因此，還應(yīng)當(dāng)從更基礎(chǔ)的層面，從費米波的特征角度解釋這個問題。

B.費米波具有定態(tài)特征

量子波設(shè)想認(rèn)為，電子、質(zhì)子既不是一個沒有體積的“空間點”，也不是一個有固定邊界的實體“粒子”，而是一種具有費米波特征的量子波。量子波有費米波和玻色波兩種形式，玻色波（光子）是量子波的最基礎(chǔ)形式，費米波（實物粒子）是玻色波與暗物質(zhì)環(huán)境作用形成的同步共振態(tài)。費米波的波動中心運行軌跡與玻色波一樣是連續(xù)的，但以特殊的雙環(huán)形運行方式區(qū)分出費米波的正反性即電的正負(fù)性，正的費米波和反的費米波又各自表現(xiàn)出正的或者反的自旋特征。

與純粹玻色波的光子不同，費米波由于同步共振還具有頻率定態(tài)特征，即費米頻率具有一系列分散的穩(wěn)定狀態(tài)或者亞穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)主要有兩個：質(zhì)子和電子，（同步共振條件與暗物質(zhì)某種均勻化的穩(wěn)定的物理狀態(tài)有關(guān)）它們具有極長的平均壽命。亞穩(wěn)定狀態(tài)是穩(wěn)定狀態(tài)量子之間相互作用時，改變了原有同步共振狀態(tài)，形成新的同步共振狀態(tài)。以電子為基礎(chǔ)的亞穩(wěn)定狀態(tài)（即輕子狀態(tài)，未考慮中微子）有超電子和u子，超電子是電子與質(zhì)子形成同步共振時的亞穩(wěn)定狀態(tài)，u子是電子與正反中微子偶形成同步共振時的亞穩(wěn)定狀態(tài)。

在不同的電場中，費米波的頻率定態(tài)是會自動發(fā)生變動的，在同性電場中定態(tài)的頻率增大，在異性電場中定態(tài)的頻率減少，增大或者減少的費米頻率分量（相當(dāng)于勢能）自動調(diào)整玻色頻率分量（相當(dāng)于動能），頻率調(diào)整的數(shù)值按參與作用的粒子質(zhì)量比例分配。頻率變動率與電場強度有關(guān)，電場作用的方向總是力圖使費米頻率分量降低。

穩(wěn)定狀態(tài)費米波組合形成亞穩(wěn)定狀態(tài)費米波的過程，稱為弱相互作用，與同性電場作用的壓縮過程類似，表現(xiàn)為費米頻率分量增大，但增大的數(shù)值不是按比例分配，而是由改變同步共振狀態(tài)的粒子承擔(dān)。處于亞穩(wěn)定狀態(tài)費米波回歸到穩(wěn)定狀態(tài)的過程，也稱為弱相互作用，與同性電場作用的壓縮后釋放過程類似，表現(xiàn)為費米頻率分量減小，原來增加了質(zhì)量的粒子恢復(fù)原態(tài)。

費米波處于亞穩(wěn)定狀態(tài)時的平均壽命比穩(wěn)定狀態(tài)縮短很多，但仍比受強相互作用和電磁作用影響的粒子壽命長。弱相互作用下粒子看似有較長的壽命，其實這是它變化的等待時間長，而突變是瞬間的，與強相互作用或者電磁作用時間相當(dāng)。u子的平均壽命約為2微秒。超電子與一個質(zhì)子形成共振態(tài)時（即自由中子）的平均壽命是16分鐘，與多個質(zhì)子形成對稱共振結(jié)構(gòu)（如氘核及其他多核子結(jié)構(gòu)）時的平均壽命將大大提高，隨著中子的解體轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀娮印?/p>

以上分析試圖說明，作為費米波亞穩(wěn)定狀態(tài)的超電子的存在具有可能性。

C.按照傳統(tǒng)理論觀點，超電子作為傳遞核力的粒子，對核力的解釋比起設(shè)想中的其他傳遞核力粒子更具合理性

如果一定要按照傳統(tǒng)理論設(shè)想一個傳遞核力的粒子，完全無須費力去憑空創(chuàng)造，超電子就是最好的選擇。超電子通過電場相互作用與多個質(zhì)子聯(lián)系在一起，看上去就如同超電子在質(zhì)子與質(zhì)子之間傳遞粘合力一樣，超電子是電子的另一種形態(tài)，核力與電場力很自然地實現(xiàn)了統(tǒng)一。

20世紀(jì)30年代物理學(xué)家湯川秀樹為解釋核力提出傳遞核力的粒子質(zhì)量應(yīng)為200多個電子質(zhì)量，u子質(zhì)量為206個電子質(zhì)量，剛好在這個范圍，其性質(zhì)除了質(zhì)量是電子的206倍外其他均與電子相同。當(dāng)時由于u子是輕子，被認(rèn)為無法傳遞“核力”而放棄，現(xiàn)在提出核力和核結(jié)構(gòu)的電場作用模型，為什么不讓u子派上用場，直接以u子作為“超電子”呢？原因是經(jīng)過測算，以u子替代電子無法達(dá)到10-15米時出現(xiàn)核結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的要求，與質(zhì)子結(jié)合成中子的超電子質(zhì)量必須為電子質(zhì)量的4倍，理論才能自恰。湯川秀樹當(dāng)年在估算傳遞核力的粒子質(zhì)量應(yīng)為200多個電子質(zhì)量時，使用了一個假設(shè)：即該粒子在作用距離10-15米行程內(nèi)，速率的極限為光速。這個速率極限的觀點沒有什么問題，但是以極限值作為實際值來進行計算就不合理了。

大自然既然允許其性質(zhì)除了質(zhì)量是電子的206倍外其他均與電子相同的u子存在，就有理由允許其性質(zhì)除了質(zhì)量是電子的4倍外其他均與電子相同的超電子存在。傳統(tǒng)理論既然允許介子、夸克、膠子等傳遞強相互作用的粒子存在，就有理由允許對解釋強相互作用力更具合理性的超電子存在。

D.超電子質(zhì)量定態(tài)與電子的質(zhì)量定態(tài)，都由與暗物質(zhì)關(guān)聯(lián)的波幅同步共振引起。可以由超電子的質(zhì)量計算得到與實測值相符的中子質(zhì)量

細(xì)心的讀者一定會發(fā)現(xiàn)，上述解釋僅僅是從定性的角度說明超電子存在的可能性和合理性，還沒有解釋超電子質(zhì)量估計值的唯一性問題。從前文計算過程可以看到，超電子的質(zhì)量估計值除了取決于質(zhì)子的波長外，還取決于中子質(zhì)量的實測值。其實不應(yīng)當(dāng)由中子質(zhì)量的實測值決定超電子的質(zhì)量，而應(yīng)當(dāng)是反過來由超電子的質(zhì)量決定中子的質(zhì)量，這就涉及到超電子的質(zhì)量由什么決定的問題，即費米頻率定態(tài)問題：包括正反粒子生成問題，電場作用機制問題，質(zhì)子、電子的質(zhì)量定態(tài)等等問題，是一些遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了本文范圍的更深層次問題。

本文僅對電子、超電子和中子的質(zhì)量定態(tài)作一些初步設(shè)想。由于前文推算的超電子質(zhì)量恰好為電子質(zhì)量的4倍，又恰好能夠利用庫侖定律計算出中子質(zhì)量，這就給了人們提出猜想的空間。下面試以三個假設(shè)說明電子、超電子的質(zhì)量定態(tài)規(guī)律性。

假設(shè)1：暗物質(zhì)環(huán)境擁有一個均勻化的、穩(wěn)定的空間特征常數(shù)P。

這個數(shù)值取自于靜止電子的波長，等于光速除以電子頻率?？茖W(xué)實驗證明暗物質(zhì)是存在的，暗物質(zhì)世界存在一個均勻化的、穩(wěn)定的空間特征常數(shù)P是可能的。

假設(shè)2：存在一個自然常數(shù)：量子波的頻率波幅平方系數(shù)Q。

這個數(shù)值是由電子的波長的平方除以電子頻率計算得出。宏觀物理的理論和實踐都證明波的波幅平方與波的能量成正比，量子波設(shè)想中波的頻率相當(dāng)于能量，公式參照了宏觀波的表達(dá)方式。

假設(shè)3：當(dāng)費米波波幅為暗物質(zhì)空間特征常數(shù)P整倍數(shù)時，出現(xiàn)費米波的同步共振，稱為波幅同步共振。

此時，費米波波幅為暗物質(zhì)空間特征常數(shù)P的1倍，（即量子數(shù)n=1）出現(xiàn)了穩(wěn)定的波幅同步共振，這時的費米波頻率1.235589875×1020（次/秒），就是靜止電子的質(zhì)量定態(tài)。人們一定會說，這一點也不奇怪，三個假設(shè)都是人為設(shè)計的結(jié)果，都是按照電子量身定做的。但是當(dāng)波幅同步共振的量子數(shù)不是1而是2，能夠計算出超電子的質(zhì)量，而由超電子的質(zhì)量運用人們熟知的庫侖定律，計算出與實測值相符的中子質(zhì)量時，上述假設(shè)就有可能是正確的了。

如果費米波波幅為暗物質(zhì)空間特征常數(shù)P的2倍（即量子數(shù)n=2），也將出現(xiàn)同步共振，但這時是一種亞穩(wěn)定狀態(tài)的波幅同步共振。

此時費米波頻率為：

這正是超電子的質(zhì)量，于是，超電子的質(zhì)量不再取決于中子質(zhì)量的實測數(shù)據(jù)，而是與電子的質(zhì)量定態(tài)機制一樣，都是由與暗物質(zhì)關(guān)聯(lián)的波幅同步共振引起的。由超電子的質(zhì)量運用庫侖定律（加上質(zhì)子特征）可以計算得到與實測值相符的中子質(zhì)量，（計算過程見前文）大自然出現(xiàn)自由中子的事實成為必然事件，核力的存在成為大自然的“必須”。如果費米波波幅為暗物質(zhì)空間特征常數(shù)P的2倍以上（即量子數(shù)n大于2），超電子質(zhì)量將是電子質(zhì)量的9倍以上，無法與質(zhì)子形成穩(wěn)定的同步共振狀態(tài)。可見，超電子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的4倍不是巧合，電子的質(zhì)量定態(tài)、超電子的質(zhì)量定態(tài)、中子的質(zhì)量定態(tài)都不是偶然現(xiàn)象，是須要得到解釋的。以上分析，不僅從理論上證明了超電子的存在和它的質(zhì)量定態(tài)的合理性，而且為進一步探索粒子質(zhì)量譜問題提供了新的思路。

5.6利用核力和核結(jié)構(gòu)的電場作用模型，解釋與多核結(jié)構(gòu)有關(guān)的若干問題

多核結(jié)構(gòu)指核子數(shù)多于1的核結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)理論認(rèn)為多核結(jié)構(gòu)由中子與質(zhì)子構(gòu)成。本文提出核力和核結(jié)構(gòu)的電場作用模型，認(rèn)為多核結(jié)構(gòu)中質(zhì)子與中子是不可區(qū)分的，所有的核子都是質(zhì)子，而這些質(zhì)子又都毫無例外地與超電子結(jié)合在一起（不要求一一對應(yīng)），從這個意義上來說，所有的核子又都表現(xiàn)為中子形式。

為了與現(xiàn)代核物理理論的表述一致，本節(jié)沿用核子、質(zhì)子、中子概念，其中核子數(shù)等于多核結(jié)構(gòu)中質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的總和，但必須確定任何核子都帶一個正電荷，中子數(shù)等于超電子數(shù)，質(zhì)子數(shù)等于核子數(shù)減去超電子數(shù)。

1）多核結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和流動性。

多核結(jié)構(gòu)中的各量子（即核子與超電子）的空間結(jié)構(gòu)形式是穩(wěn)定的，但各核子之間、各超電子之間存在交流互換，可以從這個意義上理解“量子的全同性”。但是哪一個位置的量子交流，哪一個位置的量子離開多核結(jié)構(gòu)（如B-衰變，核裂變含衰變），或者外來量子進入多核結(jié)構(gòu)的哪一個位置（如核聚變，K俘獲，B+衰變）是需要對量子進行個別識別的。這是因為多核結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)形式不同，核力和內(nèi)部結(jié)合能有很大差異，個別識別與分析是必要的。

2）超電子在多核結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位。

所有多核結(jié)構(gòu)均由超電子與質(zhì)子（此處指全部核子，均帶正電荷）構(gòu)成，超電子在多核結(jié)構(gòu)中起著“粘連”質(zhì)子的“膠子”作用。即使按照傳統(tǒng)理論，中子是核的組分，但在中子內(nèi)部超電子具有更多的主導(dǎo)性，通過超電子，一個中子可以與一個或者多個質(zhì)子聯(lián)結(jié)。自旋磁矩問題是一個隱藏了很多秘密的問題，中子的自旋磁矩實驗數(shù)值目前還沒有得到較好的理論解釋，但僅從自旋磁矩的極性觀察，中子的自旋磁矩雖然數(shù)值的絕對值與質(zhì)子接近，而極性卻與電子相同，可以從這個角度說明超電子在多核結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位。超電子在多核結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位，導(dǎo)致了核力和核結(jié)構(gòu)的電荷有關(guān)性，是解釋核結(jié)構(gòu)中的很多奇特現(xiàn)象的基礎(chǔ)。

3）多核結(jié)構(gòu)內(nèi)含結(jié)合能的三種計算方式比較。

在核力的作用下形成多核結(jié)構(gòu)必然釋放出能量，這個釋放能量又稱為核的結(jié)合能。下面比較三種結(jié)合能的計算方法。

表1　部分多核結(jié)構(gòu)結(jié)合能情況（單位：MeV）

方式1：質(zhì)子加中子計算方式。取該核中質(zhì)子和中子處于自由狀態(tài)時的質(zhì)量（以靜止能量計）之和，減去實際測定的核質(zhì)量，得到質(zhì)量虧損數(shù)，即為該核的結(jié)合能。這是傳統(tǒng)的計算方式。

方式2：質(zhì)子加超電子計算方式。取該核中質(zhì)子（即全部核子）和超電子處于自由狀態(tài)時的質(zhì)量之和，減去實際測定的核質(zhì)量，得到質(zhì)量虧損數(shù)，即為該核的結(jié)合能。

這兩種方法都不是從多核結(jié)構(gòu)的原始組態(tài)計算，所得的值都沒有考慮質(zhì)子與電子組合成中子，或者電子轉(zhuǎn)化為超電子時需要消耗能量的因素。或者說這兩種方法只計算了強相互作用產(chǎn)生的能量釋放，沒有考慮與弱相互作用有關(guān)的能量交換問題。

方式3：質(zhì)子加電子計算方式。取該核中質(zhì)子（即全部核子）質(zhì)量和超電子數(shù)按普通電子計算的質(zhì)量之和，減去實際測定的核質(zhì)量，得到質(zhì)量虧損數(shù)，即為該核的結(jié)合能。

究竟哪一種方式計算結(jié)合能更合理一些呢？下面從動態(tài)的角度分析。

如表1所示，鉀核（取中子數(shù)為29的同位素）實測質(zhì)量為44669.89 MeV。鈣核（取中子數(shù)為28的同位素）實測質(zhì)量為44657.29 MeV。由鉀核衰變?yōu)殁}核，實測質(zhì)量虧損44669.89-44657.29=12.6 MeV，減去釋放出的電子質(zhì)量0.511 MeV，實際釋放能量12.6-0.511=12.09 MeV。

按方式1計算（質(zhì)子+中子）：鉀核，19個質(zhì)子加上29個中子的質(zhì)量，與實測質(zhì)量相比，質(zhì)量虧損即結(jié)合能為404.68 MeV。鈣核，20個質(zhì)子加上28個中子的質(zhì)量，與實測質(zhì)量相比，結(jié)合能為415.99 MeV。二者結(jié)合能差：415.99-404.68=11.31 MeV。與實測值12.09 MeV不吻合。

按方式2計算（全部核子按質(zhì)子質(zhì)量計+超電子）：鉀核，48個質(zhì)子加上29個超電子的質(zhì)量，與實測質(zhì)量相比，結(jié)合能為426.56 MeV。鈣核，48個質(zhì)子加上28個超電子的質(zhì)量，與實測質(zhì)量相比，結(jié)合能為437.01 MeV。二者結(jié)合能差：437.01-426.56=10.45 MeV。與實測值12.09 MeV也不吻合。

按方式3計算（全部核子按質(zhì)子質(zhì)量計+超電子按電子質(zhì)量計）：鉀核，48個質(zhì)子加上29個電子的質(zhì)量，與實測質(zhì)量相比，結(jié)合能為382 MeV。鈣核，48個質(zhì)子加上28個電子的質(zhì)量，與實測質(zhì)量相比，結(jié)合能為394.09 MeV。二者結(jié)合能差：394.09-382=12.09 MeV。與實測值12.09 MeV相吻合。方式3按核的最基礎(chǔ)構(gòu)成計算，同時考慮了強相互作用和弱相互作用兩個方面的因素，以這樣的方式計算核結(jié)構(gòu)的結(jié)合能要合理一些。

4）多核結(jié)構(gòu)的整體性。

多核結(jié)構(gòu)是一個整體，任何量子進入或者離開，都會對其他超電子和質(zhì)子之間的自旋性同步共振狀態(tài)產(chǎn)生影響。

如表1所示，氚核質(zhì)量為2811.1841MeV，它是由3個核子和2個超電子組成的多核結(jié)構(gòu)，結(jié)合能為4.66 MeV（按方式3計算）。4氦核（通常的氦核）質(zhì)量為3727.4 MeV，它是由4個核子和2個超電子組成的多核結(jié)構(gòu)，結(jié)合能為26.71 MeV，比氚核多釋放能量26.71-4.66=22.05 MeV。這并不能理解為：4氦核比氚核多了一個質(zhì)子，這個質(zhì)子本身釋放能量為22.05 MeV。而應(yīng)當(dāng)理解為由于這個質(zhì)子的進入，對多核結(jié)構(gòu)整體產(chǎn)生了影響，整體增加釋放能量22.05 MeV。

導(dǎo)致多核結(jié)構(gòu)整體性的原因是核結(jié)構(gòu)的電場疊加效應(yīng)和波函數(shù)疊加效應(yīng)。

A.電場疊加效應(yīng)導(dǎo)致核力和釋放能量的增加

無論是原子級別的駐波性同步共振，或是核力級別的自旋性同步共振，在受到增強的外加電場時都會增大核力，進一步釋放能量，稱為電場疊加效應(yīng)。

原子級別的駐波性同步共振，受到增強的外加電場時，將會自動調(diào)整核力和離心力之間的平衡，始終保持駐波性同步共振狀態(tài)。再分析基本公式：

由于駐波性同步共振時電子速率較低，相對論效應(yīng)不明顯。當(dāng)電場為2倍時（如氫原子變?yōu)楹ぴ樱阶筮叺姆肿又衚為2，距離將減小為1/2，速率增加為2倍，庫侖力和慣性力均為原來的8倍。原來的駐波約束狀態(tài)不變：

距離和速率同步變動，公式兩邊仍保持相等，即電子圓周運動周長仍等于電子運動方向波長分量。說明原子級別的駐波性同步共振，有對外加電場的自適應(yīng)能力。

核力級別的自旋性同步共振，受到增強的外加電場時，也會引起核力和釋放能量的迅速增大。但同步共振是以超電子與質(zhì)子的距離等于質(zhì)子波長作為共振條件，當(dāng)受到外加電場因素影響時，質(zhì)子的波長未變動，不會適應(yīng)外加電場而自動調(diào)整同步共振形式。于是，超電子與質(zhì)子的距離偏離質(zhì)子波長越大，同步共振形成的抵抗力越大，制止了超電子與質(zhì)子的進一步接近，核力和釋放能量是有限度的。

B.波函數(shù)疊加效應(yīng)導(dǎo)致核力和釋放能量的增加

多核結(jié)構(gòu)中，如果核外層未飽滿時，可以因質(zhì)子的增加而增加結(jié)合能，新進入的質(zhì)子與原有超電子形成新的同步共振結(jié)構(gòu)釋放能量。此時將出現(xiàn)波函數(shù)疊加效應(yīng)，原有的質(zhì)子與超電子的同步共振狀態(tài)會發(fā)生變化，導(dǎo)致整體釋放能量增加。下面以氘核的形成為例說明波函數(shù)疊加效應(yīng)。

假設(shè)一個自由中子按正常方式存在，另一個質(zhì)子受外部動能和中子中超電子的電場引力作用不斷靠近，靠近過程中超電子的運動方式仍然是圓周運動，但不再是圍繞質(zhì)子的中心而是逐步偏離質(zhì)子的中心，相當(dāng)于在質(zhì)子的圓切面外沿運動。當(dāng)另一個質(zhì)子與中子接近到一定距離時，質(zhì)子與質(zhì)子之間的波函數(shù)疊加效應(yīng)逐步明顯，質(zhì)子的疊加波長縮短，引起超電子與兩個質(zhì)子同步共振時的相互距離縮短，核力和釋放的能量增大。這個過程稱為核結(jié)構(gòu)的波函數(shù)疊加效應(yīng)。波函數(shù)疊加效應(yīng)使得核力增強，但受到自旋性同步共振的強烈抵抗，抵抗力與電場吸引力的平衡，最終形成了比中子更加穩(wěn)定的氘核。中子由1個核子與1個超電子組成，釋放能量為0.8 MeV，扣除形成超電子自身消耗的能量，結(jié)合能是-0.79 MeV。氘核由2個核子與1個超電子組成，結(jié)合能為1.39 MeV。氘核比中子新增的結(jié)合能超過新進入的質(zhì)子與原有超電子形成的結(jié)合能，這是核結(jié)構(gòu)的波函數(shù)疊加效應(yīng)引起的。（如表1所示）

氘核與氫分子離子（即失去1個電子的氫分子，具有很強的活力）極為相似，原始組態(tài)都是2個質(zhì)子加1個電子，上述氘核形成過程的分析方法可以借鑒氫分子離子形成過程中的量子化學(xué)方法。氫原子與另一個質(zhì)子接近，兩個看似沒有可能出現(xiàn)分子引力的粒子，在神奇的量子力學(xué)作用下結(jié)合成了氫分子離子。量子化學(xué)理論的成功，說明波函數(shù)疊加效應(yīng)是存在的，可以將其引入核力和核結(jié)構(gòu)形成機制中。

核力級別的自旋性同步共振時，超電子的速率已達(dá)0.73倍光速，相對論效應(yīng)明顯，受到電場疊加效應(yīng)或者波函數(shù)疊加效應(yīng)影響時，超電子的速率略有增加，都會導(dǎo)致核力和釋放能量的大幅度增加。計算表明當(dāng)速率增加幅度僅僅20%時，核力和釋放能量可增加10倍以上，相對論效應(yīng)使得某些核結(jié)構(gòu)（如氦核）中平均結(jié)合能比氘核大10倍成為了可能。氘核中每個核子的平均結(jié)合能為0.7 MeV，而兩個氘核組成的氦核平均結(jié)合能達(dá)到7 MeV，核結(jié)構(gòu)的電場疊加效應(yīng)和波函數(shù)疊加效應(yīng)，共同導(dǎo)致了氦核中的平均結(jié)合能提升。這個過程中首先要對氘核施加動能（熱或者激光），克服質(zhì)子之間靜電排斥力，而后才能“聚合”釋放出巨大的能量。

需要說明，超電子在多核結(jié)構(gòu)中的不同位置，引起電場疊加效應(yīng)和波函數(shù)疊加效應(yīng)的程度是不同的，而且由于超電子的質(zhì)量大于電子質(zhì)量，自身的形成是要消耗能量的，因此超電子只有進入到多核結(jié)構(gòu)的適當(dāng)位置，而且釋放能量大于自身消耗能量時，才能顯現(xiàn)結(jié)合能的增加。超電子過多時相互之間產(chǎn)生排斥力，反而會導(dǎo)致平均結(jié)合能的減少。（如表1所示）

5）多核結(jié)構(gòu)的局部性。

多核結(jié)構(gòu)具有整體性，但是并不意味著多核結(jié)構(gòu)將會如同熱力學(xué)一樣出現(xiàn)均一化過程（平均動能，溫度），實驗表明多核結(jié)構(gòu)中的核子與超電子關(guān)系是相對穩(wěn)定的，核子、超電子之間的相互作用主要影響近邊的核子和超電子關(guān)系。

如表1所示，當(dāng)多核結(jié)構(gòu)發(fā)展到4個核子的氦核，由于核結(jié)構(gòu)的完美對稱，平均每個核子釋放的能量迅速擴大到接近7 MeV。然而發(fā)展到48個核子時平均每個核子釋放的能量（7～8 MeV）增加并不多，有一種趨于飽和的規(guī)律。說明核子或者超電子的進出，主要影響近邊質(zhì)子與超電子的同步共振狀態(tài)，對較遠(yuǎn)的質(zhì)子和超電子影響較小，體現(xiàn)出多核結(jié)構(gòu)的局部性。

從表1可以發(fā)現(xiàn)，在核子數(shù)一定的情況下，超電子數(shù)為某個數(shù)量時，核結(jié)構(gòu)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，平均每個核子釋放的能量達(dá)到最大。（如鈦）這是由于多核結(jié)構(gòu)中的核子和超電子處于某種比例時，幾何結(jié)構(gòu)狀態(tài)使得電場疊加效應(yīng)和波函數(shù)疊加效應(yīng)發(fā)揮得最充分，導(dǎo)致平均每個核子受到的核力和釋放能量最大化。偏離這種比例時，結(jié)構(gòu)狀態(tài)發(fā)生變化，對稱性受到影響，平均每個核子受到的核力和釋放能量就無法達(dá)到最大化，核結(jié)構(gòu)就會自發(fā)地謀求自身結(jié)構(gòu)改變，出現(xiàn)各種形式的衰變。

多核結(jié)構(gòu)的局部性還表現(xiàn)在核結(jié)構(gòu)中心區(qū)域質(zhì)量密度趨于一致。在那里核子之間的平均距離都在1.8×10-15米左右，這是由于核力級別的自旋性同步共振，受到增強的外加電場疊加或者波函數(shù)疊加影響時，核子與超電子的距離變動量很小，并以其強大的抵抗力制止了超電子與核子的進一步接近。

6）多核結(jié)構(gòu)的分層特征。

實驗發(fā)現(xiàn)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)為28、50、82、126時，核結(jié)構(gòu)特別穩(wěn)定，而質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)為29、51、83、127時，核結(jié)構(gòu)特別不穩(wěn)定。對此只能使用多核結(jié)構(gòu)具有的分層特征解釋。

由于多核結(jié)構(gòu)的分層特征，核結(jié)構(gòu)中的核子數(shù)較少時（即輕核區(qū)），層次較少，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為簡單的立體球?qū)ΨQ形式，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)趨向于相等。而核子數(shù)較多時（即重核區(qū)），層次較多，由于各層質(zhì)子之間的排斥性，系統(tǒng)“容忍”的質(zhì)子數(shù)下降，超電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)的比例加大，表現(xiàn)為中子與質(zhì)子比例上升的趨勢，但有一限度（約為1.5∶1）。

例如，4氦核由4個核子和2個超電子構(gòu)成，它的2個超電子在4個質(zhì)子中部形成2個旋轉(zhuǎn)面相互為60度角度的圓周運動，是完美的對稱結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)是一個等邊三角體，如果再有質(zhì)子加入必須處于第二層，而這時原來的超電子云在中心分布幾率較大，而在外圍分布幾率較小，因此僅有2個中子的情況下，所有參加進來的質(zhì)子都處于不穩(wěn)定狀態(tài)。只有增加超電子才能形成新的中子結(jié)構(gòu)，如6Li（6鋰）比氦核增加2個核子和1個超電子，7Li（7鋰）比氦核增加3個核子和2個超電子，它們具有穩(wěn)定狀態(tài)。

在分析多核結(jié)構(gòu)的分層特征時，將中子視為超電子與質(zhì)子的同步共振結(jié)構(gòu)，且將超電子置于主導(dǎo)地位，有助于發(fā)現(xiàn)一些核結(jié)構(gòu)規(guī)律。

7）K電子俘獲。

在原子中，圍繞核旋轉(zhuǎn)的電子有許多層，靠近核的最里面的一層稱為K層，如果原子核俘獲核外K層的電子，就稱為K電子俘獲。例如：

鋇7B，序號4，共有7個核子，其中4個質(zhì)子及3個中子，原子量7.02。鋰7Li，序號3，同樣是7個核子，其中3個質(zhì)子及4個中子，原子量6.94。鋇7B能夠俘獲電子，說明俘獲電子后能夠使得結(jié)合能提高，這是核反應(yīng)能夠發(fā)生的條件，鋇7B俘獲電子變成鋰7Li后，原子量反而降低了。電子轉(zhuǎn)變成超電子需要的能量及系統(tǒng)整體釋放的能量從何而來呢？答案是從系統(tǒng)自身內(nèi)部獲得。7個核子的結(jié)構(gòu)相對于4個核的氦核是兩層結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定趨勢是中子與質(zhì)子比例逐步增大，本例中，4∶3比例的鋰7Li核要比3∶4比例的鋇7B核穩(wěn)定得多，可以釋放出更多的能量。

B+衰變與K電子俘獲類似，都是多核結(jié)構(gòu)中的質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子，或者都理解為外部電子進入核結(jié)構(gòu)，并轉(zhuǎn)化為超電子與質(zhì)子結(jié)合為中子，整個過程是需要能量的。這些能量的來源，如同K電子俘獲一樣都是從系統(tǒng)自身獲得。如表1的鉻Cr核比錳Mn核，由于結(jié)構(gòu)合理，核穩(wěn)定得多，衰變過程可以釋放大量能量，除了滿足質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子或者電子轉(zhuǎn)化為超電子需要外，還可以釋放出更多的能量。

特別需要解釋的是，核中本來沒有正電子，正電子是從何而來的?？梢悦枋鰹椋合到y(tǒng)釋放能量產(chǎn)生正負(fù)電子對，負(fù)電子被系統(tǒng)俘獲轉(zhuǎn)化為超電子，并與質(zhì)子形成新的中子結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。正電子則釋放出來，表現(xiàn)為B+衰變。

本文建立核力和核結(jié)構(gòu)的電場作用模型，需要引入相對論效應(yīng)以及超電子、自旋性同步共振兩個假設(shè)。正是這樣的思維方式符合了大自然的存在事實，才能將神秘的核力統(tǒng)一到基礎(chǔ)性更強的電場力中，將傳統(tǒng)的庫侖定律應(yīng)用到核力的計算中。正是這樣的思維方式，力圖去尋求電子、超電子共同的質(zhì)量定態(tài)機制，才能較好地由質(zhì)子、電子的質(zhì)量計算得到與實驗值一致的中子質(zhì)量。傳統(tǒng)理論經(jīng)過大半個世紀(jì)的努力，始終無法找到核力和電場力的統(tǒng)一途徑，應(yīng)當(dāng)嘗試一些創(chuàng)新的思維方式，否則僵局是無法打破的。

任何科學(xué)理論都是假設(shè)，檢驗科學(xué)理論真?zhèn)蔚臉?biāo)準(zhǔn)是實踐，即理論對已存在的實踐事實的解釋力度，理論對新的實踐事實的抗證偽力度，以及理論對將來可能出現(xiàn)的新實踐事實的預(yù)測力度。核力和核結(jié)構(gòu)的電場作用模型需要接受實踐的檢驗。

筆者有信心：核力必然是電場力。

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