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关于动体的相对性与波动性
云?风! 内容摘要：事物的存在有着它的对立统一性，如电场与磁场，动质体与静质体，实物质与虚物质，质体的粒子性与波动性等等，它们构成了一个矛盾体。动体是一个矛盾体，两种质能体形态既能单独存在，又能融为一体，可用复数形式来描述它们的存在状态，从而反映出它的粒子性与波动性。 关 键 词：动体，复质量，相对性静止质量，质能场函数，量子能量。 一、复质量 事物的存在有着它的对立统一性，如电场与磁场，动质体与静质体，实物质与虚物质，质体的粒子性与波动性等等，它们构成了一个矛盾体。 首先，在这里面应该注意到，质量与能量并不是一个可以混同的概念。 矛盾体就是两种形态的质体既能单独存在，又可融为一体。它们的存在状态用复数形式来描述。 现在把相对论质速关系式变换成向量关系表达式 MC = mC + P （其中P =M.U） 质能体动量P与静止动量mC是一个矛盾体，所以可用复数形式来表示上式 为了以后讨论方便，我们把上式改为动质能量与静质能量的相对论复数表达式 M = m + i P /C （其中动质量 P /C= △m ） 虚数的物理意义是质能体两个动量以对立面的形式共存，它们构成一个矛盾体。在这里，质量虽有了虚质量与实质量之分，但它们仍然是实体上的质能量，只是为了方便表示而假定的一种数学形式。 二、动体能量与动量守恒的复数式 运动电子的电磁场能量包括两项：一是它的静电场能，二是它的磁场能。 当电子受到电磁场能hv的加速时，电子的电磁质量X为 X= M0+ hv/cc M0为动体的初始质量，质能量X随着作用于电子的电磁能量的增加而增加。 根据动量守恒定律，有 U.（M0+ hv/cc）=hv/c 可得出电子速率 U/ c = hv/（M0.cc + hv） 不用根据相对论，也知电子的速率不可能达到光速C值。 当电子停止运动时，电子辐射出相应的电磁波能hv/cc，电子的动量能伴随着电磁场能hv/cc辐射出去。此时，磁场能消失。 电子的运动因光子产生，所以，电子的磁场能与电子辐射出的光能也相等。 如电子得到一个光子能量值hv，那么其获取的动量为hv/c，此时电子与光子合为一体，根据能量守恒定律和动量守恒原理，动体的质能量复数式为 M0+ hv/cc= m+i hv/cc 左边为质能量守恒式，右边是质能量复数式。 复数式反映出动体的相对性原理，因此， m 可认为是电子运动时的相对论静质能量。 如果电子获得光子的动量能为PC，那么，电子与光子的质量复数关系式为 M0 + P /C = m + i P /C 则总质量X为 X= M0 + P /C 这是由两个守恒定律得到的关系式，同时也反映出质体运动的运动状态存在着相对性。对于质量复数式m + i P /C物理意义的理解是：动体既有粒子性，又有波动性。 把动量P=X.U代入X= M0 + P /C中，可得X与M0的关系式 X= M0/（1—U/C） 上式为动体的总质量与初始质量的质速关系式。 m是动体的相对性静质量，M0是电子质能体的初始质量，由此可以得出m与 M0的关系式 m= M0.（1+2P/ M0C）1/2 把动量P= M0.U/（1—U/C）代入上式，则有下面的关系式 m= M0 . [（1+U/C）/（1—U/C）] 1/2 由上式可以看到，相对性静止质量m是可变的，这跟狭义相对论对质速关系式的理解正好相反。 当速度U=0时，其相对性静质量m等于初始质量M0。 关于电动体的质量复数式，这是经典动、能物理学与狭义相对论结合的产物。它无法用相对论去解释，但它的确存在的比较合理。 在宏观状态下，如质体之间发生碰撞，根据质能量守恒定律和动量守恒定律，可得到质量复数守恒关系式 X1+X2= X3+ X4 即 m1+i P1/c+ m2+i P2/c= m3+i P3/c+ m4 +i P4/c 上式有实部与实部相等，虚部与虚部相等的关系存在，实际上这是广义上的动量守恒定律。 三、康普顿效应 对于康普顿效应的理论解释是： 根据光的动量守恒定律有 hV0/c–hV /c=P 则有 hV0.（1–余弦θ）= P 根据光的质能量守恒定律有 hV0–hV =PC=1/2X.U×U 令，△V= V0–V 消去动量P，量子h，可得出光子红移量△V的关系式为 △V=V0.（1–余弦θ） 光的红移量△V只与光线的传播方向角θ有关，因不必考虑它与介质相互作用的能量损失过程，所以，它没有高中物理教材里写的那么复杂。 四、落体中的质量复数式 相对性质量的复数式表明质能体的变化，不但动量守恒，质能量也守恒，只要确定那个质能量是初始量，就可用复数式来描述质体运动的变化过程。 自由落体是向心引力势能作功的表现,落体中质能量复数式为 M0+GM. M0 / R.C.C = m+i P/C GM. M0 / R为引力势能 如果所选参考系不同，就会发现X= M0+GM M0 / R.C.C的质量不同。如果 GM M0/ R.C.C为正值时X变大，为负值时X变小。那么，虽然动量一样，相对性的静止质量m就会不同。 质能体的存在与运动，这是一个矛盾问题，也决定了质量关系式以复数的形式存在着。 五、复质量的指数式或三角函数式 对于一个动体，动质量虽然只跟动量P有关，即△m=P/C，但我们无法区分出质能体的那一部分是动质能量，那一部分是静质能量，因为它们时刻处于一个相互转化的整体之中。 把质量复数式X=m +i P/C，可以把它改写为指数形式。 X=X0 exp (iθ) 或者复数三角函数形式 此时可认为，m为粒子项，P/C为波动项。 当质量正切角P/m.c=0时，质能场函数X为常数为X0，质体处于相对静止状态， 当质量正切角P/m.c≠0时，质能场函数X为复指数式，质体处于相对运动的波动状态。 六、函数等价 复质能场函数 X（r，t）= m +i P/c与薛定鄂物质波函数Ψ（r，t）是否有等价关系的存在呢？ 在量子空间内，可以构造一个以光量子常数h为半径，以P.L为弧的空间量子圆，波函数量子复角P.L/h中的动量P与这个量子圆的路径L有关。在圆弧P.L任何一点上作一切线，从圆心沿着量子半径做一射线，射线与切线的交点构成一直角三角形，因动量与路径无关，可认为三角形切线长的直角边为动质能量，量子圆半径的直角边长可表示为相对性静质能量m。斜线为总质量X，如下图（略） 从图中可看出，质量正切角P/m.c与薛定鄂波函数量子复角P.L/h存在着等价对应关系，有下面关系式成立 质量反正切角P/m.c=P.L/h 因此，质能场函数与物质波涵数等价，有 X（r，t）= Ψ（r，t）= X0 exp (iθ) 此时物质波函数的物理意义为动体的质能场函数，物质波函数Ψ（r，t）的常数Ψ0实际上就是动体的总质能量X0，以前对物质波函数的物理意义理解一直是用几率波来解释的。 复质量的形式已经具备波动性的条件，至于量子图是否能够等价，也许这里面有着深刻的物理内涵，也许这是一个数学形式的构造，两者之结合的完美性无可挑剔，除此之外，似乎还没有其它的方法让它们能够统一起来。 电粒子本就是量子，至于它的几率行为，是它存在于三维空间中的固有属性，又其质量波函数中的量子能量形式，也可以猜测到波函数的常数应该跟质能场相关。 七、量子能量E的形式 在物质波函数Ψ（r，t）中，量子波动能E不是物体的动能或总能量，对量子能量E的理解是波传播的群速能量。波动能量E=PU=hv，但无法观测到质体内PU能的频率角ω，所以，在波动方程中， 总是对其略去不计。 在波函数中，有复角θ=E.t / h的关系式，在质能体运动的方向上，动量P是矢量，L路径也是矢量。质能波的群速能量E与路径L上传播的时间t有关，路径不同，时间t就不同，则t是矢量，因此，质能波群速能E也应当是矢量。 动体是以群速U在L路径上传播的。 根据引力场中Ｊ×ω= m .U×U或GMm / R= m .U×U的关系式。可推测群速能有E=X.U×U的矢量形式，量子群速能E含有力势能的作用，动体的动能就是平均波动群速能，即Ek=1/2X.U×U。 这样以来，质量波函数的物理意义变得明朗起来，内含也非常丰富。但波函数中的量子化常数究竟是矢量还是标量，这个问题还需进一步去考虑。 所以，物质波函数复角的能量与时间的关系式为 θ= E . t / h （其中E=X.U×U） 则物质波涵数复角为 θ= （E . t + P. L） / h 由于时间t为矢量，质能体的波动过程仍然是在相对论四维时空中的传播，它符合质能体运动的相对性原理。 八、动体的波动方程 质能场涵数的复角一旦确定，则波涵数X（r,t）为 X（r,t）=Ψ（r,t）= X0 exp (iθ) 对质量波涵数X（r,t）微分，很容易得到运动质能体的两个偏微分波动方程 合并上面两式，动体的波动方程为 这跟波在介质中的传播方式没有什么两样。 九、薛定鄂波动方程的相对论解 把质量X= M0/（1—U/C）而不是狭义相对论质速关系式代入波动方程的动量中，有 P.P =2 X Ek （其中动能Ek=1/2X.U×U） 令X= M0/（1—U/C），忽略高次项，精确至三次项，则得 P.P =2 X Ek ≈2M0Ek（1 + U /C+ U.U /C.C+U.U.U / C.C.C） 其中M0为动体的初始质量 把这个结论代入薛定鄂波动方程中，所以，薛定鄂波动方程在相对论解中有下面的形式 至于它的解，本人不能给出。其结果是否正确，还需大家去验证。 十、引力场中动体的波函数 相对性总质量的复数式不仅适用于微观，也适用于宏观。对于宏观动体，由于很难找到与量子常数h等价的相关量，寻找它在波涵数中动量矩常量也就变得没有意义，但可以确定它是以质能波群速为U传播的。也可用动体的质量复数式去描述质体的运动过程及其波动状态，但它有着动量矩常量的内禀属性。 可以知道，就是质能体在做直线运动时，其内禀质量空间也是扭曲的。 关于引力场中动体的质量波函数及波动方程或许是打开了量子世界的一扇大门。 在引力场中，如把行星运动量代入电动体的物质波函数中，会发现动量P与量子h的比值相当巨大，它不可能做为星体运动的物质波涵数的量子常数，并且用来描述星体运动的波动性以及建立一个令人难以致信的波动方程。 所以，必须尝试寻找另一个与量子h等价的相关量，用来作为行星物质波函数的量子常数。我认为，这个量子常数并不是绝对不变，而是可变的，在微观中，它是一个常数，或许那只是巧合。 如果选择行星自旋动量矩常量∣P1×R1∣作为行星质量波函数在引力场中的量子常数，倒是一个合适的常数，且它并不影响质量场函数的复数式。 不妨假设，行星自转角动量矩常数量J1 =∣P1×R1∣，那么，就可以确定行星运动的质量波函数。 不妨定义，在宏观状态下，运动行星的物质波函数复角θ为 θ= P. L / J1或θ= E. t / J1 则行星运动的质量波函数复角θ为 θ= （E. t + P. L） / J1 (其中E=X.U×U) 所以，行星动体的质量波涵数为 对质量波函数微分，可得到行星运动的两个偏微分波动方程 合并两式，有动体的波体方程 可以看到，在该方程中并没有出现无穷大量子化问题，不同的行星体可以有不同的波动方程，至于这个波动方程有什么涵义和意义，由于数学知识有限，这不是我所能解释出来的。它与广义相对论对行星运动按照测地线方程运动的解释是一样的道理，只不过一个是质体的波动方程，一个是质体的运动方程。 因为动体的量子化效应，行星的运动轨道有着相应的能级分布，其在轨道上的运动有着相对的稳定性，只有外来的能量超过它的能级值时，行星轨道才发生能级的跃迁而改变，这与量子力学中对核外电子的轨道能级所讨论的结果一样。 由于本人数学水平有限，在这不多说，留作大家去解释和讨论。免得在这里东施效颦，而遗笑方家。 十一、结束语 之所以在这说两句，一是在此抛砖引玉，希望早日结束相对论与量子力学的分裂状态，二是终究控制不住这颗激动之心。 也许有人已经把质量定义为复数式，把时空理解为复时空，我曾何尝不是走过他们现正在走过的路？ 相对论与量子力学并不矛盾，相对性的质量复数式与物质波函数此时才得到了数学形式上的完美统一。 美丽的质量波涵数！ 真所谓千呼万唤始出来，犹抱琵琶半遮面。 可说是山重水复疑无路，柳暗花明又一村！ 相对论的迷茫，又岂止是一个人的迷茫。 明显有违反质能量守恒定律的现象而不察。 时空参考系变换的相对性，让我们找不到立足之处，狭义相对论的时空观不适合动体的宏观现象。 洛仑兹变换的成立，是基于电荷电量的不变。所以，把质能体的初始质量当作电量不变的性质就是一个错误的理解。 相对论质速关系式所构成的三角形，使多少人走进去没转出来，二项式展开后的质能关系式与动能Ek=1/2X.U×U的形式相近似，迷惑过多少颗曾为之奋斗的心啊！ 当那两朵越来越浓的乌云忽然变成一朵白云时，真是好一朵可爱的白云。 从诞生到统一，整整用了一百年的时间。 个人的成就只不过是能有机会站在前人的肩膀上看得更远些，加上自己和谐的思维结构及辛勤的汗水才会浇灌出那精神世界里美丽的花朵。 探索的热情没有止境，物理学的统一终会实现，天下无不散之筵席，也到跟大家说再见的时候了。 或许这一切只不过是一次虚幻的猜测，一场思维的梦境，一段真实的谎言。 数学方程略去,相信大家也能看得懂! 联系人电话：13396179957 QQ：369455707 |