淺說萬有引力與庫倫引力的區(qū)別

在這里,我們僅僅只是獲知了粒子(物質(zhì))是在不斷釋放能量去維持著重力場的存在,卻并不知道它到底是如何工作的?;蛘哒f是如何讓萬有引力場顯現(xiàn)出來的,以及一個粒子能量釋放的量是多少,這些又都取決于什么?,F(xiàn)在,我們先來詳細(xì)的描述一下引力場。

以原子為例,原子在不斷的釋放能量,而且同一時間段內(nèi),它所釋放的能量值是個定值。這就是我們所需要的前提,這在上一章中都已經(jīng)提到過,釋放的能量是逐漸向周圍的空間輻射出去。這樣,以空間單位來計算,越靠近原子的地方,單位能量值越大(能量越多越厚),即萬有引力場的強(qiáng)度越強(qiáng),體現(xiàn)出來自然就是引力越強(qiáng)。而離原子越遠(yuǎn)的地方,雖然它所釋放能量的總值不變,但散射的面積比較大,所以換化之后,單位能量值就變的越少,引力場也就越弱,引力就會越小。而這些能量又都是在不斷移動著的,自然而然,會在很短的距離內(nèi)具有一定的斥力。這種斥力也會隨著距離的變長,而相應(yīng)的減弱。

簡單來說,萬有引力場形成的本質(zhì)就是移動的能量,而且,最靠近原子邊緣的單位能量值完全取決于原子質(zhì)量的大小。換一種說法就是,原子在一定時間內(nèi),釋放多少能量,完全取決于原子本身的質(zhì)量(這只是一個最重要的條件,當(dāng)然還會有其他條件同時決定粒子最終所釋放能量的值),這可以說成是一個粒子能量釋放能量多少的準(zhǔn)則了?;蛘咭部梢赃@么說粒子能量釋放量取決于粒子能量的密度和整體質(zhì)量,這個說法會更恰當(dāng)一些。因?yàn)橛行┝W邮强梢栽俜值模W又虚g存在著空隙。這時說取決于粒子質(zhì)量以及質(zhì)量的密度就更合適了。

為了更好的理解我所說的,我們再用一個簡單,形象的比喻來描述一下它吧。原子就像是一只完全進(jìn)入到水中的圓球。而這個圓球的成份,我們不妨直接想象成全是由糖組成的,這樣越靠近糖球的水,其中糖的密度越大,就越甜。而相應(yīng)的,離它越遠(yuǎn)的地方的水,糖份就沒那么高了,就不怎么甜了。如果這水無邊無際,糖分子就會越飄越遠(yuǎn)。這就是移動的糖場吧,這也可以說成是粒子重力場的模型了!而最靠近糖球邊緣的水中糖的密度,就只由糖球的密度和整體質(zhì)量來決定了。在這個模型中,糖球的質(zhì)量也是在逐漸減小的。

到這里,你也許會問,為什么我要花這么大的力氣去描述萬有引力場呢?我們所要說的重點(diǎn)不是萬有引力場和庫倫引力場之間的區(qū)別嗎?但我可以這樣說萬有引力場就是我們要解釋電場的基礎(chǔ)。萬有引力場與電場其實(shí)只是有微小的差別的。

雖然,量子力學(xué)認(rèn)為,光子是電場的介子。但電場卻又有正負(fù)之分,光子卻并沒有什么正負(fù)之分,這點(diǎn)就很是讓人想不明白。就比如漢字中的凹凸,凹是正,凸是負(fù)。但粒子就沒有這樣形象了。同時,強(qiáng)作用場中也存在著介子,但強(qiáng)作用場卻也沒有正負(fù)之分。這難道僅僅只是帶電粒子自身的一種特性嗎?量子力學(xué)也沒能給出最明確的解釋,去說明粒子正負(fù)電性的由來?,F(xiàn)在讓我們來解釋清楚它吧!

我們就根據(jù)上面所說粒子形成的重力場的情景來分析,抓住粒子邊緣的能量值取決于粒子質(zhì)量即粒子本身能量為多少這一點(diǎn),再聯(lián)想到光子的釋放和吸收的情況。

想象一下吧,當(dāng)一個粒子吸收了一個光子或者是多個光子的時候,那一瞬間會出現(xiàn)什么情況?粒子自身的能量突然間增加了,而最靠近粒子邊緣的單位能量值也會瞬間增大,而隨著這份比較大的能量的移動,其它相應(yīng)位置的單位能量值也會相應(yīng)地增加。這就像水的波紋一樣,一列波過后,整個場的強(qiáng)度都增強(qiáng)了。是的,因?yàn)槲樟艘粋€光子,整個粒子所形成的萬有引力場必然增強(qiáng)。這一列讓場的強(qiáng)度改變的波,我們就稱之為能量波吧。事實(shí)上,它也確實(shí)是全由能量組成的波。

相反的,粒子在釋放一個或幾個光子之后,又會有怎樣的情景出現(xiàn)呢?也幾乎是同樣的,最靠近粒子邊緣的地方,單位能量值瞬間減小,也是類似于水波的能量波的出現(xiàn),一列波紋之后,相應(yīng)位置的單位能量值減小,也意味著整個萬有引力場變?nèi)趿?。我們接著這個思路思考下去。如果我們讓我們的粒子不斷的吸收光子,或者是不斷的釋放出光子。那么,我們得到將會是不斷出現(xiàn)的能量波,同時也得到不斷變化著大小的萬有引力場。這就是我們解釋電場正負(fù)以及庫倫引力場與萬有引力場差別的法寶。

這里我們可以給原子核以正向變化的規(guī)律即不斷吸收光子的情況,所以,它帶的是正電性。而電子則相對應(yīng)的是在不斷損失光子的情況,所以它的電性就是負(fù)電。這樣兩個粒子放在一起,出現(xiàn)的又會是怎樣一個場景呢?

這里還有一個問題,那就是該如何解釋,在微小的世界中庫倫引力總是大于萬有引力的情況?它的準(zhǔn)確解釋應(yīng)該就是兩個不同電性的粒子,一個在讓萬有引力場不斷增大,而另一個在讓它不斷減小。這樣它們之間形成的力,是建立在變化的萬有引力場之上,而且還具有明顯相對單一的變化。動態(tài)的變化,這就是在微小的范圍內(nèi),電磁力能起到主要作用的原因。同樣,如果兩個同電性的粒子,萬有引力場的變化情況相同,它們讓自己的萬有引力場同樣的增大或減小。它們在空間中所形成斥力是必然的。而在兩者接近的時候,對兩者之外的地方。萬有引力場變化的趨勢相同,所以它們的變化又是可以疊加在一起的,這就是解釋了兩個電場在一起變強(qiáng)的原因了。這一切都在表明,電場絕對有可能是建立在萬有引力場的基礎(chǔ)之上的。

同樣,我們也可以反過來說萬有引力場是由于庫倫引力場的存在才會存在的,因?yàn)楫愋噪妶鱿嗷サ窒?,將引力場的動態(tài)變化取消掉了,也就成了真正的萬有引力場。這句話說出來,可能會讓我們感到一點(diǎn)迷惑。下面,我再為大家舉一個清晰的例子。

以氫原子為例,讓我們將思維深入到原子中去。原子核,讓其萬有引力場不斷增大,而電子則讓其萬有引力場不斷減小。但站在原子之外,我們并沒有感到整個原子所釋放出來的萬有引力場卻沒有任何變化。我想你可能已經(jīng)猜到下面我要說的是什么了。雖然說,原子內(nèi)部的萬有引力場處在不斷地變化過程中,但在原子之外,其萬有引力場是不會有多大的變化的,除非它變成離子了。這也是我們經(jīng)常見到,正負(fù)電場相互疊加,為什么不顯電性的原因了。變動中的能量場相互抵消動態(tài)就轉(zhuǎn)變?yōu)榱巳f有引力場。這就是我要說的,萬有引力場與庫倫引力場兩者是相互依存的。當(dāng)電場存在時,萬有引力場存在的作用就已經(jīng)被大大的弱化了。但它們存在的根本都是粒子在不斷的釋放出能量,這一前提。下面我們再來為大家描述一下電場的存在。

我們想象一下這樣的情景,一個粒子在不斷的有間隔的在吸收一個又一個的光子,按上面所說的,在它的周圍就形成了一列有一列的能量波,在逐漸的向遠(yuǎn)方傳播開的能量波。而且,一列波過后,相對于粒子同一位置的單位能量值會增加。這樣的一種單一變化,就是我們上面所提到的動態(tài)中的引力場。與此相對的,還有另一類粒子,卻是在不停的有間斷的釋放光子,它的周圍同樣也會形成一列又一列穩(wěn)定向外傳播的能量波,只是區(qū)別就在于這樣的一列波過去之后,相對于粒子同一位置的單位能量值減小。這兩粒子就明顯屬于相對的粒子了。這樣,我們就有了兩種粒子。前者吸收光子的形象是正電荷的表現(xiàn),就用原子核來代表,后者釋放光子的形象則是代表負(fù)電荷,就以來電子代表。這樣,兩者動態(tài)中的萬有引力場所形成的引力將會比單純的萬有引力場強(qiáng)上許多。這就是庫倫引力的真相!而且,在整體上,也可以說這就是一個原子核,一個電子形成電中性的原因。那就在于,同一位置的能量,一個粒子使其能量減小,而另一個,粒子讓其能量增加。這樣一增一減之下,在同一位置的能量依舊會保持不變。即在原子之外,萬有引力場的強(qiáng)度不變。這就是正負(fù)電場相互抵消而不顯電性的原因。

從能量角度來說,能量既不會消失,也不會創(chuàng)生,那么,電場所代表的能量也是不會消失的。這就意味著,電場不可能會是真正消失不見,只能是如上面所說的電場的作用減小了,減小到?jīng)]有作用而已。并不是真正意義上的電場消失無蹤。

你也許已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了。萬有引力場與庫倫引力場的區(qū)別,在于都是同樣多的能量卻可以有不同的表現(xiàn)。簡單來說,這就是它們對能量的運(yùn)用不同,有的可能會讓能量的利用率高,而有的則比較低。這里也許會涉及到熵的問題了。在這里我就不詳細(xì)的說了,那不是我們的重點(diǎn)。當(dāng)然,在微觀上,庫倫引力強(qiáng)還有另外一個原因就是電場中還夾帶有光子的原因。光子也是電場中不可缺少的東西。不過,光子作用可不是像上面所描述的那樣重要了。

當(dāng)然,我們上面所說的原子核在不斷的吸收光子以及電子在不斷的釋放光子而形成的模型肯定是錯誤的。因?yàn)椋娮硬豢赡芤恢贬尫殴庾?,原子核也不可能會一直在吸收光子。電子也是會吸收到光子的,同樣原子核也會釋放出光子的。所以說,上面的那個模型,如果放到現(xiàn)實(shí)中,是極其荒謬的。但它在這里也有自己的作用,它形象的說明了,電場與重力場的本質(zhì)區(qū)別在哪里,以及電場的實(shí)質(zhì)。電場中,同一位置的能量的多少會在有效的時間段內(nèi)會連續(xù)不斷有規(guī)律的變大或者減小。這就是電場的實(shí)質(zhì),這個模型可以讓我們清楚,明白的看到了這一點(diǎn)。

在這里,我還是說說我所想到的最完美的模型吧!電子所釋放的能量在不斷減小,但不是成波形的在減小,或者可以說只是無限接近想象成電子在不斷的釋放光子的情形。如上面所說的,放出一個光子就形成一列波,一列波過后,同一位置的能量值將減小。在這里,這個波是不存在的。也就是說,電子所形成的萬有引力場的強(qiáng)度是不斷在減小的。而原子核正好相反,就像是不斷地吸收光子卻沒有波出現(xiàn)一樣。它所釋放的能量是在不斷增大著的。而當(dāng)它們在一起時,它們所釋放的能量一個在增加,一個在減小,所以合到一起它們所共同釋放的能量多少也是沒有變化的。這樣就會形成一個穩(wěn)定的引力場了。而不是像它們其中任何一個粒子一樣產(chǎn)生變化著的引力場,也就是電場了。

當(dāng)然現(xiàn)實(shí)中的模型是絕對不會這么完美的。因?yàn)?,如果電子所釋放的能量一直減小的話。那么,按照極限的思考方法,電子所釋放能量的值必然會存在一個下極限。那就只能是粒子不在釋放能量了。不再釋放能量,不就是不會再形成場了嗎(這里可沒這么簡單哦),哪里還會有電場的存在。這一點(diǎn)也是很重要的啊!下面一章會重點(diǎn)說到這一種特別的情況。這一種情況當(dāng)然是不會在這里出現(xiàn)的。類似的原子核的釋放能量逐漸增加,不也同樣也會存在著一個極限嗎。難道要讓原子核的壽命變得很短,最后整個原子核直接完全能量釋放干凈。

真實(shí)的情況應(yīng)該是;首先,電子所釋放能量的量是非常小的,或許比我們想象中的還要小很多。而且它變化的幅度也是非常慢的,另外電子更可能會突然間在空間中吸收到一個光子。那么,它釋放的能量就會一瞬間增大,在這時就會形成一列特別的能量波讓整個引力場的強(qiáng)度變大。但重點(diǎn)就是在這一瞬之后,電子所釋放的能量依舊重復(fù)上面不斷變小的模型。這就是我上面曾提過的在有效地時間內(nèi)單一變動的能量會形成電場,大致就是這個意思了。在一段有效的時間內(nèi)粒子釋放的能量連續(xù)不斷的增大或減小。類似的,原子核也會有這樣相似的變化,它也可能會冷不丁的釋放一個或幾個光子。然后,在這一瞬,它所釋放的能量值突然間也就變小了,這里同樣也會有能量波的出現(xiàn)。但在隨后的一段有效的時間內(nèi),它所釋放的能量依舊是逐漸增多。這才是,我認(rèn)為描述現(xiàn)實(shí)情況最準(zhǔn)確的模型。

其實(shí)我們應(yīng)該感謝光子,它是一個非常厲害的調(diào)節(jié)者。極力避免著上面我們所說的極限情況出現(xiàn)。所以說光子是電場形成的條件一點(diǎn)也不為過,只是沒有現(xiàn)代物理學(xué)上所認(rèn)為的那么重要而已。

在量子力學(xué)中,認(rèn)為電場的介質(zhì)是光子,可是這將會永遠(yuǎn)解決不了電場的正負(fù)疊加不顯電性的原因,也不可能說明正負(fù)電場間存在的區(qū)別。雖說,光子屬于是電磁波,可以干涉,但能量是不可能消失的。這一點(diǎn)應(yīng)該基本認(rèn)識中最重要的了。也許你會想到如果光子是波,通過干涉能不能解釋正負(fù)電場合在一起會消失的原因了嗎!但,對于波來說所要達(dá)到的產(chǎn)生干涉的條件是兩列波的頻率是相同的,這一點(diǎn)首先就說不通。更不要說,每種元素都有自己的光譜,這在真正分電場的正負(fù)問題上依舊是個難點(diǎn)。因?yàn)樗欠植怀鰜碚?fù)的,難道我們要認(rèn)為正負(fù)電場剛接觸到時,此時處于波峰中的光子的電場是正電場,另一個光子處于波谷的電場是負(fù)電場。這個解釋實(shí)在是太牽強(qiáng)了,因?yàn)閮蓚€電場的距離不同,它們所接觸時,每個電場中光子都有可能處于波峰或波谷。按這個推論下去,正負(fù)電場將是變化的,一個粒子在這里是負(fù)電荷,稍微挪動一點(diǎn)卻就成了正電荷了。這在現(xiàn)實(shí)中是不允許的,也是非常荒謬的。何況光子又是沒有振幅存在的。

同時,真空并不空,這一點(diǎn)已經(jīng)得到全世界所有科學(xué)家的認(rèn)可。可是,關(guān)于這點(diǎn)的解釋卻并不是完美的,其中還隱含著一個很大的問題。量子力學(xué)中認(rèn)為,電場或者是電磁場的周圍都是光子,然后得出的結(jié)論,光子就是電場的介質(zhì)??墒牵诹硪槐緯?,為了解釋正電子的存在,引用了空穴理論。它認(rèn)為我們周圍的空間都是由電子組成的,正電子就是一個電子受到能量激發(fā)而離開自己原來的位置,這樣在電子原來的位置就存在了一個空穴,這個空穴就是正電子。不論這個的理論的詳細(xì)情況是怎么樣的,我們周圍的空間組成就好像又多了一種粒子,那就是電子。這還不算,在相對論中,還有引力波的存在,這就又有了一種粒子的出現(xiàn),它就是重力子,它也同樣被認(rèn)為是占據(jù)整個宇宙的。

這樣的爭議很明顯就來了,到底哪一種粒子才是真正存在著的,并占領(lǐng)整個空間的?充滿整個宇宙的呢?

這樣我想我們就會有兩種選擇,要么讓這三種粒子統(tǒng)一成一種粒子或者說成合并也行,反正是讓一種粒子帶有它們?nèi)N粒子的性質(zhì)。另一種選擇就是剔出兩種粒子,只留有一種這樣就簡單明了了。你也許已經(jīng)知道我的選擇了。第一種情況顯然是不能發(fā)生的。只能是第二種情況了,排除另外兩種粒子的存在,只留其中的一種就可以了。

到這里,排除光子就可以用上面的萬有引力和庫倫引力的區(qū)別來解釋。那要怎樣去排除電子的存在呢?還有,這里又為什么選擇重力子(或者說成我所提到的能量的存在更合適)呢?因?yàn)橹亓ψ幼罱咏依碚撝兴f到的能量,而且,它也同樣被解釋成重力場的形成原因(在相對論中)。同樣它或許是最小的粒子。為了符合量子力學(xué),你也可以說我所說的釋放能量換成能量子。這種說法也許更容易理解??墒牵P(guān)于正電子的解釋我們又該如何處理呢?雖然這個空穴理論的解釋在現(xiàn)在越來越不受到關(guān)注,但它依舊具有一定的影響力。關(guān)于它,在下面的某一章我們會重點(diǎn)提到。此外,還會有根據(jù)我們理論所能推導(dǎo)出來的,關(guān)于正電子性質(zhì)的一些問題。

到這里你也許有個疑問,就是我怎么確定萬有引力與庫倫引力的區(qū)別就是我所說到的觀點(diǎn)。從根本上,更合理的說法是這只是我根據(jù)電場以及引力場的性質(zhì)和特點(diǎn)來進(jìn)行的猜想。現(xiàn)在,來說應(yīng)該只能算是個大膽的猜想。它所需要的是時間,然后去得到認(rèn)可。不過,話又說回來,每個偉大的理論都是先從猜想中跑出來的。

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