左可

摘 要：物體都具有波粒二象性，但波動(dòng)性是經(jīng)典物理學(xué)的難點(diǎn)。本文嘗試研究波動(dòng)性在平直空間對(duì)物體運(yùn)動(dòng)可能產(chǎn)生的影響，發(fā)現(xiàn)媧和媧子兩個(gè)因子，彌補(bǔ)了狹義相對(duì)論定域性原則的不足，并發(fā)現(xiàn)波動(dòng)性支持超光速，以及非定域時(shí)間和因果律的連續(xù)和線(xiàn)性統(tǒng)一。最有意義的是：牛頓三大定律和狹義相對(duì)論，以及運(yùn)動(dòng)波這三者可以攜手成為平直空間的統(tǒng)一理論體系。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)波；超光速；狹義相對(duì)論；波粒二象性

狹義相對(duì)論立足于平直空間的粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律，被實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，充滿(mǎn)科學(xué)的睿智。但狹義相對(duì)論沒(méi)有涵蓋物體運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)規(guī)律，產(chǎn)生光速不可超越的限制，導(dǎo)致了科學(xué)進(jìn)步的沮喪。眾所周知，物體具有波粒二象性，平直空間物體運(yùn)動(dòng)不包括波動(dòng)性是不完整的。這不是相對(duì)論的錯(cuò)誤，而是整個(gè)物理學(xué)陷入的兩難境地。一方面物體的波動(dòng)性明顯不屬歐幾里得空間，但推導(dǎo)非歐的波動(dòng)性又缺乏平直空間的基礎(chǔ)手段；另一方面，要在平直空間推導(dǎo)物體的波動(dòng)性，又面臨波動(dòng)性的非歐狀況，而無(wú)從著手。本文繞開(kāi)波動(dòng)性的運(yùn)動(dòng)方程這一難點(diǎn)，著眼于平直空間中波動(dòng)性對(duì)物體動(dòng)能、動(dòng)量、質(zhì)量產(chǎn)生的影響，以及可能對(duì)運(yùn)動(dòng)物體時(shí)空變化的影響入手。結(jié)果推導(dǎo)出媧和媧子兩個(gè)波動(dòng)因子，一是解決了長(zhǎng)期困擾物理學(xué)的狹義相對(duì)論奇點(diǎn)問(wèn)題（，的問(wèn)題），發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)波支持超光速，填補(bǔ)了平直空間狹義相對(duì)論的基礎(chǔ)波動(dòng)性理論；二是意外發(fā)現(xiàn)牛頓三大定律可以在波動(dòng)性補(bǔ)充之下，與狹義相對(duì)論三者統(tǒng)一為平直空間物理理論的一個(gè)整體，且明確了動(dòng)能、動(dòng)量、質(zhì)量的內(nèi)在聯(lián)系規(guī)律（簡(jiǎn)稱(chēng)三量定律）。

1 運(yùn)動(dòng)波廣泛存在

實(shí)際上，太陽(yáng)系引力場(chǎng)及其行星的圓周運(yùn)動(dòng)等宏觀現(xiàn)象，已經(jīng)明顯揭示出運(yùn)動(dòng)波的客觀存在和作用（未免與運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、速度場(chǎng)等約定俗成的概念沖突，以下統(tǒng)稱(chēng)運(yùn)動(dòng)波）。例如，著名的愛(ài)因斯坦轉(zhuǎn)盤(pán)（其實(shí)就是兒童陀螺玩具），用于展現(xiàn)引力場(chǎng)的局部等效性和協(xié)變性。我們?cè)趫A盤(pán)邊上釘上一個(gè)釘子，釘子穿過(guò)一根筷子（中央），筷子兩頭挑上兩個(gè)雞蛋（同質(zhì)量）。

如圖Ⅰ（這個(gè)實(shí)驗(yàn)引用他人）。當(dāng)圓盤(pán)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只要r1R，兩個(gè)雞蛋必然圍繞釘子O'，作與ω0反向的ω'圓周運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)雞蛋，一根筷子的體系沒(méi)有引力影響，沒(méi)有慣性力，僅受O'點(diǎn)，沿圓盤(pán)切向的推力，它為什么以ω'角速轉(zhuǎn)動(dòng)？要理解轉(zhuǎn)動(dòng)原因，我們看圖Ⅱ，如果保證r1=r2，再轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，兩個(gè)雞蛋A、B將不再?lài)@釘子O'轉(zhuǎn)動(dòng)。

這是因?yàn)閞1=r2，F(xiàn) 對(duì)A、B 的加速度一樣，導(dǎo)致速度一樣，筷子兩頭動(dòng)量矩平衡。而圖Ⅰ中VA=VB，但r2>r1，VA-r1ω0>VB-r2ω0，兩頭動(dòng)量矩不平衡，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。

沿R 線(xiàn)點(diǎn)上幾個(gè)黑點(diǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)以ω0勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓盤(pán)出現(xiàn)一圈圈等速線(xiàn)。這是一個(gè)看不見(jiàn)摸不著的場(chǎng)（運(yùn)動(dòng)波），速

度與R成正比，曲率為（借用數(shù)學(xué)概念），梯度grad（v）為ω0（為梯度矢量）。雞蛋旋轉(zhuǎn)是由動(dòng)量矩導(dǎo)致，而產(chǎn)生動(dòng)量矩差異的本質(zhì)，是運(yùn)動(dòng)波的梯度?；蛘哒f(shuō)，梯度場(chǎng)推動(dòng)了雞蛋旋轉(zhuǎn)。當(dāng)筷子長(zhǎng)度小于圓直徑，則ω'>ω0。大多數(shù)行星自

轉(zhuǎn)正是由于運(yùn)動(dòng)波的推動(dòng)。而當(dāng)R→∞，即曲率=0的遠(yuǎn)處，可以近似為平直空間。如果轉(zhuǎn)盤(pán)換成引力場(chǎng)，則速度場(chǎng)的高斯

曲率K=-，梯度grad（V）=（k'由引力質(zhì)量和引力常數(shù)決定），圓周率>π的運(yùn)動(dòng)波（羅巴切夫斯基空間）。我們?cè)O(shè)想一下：太陽(yáng)系九大行星運(yùn)行到同一徑向線(xiàn)，引力場(chǎng)突然消失，行星的運(yùn)動(dòng)波會(huì)突然消失嗎？當(dāng)然不會(huì)，消失的只是曲率，速度梯度為常數(shù)，行星以不同速度勻速飛向遠(yuǎn)方。

再假設(shè)，找一根筷子，一頭挑著地球，一頭挑著火星，中間釘一個(gè)不動(dòng)的釘子，然后引力場(chǎng)消失。結(jié)果很顯然，與雞蛋的轉(zhuǎn)動(dòng)一樣。由此說(shuō)明，運(yùn)動(dòng)波受引力場(chǎng)的等外部因素影響而改變結(jié)構(gòu)形態(tài)，但其本質(zhì)不依托外部因素而存在。這樣的例子比比皆是，如小孩的陀螺、子彈飛旋。那么，除去引力場(chǎng)和螺旋運(yùn)動(dòng)之外，平直空間單一物體勻速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)波情況如何？

有一個(gè)不為人注意的例子，證明運(yùn)動(dòng)波的客觀存在。在多普勒紅移現(xiàn)象中（詳細(xì)情況參見(jiàn)各類(lèi)相對(duì)論書(shū)籍），當(dāng)光源與觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)靠近時(shí)，即相對(duì)速度為正，接受頻率為：

當(dāng)兩者遠(yuǎn)離時(shí)，即相對(duì)速度為負(fù)，接受頻率為：

下面分A、B、C三種情況討論：

A.當(dāng)其他條件不變，只有速度方向前后掉轉(zhuǎn)，紅移出現(xiàn)不合理現(xiàn)象：兩者能量變化的絕對(duì)值不等，|△EV︱≠|(zhì)△E-V︱，|△v1·h︱≠|(zhì)△v2·h︱。當(dāng)V接近c(diǎn)時(shí)，差值巨大，違反能量守恒定律和對(duì)稱(chēng)性原則。

B.如果說(shuō)光量子能量損失或增加是因?yàn)橛^察者自身動(dòng)能產(chǎn)生，那么速度相同、質(zhì)量不同的觀察者接受紅移信號(hào)，必然不同。這顯然違反一般常識(shí)。

C.在運(yùn)動(dòng)的垂直方向，即光源與觀察者不出現(xiàn)相對(duì)位移情況下，仍然出現(xiàn)一個(gè)紅移值，僅僅用相對(duì)位移不足以解釋。

原多普勒效應(yīng)公式是精確的。尤其是觀察者與光源位置連線(xiàn)與運(yùn)動(dòng)方向保持一致時(shí)是連續(xù)的正解，垂直方向也是正解，其他方向?yàn)榫葮O高的近似值。但上述問(wèn)題，除非相對(duì)論錯(cuò)誤，否則唯一能夠滿(mǎn)足3個(gè)條件的解釋是：存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)波，它與電磁波相互作用，從而改變電磁波的頻率和能量（相對(duì)），垂直方向亦然。

綜上所述，物體始終存在波粒二象性，由運(yùn)動(dòng)速度產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)波廣泛存在。不僅在靜止時(shí)以質(zhì)量的形式顯示出其內(nèi)在粒子構(gòu)成和微觀場(chǎng)波動(dòng)，而且在運(yùn)動(dòng)中，同時(shí)存在粒子位移的慣性運(yùn)動(dòng)和由此產(chǎn)生的空間波動(dòng)。運(yùn)動(dòng)波明顯是非歐的，具有內(nèi)稟特質(zhì)，由運(yùn)動(dòng)引發(fā)，為速度的函數(shù)，一定程度能改變物體內(nèi)在的無(wú)序態(tài)，且運(yùn)動(dòng)波必然與環(huán)境場(chǎng)相互作用。

但是，我們不能簡(jiǎn)單地把±V導(dǎo)致的能量差，作為計(jì)算運(yùn)動(dòng)波的突破口。比如，加入波動(dòng)系數(shù)，來(lái)使△Ev=△E-v·k。實(shí)際上，也永遠(yuǎn)抹平不了。同樣，在解決引力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)波的協(xié)變性之前，我們優(yōu)先需要解決的是，平直空間中運(yùn)動(dòng)波對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的影響方式及其表達(dá)形式。

2 從經(jīng)典物理規(guī)律中推導(dǎo)波動(dòng)參數(shù)

很顯然，運(yùn)動(dòng)波是非歐的，在平直空間推導(dǎo)運(yùn)動(dòng)波運(yùn)動(dòng)方程是不現(xiàn)實(shí)的。所以，還是從能量著手。相對(duì)論所以光耀百世，就在于E=MC2深刻揭示了物質(zhì)本質(zhì)特性，涵蓋了物體宏觀到微觀全部能量構(gòu)成，并以量子態(tài)形式將物體包容的各種物質(zhì)能量和場(chǎng)能量進(jìn)行等價(jià)估值。因此，它應(yīng)該也必須包容物體由運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)波能量。為此，設(shè)運(yùn)動(dòng)波系數(shù)：ζ（發(fā)音為媧，以此對(duì)應(yīng)洛倫茲因子K，γ0）。

則有：

即：（下面將γ0為洛倫茲因子，把γ稱(chēng)為洛倫茲堂因子。相對(duì)論有意區(qū)分二者，實(shí)際就是堂兄弟，甚至一體兩面，在不同對(duì)象條件下，不同作用而矣）

這里提出一個(gè)大膽假設(shè)。經(jīng)典物理的動(dòng)能（量）、動(dòng)量和質(zhì)量表述，暗涵一個(gè)完備的對(duì)應(yīng)性定律，即：

盡管我們知道，為V﹤﹤C時(shí)，的近似值，但并不影響這一完備對(duì)應(yīng)性所展示三量?jī)?nèi)在規(guī)律（V﹤﹤C）。而且，我相信這個(gè)規(guī)律，應(yīng)該也必然覆蓋物體運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能和總動(dòng)量、總質(zhì)量，且與速度大小無(wú)關(guān)。這一規(guī)律有兩個(gè)物理意義：

（1）運(yùn)動(dòng)物體的總動(dòng)量（包括全部粒子運(yùn)動(dòng)和波動(dòng)），是物體運(yùn)動(dòng)總動(dòng)能隨速度變化的趨勢(shì)的表述。

（2）運(yùn)動(dòng)物體的總質(zhì)量，是物體運(yùn)動(dòng)總動(dòng)量隨速度變化的趨勢(shì)的表述。

以上兩條姑且稱(chēng)為“三量定律”。實(shí)際上，狹義相對(duì)論并不排除P=MV的動(dòng)量表達(dá)形式。但其推導(dǎo)的三量不滿(mǎn)足以上兩條。尤其是，既保留動(dòng)量的表達(dá)形式，又破壞第二條的完備對(duì)應(yīng)性。引用愛(ài)因斯坦對(duì)量子物理的評(píng)價(jià)，不完備性是令人無(wú)法忍受的。對(duì)上面兩條，現(xiàn)今許多物理學(xué)者都有類(lèi)似的看法，如《宇宙的結(jié)構(gòu)》。

在這個(gè)假設(shè)條件下，我們有A、B兩種情況：

A. 運(yùn)動(dòng)物體的總動(dòng)能：

其中：EV為粒子運(yùn)動(dòng)動(dòng)能；EP為波動(dòng)動(dòng)能；E0 為靜止能量

B. 運(yùn)動(dòng)物體的總動(dòng)量：

其中：為粒子動(dòng)量，為波動(dòng)量

注意： 為運(yùn)動(dòng)的合成矢量速度（包括波粒二象）。

這樣，有兩個(gè)變量ζ和，且分別為V的函數(shù)?？梢栽O(shè)ζ=f1（V），=f2（V）。

按照“三量”定律，有兩個(gè)方程式：

則簡(jiǎn)化公式為：

即：為二階齊次方程式

存在兩個(gè)特解：且非線(xiàn)性相關(guān)

∴通解為：

甚至，可以求得：

但是，以上為數(shù)學(xué)求解。從物理意義角度，不論特解還是

通解，都應(yīng)該符合物理規(guī)律。其中，，代入上述動(dòng)能和質(zhì)量公式，當(dāng)V從0趨向∞增加，動(dòng)量、動(dòng)能反而減少并逐漸歸零，不符合客觀實(shí)際，不可取。

所以，只存在一個(gè)解： 且v≧0。

從符合物理意義講，應(yīng)為：（c1為任意常數(shù)）

則：

將ζ代入方程（1）：=f2（V）= C（常數(shù)、光速，令人驚異）

我們知道，當(dāng)v=0時(shí)，ζ=1，則c1只能為1

即：

兩個(gè)神奇的答案反證了“三量”定律的假設(shè)可行性。全新內(nèi)涵的動(dòng)量表達(dá)式：P=MC，它帶給我們豐富的聯(lián)想。尤其是出現(xiàn)了“三量”定律的簡(jiǎn)潔完美形式： ，，且滿(mǎn)足：，。另外狹義相對(duì)論中，光量子的動(dòng)能與動(dòng)量關(guān)系式為：Eg=C·Pg。顯然，Pg=MC。該等式證明，微觀量子態(tài)下，支持P=MC這個(gè)表達(dá)式。

給我們豐富的聯(lián)想。第一，當(dāng)v=0時(shí)，，把稱(chēng)為物體靜態(tài)（內(nèi)在）動(dòng)量，其物理意義與是一以貫之，承上啟下。那么，，稱(chēng)為物體動(dòng)態(tài)（外在）動(dòng)量。第二，

把按泰勒公式展開(kāi)：…?？梢?jiàn)，當(dāng)v<所以，經(jīng)典物理定義的，只是本文物體外部動(dòng)態(tài)動(dòng)量在v<