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揭開(kāi)質(zhì)量的本質(zhì)之謎 已有7人參與
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揭開(kāi)了質(zhì)量的本質(zhì)之謎 本文大寫(xiě)字母為矢量 瑞典皇家科學(xué)院去年把物理學(xué)獎(jiǎng)給了英國(guó)的希格斯（Peter Higgs）及比利時(shí)的恩格勒特（Francois Englert），兩人將平分800萬(wàn)瑞典克朗（963萬(wàn)港元）獎(jiǎng)金。 英國(guó)的希格斯早年提出了希格斯場(chǎng)和上帝粒子，上帝粒子在希格斯場(chǎng)中游弋，使萬(wàn)物產(chǎn)生了質(zhì)量。 質(zhì)量的概念起源于牛頓力學(xué)，質(zhì)量的本質(zhì)是什么，自從牛頓力學(xué)誕生以來(lái)幾百年，質(zhì)量的本質(zhì)一直困惑著人類(lèi)。 歐洲為了驗(yàn)證希格斯粒子預(yù)言的上帝粒子，花費(fèi)了780多億港元，來(lái)尋找上帝粒子，破譯質(zhì)量的本質(zhì)和起源。 實(shí)際上歐洲花費(fèi)了780多億港元打了水漂，質(zhì)量的本質(zhì)和希格斯場(chǎng)、上帝粒子一毛錢(qián)的關(guān)系都沒(méi)有。 讓你們看看由中國(guó)人揭開(kāi)的真正的質(zhì)量的本質(zhì)。 【百度 統(tǒng)一場(chǎng)論5版 可以看到詳細(xì)分析】 物體具有質(zhì)量是因?yàn)槲矬w周?chē)臻g運(yùn)動(dòng)造成的。 宇宙中任何一個(gè)物體【包括我們?nèi)说纳眢w】相對(duì)于我們觀察者靜止的時(shí)候，周?chē)臻g都以光速c輻射式的運(yùn)動(dòng)，空間這種運(yùn)動(dòng)給我們觀察者的感覺(jué)就是時(shí)間。 說(shuō)到空間本身的運(yùn)動(dòng)，我們?nèi)绾味ㄐ�、定量的描述空間本身的運(yùn)動(dòng)？ 我們把空間無(wú)限分割成許多小塊，每一小塊叫空間幾何點(diǎn)，通過(guò)描述空間幾何點(diǎn)就可以描述空間本身的運(yùn)動(dòng)。 現(xiàn)在我們?cè)O(shè)想有一個(gè)質(zhì)點(diǎn)o相對(duì)于我們觀測(cè)者靜止，周?chē)臻g中任意一個(gè)空間幾何點(diǎn)p在零時(shí)刻以光速度C【這里認(rèn)為光速可以是矢量】從o點(diǎn)出發(fā)，沿某一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷了時(shí)間t，在t'時(shí)刻到達(dá)p所在的位置，讓點(diǎn)o處于直角坐標(biāo)系xyzo的原點(diǎn)，由o點(diǎn)指向p點(diǎn)的矢徑為R = C t = x i+ y j + z k R是空間位置x，y，z的函數(shù)，隨x，y，z的變化而變化，記為： R = R（x,y,z,）。 我們以 R = Ct中R的長(zhǎng)度r為半徑作高斯球面s = 4πr2【內(nèi)接球體體積為4πr3/3】包圍質(zhì)點(diǎn)o。 注意，r和R雖然數(shù)量相等，但是二者是有區(qū)別的，r是幾何點(diǎn)的位移R長(zhǎng)度的數(shù)量，是高斯面s的半徑。把運(yùn)動(dòng)空間看成是水流，R就是水流沿某一個(gè)方向流動(dòng)的長(zhǎng)度，而r如同我們隨著水流測(cè)量的卷尺的刻度。 o點(diǎn)周?chē)闹亓?chǎng)A表示o點(diǎn)周?chē)隗w積4πr3/3內(nèi)有n條幾何點(diǎn)的位移矢量R = Ct， A = k g n R /（4πr3/3） k為常數(shù)。 g為萬(wàn)有引力常數(shù)。 而質(zhì)點(diǎn)o的質(zhì)量m就表示在高斯球面s = 4πr2【內(nèi)接球體體積為4πr3/3】?jī)?nèi)，包含幾何點(diǎn)矢量位移R = Ct的條數(shù)n和立體角度4π的比值。 m = 3 k n /4π 這樣,以上的重力場(chǎng)方程A = k g n R /（4πr3/3） 可以寫(xiě)為： A = g m R /r3 牛頓萬(wàn)有引力定理指出，質(zhì)點(diǎn)o周?chē)臻gp處【由o指向p點(diǎn)的矢徑為R，o點(diǎn)到p點(diǎn)的距離,也就是矢量R的數(shù)量為r】產(chǎn)生的重力場(chǎng)a = g m/r2,矢量式：A = g m R/r3。 以上的重力場(chǎng)方程和牛頓力學(xué)重力場(chǎng)方程吻合。 以上引入的質(zhì)量方程m = 3k n /4π中角度是常數(shù)4π，實(shí)際上角度可以是變量，在0和4π之間變化，n和m都可以是變量，質(zhì)量方程仍然成立。 我們引入立體角Ω概念，把質(zhì)量方程 m = 3k n /4π寫(xiě)成普遍形式： m = k n /Ω 考慮到n和Ω相互對(duì)應(yīng)變化，有微分式 m = k d n /dΩ 相應(yīng)的有比較普遍的重力場(chǎng)方程： A = g m R /r3 = g k n R/Ωr3 在以上的重力場(chǎng)方程中，g，k是常數(shù)，不可以變化。A， n ，R， Ω，r3都可以變化。我們關(guān)鍵要考慮以下情況： 1，A， R， r3不變，n 和Ω之間相對(duì)應(yīng)的變化。 2，A， n ，Ω不變，R和r3之間相對(duì)應(yīng)的變化。 下面用質(zhì)量的幾何形式方程來(lái)解釋質(zhì)速關(guān)系。 如果質(zhì)點(diǎn)o相對(duì)于我們以速度V運(yùn)動(dòng)，預(yù)計(jì)質(zhì)點(diǎn)o的質(zhì)量m將要發(fā)生變化。以上的質(zhì)量幾何形式方程m = k d n /dΩ中，k是常數(shù)，數(shù)目n按理不會(huì)隨V變化，現(xiàn)在我們考慮dΩ隨V的變化。 dΩ是包圍質(zhì)點(diǎn)o的高斯球面中的一個(gè)微小矢量面元dS和高斯球面半徑r2的比值 dΩ = dS/ r2， 我們把高斯球面s = 4πr2分割成n塊，每一小塊面積為ds = 4πr2/n【ds是矢量面元dS的數(shù)量】，由ds連接o點(diǎn)的圓錐體體積為ds h/3 h為圓錐體的高，當(dāng)n 非常大的時(shí)候，分割的非常細(xì)密，圓錐體體積ds h/3可以表示為dΩ r3/3 dΩ r3/3可以看成是一個(gè)微小的體積元，我們用dv表示。 r3可以看成一個(gè)長(zhǎng)度為r的正方體，我們把r3設(shè)定為固定常數(shù)1，我們只是考慮質(zhì)點(diǎn)o的質(zhì)量m和dn成正比，與體積元dv成反比， 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)o相對(duì)于我們以速度V【標(biāo)量為v】勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，體積元dv可以看成許多個(gè)小正方體構(gòu)成，每一個(gè)正方體隨V收縮一個(gè)相對(duì)論因子√（1- v 2/c2），所以dv也要收縮一個(gè)相對(duì)論因子√（1- v 2/c2）。 數(shù)目n按理不會(huì)隨V增大，這樣運(yùn)動(dòng)時(shí)候質(zhì)點(diǎn)o的質(zhì)量m’增大了一個(gè)因子√（1- v 2/c2）。 m = m’√（1- v 2/c2） 這個(gè)和相對(duì)論的質(zhì)速關(guān)系是吻合的。 借助場(chǎng)論高斯定理，我們可以用散度更清楚的刻畫(huà)質(zhì)量和重力場(chǎng)的幾何性質(zhì)。 以上的重力場(chǎng)方程A = k g n R/Ωr3中，由于R的數(shù)量為r，因而方程可以寫(xiě)為：A = k g n r【R】/Ωr3。 【R】為沿R方向的單位矢量，當(dāng)我們考慮在A、n、Ω不變的情況下【k g 是常數(shù)】，r【R】和r3作為變量相對(duì)變化的時(shí)候，有式： A = k g n dr【R】/3Ωr2 = k g n dR/3Ωr2 注意：以上的沿R方向單位矢量【R】不隨r變化。 當(dāng)我們?cè)倏紤]以上方程A = k g n dR/3Ωr2中n和Ω相對(duì)變化的時(shí)候，有方程： A = k g dn dR/3dΩ r2 令3dΩ r2 = dS，單位矢量【R】 和矢量面元dS【dS的數(shù)量為ds】的方向一致，這樣有下式： A = k g dn dR / ds = k g dn dr【R】/ ds 現(xiàn)在我們?cè)倏紤]另一種情況，高斯面s = 4πr2中r不變，我們把dr設(shè)定為常數(shù)1，在僅僅是dn和dS之間的相對(duì)變化的情況下， 上式也可以寫(xiě)為： A• dS = k g dn 注意dS的方向和【R】一致，把上式兩邊在高斯球面上積分，結(jié)果為： ∮A•dS = k g n = 4πg(shù) m n為高斯球面s= 4πr2上穿過(guò)的矢量R = Ct總的條數(shù)。把上式在直角坐標(biāo)xyzo上展開(kāi)。設(shè)A 在坐標(biāo)上的分量為Ax,Ay,Az 。 矢量面元dS的分量dydz i, dxdz j , dydx k ，由高斯定理得： ∫∫∫v（∂Ax/∂x + ∂Ay/∂y + ∂Az/∂xz ）dv =∫∫s Ax dydz +Ay dxdz + Az dydx = k g n 上式直接的物理意義是： 方程∫∫s（Ax dydz ）+（Ay dxdz）+（Az dydx） = k g n 告訴我們，重力場(chǎng)可以表示為單位面積s上垂直穿過(guò)幾何線的條數(shù)。 而方程∫∫∫v（∂Ax/∂x + ∂Ay/∂y + ∂Az/∂xz ）dv = k g n告訴我們，在運(yùn)動(dòng)變化的空間中，重力場(chǎng)也可以表示為高斯球面內(nèi)接球體積v內(nèi)包含的運(yùn)動(dòng)幾何點(diǎn)位移的條數(shù)。 當(dāng)這個(gè)體積v發(fā)生很微小的變化，變化的部分可以看成是v的界面，可以用曲面s表示，在v上重力場(chǎng)的分布情況可以保留在s上，由v上的重力場(chǎng)分布情況可以求出s上的重力場(chǎng)分布。 這個(gè)意味著重力場(chǎng)是物體周?chē)臻g相對(duì)于我們觀察者以光速連續(xù)向外輻射運(yùn)動(dòng)所表現(xiàn)出的一種性質(zhì)。 把上式用散度概念表示，設(shè)o點(diǎn)的質(zhì)量m和包圍o點(diǎn)的高斯曲面s內(nèi)體積v的之比為u, 當(dāng)我們考察s和v趨于無(wú)限小的情況下，則式 4π g m =∮A•dS =∫∫s Ax dydz +Ay dxdz + Az dydx 可以表示為： ▽•A = 4πg(shù) u 上式表示在體積v內(nèi)包圍了運(yùn)動(dòng)的幾何點(diǎn)的位移線R = Ct的條數(shù)反映了質(zhì)點(diǎn)o質(zhì)量的大小。 如果有許多空間幾何點(diǎn)連續(xù)不斷的從無(wú)限遠(yuǎn)處越過(guò)高斯曲面s垂直穿進(jìn)來(lái)，匯聚到o點(diǎn)，形成許多幾何點(diǎn)的位移線，則這些位移線的條數(shù)反映了o點(diǎn)具有負(fù)質(zhì)量的大小。統(tǒng)一場(chǎng)論預(yù)言了負(fù)質(zhì)量概念。 質(zhì)量和重力場(chǎng)都反映了物體周?chē)臻g光速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)情況，首先有一個(gè)前提條件，靜止物體周?chē)臻g的直線運(yùn)動(dòng)都是光速運(yùn)動(dòng)，如果靜止物體周?chē)臻g直線運(yùn)動(dòng)以各種不同的速度運(yùn)動(dòng)，那我們以物體周?chē)臻g運(yùn)動(dòng)幾何點(diǎn)的條數(shù)來(lái)考察空間的運(yùn)動(dòng)量，來(lái)定義物體的質(zhì)量就沒(méi)有意義了。 下面我們來(lái)指出重力場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)空間的關(guān)系。 統(tǒng)一場(chǎng)論認(rèn)定空間運(yùn)動(dòng)以螺旋式在運(yùn)動(dòng)，而螺旋式運(yùn)動(dòng)可以看成直線運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式的疊加，以上我們用空間的直線運(yùn)動(dòng)定義了重力場(chǎng)，現(xiàn)在我們來(lái)指出重力場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系： 一個(gè)物質(zhì)點(diǎn)o，相對(duì)于我們觀察者，它周?chē)粋�(gè)幾何點(diǎn)p（由o點(diǎn)到p點(diǎn)的距離大于零）圍繞o點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由p點(diǎn)指向o點(diǎn)的加速度a大小和方向可以等于P點(diǎn)所在的地方的重力場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng) A 。 |
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2樓2015-03-18 22:03:26
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3樓2015-03-18 23:16:39
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質(zhì)量的概念起源于牛頓力學(xué)，質(zhì)量的本質(zhì)是什么，自從牛頓力學(xué)誕生以來(lái)幾百年，質(zhì)量的本質(zhì)一直困惑著人類(lèi)。 ﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌ 其實(shí)，牛頓在《原理》中〈緒論〉的【定義1】早有闡述：“物質(zhì)的量就是物質(zhì)的度量，幾可以通過(guò)物質(zhì)的密度和體積算出”。而且在【定義3】指出：“－個(gè)物體，由于它的慣性原因，若要想改變它的靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)則是有一定困難的。因此，vis insita 這個(gè)名稱，我們可以用更恰當(dāng)?shù)拿旨磻T性或慣性力來(lái)代替。但是對(duì)于一個(gè)物體來(lái)說(shuō)，只有當(dāng)某種力作用于它或要改變它的狀態(tài)時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生這種力。這種力即可看成是抵抗力，也可看成是推動(dòng)力�！�。 由此可見(jiàn)，牛頓早巳闡明了：質(zhì)量的本質(zhì)，是物質(zhì)具有物理的慣性屬性。而且，因?yàn)閼T性質(zhì)量是力之本，所以力離不開(kāi)物質(zhì)而獨(dú)立存在。 |
4樓2015-03-19 10:29:12
5樓2015-03-21 19:08:57
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[考研] 華東師范大學(xué)-071000生物學(xué)-293分-求調(diào)劑 +3 | 研究生何瑤明 2026-03-18 | 3/150 |
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[考研] 求調(diào)劑 +3 | @taotao 2026-03-20 | 3/150 |
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[考研] 材料考研調(diào)劑 +3 | xwt。 2026-03-19 | 3/150 |
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