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物理学家经过努力，把自然界乱七八糟、千变万化的力总结为4种基本作用力：万有引力、电磁力、核力、弱相互作用力。 万有引力存在于宏观天体之间，比如地球和月球之间，太阳和地球之间，万有引力占主导地位。万有引力是一种既能将星球结合在一起，又能引起一本书下落的力，是四种基本力中最弱的力。两个物体的质量越大、相互越靠近，它们之间的吸引力就越强。 电磁力存在于微观领域，存在于电子、质子的相互作用之间。电磁力是四种基本力中第二强的力。作用于固体原子和分子之间的电磁力使固体具有硬度，这种力也是磁性产生的原因，发光与电磁力也有关。 强核力是四种基本力中最强的力，但是力程最短。它存在于一个原子的原子核内，把原子内的中子和带正电荷的质子结合在一起（质子经常试图互相推开，如果没有强核力，它们将相互飞开）。 弱相互作用力是四种基本力中第二弱的力。它引起放射性衰变（原子的原子核破裂），称为贝塔衰变。放射性的原子不稳定，是因为它的原子核容纳了太多的中子，当贝塔衰变发生时，一个中子变成一个质子，释放出电子（这种情况下称为β粒子）。] 自然界为什么恰巧有这4种基本作用力？ 张祥前的统一场论【腾讯网搜 张祥前新浪博客 可以搜到】给出了解释。 统一场论认为，任何一个相对于我们观测者静止的一个物质点它周围空间都以光速辐射式的运动。万有引力场、电磁场、核力场、微弱力场以及4种作用力都是这个空间运动的原因引起的。 我们习惯了描述物质点在空间中的运动，说到空间本身的运动，我们如何去定性定量的描述？ 一条直线，我们可以看则是由无数个点构成，一个平面我们也可以看则是由无数个点构成，同样道理，我们可以把三维空间看则是由许多个点构成，称之为空间几何点，或者叫空间点。几何点运动所走过的路线叫几何线。通过描述这些几何点的运动，就可以描述出空间的运动。 在统一场论中认为，一个相对于我们观测者静止的O点，他周围空间以光速运动的几何点的密度反映了这个O点质量m'的大小。 换一种方式描述，我们作一个高斯面S 把O点包围起来，S面上有许多几何线垂直穿过，S面上的几何线的密度反映了O点的质量m'的大小。 任何一个物质点O点，相对于我们观测者静止时候，周围有许多几何点以光速C辐射式离开运动，产生了N条r = C t【r】几何点的位移矢量，｛【r】为由O点指向几何点单位矢量｝，O点的质量m'取决于N的大小。 将r = C t【r】对时间t求导，结果会有一个光速率C，当O点相对于我们观测者静止时候，个数N按理不会随时间t变化，可以认为O点周围有N条几何点位移矢量r = C t【r】，就一定会有N条光速C，结合牛顿的动量思想，我们可以认为： 任何一个相对于我们静止质量为m'的质点O, 相对于我们静止时候都不是真正静止的，而是以一个光速C在穿越空间运动（如果用几何点的概念，也可以认为物质点O相对于我们静止时候，周围空间几何点会以光速离开O点运动），因而有一个特殊的静止动量P = m'C 当这个质点O相对于我们以速度v沿x轴匀速直线运动时候，v会引起v的垂直方向上几何点的光速度的变化，使v的垂直方向上几何点的光速度C偏离了一个角度B,并且v和C满足一下关系： sinB = v /C C-v和C、v满足直角三角形的关系，光速度C是斜边，v和C-v相互垂直。 设m为O点相对于我们运动时候的质量，相应的，当O点相对于我们观察者以速度v运动时动量变成 P = m（C- v） P 、C、v都是矢量。上式可以看出，相对论、牛顿力学的动量公式 P = m v 是统一场论动量公式P = m（C- v）中的一个分量。 我们设定以上的几何点是沿y轴以光速运动，由光速度C和光源速度v以及它们之间的夹角A满足cosA = v /C这种关系，我们可以把 P = m（C- v）写成 P = mC√（1-v²/C²）【y】 【y】为沿y轴的单位矢量。 相应的，P在参考系x,y,z上的三个分量为： Px = mv【x】 Py = mC√（1-v²/C²）【y】 Pz = 0【z】 【x】,【y】,【z】分别为沿x,y,z轴的单位矢量。 如果认定空间是静止的，那么式Py = mC√（1-v²/C²）【y】中的C=0，这样又回到了相对论和经典力学的动量公式Py = m v【y】。 电磁力和万有引力都是物质点在空间中相对于我们观测者运动形成的，都是惯性力，都是动量P = m（C- v）随时间t的变化率。 F = dP/dt = Cdm/dt - vdm/dt + mdC/dt - mdv/dt Cdm/dt - vdm/dt是质量随时间变化的力，简称加质量力，统一场论认为是电磁力，其中Cdm/dt 是电场力，vdm/dt和磁场力相关，mdv/dt牛顿第二定理中的惯性力，也是万有引力（或者叫重力场力）。 mdC/dt 这项力统一场论认为可能是核力（，理由有：1、原子能爆炸可以用质能方程E = mC²计算，因而沿核力方向计算位移和核力的乘积的积分应该有mC²相同和相似的形式，而mdC/dt 具备了这种条件。2、统一场论动力学方程应该包含核力，因为统一场论认为一切相互作用都来自于物质点在空间中的运动。 对于核力场的几何形式，可以这样认为，相对于我们观察者，一个物质点O在周围空间P处产生的核力场为：在一小块面积△s上穿过几何点的光速度C【在统一场论中认为光速速率作为标量，是不变的，把光速度作为矢量，模不变，方向却可以变化】的条数为1， C和△s的比值反映了O点在P处产生的核力场强D， D = C/△s 电磁力( C- v)dm/dt和万有引力mdv/dt相互垂直. 在速度v沿x轴正方向情况下，统一场论动力学方程 F = dP/dt = Cdm/dt - vdm/dt + mdC/dt - mdv/dt 用坐标表示为， Fx = vdm/dt + m dv/dt【x】 Fy = √（C²-v²）dm/dt - m dv/dt{v/√（C²-v²）}【y】 Fz = 0【z】 【x】,【y】,【z】分别为沿x,y,z轴的单位矢量。 如果认定空间是静止的，那么式Fy = √（C²-v²）dm/dt - m dv/dt{v/√（C²-v²）}【y】 中的C=0，这样又回到了相对论和经典力学的动力学公式 Fx = vdm/dt + m dv/dt【x】 万有引力mdv/dt和物体的质量成正比，和加速度成正比，因而在大质量低速度的宏观星球中占据主导地位。 电磁力( C- v)dm/dt和高速度，质量随时间变化成正比，于质量大小无关，因而在小质量、高速度的微观粒子中占据主导地位。 而核力于空间的旋转运动相关，当光速看成矢量时候，只可能是方向发生变化，光速的模不变，所以有它的特殊性。 而弱相互作用力应该是核力和电磁场力相互作用的结果，它不是一种基本力。 |