万有引力与能量

1、量子三维常数理论 万有引力与能量胡良 摘要：从万有引力公式形成的过程来看，万有引力是观测太阳系内的行星公转规律的经验公式（开普勒三大定律）。然后，牛顿提出了（并没有实际论证）万有引力定律，并将万有引力定律视为基本定律（在所有条件下，都成立）。可现实情况是，在宇宙尺度上，万有引力定律出现了问题。关键词：万有引力，能量0引言从万有引力公式形成的过程来看，万有引力是观测太阳系内的行星公转规律的经验公式（开普勒三大定律）。然后，牛顿提出了（并没有实际论证）万有引力定律，并将万有引力定律视为基本定律（在所有条件下，都成立）。可现实情况是，在宇宙尺度上，万有引力定律出现了问题。当然，万有引力定律具有里程碑

2、式的意义；可随着科学的不断发展，其局限性也不断地凸显出来。总之，从已有的大量观测数据来看，万有引力定律（引力模型）成立的边界条件是，一个大质量物体及一个小质量物体之间的联系。这意味着，万有引力定律需要拓展。光子的能量(E)是普朗克常量与电磁辐射频率的乘积，E=h*f，光子在真空中以光速（C）运行，其自旋为1，是玻色子。光子的能量(E)与电磁辐射频率(f)成正比。宇宙中，物质总是保持运动的，而能量是物质运动转换的量度。能量表征了物理系统做功的本领。哈密顿量是所有粒子的动能之总和，再加上与系统相关的粒子的势能。电子（轻子类）是一种带有负电的基本粒子；电子带有1/2自旋，是一种费米子。根据量子三维常

3、数理论，由于电子具有内禀自旋，因此，电子的速度（信号速度）小于真空中的速度（最大的信号速度）。为了表达旋转体系的运动，需要在运动方程中引入一个假想的力（科里奥利力）。进行直线运动的质点（在旋转体系中），具有沿着原有运动方向继续运动的趋势（惯性）；但由于体系自身是旋转的，因此，经历一段时间的运动之后，体系中质点的位置将会相应的变化；而对于它原有的运动趋势的方向来说，如果以旋转体系的视角去观测，将会发生一定程度的偏离。氢原子（最简单的原子）由一个质子及一个电子构成。可通过外界提供能量，可使氢原子内的电子跃迁（电子吸收光子）至更高能级；而该电子辐射光子，可使电子回到低能级。玻尔模型认为电子在一些特定

4、的可能轨道上绕核作圆周运动，离核越远能量越高；轨道由电子的角动量是 h/2的整数倍决定。当电子在轨道上运动时，原子不发射（也不吸收）能量。当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时原子才发射（或吸收）能量，辐射的光子频率与能量之间关系可由 ,E=h*f,给出。焓（热力学物理量）是表达物质热力学性质的一个参数，其大小等于体系里面所含的内能加上压力与体积的乘积（单位是焦耳）。哈密顿量（H），是一个表达系统总能量的算符。从经典力学的角度来看，哈密顿量（H）可表述为系统的能量（内能）及势能（相对于参考系）之和。哈密顿量是系统的能量算符， 薛定谔方程的表达形式体现为哈密顿量本征函数的形式。光子的电场（E）与光子

5、的磁场(B)相互垂直，并且两者都与电磁波（光子）的传播方向(k)电磁场（光子）方向可表达为：电场方向(+x),磁场方向(+y)，电磁波（光子）传播方向（+z）。值得注意的是，讨论光子振动属性时，主要考虑电矢量（E）；因为，光子（电磁波）对物质的磁场作用比电场作用弱很多。横波及纵波是波的两种类型。横波是指质点（荷）的振动方向与波的传播方向保持垂直的波。纵波是指质点（荷）的振动方向与波的传播方向保持平行的波。简谐振动的质点（荷）的运动速度，时时刻刻都是变化的。可表达为：x=A,t,t=(t则振动的速度(V)V=则振动的加速度()=洛伦兹变换是相对论中两个作相对匀速运动的 HYPERLINK /it

6、em/%E6%83%AF%E6%80%A7%E5%8F%82%E8%80%83%E7%B3%BB/9831220?fromModule=lemma_inlink t /item/%E6%B4%9B%E4%BC%A6%E5%85%B9%E5%8F%98%E6%8D%A2/_blank 惯性参考系（S和S）之间的 HYPERLINK /item/%E5%9D%90%E6%A0%87%E5%8F%98%E6%8D%A2/5261943?fromModule=lemma_inlink t /item/%E6%B4%9B%E4%BC%A6%E5%85%B9%E5%8F%98%E6%8D%A2/_blan

7、k 坐标变换。也就是说， HYPERLINK /item/%E8%A7%82%E6%B5%8B%E8%80%85/9990600?fromModule=lemma_inlink t /item/%E6%B4%9B%E4%BC%A6%E5%85%B9%E5%8F%98%E6%8D%A2/_blank 观测者在不同 HYPERLINK /item/%E6%83%AF%E6%80%A7%E5%8F%82%E8%80%83%E7%B3%BB/9831220?fromModule=lemma_inlink t /item/%E6%B4%9B%E4%BC%A6%E5%85%B9%E5%8F%98%E6%8

8、D%A2/_blank 惯性参考系之间对 HYPERLINK /item/%E7%89%A9%E7%90%86%E9%87%8F/9984692?fromModule=lemma_inlink t /item/%E6%B4%9B%E4%BC%A6%E5%85%B9%E5%8F%98%E6%8D%A2/_blank 物理量进行 HYPERLINK /item/%E6%B5%8B%E9%87%8F/398072?fromModule=lemma_inlink t /item/%E6%B4%9B%E4%BC%A6%E5%85%B9%E5%8F%98%E6%8D%A2/_blank 测量时所进行的转换

9、关系。洛伦兹变换是狭义相对论中的基本 HYPERLINK /item/%E6%96%B9%E7%A8%8B%E7%BB%84?fromModule=lemma_inlink t /item/%E6%B4%9B%E4%BC%A6%E5%85%B9%E5%8F%98%E6%8D%A2/_blank 方程组。孤立量子体系内禀的能量（内能）守恒，与参考系无关；能量守恒定律是指孤立量子体系的内能守恒。孤立量子体系的信号速度（内禀属性）与参考系无关。与参考系无关的物理量具有信号速度。孤立量子体系的内禀属性体现为洛伦兹变换。孤立量子体系的哈密顿量与参考系有关。孤立量子体系的相对速度与参考系有关。与参考系有关

10、的物理量具有超距性（纠缠）。孤立量子体系相对于参考系的属性体现为伽利略变换。物质是由荷及相应的场组成的；这意味着，参考系一定含有空间荷。物质的表达式，L其中，L而，L，T，这意味着，物质是由荷及相应的场组成的。孤立量子体系（物质）一定含有空间荷；这也是孤立量子体系（物质）具有内禀信号速度的原因。宇宙中，物质总是保持运动的，而能量是物质运动转换的量度。能量表征了物理系统做功的本领。哈密顿量是所有粒子的动能之总和，再加上与系统相关的粒子的势能。 对于不同的情况（或数量）的粒子，哈密顿量是不相同的。因为哈密顿量包括粒子的动能之和以及对应于这种情况的势能函数。能量（内禀属性）与哈密顿量（与参考系有关）

11、具有不同的属性。宇宙中，有正电荷及负电荷，带同种电荷的物体相互排斥，带异种电荷的物体相互吸引。电子带有负电荷，质子带有正电荷。电荷是守恒量（守恒荷），荷的空间分布密度就是荷密度（）。对荷密度（）进行全空间积分就可得到系统总的荷量(Q)。通常，空间中的荷是一直在空间流动的，因此，这些荷就形成了电流（J）。假如，系统具有某种对称性，根据诺特定理，可推导出守恒荷方程:t其中，荷密度，量纲，t， 时间，量纲，Q，总电荷量，量纲，S，导线面积，量纲，J，电流，量纲，L(1)T(-1)f；当观察者与声源相互远离时,设声源(S)及观察者(L)分别以速度Vs及 VL在静止的介质中沿同一直线同向运动时，声源发出

12、声波在介质中的传播速度为V，并且，Vs当声源不动时，声源发射频率为f，波长为的声波，则观察者接收到的声波的频率(f/)f/显然，当观察者和波源都不动时，VS=0, 而，当观察者不动，声源接近观察者时，观察者接收到的频率为;f/ 此时，观察者接收到的声波的频率(f/)大于原来的频率值得一提的是，对于光波的多普勒效应，光子（电磁波）的多普勒效应计算公式分为以下三种：第一种类，纵向多普勒效应（波源的速度与波源与接收器的连线共线）：f/其中，V，为波源与接收器的相对速度。当波源与观察者接近时，V，取正，体现为蓝移；当，V，取负，体现为红移。第二种类，横向多普勒效应（波源的速度与波源与接收器的连线垂直）

13、：f第三种类，通用的多普勒效应（多普勒效应的一般情况）f/其中,=V/,接收器与波源的连线到速度方向的夹角。显然，纵向与横向多普勒效应分别为取0或/2时的特殊情况。相对论的基本假设是相对性原理（物理定律与参照系的选择无关）。相对论颠提出了时间及空间的相对性。L=相对长度，L,L0V，运动的速度，t=其中，t，t等价于，光子的横向多普勒效应（波源的速度与波源与接收器的连线垂直）。这说明，狭义相对论就是光子的横向多普勒效应。This shows that the special theory of relativity is the transverse Doppler effect of pho

14、tons.利用纤维丛理论及连络几何学，可给出统一电磁场及相互作用场的规范场论的一个几何模型。在拓扑学中，一个纤维丛是一个局部类似于两个空间的直积的空间，而整体具有不同的结构。纤维丛理论可很好的表达规范场论；具体来说，可通过多个不同局域截面映射及交域内不同局域截面映射之间的转换关系，自然地在底流形给出规范势变换。此外，规范势及规范场强也可依据纤维丛来定义。从另一个角度来看，纤维丛也能体现量子化（场的量子化）的本质。纤维丛的内涵是，在一个拓扑空间（B）的任何一个点都长出来另一个拓扑空间（F）所得到的一个空间。每一个点，xB，上的F就称为一根纤维，纤维所在的B就称为底空间；而整个结构(B,F)就是一

15、个纤维丛。简单来说，E就是底空间（ B）上每个点都长出一个F的丛空间。纤维丛体现了乘积空间与纤维被粘在一起构成一个整体。例如1，对于光子来说，对于光子来说，可表达为：Vp=(=m=m=E其中，Vp，光子的空间荷（普朗克空间）相当于纤维丛的底空间（ BC3，光子的能量-动量张量（场属性）相当于纤维丛的纤维（FVp*C3，相当于例如2，对于电子来说，对于一个电子来说，可表达为：(-V(-V其中，(-Vp*fp(C2*p)(-Vp*fp)*对于一个内禀自旋的电子来说，内禀自旋的电子是由磁荷与相应的磁场组成；因此，磁通量是一个绝对的量，磁场强度是一个相对的量。(-V(-V其中，(-Vp*fpC*p2(

16、-Vp*fp)*经典物理学的逻辑，解读孤立量子体系（物体）相对于参考系的属性；孤立量子体系（物体）与参考系通过相应的场联系在一起（超距）；体现为伽利略变换。相对论的逻辑，解读孤立量子体系（物体）的内禀属性；孤立量子体系（物体）与参考系通过信号速度（最大的信号速度是光速）联系在一起。值得注意的是，信号速度与参考系无关；体现为洛伦兹变换，也体现为闵氏空间的本质。麦克斯韦方程，解读孤立量子体系（基本粒子）的内禀属性，统一解释电现象及磁现象。标准模型是表达基本粒子的模型，解读基本粒子（最小的孤立量子体系）的内禀属性。根据量子三维常数理论，自然界的基本单元（例如，光子，电子，质子及中子等）都含有空间荷（

17、普朗克空间）。空间荷的不同振动及运动就产生出了各种不同类型的基本粒子。换句话说，空间荷（普朗克空间）与相应的场构成基本粒子。光子是组成所有物质的最基本单元，光子通过相互碰撞形成了其它基本粒子（电子，质子及中子等），再由基本粒子（光子，电子，质子及中子等）构成原子及分子等。基本粒子一定包含有空间荷（普朗克空间），这意味着，基本粒子一定占据有独有的空间（该空间具有排它性，具有钢性）。空间荷（普朗克空间）具有一定的振荡模式（振动频率与波长具有内在的联系）。According to the quantum three-dimensional constant theory, the basic uni

18、ts of nature (for example, photons, electrons, protons and neutrons, etc.) all contain space charges (Planck space). Different vibrations and motions of space charges produce various types of elementary particles. In other words, the space charge (Planck space) and the corresponding field constitute

19、 elementary particles.Photons are the most basic unit of all matter. Photons collide with each other to form other elementary particles (electrons, protons, neutrons, etc.), and then elementary particles (photons, electrons, protons, neutrons, etc.) form atoms and molecules.Elementary particles must

20、 contain a space charge (Planck space), which means that elementary particles must occupy a unique space (this space is exclusive and rigid). The space charge (Planck space) has a certain oscillation mode (vibration frequency is intrinsically linked to wavelength).空间荷（普朗克空间）与相应的场构成基本粒子。空间荷（普朗克空间）体现了

21、信号速度的内涵；基本粒子通过相应的场与其它基本粒子联系起来，体现基本粒子相互之间的纠缠（超距）。基本粒子类型的区别体现为空间荷（普朗克空间）振动的方式及频率的差异 。从另一个角度来看，所有的基本粒子都是由空间荷（普朗克空间）的不停抖动所构成；而各种基本粒子相互之间的差异，是空间荷（普朗克空间）抖动方式及形态的不同而已。基本粒子具有十一个自由度，体现了卡拉比-丘空间的本质。The space charge (Planck space) and the corresponding field constitute elementary particles. Space charge (Planck

22、 space) embodies the connotation of signal speed; elementary particles are connected with other elementary particles through corresponding fields, which embodies the entanglement (extra-distance) between elementary particles. The difference between the basic particle types is reflected in the differ

23、ence in the way and frequency of the vibration of the space charge (Planck space).From another point of view, all elementary particles are composed of the constant jitter of space charge (Planck space); and the difference between various elementary particles is the jitter of space charge (Planck spa

24、ce) The way and form are different. Elementary particles have eleven degrees of freedom and embody the essence of Calabi-Yau space.物理学实现的突破取决于更深层次的洞察力。例如，大家都从某个方向思考问题，而你却换一个方向思考问题；不同的思路就可能发现新的事实。宇宙引导我们走向真理，真理支配着我们看到一切。量子三维常数理论是闪耀的灯塔，照亮了整个物理学架构。Breakthroughs in physics depend on deeper insights. For

25、example, everyone thinks in one direction, but you think in a different direction; different lines of thought may uncover new facts. The universe leads us to the truth, and the truth governs everything we see. The theory of quantum three-dimensional constants is a shining beacon that illuminates the

26、 entire structure of physics.物理学实验中，通常观测电子，就让光子与电子相互作用，相应的该观测也会影响电子的运动路径。诺特定理表达了连续对称性与守恒定理的对应；诺特定理对于所有基于作用量原理的物理定律都是成立的。对于力学体系的每一个连续的对称变换（对称变换是指力学体系在某种变换下保持不变），都具有一个守恒量与之相对应。例如，如果物理定律不随着时间而改变，体现了关于时间的某种对称性。原子具有核式结构，天体（由原子构成的物质形成天体）依照核式结构排列形成新的核式结构（例如，太阳系）；而众多的核式结构（例如，太阳系）则形成更大的体系（例如，银河系）仍然是核式结构。依此循环

27、。核式结构体系都具有能量，可处于不同的能量状态（能级）；核式结构体现了物质运动具有波粒二象性。假设，有一个由N个白球及N个黑球组成的一个体系（2N个球组成的体系）。第一种情况，如果从该体系中，随机提取2M个球，请问，出现白球的概率是多少。Suppose, there is a system composed of N white balls and N black balls (a system composed of 2N balls).In the first case, if 2M balls are randomly selected from the system, what is

28、the probability of white balls appearing?第二种情况，如果从该体系中，随机提取2M个球；而N趋于无穷大，M也趋于无穷大；请问出现白球的概率是多少。从物理学的角度来看，在这种情况下，出现白球的概率并不一定是趋于二分之一（50%）；而是趋于任何一个概率。这就是宇宙具有核式结构的原因。In the second case, if 2M balls are randomly selected from the system; while N tends to infinity, M also tends to infinity; what is the prob

29、ability of white balls appearing. From a physics point of view, the probability of a white ball in this case does not necessarily tend to be one-half (50%); it tends to either probability. This is why the universe has a nuclear structure.物理学是研究宇宙中，物质存在的形式，性质，运动，转化及内部结构等逻辑，寻找一切物理现象的客观规律，最终统一理解一切物理现象。

30、物理学的各学科是依据物质的不同存在方式及不同运动形式来划分的。物理学各学科之间是相互联系的。物理学各学科构成为一个统一整体。薛定谔方程(薛定谔波动方程)是量子力学中的基本方程（量子力学的基本假定）。薛定谔方程（二阶偏微分方程）将物质波概念与波动方程波相结合建立起来的方程，可表达微观粒子的运动（每个微观系统都具有一个相应的薛定谔方程式），通过解薛定谔方程可得到波函数波的具体表达形式以及相对应的能量，从而解读微观系统的性质。万有引力定律（引力模型）是解释物体相互之间作用的引力的定律。该定律指出，任意两个质点之间，通过连心线方向上的力相互吸引。万有引力的的大小与它们两个的质量乘积成正比，并与该两个质

31、点之间距离的平方成反比。宇宙天体的质量是一个重要的物理学量，当小质量天体遇到大质量天体的时，就只能处于从属地位。卫星的质量小于行星，因此，卫星围绕行星运行；行星的质量小于恒星，因此，行星围绕恒星运行。显然，当小质量天体遇到大质量天体的时，就会被其引力捕获为其附属天体1。但是，对于星系的运动来说，根据引力模型计算的结果误差太大；物理学家认为，宇宙中一定还有暗物质（暗物质与光不相互作用，所以看不到）。物理学家引入暗物质就是为了微调某些参数来确保观测结果与理论相符合。该理论模型需要假设大量暗物质的存在，宇宙中暗能量占68%，暗物质占27%，而可见的各种天体（行星，恒星及星系等）仅只占5%。可是，到目

32、前为止，对暗能量探测仍然一无所获。根据狄拉克的大数假说，万有引力常数与宇宙的年龄成反比；从量纲分析的角度来看，万有引力常数可能是某些变量的函数。英国科学家借助超级计算机对星系进行的模拟表明，一种新的引力模型（所谓的变色龙理论）也可解释星系的形成。该理论被称为变色龙理论，是因为它依据环境改变行为。物理学实际上是一系列科学假说形成的理论体系；在体系发展演变过程中，将会不断出现新的假说理论，对原有系统起到增补及修正等。从万有引力公式形成的过程来看，万有引力是观测太阳系内的行星公转规律的经验公式（开普勒三大定律）。然后，牛顿提出了万有引力定律，并将万有引力定律视为基本定律（在所有条件下，都成立）。可现

33、实情况是，在宇宙尺度上，万有引力定律出现了问题。总之，从已有的大量观测数据来看，万有引力定律（引力模型）成立的边界条件是，一个大质量物体及一个小质量物体之间的联系。这意味着，万有引力定律需要拓展。洛伦兹变换就是观测者（在不同惯性参考系）对物理量进行测量时所进行的转换表达式。换句话说，洛伦兹变换就是关于不同惯性系之间，物理事件时空（狭义相对论）坐标变换的基本表达式。根据量子三维常数理论，对于一个孤立量子体系来说，该孤立量子体系满足洛伦兹变换等价于该孤立量子体系能量守恒；换句话说，该孤立量子体系能量守恒等价于该孤立量子体系满足洛伦兹变换。量纲是指物理量的基本属性；物理量可为基本量及导出量。基本量是

34、具有独立量纲的物理学量，而导出量是指其量纲可表示为基本量量纲组合的物理量（一切导出量均可从基本量中导出），由此建立整个物理量之间函数关系（量制）。以给定量制中基本量量纲的幂的乘积可表达某量量纲的表达式（量纲式或量纲积）。国际单位制（简称SI），选定了由7个基本量构成的量制，导出量均可用这7个基本量导出。7个基本量的量纲分别是，长度（L）、质量（m）、时间（t)、电流强度（I）、温度（）、物质的（n）及光强度（J）表达。此外，还有无量纲量（例如精细结构常数等）。而量子三维常数理论只需要二个基本量纲，波长，量纲，L(1)T(0)；频率，量纲，L(0)T(-1)。1质点系的内涵1.1质点系将物体视作

35、是一个具有质量，但是大小及形状可忽略不计的理想物体，就称为质点；质点是具有质量但不存在体积与形状的点。两个（或两个）以上相互具有联系的的质点组成的力学系统就称为质点系（质点组）。而，质心是多质点系统的质量中心；若对该质心施加力，质点系统将会沿着力的方向运动（不会旋转）。质点位置对质量加权取平均值，就可得质心位置。换句话说，质点系的质量中心是指物质系统上被认为质量集中在此的质心（一个假想点）。该质点的质量等价于质点系的总质量（表征质点系的质量分布）；而该质点上的作用力则等于作用于质点系上的所有外力平行地移到这一点上；质点系的质心运动跟一个位于质心的质点的运动方式相同。显然，假如，用，m1,m2用

36、,r1,r2,.,用,rc,用,M则有,rc=mi从另一个角度来看，则有，xc=mi ximi = mi更进一步来说，用,V1,V2,.,用,Vc,则有， Vc=m用，1，2，.,i,.用,c,则有，c=m这意味着，d2 r其中，Fi1.2质点系的质心对于两个物体（质点）共同构成一个质点系来说；因此，该质点系一定存在一个质心（O），而质心（O该质点系的质心（O）在两个物体的连心线（直线）上；但是，该质点系的质心（O）并不一定正好在连心线（直线）的正中间；类似于，对于杠杆平衡来说，杠杆的支点（第一个物体相对于该质点系的质心（O）的离心力(F1F1其中，F1，第一个物体相对于该质点系的质心（Om1

37、r1，第一个物体到达该质点系的质心（O，第一个物体到达相对于该质点系的质心（O第二个物体相对于该质点系的质心（O）的离心力(F2F2其中，F2，第二个物体相对于该质点系的质心（Om2r2，第二个物体到达该质点系的质心（O，第二个物体到达相对于该质点系的质心（O显然，F1=m或，m1值得一提的是，从该两个物体辐射相同频率的光子到达该质点系的质心（O），则该质点系的质心（O2经典万有引力定律表达式从经典万有引力定律来看，对于一个物体（AN）与另一个物体（A 两个物体之间的万有引力（F）来说，可表达为：F=Gm1其中，F，万有引力，量纲，*L(1)T(-2);G，万有引力常数，量纲，；m1，第一个物

38、体的质量（质量荷），量纲，m2，第二个物体的质量（质量荷），量纲，L ，该两个物体之间距离，量纲，L(1)T(0)L(1)T(-2)L(1)T(-2)根据经典万有引力定律，两个物体之间的万有引力（F）也可表达为：F=G=（4G值得一提的是，SL=4r1(2)+4r其中，F，经典万有引力；L r1,第一个物体到该质点系的质心（Or2,第二个物体到该质点系的质心（OSL，球面的面积（半径是LSr1，球面的面积（半径是Sr2，球面的面积（半径是3万有引力定律的拓展在万有引力作用下，由于月球的质量远小于地球，所以，月球围绕着地球旋转；由于地球的质量远小于太阳，所以，地球围绕着太阳旋转；由于太阳的质量远

39、小于银河中心，所以，太阳围绕着银河中心旋转。这意味着，宇宙中的天体之间的运动总是围绕一个共同的质心进行运动。由于，质量大的物体与共同质心的距离总是更近；因此，质量大的物体总是处于质心系的中心。由于整个宇宙都在不停地旋转当中，因此，宇宙具有核式结构。假设，月球与地球的质量大小完全相同，则月球与地球将相互绕行。假设，月球比地球的质量大很多（月球就类似于太阳），则地球将围绕月球运行。观测结果表明，经典万有引力定律成立的条件是，质量较小的物体围绕质量较大的物体运行。值得一提的是， 对于一个铁球与地球来说，地球对铁球有万有引力；铁球对地球也有万有引力，铁球对地球的万有引力，将使得地球向铁球运动；这意味着

40、，大的铁球将比小的铁球更快落地。万有引力定律有必要进行拓展，根据质点系的质心（O）内涵两个物体之间拓展的万有引力（F/）应该表达F/=其中，F/fnm,万有引力耦合系数，量纲，r1,第一个物体到该质点系的质心（Or2,第二个物体到该质点系的质心（OSr1，球面的面积（半径是Sr2，球面的面积（半径是第一种情况，质量较小的物体围绕质量较大的物体运行；此时，r2r1显然， r拓展的万有引力（F/F/=fnm=fnmm1m28L假设，G这意味着，质量较小的物体围绕质量较大的物体运行时，经典万有引力定律成立。换句话说，质量较小的物体围绕质量较大的物体运行时，拓展的万有引力（F/）约等于经典万有引力（F

41、第二种情况，两个具有完全相同质量的物体相互绕行时，则有，r1=显然， r 或,2r1(在这种情况下，拓展的万有引力（F/F/= fnmm这意味着，两个具有完全相同质量的物体相互绕行时，拓展的万有引力（F/）是经典万有引力（F值得一提的是，库仑定律，就类似于这种情况；这也是库仑力大于经典万有引力的原因。总之，拓展的万有引力（F/）总是大于经典万有引力（F），即，F4库仑力定律对于一个正电荷及一个负电荷之间的库仑力来说，可表达为：Fe=140q1其中，Fefp,0q1r1,第一个电荷到该质点系的质心（Or2,第二个电荷到该质点系的质心（OL 5广义万有引力两个物体之间的广义万有引力（FnmFnm=

42、（f=（=（f=3=m=12从另一个角度来看，Fnm*4r1(2值得一提的是，fnm=3其中，fnp=fmp=fnm=fFnmm1m2Sr1，球面的面积（半径是Sr2，球面的面积（半径是fnp=1fmp=2r1,第一个孤立量子体系（物体）到该质点系的质心（Or2,第二个孤立量子体系（物体）到该质点系的质心（Ofnm这意味着，物体的耦合质量密度越大，物体之间的万有引力耦合系数（fnm这意味着，万有引力常数（G）可能并不是物理学常数。例如1，质量较小的物体围绕质量较大的物体运行；此时，r2r显然，r则有，Fnm=（f=（fnp=（fnp=332例如2，两个具有完全相同质量的物体相互绕行时；则有，F

43、nm=（f=（f=34=316值得注意的是，耦合质量密度与质量密度是有区别的。例如，如果一个瓶子内装满水，则对于瓶内的水来说，瓶内水的耦合质量密度等于水的质量密度。如果一个瓶子内只装满一半水，则对于瓶内的水来说，瓶内水的耦合质量密度等于水的质量密度的一半。因为，瓶子内的空间保持不变，但瓶子内的水量少了一半。同样的道理，如果一个瓶子内装的水量是固定的，但瓶子的空间增大一倍；则大瓶子内，耦合质量密度是水的质量密度的一半。这意味着，物质的质量保持守恒；而，耦合质量密度与空间的大小有关。6广义万有引力验证实验根据广义万有引力理论，万有引力与两个物体的质量大小有关；万有引力与两个物体的质量密度有关；万有

44、引力与两个物体的质量之比有关；万有引力与两个物体到质点系的质心（O）的距离有关。第一类验证实验，质量密度的影响；在相同的观测设备及相同的背景空间条件之下，测量万有引力常数。如果两个物体具有相同的质量，则该两个物体的质量密度越大，测得的万有引力常数越大。这意味着，万有引力常数与质量密度有关。例如，由于中子星的质量密度极高，导致中子星与中子星之间的万有引力极大；因此，中子星与中子星之间的碰撞将产生明显的引力波。而普通恒星与恒星之间的合并，只能产生极弱的引力波。第二类验证实验，两个物体的质量差距（质量比）的影响；在相同的观测设备及相同的背景空间条件之下，测量万有引力常数。如果两个物体具有相同的质量密

45、度，则两个物体的质量差距（质量比）越大，测得的万有引力常数越小。换句话说，万有引力常数与两个物体的质量比（m1m总之，经典的万有引力定律是广义万有引力定律在一定边界条件下的特例；库仑定律也是广义万有引力定律在一定边界条件下的特例。7拉格朗日量的本质7.1拉格朗日量与哈密顿量对于由N个基本粒子组成的孤立量子体系，相对于该孤立量子体系的质心（O）来说，可表达为：Vn=mnp*显然，Enp=L+UO，或，其中，Vn，该孤立量子体系的空间荷，量纲，Vn，该孤立量子体系的一维信号速度（内禀属性），量纲，n量纲，*L(2)T(-2);Sn量纲，*L(2)T(-2);fnp np，该孤立量子体系的宏观普朗克

46、波长（内禀属性），量纲，Enp，该孤立量子体系的能量（相对于该孤立量子体系质心），该孤立量子体系的内能（从热力学角度来看），量纲，L，该孤立量子体系的拉格朗日量（相对于该孤立量子体系质心），体现了该孤立量子体系的动能属性，量纲，*L(2)T(-2);UO量纲，*L(1)T(-2)L(1)T(0)L(3)T(0)值得一提的是，对于由N个基本粒子组成的孤立量子体系，相对于另一个孤立量子体系（参考系）来说，可表达为：H=其中，H 量纲，*L(2)T(-2);Enp，该孤立量子体系的能量（相对于该孤立量子体系质心），该孤立量子体系的内能（从热力学角度来看），量纲，Ubr，该孤立量子体系相对于另量纲，*

47、L(1)T(-2)L(1)T(0)L(2)T(-3)L(3)T(0)7.2作用量与最小作用量该孤立量子体系的作用量（S S=其中，S，孤立量子体系的作用量，量纲，*L(2)T(-2)L(1)T(0)L(1)T(-1)L(0)T(1)。值得注意的是，取极值时，该孤立量子体系的作用量（S）就是最小作用量（Sn此外，作用量也可表达为：S=其中，S，孤立量子体系的作用量，量纲，*L(2)T(-2);q0，广义坐标（初始时刻），相对于该孤立量子体系的质心（O），量纲，q1，广义坐标（终止时刻），相对于该孤立量子体系的质心（O），量纲，P，广义动量，相对于该孤立量子体系的质心（O），量纲，*L(1)T(-

48、1)。这意味着，给定两点间（位形空间）的所有能量相同的轨迹中，实际轨迹的作用量取极小值（Sn7.3达朗贝尔原理由于，约束力不做功（虚功原理）；质点被约束在一条轨道（或一个曲面上）时，约束力总是与该轨道（或曲面）相互垂直，因此，从不做功。这意味着，主动力及惯性力在系统任何虚位移下，其所做的功之和等于零。达朗贝尔原理i(Fi,力，量纲，mi,质量，量纲，xi,加速度，量纲，dxi,微小位移（虚位移），量纲，总之，费马原理（最短光程原理）及最速降线问题导致了分析力学的发展。拉格朗日方程的逻辑是微分变分原理；哈密顿原理的逻辑是积分变分原理；最小作用量原理体现了力学的第一性原理。而量子三维常数理论（真正

49、的大统一理论）是底层逻辑。In conclusion, Fermats principle (the principle of the shortest optical path) and the problem of the line of steepest descent led to the development of analytical mechanics. The logic of Lagrangian equation is the differential-variational principle; the logic of Hamiltons principle is t

50、he integral-variational principle; the principle of least action reflects the first principle of mechanics. And the quantum three-dimensional constant theory (the true grand unified theory) is the underlying logic.8库仑的内涵库仑（Coulomb)是表达电荷量的单位（库），其定义是:若导线中载有1安培的稳定电流，则在1秒时间内通过导线横截面的电量为1库仑。库仑表达电荷量，量纲，或，。

51、将1安培定义为：1s内通过导体某一横截面的(1/1.602176634)10个电子电荷所对应的电流。电流，安培，量纲，。而库仑就是通过安培单位导出来的，1安培的电流一秒内通过的导线横截面的电量即为1库仑。可表达为：Q=其中，Q ，电荷量(库仑)，量纲，。或，；E，电通量，量纲，L(3)T(-2)L(0)T(1)。9洛伦兹变换与能量守恒洛伦兹变换就是观测者（在不同惯性参考系）对物理量进行测量时所进行的转换表达式。换句话说，洛伦兹变换就是关于不同惯性系之间，物理事件时空（狭义相对论）坐标变换的基本表达式。根据量子三维常数理论，对于一个孤立量子体系来说，该孤立量子体系满足洛伦兹变换等价于该孤立量子体

52、系能量守恒；换句话说，该孤立量子体系能量守恒等价于该孤立量子体系满足洛伦兹变换。对于一个由N个基本粒子构成的孤立量子体系来说，该孤立量子体系的能量可表达为：E=(Vn*fnp=mnp10自由落体实验10.1亚里士多德的观点亚里士多德认为，物体从高空落下的快慢与物体的重量成正比，重者下落快，轻者下落慢。10.2伽利略观点伽利略认为，假如一块大石头以某种速度下降，依据亚里士多德的观点，一块小石头将会以相应慢一些的速度下降。假如，将这两块石头捆住在一起，则新石头重量等于两块石头重量之和； 新石头将以何种速度下降呢。伽利略认为，如果仍按亚里士多德的论断，势必得出截然相反的两个结论。一方面，由于大石头加

53、上了一块以较慢速度下降的石头，将会使第一块大石头下降的速度减缓;因此，新石头的下降速度应该小于第一块大石头的下降速度。另一方面，由于将两块石头捆住在一起，新石头的重量将大于第一块大石头；因此，新石头的下降速度又应该大于第一块大石头的下降速度。伽利略认为，这两个互相矛盾的结论不可能同时成立，可见亚里士多德的论断是不合逻辑的。伽利略进一步假定，物体下降速度与物体的重量无关。如果两个物体受到的空气阻力相同（将空气阻力略去不计），则，两个重量不同的物体将以相同的速度下落，同时到达地面。 为了证明这一观点，伽利略还做了一个比萨斜塔试验。自由落体的瞬时速度的计算公式可表达为：v=gt;位移可表达为h=1/

54、2*gt2。在物理学历史上，比萨斜塔试验号称是检验真理的一个生动的例证。此外，伽利略将落体实验转化成斜面实验，从而测量路程与时间的关系，并作出所谓判决性的实验结论。10.3量子三维常数理论的观点量子三维常数理论认为，假如一块大石头以某种速度下降；则在相同的边界条件之下，一块小石头将会以相应慢一些的速度下降。假如，将这两块石头捆住在一起，则新石头重量等于两块石头重量之和； 新石头将以何种速度下降呢。量子三维常数理论认为，第一方面，在同样的边界条件下（但在不同时间），假如一块大石头以某种速度下降，则一块小石头将会以相应慢一点的速度下降。第二方面，将两块石头捆住在一起，新石头的重量将大于第一块大石头

55、；因此，新石头的下降速度大于第一块大石头的下降速度。第三方面，将两块石头同时落下，两块石头构成一个新的质点系（新石头），该质点系质心（O）下降的速度等于新石头（两块石头捆住在一起）下降的速度。第四方面，大石头加上了一块以较慢速度下降的小石头，将会使第一块大石头下降的速度减缓;这个观点是错误的。因为，大石头加上了一块以较慢速度下降的小石头已经构成了一个新石头；新的石头比大三石头的质量更大。地球对新石头的引力更大，因此，新石头下降更快。第五方面，亚里士多德认为，物体从高空落下的快慢与物体的重量成正比。根据量子三维常数理论，这个观点是错的（从定量的角度来看）；物体从高空落下的快慢主要与地球的质量有关

56、。亚里士多德认为，重者下落快，轻者下落慢。根据量子三维常数理论，这个观点是正确的。值得注意的是，只在重力作用下（不受其它任何阻力）而降落的物体就称为自由落体。例如，在地球引力作用下，由静止状态开始下落的物体。地球表面（附近的上空）可视为近似的恒定重力场；假如，不考虑大气阻力，在该区域内的自由落体运动可近似于匀速直线运动（其加速度近似等于重力加速度）。值得注意的是，地球的引力与物体到地球中心距离的平方成反比；当然，地球的质量远大于自由落体的质量，所以引力在地面附近似看作是保持不变的。这意味着，伽利略观点是近似成立的理论。也就是说，小质量的物体（例如，石头）相对于超大质量的物体（例如，地球），伽利

57、略观点才近似成立。11，物理学的自发性破缺物理学的自发对称性破缺, 首先是在凝聚态物理中提出（用于解释超导现象）。V=对于热力学系统来说，低温时系统可自发对称性破缺；可随着温度升高，系统的对称性又将恢复;引起这种变化的原因就是温度(T在粒子物理学中，引入自发对称性破缺概念（自发对称性破缺一个特殊的势能场），可解释强相互作用。一个系统的稳定点就是势能的最低点；显然，真实系统的真空一定在势能的最低点。假设系统落在在势能图的右边那个最低点；此时，将系统做一个平移变换，以势能最低点为原点，就可变换该粒子的属性（具有了质量）。在该边界条件下，由于自发的对称性破缺，可使得一个没有质量的粒子变成有一个有质量

58、的粒子。(+12相对论的含义12.1相对论变换的本质假设，有一个孤立量子体系（例如，一座山）；你观测前面的一座山（A），当你以一定速度远离这座山（A）时，你就会感觉这座山（A）变小了（尺缩效应）；而你远离这座山（A）的速度越快时，就会感觉这座山（A）变小越快（尺缩效应越明显）。相应地，当你以一定速度远离这座山（A）时，从这座山（A）传递到你的信号速度是光速（光子具有最大的信号速度）；则从这座山（A）传递到你的信号速度变慢了（钟慢效应）。值得一提的是，也可以是其它的信号速度传递信息；但该信号速度需大于你远离这座山（A）的速度。值得注意的是，山还是这座山（A），其内禀的属性保持不变（具有与参考系无

59、关的属性）；体现了洛伦兹变换，体现了协变性，体现了闵氏空间。这就是相对论的本质。12.2伽利略变换的本质伽利略变换是指，一个孤立量子体系（例如，一个铁球）相对于某一个参考系（例如，地球）的属性。这意味着，伽利略变换与参考系有关，也与该孤立量子体系的内禀属性有关。12 Implications of Relativity12.1 The nature of relativistic transformationsSuppose, there is an isolated quantum system (for example, a mountain); you observe a mountai

60、n (A) in front of you, and when you move away from the mountain (A) at a certain speed, you will feel that the mountain (A) becomes smaller (scale reduction effect); and the faster you move away from this mountain (A), you will feel that the mountain (A) is getting smaller and faster (scale reductio