本題暗示：氫原子(¹₁H)與中子(n)皆由質子與電子(p⁺+e⁻)構成。
若按標準粒子模型，由於：①中子(n)=質子(p)+電子(e)+反中微子(ve")，②質子(938M)=夸克環(9.6M)+膠子(g,0)+繆子(105.7M)，
其中，M是質量單位MeV/c²的簡寫，質子質量938M，夸克環質量9.6M，膠子質量為0，繆子質量為105.7M。
顯然，有三個“質量方程不守恆”：質子的不守恆，中子的不守恆，氫原子的也不守恆。
據說，這涉及W±/Z0乃至H希格斯玻色子，這些需要大型強子對撞機(LHC)撞出來。
可是，即使這樣也依然解釋不了質量守恆的困惑。有人說，微觀世界不服從守恆定律。
新視野認為，實體的內外空間，不是絕對虛無的，而是有特定密度的場介質（簡稱場）。
無論內場還是外場，都是吸能·載波·傳力的載體。內空間是高密場，外空間是低密場。
實體的內場密度，簡稱內密度，對應內質量。實體的外場密度，簡稱外密度，對應外質量。
較近的外密度，簡稱近密度，對應近質量。較遠的外密度，簡稱遠密度，對應遠質量。
通常，大粒子的內密度比小粒子的小很多，例如，原子的內密度遠遠小於核子內密度。
通常，大天體的近密度比小天體的大很多。例如，太陽的近密度遠遠大於地球近密度。
通常，微觀粒子的內密度遠大於宏觀實體的內密度。例如，電子內密度>>地球內密度。電子內密度<<質子內密度。
由於核子的內密度很大，遠遠大於繆子質量。在微觀世界，場介質（或玻色子）的質量貢獻遠大於夸克與繆子等費米子的質量貢獻。
研究表明：電子的內部沒有更小的粒子，電子是純淨的場介質。電子質量≡電子內質量。
定理1：電子的內質量=1個場量子的固有質量，即：電子質量(m₀)≡場量子質量。
按電子的經典半徑r=2.82費米，可計算：電子密度=電子內密度，即：
ρ(e)=m₀/4.2r³...(1)
定理2：電子光速自旋而超穩定，固有的電子自旋勢能≡場量子自旋勢能：
m₀c²=hc/λ*...(2)
λ*=2.42皮米，是場量子最短波長。普朗克常數可定義為：
h=m₀cλ*...(3)
=6.63×10⁻³⁴J/Hz
定理3：正負電子，分別加速到光速即碰撞，就急遽膨脹為正負場量子：
½m₀c²=hc/λ₀...(4)
λ₀=4.85皮米，是場量子被激發為光子的最短波長。光子最小半徑為：
r₀=λ₀/2π=0.39皮米...(5)
定理4：場量子自旋勢能是固有的，只考慮被電子激發的光子輻射能：
eU=½m₀v²=hc/λ...(6)
其中，① U是對電子的加速電壓，有：電子被加速到速度：
v=√(2eU/m₀)...(7)
② 電子擾動場量子，場量子被激發的光子波長：
λ=hc/eU=2hc/m₀v²...(8)
只有分別列出氫原子、中子與質子的內部結構參量，才能比較出氫原子與中子的本質區別。
4.1 氫原子的質量方程
定義：實體動能(½mv²)總要擾動真空場，進而產生的質量增量簡稱質增量 (m")，場介質的相關引數，本文用撇號“"”加以區別。
依據實量子激發的場效應方程：
½mv²=(m/m₀)hc/λ...(9)
可求：
①光子半徑：r"=λ/2π=2hc/m₀v²
②光子體積：V"=4.2r"³=4.2(2hc/m₀v²)³
④場體積：V=4.2R"³，
⑤質增量：m"=Vρ"=(R"³/r"³)m₀...(10)
氫原子的質量方程，是指氫原子質量(m)=亞原子質量(e,p)+內空間的質增量(m")，即：
m=e[m₀]+p[1836m₀]+m"[m₀R"/r"³]...(11)
=(1837+R"³/r³)m₀
說明：方程(11)中的質增量m"的推導過程有點複雜，詳見本文第5章 氫原子的質增方程。
4.2 為什麼要提出“質增量”這個新概念？
理由1：根據萬有引力定律，F=GMm/R²，當引力不變時，質量乘積效應(Mm)與場半徑乘積效應(RR)成正比。
這意味著：實介質的慣性質量與場介質的引力質量是超對稱的對等關係，由此可估算場半徑。
理由2：大體積粒子如原子，質增量可以忽略。但是，對於小體積如核子，質增量比較突出。
4.3 氫原子的已知參量：
① 核外電子繞核的平均速度，也叫核外電子基態速度或主控速度：
v=αc=2.2×10⁶m/s。
② 氫原子的經典半徑，也是核外電子的平均軌道半徑：
R=5.29×10⁻¹¹m。
電子質量：m₀=9.11×10⁻³¹kg，
質子質量：m(p)=1836m₀，
中子質量：m(n)=1840m₀
這裡的質增方程，特指氫原子的亞原子動能激發場效應疊加的質增量。
氫原子內部亞原子動能引起的質增量包括三個部分：核外電子的、原子核的、核內電子的。
5.1 核外電子軌道動能(Ek₁)的相關參量
電子軌道動能：Ek₁=½m₀v₁²=hc/λ₁，
電子的質增量：m"₁=m₀R"³/r"₁³，
電子軌道速度：v₁≈2200km/s，
電子激發光子的波長：λ₁=2hc/m₀v₁²
=1.98×10⁻⁷[m]=19.8nm
電子激發的光子半徑：r"₁=λ₁/2π
=3.15×10⁻⁸[m]=0.315nm
5.2 原子核震盪動能(Ek₂)的相關參量
核子震盪動能：Ek₂=½m₂v₂²=(m₂/m₀)hc/λ₂
核子的質增量：m"₂=m₀R"³/r"₂³，
核子震盪速度：v₂≈1.2km/s，
核子激發的光子波長：λ₂=2hc/m₀v₂²
=2.9×10⁻²[m]=29[mm]
核子激發的光子半徑：r"₁=λ₁/2π=4.6[mm]
5.3 核內電子軌道動能(Ek₃)的相關參量：
核內電子軌道動能：½m₀c²=hc/λ₃，
核內電子的質增量：m"₃=m₀R"³/r"₃³，
核內電子震盪速度：v₃=c
核內電子激發的光子波長：λ₃=2h/m₀c
=4.85×10⁻¹²[m]=4.85[pm]
核內電子激發的光子半徑：r"₃=λ₃/2π
=0.39×10⁻¹²[m]=0.39[pm]
5.4 氫原子內部亞原子疊加的質增方程
① 完整的質增方程：
m"=m"₁+m"₂+m"₃
=(1/r"₁³+1/r"₂³+1/r"₃³)R"³m₀...(12)
≈m₀R"³/r"₃³
② 簡化的質增方程（去掉複雜上下標）
m"=m₀R³/r³...(13)
=9.11×10⁻³¹×(5.29×10⁻¹¹)³/(0.39×10⁻¹²)³
=2.3×10⁻²⁴[kg]=1.29×10⁶M=1290[G]
此值接近希格斯子質量H=125~1250G（早期公佈的定義域），誤差有兩個可能：要麼氫原子半徑R偏小，要麼質子半徑r偏小。
5.5 調整氫原子的核子半徑
如果實驗結果所依據的理論沒毛病（權且退讓一步），可令質增方程(13)的m"=125G，反求核外電子的軌道半徑(R)或質子半徑(r)：
令：m"=m₀R³/r³=125GeV/c²
若r不錯，則調整R，有：
R=³√(244.6×10⁶)·r
=624×(0.39×10⁻¹²)
=2.43×10⁻¹⁰[m]=243pm
此值是經典半徑53pm的4.6倍。
若R不錯，則調整r，有：
r=R/³√(244.6×10⁶)
=5.29×10⁻¹¹÷624=8.5fm
據有關資料稱，質子實驗半徑為8.3~8.7fm。
看來，質子理論半徑r=8.5費米，滿足氫原子的經典半徑53pm，貼近質子實驗半徑8.4fm，還滿足希格斯子實驗質量125G。
筆者本以為，庫侖定律既適合核外電子與核電荷之間的相互作用，也適合核內電子與繆核之間的相互作用，而且尤其根據原子核的β衰變所釋放的光電子速度為光速，推定核內電子的震盪速度也是光速，進而推算出質子的理論半徑為5.63費米，推導過程如下：
由於高能電子的向心力，來自核子內部電荷之間的電磁力，有：½m₀c²=ke²/r，可求質子半徑：r=2ke²/m₀c²=5.63費米。
但是，直接用庫侖定律推導質子的理論半徑與質子的實驗半徑、希格斯子的實驗質量出入較大。
因此不妨賦予庫侖定律修正係數k"。k"也叫質子的無量綱質增係數。可令R=8.5費米，則有：
½m₀c²=k"ke²/r...(14)
k"=8.5÷5.63≈1.5...(15)
根據中子衰變方程n→e+p+νe可以認為，中子內部的電子電荷與質子電荷之間的作用力，適合帶質增係數的庫侖定律：
中子內部的庫侖力，不妨是弱核力：
F"=k"ke²/r²...(16)
相應的電磁輻射能：
E"=k"ke²/r=½m₀c²=hc/λ"...(17)
氫原子與中子的聯絡與區別如下：
聯絡：各自的亞原子成分大體上是一致的。在超高溫高壓條件下，氫原子可以縮聚成中子。各自的質量方程如下：
氫原子=核外電子+約束質子+質增量，即：
¹₁H≈e(m₀)+p(1836m₀)+m"(125G)
中子=核內電子+約束質子+質增量，即：
¹₀n≈e±(2m₀)+p(1836m₀)+m"(125G)
區別：氫原子非常穩定，核外電子的主控速度是v=αc，服從庫侖定律，場效應方程是
½m₀v²=ke²/R=hc/λ
中子很不穩定，核內電子的主控速度v=c，庫侖定律質增係數k"=1.5，場效應方程是
½m₀c²=k"ke²/r=hc/λ
Stop here。物理新視野與您共商物理前沿與中英雙語有關的疑難問題。
本題暗示：氫原子(¹₁H)與中子(n)皆由質子與電子(p⁺+e⁻)構成。
▲氫原子的兩種精細結構。1. 關於粒子的質量守恆問題若按標準粒子模型，由於：①中子(n)=質子(p)+電子(e)+反中微子(ve")，②質子(938M)=夸克環(9.6M)+膠子(g,0)+繆子(105.7M)，
其中，M是質量單位MeV/c²的簡寫，質子質量938M，夸克環質量9.6M，膠子質量為0，繆子質量為105.7M。
顯然，有三個“質量方程不守恆”：質子的不守恆，中子的不守恆，氫原子的也不守恆。
據說，這涉及W±/Z0乃至H希格斯玻色子，這些需要大型強子對撞機(LHC)撞出來。
可是，即使這樣也依然解釋不了質量守恆的困惑。有人說，微觀世界不服從守恆定律。
2. 新視野：場介質也要參與密度分佈新視野認為，實體的內外空間，不是絕對虛無的，而是有特定密度的場介質（簡稱場）。
無論內場還是外場，都是吸能·載波·傳力的載體。內空間是高密場，外空間是低密場。
實體的內場密度，簡稱內密度，對應內質量。實體的外場密度，簡稱外密度，對應外質量。
較近的外密度，簡稱近密度，對應近質量。較遠的外密度，簡稱遠密度，對應遠質量。
通常，大粒子的內密度比小粒子的小很多，例如，原子的內密度遠遠小於核子內密度。
通常，大天體的近密度比小天體的大很多。例如，太陽的近密度遠遠大於地球近密度。
通常，微觀粒子的內密度遠大於宏觀實體的內密度。例如，電子內密度>>地球內密度。電子內密度<<質子內密度。
由於核子的內密度很大，遠遠大於繆子質量。在微觀世界，場介質（或玻色子）的質量貢獻遠大於夸克與繆子等費米子的質量貢獻。
3. 兩類指標：場介質密度、場量子參量研究表明：電子的內部沒有更小的粒子，電子是純淨的場介質。電子質量≡電子內質量。
定理1：電子的內質量=1個場量子的固有質量，即：電子質量(m₀)≡場量子質量。
按電子的經典半徑r=2.82費米，可計算：電子密度=電子內密度，即：
ρ(e)=m₀/4.2r³...(1)
定理2：電子光速自旋而超穩定，固有的電子自旋勢能≡場量子自旋勢能：
m₀c²=hc/λ*...(2)
λ*=2.42皮米，是場量子最短波長。普朗克常數可定義為：
h=m₀cλ*...(3)
=6.63×10⁻³⁴J/Hz
定理3：正負電子，分別加速到光速即碰撞，就急遽膨脹為正負場量子：
½m₀c²=hc/λ₀...(4)
λ₀=4.85皮米，是場量子被激發為光子的最短波長。光子最小半徑為：
r₀=λ₀/2π=0.39皮米...(5)
定理4：場量子自旋勢能是固有的，只考慮被電子激發的光子輻射能：
eU=½m₀v²=hc/λ...(6)
其中，① U是對電子的加速電壓，有：電子被加速到速度：
v=√(2eU/m₀)...(7)
② 電子擾動場量子，場量子被激發的光子波長：
λ=hc/eU=2hc/m₀v²...(8)
4. 氫原子與中子內空間的場介質參量只有分別列出氫原子、中子與質子的內部結構參量，才能比較出氫原子與中子的本質區別。
4.1 氫原子的質量方程
定義：實體動能(½mv²)總要擾動真空場，進而產生的質量增量簡稱質增量 (m")，場介質的相關引數，本文用撇號“"”加以區別。
依據實量子激發的場效應方程：
½mv²=(m/m₀)hc/λ...(9)
可求：
①光子半徑：r"=λ/2π=2hc/m₀v²
②光子體積：V"=4.2r"³=4.2(2hc/m₀v²)³
④場體積：V=4.2R"³，
⑤質增量：m"=Vρ"=(R"³/r"³)m₀...(10)
氫原子的質量方程，是指氫原子質量(m)=亞原子質量(e,p)+內空間的質增量(m")，即：
m=e[m₀]+p[1836m₀]+m"[m₀R"/r"³]...(11)
=(1837+R"³/r³)m₀
說明：方程(11)中的質增量m"的推導過程有點複雜，詳見本文第5章 氫原子的質增方程。
4.2 為什麼要提出“質增量”這個新概念？
理由1：根據萬有引力定律，F=GMm/R²，當引力不變時，質量乘積效應(Mm)與場半徑乘積效應(RR)成正比。
這意味著：實介質的慣性質量與場介質的引力質量是超對稱的對等關係，由此可估算場半徑。
理由2：大體積粒子如原子，質增量可以忽略。但是，對於小體積如核子，質增量比較突出。
4.3 氫原子的已知參量：
① 核外電子繞核的平均速度，也叫核外電子基態速度或主控速度：
v=αc=2.2×10⁶m/s。
② 氫原子的經典半徑，也是核外電子的平均軌道半徑：
R=5.29×10⁻¹¹m。
電子質量：m₀=9.11×10⁻³¹kg，
質子質量：m(p)=1836m₀，
中子質量：m(n)=1840m₀
5 氫原子的質增方程這裡的質增方程，特指氫原子的亞原子動能激發場效應疊加的質增量。
氫原子內部亞原子動能引起的質增量包括三個部分：核外電子的、原子核的、核內電子的。
5.1 核外電子軌道動能(Ek₁)的相關參量
電子軌道動能：Ek₁=½m₀v₁²=hc/λ₁，
電子的質增量：m"₁=m₀R"³/r"₁³，
電子軌道速度：v₁≈2200km/s，
電子激發光子的波長：λ₁=2hc/m₀v₁²
=1.98×10⁻⁷[m]=19.8nm
電子激發的光子半徑：r"₁=λ₁/2π
=3.15×10⁻⁸[m]=0.315nm
5.2 原子核震盪動能(Ek₂)的相關參量
核子震盪動能：Ek₂=½m₂v₂²=(m₂/m₀)hc/λ₂
核子的質增量：m"₂=m₀R"³/r"₂³，
核子震盪速度：v₂≈1.2km/s，
核子激發的光子波長：λ₂=2hc/m₀v₂²
=2.9×10⁻²[m]=29[mm]
核子激發的光子半徑：r"₁=λ₁/2π=4.6[mm]
5.3 核內電子軌道動能(Ek₃)的相關參量：
核內電子軌道動能：½m₀c²=hc/λ₃，
核內電子的質增量：m"₃=m₀R"³/r"₃³，
核內電子震盪速度：v₃=c
核內電子激發的光子波長：λ₃=2h/m₀c
=4.85×10⁻¹²[m]=4.85[pm]
核內電子激發的光子半徑：r"₃=λ₃/2π
=0.39×10⁻¹²[m]=0.39[pm]
5.4 氫原子內部亞原子疊加的質增方程
① 完整的質增方程：
m"=m"₁+m"₂+m"₃
=(1/r"₁³+1/r"₂³+1/r"₃³)R"³m₀...(12)
≈m₀R"³/r"₃³
② 簡化的質增方程（去掉複雜上下標）
m"=m₀R³/r³...(13)
=9.11×10⁻³¹×(5.29×10⁻¹¹)³/(0.39×10⁻¹²)³
=2.3×10⁻²⁴[kg]=1.29×10⁶M=1290[G]
此值接近希格斯子質量H=125~1250G（早期公佈的定義域），誤差有兩個可能：要麼氫原子半徑R偏小，要麼質子半徑r偏小。
希格斯玻色子在‘希格斯場能’中充當能量的載體，希格斯粒子的‘波動’它的玻色子行為可以是‘波動的載力’，可以是‘耦合粒子的能值’，可以是‘超對稱粒子’的質能攜帶，希格斯的質量場‘希格斯機制’是在極端粒子物理的環境反應出‘空間時間’的粒子質量可測量的存在，希格斯新粒子需要‘各種對撞機’從新探索發現，希格斯實粒子也是未來‘新材料’的基礎應用，如-光粒子量子計算機的硬體芯製備。5.5 調整氫原子的核子半徑
如果實驗結果所依據的理論沒毛病（權且退讓一步），可令質增方程(13)的m"=125G，反求核外電子的軌道半徑(R)或質子半徑(r)：
令：m"=m₀R³/r³=125GeV/c²
若r不錯，則調整R，有：
R=³√(244.6×10⁶)·r
=624×(0.39×10⁻¹²)
=2.43×10⁻¹⁰[m]=243pm
此值是經典半徑53pm的4.6倍。
若R不錯，則調整r，有：
r=R/³√(244.6×10⁶)
=5.29×10⁻¹¹÷624=8.5fm
據有關資料稱，質子實驗半徑為8.3~8.7fm。
看來，質子理論半徑r=8.5費米，滿足氫原子的經典半徑53pm，貼近質子實驗半徑8.4fm，還滿足希格斯子實驗質量125G。
調整核內電子所適用的庫侖定律筆者本以為，庫侖定律既適合核外電子與核電荷之間的相互作用，也適合核內電子與繆核之間的相互作用，而且尤其根據原子核的β衰變所釋放的光電子速度為光速，推定核內電子的震盪速度也是光速，進而推算出質子的理論半徑為5.63費米，推導過程如下：
由於高能電子的向心力，來自核子內部電荷之間的電磁力，有：½m₀c²=ke²/r，可求質子半徑：r=2ke²/m₀c²=5.63費米。
但是，直接用庫侖定律推導質子的理論半徑與質子的實驗半徑、希格斯子的實驗質量出入較大。
因此不妨賦予庫侖定律修正係數k"。k"也叫質子的無量綱質增係數。可令R=8.5費米，則有：
½m₀c²=k"ke²/r...(14)
k"=8.5÷5.63≈1.5...(15)
根據中子衰變方程n→e+p+νe可以認為，中子內部的電子電荷與質子電荷之間的作用力，適合帶質增係數的庫侖定律：
中子內部的庫侖力，不妨是弱核力：
F"=k"ke²/r²...(16)
相應的電磁輻射能：
E"=k"ke²/r=½m₀c²=hc/λ"...(17)
結語氫原子與中子的聯絡與區別如下：
聯絡：各自的亞原子成分大體上是一致的。在超高溫高壓條件下，氫原子可以縮聚成中子。各自的質量方程如下：
氫原子=核外電子+約束質子+質增量，即：
¹₁H≈e(m₀)+p(1836m₀)+m"(125G)
中子=核內電子+約束質子+質增量，即：
¹₀n≈e±(2m₀)+p(1836m₀)+m"(125G)
區別：氫原子非常穩定，核外電子的主控速度是v=αc，服從庫侖定律，場效應方程是
½m₀v²=ke²/R=hc/λ
中子很不穩定，核內電子的主控速度v=c，庫侖定律質增係數k"=1.5，場效應方程是
½m₀c²=k"ke²/r=hc/λ
Stop here。物理新視野與您共商物理前沿與中英雙語有關的疑難問題。