引力場與靜電場的超光速原理范文

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《電子世界雜志》2014年第十七期

1.電場力的產生與傳遞

電場力與引力一樣都是一種長程力，一個電荷的靜電場就是一個由無數互相聯系、互相影響的物質粒子在宇宙空間中按一定的規律分布形成的獨立的物質系統即超聯絡系[1]，電荷就是這個物質系統的中心。一個電荷只與它的電場的物質粒子有關聯，不與其它電場的物質粒子有關聯；一個電場的物質粒子只與該電場的物質粒子有關聯。我們移動一個電荷時，這個電荷會帶動其周圍空間中與它有關聯的物質粒子一起移動，這些物質粒子又會帶動更遠處空間中與它們有關聯的物質粒子一起移動，最后，整個電場都會跟著電荷一起移動。當電荷相對于觀察者勻速運動時，電荷的電場也會以同樣的速度相對于觀察者勻速運動。電荷無論如何運動，其荷電量都不變，電荷和它的電場構成了一個獨立于其它電荷和電場的具有無限廣延性的物質系統。當我們把一個電荷放入另一個電荷的電場中時，就會打破電荷和電場原有的平衡狀態，使整個電場中的物質粒子重新分布，產生電場力。例如：把正電荷B放入正電荷A的靜電場中，正電荷A和它的電場原有的平衡狀態就會被打破，整個A電場（電荷A的電場）的物質粒子就會以B電荷為中心指向各個方向重新分布，使A電荷受到一個由B電荷指向A電荷的力，這個力表現出來就是B電荷對A電荷的斥力。而實際上，這個力并不是B電荷對A電荷直接產生的力，而是整個A電場的物質粒子都以B電荷為中心指向各個方向重新分布產生的力，是大量A電場的物質粒子對A電荷直接產生的力，因此，A電荷對B電荷并沒有反作用力，B電荷只受到A電場的反作用力。A電場對B電荷產生的反作用力以B電荷為中心，逆著A電場的物質粒子重新分布的方向，從各個方向指向B電荷，這些力的合力為零，即A電場對B電荷的反作用等于零。那么，B電荷又是如何受到電場力的作用的呢？當我們把正電荷B放入正電荷A的靜電場中時，也等于我們把正電荷A放入了正電荷B的靜電場中，這必然打破正電荷B和它的電場原來的平衡狀態，使整個B電場（電荷B的電場）的物質粒子都以A電荷為中心指向各個方向重新分布，對B電荷產生一個由A電荷指B電荷的力，這個力表現出來就是A電荷對B電荷的斥力。而實際上，這個力并不是A電荷對B電荷直接產生的力，而是整個B電場的物質粒子以A電荷為中心朝著各個方向重新分布產生的力，是大量B電場的物質粒子對B電荷直接產生的力，因此，B電荷對A電荷并沒有反作用力，A電荷只受到B電場的反作用力，B電場對A電荷產生的反作用力以A電荷為中心，逆著B電場的物質粒子重新分布的方向，從各個方向指向A電荷，這些力的合力為零，即B電場對A電荷產生的反作用力等于零。當A電荷為負電荷，放入A電場中的B電荷也是負電荷時，情況與上述相似。當A電荷為正電荷，放入A電場中的B電荷為負電荷時，整個A電場的物質粒子就會以B電荷為中心，從各個方向指B電荷重新分布，使A電荷受到一個由A電荷指向B電荷的力，這個力表現出來就是B電荷對A電荷的吸引力。A電場對B電荷產生的反作用力則以B電荷為中心，逆著A電場的物質粒子重新分布的方向，由B電荷指向各方向，這些力的合力為零。而整個B電場的物質粒子則以A電荷為中心，從各個方向指向A電荷重新分布，使B電荷受到一個由B電荷指向A電荷的力，這個力表現出來就是A電荷對B電荷的吸引力。B電場對A電荷產生的反作用力則以A電荷為中心，逆著B電場的物質粒子重新分布的方向，由A電荷指向各個方向，這些力的合力為零。

2.靜電場的廣延性與光速不變原理

與傳統物理學的觀點不同，電場力實際上并不是電場對引入電場中的電荷產生的力，而是電荷和它的電場原來的平衡狀態被引入電場中的電荷打破，整個電場的物質粒子都以引入電場中的電荷為中心重新分布產生的力，是電荷本身的電場對電荷直接產生的力，而一個電荷的電場對引入其中的電荷產生的力總等于零。打個比方，有一張無限寬大的橡皮薄膜平鋪在無限寬廣的水面上。橡皮膜上有AB兩個點，有AB兩個小鉛球，把A鉛球固定在A點上，讓A球與橡皮膜連成一體。在A點處的橡皮膜向下彎曲凹陷，最后，A球與橡皮膜處在一種平衡狀態中。當我們把B球放到B點上時，A球與橡皮膜原來的平衡狀態就會被打破，整張橡皮膜上的橡皮分子都會以B球為中心重新分布，在B球所處的區域彎曲成凹坑，使A球受到一個由A球指向B球的力，AB間的距離越大，這個力就越小，因為這個力并不是B球對A球直接產生的力，所以，A球對B球并沒有反作用力，B球只受到橡皮膜的反作用力。不考慮豎直方向的受力情況，在水平面上，橡皮膜對B球的反作用力以B球為中心，由B球指向各個方向，這些力的合力為零。一個電荷的電場就像一張無限寬大的橡皮薄膜，對引入其中的電荷產生的反作用力總等于零。一個電荷分布在空間中的電場不能與其它電荷分布在空間中的電場相互作用，傳遞電場力。例如，在空間中傳播的兩列光波互相疊加后，仍彼此獨立，互不影響，一列光波不能靠另一列光波來傳遞電磁力。我們可以把一個電荷的靜電場想象成為存在于空間中的一種頻率極低的電波，這種電波的頻率幾乎為零，具有無限的延伸性可擴散到全宇宙。這就好比利用光的分解原理和疊加原理在空間中合成的超低頻單極量子磁場[2]，只表現出了與穩恒磁場的單個磁極相同的力學效應，其本質仍是一種電波，擁有波的共性，且一個單極量子磁場不能靠其它不同源的單極量子磁場來傳遞電磁力。我們也可以反過來講，穩恒磁場和靜電場，與交替變化的電磁場一樣都是一種波，都具有波的共性，只是它們的頻率不同而已。因為一列波不能靠另一列波來傳遞力。所以一個電荷的電場不能靠另一個電荷的電場來傳遞電場力。又因為電荷和它的電場是一個獨立于其它電荷和電場的物質系統，所以，一個電荷受到的電場力就只能靠它自己分布在空間中的電場來傳遞。一個電荷會排斥分布在空間中的同種電荷的場粒子，吸引分布在空間中的異種電荷的場粒子，從而破壞其它電荷與電場原來的平衡狀態，使其它電荷的電場的物質粒子重新分布，產生電場力。電磁波是驅動力在大量的光質點間傳遞，驅動大量的光質點振蕩形成的[3]，電磁波的驅動力就是振蕩的電場力，我們所說的電磁力只不過是電場力在特定條件下的一種表現而已。因為A電荷受到的電場力是通過A電荷分布在空間中的電場的物質粒子來傳給A電荷的，而A電荷的電場是隨著A電荷一起移動的，無論A電荷以什么樣的速度勻速動動，A電荷的電場相對于A電荷總是靜止的，所以，在真空中，無論A電荷或B電荷以什么樣的相對速度勻速運動，B電荷在空間中激發的電場力波即電磁波傳給A電荷的速度相對于A電荷來說都是一樣的。任何一個觀測電荷接收到的電磁波都是以該觀測電荷分布在空間中的電場的物質粒子作介質來傳遞的，這必然導致觀測電荷或波源無論以什么樣的速度勻速運動，觀測到的來自各個方向的電磁波在真空中傳播的速度都不變，即光速不變。

3.超光速原理

當我們知道光速不變的真正原因后，我們就會知道，以超光速在宇宙中運動的物質粒子會產生什么樣的物理現象了。參與電磁相互作用的物質粒子在真空中超光速運動會壓縮其運動方向上的光介質，形成一堵密度極高的“光墻”，“光墻”以爆炸的方式釋放出大量的光子。在“光墻”的阻擋下，超光速粒子的速度會不斷減小，最終，超光速粒子會衰變為亞光速粒子。不參與電磁相互作用的粒子在真空中超光速運動時不會產生“光墻”。理論上，具有極高能級的中微子可以在真空中超光速運動，但人類目前還無法在實驗室中創造出大量的具有超光速能級的中微子。宇宙中一些超新星的大爆炸可以產生大量的超光速中微子，只是這些超光速中微子在真空中超光速運動時會壓縮其運動方向上的引力子，形成一堵密度極高的引力墻，引力墻會以爆炸的方式輻射引力波。在引力墻的阻擋下，超光速中微子的速度會不斷減小，最終，所有的超光速中微子都會衰變為普通的亞光速中微子，它們在真空中超光速運動時激發的引力波也淹沒在了引力波的海洋中。如果我們利用光來觀察宇宙中的一艘超光速飛船，我們就會驚訝地發現，飛船處在A點的同時也處在B點，就像量子效應一樣，飛船可以同時處在兩個甚至很多個地點中，而實際上，這只不過是飛船在宇宙中超光速飛行時產生的一種假象而已，是一種表觀的超光速效應，任何一個確定的時刻，飛船都只能處在單一個地點中。宇宙中有一種神奇的粒子能夠在空間中超光速運動而不會產生激波，其速度也不會隨著運動距離的增大而減小。這種粒子名叫應子。應子的速度幾乎沒有極限，它只參與超聯絡子之間的超聯絡作用，不參與自然界中已知的四種基本力的相互作用。應子有一個特點，它只能在同一個超聯絡系中的超聯絡子之間傳遞，不能在不同的超聯絡系之間傳遞，就好像一個宇宙中的信息只能在該宇宙中傳遞，不能在不同的宇宙之間傳遞那樣，處在同一個超聯絡系中的兩個聯絡子，不論它們之間的距離有多遠，都可以在瞬間傳遞應子，互相感應，彼此影響對方。由于不參與引力和電磁力等四種基本力的相互作用，應子的穿透力極強，無論是行星還是恒星，或是黑洞，它都可以輕易地穿過而不受影響。在未來的星際航行中，采用了大推力量子發動機技術[4]的星際飛船，其速度可達到光速，甚至超光速，光波通信將顯得原始而落后，人類要想在大尺度的星際空間之間實時通信，就必須發明出一種利用應子來通信的技術，應子通信技術將在未來的星際航行中大顯身手。

作者：李昌穎單位：廣西扶綏縣教育局