论物质

时间：2024-06-22 16:10:22 物理毕业论文我要投稿

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论物质

物理学发展到今天又遇到很多矛盾和问题。笔者认为要解决这些问题
就必须重新定义物质各方面的基本属性，并在此基础上建立的物理理
论

大家都知道，我们生活的这个广大世界是由两部份组成的, 那就是客观存在
的物质和虚无的空间。物质存在于空间之中又被空间所分割，两者是相互依存
的关系。因此要了解世界就必须弄清物质的特性。物质就是世界上客观存在的
东西，它有质量和体积两大特性。质量是物质存在的象征，没有质量就没有能
量，也没有任何可观测性，所以什么也没有。同时质量也是物质存在多少的量
度。体积是物质占有空间的大小的量度。
物质在世界上的存在形式是多种多样的，有粒子、原子、分子、星体和类
星体等。人们一直认为在广阔的星际空间除了极少的星际物质外什么也不存在。
但是光谱的红移证明星际空间是充满介子的，星光必须通过介子才能到达地球。
我们假设这种“星际介子”是由无数微小的粒子组成的。由于这种粒子比中子、
核子等小得多所以可以轻易地穿过原子、分子、星球等而极少受到阻碍。因此
暂时叫这种“星际介子”为自由粒子。自由粒子不但存在于星际空间而且存在
于原子之间，核子之间。自由粒子时刻不停地做着杂乱无章的运动。
光子在穿过自由粒子时消耗了能量所以产生了光谱的红移，这是光谱红移的
主因。没有考虑到这个主因是宇宙年龄与宇宙大小产生矛盾的原因。
提到能量我们应确定一点──能量本身不是客观存在的实体。能量只是由于
物体的运动而具有的对其它物体发生作用的能力。物体的能量越大对其它物体
作用的能力越大。决定粒子能量大小的是粒子的质量和速度。其中速度包括内
部速度和外部速度。象原子这样的粒子是由比它小得多的大量粒子组成的，它
们在原子内部作平衡运动。当这种平衡被打破时原子的整体性受到破坏而放射
出大量内部粒子，而原子的内部能量也随着质量的散放而成为外能。这就是我
们所知道的原子能的来源。这也是所有能量转化所必须遵循的规律。

一、运动学
１、迈克耳逊──莫雷实验
光波是一种实在的波动，这一点由光传播时的波动性就可以看出。但光波与
我们传统波动学里的连续波不同，光波是由大量粒子组成的粒子波,是不连续
的。但是由于组成光波的粒子数量大间隔极小，因此在宏观上看来这种间隔可
以忽略光波仍是连续的。
物体宏、微观性质的不同和一切物体都有波粒二象性告诉我们，光波相对连
续的现象和其它一切波动现象一样，并没有对应于绝对连续观念的波，任何波
动的连续性都是相对于它的观测尺度而言的。我们要把这一推测提高到假设的
地位。
光波作为一种粒子在空间传播是有媒质的，它就是充满了宇宙空间的自由粒
子。象以太那种相对于太阳静止的光媒质是不存在的，这也正是迈克耳孙──
莫雷实验失败的原因。大家都知道地球绕太阳转，而太阳绕银河星系中心转，
星系又绕星系团转，至于整个可观测的宇宙的运动状态还没弄清。这样，地球
相对于光媒质的速度就无法确定。而迈克耳逊──莫雷实验中把地球相对于光
媒质的速度定为地球公转的速度是非常明显的错误。第一地球相对于光媒质的
速度的方向与地球公转的方向相同的机率很小, 因此即使地球相对于光媒质的
速度很大实验结果也可能很小。在迈克耳逊──莫雷实验中当地球相对于光媒
质的速度的方向与地球公转的速度的方向的夹角是45度时实验结果就接近于零。
第二地球相对于光媒质的速度有可能小于地球公转的速度。所以光速不是不变
而是我们没有测出来。
２、时间
光速的可变性使我们有必要重新确定一下时间，否则对运动的数学描述就没
有物理意义。在古代人们通过观察日、月运行的规律来确定年、月、日，从而
确定了更小的时间单位。换句话说，时间的意义就在于每个时间单位都代表物
质由一种运动状态变化到另一种运动状态的历史, 是不可改变的。所以时间也
是不变的。
虽然时间是由日、月运行的规律来确定的但经过人们的推广，它代表的却是
宇宙中所有物质的运动变化的历史过程。也就是说时间具有整体性。不存在某
个空间内自己的时间，也就是不存在不同空间的时间快慢了。
时间不是独立存在的，它是以物质的存在为基础的。物质的运动决定时间而时
间只是物质的运动的表现。
钟表只是测量时间的工具，它只能在一定精度内代表“时间”，不论在任何
地方“钟表”都不能代替“时间”。事物的同时性是说一个事物某种状态的存
在与另一个事物的某种状态的存在不分先后。一个事物某种状态的存在是瞬时
的唯一的。一个事物的某种状态与另一个事物的某种状态的共同存在也是瞬时
的唯一的。例如（大家知道所有恒星的质量都在不断的减少因此它们每时每刻
都是不同的）假设100亿吨的太阳和200亿吨的天狼星是共同存在的那么100亿
吨的太阳就不可能和199.999999亿吨的天狼星共同存在。因此同时性不变的唯
一的。
３、空间与运动
空间就是虚无，它本身不存在任何实质性的东西，但空间存在大小、位置。
位置是空间的固有性质，它不随物质的变化而变化。物体在空间的位置的变化
过程叫做运动。
自然界中的一切物体都在运动, 所以物体的运动是普遍的, 绝对的, 对运动
的描述也是绝对的。但是对物体之间的运动关系的描述却具有相对性。为了描
述物体之间的运动关系, 就必须选择另一个物体作为标准，这个被选做标准的
物体，叫做参照系。对同一个运动，选择不同的参照系，描述的结果一般不相
同。因此观测和描述的结果的不同并不能说明物体的运动状态发生了变化。为
了方便以后把物体之间的运动关系叫相对运动。
运动是相对运动的基础，也就是说没有运动哪来的运动关系。因此人类要了
解相对运动就得先了解运动。
物体的运动有两种基本类型：直线运动和曲线运动。要想区分这两种运动就
得先弄清什么是直线。一个物体在没有和其它物体发生作用时所经过的轨迹叫
直线。物体的轨迹是直线的运动叫直线运动。
４、对于一个物体的运动，应当从以下几个方面来描写。
（１）描写物体位置变化的大小和方向──位移
在一段时间内物体从某个位置移到另一个位置叫物体的位移。位移的大小是
两个空间位置的距离，方向从开始位置指向结束的位置。
关于位移，应当明确它具有以下两个特性：矢量性：位移是矢量，既有大小，
也有方向。绝对性：位移的大小和方向与参照系无关。因为空间的位置是固定
的，物体的运动也是绝对的，所以物体存在位置的变化的大小和方向只由物体
自身的运动来决定与参照系无关。
（２）描写物体位置变动的快慢和方向──速度
在一直线运动中任何一段位移与通过该位移所用时间的比值叫速度。
曲线运动可以看作是由无限多个无限短的直线运动组成。
关于加速度，应当明确它具有以下三个特性：矢量性、方向性、瞬时性，其
方向就是速度增量的方向。瞬时性：加速度是相对于物体自身的速度而言的与
参照系无关。
５、经典物理学对运动的描述，其实是对相对运动的描述。
在经典物理学中，物体的位置是相对位置，位移是相对位移，速度是相对速
度，加速度是相对加速度。经典物理学中运动方程，其实是相对运动方程，它
适用于所有相对运动。相对速度的合成不论在什么条件下平行四边形法则都适
用，不存在光速极限。例如，当两束光相对运动时，它们的相对速度就是两倍
于光速。相对于不同速度的物体光的相对速度是不同的，而我们之所以测不到
地球相对于光的速度是因为地球相对于光媒质的速度在不断的变化，所以，我
们测到的光速是光相对于地球的平均速度。也近似于光相对于光媒质的速度。
６、粒子的波粒二象性
经典物理认为波动是连续的、曲线运动的，而粒子运动是间断的、直线运动
的。由于一个物体的运动不可能是既连续又间断，既曲线运动又是直线运动。
因此人们认为那种既具有波动性又具有粒子性的粒子波是不存在的，而创造出
一种数学上的几率波。
其实这只是人们对波动性和粒子性的误解。因为绝对连续的波是不存在的，
粒子由于与其它物体频繁接触，也不可能长时间的作直线运动。所以，单纯的
波动和单纯的粒子运动都是不存在的。世界上所有物体都是以粒子波的形式运
动的，只是由于观察运动的尺度不同才产生了波动和机械运动之分。换句话说，
波动性和粒子性都是一种运动的性质。如光子在空间传播过程中既随光媒质做
垂直于传播方向的运动又向着传播方向运动，因此光子实际上做的是曲线运动。
(我们假设光子存在内部结构和自我推进力,它的动力有周期性变化,详见《论
光的传播》 )
下面我们用光子的粒子波理论来分析一下光的单缝衍射实验。光的单缝衍射
是光子在通过单时与单缝发生作用而引起的一种现象。由于这种缝间隔很小，
所以真正和光子发生作用的是缝边上的原子。由于光子到达单干缝时和原子的
距离不同所以原子对光子传播方向的改变也是不同的，离原子越近，光子传播
方向的改变越大。同时，一束光波是由许多光子组成的每个光子的运动状态都
不相同。所以不同的光子到达单缝时，由于运动状态和动力周期不同而受到原
子不同的作用，从而在底片上形成明暗相间的图形。
如果光源很弱，使得底片上每次只能记录到一个光子，这时底片上的光强代
表光波的一种状态发生的衍射现象。也就是说一束光波的衍射是由许多不同状
态的光子衍射所组成的。
光波只是许多种粒子波的一种所以光波的衍射原理和其它粒子波是相同的。
粒子波的衍射原理告诉我们衍射时粒子落在不同的地方，不是因为粒子运动的
不确定性，而是因为粒子发生衍射的初始条件不同。当初始条件全部确定下来，
而又为人所知的时候，人们就可以确定粒子的运动。因此，不论在宏观世界还
是在微观世界都有决定性因果关系。
粒子波的衍射理论告诉我们测不准关系是把由初始条件的不确知而导制的因
果关系的不确定, 看成了在确知全部初始条件下, 因果关系仍然是不确定的。
也就是说测不准关系是在没有弄清因果时所下的结论。从而导制因果关系的混
乱，是错误的。但统计物理是对物理现象的一种总结，对人类认识物质的本质
规律是有用的。

二动力学
对于物体间的相互作用及其对运动的影响，经典力学里的牛顿定律已做了详
细的回答，但对它的理解有些地方不够准确需要更改。
关于牛顿定律应当更正以下几点：
（１）牛顿定律是对绝对运动规律的描述，与参照系无关，所以当我们把它直
接应用到相对运动中时，就会造成混乱，也就是说我们分不清哪些相对运动状
态的改变是力的作用，哪些是参照系自身运动状态改变所引起的。因此，我们
在分析相对运动时，必须把它限制在特定的时间、空间范围内。在这个特定的
范围内把相对运动当做绝对运动，应用牛顿定律来分析它。这样得到的分析结
果是有它的成立范围的。例如，光在星际空间运动时，由于速度很大，所以，
光子在单位时间内就会遇到大量的自由粒子，从而，产生很大的阻力。正是因
为这种阻力和光子的推动力保持平衡，所以光在“星际空间”的速度才是恒定
的。象汽车之类的物体由于它在自由粒子中的速度很小所以它受到阻力也很小
可以忽略不计。但是当物体的速度增大时自由粒子的阻力也会增大，当速度接
近光速时就会出现“光速障碍”，不过只要找出适当的办法“光障”是可以突
破的。
（２）惯性系是做匀速直线运动的参照系。
由于惯性系是由绝对运动的性质决定的，与相对运动无关，所以我们分不清
谁是惯性系，谁不是惯性系，只能在特定的范围把某些物体近似地看作惯性系。
例如当我们在研究地球上的物体时就把地球当作惯性系，当我们在研究太阳系
内的物体时就把太阳当作惯性系。至于他们是否真的在作惯性运动，我们是无
法知道的。
（３）力是物体之间相互作用的代表，力本身不是实体。
当物体之间发生作用时，物体与物体必须有实质性接触，也就是说世界上不
存在超距作用。
（４）牛顿运动定律适用于宇宙中所有物体的运动情况，不论物体的速度有多
大都得遵循牛顿定律。但是我们所选的参照系要做相应的改变。

不论是批评还是建议我都非常需要,盼望各位读者与我联系。

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