焦剛珍
(天津理工大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與安全工程學(xué)院,天津300384)
伽利略提出,力學(xué)規(guī)律在所有參照系中具有不變性,愛因斯坦進(jìn)一步提出,所有物理規(guī)律在所有參照系中均具有不變性.應(yīng)該說(shuō),本質(zhì)上這是對(duì)考察對(duì)象在所有參照系遵循物理規(guī)律的對(duì)稱統(tǒng)一性和同權(quán)平等性的深化拓展過(guò)程.本人以為可以沿著這一方向做更進(jìn)一步拓展:不僅所有物理規(guī)律,所有物理存在包括各物理指標(biāo),只要它們本質(zhì)相同,無(wú)論大小也都具有對(duì)稱統(tǒng)一和同權(quán)平等性.這是統(tǒng)御宇宙萬(wàn)物的最基本法則,可被命名為對(duì)稱統(tǒng)一法則.
當(dāng)前,物理學(xué)已在規(guī)范場(chǎng)框架下實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁力,強(qiáng)力及弱力在數(shù)學(xué)上的統(tǒng)一.在時(shí)間標(biāo)尺屬性前提下,前期作者已基于對(duì)稱統(tǒng)一法則提出由量子空間單體(以下簡(jiǎn)稱“空單”)基于映射糾纏構(gòu)成二維閉合環(huán),環(huán)內(nèi)外空象形成非對(duì)稱空間場(chǎng)的引力發(fā)生機(jī)制[1-2].接下來(lái)有必要嘗試在統(tǒng)一的非對(duì)稱性框架下對(duì)電磁力,強(qiáng)及弱作用力進(jìn)行解讀.限于篇幅,本文僅對(duì)電磁力與引力進(jìn)行統(tǒng)一解讀.
電磁作用與引力作用具有多個(gè)方面的不同表現(xiàn).首先,與引力為僅由有質(zhì)量物質(zhì)產(chǎn)生的單一場(chǎng)力不同,電磁力又分為電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力,而電場(chǎng)又分為由電性相反正負(fù)電荷分別產(chǎn)生的方向相反正負(fù)電場(chǎng).其次,根據(jù)麥克斯韋方程,移動(dòng)的電荷可以生成磁場(chǎng),而變化的磁通量又可以形成電場(chǎng).第三,電磁作用力基于交換光子媒介發(fā)生,但至今卻沒(méi)找到傳遞引力作用的媒介引力子.第四,根據(jù)測(cè)算,電磁力作用強(qiáng)度也遠(yuǎn)大于引力,約是引力的1036倍.應(yīng)該說(shuō),引力和電磁力唯一的相同點(diǎn)僅僅是,引力與電場(chǎng)庫(kù)侖力一樣都存在主體空間外延“場(chǎng)”,且場(chǎng)強(qiáng)度遵循相似的形式(質(zhì)量為M物質(zhì)引力場(chǎng)強(qiáng)度E=GM/R2,電量為Q電荷庫(kù)倫場(chǎng)強(qiáng)度E=kQ/R2,R為場(chǎng)中考察點(diǎn)到場(chǎng)源的距離,G,k分別為相應(yīng)常數(shù)).
基于它們統(tǒng)一的需要,與引力發(fā)生機(jī)制推理過(guò)程首先確立基本單元以特定規(guī)律構(gòu)成引力發(fā)生主體相同,首先也需要對(duì)電磁力主體的正負(fù)電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行推理構(gòu)建.
首先應(yīng)該明確的是,正負(fù)電子同樣基于映射糾纏環(huán)構(gòu)成.為了方便,將由量子空單基于映射糾纏構(gòu)成的第一級(jí)閉環(huán)有質(zhì)能量實(shí)體命名為1級(jí)單元.二維閉環(huán)的最基本有質(zhì)量單元命名為1級(jí)穩(wěn)態(tài)單元,二維近似開環(huán)也即三維麻花閉環(huán)的純能量態(tài)光子命名為1級(jí)動(dòng)態(tài)單元[1].結(jié)合電場(chǎng)被激發(fā)可生成光子,而僅具有質(zhì)量屬性1級(jí)穩(wěn)態(tài)單元外部的非對(duì)稱空象(也即引力場(chǎng))因不具有能量屬性,因而無(wú)法激發(fā)生成光子[2]推論,1級(jí)穩(wěn)態(tài)單元并不是電子.結(jié)合電磁波光子本質(zhì)為物空象交替環(huán)繞的三維麻花閉環(huán)[1-2]推論,電場(chǎng)應(yīng)為具有糾纏關(guān)聯(lián)的物象麻花閉環(huán),磁場(chǎng)則為由物象環(huán)形成的有定向運(yùn)動(dòng)的麻花閉環(huán)均勻空象.
結(jié)合γ光子在強(qiáng)庫(kù)倫場(chǎng)下可以生成正負(fù)電子對(duì)的事實(shí)并綜合上述幾方面考量,負(fù)電子應(yīng)是特定波長(zhǎng)光子基于物空象對(duì)稱互繞做的高一級(jí)閉環(huán)運(yùn)動(dòng).根據(jù)光子是1級(jí)動(dòng)態(tài)對(duì)稱麻花閉環(huán)單元,那么其構(gòu)成電子的高一級(jí)閉環(huán)可視為2級(jí)環(huán),電子即1級(jí)麻花閉環(huán)光子沿2級(jí)閉環(huán)的定向環(huán)繞運(yùn)動(dòng)(如圖1所示).
圖1電子及其電場(chǎng)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 The structure of electron and its field
這種結(jié)構(gòu)下,基于物空象對(duì)稱互繞要求,電子就成為依托于光子變化磁場(chǎng)形成電場(chǎng)的集合.這與光子無(wú)靜質(zhì)量表現(xiàn)和電磁波本質(zhì)相符.光子1級(jí)物象麻花閉合環(huán)在沿2級(jí)閉環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí),其在2級(jí)環(huán)所在平面表現(xiàn)的1級(jí)開環(huán)形成空象會(huì)沿2級(jí)環(huán)呈現(xiàn)正弦變化特征.基于物空象互繞要求,與2級(jí)環(huán)正交平面上量子空單物象即會(huì)環(huán)繞2級(jí)環(huán)形成向外擴(kuò)張的多層3級(jí)偏心糾纏空單物象環(huán)(如圖1所示).與空象環(huán)在2級(jí)環(huán)所在平面具有正弦波動(dòng)特征相對(duì)應(yīng),該3級(jí)空單物象環(huán)也具有正弦波動(dòng)特征.這應(yīng)被視為電子對(duì)應(yīng)的負(fù)電場(chǎng)實(shí)質(zhì).2級(jí)環(huán)的映射糾纏性及其三維對(duì)稱分布性會(huì)使外部空單環(huán)電場(chǎng)和電荷屬性具有遍布外部三維空間分布特征.電子質(zhì)量對(duì)應(yīng)著光子1級(jí)麻花閉環(huán)和2級(jí)閉環(huán)及與其具有糾纏關(guān)聯(lián)全部電場(chǎng)能對(duì)應(yīng)的等效質(zhì)量.
對(duì)照來(lái)看,1級(jí)穩(wěn)態(tài)單元的2級(jí)閉環(huán)運(yùn)動(dòng)則無(wú)法構(gòu)成電子.原因在于,1級(jí)穩(wěn)態(tài)單元的二維空單閉環(huán)在繞2級(jí)環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)法在2級(jí)環(huán)平面形成正弦變化的空象(也即變化的磁場(chǎng)通量).基于物空象對(duì)稱互繞和電磁感應(yīng)定律,因此也就無(wú)法在2級(jí)閉環(huán)內(nèi)外形成偏心空單環(huán)(也即電場(chǎng)),主體相應(yīng)也無(wú)法被賦予電子屬性.
與非對(duì)稱空象引力場(chǎng)可基于空象均勻性表征引力場(chǎng)方向遵循相同方法,光子繞2級(jí)環(huán)的偏心圓空單環(huán)電場(chǎng)具有的負(fù)電場(chǎng)屬性也可據(jù)此進(jìn)行表征.由于構(gòu)成電子的光子是以糾纏關(guān)聯(lián)形態(tài)形成2級(jí)環(huán)的,所以2級(jí)環(huán)內(nèi)的空單是均勻分布的,相應(yīng)的可用0進(jìn)行表示.形成電場(chǎng)的繞2級(jí)環(huán)3級(jí)偏心環(huán)外部空單因具有不均勻特征,所以可以與引力場(chǎng)表征方式一樣用奇數(shù)1,3,5…表示.兩部分一起構(gòu)成的偏心圓即是如圖1所示具有向著電子方向的、內(nèi)0-外奇的非對(duì)稱復(fù)合空單負(fù)電場(chǎng)結(jié)構(gòu).對(duì)應(yīng)著負(fù)電場(chǎng)這種內(nèi)偶外奇結(jié)構(gòu),包含光子的2級(jí)環(huán)主體才可被賦予負(fù)電子屬性.
電荷與質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵區(qū)別在于電荷具有正負(fù)兩種相反電性,而質(zhì)量?jī)H有一種正質(zhì)量.應(yīng)該說(shuō),兩種相反電荷結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一是電磁力與引力統(tǒng)一的難點(diǎn),但同時(shí)也是關(guān)鍵.
從電場(chǎng)力與引力應(yīng)具有統(tǒng)一性角度出發(fā),作者認(rèn)為,正負(fù)電子本質(zhì)應(yīng)是相同的.受有質(zhì)量物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)在類黑洞物質(zhì)吸引下會(huì)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)化這一推論的啟發(fā)[2],正電子應(yīng)被視為在非常狹小空間內(nèi)基于異電吸引實(shí)現(xiàn)更高一級(jí)閉環(huán)化(被命名為虛3級(jí)環(huán))的負(fù)電子.這樣,在閉環(huán)外的觀察者看來(lái),其將具有與負(fù)電場(chǎng)外奇內(nèi)偶相反,也即外偶內(nèi)奇的正電場(chǎng),相應(yīng)的包括負(fù)電子在內(nèi)的虛3級(jí)環(huán)整體即可被視為正電子.應(yīng)該認(rèn)為,正電子由電子形成是γ光子生成正負(fù)電子可以分離的合理推論.如果由強(qiáng)庫(kù)倫場(chǎng)中γ光子同時(shí)天然生成,則在它們剛生成時(shí)由于距離無(wú)限近電磁作用力無(wú)限強(qiáng),理應(yīng)會(huì)發(fā)生湮滅,而不會(huì)分離并獨(dú)立存在.不過(guò),這種假設(shè)存在的問(wèn)題是,根據(jù)每一級(jí)環(huán)形運(yùn)動(dòng)都會(huì)形成非對(duì)稱性和等效質(zhì)量[2],基于質(zhì)能等效該虛3級(jí)環(huán)相應(yīng)也就應(yīng)具有質(zhì)能量.這樣由負(fù)電子做高一級(jí)閉環(huán)運(yùn)動(dòng)生成的正電子理應(yīng)具有更高的質(zhì)能量或電荷.這與正負(fù)電子具有完全相同的質(zhì)能量及電荷量的事實(shí)是不符的.
有人認(rèn)為光子可視為由無(wú)質(zhì)量正負(fù)電偶極子構(gòu)成的.盡管根據(jù)分析光子并非由電偶極子構(gòu)成,但作者發(fā)現(xiàn)上述問(wèn)題卻可以通過(guò)這一假設(shè)來(lái)破解.假設(shè)光子內(nèi)電場(chǎng)兩端是一對(duì)無(wú)質(zhì)量的正負(fù)電子.由于光子中空單環(huán)電場(chǎng)基于與空象對(duì)稱分布原則,會(huì)繞空象旋轉(zhuǎn),相應(yīng)也可認(rèn)為它們是互繞的.這意味著若視負(fù)電子為主體,那正電子就是環(huán)繞其存在的.根據(jù)質(zhì)能等效方程,正負(fù)電子質(zhì)量決定了它們湮滅生成光子的能量.在認(rèn)為無(wú)質(zhì)量正負(fù)電子構(gòu)成光子前提下,則它們構(gòu)成的空單環(huán)和互繞就不具有能量屬性.由此也就可以得出一個(gè)極其關(guān)鍵的推論,即:僅就電荷屬性而言,支撐正電性的虛3級(jí)環(huán)是不需要任何質(zhì)能量來(lái)實(shí)現(xiàn)的.這樣上述問(wèn)題即得到了合理解答.根據(jù)下文分析還可知,支撐正電性虛3級(jí)環(huán)的無(wú)能量屬性是非常重要的,因?yàn)樗粌H支撐著正電子基于背景磁場(chǎng)的形成,而且是脫離大質(zhì)量物質(zhì)后正電子可以獨(dú)立以正電子形態(tài)存在的關(guān)鍵.
結(jié)合暗物質(zhì)發(fā)生機(jī)制的分析[2],糾纏環(huán)是因?yàn)樵龃罅丝障笙蛐姆菍?duì)稱性才相應(yīng)增加了等效質(zhì)能量.由于虛3級(jí)環(huán)的存在使正負(fù)電子作為整體分別具有向心增大和向心減小的空單(本質(zhì)上也是空象)非對(duì)稱性,二者互相抵消,所以從這個(gè)角度看,支撐它們之一表現(xiàn)正電性的虛3級(jí)環(huán)不具備任何質(zhì)能量也是合理的.
應(yīng)該認(rèn)為,正電子及其正電場(chǎng)屬性可以基于如下結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn):如圖2所示,由于環(huán)繞電子與環(huán)內(nèi)電子的2級(jí)環(huán)外部奇數(shù)空單環(huán)將在3級(jí)環(huán)半徑中點(diǎn)B處相遇,環(huán)繞電子所有奇數(shù)空單環(huán)將因?yàn)楸慌懦舛薅ㄔ贏B范圍內(nèi).因此AB間的不均勻空單環(huán)是無(wú)限密集和無(wú)限不均勻的.相比之下,環(huán)繞電子向3級(jí)環(huán)左側(cè)外部釋放的無(wú)限不均勻空單則在無(wú)限空間分布,換言之其在局部的不均勻性是有限的.局部空單的有限不均勻性相對(duì)環(huán)內(nèi)AB間的無(wú)限不均勻性反而將具有相對(duì)的均勻?qū)傩?并且該相對(duì)均勻度屬性可以用外部的有限不均勻性減去內(nèi)部的無(wú)限不均勻性來(lái)表征.以外部1級(jí)不均勻空單環(huán)為例,由于當(dāng)假設(shè)其同為無(wú)限不均勻時(shí)該部分的相對(duì)均勻度為0,那么實(shí)際有限不均勻性為1時(shí)的相對(duì)均勻度就可以用-1來(lái)表征,并且依次向外各級(jí)空單環(huán)相對(duì)環(huán)內(nèi)的不均勻度可以用-1,-3,-5,…來(lái)表征.為了與非對(duì)稱復(fù)合空單負(fù)電場(chǎng)形式相同,即均勻性用偶數(shù)0不均勻性用正奇數(shù)表示,正電子的非對(duì)稱復(fù)合空單正電場(chǎng)則可以表示為外0內(nèi)奇的0-1,0-3,0-5,…形態(tài),也即圖2下部所示正電場(chǎng)形式.這種電場(chǎng)結(jié)構(gòu)與負(fù)電場(chǎng)結(jié)構(gòu)相等相反,均符合庫(kù)倫場(chǎng)定律.相應(yīng)的包含3級(jí)環(huán)在內(nèi)的環(huán)繞電子主體就具有了正電子屬性.
由此可以發(fā)現(xiàn),用0及自然數(shù)表征的復(fù)合空間場(chǎng)不僅為引力場(chǎng)提供了很好的解釋,其在正負(fù)電場(chǎng)的表征中也具有很好的作用.這主要應(yīng)歸功于0及自然數(shù)與統(tǒng)御宇宙的根本性法則對(duì)稱統(tǒng)一法則具有天然的契合性[3].
圖2基于背景磁場(chǎng)正電子的形成Fig.2 The structure of positron and its field by background magnetic field
但是這一機(jī)制下正電子是依賴虛擬電子存在而存在的,這與正電子可獨(dú)立存在的事實(shí)不符.作者認(rèn)為,這與支撐正電屬性虛3級(jí)環(huán)的無(wú)能量屬性有關(guān).電子對(duì)剛生成時(shí),由于身份完全相同兩電子是互相環(huán)繞的電性不確定狀態(tài).圖2所示狀態(tài)下,左側(cè)電子因繞右側(cè)電子做3級(jí)環(huán)繞而具有正電子表現(xiàn);另一方面,右側(cè)電子同樣可認(rèn)為存在環(huán)繞左側(cè)電子的3級(jí)環(huán).并且,因?yàn)?級(jí)環(huán)是基于映射糾纏環(huán)發(fā)生的而具有測(cè)不準(zhǔn)特征,當(dāng)右側(cè)電子居于圖示3級(jí)環(huán)左側(cè),被左側(cè)電子正電場(chǎng)覆蓋時(shí)它們會(huì)表現(xiàn)異電吸引特征,當(dāng)其在左側(cè)電子右側(cè)也即圖示3級(jí)環(huán)內(nèi)時(shí),它們則會(huì)具有同電排斥性.完全無(wú)質(zhì)量時(shí),兩種相反作用的平衡保證了它們構(gòu)成光子空單環(huán)(也即光子波長(zhǎng))的穩(wěn)定性.當(dāng)生成兩電子為有質(zhì)量粒子時(shí),這種平衡會(huì)被質(zhì)量造成的互相環(huán)繞離心力打破,使它們逐漸遠(yuǎn)離,3級(jí)環(huán)變大.同時(shí)也使它們間的電場(chǎng)和相應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度一直減弱.直至其中一方所靠近物質(zhì)提供的背景磁場(chǎng)大于它們間磁場(chǎng)時(shí),背景磁場(chǎng)會(huì)幫助一方電子形成圖2所示的虛擬電子和虛3級(jí)環(huán)環(huán)繞.由于磁場(chǎng)的本質(zhì)為有定向運(yùn)動(dòng)的空象,本質(zhì)均為閉合物象環(huán)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí),外部表現(xiàn)為引力場(chǎng)的定向運(yùn)動(dòng)空象均可提供該背景磁場(chǎng).借助背景磁場(chǎng)的存在,兩電子穩(wěn)定的正負(fù)電性才最終確定下來(lái).初步推斷,正電性依托于其它物質(zhì)背景磁場(chǎng)形成虛3級(jí)環(huán)得以確定是負(fù)電子絕大多數(shù)游離在原子核外,正電子則以質(zhì)子形式存在的一個(gè)主要原因.基于遵循對(duì)稱統(tǒng)一法則正負(fù)電必然成對(duì)生成的前提推理,基于電性確定的正反物質(zhì)也應(yīng)是完全相等的.所謂的宇宙中正物質(zhì)總量遠(yuǎn)大于反物質(zhì),應(yīng)認(rèn)為是對(duì)正反物質(zhì)本質(zhì)尚未限制于電荷屬性,而是擴(kuò)大到質(zhì)量屬性的錯(cuò)誤導(dǎo)致的.當(dāng)正電子離開背景磁場(chǎng)物質(zhì)時(shí),支撐其正電性虛3級(jí)環(huán)的無(wú)能量屬性是保證其仍可以以正電子形式存在的關(guān)鍵.正電子與任一電子間非0但定向的電場(chǎng)都可以提供支撐其正電性虛3級(jí)環(huán)的存在.無(wú)能量屬性意味著虛3級(jí)環(huán)無(wú)特定大小.當(dāng)正電子與電子靠近時(shí),其3級(jí)環(huán)會(huì)不斷變小并最終在等于2級(jí)環(huán)大小時(shí)與2級(jí)環(huán)一起坍縮.所以,確定電性后周圍必然存在一負(fù)電子保證了自然界正電子的身份不變性和獨(dú)立存在性.然而,并不是所有支撐物質(zhì)正電性的虛3級(jí)環(huán)都可以到達(dá)2級(jí)環(huán)時(shí)與其同時(shí)坍縮.也就是說(shuō)正負(fù)電身份并不是絕對(duì)不變的.這涉及到強(qiáng)子內(nèi)夸克間的身份轉(zhuǎn)換,將在強(qiáng)弱力部分進(jìn)行解析.
電子基于背景磁場(chǎng)形成虛3級(jí)環(huán)確定正電子身份推理的正確性可以從著名的霍爾效應(yīng)中得到佐證.根據(jù)霍爾效應(yīng),導(dǎo)體中電流被施加垂直電場(chǎng)方向的磁場(chǎng)時(shí)電子的運(yùn)動(dòng)方向會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),或者說(shuō)會(huì)產(chǎn)生垂直于電流方向的電壓.作者認(rèn)為,一方面由于電場(chǎng)本質(zhì)是閉環(huán)空單,磁場(chǎng)則是空單環(huán)形成的空象,所以霍爾效應(yīng)本質(zhì)上是對(duì)光子內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)基于對(duì)稱統(tǒng)一法則互繞特征的反映;另一方面,霍爾效應(yīng)還是圖2中背景磁場(chǎng)將支撐左側(cè)電子形成虛3級(jí)環(huán)這一推論的佐證.此外,霍爾效應(yīng)還可為光子做2級(jí)閉環(huán)運(yùn)動(dòng)生成電子的推論提供支持.
在低溫超導(dǎo)體中,人們發(fā)現(xiàn)電子并不是單個(gè)地進(jìn)行運(yùn)動(dòng),而是以弱耦合庫(kù)伯對(duì)形式存在的.形成庫(kù)伯對(duì)電子不僅自旋對(duì)稱相反,而且可以發(fā)生吸引作用.BCS理論認(rèn)為,這是因?yàn)橹麟娮优c配對(duì)電子導(dǎo)致的周圍晶格較大密度陽(yáng)離子發(fā)生的吸引力.首先應(yīng)該說(shuō),這種解釋是不合理的.由于晶格中其它陽(yáng)離子是基于與配對(duì)電子吸引作用才環(huán)繞其存在的,吸引作用基于配對(duì)電子發(fā)生,所以實(shí)際也會(huì)被配對(duì)電子全部消耗掉.從反證角度看,假若配對(duì)電子消失,周圍陽(yáng)離子密度就不會(huì)變化.所以,兩電子之間的吸引力不可能基于上述機(jī)制發(fā)生.
根據(jù)上文的正電子發(fā)生機(jī)制推論,上述現(xiàn)象應(yīng)做如下解釋:首先任意兩電子均基于物空象對(duì)稱具有互繞要求.當(dāng)它們互繞形成的異電吸引與同電排斥達(dá)到平衡,并在互繞離心力作用下遠(yuǎn)離,其中一方基于晶體提供背景磁場(chǎng)形成相對(duì)穩(wěn)定的正電性時(shí),雙方才基于異電吸引可形成弱耦合庫(kù)伯對(duì).溫度較高時(shí),由于兩電子運(yùn)動(dòng)較劇烈,原本靠晶體背景磁場(chǎng)形成虛3級(jí)環(huán)具有正電性的電子容易離開晶體,原本以穩(wěn)定負(fù)電子形式存在的主電子反而也以相同方式表現(xiàn)為正電子.所以較高溫度會(huì)打破本質(zhì)為正負(fù)電子關(guān)系的弱耦合庫(kù)伯對(duì)形態(tài).基于本文所提的正電發(fā)生機(jī)制,可以說(shuō)弱耦合庫(kù)伯對(duì)本質(zhì)是較低溫度使電子間發(fā)生異電關(guān)系本質(zhì)所致.
由于要依賴低溫形成晶格才能解釋庫(kù)伯對(duì)的吸引現(xiàn)象,這導(dǎo)致BCS理論無(wú)法解釋高溫環(huán)境下的超導(dǎo)現(xiàn)象.由于上述電子表現(xiàn)正電性形成庫(kù)伯對(duì)依靠單個(gè)晶體提供背景磁場(chǎng)即可實(shí)現(xiàn),因此即便達(dá)到無(wú)法形成晶格的溫度,電子間的異電吸引仍具有存在的可能.相應(yīng)的也就說(shuō)明上述異電本質(zhì)解釋優(yōu)于BCS解釋方案.庫(kù)伯電子對(duì)吸引的本質(zhì)應(yīng)歸結(jié)為異電電磁作用.反過(guò)來(lái)庫(kù)伯對(duì)現(xiàn)象又可以佐證上述正電子發(fā)生機(jī)制推論的正確性.
由此可見,基于電性相反被神秘化的反物質(zhì),事實(shí)上只是同電雙方中的一方基于形成多一級(jí)無(wú)能量環(huán)繞表現(xiàn)正電性所致.還原正負(fù)電荷兩種相反屬性以統(tǒng)一面貌為電磁作用與引力作用的統(tǒng)一克服了主要障礙.
在非對(duì)稱機(jī)制框架下,該部分對(duì)電荷間電磁作用的本質(zhì),電磁互生機(jī)制,庫(kù)倫場(chǎng)場(chǎng)源非無(wú)窮大,電荷量的單一性,原子內(nèi)部電磁表現(xiàn)幾個(gè)方面的問(wèn)題進(jìn)行了探討.
電荷有正負(fù)兩種使得電荷間的作用也具有同性電與異性電的差異.鑒于負(fù)負(fù)電與正正電均為同性電間作用,而正負(fù)電與負(fù)正電作用均為異性電,所以分兩部分對(duì)它們進(jìn)行探討.
應(yīng)該認(rèn)為電磁作用是通過(guò)兩步來(lái)完成的,一是決定作用強(qiáng)度的主電荷空單環(huán)電場(chǎng)被客體電荷激發(fā)坍縮為光子并被吸收的過(guò)程,第二步則是在電場(chǎng)空單環(huán)形成磁場(chǎng)作用下決定該光子能量賦予客體電荷加速度方向.
首先,有必要基于電場(chǎng)實(shí)質(zhì)為量子空單環(huán)對(duì)電子表現(xiàn)出的測(cè)不準(zhǔn)現(xiàn)象進(jìn)行解析.由于電場(chǎng)實(shí)質(zhì)為由量子空單構(gòu)成的閉合環(huán),閉合環(huán)上的空單是電子未被激發(fā)的映像.當(dāng)環(huán)上映像被觀測(cè)行為激發(fā)時(shí),伴隨空單環(huán)波函數(shù)的坍縮原主相位電子會(huì)同時(shí)消失.環(huán)上映像被激發(fā)吸收環(huán)坍縮能量后會(huì)同時(shí)表現(xiàn)為電子,并在宏觀運(yùn)動(dòng)方向前方形成新的空單環(huán)波函數(shù),從而使電子表現(xiàn)出測(cè)不準(zhǔn)現(xiàn)象.換言之,電子的測(cè)不準(zhǔn)現(xiàn)象并非同一電子超光速穿梭現(xiàn)身于不同的相位上,而是基于量子糾纏現(xiàn)象發(fā)生的量子映像取代主相位電子和空單環(huán)坍縮現(xiàn)象.
空單環(huán)電場(chǎng)與電子具有糾纏關(guān)聯(lián)性為電荷間通過(guò)電場(chǎng)的作用及電子運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生電磁輻射奠定了基礎(chǔ).這意味著,電子總質(zhì)能量不僅由電子主體承擔(dān)還同時(shí)由外延電場(chǎng)承擔(dān).電子增加的動(dòng)能將以更多空單環(huán)形式表現(xiàn)為等效質(zhì)量.每個(gè)電場(chǎng)空單環(huán)都對(duì)應(yīng)電子的一個(gè)波函數(shù),環(huán)上各空單都是電子在該波函數(shù)上的相位映像.電子則是所有電場(chǎng)空單環(huán)映像在主相位的疊加態(tài).當(dāng)某空單環(huán)映像被客體同性或異性電子占據(jù)時(shí),如同主電子自身發(fā)生測(cè)不準(zhǔn)現(xiàn)象一樣,此時(shí)該電場(chǎng)空單環(huán)對(duì)應(yīng)的波函數(shù)將會(huì)坍縮,環(huán)能量轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)光子并被客電子吸收.電子只有對(duì)應(yīng)該環(huán)的能量會(huì)無(wú)時(shí)間差的同時(shí)損失掉.電子的主體地位及其它波函數(shù)對(duì)應(yīng)空單環(huán)不會(huì)坍縮但會(huì)與新相位電子形成糾纏環(huán).應(yīng)該說(shuō),正負(fù)電子之間能夠發(fā)生電磁作用也是對(duì)它們具有相同本質(zhì)的反映.
與引力作用時(shí)0級(jí)空象占據(jù)對(duì)方較寬奇數(shù)空象彌補(bǔ)復(fù)合空象非對(duì)稱性相似,客電荷占據(jù)主電荷空單環(huán)時(shí),通過(guò)彌補(bǔ)環(huán)上主電荷映像與主電荷的非對(duì)稱性客電荷可激發(fā)該空單環(huán)使其坍縮.并且該過(guò)程是相互的,主客體具有相同的電荷量和質(zhì)量保證了它們可以同時(shí)替代對(duì)方主體使空單環(huán)坍縮,并吸收等量能量.該對(duì)等發(fā)生的數(shù)學(xué)描述即規(guī)范對(duì)稱才能發(fā)生的玻色子交換過(guò)程.
電荷相互吸收對(duì)方空單環(huán)坍縮的光子能量后,同性電兩電荷外部相同的奇數(shù)或偶數(shù)電場(chǎng)生成的磁場(chǎng)會(huì)互相排斥,所以空單環(huán)能量對(duì)應(yīng)加速度方向會(huì)具有遠(yuǎn)離表現(xiàn),也即同電作用時(shí)的排斥表現(xiàn).異性電兩電荷作用時(shí),偶數(shù)與奇數(shù)電場(chǎng)決定的磁場(chǎng)因互相吸引決定了增加能量對(duì)應(yīng)加速度方向使它們相互靠近.并且伴隨靠近電荷電場(chǎng)密度的增大,空單環(huán)對(duì)應(yīng)能量增加也會(huì)使它們具有滿足庫(kù)倫定律的加速靠近表現(xiàn).
根據(jù)電磁感應(yīng)互生定律,時(shí)變電場(chǎng)可生成磁場(chǎng),而時(shí)變磁場(chǎng)又可生成電場(chǎng),那么電磁互生的本質(zhì)或者說(shuō)遵循的最根本法則是什么呢?
由光子的電磁波結(jié)構(gòu)和上文關(guān)于電場(chǎng)及磁場(chǎng)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)可知,電磁互生的根源仍然在于本質(zhì)分別為物象的電場(chǎng)與本質(zhì)為定向運(yùn)動(dòng)空象的磁場(chǎng)對(duì)對(duì)稱統(tǒng)一法則的遵循.鑒于宏觀世界中的電磁互生與光子內(nèi)電磁互生本質(zhì)相同,下面即以光子中電磁互生為例展開分析.
光子形成過(guò)程中,基于運(yùn)動(dòng)相對(duì)性多個(gè)量子空單具有相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)波函數(shù),并表現(xiàn)為具有映射糾纏關(guān)聯(lián)的麻花閉環(huán)形空單物象集(如圖3所示).空單間的映射糾纏導(dǎo)致環(huán)生成空象大于0,環(huán)內(nèi)空象滿足ρv=ρ0(2d/ct-(d/ct)2)1/2|t>λ/2c>0[1].伴隨構(gòu)成光子主體物象集(即電場(chǎng))的內(nèi)部各物象的運(yùn)動(dòng)和它們整體的宏觀定向運(yùn)動(dòng),空單環(huán)對(duì)應(yīng)空象也會(huì)做相應(yīng)定向運(yùn)動(dòng),從而生成磁場(chǎng).所以,電場(chǎng)生成磁場(chǎng)的實(shí)質(zhì)在于,具有測(cè)不準(zhǔn)但相同波函數(shù)的量子空單基于上式可形成大于0的空象,空象伴隨量子空單電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)又發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)從而形成了磁場(chǎng).
時(shí)變磁場(chǎng)生成電場(chǎng)的根源在于:由于構(gòu)成量子空單核心主體的物象本質(zhì)為無(wú)限大的空象,其本質(zhì)與空象相同,基于對(duì)稱統(tǒng)一法則,不僅像量子空單中空象應(yīng)環(huán)繞物象存在[1],基于多個(gè)物象量子糾纏形成的空象也理應(yīng)被物象環(huán)繞.當(dāng)生成空象的量子物象環(huán)靜止不動(dòng)時(shí),如同環(huán)形電流生成靜態(tài)磁場(chǎng)一樣,在空間不變的磁場(chǎng)通量不會(huì)生成電場(chǎng).然而,當(dāng)某空間的空象磁場(chǎng)因物象環(huán)的特定運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化,暫時(shí)性未被物象環(huán)繞時(shí),此時(shí)就會(huì)基于被對(duì)等環(huán)繞要求使遍布空間的其它物象對(duì)其進(jìn)行新的環(huán)繞,也即磁生電的具體過(guò)程.需要強(qiáng)調(diào)的是,空象是無(wú)法獨(dú)立存在,而必須依附物象環(huán)也即電場(chǎng)才能存在的.又因?yàn)殡妶?chǎng)是有限大直徑閉合物象環(huán),所以一方面磁場(chǎng)無(wú)法脫離電場(chǎng)獨(dú)立生成,另一方面磁單極子也不可能存在.
圖3二維近似開環(huán)物空象互繞光子示意圖Fig.3 The two-dimensional approximately open-loop of photon
圖3所示為將空單麻花閉環(huán)簡(jiǎn)化為二維物空象開環(huán)互繞的光子示意圖.由圖可見,沿光子運(yùn)動(dòng)方向軸線旋轉(zhuǎn)的物象麻花閉環(huán)將因?yàn)槲锟障蟠嬖趯?duì)稱互繞要求使空象在空單環(huán)以外平面得以存在.空象要求物象環(huán)繞其存在又會(huì)使其外部形成新的空單物象.光子能夠交替實(shí)現(xiàn)電磁互生正是由于物空象可以分別在對(duì)方所在平面以外存在所致.總體上看,電磁互生的本質(zhì)是構(gòu)成電與磁的物空象具有滿足對(duì)稱統(tǒng)一法則的對(duì)等互繞要求導(dǎo)致的.
由負(fù)電場(chǎng)結(jié)構(gòu)可見,負(fù)電場(chǎng)基于2級(jí)閉環(huán)內(nèi)外空單的非對(duì)稱性而存在,正電場(chǎng)的正電屬性盡管基于背景磁場(chǎng)提供的虛擬3級(jí)環(huán)及虛擬電子而存在,但本質(zhì)上仍是基于2級(jí)環(huán)負(fù)電場(chǎng)而存在.因此,無(wú)論負(fù)電子還是正電子,一旦進(jìn)入到庫(kù)倫場(chǎng)2級(jí)環(huán)內(nèi)時(shí),電場(chǎng)都將因?yàn)?級(jí)環(huán)的消失而消失,相應(yīng)的電荷屬性也即隨之消失.因此,庫(kù)倫定律(E=kQ/R2)中,R在小于d/2(d為2級(jí)環(huán)表征的電子直徑)時(shí),E即會(huì)變?yōu)?,而不是在R無(wú)限趨于0時(shí)趨于無(wú)窮大.這一點(diǎn)與引力場(chǎng)在進(jìn)入物象閉合環(huán)時(shí)消失,而并非無(wú)窮大是統(tǒng)一的.
根據(jù)量子場(chǎng)論計(jì)算,電場(chǎng)中電子能態(tài)基于交換光子的變化會(huì)發(fā)散為無(wú)窮大.其實(shí)質(zhì)是當(dāng)把電子視為無(wú)窮小點(diǎn)形態(tài)存在時(shí)吸收光子波長(zhǎng)也將無(wú)窮小,相應(yīng)賦予電子的能量也將無(wú)窮大[4].費(fèi)曼等人利用負(fù)質(zhì)量抵消無(wú)窮大電磁能方法對(duì)此進(jìn)行重整化只是權(quán)宜之計(jì)[5].電子的有限大二維閉合環(huán)結(jié)構(gòu)為避免無(wú)窮大發(fā)散問(wèn)題奠定了基礎(chǔ).
目前,人們還無(wú)法對(duì)電磁作用比引力作用強(qiáng)1036倍進(jìn)行解釋,也未能找到與其它三種作用力相似的交換媒介引力子.基于四種作用力理應(yīng)統(tǒng)一的基本認(rèn)識(shí),并結(jié)合對(duì)引力及上文對(duì)電磁力本質(zhì)的分析,下面開始對(duì)電磁力與引力的統(tǒng)一性和表現(xiàn)形式上差異性的成因進(jìn)行探析.
概括講,在本理論框架下引力場(chǎng)是二維平面上閉合空單環(huán)對(duì)外表達(dá)的非對(duì)稱空象,對(duì)照廣義相對(duì)論描述的引力為時(shí)空彎曲理解的話,非對(duì)稱空象引力場(chǎng)可以被視為剔除了時(shí)間屬性的專屬?gòu)澢臻g.引力作用是雙方主體空單環(huán)內(nèi)均勻空象通過(guò)占據(jù)對(duì)方外部不均勻奇數(shù)空象互相彌補(bǔ)空象非對(duì)稱性,從而實(shí)現(xiàn)它們整體的最大程度對(duì)稱性.構(gòu)成引力場(chǎng)的非對(duì)稱空象不能坍縮并形成有質(zhì)能量的玻色子,這使引力作用具有了有別于另外三種作用力的無(wú)質(zhì)能量玻色子產(chǎn)生和交換的獨(dú)特特征.這也導(dǎo)致引力要比有能量環(huán)坍縮為玻色子的電磁力弱得多.引力子不存在也不可能被檢測(cè)到.2016年LIGO宣布發(fā)現(xiàn)的引力波只應(yīng)被認(rèn)為是構(gòu)成引力場(chǎng)的外部不均勻空象部分.
可以打一個(gè)不太嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋确剑簾o(wú)能量的引力場(chǎng)類似于將空單環(huán)的有限大質(zhì)能量向無(wú)限宇宙空間的表達(dá),因此其作用強(qiáng)度是無(wú)限趨于0的.靜止電荷的電場(chǎng)則是電子全部質(zhì)能量基于與有限多空單環(huán)映射糾纏向有限空間的表達(dá).能量無(wú)限趨于0引力場(chǎng)相對(duì)有有限大能量庫(kù)倫場(chǎng)的作用強(qiáng)度弱1036倍就合理了.
結(jié)合電磁作用可轉(zhuǎn)化為電荷運(yùn)動(dòng)能量,而能量具有等效質(zhì)量效應(yīng),還可以對(duì)電磁作用與引力作用強(qiáng)度差異做如下近似分析:設(shè)質(zhì)量為m靜止電荷與其它電荷發(fā)生電磁作用.因獲得電場(chǎng)空單環(huán)坍縮激發(fā)光子的能量獲得速度為v,相應(yīng)動(dòng)能為mv2/2.設(shè)該動(dòng)能形成等效質(zhì)量為m0,則m0=mv2/(2c2).設(shè)m0對(duì)應(yīng)遍布類黑洞全部空單環(huán)數(shù)量為n,則每個(gè)空單環(huán)的能量可近似認(rèn)為是mv2/(2nc2).由于一個(gè)空單環(huán)可以形成非對(duì)稱空象是無(wú)限多的,所以每次引力作用又只占單個(gè)空單環(huán)對(duì)應(yīng)能量的無(wú)限小部分.這意味著引力作用強(qiáng)度的確切值是無(wú)法確定的.不過(guò),當(dāng)物質(zhì)質(zhì)量足夠大時(shí),可以近似認(rèn)為,能使一定空間范圍內(nèi)空象的非對(duì)稱表現(xiàn)密集到有限大程度.并認(rèn)為該有限大值即比電磁力弱1036倍的引力作用強(qiáng)度.
另外一個(gè)值得探討的問(wèn)題是,既然引力場(chǎng)不具備能量屬性,為何發(fā)生引力作用的物質(zhì)卻能獲得動(dòng)能增量.相對(duì)論對(duì)此的解釋為引力是一種空間效應(yīng),但并無(wú)更具體的解讀.根據(jù)非對(duì)稱引力發(fā)生機(jī)制和對(duì)稱統(tǒng)一法則,引力作用時(shí),主客雙方通過(guò)相互彌補(bǔ)對(duì)方非對(duì)稱性使它們構(gòu)成整體的非對(duì)稱性減小了,它們整體的對(duì)稱性增大了.由于對(duì)稱性和非對(duì)稱性總量是守恒不變的,它們對(duì)外卻會(huì)表現(xiàn)出更大的非對(duì)稱性.根據(jù)暗物質(zhì)質(zhì)量效應(yīng)發(fā)生機(jī)制的分析,引力作用使它們動(dòng)能的增大實(shí)際將會(huì)增加它們對(duì)外表現(xiàn)的等效質(zhì)量效應(yīng).對(duì)外表現(xiàn)的更大非對(duì)稱性就是通過(guò)該等效質(zhì)量引力場(chǎng)的非對(duì)稱空象實(shí)現(xiàn)的[2].由此可見,引力作用使作用物質(zhì)動(dòng)能的增加并不與引力場(chǎng)無(wú)能量屬性相矛盾.拋開對(duì)時(shí)間是否應(yīng)納入引力場(chǎng)理解的不同,相對(duì)論所謂的引力空間效應(yīng)對(duì)這種解釋也是認(rèn)同的.
經(jīng)典電磁場(chǎng)論認(rèn)為,電場(chǎng)是發(fā)源于正電子到負(fù)電子終止的非閉合線.根據(jù)上文分析可知,不僅正負(fù)電子本質(zhì)相同,而且它們的電場(chǎng)實(shí)質(zhì)應(yīng)為由量子空單基于量子糾纏構(gòu)成的環(huán)繞光子2級(jí)閉環(huán)的偏心閉合圓環(huán).電場(chǎng)的方向性實(shí)質(zhì)為基于2級(jí)環(huán)內(nèi)外空單空間分布均勻性表現(xiàn)非對(duì)稱性的方向性.結(jié)合前期對(duì)引力場(chǎng)的分析,引力場(chǎng)同樣是基于環(huán)繞物象閉環(huán)內(nèi)外空象空間分布的均勻性形成的空間非對(duì)稱性.這樣,電磁場(chǎng)和引力場(chǎng)就實(shí)現(xiàn)了形式上的統(tǒng)一.其次,電磁作用與引力作用均是基于非對(duì)稱性發(fā)生作用的.并且,它們都是通過(guò)彌補(bǔ)對(duì)方非對(duì)稱性以求達(dá)到整體的最大對(duì)稱性來(lái)完成作用的.
應(yīng)該說(shuō),遵循相同的對(duì)稱統(tǒng)一法則和同一大框架,并在具體表現(xiàn)上存在差異恰恰證明電磁力與引力是在統(tǒng)一框架下不同級(jí)別物理存在的事實(shí).差異性是伴隨物質(zhì)存在級(jí)別升高帶來(lái)的合理表現(xiàn),這并不違背它們的統(tǒng)一性.
通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn),基于對(duì)稱統(tǒng)一法則和靠量子糾纏支撐的閉合環(huán)非對(duì)稱理論能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電磁作用和引力的統(tǒng)一解讀.鑒于電磁作用力已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了與強(qiáng)弱作用力的統(tǒng)一,所以四種作用力在統(tǒng)一框架下的解讀也成為可能.