前言

涉及高等数学比较少，基本都是定性分析，唯像分析。

不是物理专业的人，有一定几何基础，和物理基础，用一点点想象力，就可以读的。

以下文章有致信李政道李先生的价值吗？

                            致信李政道先生：探索统一场论——继承爱因斯坦的思想

                                     李子睿

                                  吉林东丰大兴

摘要：爱因斯坦提出的探索统一场论的思想，成为物理发展的一个重点。

二十世纪六七十年代该方面取得了瞩目的成果——弱电统一。

本文用光子（文中为电磁波谱中各种辐射的统称）来描述量子（指代能量和质量共同的最小单元）的性质。

根据量子反过来描述基本粒子，将万有引力量子化，并沿着这个思路，探索统一四大基本相互作用的方法。

关键词：光子，惯性质量，引力质量，引力红移，量子

1   引言

    假设引力子，引力质量，光子本质相同。引力产生机制：光子通过具有引力质量的物质时变慢（物质相比真空有较高的能量密度），导致光子的聚

集，时空能量密度辐射分布，引力大小和空间中能量密度分布的梯度成正相关（即空间一点周围能量密度强度的差值，而能密度的强度本身决定引力时

间延缓的程度），在平直三维时空中看，离引力源更近的地方光子速度更慢，光子停留时间更长，光子空间分布密度更大。巨大个头光子在以星体为中

心，有较高的聚集度，

光子整体呈辐射状分布，距离引力源更远，辐射状能量场密度越小，能量密度差值越小。光子在通过质量小的星体时减速效果极小，光子聚集度有限。

星体周围能量密度差值很小，表现为引力比电磁力弱很多数量级。（联想：惠更斯的万有引力模型）。

以上可描述引力场按光速传播的性质。

两个重要的平方反比定律。

以静止点电荷为中心，其电场呈球对称，以电荷为中心的球面面积，和半径平方成正比，通过半径不同球面电场线数目（电通量）相同，均匀辐射状分

布，球面单位面积电场线条数，跟球面半径（即与电荷的距离）的平方成反比，库仑定律平方反比的机制。

引力子，光子的直线性，巨大数量，巨大的个头，巨大空间分布平滑，辐射分布，万有引力定律平方反比的机制。 以下做具体讨论：

  

2  涉及流体流量的问题，为讨论引力场由光子组成做铺垫

竖直固定梨型分液漏斗，于巨大量筒这样的竖直圆柱空间内，

类似奥托·冯·格里克（曾任马德堡市长）用来发现十米水柱上方真空的，那么大的玻璃管应该很够用了。

将漏斗下部的圆锥形空腔注入水，

控制阀门，满足水滴密集下落并且不连成水柱，

忽略空气阻力，在重力加速下，水滴间隔逐渐变大。

锥形腔圆形液面面积正比于半径平方，半径大小反比于液面距腔底的距离，

流量等于于流速与有效截面乘积，系统流量恒定，流速与截面呈反比，

在锥形腔内，随着水流出，液体容量减小，液面变小，液面下降速度加快。

在单位厚度圆柱空间内，液体含量随流速增大而减小。

从液面至水滴有着落算起，流速增大，单位厚度圆柱空间层含水量变小，

流速低含水量大，流速高含水量小（这和流体负压有关系么)。

(空间层厚度不要设定过小，水滴间隔很大时，空间层含有较少水滴，甚至不含水滴，

可并列多个漏洞齐滴水，确保每层空间水滴数目较多，使各层数量比值相对稳定)。

类似的涉及重力的现象还有：沙漏流沙，房檐滴水，

用打点计时器测自由落体时，纸带上纸孔间距的变化。

类似的还有高速行驶的长长车队，在通过检查站前，逐个减速时，车间距逐渐变小，单位长度路面上，行驶的车辆数目逐渐增多。

3   关于引力场与光子关系的假设

    电磁波个头与频率的关系，什么样的光子扮演着引力子

电磁波种类并不是严格分界，相邻的种类可以有交集，下面以电磁波能量分布空间大小来讨论电磁波，即光子的个头，光子的大小，

无线电波中，潜艇通信的长波需要庞大天线设备，发射架尺寸。

地波与地面物体尺寸相近，可以在近地面衍射，绕射传播到直线传播不到的远方，地面物体尺寸。

微波偏振检测，间隔1cm的平行金属条（金属线）做成的“线栅”，检测波长约3cm的微波偏振，微波偏振方向与金属条平行会在金属条内产生电流被吸

收，被屏蔽，垂直时可通过线栅，线栅间距。

可见光，偏振片，将加热的聚乙烯醇薄膜沿一个方向拉长，长分子链在碘溶液中挂成碘链，形成碘导线，该偏振片能吸收沿碘链方向的光振动，

碘链间距，即分子间距。

光栅干涉，光栅刻痕间距。

半波损失，增透膜，介质膜厚度与光波波长。介质膜厚度。

紫外线，粒子性明显。

X射线，晶体衍射，晶面间距。

伽马射线，电子对效应，电子对湮灭，原子核辐射与吸收，穆斯堡尔效应，原子核尺寸与伽马射线波长。原子核尺寸。

在讨论下磁场的分布空间大小。与上面电磁波个头，大致的一一对应。

原子核自旋磁矩，核磁共振，电子自旋磁矩。

铁原子磁性。

耳机磁场。

水电站转子磁场。

贯穿地球的磁场。

太阳黑子的磁场。

银河系旋臂的磁场。

以此类推······？？？？？？？？电磁场，电磁场的振荡，电磁波，光子，那么多大个头的光子会和问号“？”相对应呢？

    高能光子收缩的趋势

光子随着能量增大，有更小的个头，试着描述一下光子的性质，因为量子本身的运动，表现为自旋，振动的光子有膨胀的趋势，内部引力或空间压力抗

衡这种膨胀等，而更高频率，更高能量的光子个头更小。

类似星云，木星，白矮星，中子星，黑洞，质量更大，反而可以有更小的体积。

    引力场的组成之一，光子

假设引力场由个头很大的一系列光子组成

（能量质量共同基本单元，光子的基本组成——量子也许占绝大部分，光子和中微子都是由量子组成，不排除能量很低，个头很大，几乎无法观测到的

大型中微子）

这种光子温度比微波背景辐射温度还要低很多，保持引力场的平滑对称，光子数量应该很大，最佳候选者之一，是温度为绝对零度附近的光子（简称零

度光子），

类似穿透海洋用来潜艇通信的长波，零度光子穿透性极强，才能表现为引力难以屏蔽，平滑分布在空间中，（实验室低温物质能从无处不在的引力子中

吸收能量的话，容易描述绝对零度只能无限趋近的现象）

4   近似讨论平直三维时空和弯曲三维时空的转化

如图，等量异种电荷的等势面，和等高线对比示意图，形如等高线对比示意图的冰山和海底低洼凹地（简称海坑）

冰山与海坑以海平面为对称面（为简化计算，视其为平面），

视经过冰山顶点的竖直平面上，紧贴冰山的测地线为一条光缆，光子在光缆中等间隔等速通行，

光子的间隔和速度在海平面上的投影，即光子的水平间距，水平分速度，

两者大小跟光子距顶点距离成反相关，趋近顶点，两者越来越小，

库仑定律和万有引力定律皆为平方反比定律，点电荷电势差，星体外重力势差变化规律相似，

星体（不包括星体内部）万有引力等势面等高线对比示意图，形状类似海坑，如图，

海坑光缆光子现象和冰山对称，海平面上投影有相同的现象发生，

海坑形如弯曲的二维平面，被重物压陷的橡皮膜，以上可用来帮助描述引力场弯曲时空的现象。

5   光子在引力场中的行为

海坑投影冰山投影相似，海坑形如引力弯曲时空，假设三维时空是平直的，光子在引力场的行为类似海平面上的投影。（为方便，讨论个头大的光子，

减速是相对于平直空间的，弯曲时空表现为光速不变，弯曲时空沿着测地线直线传播）。

光子在远离星体传播时，光子前部离星体远，相对的，比离星体近的后部减速效果小，光子前部在传播方向走的更快，与后部拉开距离，在平直三维空

间看去，光子波长被拉伸——引力红移。

反之光子接近星体时，光子前部速度更慢，在平直三维时空，光子后部速度更快，后部接近光子前部，光子被压缩，引力蓝移。（频率移向电磁波谱紫

端，频率增大）。

瞬时情况光子不接近也不远离，类似太阳系行星绕太阳那样运行，光子在太阳的引力场绕行的这个瞬间，光子离太阳近的部分比较远的部分减速程度大

，光子运动方向弯向太阳，水星进动的部分原因，黑洞引力透镜。

沿着这个思路继续探索，关于宇宙膨胀的表现：光子宇宙红移，

简化讨论（弯曲时空下），有一绕星体运行的光子，将光子与星体距离分成近，中，远三部分，经过这三部分，沿光子运动方向的三条测地线，有逐渐

分裂的趋势。光子有被横向拉伸的趋势，光子经过星体附近的引力场时，光子红移。

类似质子，氘核，氚核（氢的三种同位素的原子核）的荷质比为6：3：2，氘核在中间三者等间隔等速度，速度方向垂直磁场方向进入均匀磁场，三者做

圆周运动，路径都被弯曲，半径不同，导致进入磁场刚开始时有分离的趋势。

强引力场，如星系，黑洞，是光子宇宙红移的重要因素吗？

    以打比方来描述光子在引力场中行为，量子组成光子，设量子小人跨步的频率基本不变（光速不变原理），

引力场中引力子，光子，量子等运动规律是相同的，能量场密度高，光量子本身和以太（真空中光子传播必经之地）的刻度都被压缩，量子跨步的间距

小，脚印间距变小，量子跑的慢了，量子队列各个量子的速度不一，导致量子队列产生分散，聚合，转向，即光子红移，蓝移，弯曲运动等现象。

    还有将量子比作自行车齿轮，齿轮旋转动角速度不变，齿轮和链条都被等比例压缩了，齿轮半径周长减小，齿间距减小，（从平直时空看），单位

时间齿轮在链条上滚过的长度变小了，单位长度的链条，齿轮滚过需要更长的时间，齿轮看上去运动慢了——引力时间延缓。

基本粒子由量子组成，基本粒子运行规律符合弯曲时空的规律，三维弯曲时空可以投影到平直的三维时空（如果计算更方便的话）

6   万有引力量子化

量子在基本粒子内部，以光速做运动，形式有振动，转动等，基本粒子表现为波动，自旋等，允许存在相对静止的现象。（巨大的量子本身相互成一体

，其内部的联系应该超光速了）。

以电子为例，电子做自由落体向下运动，如图，

和电子有关的静质量，电磁场，光子，量子在引力场中运动，

静止电子，电子对湮灭时可生成一对光子，根据动量守恒定律，为简化分析，在开始瞬间，将静止电子的角动量，分解为向上和向下，动量大小相等的

两部分，互绕，视其为两个互绕的光子，

在引力场中，在电子开始运动时，从静止算起，向上运动的光子（上光）动量大小等于向下运动的光子（下光），在相同引力场强度蓝移红移比例一样

，上光红移量等于下光蓝移量，惯性质量变化与下光蓝移量减去上光红移量呈正相关，惯性质量增加速度由零开始缓慢加速，

随着上光的红移，能量衰减，下光的蓝移，能量增加，红移蓝移比例不变，基数有变化，下光蓝移量与上光红移量的差值越来越大，惯性质量增长速度

加快，上光衰减趋近于零，只要不达到零，（根据动量守恒），上光下光合速度便不会达到光速，只能无限趋近光速，静止质量趋近损失一半，这是惯

性质量和引力质量等效的内在机制，另一半静止质量几乎完全体现为动能，粒子接近光速，粒子能量与动能近视相等。

从此看出粒子速度，光速，粒子惯性质量，静质量之间的关系实质。也是万有引力量子化的定性分析。唯像分析。

   以上这段文字描述有关，静止质量在引力场中的加速运动，涉及了引力质量与惯性质量等效，惯性质量增加速度，与物体速度的关系，与光速的关系

质子在引力场中有相同的现象，质子内部组成可能包括类似高能光子，类似高能中微子等光速运动粒子，核力既是这些高能光速体之间的作用，高能光

子收缩趋势更强，两个相邻核子内部光子有合并的趋势，按同向和反向运动收缩趋势大小不同，（不禁使人联想到：激光会是光子和电磁场的合并趋势

导致的吗？电子受激辐射，非线性激光，激光倍频）电子的虚辐射，虚光子释放与吸收。（阿发衰变，阿发粒子虚发射）。

7  核力的探索

电场不是可无限压缩的，建立电场需要一定空间，导体内电场建立速度是光速，建立电场需要时间，建立电场需要能量，能量不足时，电场不会指向无

限远，

甚至亚稳定不完整的运动电荷（质量暂时小于同样速度下，自己稳定状态下的惯性质量）有吸收周围电场，本身速度反而减小的现象发生。如氢原子的

电离，静质量增加，速度减小（氢原子质量，小于静止电子和静止质子质量和），（巨大质量恒星内，氦核吸收高能光子分裂成质子中子，质量增加速

度减小，光致蜕变）。（联想：超导的，库伯对，亚稳定电子之间共同争夺相邻电磁场，产生的引力）。

    势垒穿透的问题

铀核衰变，阿发粒子的势垒穿透，把库仑势垒比作冰山，上面覆盖厚厚的湿雪比作电势能，将阿发粒子比作冰球，冰球在冰山滚下时，粘连越来越多的

雪，像滚雪球一样，即阿发粒子在势垒上加速，由于冰球刚从冰山分离时，冰球的和冰山都不完整和亚稳定，有吸收能量的维稳趋势，雪融入冰山冰球

内部的空隙，雪球变小，电势场中获得的动能用来建立原子核和阿发粒子自己的静质量了，避免了质量亏损。而阿发粒子的平均结合能比铀核平均结合

能低，阿发粒子需要吸收能量，提高自己的平均原子量。

类似虚光子辐射吸收，阿发粒子虚发射能力强弱不同，决定阿发粒子是实际衰变还是只是虚发射。

虚发射能力很强，可伴随雪球破裂——伽马辐射，衰变立即发生，虚发射能力不强，对角度，和动能持有量要求较多时，半衰期变长，更弱时甚至无实

际衰变，粒子稳定。

质子电子相遇，组成氢原子，损失静止量，释放光能，运动速度来源于静电场，角动量，

氢弹核聚变是一种稳定状态到另一种稳定状态的反应，根据质能方程，释放巨大能量来源于质量亏损，（动量能量是绝对的，力只是现象，这一过程核

力没有想象的那么强，只是静质量的损失，是电磁场的分裂，如康普顿散射，是巨大能量产生的假象，如电子对湮灭，从静止到光速，加速度会空前的

大吗？实际并不需要那样，只需分裂电子，角动量分裂成动量，类似于弱相互作用)。

核力只是光子性质的一个侧面。维持原子核稳定，中子和质子的比率很重要，将中子和质子之间的作用比作碳原子单双化学建，核子类似苯环一样，不

是单双键简单交替，

而是介于两者之间更稳定的相，质子中子混合态，在内部空间混合态之间的电磁力被弱化了，被中和掉了很大一部分，

核子具有壳层模型，类似原子外电子层稳定性，核子运动方式，的相邻核子的动能争夺，提供一部分核力，中子质子比率提供一部分核力，再有就是核

子内部光子提供的核力，也类似于动能的争夺，相邻光子的收缩性。所有运动方式决定于静质量，光子，电磁场等本质一样的场。

光子的性质有偏振，波长，相位，运动方向。运动振动带来的膨胀趋势，（如气体膨胀），高能光子收缩趋势，使问题复杂,（原子的半径是由电子的运

动撑起来的,太阳的体积也是由物质的高速振动支撑的），

核子的体积被一些更小的微粒的运动支撑的着，

原子中，电子不塌缩到质子上，（在引力场没达到中子星那么强的情况下）

电子电场没有更多物质支撑，遇到强场收缩性更大（比如电子对湮灭，电子对相互接近对方核心），（质子中物质多，电荷核心被一定程度固定，质子

电场强度在一定范围内被固定），

电子相同半径硬度比质子低，相互接近时电子形变更大，质子表面电场强度远不及电子核心附近电场强度，撕不开电子，电子核心很靠近质子了，质子

还没打开怀抱，电场强度的不统一，并且在质子表面其内部以光速运动的微粒会和电子相互作用，把单薄的电子狠狠的弹开，电子又没有足够的物质，

合适的物质中和掉质子的外部，电子质子没机会接近对方的电场核心，无法导致湮灭，（中子的静止质量大于质子和电子的总和，是不是电子全副武装

了，穿了铠甲的轻子不容易被弹开了，电子的动能增大，提供类似核力的作用力）

当原子核内质子比例高时，核子的运动导致核子表面局部电场强度，短时间接近甚至超过电子核心的电场强度，电子容易被吸收，伴随中微子生成，还

有正电子的产生几率也不为零了。以上是定性分析。

8   附言

关于电荷的量子性，假设电磁场按电场方向的串联稳定，（电磁波的并联不稳定），电场不分裂只能串联叠加，而电荷的量子性，就是量子场强的特性

，电子核心以一个一端被封闭（可能被中微子缠绕封闭），一端开放的得量子串列为起点串联辐射出去，封闭开放方向不同，导致物质反物质的存在，

类似折叠扇子打开圆形的扇面，电磁场在扇面振动，转动，又如电子显像管中电子扫描，电磁场扫描的更快，更均匀分散在空间，辐射分布，决定着库

伦定律的平方反比。

电荷在电场的加速现象，能体现出电磁力的特性，对于高能光子吸收，如光电效应等，动量守恒是更本质的规律。

光子的可能描述是电场的自旋，电场由旋状的磁场组成，电场自旋面与运动方向在同一个面。

而中微子可能描述是，电场是闭合的环，或者一系列链，环面与运动方向垂直。

关于波粒二象性的猜想

原子中，电子知道相互位置。

A-B效应，电子知道附近存在磁场。

电子双缝实验，电子知道另一个缝的存在。

需要把电子周围的电磁场和电子看成一个整体，影响了电子产生的电磁场（或稳定的电子电磁场能触及的地方有其他电磁场），便影响了电子的运动，

影响电磁场能量占整个电子能量比重越大，影响越明显。亚稳定电子本身电磁场重新分布，也会导致电子的不确定性，电子能量密度不只是分布在一点

上，甚至电子本身的电磁场一部分， 或全部会和附近的电磁场进行交换。电子只是个形式，基本粒子只是个形式，只是个稳定的形式，只是个稳定的波

。而粒子这一词是人类发明的，直接就给电子套上，也许和现实有偏差。

假设基本粒子的材料是量子。

基本粒子的寿命，与原子轨道寿命对比，质子电子等是基态，稳定状态，而一些寿命短的粒子是亚稳定状态，激发态。

而有些粒子类似原子核，是稳定状态质子和不稳定状态中子的结合体。可以稳定，比如铁原子（在光子蜕变下，铁原子也不能淡定的），可以核裂变，

核聚变，在一定条件下。也可以核辐射，伽马光子。

高能粒子加速器的效果，就是高密高压的量子重新随机组合，产生的各种状态。

暗物质

引力场，光子，可见物质，都由量子组成，

如果引力场如同可见物质本身会导致二次，三次，多次光子的富集，弯曲，传递的话，引力源附近的能量场强的梯度变化，时空弯曲会被一定程度的抹

平，如果三次短波光和二次长波光，恰好在相同的距离外有截止高峰，那么这个距离会产生强烈衰减，给人的感觉能量场强度梯度依然很大，时空依然

很弯曲，引力依然很大，暗物质很多，星系内部实际引力场比计算弱，外部比实际计算强，暗物质晕，暗物质不暗，反而还很光（明）。

星系内部外部能量密度相差不小，还应考虑能量密度对物体速度的影响。（相对论效应）

黑洞

普通黑洞只是将发出的光无限红移，并没达到使引力场，物质相互转化的程度。

大爆炸

引力场梯度，基于可见物质能量场，比真空能量场能量密度高，引力子才会在物质附近聚集，

当大爆炸级别的黑洞，在吞噬物质，富集引力场时，

其中物质在引力场中压缩趋近极限，压缩变慢，较弱引力场还有压缩空间和余地，引力场富集较快，引力场强度和物质的强度渐渐接近，区分不明显时

，可能会导致大规模物质引力化，物质大量转化为光子，四散而射。

或者引力场大规模物质化（压缩变成高能光子），时空弯曲撕裂，引力场缺失，物质不受约束暴胀，直到引力物质重新建立新平衡。

大爆炸需要雪崩效应，类似超新星。

较大质量恒星晚期，电子和原子核无限循环反应，无限产生中微子，穿透性极强的中微子从内部吸收带走能量，星体剧烈降温压缩。类似光压，中微子

风吹爆星体外壳。

或更大质量星体中，高能光子击碎原子核，光致蜕变，原子核吸收光子能量，光能转化为物质静质量，星体剧烈压缩，内核收缩成黑洞，外部被高温掀

掉。

局部的变化不足以推向变化的高潮。

想象大爆炸为超高能光子将一切物质击碎成类似光子的模样，飞驰而去，直到膨胀降温，在稍微低一些能量的光子碰撞，或密切接触时，物质反物质重

新生成，类似高能粒子对撞机中，接近光速的粒子，对撞可以产生大量新粒子。

以上是关于大爆炸的主观猜测，基本难以被证伪，仅供参考。

随着宇宙膨胀，空间能量密度变小，进而影响能量密度差值，影响万有引力常数，这和狄拉克大数假说有关系么。

可观测世界是由光组成的世界，光的性质决定这个世界的规律，我们都是光子人。（近似的描述）

   参考文献

[1]．赵凯华，罗蔚茵．新概念物理教程．力学[M]．第2版．北京：高等教育出版社，2004．7．（2006．12五次印刷）．P403

[2]．张三慧．大学物理学．力学．电磁学[M]．第3版．北京：北京清华大学出版社，2009．2．P198

[3]．张三慧．大学物理学．基于相对论的电磁学[M]．第3版．北京：北京清华大学出版社，2008．9．P257

[4]．张三慧．大学物理学．热学．光学．量子物理[M]．第3版．北京：北京清华大学出版社，2009．2．P341

很多资料来源于网络，几乎都是很容易搜到的基础知识。

图片来源百度图片。

水平有限，还请批评指正，多提建议，意见。

作者：李子睿

吉林东丰大兴

qq120847856

（1986-）

定稿日2013.12.1

Give Mr. Li Zheng Dao's letter:Investigate unified field theory-inherit Einstein's thought

Li ZiRui1) 

1) (Daxing,Dongfeng, Jilin 136300, China)