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光子沒有質量、電荷,電子有質量、電荷。光子和電子之間可以相互轉換,一對正、負電子湮滅釋放出高能光子,反之也可以。這不意味著質量和電是聯絡在一起的麼?原子有質量也帶有正、負電荷,只是整體不對外表現出電性。

質量引力公式F=G*M1*M2/R*R和電荷庫倫公式F=K*Q1*Q2/R*R,是如此的相似,或是暗示了他們之間的關係。引力的大小在數量級上只是電磁力的10的38次方之一,由於某些原因(比如:引力使物體距離變小、斥力使距離變大的趨勢;或者原子核外電子的運動位置的變化),使電磁力中的引力佔了點優勢。斥力和引力最後的合力就表現為引力,也就說引力源於電磁力。

透過引力公式,我們反過來理解質量,則質量的大小表現為受到的引力大小的程度。既然引力源於電磁力的某種轉換,則物質的質量會受電磁用力的影響而改變。帶有電荷的物質相對運動時會產生電流、磁場,磁場的作用總是阻礙物體運動狀態的改變,使質量表現出慣性。

再來理解質速方程 m=m0/sqrt(1-v2/c2) ,其中c為光速。實質表明了速度的改變會引起電流、磁場的變化,隨之電磁力和引力跟著發生改變,導致質量也會發生改變。速度越大,電流就越大,隨之電磁作用力也越大,則物質表現出加速越難。質量會隨速度改變本身就說明了質量並不是物質最本質的屬性物理量。

關於質能關係的理解,能量是描述物質在不同形式的作用力之間變化轉換時對應的效應(做功)的物理量。具體說,化學反應的能量是原子結構間的新、舊化學鍵的變換,引起原子結構的外層電子變化,發生了作用力的改變時對應的能量。核反應(裂變和聚變)是原子中的原子核結構的改變,引起原子結構大的變化,發生了作用力的大改變而釋放的能量。只是後者的作用力改變大,能量釋放量大,以至能觀測到質量的變化。

既然認為質量的大小也受電磁作用力的影響,那麼質量當然也可以透過變化轉換作用力的形式並釋放出對應的能量。系統不管處於何種狀態下,理論上都可以歸回到一個最本質的狀態,只有一個本質的作用力,對應著一個確定的效應功W(能量)。這個本質的作用力中間不管怎麼變身為不同表現形式的作用力,最終回到本質狀態時,其作用力和效應功W仍然一樣。這樣,質能守恆就是必然的。

關於時間隨速度增大變慢的理解,當物質的速度增大時,電磁力會隨之增大,增大的電磁力會使原子共振頻率變慢,則表現為時間變慢。

電、磁的耦合作用,以及無窮疊加的物質結構和分佈的複雜性, 再加上它們之間複雜的相對運動的影響。這些因素的共同影響作用,就是上述分析的現象關係的本質原因。以光速不變為標準,推匯出來的空間是彎曲的、時間是相對的時空觀可能是錯誤的。宇宙大的秘密藏在電、磁的本質中。

進一步猜想,強相互作用是電磁作用在核子尺度範圍上的表現形式;當尺度範圍大於原子半徑時,就是我們熟知的電磁作用;當電磁作用的尺度範圍大到某個值後(暫定為無窮大),則表現為電磁波的作用形式。弱作用只是強作用下的一種作用的變化轉換。宇宙中只有一種作用,即電磁作用。

電磁波是已知電磁作用的最小單位和對應的物質形態,具有光速和光速不變性。電磁作用有各種不同形式的組合方式,體現出不同物質的形態和性質。元素週期表是在原子結構形式和尺度下,電磁作用的組合規律。電子對撞機撞出的各種粒子是比原子尺度更小的電磁作用的不同組合對應的物質形態和性質。像元素週期表那樣,也想尋找出規律,便是還在努力中的大統一的粒子標準模型。從理論上說,電磁作用的組合方式是無窮多的,粒子的種類也無窮多的。電磁作用組合方式的改變會產生出不同的物質形態和對應的能量。比如前面說到的化學反應和核反應。電磁作用還可以在不同的作用組合之間(物質和物質之間)變化轉換,便是經典牛頓力學上的功能原理。

龔國江 [email protected]

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