物性论与引力论

chensx3810 · 发表于 2006-1-3 09:05

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物性论与引力论

陈叔瑄

宇宙中空间、时间是物质运动存在形式，而运动又是物质存在形式，使得物质与运动不可分割地联系在一起，这就是质能关系原理存在的基础。有物质及其质量所在或时空就有运动及其能量所在或时空，因此时空具有运动或能量的属性。物质及其质量浓缩的同时存在某些运动及其能量的弥漫，反之亦然。即物质浓缩同时伴随着能量辐射的过程，这也是平衡趋势必然的过程，这是天体通常质量密度愈大相应温度愈高，辐射愈强的根源。
平动平衡趋势而往涡旋运动转化，涡旋运动平衡趋势而往周期性变换运动与周期性交换、递换、递传作用较稳定方向转化，是物质运动基础，其趋势与交换成为物质运动变化或转化的动力。而涡旋运动是物质浓缩成体趋势与万有引力存在前提条件，其能量趋匀平衡，使质量浓缩而逐渐提高质量密度。但质量密度提高的同时，要辐射能量（通常是高速场物质或量子运动方式），以趋于交换平衡。同样原子壳粒往里层跃迁，就要辐射量子。
一、涡旋运动
连续物质旋涡运动或涡旋流动态趋于内在能或内在能密度提高或旋转角速度减少的过程。愈近中心，内在能密度愈高，旋转速度愈小。而在该旋涡平面外两侧空间（Ａ或Ｂ）的连续物质又处于高速运动状态。根据趋匀平衡原理，旋涡平面两侧高速运动连续物质必趋于低速旋涡面而同时形成旋涡运动。愈近旋涡平面两侧的流态速度愈小，内在能密度愈大。但趋于旋涡平面两侧流态又跟着旋转起来，即同时形成旋涡运动，使其愈近中心轴，速度愈小。
这就是说旋涡的内在能密度趋势不仅与离轴距离ｒ有关，还与离旋涡平面距离Ｚ有关系，因此其旋涡能密度可表示为
ＬｉｍＷω＝Ｌｉｍ（１／２）ρ（ｒ²＋αｚ²）ω²＝Ｋ
   t→∞    t→∞
其中ｒ是离旋转轴距离，Ｚ是离旋涡平面距离（即赤道面）。由于ｒ趋势与Ｚ趋势不是完全一样的，故Ｚ前乘α常数，以表示Ｚ向趋势与ｒ趋势的差别，称轴向差别系数。当平衡稳定时，则
ρ＝２ｋ／（ｒ²＋αＺ²）ω²
从上式可以看到实体范围是
ｒ²＋αＺ² <（ｃ／ω）²
超过ｃ２范围构成场状态。这里表明同一旋涡体中心一致时，若α＝１，则ｒ²＋Ｚ²＝Ｒ²，涡旋体边缘是球形。若α<１，涡旋体边缘是铁饼形。若α>１，涡旋体边缘是橄榄形。它可以表示自然实体的基本形状。通常ω愈小，旋涡平面范围愈大，即ｒ愈大，相应地α必愈小，则愈成铁饼形旋涡体，例如宇宙天体－星系，包括银河系。ω愈大，旋涡平面ｒ愈小，相应地α必愈大，则愈构成橄榄形，甚至近棒形，可以预计微观粒子或量子多半处于该状态，这一点可用量子偏振现象证实。物质正反平动必转化为涡旋运动并浓缩成形，称涡旋运动浓缩成形原理。
一般情况下α接近于１，故大量宏微旋涡体是近球形的。太阳系的太阳、行星、卫星是近球形的，而整个太阳系则近铁饼形。近球形的天体α≌１，则ｒ²＋Ｚ²≌Ｒ²，涡旋体边缘是球形。其周围浓缩的场物质的密度也同样与距离中心球面4πR²（或者按习惯简写为4πr²，此处的r就是指R的意义，后面没有特别申明r作R意义使用）有关。涡旋体中心通常是以某一速度运动的，在其两侧总是存在与此速度正反向线速度，同向侧具有弥漫趋势，而反向则具有浓缩趋势，形成同向侧趋向反向侧的运动或作用，使其作圆、环、弦、圈态等运动，称为涡旋体曲线运动原理。它是广义相对论空间弯曲的基础。
二、《物性论》与牛顿引力
《物性论-自然学科间交叉理论基础》从质能关系与趋匀平衡原理出发，认为引力是涡旋体中心速度与涡旋里外侧差异的平衡趋势引起作用的量度，它跟自转与公转与离总中心有关。对球体周围离总中心场质密度随球面增大而减弱，即
ρ=dm/dV=dm/4πr²dr=mˊ/4πr²
其中，dm/dr≌m´为核心趋势总量，即核心引力质量。在距核心r位置上场质密度与该位置上涡旋体或微涡旋集合体质量m里外侧场质重叠，外侧同向重叠而弥漫，邻侧反向重叠而浓缩，外侧趋向邻侧而靠近，即“相吸”。场质密度愈大，即两质量愈大趋势愈强或引力愈大，可用场质密度与质量乘积成正比，为此趋势或引力量度
F=k″mm´/r²
两向心场物质重叠出现邻侧反向重叠与外侧同向重叠而具有外侧趋向邻侧的趋势，是形成物体间引力的根源，称为向心物体间万有引力构成原理。
涡旋体本身运动，除场质重叠趋势外，还存在自旋里外侧与本身速度正反向而趋向里侧运动，加上可能绕多层次运动，从而构成趋势作用或引力的质量实际上应为
m″=mβ²=m(1-υ²/2c²)
则表示行星层次引力质量。再多一项为卫星引力质量
m″=mβ²=m(1-υ²/2c²-ω²γ²/2c²)
对低速来说，引力质量与质量近似相等m″≌m。可见牛顿力学的引力公式只是近似式。
涡旋运动角动量守恒是公转动能守恒的特例，使天体，如太阳系同一行星沿椭圆轨道运动，且矢量径向单位时间扫过面积相等，即
N=Jω=mr²ω=mυr
υr=N/m=k
引力对质量m从无限远位移至r处积分为该处势能量度的
E=k″mm´/r
公转动能守恒的另一种情况是太阳系不同稳定运动行星间的动能与势能和不变，即动能等于势能
k´mm´/r=mυ²/2
2m´k´=υ²r=ω²r³=4π²ν²r³
ν²r³=r³/τ²=k´m´/2π²=K
这说明从能量角度来解释牛顿引力定律与刻普勒定律更为深刻。
三、《物性论》与辐射
同一天体运动过程中总能不变，天体动能变大，必使另一种能量，如内能或辐射能变小，或相反。天体或太阳椭圆轨道运动时，其速度或动能是周期性变化，相应地辐射能量也是周期性变化。如太阳绕银河系核心与其中的星团核心的不同的椭圆轨道运动，绕银河系核心运动一周近2亿年，而绕太阳系所在星团核心运动一周近几十万年。形成大小周期不同的太阳能量辐射，构成太阳周围的行星接受太阳能强度周期性变化。如地球表面周期性受到太阳辐射强度大小周期性变化，太阳辐射减弱到最弱前后，就是地面大小冰河期到来的前后，这是地面冰期产生的根源。
涡旋运动的平衡趋势使其形成浓缩与弥漫交换的正反运动，并构成微旋化及其粒子、量子。粒子是低速微旋化稳定方式，如地面的元素原子、分子，量子是高速微旋化稳定方式。天体的源源不断地浓缩质量，又不断地产生并辐射量子，稳定时处于浓缩质量与辐射平衡。这样天体核心质量愈大相应温度愈高，辐射高频率量子愈多或愈强。天体辐射虽然包含原子核裂变或聚变，但无法解释天体源源不断的热源，但仍然颁演一定角色，虽然是次要角色。这是涡旋运动成形原理的微观应用。
从能量角度来看摩擦作用实际上是能量转化，即规则运动转化为不规则热运动过程，也是运动趋于均匀的一种形式。因此力的本质是能量趋势、交换、转化，摩擦力是能量转化典型方式。地面所物体运动是通过重力（引力）、弹性力或其它能量转化方式破坏平衡状态而运动的。由于摩擦作用使得解除其它作用后就会逐渐停下来，恢复平衡状态。它跟摩擦两物件接触面密切相关的，转动比平动摩擦面小，因而消耗转化为热运动能量较小，这就是轮子发明的重大意义所在。
四、广义相对论问题
《物性论》的质能关系原理包含任何相对运动参考坐标系间对同一物质系统物质不灭性，即质量或总能量不变性。相对惯性或匀速直线运动参考坐标系间，测得多了一项不同的动能或速度，可以说动能变换改变了，但加速度不变性，质量或总能仍是不变性，必定存在以另一种能量形式作相反改变，因此参考坐标系变换实际上是能量变换。相对惯性或匀速直线运动参考坐标系间同样可以表达电能与磁能间在一定条件下变换，静止参考坐标下的磁场能量而变换到另一运动惯性参考坐标就具有电场能量，同样地静止系的电场能变换到另一的惯性系则具有磁场能量，即满足罗仑兹变换。可见参考坐标系或时空间变换可以用来描述某些能量间的变换及其所产生的现象。
广义相对论作了推广，推广到非惯性参考坐标系或时空间的变换。其基本观念建立在惯性质量与引力质量的等效原理及其旋转运动解释的基础上，在数学方法上引进了非欧几何与张量方法，并解释了一些宇宙及其光的现象。实际上《物性论》认为物质不灭性，应反映在任何参考坐标系或时空对同一物质系统质量或总能量不变性上，即对非惯性参考坐标系间动能不仅不同，而且是变化的或向量能量递变，相应地必存在另一种能量作相反的变化，通常是内在能或标能相反递变。由于加速度与速度关系非线性的，即动能量变化也是非线性的，这限制了非惯性系间变换应用。
广义相对论在旋转非惯性参考坐标系或时空间变换，在一定范围内加速度可以看成恒量，如地面上重量或重力k´mm´/r²=mg可以看成不变常数。它牛顿第二定律m。d²ι/dt²间关系为
m。d²ι/dt²=mg
当惯性质量m。与引力质量m等效时，即m。=m，而且在《物性论》中力定义的质量与牛顿第二定律惯性质量是等价的，因此在这种情况下质量与惯性质量、引力质量是等价的，都用质量m表示。得
d²ι/dt²=g
这个方程中质量不出现，表示重力场中低速物体（微涡旋集合体）加速度为恒定量，即势能向动能线性地转化的自由落体的过程。
如果物体动能不变，只有绕引力场核心圆周运动，由于核心体也运动的，而处于椭圆运动。若物体是个涡旋体则存在里外侧运动差异的也有向里侧的趋势，以及多层次运动趋势，构成较复杂的引力与引力质量关系。广义相对论没有讨论到这类问题。质量是跟物质系统总能量相对应，而不管系统运动方式多么多样，多么复杂以及如何组合、结构、变化的。引力质量扣除这些因素所得，并应反映在引力公式的修正上，牛顿引力公式与广义相对论只是一定条件范围近似式。

参考资料
1、《物性论-自然学科间交叉理论基础》陈叔瑄著  厦门大学出版社1994年12月出
2、《物性理论及其工程技术应用》陈叔瑄著  香港天马图书有限公司2002年12月出版
3、《思维工程-人脑智能活动和思维模型》陈叔瑄著  福建教育出版社1994年6月出版

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