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1、微观物态及特性The microscopic state and its characteristics作 者：罗华林作者单位：陕西省化肥厂退休工人。地 址：陕西省渭南市华县瓜坡镇陕化家属区。邮 编：714100关键词：微观物态， 量子，基本粒子，媒介子，强力，弱力，电磁力，万有引力，光子，纠缠态（ micro state , quantum , elementary , mediated meson ,brute force , weak force , electromagnetic force ,universal gravitation , photon , entangled sta
2、te ) 摘要 本文是一部，以真空中媒介子为真实客体，而建立的物质运动与物质结构力学新理论来描述解释微观物态特征性质的文章。文章分篇着重地论述时间、空间特性、真空中物态分布特性、媒介子的作用过程和它的能量信号传递特性、粒子的自旋和纠缠态、普朗克常数的意义、光的波粒二相性的本质、物质波、带电粒子的运动与辐射、基本粒子和物质结构与构架力的作用、黑洞、物质湮灭与能量、质量和万有引力的本质。文章在前言中用充分地事实理由说明，现有的物理理论存在问题。包括经典的牛顿力学、相对论和量子力学以实际客观的必要提出了新物理理论新概念，来描述解释微观物态和宏观现象的关系。文章在结束语中，总结了这一理论的系统性和贯穿
3、性及普适性。从科学的历史发展观来看，一切新的正确的东西都是在不断地修正错误来完善正确。这是一个必然的自然规律。正确的理论必是具有普适性和指导性。科学无止境，理论也必将发展。前言 大千世界林林总总的宏观之物，大到星体，小到生命细胞，分子，原子，它们形形色色千奇怪的表现，使人难以想象大自然为何竟是如此之妙。然而能造成如此之妙境的原因却是微小世界的基本粒子所致。微观物态是人们感到非常神秘的世界。自从人们知道了物质是由晶体和分子构成之时，人们就发现了很多在宏观所见不到的现象。在晶格中有很小的能量涨落现象。光电效应中光线能量不是连续的而是一份一份的能量元。而且光具有动量，光线有波动性，也就是光的波粒二相
4、性。并且光与电磁波性质相同，只是波长不同。那么波与粒子是什么关系呢？它是能量还是物质呢？它的电性与磁性又是什么关系呢？当人们进入原子结构时，发现原子是由原子核和电子组成，与之联系作用的力是电力，其核外电子的运动没有经典的力学运动轨迹。描述其运动态只能用电子出现的空间区域用波函数来表示。它的出现几率用来表示。还有当电子高速运动时同时会产生波动性，如果在一个很小的时间段或是一个很小的运动区段测量它的速度，能量，位置将出现测不准现象。即xp时动量准了则位置不准。（h为普朗克常数），xp则可以准确测量。那h是一个什么样的常数呢？当人们对电子行为进一步了解时发现它还有自旋和磁矩。然而电子的体积已小到m以
5、下，如果是电子自身轴旋转产生的磁矩,按其量值它的自体边界将超光速。这与相对论理论是相悖的。如果它不是自体旋转那又是什么运动呢？同时它的角动量s=。在人们对原子核的了解中也发现原子核有角动量s=n（n为正整数）且原子核是由质子和中子组成，当核内中子与质子数量相等时原子核稳定，若中子数量多于质子核将不稳定，会发生衰变，放出和及射线。那中子，质子在原子核中是怎样分布结合的呢？核半径与质量的关系是（为m）,原子核带正电，电量等于质子电量的总和。它的形状有球形和椭球形，核内密度分布均匀，椭球形核具有电四极矩，说明核内电荷分布不均匀。质子是带正电的粒子多个质子相聚一起必产生强大的斥力，然而质子，中子却能共
6、同作用克服强大的斥力将它们聚集在一起。说明它们之间另有强大的力量在作用。那就是核强力。然而核强力的作用是有限的，当核中的中子和质子在84以上的元素和将不稳定，如原子序数84的钋po和序数为92的鈾U锕系的全部元素都不稳定会自发衰变。这说明核强力有饱和性。同时发现核强力作用距离很短在0.81.5飞米之间，小于0.8飞米表现为斥力。大于45飞米时作用力急剧下降，大于10飞米时核力消失。同时人们还发现天然的元素原子序数只能在94的钚以下，序数大于94的元素，只能是人工制造而且很不稳定。当人们用高速电子轰击原子核会产生出质量小于中子及质子质量的粒子。它们有的可以无电荷态，有的可以是一个电子电量的正、负
7、电荷态。综合这些粒子特性分析，如果中子、质子是由这些粒子组成，那么这些粒子必须有电荷态粒子分别由3个粒子组成中子和质子。才能解释中子和质子的质量及电荷态。这些质量小于中子、质子又有电荷或无电荷的粒子都称为介子。更有一些粒子的质量超过中子、质子也有一个电子电荷正、负态或无电荷态粒子都称为超子。超子，介子都不稳定很快就会衰变，最终衰变成为稳定的中子、质子、电子和中微子。在衰变中人们又看到了弱力作用，它可以改变强力作用胶子颜色。弱力作用中宇称不守恒。人们把组成中子、质子且为分数电荷的粒子称为夸克或层子。根据对称原理人们又找到了相应的反粒子。但却一直没有找到自由态的夸克，虽然人们在粒子碰撞中在很小的空
8、间观察到三喷注现象，但至今没有观察到独立的夸克。人们不断地加大粒子碰撞能量，除了观察到三喷注事件外只能观察到更多的粒子产生并在很短的时间发生衰变。由于这些粒子的产生衰变很快甚至无法确定是什么粒子，只能观察到能量态即共振态。为了解释夸克不能单独存在人们认为夸克是色禁闭。夸克有三种颜色（非真正的颜色而是三种特性的代名词）只有三色相加成为无色性的复合粒子才稳定。质子就是如此。夸克不能单色方式存在，最少必有两色结合，所以有两夸克组成的介子和多夸克组成的超子、中子、质子存在。中子虽也是三夸克组成无电性，但单独的中子也不稳定，它会发生衰变成为质子同时放出电子还有一部分能量，后来被人们认为它是一种弱力作用粒
9、子，即无电性也不与强力作用称之为中微子。后来人们又在子、子衰变中发现了相应的另外两种中微子。分别称为子中微子、子中微子。至此在人们发现的三种中微子包括衰变产生的电子中微子它们之间的差别就是能量不一样，在与原子核的的碰撞产生的发光现象不一样。至于它们有无质量其质量有无差别现无定论。根据粒子标准模型的对称原理它们有其对应的反粒子并有自旋，正、反粒子都是它自身，只是自旋方向相反。为了证实此事人们正观察双衰变是否有中微子放出，若无放出说明有正、反粒子湮灭，反粒子自旋反方向成立。但至今还未观察到此现象。人们为了解释物质结构及电磁力、强力、弱力它们的相互作用。应用了相对论运动力学，利用场概念建立了量子场论
10、，量子色动力学和粒子标准模型，在强力作用的夸克分为三色、三味和相对应的反夸克一起建立了SU（3）群，共有18种夸克。弱力作用类粒子有 、 、 和其对应的3个反粒子共有6种。电磁力作用的粒子有 ，两种电子，还有各种力作用媒介子有光子、胶子g 6种，弱力媒介子 、 、 3种以上它们都为基本粒子。由此看来构成物质的基本粒子已经清楚了。但是还有一些问题却更难解决。按标准模型粒子的质量必须有一种玻色子来提供质量，那就是希格斯粒子，它的能量很高，到底多少不得而知至今未找到。弱作用宇称为什么不守恒。还有相对论的质速关系是否成立。若夸克色禁闭，那由三夸克组成的粒子怎么能成为两夸克组成的粒子。若能打开夸克需要多
11、大的能量，是否要达到宇宙奇点的能量，夸克之间渐进自由分开他们需要无穷大能量对吗？还有光的动量是人们以相对论质能关系导出的动量即对吗？测量过吗？强力和弱力作用各自是不相干的作用力，为什么弱作用会使强作用发生色变？再有为什么有些粒子或是正、反粒子会存在纠缠态？而且作用比光速还快是什么原因？原子中的电子运动，它没有经典的运动轨道，但却有动量，那它即刻运动的方向何在？还有分子晶格中量子能量的涨落是为什么？惯性质量与引力质量是一回事吗？万有引力是怎样产生的，有引力波吗？质量与能量也就是物体与能量能互换吗？相对论的理论和所谓的验证事件都没有问题吗？这些问题都将对粒子的分类粒子的能量粒子的质量作用关系起到根
12、本性的作用。各种力场是什么物质，为什么会有动量？现在在质子对撞系统中能量已达到3.5TVe27TVe 仍未发现希格斯粒子。微观粒子所具有的自旋，磁矩，波都与h常数（普朗克常数）有关。h常数到底反映了微观物态什么特征量？的确微观世界是一个让人难以琢磨的奇特世界。爱因斯坦曾说过他对量子力学的研究要比相对论更费力。还有玻尔也认为如果那个人没有被量子理论搞得晕头，那他就没有了解量子力学。可见微观世界是多么的深奥神奇。同时也可见科学的前辈们为此付出了多少艰辛代价。他们的伟大劳动给人类带来了的发达。然而科学无止境。每一次的科学进展都伴随着理论的更新。每一次的更新都有其理论相对阶段的适用性和意义。正是怎样把
13、以前的各种理论和实验综合起来分析理清关系建立新的运动力学理论和微观世界概念，来重新认识微观世界吧。一、 空间，时间，物质与相对论 要描述微观世界的物态，就必须有一套客观的物理参数和物与物关联关系表示。以此来描述物在空间的位置、运动、能量、作用关系，才能定出物的状态特性。以此将空间、时间、物质、运动态来描述定义。在牛顿力学中空间是一个独立的无限体的物理量。它与其它物的物理特性无关。时间是指空间或空间中物的存在持续过程的量，衡量这个量的计量方式很多，标准器和单位也很多，单位有光年、年、月、日、时、分、秒等，标准器就是“钟”其类型也很多，器具的方法又决定了钟的误差和量值的大小，钟本身就是一个运动系统
14、。钟在运动中它的特性会发生改变，将直接影响到物理定律的意义。在牛顿力学中时间是恒定流逝的。它与物质运动无关也与空间无关。牛顿力学中的物质是有形有质的实在体。无质量便无物物质是永恒不灭地。质量标志着物的存在，它不可能消失也不可能凭空产生。它的存在与运动无关。这些定义在宏观低速中确已得到证明它的正确。随着科学的发展，发现高速运动物的特性不追寻牛顿力学关系。再加上光速有限不变性，爱因斯坦提出了相对论力学。认为时间、空间、物的质量都与参照系的相对运动有关。相对运动中的“钟”会变慢（时间），并与速度有关。运动的物体会缩短（尺缩），物的质量会增加（质速关系）。相对运动的最高速度不能超光速。任何相对运动的叠
15、加也以光速为限。光在真空中为恒速C。物质的能量与质量可以等效即质能关系。质能关系也是现代高能物理用以计算粒子质量能量和粒子分类的依据。然而通过现代一些新物理现象和实验证明并非以前所认为的相对论验证现象是唯一正确的。现在我们就来看一看相对论的基本思想理论逻辑关系，以及质速、质能、钟慢、尺缩关系的导出。爱因斯坦认为在浩瀚的宇宙中人们无法确定什么是绝对静止物，也就是没有绝对的参照系。运动的表现都是由相对空间物互为比照来确定位置的变化。相对变化率即速度才有意义。光在真空中的运动是恒速，它不存在速度叠加，不与参照系的运动与否而变化。一切有质物的运动，无论是运动叠加与否都不能达到或超过光速C，只能无限趋近
16、光速C。同时认为牛顿力学，力与物的加速度成立，有质物运动不能达到光速的原因是运动会使物质的质量发生变化，其关系是当物的速度近光速C时质量会很大使力无法再对物进行加速。建立这种思想的观念是认为真空是空无一物的空间。场是非物质的纯能量。把力作用看成是超距离的作用。然而从现在物理现象中发现真空并非无物，它们是由人们还不认为是实物粒子的所谓虚粒子态，即本文中认为是各种作用力的媒介子弥漫着的区域。如：电磁力媒介子（静光子），静态时它无能量不运动无质量，当受能便运动有质量，表现为有动量，成为光子。除此之外还有强力媒介子即胶子和弱力媒介子，它们虽是作用力属性不一样，但静止都无质量，当各自属性力作用时都会受能极化产生运动和质量，显示作用物的属性特征。这一事实在经典的电磁理论中就体现出来了。如：电磁场有动量能量，自感，互感真空能量的储存性。电磁传递是有限速度的，并非即刻同时性。也许有人会说电磁是能量不是物质。那动量如何解释？事实
