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张祥前统一场论(一版)_张祥前
2018-03-23 09:12:45   来源:mb   评论:0 点击:

祥前同志: 我前番称呼你为先生,又叫朋友,今叫你为同志,什么同志?我也是自然科学爱好者,在这方面志同道合,引为同志,故称同志。
 
祥前同志:
       我前番称呼你为“先生”,又叫“朋友”,今叫你为“同志”,什么同志?我也是自然科学爱好者,在这方面志同道合,引为同志,故称同志。我也有几篇理科论文,将发给你审阅。理论层次比你的大作差远了。你的主要精力不在社会政治方面,人们应该予以理解。不可苛求,我对你表示理解和敬意!
        李景强   2018年3月22日 夜
 
"张祥前"<zzqq2100@163.com>;
"张祥前"<1105974776@qq.com>;
 
 
我研究统一场论,百度搜索:统一场论6版可以搜到,理论物理方面的。我不是专门写政治的。(张祥前
 
 
 
         张祥前统一场论
一,宇宙的构成和统一场论基本原理。
二,物理概念是怎么产生的?
三,如何描述空间本身的运动?
四,宇宙中物质点为什么要运动?
五,螺旋规律。
六,平行原理。
七,几何对称性等价于物理守恒性。
八,空间可以无限存储信息。
九,物理学中运动状态的描述不能够脱离观测者。
十,空间为什么是三维的?
十一,时间的物理定义。
十二,三维螺旋时空方程。
十三,光速的本质。
十四,对洛伦茨变换和光速不变的解释。
十五, 解释与光速相关的相对论效应。
十六,场的定义。
十七,质量、重力场的定义。
十八,从统一场论导出质速关系。
十九,重力场与高斯定理。
二十,质量、重力场与旋转空间之间的关系。
二十一,电荷、电场的定义。
二十二,解释电荷的相对论不变性。
二十三,电荷、电场与高斯定理。
二十四,核力场的定义方程。
二十五,随时间变化的重力场可以产生电场。
二十六,解释库仑定律。
二十七,统一场论动量公式。
二十八,统一场论动力学方程。
二十九,解释开普勒定理。
三十,解释万有引力定律。
三十一,证明惯性质量等于引力质量
三十二,重力场与空间的波动性。
三十三,统一场论真空静态引力场方程。
三十四,如何产生反重力吗?
三十五 从统一场论导出磁场是电场的相对论效应。
三十六,磁场的定义方程。
三十七,磁单极子不存在。
三十八,统一场论对动量和能量的重新认识。
三十九,能量的本质。
四十,随时间变化的磁场产生重力场。
四十一,加速运动电荷的电场和重力场之间的关系。
四十二,导出毕奥---萨伐尔定理。
四十三,解释麦克斯韦位移电流假设。
四十四,解释法拉第电磁感应原理。
四十五, 光子模型。
四十六,基本物理概念和导出物理概念。
四十七,统一场论的主要应用。

作者 张祥前
出生于安徽庐江县郭河镇北圩村 现居住庐江县同大镇二龙新街111号

邮箱zzqq2100@163.com,qq:1105974776
 
手机18714815159 18226187585

统一场论最早是爱因斯坦提出的,他花了40多年时间,希望把电磁场和重力场统一起来,但是他没有成功。
人类目前发现了自然界有弱力、电磁场力、万有引力、核力4种不同形式的力,其中电场力和磁场力人类已经统一了,核力目前人类对此认识很不完善。弱力在主流科学家看来也被统一在电磁场力中。
把电磁场力和万有引力统一起来,是现阶段最具有意义的事情。
电磁场力和万有引力的统一简单的讲,就是写出一个数学公式,里面包含了电磁场力和万有引力,以及用数学公式写出电磁场力和万有引力、电磁场和万有引力场【简称引力场】之间的关系。
由于电磁场、引力场涉及到了时间、空间、运动、力、场、光速、质量、电荷、能量、动量---这些物理学的本质问题,所以统一场论的完成对人类具有重大意义,但也具有极大的难度。
注意,本文在没特别注明的情况下,大写字母为矢量。
本文只描述最简单、最基本的物质点在真空中运动情况,不描述形状物体在介质中的运动情况。
文中出现的质点概念,是我们为了描述物体的运动,不考虑物体的形状和线长度,把物体理想化,看成一个点,如果要讨论质点的体积和几何长度是没有意义的,因为违反了我们的约定。
统一场论把物体的一切性质归咎于物体在空间中的运动【或者物体周围空间本身的运动】,讨论物体或者质点内部情况是没有意义的。统一场论主要是描述物体周围空间本身的运动,因而统一场论也可以叫空间运动学。

一,宇宙的构成和统一场论基本原理。
宇宙是由质点和它周围空间构成的,不存在第三种与之并存的东西,一切物理现象都是我们对质点在空间中【或者是质点周围空间本身】运动的一种描述。
以上是统一场论基本原理,至于宇宙为什么是由质点和空间构成,为什么一切物理现象都是质点在空间中运动形成的,这个问题统一场论无法回答,统一场论只是认定了这两个事实,并且以这个事实为理论基础,展开推理。
统一场论的主要任务是解释时间、位移、质量、电荷、场、能量、速度、动量、力、------这些基本物理概念的本质和他们之间的关系。
像我们眼前的一棵树、一条河是“物”,树的生长、河水的流动是“事”。宇宙中,质点和空间是“物”,其余的像时间、位移、质量、电荷、场、能量、速度、动量、力、温度、声音----都是“事”,是“物”相对于我们观测者运动时,经我们描述出的一种性质。
这个基本原理否定了场是一种特殊的物质,场要么是物质粒子,要么是空间。
统一场论认定场的本质就是空间----运动变化的空间。
这个基本原理还断定暗物质、暗能量、上帝粒子、引力子、以太、弦论中的弦、膜----统统不存在,都是人们杜撰的。


二,物理概念是怎么产生的?
除质点和空间外,其余一切物理概念,像时间、场、质量、电荷、光速、力、动量、能量、-----都是质点在空间中运动相对于我们观测者所表现出的一种性质。都是质点在空间中运动(或者质点周围空间本身的运动)形成的,因而与位移有关,可以认为时间、场、质量、电荷、光速、力、动量、能量------都是位移的函数。
在物理概念中,像声音、颜色、力、温度这些物理概念是质点在空间中运动触及到我们观测者,引起了我们观察者的感觉,我们观测者对这些感觉加以分析、概括而形成的。
但是,时间和场有点特殊,时间是我们观测者自己的身体在空间中运动引起的,场是空间本身的运动形成的。

三,如何描述空间本身的运动?
统一场论认为空间本身时刻在运动着。我们如何定性定量的描述空间本身的运动?
我们把空间分割成许多个小块,每一小块称之为空间几何点,简称几何点,或者叫空间点。几何点运动所走过的路线叫几何线。描述这些几何点的运动,就可以描述出空间的运动。
流体力学和波动方程的数学方法同样适用于描述空间本身的运动,实际上我们是把空间看成是类似流体的一种特殊介质,而统一场论也认定了空间是客观存在的,空间的存在不依赖于我们人的感觉,如果没有人,空间照样存在,但是,没有人的话,时间不存在。

四,宇宙中质点为什么要运动?
在物理学中我们描述的运动状态,和几何中的垂直状态是相对应的,如果没有我们人去描述,运动状态其实就是几何中的垂直状态。
任何一个处于三维空间的垂直状态中质点所在的空间位置,相对于我们观测者一定要运动,并且不断变化的运动方向和走过的轨迹又可以重新构成一个垂直状态。这个可以叫垂直原理。
不断变化的运动方向一定是曲线运动,圆周运动最多可以作两条相互垂直的切线,而空间是三维的,其运动轨迹一定可以作三条相互垂直的切线,所以运动一定会在旋转平面的垂直方向上延伸,合理的看法是质点所在的空间位置是以柱状螺旋式在运动。
我们要注意,几何点的运动也是受垂直原理支配的,和我们描述普通物体的运动有相同的地方,也有不同的地方,比如,北半球的一个观测者看到一个卫星以逆时针绕赤道旋转运动,南半球的观测者一定认为这个卫星是顺时针绕地球旋转的。
现在我们把卫星换成几何点,北半球的观测者看到这个几何点在赤道上空逆时针绕地球旋转运动,南半球的观测者一定认为这个几何点也是逆时针绕地球旋转。
原因是以上的垂直原理同样适用于空间,几何点的运动是受垂直原理支配的,是空间的本性决定的,两个观测者认为几何点由于相同的原因而运动,所以,运动的形式应该是一样的。
注意:统一场论所描述的空间运动都是指质点周围的空间,如果没有物质粒子,单纯的描述空间的运动是没有意义的。因为描述运动需要确定时间开始时刻和空间位置的初始状态,单纯的空间没有时间开始时刻和空间位置的初始状态。确定时间开始时刻和空间位置的初始状态需要依靠物体粒子来确定。
空间的运动起源于粒子,结束于粒子,没有粒子和观察者描述空间的运动是没有意义的.
五,,螺旋规律。
宇宙中所有的自由存在于空间中的质点都以螺旋式在运动,包括空间本身也是以柱状螺旋式在运动。宇宙中小到电子、质子,大到地球、月球、太阳、银河系----无一例外都是以螺旋式在运动。

六,平行原理。
物理学中描述的平行状态对应数学中的正比性质。两个物理量,如果可以用线段来表示,相互平行的话,一定成正比关系。

七,几何对称性等价于物理守恒性。
物理学中描述的守恒性等价于几何中的对称性。一个物理量,如果能够用线段来表示,在几何坐标上是线对称的,如果可以用面积来表示,在几何坐标上是平面对称的,如果可以用体积来表示,在几何坐标上是立体对称的。

八,空间可以无限存储信息。
宇宙中任意一处空间可以储存整个宇宙的信息,可以包含整个宇宙以前的和未来的所有信息,换句话,任意一块空间可以无限存储信息。
或者说空间是无限连续的。
在某些情况下,空间可以表现为不连续,物体以光速运动,所在的空间可以表现为不连续。这个与量子力学有关,但是,这是另外一个广阔的研究领域,要人类许多年、许多人努力才可以搞清楚的,这里不再详细论述。

九,物理学中运动状态的描述不能够脱离观测者。
相对论认为时间、位移、力、质量等很多物理概念是相对的,对于相对运动的不同观测者来测量可能有不同的数值。这“相对”两个字延伸一下,就是相对于我们观测者而言。
如果没有观测者,或者不指明那一个观测者,时间、位移、力、质量---许多物理概念失去了意义。由于时间、位移、力、质量---这些物理概念来自于质点相对于我们观测者在空间中的运动,所以讲,脱离观测者(我们人)描述运动是没有意义的。
咋一看,以上看法好像是一种唯心主义,不过,唯心主义认为一旦没有观测者,没有人,一切都没有了,这个也是不对的。正确的看法应该是这样的:
宇宙中所有的运动都是相对于我们人而言的,一旦没有了人,宇宙给我们的景象就像照相机照相的一个定格镜头,而不是不存在。
物理学中的运动状态从几何的角度看就是垂直状态,是同一个现象我们观测者从不同的角度看出现不同的结果。运动状态是我们人对物体在空间中的位置不断肯定、否定、肯定、否定---的结果.
有人认为,在没有人类之前的宇宙照样在运动,所以运动的存在与人是没有关系的。其实“没有人类之前”这句话是一个病句,没有了人类,哪来的没有人类之前。之前或者之后都是依靠人来定义的,没有我们人哪来的前后,上下左右,东西南北?
注意,物理学中描述的运动,空间、质点、观测者三个东西一个都不能少,否则,运动就失去了意义。描述时间的变化有点特殊,观测者和质点实际是一个东西。
人类对运动的认识有一个发展的过程,牛顿力学认为描述一个物体的运动,必须要找一个认为是静止的参照性物体,作为参照物,运动的描述强调了在某一段时间里物体在空间中走过的路程。
牛顿力学认为时间和空间的长度的测量于观测者的运动没有关系。
相对论继承了牛顿力学基本看法,但是相对论强调了不同的观测者,测量的某些物理量的数值可能是不同的。
相对论认为时间和空间长度的测量于观测者的运动速度有关系。低速时候,关系不明显,接近光速时候,特别明显。
统一场论认为描述运动必须要相对于一个确定的观测者,没有观测者、或者不指明那一个观测者描述运动是没有意义的。选择一个参照物描述运动有时候是不可靠的。
统一场论认为时间是观测者自己在空间中运动形成的,物体在空间中运动的位移与观测者的观测有关,不同的观测者可能有不同的结果。

十,空间为什么是三维的?
我们知道,沿空间中任意一点最多可以作三条相互垂直的有向线段,称为三维空间。
一维空间决定了质点以直线运动,二维空间决定了质点以圆或者曲线运动,三维空间决定了质点以柱状螺旋式运动。
或者说质点直线运动产生了一维空间,质点曲线运动产生二维空间,质点柱状螺旋式运动产生了三维空间。这两钟看法是我们人对同一个现象从不同角度理解而出现的。
三维空间是因为质点和空间本身以柱状螺旋式运动的原因。

十一, 时间的物理定义。
前面指出,一切物理概念都是质点在空间中相对于我们观察者运动或者质点周围空间本身的运动所形成的,很多物理概念首先来自于质点在空间中运动给我们人的一种感觉。
时间也可以认为某某东西在空间中运动给我们人的一种感觉。什么东西在空间中运动给了我们时间的感觉?
我们把一个人用宇宙飞船送到几百亿亿亿光年远的一个空间区域里,把这个人丢下来后,飞船立即飞回来。这个空间区域里别的星球离得都非常非常的遥远,可以设想,这个人仍然有时间的感觉?是什么质点运动使这个人有了时间的感觉?这个情况下,仅有这个人的身体而已。正确合理的看法是:
时间是我们观测者对自己身体在空间中运动的一种感受。
统一场论认为,宇宙中任何物体【包括观察者的身体】静止时候,周围空间都以光速度C向四周辐射式运动。因而可以认为时间与观测者自己在空间中以光速直线移动的路程成正比。
借助几何点的概念,可以认为:
时间是我们观测者周围空间以光速辐射式的运动给我们人的感觉,与我们观察者周围空间几何点以光速走过的路程成正比。
有人认为,在没有人类之前的宇宙照样有时间,所以时间是人的感觉的观点是错误的。其实“没有人类之前”这句话是一个病句,没有了人哪来的没有人类之前。没有我们人哪来的前后,上下左右,东西南北?
“时间”恰恰是人对自己身体周围空间的运动的描述而产生出来的一个物理概念。

十二,三维螺旋时空方程。
以上提到:宇宙中所有的质点包括空间本身都是以螺旋式在运动,可见螺旋运动规律是自然界最基本的规律之一。
统一场论认为空间本身也是以柱状螺旋式在运动,下面我们来介绍统一场论中的三维螺旋时空方程。
设想在某处空间区域里存在着一个质点o点,相对于我们观测者静止,我们以o点为原点,建立一个三维直角坐标系,o点周围空间中任意一个几何点p在时刻t'从o点出发,经过一段时间t后,在t”时刻到达p点所在的位置x,y,z,也就是p点在t”时刻的空间坐标为x,y,z是时间t的函数,随时间而变化,由o点指向p点的失径为R 。
R(t) =(x,y,z,t)
统一场论认为时间与几何点以光速度C运动走过的路程成正比,因此有下式:
R(t) = Ct = x i+ y j + z k 
i,j,k分别是沿x轴、y轴、z轴的单位矢量。统一场论认为光速可以为矢量C【数量为c】,
将上式两边平方,结果为:
r² = c²t²= x²+ y² + z² 
r是矢量R的数量。以上方程在相对论中也出现过,相对论中被认为是四维时空距离,真实情况是时间的本质就是以光速运动的空间。三维空间其中任意的一维,只要以光速相对于我们观测者运动,我们就可以把这维空间叫做时间,相对论显然没有认识到这一点,这个明显是相对论的缺陷。
统一场论认为p点真实走过的轨迹是柱状螺旋式。只是在o点相对于我们观测者静止情况下,周围空间的运动是均匀的,许多类似p点的几何点旋转运动累加起来,由于相互抵消而为零。这个如同稳定磁场的散度为零。
但是,如果我们只考虑一个单一几何点p点的运动,其螺旋式应该在方程中体现出来,时间是几何点沿z轴运动产生的,也就是认为时间轴在z轴上,其数学表达式应该为【几何点p在0时刻从o点出发的情况下】:
x = h cosωt 
y = h sinωt 
z = c t 
以上的三维螺旋时空方程也可以用以下矢量方程表示,
R= h cosωti+ hsinωtj + ct k
式中h是o点到p点的矢径R在xoy平面上的投影长度,ω是p点绕o点沿xoy平面旋转运动的角速度,c是常数光速。由于o点相对于我们观察者是静止的,它周围空间的运动应该是均匀的,而且没有哪一个方向是特殊的,因而ω、h应该是常数。
如果认为时间轴在x轴上,R在zoy平面上的投影长度仍然是h,其数学表达式应该为:
x = c t 
y = h sinωt 
z = h cosωt 
如果就是认为时间轴在y轴上,R在zox平面上的投影长度仍然是h,其数学表达式应该为:
y = c t 
x = h sinωt 
z = h cosωt 
以上可以叫三维螺旋时空方程,统一场论认为,宇宙的一切奥妙都是以上方程决定的,大到银河系、星球,小到电子、质子、中子的运动,以及物体为什么有质量、为什么有电荷,一直到人的思维等等······,都与这个方程有关。
三维螺旋时空方程中,旋转运动和直线运动有什么关系呢?
沿坐标x,y轴方向的空间旋转位移矢量X, Y和沿坐标z轴方向的空间直线位移矢量Z应该满足以下叉乘关系:
X×Y = Z
Y×X = - Z
上式X,Y是旋转量,如果X×Y = Z表示右手螺旋关系,则Y×X = - Z则表示左手螺旋关系。
式×Y = Z和Y×X= - Z很重要,反映了空间的旋转运动和直线运动之间的联系。
这个两个公式来源于前面的“平行原理”, “平行原理”指出,两个物理量如果可以用线段表示的,相互平行的话,一定是正比关系。
在式X×Y = Z中,可以把X×Y看成一个矢量面积,面积的大小等于X×Y的数量,方向和X,Y相互垂直,和Z相平行,按照平行原理,矢量面积X×Y和Z成正比,当然,在某种情况下,也可以令比例常数为1,写成X×Y = Z 。
对于以上的三维螺旋时空方程,我们需要注意以下几点:
1, o点周围有无穷多个几何点,p点只是其中一个。
2,式R = h cosωti+ h sinωt j + ct k中,当h = O时候,R = ct k
不表示o点周围只有一条R = ct k这样的矢量,而是有许多条类似这样的矢量呈辐射式均匀的分布在o点周围,坐标轴只是我们描述空间的一种数学工具,不会影响运动空间的分布。
3,空间的柱状螺旋式运动是直线运动和旋转运动两种基本形式的叠加。也可以认为直线运动是以上提到的柱状螺旋式运动中h = O的一种特例。我们还要意识到o点周围有多少几何点辐射式的以光速离开o点运动,就有多少几何点围绕o点旋转运动。
在场论中,散度描述了空间的直线运动形式,旋度描述了空间的旋转运动形式。
4,由于一个几何点和另外一个几何点绝对的没有区别,许多几何点沿一条直线相继的旋转运动,可以认为产生了波动形式,波动的速度就是光速,而且波动的传播方向和旋转平面相垂直,很显然是横波。我们知道,柱状螺旋式运动和波动(这里指横波)有很大的区别,但是,对于空间这种特殊的物质形式两种运动形式却可以相互并存,因为两个空间几何点之间绝对的没有区别。
5,将以上的式R = h cosωti + h sinωt j + ct k
对时间t求导,似乎出现了超光速,我们要明白,以上的质点o点相对于我们观察者静止的情况下,周围空间几何点的旋转运动由于相互抵消而消失,所以,式中的
h cosωti+ h sinωt j 实际结果等于零,只有单独考察一个几何点运动情况下不为零,但这个不是真实的。这个情况如同稳定磁场的散度为零。
6,以上的“时间的本质和物理定义”中给时间下的物理定义是:时间只是我们人对自身在空间位置中变动的一种感受。结合以上的三维螺旋时空方程,可以认为时间是空间相对于我们观察者以光速直线运动形成的。
借助几何点的概念,可以认为:时间是几何点相对于观察者以光速直线运动形成的,进一步推理有:
时间与观察者周围某一个几何点以光速直线走过的路程成正比。

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