丁荣培致湖南师范大学吴谱训先生

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1、论粒子能量、质量、电荷、原始论粒子能量、质量、电荷、原始 宇宙的本质联系及其引申意义宇宙的本质联系及其引申意义 -报告粒子物理、场论与宇宙学方面的新思考报告粒子物理、场论与宇宙学方面的新思考 丁荣培丁荣培 1397311791613973117916摘要：本文从射线在重原子核附近可产生正负电 子对这 一物理现象出发，分析了电子经典半径的由来及其存在的问题 ，提 出电子、质子内部本质上就是量子化涡旋闭合电磁场的假设。再由麦克斯韦方程组导 出的电磁场能量密度公式以及爱因斯坦的 质能公式、电磁学中的电磁强度公式三个公式结合推导出粒子能量来源公式、粒子质量来源公式、粒子电荷来源公式和粒子质量 半径关系

2、常数及电子、质子半径公式等系列新公式并说明其物理意义。据此对现 有一些疑难物理现象作出新的解释，并根据系列 新的计算公式，计算出描述电子、质子有关物理特征的系列新参数，从全新的角度统一地解释物质的微观世界和宏观世界，并初 步分析了可能由此对物理学带来的影响。目录1.引言2.电子与质子的本质就是量子化的涡旋闭合电磁场 3麦克斯韦方程组与斯托克斯公式结合的启示：电子、质子外部的电 位移通量必然对应电子、质子内禀涡旋电磁场的存在 4电子、质子半径的新计算公式 5. 关于电子、质子的能量、质量、电荷的本质与联系 6.电子、质子半径的新计算结果 7.对黑洞物理学和宇宙物理学的影响 8.关于电子、质子性质

3、的部分新公式及其物理意义 9.描述电子、质子的有关物理参数估算表 10.引申意义：有效解释此前难以理解的一些物理现象 11. 20个推论（或科学问题） 12.关于开展质子显微镜和新型介入式可控核裂变研究的建议摘要：本文从射线在重原子核附近可产生正负电子对这一物理现象出发 ，分析了电子经典半径的由来及其存在的问题，提出电子与质子内部本质 上就是量子化涡旋闭合电磁场的观点。再由麦克斯韦方程组导出的电磁场 能量密度公式以及爱因斯坦的质能公式、电磁学中的电磁强度公式三个公 式结合推导出粒子能量来源公式、粒子质量来源公式、粒子电荷来源公式 和粒子质量半径关系常数 及电子、质子半径公式等系列新公式并说明其

4、物 理意义。据此对现有一些疑难物理现象作出新的解释，并根据系列新的计 算公式，计算出描述电子、质子有关物理特征的系列新参数，从全新的角 度统一地解释物质的微观世界和宏观世界，并初步分析了可能由此对物理 学带来的影响。关键词：量子化涡旋闭合电磁场 粒子能 量来源公式 粒子质量来源公式 粒子 电荷来源公式 粒子质量半径关系常数 黑洞物理 宇宙物理 1.1.电子对的产生与湮灭 中国物理学家赵忠尧首先发现了能量大于两倍电子静质量能（2m0c2=1.02MeV）的射线在 重原子核附近可产生正负电子对。1 物理教科书上估算的电子经典半径re2.810-15 m，2质子半径r 1.210-15m。3质子质量

5、 约是电子质量的1836倍，按我们通常理解质子直径比电子直径大得多，事实恰恰相反；现有 物理框架对此仍然无法作出合理解释。 1.2.目前电子的经典半径的由来4及其存在的问题 估算电子经典半径re2.810-15m基于以下设想： （1）设想电子是一个半径为re均匀带电球； （2）设想电子静止质量对应的能量 由静电自能提供。 1.3.存在的主要问题 （1）如果电子电荷是一个半径为re均匀带电球，为什么球内的点电荷不会因排斥而分开，那 么这个球的内部结构是怎样的？ （2）为什么电子和质子所携带的电量恰好相等、电性相反？这有什么深层次原因？ （3）电荷的本质是什么，电荷从何而来？电子的质量、能量本质是

6、什么，或者说电子是以什 么方式表现自己的能量和质量的。 (4) 目前，这种假定电子能量由静电自能提供的图景给我们看到的是一幅静态的电子图画，但 是，我们所看到宇宙中的一切都在运动，大到星系、日月、星辰，小到分子、原子，连电子 都在绕原子核不停运转。由此可见，电子内部也应当是处于不停运动之中，而不是静止不变 的。1.引言2.电电子、质质子的本质质 就是量子化的涡涡旋闭闭合电电磁场场2.1.光子不可能有无限可分的结结构，这样这样 ，由并非无限可分的光子对对在经过经过 重 原子核附近时产时产 生出的正、负电负电 子同样样不可能具有无限可分的结结构。否则这 一过程 就如“幽灵的作用”一样神秘。物质每分

7、到一个层次，则该层 次粒子间必然存在未知 的相互作用，随着粒子分层的深入，未知的力（相互作用）及未知的粒子也会越来越 多。我们将永远不能搞清楚物质相互作用的规律，即会陷入“不可知论”的漩涡。 2.2. 论论微观观局域时时空弯曲状态态下闭闭合弦量子振动动形成基本粒子的动动力学机制 5一文论证电论证电 子、质质子内在本质质就是携带带能量的涡涡旋闭闭合电电磁场场。其中主要观点 归纳 如下： 2.2.1.从电电子对对的产产生与湮灭灭的过过程看，电电子内部的本质质就是携带带能量的涡涡旋 闭闭合电电磁场场。 2.2.2.电电子、质质子就是以一定频频率在高速旋转转运动动并相互感生激发发的涡涡旋电场电场 和涡

8、涡旋磁场场形成的闭闭合弦。能量子运动具有“趋肤效应”，就象一个皮球，相对来 讲里面是真正的“真空”。闭合弦振动的弯曲与闭合是由于高能量密度下空间自然 弯曲的必然结果。 2.2.3.光子对对从电场电场 角度看是两个旋向相反的涡涡旋电场电场 。当光子对经过铅 原 子核附近时，在铅原子核（质子组成的带正电的核子团）的电场 作用下，产生相斥 、相吸这两个相反的作用效果，因而相互分离、发生实物化的突变生成为正、负电 子对飞 离出去。可以看出，正是因为涡 旋电场 方向的不同，形成的实物粒子有了正 、负电 荷之分。 2.2.4.电电子、质质子内部不是静电场电场 ，而是涡涡旋电电磁场场。 既然如此，那么可以得

9、出结论 ：电子、质子内部运动规 律、物理参数可以用麦克 斯韦方程组、质能公式及其延伸出来的计算公式进行描述。物质的本质物质的本质 就是场就是场l l显然，在这里爱因斯坦把场看成是显然，在这里爱因斯坦把场看成是 基本的物质实体，粒子只是场在局基本的物质实体，粒子只是场在局 域空间的凝聚。电位移极矩的存在域空间的凝聚。电位移极矩的存在 以及电位移极矩所对应的环量（即以及电位移极矩所对应的环量（即 电子、质子内部的涡旋闭合电磁场电子、质子内部的涡旋闭合电磁场 ）是爱因斯坦上述思想的最好的注）是爱因斯坦上述思想的最好的注 解，如果爱因斯坦当初的思想是一解，如果爱因斯坦当初的思想是一 种哲学的思考，本文

10、对电位移极矩种哲学的思考，本文对电位移极矩 的存在以及电位移极矩所对应的环的存在以及电位移极矩所对应的环 量的数学推导则是对上述哲学思想量的数学推导则是对上述哲学思想 的深化，揭示了爱因斯坦的深化，揭示了爱因斯坦“ “物质是由物质是由 场强很大的空间组成，在这种新物场强很大的空间组成，在这种新物 理学中并非既有场又有物质，因为理学中并非既有场又有物质，因为 场才是唯一的实在场才是唯一的实在” ”这一哲学思想的这一哲学思想的 数学原理。数学原理。爱因斯坦认为爱因斯坦认为: :“ “ 物质是由场强很大的物质是由场强很大的 空间组成，在这种新空间组成，在这种新 物理学中并非既有场物理学中并非既有场

11、又有物质，因为场才又有物质，因为场才 是唯一的实在是唯一的实在” ”。 。从高斯公式、斯托克斯公式出发发，对对麦克斯 韦韦 方程组组有进进一步理解：3麦克斯韦韦方程组组与斯托克斯公式结结合的启示： 电电子、质质子外部的电电位移通量必然对应电对应电 子、质质子内禀涡涡旋电电磁场场的存在电磁场是物质的一种形态电磁场是物质的一种形态l l麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的 核心思想是：变化的磁场可以激发涡旋电场核心思想是：变化的磁场可以激发涡旋电场 ，变化的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁，变化的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁 场不是彼此孤立的，它们相互联系、

12、相互激场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激 发组成一个统一的电磁场（也是电磁波的形发组成一个统一的电磁场（也是电磁波的形 成原理）。成原理）。l l静电场是有源无旋场，稳恒磁场是无源有旋静电场是有源无旋场，稳恒磁场是无源有旋 场。非静电电场是无源的旋度场。当电流流场。非静电电场是无源的旋度场。当电流流 过导体（以金属为例）时，金属导体呈现电过导体（以金属为例）时，金属导体呈现电 中性，但由于电感应效应，它两端可认为非中性，但由于电感应效应，它两端可认为非 别带了等量的正负电荷，此时端电荷激发的别带了等量的正负电荷，此时端电荷激发的 电场，从正端回到负端，这部分电场就是无电场，从正端回到负端，

13、这部分电场就是无 源有旋电场。涡旋电场是指（源有旋电场。涡旋电场是指（vortex electric vortex electric fieldfield） 变化的磁场在其周围空间激发的电场变化的磁场在其周围空间激发的电场 ，即感生电场。涡旋电场是一种非保守场，即感生电场。涡旋电场是一种非保守场， 其电场线是无始无终的闭合曲线。所以说，其电场线是无始无终的闭合曲线。所以说， 电场得依据情况来分别它是否有源。磁场，电场得依据情况来分别它是否有源。磁场， 就目前而言它是无源的旋度场，但是如果找就目前而言它是无源的旋度场，但是如果找 到了磁单极子，那么它激发出来的磁场又是到了磁单极子，那么它激发出来

14、的磁场又是 有源的了。一个场的旋度和散度，其实并非有源的了。一个场的旋度和散度，其实并非 场的固有属性，它不是由这个场的名称决定场的固有属性，它不是由这个场的名称决定 ，而是由它被激发的原因决定的。，而是由它被激发的原因决定的。l l电磁学理论表明电磁场具有能量和动量，证明它电磁学理论表明电磁场具有能量和动量，证明它 是与实物一样的物质的一种存在形态。是与实物一样的物质的一种存在形态。l l场和物质是物质存在的两种不同形态。随着科学场和物质是物质存在的两种不同形态。随着科学 技术的发展，发现技术的发展，发现“ “场场” ”与与“ “实物实物” ”之间的界限日益之间的界限日益 消失。消失。l l

15、电磁波的频率越低，波的特性越显著，电磁波的电磁波的频率越低，波的特性越显著，电磁波的 频率越高，物质的频率越高，物质的“ “粒子粒子” ”特性越显著。特性越显著。 射线在重射线在重 原子核附近可产生正负电子对即是这种特性的生原子核附近可产生正负电子对即是这种特性的生 动反映。动反映。l l根据麦克斯韦方程组可知，交变的磁场产生交变根据麦克斯韦方程组可知，交变的磁场产生交变 的电场，交变的电场产生交变的磁场，两者犹如的电场，交变的电场产生交变的磁场，两者犹如 一个硬币的两个面，二者又互为因果，相辅相成一个硬币的两个面，二者又互为因果，相辅相成 。电子、质子内部的涡旋磁场可用类似涡旋电场。电子、质

16、子内部的涡旋磁场可用类似涡旋电场 的原理加以描述，在此不作深入探讨。就涡旋电的原理加以描述，在此不作深入探讨。就涡旋电 场与涡旋磁场的关系而言，因为稳恒磁场的有旋场与涡旋磁场的关系而言，因为稳恒磁场的有旋 无源性和静电场的有源无旋性，所以涡旋磁场比无源性和静电场的有源无旋性，所以涡旋磁场比 涡放电场更本质，也就是说涡旋磁场是本质，涡涡放电场更本质，也就是说涡旋磁场是本质，涡 旋电场是伴随涡旋磁场产生的现象。在电磁学中旋电场是伴随涡旋磁场产生的现象。在电磁学中 ，我们所看到的是电产生磁，但是更深入一层，我们所看到的是电产生磁，但是更深入一层， 到物质微观世界的内部，涡旋磁场比涡旋电场更到物质微观世界的内部，涡旋磁场比涡旋电场更 基本，或者说在宇宙、在物质世界的终极层面，基本，或者说在宇宙、在物质世界的终极层面， 磁场比电场更基本。磁场比电场更基本。4电子、质子半径的新计算公式(E为电场强度，B为磁感