對質(zhì)量和電荷的思考引發(fā)的猜想（一）

摘要：通過光子和電子之間的可以轉(zhuǎn)換的事實分析,，推測質(zhì)量和電荷是聯(lián)系在一起的,，而且萬有引力來源于電磁力。在此假定下,，去理解質(zhì)量,、質(zhì)速關系和質(zhì)能關系。并進一步推測宇宙中只有一種電磁作用,，萬物都是不同的電磁作用組合的表現(xiàn)形態(tài),，宇宙空間（猜想（二）中有說明）是最小的電磁作用和對應的物質(zhì)形態(tài)。

光子沒有質(zhì)量,、電荷,，電子有質(zhì)量、電荷,。光子和電子之間可以相互轉(zhuǎn)換,，一對正,、負電子湮滅釋放出高能光子，反之也可以,。這不意味著質(zhì)量和電是聯(lián)系在一起的嗎,？原子有質(zhì)量也帶有正、負電荷,，只是整體不對外表現(xiàn)出電性,。

質(zhì)量引力公式和電荷庫倫公式,，是如此的相似,，或是在暗示他們之間的關系。引力的大小在數(shù)量級上只是電磁力的,，推測由于某些原因（比如：引力使物體距離變小,、斥力使距離變大的趨勢；或者原子核外電子的運動位置的變化）,，使電磁力中的引力占了點優(yōu)勢,。斥力和引力最后的合力就表現(xiàn)為引力，也就說引力源于電磁力,。原子結(jié)構(gòu)和星系結(jié)構(gòu)也是如此的相似,，好像又在告訴我們，引力就是電磁力,。

萬有引力是電磁力的引力和斥力的合成的猜想,，可以很好的解釋萬有引力做功問題。當物體落向地面的過程中,，萬有引力做功,，值卻在增大。這是因為當距離在減小時,，電磁力中的引力的優(yōu)勢在增大,，所以萬有引力做功了，值卻可以增大,。當物體遠離地球時,，克服萬有引力做功，值卻在減小,。這是因為當距離在增大時,，電磁力中的引力的優(yōu)勢在減小。本質(zhì)原因是物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電磁作用在變化調(diào)整,。

通過引力公式,，我們反過來理解質(zhì)量，則質(zhì)量的大小表現(xiàn)為受到引力大小的程度,。既然引力源于電磁力的某種轉(zhuǎn)換,，則物質(zhì)的質(zhì)量會受電磁作用力的影響而改變,。帶有電荷的物質(zhì)相對運動時會產(chǎn)生電流、磁場,，磁場的作用總是阻礙物體運動狀態(tài)的改變,，使質(zhì)量表現(xiàn)出慣性,。

再來理解質(zhì)速方程：,式中c為光速。實質(zhì)表明了速度的改變會引起電流,、磁場的變化,，隨之電磁力和引力也跟著發(fā)生改變，導致質(zhì)量也會發(fā)生改變,。速度越大,，電流就越大,，隨之電磁作用力也越大，則物質(zhì)表現(xiàn)出加速越難,。質(zhì)量會隨速度改變本身就說明了質(zhì)量并不是物質(zhì)最本質(zhì)的屬性,。

關于質(zhì)能關系的理解,，能量是描述物質(zhì)在不同形式的作用力之間變化轉(zhuǎn)換時對應的效應（做功）的物理量。具體說,，化學反應的能量是原子結(jié)構(gòu)間的新,、舊化學鍵的變換,，引起原子結(jié)構(gòu)的外層電子變化,，發(fā)生了作用力的改變時對應的能量,。核反應（裂變和聚變）是原子中的原子核結(jié)構(gòu)的改變,，引起原子結(jié)構(gòu)大的變化,，發(fā)生了作用力的大改變而釋放的能量。只是后者的作用力改變大,，能量釋放量大,，以至能觀測到質(zhì)量的變化,。

既然認為質(zhì)量的大小也受電磁作用力的影響,，那么質(zhì)量當然也可以通過變化轉(zhuǎn)換作用力的形式并釋放出對應的能量。系統(tǒng)不管處于何種狀態(tài)下,，理論上都可以歸回到一個最本質(zhì)的狀態(tài),，只有一個本質(zhì)的作用力，對應著一個確定的效應功W（能量）,。這個本質(zhì)的作用力中間不管怎么變身為不同表現(xiàn)形式的作用力,，最終回到本質(zhì)狀態(tài)時，其作用力和效應功W仍然一樣（見后面宇宙系統(tǒng)的分析）。這樣,，質(zhì)能守恒是必然的。

關于時間隨速度增大變慢的理解,，當物質(zhì)的速度增大時,，電磁力會隨之增大,，增大的電磁力會使原子共振頻率變慢,，則表現(xiàn)為時間變慢,。

電,、磁的耦合作用，以及無窮疊加的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和分布的復雜性, 再加上它們之間復雜的相對運動的影響,。這些因素的共同影響作用,，就是上述分析的現(xiàn)象關系的本質(zhì)原因,。以光速不變?yōu)闃藴?，推導出來的空間是彎曲的、時間是相對的時空觀可能是錯誤的,。宇宙大的秘密藏在電,、磁的本質(zhì)中。

進一步推測,，強相互作用是電荷或電流的電磁作用限制在核子尺度范圍上的表現(xiàn)形式,；當尺度范圍大于原子半徑時,，就是我們熟知的電磁作用；當電磁作用的尺度范圍大到某個值后（比如無窮大時）,，則表現(xiàn)為電磁波的作用形式,。弱作用只是強作用下的一種作用的變化轉(zhuǎn)換。宇宙中只有一種作用,，即電磁作用,。

電磁作用有各種不同形式的組合方式，體現(xiàn)出不同物質(zhì)的形態(tài)和性質(zhì),。宇宙空間是最小的電磁作用和對應的物質(zhì)形態(tài),，電磁波是它的介質(zhì)波，具有光速和光速不變性,。元素周期表是在原子結(jié)構(gòu)形式和尺度下,，電磁作用的組合規(guī)律。電子對撞機撞出的各種粒子是比原子尺度更小的電磁作用的不同組合對應的物質(zhì)形態(tài)和性質(zhì),。像元素周期表那樣,，也想尋找出規(guī)律，便是還在努力中的大統(tǒng)一的粒子標準模型,。從理論上說,，電磁作用的組合方式是無窮多的，粒子的種類也無窮多的,。電磁作用組合方式的改變會產(chǎn)生出不同的物質(zhì)形態(tài)和對應的能量,。比如前面說到的化學反應和核反應。電磁作用還可以在不同的作用組合之間（物質(zhì)和物質(zhì)之間）變化轉(zhuǎn)換,，便是經(jīng)典牛頓力學上的功能原理,。

對于有限的空間來說（比如太陽系），能量主要存貯在物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)的作用中,；對于廣袤的整個宇宙來說,，宇宙空間這種物質(zhì)存貯的能量會占據(jù)更大的份額，而且觀測到宇宙空間在以超光速擴張,。

最后推想一下,，宇宙這個大系統(tǒng)的兩種極端情況。當所有的作用都表現(xiàn)為宇宙空間的澎湃振動時（電磁波）,，很像神話傳說中的盤古開天地的情形,。當所有的作用都表現(xiàn)為強相互作用時，像是宇宙大爆炸理論中的起始點,。

粒子標準模型

對電磁波速度的思考引發(fā)的猜想（二）

摘要：通過對真空中的電磁波的一維波動方程和機械波的一維自由波動方程的對比分析,，表明了電磁波也應是一種介質(zhì)波。推測這種介質(zhì)就是整個宇宙空間，宇宙空間也是一種物質(zhì)形態(tài),。這種介質(zhì)本身可以運動變化,，對應生成不同的物質(zhì)基本粒子。

引言：真空中的電磁波的速度只取決于真空中的磁導率和介電常數(shù),，這讓人很疑惑不解,。如果從中發(fā)現(xiàn)電磁波也是介質(zhì)波，那么什么是電磁波的介質(zhì),，它又具有怎樣的性質(zhì),？神秘的量子世界能從它這里解開嗎？

我們先來理解真空中的磁導率和介電常數(shù)本質(zhì)上的含義,，因為它們決定了電磁波的速度,。當一個速度為v、帶電量為q的粒子在強度為H的磁場中運動時,，為了度量這粒子受到的電磁力大小,，引入了磁導率這個量。

（1）

式中,，F(xiàn)為洛倫磁力,。具體說，從洛倫磁力公式（1）中,，我們可以理解為,，磁導率本質(zhì)描述的是磁場和磁場作用力之間的關系的物理量。介電常數(shù)主要是在庫倫定律中對電荷量和電場作用力之間關系的度量時,，引入的物理量,。

（2）

式中，F(xiàn)為庫侖力,，Q為點電荷量,，R為兩個點電荷的距離。具體說,，從庫倫公式（2）中，我們可以理解為,，介電常數(shù)本質(zhì)描述的是電場和電場作用力之間的關系的物理量,。

根據(jù)電磁理論的麥克斯韋方程組，可以推導出來電磁波的一維波動方程：

（3）

由此得到真空中的電磁波的傳播速度為：

（4）

式中,，U為波函數(shù),，真空中光速（下同），表明了真空中的電磁波速度只取決于真空中的磁導率和介電常數(shù),。

從表面上看,，電磁波的速度和兩個常數(shù)之間并沒有關系。如果我們把電磁場也看成是一種電磁作用對應的物質(zhì)形態(tài)，那么磁導率和介電常數(shù)就決定了電磁場這種物質(zhì)中的相鄰點間的電磁相互作用力的大小,。

類比機械彈性波的波動方程,，見下面的公式（5）。決定機械波速度的是介質(zhì)內(nèi)部的彈性相互作用力T和介質(zhì)的密度ρ,。機械波的一維自由振動齊次方程：

（5）

式中,，=T/ρ,其中T為介質(zhì)的張力，ρ為介質(zhì)的線密度,。波動方程中a就是波的傳播速度,。電磁場這種物質(zhì)可以認為其質(zhì)量密度是非常小的值，以至于電磁波的速度非常大,。其實,，質(zhì)量也是物質(zhì)電磁作用力的表征物理量（參見猜想（一））。所以,，決定電磁波傳播速度的只有電磁場內(nèi)部的相互作用力,，并由磁導率和介電常數(shù)決定。

電磁波和機械波可以類比,，這里還需要解釋一個重要的問題,，兩者波動方程的推導所用的原理是否相同或本質(zhì)相關。電磁波動方程推導用的是麥克斯韋方程組,，麥克斯韋方程組描述的是電磁相互作用,、電磁通量守恒和通量變化時，電磁相互轉(zhuǎn)換,。機械波的波動方程推導用的是慣性力的概念（牛頓第二定律）建立的動態(tài)平衡,。那么，麥克斯韋方程組和慣性力有本質(zhì)關系嗎,？答案是肯定的,。從電磁作用的角度去分析，當物體的運動狀態(tài)改變時,，電,、磁通量會發(fā)生變化，從而引起額外的電磁力來阻礙物體運動狀態(tài)的改變,，即表現(xiàn)為物質(zhì)的慣性力,。或者說,，牛頓第一,、二定律就是麥克斯韋方程組在宏觀物質(zhì)上的一種表現(xiàn)形式。

由此可見,，電磁波和機械彈性介質(zhì)波本質(zhì)上并沒有多大不同,。如果電磁波是交變的電場和磁場本身交替的向前傳播的,，那么它的傳播速度為什么只取決于磁導率和介電常數(shù)，而這兩個常數(shù)是決定電磁場這種物質(zhì)內(nèi)部相互作用力的物理量,？這顯然說不通,！一種更合理的解釋是電磁波也是一種介質(zhì)波，這個介質(zhì)就是整個宇宙空間,。這里把宇宙空間也看成是一種物質(zhì)形態(tài),，或者說整個宇宙空間就是一種最微弱的電磁場對應的物質(zhì)形態(tài)（這是不是就是要尋找的暗物質(zhì)、暗能量,？）,。所以電磁波會具有介質(zhì)波的所有特性，也就不需要用相對論去解釋光速問題,。

進一步推測,，宇宙空間這種介質(zhì)本身可以運動變化（如旋轉(zhuǎn)，甚至自身壓縮,、膨脹）,，并且可能也是在不斷振動，只是頻率趨向于無窮小,，波長趨向于無窮大,。當輸入能量激發(fā)它振動在電磁波的頻率范圍時，就是我們探測到的電磁波,。當它頻率繼續(xù)增大,，或疊加上它自身的運動變化（如旋轉(zhuǎn)、直線運動,、壓縮）,，它就可以變化成對應的物質(zhì)基本粒子（如電子）。物質(zhì)能量會不斷損失的本質(zhì)原因,，因為它的振動頻率大于宇宙空間介質(zhì)的頻率,，從而帶動介質(zhì)的振動加速，表現(xiàn)為電磁波輻射的形式,。宇宙的整個秘密就藏在宇宙空間的這種介質(zhì)中,。

最后提一下弦理論，它的弦模型和我預言的宇宙空間這種物質(zhì)有許多契合的地方,，相當于對宇宙空間這種介質(zhì)進行更細致,、準確的描述。

交替變化的電磁場向前傳播的電磁波