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北相五届年会论文，供拍砖： 用规则间隔粒子群流发展牛顿光本粒子发射说 张崇安（山西省煤炭资源地质局，030045） 从牛顿时代到今天，光的本性是粒子流还是介质波？一直存在争论。对于这个问题的解决关系到现代物理学的命运！三百年前，牛顿学朴素的粒子发射说没有光振幅、波长、频率、光速常数等概念，一度被以太波动论打败。但好景不长！黑体辐射、光电效应、康普顿散射等实验给以太派严重的打击！相对论，量子力学发展起来。但两个理论对于光的本性避而不答！物理实质不明、逻辑上甚至存在困境。近年来，我们在牛顿光本粒子发射说上开发了一种粒群波理论，企图解决光本性问题，还物理学简单优美。 根据近代物理实验，我们否定光本性是一种介质压力波，即根本上否定光波动媒介--以太的存在。光被看作一种牛顿空间中运行的粒子流。粒子有边界、有质量，可以被物体吸收和发射。构成光的基本粒子称为亚光子。根据康普顿散射实验的牛顿力学解释可以计算出这种亚光子质量为3.69186×10-51千克。可导出普朗克常数h、亚光子质量常数m、光速相对于发射源常数c之间的关系为：h=2mccu （其中u是单位秒）。普朗克常数的物理意义就是光源惯性参照系中的亚光子动能4倍与单位秒的乘积[1] 上述给出亚光子质量和电子质量比较，犹如一粒小米和一座巨大山系。亚光子从构成物体的原子射出时，有一种天然的、相对于原子的速度--光速常数C。这种速度初步探讨，属于一种逃逸速度。束缚力来源于原子内部。这种速度是矢量，服从伽利略速度合成律。 光源由大量的原子构成。从构成光源的原子内部逃逸出的亚光子流在光源内部本来是任意方向的。但是显然，光源内部的光子流会被光源原子反复吸收、发射。最后，只有光源表面的亚光子流被射出。则亚光子流出射方向通常垂直于光源表面而指向光源外部--这就形成光线的矢量方向。至于说球面光波，是由于光源表面呈现球状，光线的方向依然垂直于球面表面而从球心射向四面八方。 亚光子出射方向就是光源表面指向光源外的法线方向，在真空中又表现为相对于光源运动速度为光速常数C。则出射的亚光子群流就带有光源的底速度，形成亚光子河。例如地球表面发射、反射的亚光子群统一随地球自转、公转，在太阳系就呈现为亚光子河。巨大的亚光子群汇入宇宙空间形成亚光子海。亚光子海对于浮于其间万物的压力就形成万有引力[2]。 亚光子海由具有质量和能量的、在牛顿空间以光速各种方向运动的大量亚光子组成。这就使得亚光子海蕴含巨大的能量和质量，这就是暗物质、暗能量。光线运行于亚光子海中能够被过滤，形成阻力，就是引力红移。 2.1 粒群波的量子性和波动性 牛顿朴素的光本性粒子发射说中没有波长、频率、振幅、光速常数等概念，对于杨氏干涉一类实验解释显得束手无策！发展牛顿粒子发射说，必须对于光的波动现象圆满解释。 我们可以去想象一挺机关枪发射的子弹列，子弹相对于枪管速度是恒定的、一列中相邻两子弹间距是恒定的、单位时间枪管发射的子弹数目是恒定的、每个子弹的能量是恒定的；子弹列在真空中运行时，保持初速度；子弹列的能量表现了规则的此起彼伏性；子弹列的传播不需要媒介；子弹列在能量上表现为不连续性......。于是我们设想：光本性类似于上述子弹列。光子类似子弹，亚光子类似构成每个子弹的原子。每个光子就是一个巨大的亚光子群。光子和光子之间又可以形成光子列--即亚光子群列。每个亚光子群的空间尺度、能量和形状、甚至旋转性我们定义为振幅；一个群列中相邻两个亚光子群间距我们定义为波长，单位时间光源发出的一个群列中所含群数我们定义为发射频率--这样就形成了一种能量不连续但此起彼伏的、传播不需要媒介的波，我们称这种波为粒群波。 粒群波属于一种自然界广泛存在的波。有亚光子粒群波、光子粒群波、电子粒群波。光本性就是亚光子粒群波，电磁波属于光子的粒群波，电子束常呈现电子粒群波。 2.2 粒群波的波动方程和横波性 构成粒群波的每个群是立体的。具有自身的空间尺度、能量、质量甚至旋转速度。这些量都可以看作粒群波的振幅。当两个群之间的空隙通过空间某界面或作用于某物体时，表现作用为振幅最小。一个群列沿列方向惯性前行时，其振幅就表现为规则的此起彼伏，可以用波动函数描述。所以，粒群波的波动方程的数学形式与介质波相似，但波速属于矢量。 由于粒群波的振荡是构成粒群波的每个群的"肚子撑"出来的，这个"撑"的方向往往与群列的惯性前移方向垂直，所以，粒群波常常表现为横波。 光源发出的亚光子群流在不受外力下惯性前行。当遇到物体时，由于光子（亚光子）空间尺度小，可以进入物体内部，而被物体过滤或者阻挡。过滤和阻挡过程使得物体能量增大，往往形成二次发光。这类二次发光物体就称为次光源。 在本质上，次光源与光源没有实质性的区别。其发光类似于光源，即保持光速常数性质和光发射方向为次光源表面法线指向外性质。但是，在客观实际中我们知道：次光源往往和光源有相对运动，于是次光源发射的光就与光源的光运动方向、运动速度表现为不同--这种现象往往造成观测中的光速与源速无关假象。 次光源现象极其普遍。例如双星发射的光线到达地球时，经过的星际介质就是次光源。由于星际介质的运行速度和双星不同，故到达地球的双星光已经不带有双星底速度，我们就无法观测到双星的光速与源速相关现象。同理，穿越地球大气的太阳光也不带有的太阳速度。再譬如斐索实验，也可用次光源解释：流动水中的光线部分带进入水分子发生二次发射，带上流水速度，部分通过水分子间隙而速度不受影响。就形成部分拖曳现象。 光的干涉衍射也属于次光源现象。由于次光源改变亚光子群密集度和运行方向，而接收屏本身对于亚光子群的密集度有选择性的吸收、排放，就形成干涉衍射现象。例如：当规则间隔的一个亚光子群列打入弧状表面的次光源经二次发射后，光线速度不仅相对于次光源表面表现为常数，而且因方向垂直于次光源表面指向外而呈现为弧状的亚光子群。原来的群列就会形成弧状的群列。弧状的群列的密集度就不同于原初群列。当两个弧状的群列交叉时亚光子群密集度就出现新的调整，若屏对这种群的密集度的吸收有选择性，就会形成明暗条纹--这就是光的干涉。可以看出、光粒群波可以完美解释杨氏干涉、晶体的X光干涉、 电子的晶体干涉实验（用电子粒群波）[1]，而不需要引入以太媒介。 上述光的性质同样可以解释迈莫实验。实验中的反射镜就是次光源，光速在太阳系中的速度就是光子流相对于反射镜的光速常数迭加反射镜在太阳系的速度。而干涉仪实质上反映的是亚光子群流密集度的重新调整。这样的解释用不着扭曲时空。 光本性粒子发射说的次光源逃逸速度维护了光速常数；同时，由于这种波不需要光传播媒介以太传播，摆脱麦克斯韦理论与相对性原理的相违，这样就调和了狭义相对论归入牛顿力学体系；为了解释光波粒二相性。量子力学引入了几率波（物质波）概念，却陷入"无人能懂"境地！现在我们认为：光、电磁波的实质是粒群波。物质波就被粒群波取代。物理学复归简单优美。 当然，巨大的亚光子群还可能有许多诸如旋转、特殊空间结构等现象，甚至单个亚光子也可能存在有高速自旋--这些可以去探讨电量、原子内部性质、逃逸光速常数等等。自然充满了无限的奥妙！ 参考文献 [1]张崇安.自然界广泛存在着非介质传递的波 Matter Regularity.No3,2003.12，207-214 [2]张崇安.光子群流和光子海洋概念及地球磁场、暗物质、引力起源的探讨, 数学力学物理学高新技术研究进展. 2006(11)卷,西南交通大学出版社，358-365 | 