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1、原 质 论武汉市汉阳区 孟凡彬 著第四章 原质流体流场4. 原质流体流场定义：原质流体流场是指原质以流体状态存在和运动时所占据的空间。释义：根据原质公设，原质流体存在的方式有两种：流体状态和演化成实物粒子的状态。实物粒子的状态是原质流体吸收能量和信息后形成的自相封闭的流动系统，例如环形涡管等。4.1 原质流体流场的边界条件定理：原质流体流场的外边界为整个宇宙，内边界是至密的基本粒子表面。证明：根据原质公设和原质能够渗透任何物体的性质，原质流体流场的外边界只能是整个宇宙，内边界只能是至密的基本粒子表面。释义：气体、液体等常见流体由分子（严格来说还有离子、质子、电子）构成，由于分子不能穿透许多种固
2、体材料，并且总量有限，所以分子流体存在各种各样的容器和边界，液体还可以存在自由液面边界及异重流边界。但是原质流体的边界不可能是任何固体材料的表面，因为原质是空间线度无限小的粒子，任何宏观物体或者原子都会被原质渗透，所以由微观粒子构成的任何物体均不能成为原质流体流场的边界。推论1：原质流体流场具有唯一性，不存在多个流场之间相互流入或流出的源和汇。证明：根据原质公设和原质的渗透性质，宇宙中的原质流体流场是一个不可分隔的整体，不可能被任何材料或力场分割。推论2：原质流体只能做环流运动，原质流体的速度场是有旋场。证明：因为原质流体流场是唯一的，原质流体不可压缩和膨胀，并且无源无汇，所以原质流体流体只能
3、做环流流动。释义： 原质流体流场的性质在数学的场论中已有相关论述，这里不再详述。值得提醒的是：场论在原质论之前只能作为一种数学抽象，在原质论中，场论所描述的对象是原质流体真实流场，排除人为设置的边界条件，欧几里德几何学和数学分析本身就是对原质及原质流体的直接描述。推论3：原质流体没有自由表面，也不存在表面波。证明：根据推论1，原质流体没有自由表面。流体的表面波只能存在于液体的自由表面，所以原质流体不存在表面波。4.2 原质流体流场中的物体定理：原质流体流场中的物体不存在压力和浮力。 即： FP 0 FB 0证明：因为原质能够渗透任何物体，原质流体能够充满物体内部（包括原子内部）的任何微观间隙，
4、原质流体流场中的物体永远保持内外压力平衡，所以原质流体流场中的物体不存在任何压力；根据原质公设，一切粒子均由原质流体演化而成，并且原质流体不可压缩和膨胀，原质流体演化成粒子后的密度不可改变，仍然是原质流体的密度，故粒子内部的密度与原质流体的密度相同，原质流体流场中的物体（被渗透后是粒子的组合体）不存在浮力。推论：物体与原质流体处于相对静止状态时，不可能通过力学方法测量原质流体的压力，这就是说原质流体的静压力（绝对压力）不可测量，或者说，原质流体的静压力没有物理意义。4.3 物体在原质流体流场中的惯性运动第二章论述了原质与物体不发生能量、动量交换，从而原质对物体运动没有任何阻力，那么原质流体是单
5、个原质的三阶无穷大（线是点的一阶无穷大；面是点的二阶无穷大；体是点的三阶无穷大），是否对物体运动产生阻力呢？运用流体动力学方法可以证明：定理：任何物体在原质流体流场中做惯性运动时所受到的合力恒为零。即： f 0 证明：原质流体具有绝对无粘、不可压缩、连续、均匀性质，并且原质流体流场具有无边际、无源、无汇的性质，这样的流场中流体运动满足数学分析条件和流速矢量叠加条件。在上述流场中，当一个球体匀速运动时，根据流体动力学求解得到：球体外围流体的流速分布相对于球体运动参照系总是前后对称的，并且对球体运动速度方向的中心轴对称，根据伯努利方程，球体所受到流体的动压力（相对压力）具有同样的对称性，其合外力恒
6、等于零。进一步讲，任何形状的物体可以分解为直径不同的球体之和，即任何形状的物体都可以看做是许多个球体的叠加体，所以任何形状的物体在原质流体流场中做惯性运动所受到的合力为零。释义：任何形状的物体在不可压缩、无粘、连续、均匀的流体中（流场无外边界、无源、无汇）做惯性运动所受到的合力为零，既无纵向阻力，又无横向升力，这个现象称为“达朗贝尔佯谬（DAlembert paradox）”（ 也有称为“达朗伯佯谬”或“达朗伯疑难” ） 。之所以称为佯谬，是因为这种现象看似与生活常识相矛盾，但是在一定条件下成立。“达朗贝尔佯谬”成立需要流体和流场都具备严格的条件，任何分子构成的流体均不具备这个条件。在原质论之
7、前，“达朗贝尔佯谬”只能在想象的理想状态下成立，但是在原质论中，原质流体和流场的性质完全满足这个佯谬成立的条件，使之具备现实意义。在生活中，空气形成的风和水流都是有阻力的，这是由于它们具有粘性，并且流体微观不连续、不均匀，流场也有限等原因造成了流体的阻力，物体及流场的不对称性还造成物体对流体相对运动时产生升力。在以太学说中，以太风的阻力是长期困扰以太性质的一个尖锐问题，那是由于以太学说没有建立以太的精确数理模型，无法区分以太与分子构成流体的性质之间的根本区别。推论：物体与原质流体相对惯性运动时，不可能通过力学方法测量原质流体的速度。证明：因为物体与原质流体相对惯性运动时，无论速度大小，物体受到
8、的合外力、静压力及浮力均恒为零，速度的定义本身具有相对性，原质流体的均匀流过物体与物体在原质流体中惯性运动是等效的，无论哪种情况均不产生力学效应，所以不可能通过力学方法测量原质流体的速度。释义：在分子流体中，物体受到各种各样的作用力，这些力对于原质流体这样特殊的流体是不存在的，不仅物体与原质流体相对惯性运动时速度不能通过动力学方法测量，通过电磁学方法或者光学方法也不能够测量原质流体的速度，因为电磁学也是流体动力学（详见第五章“电磁现象的动力学实质” ）。力就是物质运动时发生相互作用的强度，因此，物理学的所有课题都是研究物质运动时发生的相互作用，最终都要归结于力学，力学方法根本办不到的事情，物理
9、学的其他方法也办不到。4.4 物体在原质流体流场中运动的伴流物体在流体中运动时，物体附近流体受到物体运动的影响而产生一种追随物体运动的流动现象称为伴流。伴流由摩擦伴流、势伴流和兴波伴流三部分组成，其中摩擦伴流是伴流的主要成分。定理：物体在原质流体流场中做惯性运动的伴流只存在势伴流。证明：因为伴流是由摩擦伴流、势伴流和兴波伴流三个部分组成的，摩擦伴流是流体的粘性引起的，势伴流是物体的体积排流引起的，兴波只存在于流体的自由液面。原质流体没有粘性，不存在摩擦伴流；原质流体没有自由液面，不存在表面波，不存在兴波伴流，所以物体在原质流体流场中做惯性运动的伴流只存在势伴流。释义：物体在原质流体流场中运动时
10、，尽管原质流体的密度极大，但是由于物体被原质流体渗透后，剩下的有效排流体积很小，比物体压缩到核密度时的体积还小，体积排流引起的伴流强度比想象的要小得多，并且有：定理：物体在原质流体流场中做惯性运动时的势伴流强度与物体的质量成正比，而与物体的体积无关。证明：根据原质的渗透性质，物体在原质流体流场中做惯性运动时的体积不是有效排流体积，所以势伴流强度与物体的体积无关。根据原质公设，物体内部间隙被完全排除后的有效体积内的物质密度与原质流体密度相同（均为极大值），所以物体的有效排流体积与其质量成正比，而物体的势伴流强度与其有效排流体积成正比，因此物体势伴流的强度与物体的质量成正比。释义：原质、原质流体和
11、原质流体流场均与分子构成的气体、液体及其流场具有许多不同的性质，在分子流体中存在的性质未必在原质流体中存在；在原质流体中存在的性质，在分子流体中也未必存在，因此在将原质流体与分子构成的气体、液体进行类比推理时，不能忽略原质流体的特殊性，一定要看二者是否具备相同的物理条件，不能只凭生活经验去做判断，原质论需要严密的、理性的逻辑思维。空气水平流动形成的风与“以太风”、“原质风”不能简单地类比，从以上分析看出，原质流体不会被物体拖动，“原质风”（既均匀流动的原质流体流场）也不可能被观测到。4.5 物体在原质流体流场中的非惯性运动物体在原质流体流场中的非惯性运动，涉及很复杂的数学问题，笔者缺乏深入研究，笔者所著原质论仅仅解决原质论的基础问题。物体在原质流体流场中的非惯性运动正是原质论发展的重要课题，原质流体的流体动力学发展前景广阔，是研究微观粒子的产生与湮灭的有效途径，流体动力学不久会上升为物理学的前沿学科。（待续） 5
