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原 質(zhì) 論On Original Matter(物體的起源)(The Origin of Objects)武漢市漢陽(yáng)區(qū) 孟凡彬 著By Meng Fan-bin Hanyang Wuhan1995年6月2012年10月摘 要本文是研究物體起源的理論,全文采用公理化方法,運(yùn)用演繹推理逐步展開,首先定義了原質(zhì)和原質(zhì)流體概念,然后推導(dǎo)出原質(zhì)、原質(zhì)流體和原質(zhì)流體流場(chǎng)的性質(zhì),提出了原質(zhì)公設(shè),建立了真空的動(dòng)力學(xué)數(shù)理模型,揭示了電磁現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)實(shí)質(zhì),證明了電磁波具有縱橫二象性,提供了近代物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)基礎(chǔ)理論之間的邏輯聯(lián)系,創(chuàng)立了嶄新的時(shí)空觀,并對(duì)物理學(xué)的基本概念進(jìn)行了重新定義,為統(tǒng)一物理學(xué)理論創(chuàng)造了良好的條件。DigestThis paper is a theory to study the origin of objects. The full text using axiomatic method, Use deductive reasoning gradually unfolds. First, defined the concept of original matter and the concept of original matter fluid, then derived the nature of the original matter, the nature of the original matter fluid and the nature of the original matter fluid flow field. Put forward the original matter axiom. The vacuum dynamic mathematical model is established. Revealing the essence the dynamics of electromagnetic phenomena, and proved that the electromagnetic wave has the longitudinal and transverse duality. Provided the logical link between the modern physics basic theory with the classical physics basic theory. Founded the time-space new concept, the basic concepts of physics was redefined. A good base for unified theory of physics has be created.關(guān)鍵詞原質(zhì),物體的起源,真空的動(dòng)力學(xué)模型,電磁現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)實(shí)質(zhì),電磁波的縱橫二象性,新時(shí)空觀,統(tǒng)一物理學(xué)Keysthe original matter, the origin of objects, the vacuum dynamic mathematical model, the essence the dynamics of electromagnetic phenomena, the longitudinal and transverse duality of the electromagnetic wave, time-space new concept, unified theory of physics目 錄0 引論41 原質(zhì)和原質(zhì)流體的定義61.1 原質(zhì)的定義61.2 原質(zhì)流體的定義62 原質(zhì)和原質(zhì)流體的性質(zhì)92.1 原質(zhì)的性質(zhì)92.2 原質(zhì)流體的性質(zhì)103 原質(zhì)公設(shè)143.1 原質(zhì)公設(shè)143.2 原質(zhì)公設(shè)的意義154 原質(zhì)流體流場(chǎng)174.1 原質(zhì)流體流場(chǎng)的邊界條件174.2 原質(zhì)流體流場(chǎng)中的物體184.3 物體在原質(zhì)流體流場(chǎng)中的慣性運(yùn)動(dòng)194.4 物體在原質(zhì)流體流場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的伴流204.5 物體在原質(zhì)流體流場(chǎng)中的非慣性運(yùn)動(dòng)215 電磁現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)實(shí)質(zhì)225.1 電磁現(xiàn)象與動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象的同一性225.2 電磁概念的動(dòng)力學(xué)物理意義235.3 電磁量的動(dòng)力學(xué)量綱245.4 電磁量的單位與動(dòng)力學(xué)量的單位換算256 原質(zhì)波256.1 光波的性質(zhì)在物理學(xué)中的重要地位266.2 電磁波的橫波理論存在嚴(yán)重的邏輯缺陷276.3 電磁波的縱橫二象性297. 近代物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的邏輯聯(lián)系307.1 物理學(xué)理論體系缺乏邏輯統(tǒng)一性307.2 原質(zhì)假設(shè)是統(tǒng)一經(jīng)典物理學(xué)與近代物理學(xué)的必要條件317.3 物體慣性隨其運(yùn)動(dòng)速度增加而增加317.4 物體在原質(zhì)流體中的受力分析337.5 物質(zhì)波的流體動(dòng)力學(xué)起因358 原質(zhì)論時(shí)空觀378.1 原質(zhì)論的物質(zhì)觀378.2 原質(zhì)論的時(shí)間觀408.3 原質(zhì)論的空間觀429 物理學(xué)基本概念的新定義449.1 物理學(xué)基本概念的發(fā)展變化449.2 靜止質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)質(zhì)量和附加質(zhì)量459.3 物理學(xué)基本概念的新定義470 引論邁克爾遜(Albert Abraham Michelson)莫雷以太漂移實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)期以來(lái)被物理學(xué)界視為以太學(xué)說(shuō)成敗的判決性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的否定結(jié)果本身并沒(méi)有錯(cuò),但是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解讀卻存在一個(gè)嚴(yán)重的誤解:就是把以太看作是與空氣和水相類似的、由微粒組成的流體,并用類比推理歸納以太的性質(zhì),從而演算出矛盾的結(jié)果。實(shí)際上,以太作為電磁場(chǎng)的載體,屬于流體,但不是由分子或原子組成的普通流體,而是性質(zhì)極為特殊的連續(xù)流體。因?yàn)殡姶艌?chǎng)是連續(xù)的,根據(jù)數(shù)學(xué)分析的連續(xù)性定義,構(gòu)成連續(xù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單元是無(wú)窮小,其極限為零,所以,單個(gè)以太的質(zhì)量和體積都必須為零,以太無(wú)論在宏觀上,還是在微觀上都是連續(xù)的,是無(wú)限連續(xù)的流體。而空氣和水這樣由質(zhì)量和體積都不為零的微粒組成的普通流體在微觀上是不連續(xù)的,在宏觀上被看作是連續(xù)的,這是為了便于對(duì)普通流體進(jìn)行數(shù)學(xué)分析所做的假設(shè),并非事實(shí),普通流體只是有限連續(xù)。無(wú)限連續(xù)流體的性質(zhì)與有限連續(xù)流體的性質(zhì)區(qū)別巨大:無(wú)限連續(xù)流體因?yàn)闆](méi)有粒子之間的動(dòng)能交換,也可以說(shuō)流體各層次之間的接觸面無(wú)限光滑,沒(méi)有內(nèi)摩擦,所以沒(méi)有粘性;因?yàn)闆](méi)有微觀間隙,所以不可壓縮;使用數(shù)學(xué)分析不需要連續(xù)性假設(shè),推導(dǎo)、演算其結(jié)論是演繹推理的真值傳遞.等等,這樣的流體被稱為“理想流體”。早在十八世紀(jì),法國(guó)物理學(xué)家讓勒朗達(dá)朗貝爾(DAlembert ,Jean le Rond)就已經(jīng)證明,任何物體在理想流體中作勻速直線運(yùn)動(dòng)或者任何物體在理想流體均勻流中處于相對(duì)靜止時(shí)所受到的合外力為零,所以,任何物體在以太中做慣性運(yùn)動(dòng)與以太的流速毫無(wú)關(guān)聯(lián),二者的速度互不相關(guān),不可疊加,“以太風(fēng)”的作用本來(lái)就不存在,物理學(xué)界在解讀邁克爾遜莫雷以太漂移實(shí)驗(yàn)時(shí)錯(cuò)誤地運(yùn)用了類比推理。類比推理用于一般性事物之間類比是較為可靠的,用于一般性事物與特殊性事物之間類比時(shí),其結(jié)論的正確性是或然的,而不是必然的,物理學(xué)界在解讀邁克爾遜莫雷以太漂移實(shí)驗(yàn)時(shí)留下了巨大的邏輯漏洞,否定以太的存在沒(méi)有任何實(shí)驗(yàn)證據(jù)。但是,以太作為電磁場(chǎng)的載體,其力學(xué)模型模糊,在哲學(xué)和物理學(xué)中的作用和意義有限,并且其名不正,言不順,所以應(yīng)該舍棄。本文根據(jù)正負(fù)電子對(duì)的湮滅和產(chǎn)生現(xiàn)象提出了原質(zhì)公設(shè),全文采用公理化方法,運(yùn)用演繹推理逐步展開,首先定義了原質(zhì)和原質(zhì)流體概念,然后推導(dǎo)出原質(zhì)、原質(zhì)流體和原質(zhì)流體流場(chǎng)的性質(zhì),提出了原質(zhì)公設(shè),建立了真空的動(dòng)力學(xué)數(shù)理模型,揭示了電磁現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)實(shí)質(zhì),證明了電磁波具有縱橫二象性,解釋了物體質(zhì)量隨運(yùn)動(dòng)速度增加而增加的動(dòng)力學(xué)原理和物質(zhì)波產(chǎn)生的動(dòng)力學(xué)物理過(guò)程,提出了嶄新的時(shí)空觀,最后對(duì)物理學(xué)的基本概念進(jìn)行了重新定義,為統(tǒng)一物理學(xué)提供了良好的基礎(chǔ)。1 原質(zhì)和原質(zhì)流體的定義1.1 原質(zhì)的定義定義1 原質(zhì)是質(zhì)量為零、體積(包括空間各向線度)為零且密度為常量的物質(zhì)。即: m = 0 v = 0 = 0原質(zhì)是體積、質(zhì)量均無(wú)限?。▌?dòng)態(tài)表述)的粒子,或者說(shuō)原質(zhì)是體積、質(zhì)量均為零(靜態(tài)表述)的粒子,是一個(gè)空間線度各向均為零的質(zhì)點(diǎn),一個(gè)與幾何學(xué)的點(diǎn)和自然數(shù)0概念相對(duì)應(yīng)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)概念,是微觀粒子湮滅反應(yīng)的最終產(chǎn)物,是所有物質(zhì)形態(tài)分解的最終結(jié)果。原質(zhì)的質(zhì)量和體積均為零而密度不為零,這個(gè)定義并不存在數(shù)學(xué)矛盾。零是無(wú)窮小的極限,兩個(gè)無(wú)窮小的數(shù)值可以相除,只要它們是同階無(wú)窮小,其比值必定為常量,因此原質(zhì)的定義與數(shù)學(xué)相容。原質(zhì)使自然數(shù)“零”概念和幾何學(xué)中的“點(diǎn)”概念具有最基本的現(xiàn)實(shí)意義。任何物體或者一個(gè)有限的物質(zhì)系統(tǒng),如果對(duì)之進(jìn)行不斷分解,則其質(zhì)量和體積均不斷減少,如果對(duì)之進(jìn)行無(wú)限分解,則其質(zhì)量和體積最終均減少到零。原質(zhì)是物質(zhì)分解的極限狀態(tài),是一切物質(zhì)的共同起源,是最原始的物質(zhì)形態(tài)(這就是原質(zhì)名稱的由來(lái)),是物質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部能量絕對(duì)為零的極端狀態(tài)。原質(zhì)不是經(jīng)典物理學(xué)中的抽象質(zhì)點(diǎn)概念,不是一個(gè)理想模型,而是一個(gè)實(shí)在的、現(xiàn)實(shí)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)概念,任何物體或一個(gè)有限的物質(zhì)系統(tǒng),用幾何學(xué)平面進(jìn)行各向無(wú)限切割,最終必然得到原質(zhì)。1.2 原質(zhì)流體的定義定義2:原質(zhì)流體是無(wú)窮多個(gè)原質(zhì)集合形成的致密流體。傳統(tǒng)概念的流體指分子、原子、離子、基本粒子等微觀粒子集合形成的液體、氣體或等離子體,粒子之間的相對(duì)位置不固定,具有流動(dòng)性等一系列力學(xué)性質(zhì)。傳統(tǒng)概念的流體具有宏觀上的相對(duì)連續(xù)性和微觀上的不連續(xù)性,從這個(gè)基本性質(zhì)派生出一系列流體力學(xué)性質(zhì),例如粘性、可壓縮性、物體在流場(chǎng)中相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力等等。事實(shí)上,傳統(tǒng)概念的流體因?yàn)榫哂形⒂^上的不連續(xù)性,只能屬于宏觀意義上的流體,在微觀上不屬于流體。人們習(xí)慣把任何流體都想象成類似水、空氣等化學(xué)分子組成的液體或氣體,認(rèn)為所有的流體必定具備某些常識(shí)性的力學(xué)性質(zhì),并且憑經(jīng)驗(yàn)把這些性質(zhì)錯(cuò)誤地運(yùn)用于某些微觀物理現(xiàn)象的研究,例如研究光波的傳播,這不是理性的邏輯思維。在經(jīng)典物理學(xué)中,曾經(jīng)設(shè)想真空中存在一種名叫“以太”的流體,并認(rèn)為以太是光波的傳播媒質(zhì)。以太這種流體顯然與傳統(tǒng)概念的流體不同,因?yàn)橐蕴臉?gòu)成單元不是基于分子、原子、基本粒子等已知的微觀粒子,而應(yīng)該由更小的微粒組成的,至于這種微粒屬于物質(zhì)結(jié)構(gòu)哪個(gè)層次,微粒的體積小到什么程度,以當(dāng)時(shí)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)根本無(wú)法論斷,只是憑著力學(xué)常識(shí)中的感性認(rèn)識(shí),給“以太”拼湊了一大堆互不相干、沒(méi)有邏輯聯(lián)系的性質(zhì),結(jié)果產(chǎn)生了不可調(diào)和的矛盾。拼湊“以太”的性質(zhì)造成了“以太”理論體系松散而不嚴(yán)密的結(jié)構(gòu),這是“以太”學(xué)說(shuō)最終失敗的首要原因?!耙蕴睂W(xué)說(shuō)失敗的次要原因是“以太”在物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論中沒(méi)有地位,它太神秘,沒(méi)有人能夠確定“以太”的物質(zhì)結(jié)構(gòu)層次,并據(jù)此建立嚴(yán)密的“以太”數(shù)理力學(xué)模型,進(jìn)而推導(dǎo)其力學(xué)性質(zhì),把握它的特性,只好把“以太”與生活常識(shí)中的空氣和水做比較,運(yùn)用不完全歸納法和類比推理思維方法進(jìn)行理論研究,這種邏輯思維方式只能提供可能性,缺少必然性,其結(jié)論自然不能形成和諧統(tǒng)一的理論。例如,為了減少“以太”對(duì)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力,它被設(shè)想成極為稀薄的氣體,但是卻要傳遞極為強(qiáng)大的能量密度和傳播速度極大的光波,種種特性不可兼得。“以太”學(xué)說(shuō)失敗的第三個(gè)原因是人們對(duì)光波的認(rèn)識(shí)不夠深入,至今仍然有人片面地認(rèn)為光波是單純的橫波,于是 “以太” 在屬于固體還是流體問(wèn)題上發(fā)生了不可調(diào)和的矛盾。其實(shí)光波是縱橫二象波(詳見下文6“電磁波的縱橫二象性”論述),光波是誘導(dǎo)波,并不是依靠媒質(zhì)的彈性傳播的彈性波。這里定義的原質(zhì)流體是由體積、質(zhì)量均無(wú)限小(動(dòng)態(tài)表述)的個(gè)體原質(zhì)構(gòu)成的流體,這不是由粒子構(gòu)成的流體,或者說(shuō)是體積、質(zhì)量均為零(靜態(tài)表述)的粒子構(gòu)成的流體,原質(zhì)流體不僅在宏觀上連續(xù),在微觀上也連續(xù),具備數(shù)學(xué)意義上的絕對(duì)連續(xù)性,是一種極端的流體,其力學(xué)性質(zhì)與傳統(tǒng)概念的流體存在巨大的差異,除了其最基本的性質(zhì)連續(xù)性需要定義以外,其它的力學(xué)性質(zhì)可以用公理化方法,通過(guò)演繹推理推導(dǎo)出來(lái),而不是由歸納推理總結(jié)出來(lái),因此原質(zhì)流體的性質(zhì)(詳見下文2“原質(zhì)和原質(zhì)流體的性質(zhì)”論述)不存在相互矛盾,是完全和諧統(tǒng)一的。原質(zhì)論認(rèn)為:真空本身就是一種物質(zhì)形態(tài),真空是原質(zhì)流體,真空中的各種場(chǎng)是原質(zhì)流體運(yùn)動(dòng)的物理量在空間上的分布(詳見下文5“電磁現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)實(shí)質(zhì)” ),原質(zhì)流體是真空中各種場(chǎng)的載體,是電磁波的傳播媒質(zhì)。由于原質(zhì)流體的性質(zhì)極其特殊,人們至今沒(méi)有認(rèn)識(shí)到它的存在,特別是狹義相對(duì)論和量子論創(chuàng)立之后,物理學(xué)在否定“以太”模型的同時(shí),做了不必要、過(guò)多的否定,把真空中存在物質(zhì)的可能性也一同否定了,從此物理學(xué)界基本上停止了對(duì)真空中是否存在實(shí)體物質(zhì)的研究,并且把物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的物理量“場(chǎng)”當(dāng)作物質(zhì)本身,混淆了物質(zhì)與物質(zhì)屬性的邏輯關(guān)系,并使物質(zhì)概念陷入了混亂,缺失了統(tǒng)一性。事實(shí)上,基本粒子的湮滅反應(yīng)早就證實(shí):物質(zhì)結(jié)構(gòu)不能只有粒子概念,物質(zhì)結(jié)構(gòu)除了以不連續(xù)的粒子形態(tài)存在之外,還以連續(xù)的流體形態(tài)存在著,物質(zhì)結(jié)構(gòu)是可以無(wú)限細(xì)分的,就像自然數(shù)可以分解為小數(shù)、無(wú)窮小數(shù)一樣,或者說(shuō),存在著質(zhì)量和體積均為零的“粒子” ,一種與幾何學(xué)中“點(diǎn)”概念和數(shù)學(xué)分析中“無(wú)窮小”概念相對(duì)應(yīng)的物質(zhì)形態(tài),這種形態(tài)是物質(zhì)演化的起點(diǎn),是原始形態(tài)的物質(zhì),所以定義為“原質(zhì)”。用原質(zhì)論的理論體系去解釋物理學(xué)的各種現(xiàn)象和規(guī)律,邏輯上非常簡(jiǎn)潔、統(tǒng)一,不僅可以排除“以太”假說(shuō)中的一切矛盾,而且使物理學(xué)各種理論變得完全和諧統(tǒng)一起來(lái)。“原質(zhì)”概念的引入使物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論變得完善,使物理學(xué)具有數(shù)學(xué)一樣堅(jiān)實(shí)、統(tǒng)一的基礎(chǔ)。2 原質(zhì)和原質(zhì)流體的性質(zhì)2.1 原質(zhì)的性質(zhì)原質(zhì)和原質(zhì)流體都是極端的物質(zhì)形態(tài),因此,其各種性質(zhì)也普遍具有“零”和“最”的特征。原質(zhì)和原質(zhì)流體的各種性質(zhì)并不像以太學(xué)說(shuō)那樣憑經(jīng)驗(yàn)歸納總結(jié)、拼湊而得到,而是根據(jù)原質(zhì)和原質(zhì)流體的定義,通過(guò)演繹推理推導(dǎo)出來(lái)的、和諧統(tǒng)一的理論體系,推導(dǎo)過(guò)程如下:2.1.1 性質(zhì)1原質(zhì)是不可分割的物質(zhì)。即:0/n 0 (n 0)證明:因?yàn)樵|(zhì)的質(zhì)量和體積均為零,單個(gè)原質(zhì)空間線度各向?yàn)榱悖床徽加锌臻g,是沒(méi)有結(jié)構(gòu)的物質(zhì),所以,原質(zhì)是不可分割的物質(zhì),或者說(shuō),對(duì)原質(zhì)進(jìn)行分割沒(méi)有意義。物質(zhì)結(jié)構(gòu)就是物質(zhì)系統(tǒng)的各種物理量在空間上的分布。分割物質(zhì)就是分割物質(zhì)的結(jié)構(gòu),原質(zhì)的空間線度各向?yàn)榱?,是最原始、最?jiǎn)單的物質(zhì)結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)單到?jīng)]有結(jié)構(gòu),所以原質(zhì)是不可分割的物質(zhì),或者說(shuō),原質(zhì)是物質(zhì)分割的終極狀態(tài)。物質(zhì)的終極結(jié)構(gòu)就是沒(méi)有結(jié)構(gòu),這種現(xiàn)象在數(shù)學(xué)上叫做無(wú)窮小的極限是零;在哲學(xué)上稱為物極必反。2.1.2 性質(zhì)2原質(zhì)不可能具有動(dòng)能和動(dòng)量。 即: Ek 0 P 0證明:根據(jù)動(dòng)能和動(dòng)量定義的數(shù)學(xué)表達(dá)式,原質(zhì)的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度只要有一項(xiàng)為零,則原質(zhì)的動(dòng)能和動(dòng)量為零,因?yàn)樵|(zhì)沒(méi)有質(zhì)量,所以原質(zhì)的動(dòng)能和動(dòng)量恒定為零。原質(zhì)的這個(gè)重要性質(zhì)說(shuō)明:原質(zhì)與物體或粒子相互作用時(shí),不會(huì)發(fā)生動(dòng)能和動(dòng)量交換,原質(zhì)不會(huì)消耗物體或粒子的動(dòng)能和動(dòng)量,原質(zhì)對(duì)物體或粒子的運(yùn)動(dòng)不構(gòu)成任何阻力。2.1.3 性質(zhì)3原質(zhì)能夠滲透一切物體。即:0 d證明:因?yàn)閱蝹€(gè)原質(zhì)的體積為零,而一切物體均由微觀粒子構(gòu)成,均具有微觀間隙d,所以原質(zhì)能夠穿透物體的間隙,滲透一切物體。這個(gè)性質(zhì)決定了任何物體均不可以作為原質(zhì)流體的邊界或容器。原質(zhì)的性質(zhì)可以根據(jù)其定義及以上性質(zhì)進(jìn)一步地不斷推演,這里只列舉原質(zhì)的3個(gè)基本性質(zhì)。2.2 原質(zhì)流體的性質(zhì)2.2.1 性質(zhì)1原質(zhì)流體是絕對(duì)連續(xù)的流體。即: Div U 0證明:根據(jù)原質(zhì)和原質(zhì)流體的定義,原質(zhì)流體是由無(wú)窮小的粒子組成,并且沒(méi)有微觀間隙,所以原質(zhì)流體是絕對(duì)連續(xù)的流體。由質(zhì)量和體積不為零的微觀粒子組成的流體因微觀上不連續(xù),在運(yùn)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行研究時(shí),需要連續(xù)性假設(shè),邏輯思維屬于類比推理和不完全歸納推理,沒(méi)有必然性,故求解的結(jié)果只能是可能正確或近似正確,甚至荒謬,其結(jié)論必須用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。原質(zhì)流體的絕對(duì)連續(xù)性是其區(qū)別于一切由微觀粒子組成的流體的根本性質(zhì),這個(gè)性質(zhì)決定了對(duì)原質(zhì)流體進(jìn)行數(shù)學(xué)分析根本不需要連續(xù)性假設(shè),運(yùn)用數(shù)學(xué)分析方法對(duì)原質(zhì)流體的分析所得結(jié)論是必然性的演繹推理。原質(zhì)流體從宏觀到微觀都是真實(shí)的、絕對(duì)連續(xù)的流體。2.2.2 性質(zhì)2原質(zhì)流體是密度最大的物質(zhì)。即: 0 max證明:因?yàn)樵|(zhì)流體是絕對(duì)連續(xù)的流體,說(shuō)明原質(zhì)流體內(nèi)部致密而沒(méi)有任何微觀間隙,所以原質(zhì)流體的密度是一切物質(zhì)密度的極限,是密度最大的物質(zhì)。物質(zhì)密度的大小取決于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的間隙,包括各個(gè)物質(zhì)結(jié)構(gòu)層次的間隙,間隙越小,密度越大,如果把所有的間隙均排除掉,則物質(zhì)的密度達(dá)到極大值。任何宏觀物體,只要壓縮到物體內(nèi)部的原子結(jié)構(gòu)被破壞,構(gòu)成物體的基本粒子全部緊挨在一起,它們之間的密度差異會(huì)很小,實(shí)驗(yàn)也證明了基本粒子的密度差異很小,之所以差異小,而不是無(wú)差異,是因?yàn)榛玖W硬皇亲钚〉奈镔|(zhì)結(jié)構(gòu)單元,其內(nèi)部仍然存在少量間隙。對(duì)比一下以太假說(shuō),因?yàn)橐蕴珱](méi)有嚴(yán)密的數(shù)理模型,沒(méi)有定量分析,所以以太被設(shè)計(jì)成“及其稀薄的氣體”,而原質(zhì)流體的密度(為什么用真空中的磁導(dǎo)率符號(hào)0表示,而不用密度符號(hào)0表示,詳見下文第5部分)是一切物質(zhì)的密度之最,其密度大于核子的密度。2.2.3 性質(zhì)3原質(zhì)流體是沒(méi)有溫度的流體。即: T 0證明:因?yàn)闇囟仁俏镔|(zhì)結(jié)構(gòu)中的微粒運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,構(gòu)成原質(zhì)流體的原質(zhì)沒(méi)有動(dòng)能和動(dòng)量,所以原質(zhì)流體恒定沒(méi)有溫度,也不存在冷收縮和熱膨脹。2.2.4 性質(zhì)4原質(zhì)流體不可壓縮和膨脹。即: 0證明:因?yàn)樵|(zhì)流體沒(méi)有內(nèi)部間隙,所以原質(zhì)流體是不可壓縮的。根據(jù)原質(zhì)流體的定義和原質(zhì)沒(méi)有溫度的性質(zhì),原質(zhì)流體沒(méi)有熱膨脹;根據(jù)原質(zhì)流體的邊界條件(詳見下文4 )原質(zhì)流體整體不可膨脹,假定其局部空間內(nèi)膨脹則需要壓縮其它局部空間的原質(zhì)流體,但是原質(zhì)流體不可壓縮,所以原質(zhì)流體既不可壓縮,也不可膨脹。氣體容易被壓縮,是由于氣體分子間的間距大,液體比較難以被壓縮,是由于液體分子之間間距較小。如果流體內(nèi)部從宏觀到微觀完全沒(méi)有間隙,就不可能被壓縮。2.2.5 性質(zhì)5原質(zhì)流體是無(wú)限均勻的流體。即: 0證明:因?yàn)樵|(zhì)流體不可壓縮和膨脹,其密度永遠(yuǎn)保持為原質(zhì)的密度,原質(zhì)內(nèi)部沒(méi)有間隙,原質(zhì)流體的密度在空間分布點(diǎn)點(diǎn)相同,所以,原質(zhì)流體是無(wú)限均勻的流體,即從宏觀到微觀都是均勻的流體。單一種類的粒子構(gòu)成的流體在沒(méi)有外力作用時(shí),密度相對(duì)均勻,這只是宏觀意義上的均勻,在微觀上,粒子位置的不均勻分布及粒子內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)密度的不均勻性使由粒子構(gòu)成的流體只能具有宏觀意義上的均勻性,是有限均勻,而數(shù)學(xué)分析的條件是無(wú)限均勻,要求流體均勻性不受限制,否則就需要對(duì)流體進(jìn)行均勻性假設(shè)。只有原質(zhì)流體的均勻程度才能達(dá)到從宏觀到微觀的絕對(duì)均勻性,才能完全符合對(duì)流體進(jìn)行數(shù)學(xué)分析時(shí)所必備的均勻性條件。2.2.6 性質(zhì)6原質(zhì)流體是沒(méi)有粘性的流體。即: n 0證明:因?yàn)榱黧w粘性的起因是流體的內(nèi)摩擦,即層流面之間的摩擦造成各層流體的分子之間動(dòng)量、動(dòng)能交換,其最終結(jié)果是流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為流體的熱能。因?yàn)闃?gòu)成原質(zhì)流體的粒子是無(wú)限小的原質(zhì),各層面是無(wú)限光滑的幾何曲面,層面之間摩擦系數(shù)為零,因此原質(zhì)流體不存在內(nèi)摩擦力;原質(zhì)流體同時(shí)不可能產(chǎn)生熱能,所以無(wú)論是從原因看,還是從結(jié)果看,都證明原質(zhì)流體是絕對(duì)沒(méi)有粘性的流體。一般來(lái)說(shuō),流體粘性的大小取決于構(gòu)成流體的粒子體積的大小和形狀(球?qū)ΨQ性),大分子構(gòu)成的流體其粘性比小分子構(gòu)成的流體粘性大。溫度降低,流體的粘性增大,可以看成溫度降低時(shí)流體中的分子結(jié)合成團(tuán),構(gòu)成更大的粒子,所以粘性增大。反之,構(gòu)成流體的粒子體積越小,流體的粘性就越??;構(gòu)成流體的粒子小到體積為零,粘性就會(huì)完全消失。構(gòu)成原質(zhì)流體的原質(zhì)既沒(méi)有體積,也沒(méi)有形狀,因此原質(zhì)流體沒(méi)有粘性。2.2.7 性質(zhì)7原質(zhì)流體不可能傳遞熱運(yùn)動(dòng)。即: C 證明:因?yàn)樵|(zhì)沒(méi)有動(dòng)能和動(dòng)量,所以原質(zhì)流體不可能傳遞熱運(yùn)動(dòng)。流體傳遞熱運(yùn)動(dòng)是通過(guò)構(gòu)成流體的粒子與熱源的粒子交換動(dòng)能來(lái)傳遞熱運(yùn)動(dòng)的,這里不可將熱傳遞與熱輻射相混淆,原質(zhì)流體可以傳遞熱輻射。2.2.8 性質(zhì)8原質(zhì)流體不可傳播機(jī)械波。證明:機(jī)械波是通過(guò)媒質(zhì)中的粒子振動(dòng)動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化傳遞能量的,原質(zhì)流體中沒(méi)有粒子,因此也沒(méi)有粒子的動(dòng)能與勢(shì)能,所以原質(zhì)流體不可傳播機(jī)械波。2.2.9 性質(zhì)9原質(zhì)流體無(wú)源無(wú)匯。即: Div U 0證明:原質(zhì)流體能夠滲透一切物體,所以原質(zhì)流體與粒子構(gòu)成的流體不同,沒(méi)有任何物體能夠作為原質(zhì)流體的邊界或者容器,原質(zhì)流體既沒(méi)有外邊界,也沒(méi)有任何固體材料可以充當(dāng)其內(nèi)邊界,其外邊界是共同的,流場(chǎng)是唯一的,不存在多個(gè)流場(chǎng),故原質(zhì)流體既不存在流出一個(gè)流場(chǎng)的源,又不存在流入另一個(gè)流場(chǎng)的匯。并且原質(zhì)流體也不能通過(guò)膨脹和收縮形成局部的源和匯,所以原質(zhì)流體不存在源和匯。原質(zhì)流體的性質(zhì)可以根據(jù)原質(zhì)和原質(zhì)流體的定義及其以上的性質(zhì)做進(jìn)一步推論,比如根據(jù)原質(zhì)流體流場(chǎng)沒(méi)有源和匯這一性質(zhì)推出,原質(zhì)流體的局部流動(dòng)只能是環(huán)流,流場(chǎng)是有旋場(chǎng)。這里只列舉原質(zhì)流體的9個(gè)基本性質(zhì)。在上文的公式中使用恒等于符號(hào)是由于其數(shù)學(xué)方程式永恒成立,不需要任何前提條件。3 原質(zhì)公設(shè)3.1 原質(zhì)公設(shè) 原質(zhì)公設(shè): 原質(zhì)存在于一切空間。原質(zhì)公設(shè)的意思是:宇宙中的任何空間,包括實(shí)物所占據(jù)的空間(非真空)和沒(méi)有被實(shí)物占據(jù)的真空都充滿了原質(zhì),沒(méi)有一點(diǎn)空間例外。換言之,實(shí)物和真空都是由原質(zhì)構(gòu)成的,而虛空是宇宙中根本不存在的虛幻概念。實(shí)物分解的極限是原質(zhì),原質(zhì)吸收能量和信息后演化為實(shí)物,原質(zhì)是物質(zhì)演化的起點(diǎn),原質(zhì)是零能態(tài)的物質(zhì)。空間概念應(yīng)當(dāng)通過(guò)物質(zhì)概念來(lái)定義,原質(zhì)論的空間定義為物質(zhì)存在的范圍,真空是原質(zhì)存在的范圍,非真空是原質(zhì)流體的演化物(實(shí)物)存在的范圍,宇宙中沒(méi)有任何一個(gè)點(diǎn)(無(wú)限小的空間)不存在實(shí)體物質(zhì)?!霸|(zhì)公設(shè)”絕對(duì)不是“以太假說(shuō)”的翻版,二者的區(qū)別在于:(1) “原質(zhì)公設(shè)”提出的目的是為了完善物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論,不像“以太假說(shuō)”單純是為了給光波設(shè)定傳播媒質(zhì)或給超距作用設(shè)定介質(zhì);(2) “原質(zhì)公設(shè)”中的“原質(zhì)”有嚴(yán)格的定義和精確的數(shù)理模型,“以太假說(shuō)”中的“以太”沒(méi)有嚴(yán)格的定義和精確的數(shù)理模型;(3) “原質(zhì)公設(shè)”針對(duì)一切空間,包括真空和非真空,即針對(duì)一切物質(zhì)形態(tài),“以太假說(shuō)”只針對(duì)真空,“以太”沒(méi)有物質(zhì)結(jié)構(gòu)地位;(4) “原質(zhì)公設(shè)”從一條假設(shè)出發(fā),使用具有必然性的演繹推理發(fā)展整個(gè)和諧統(tǒng)一的理論體系,“以太假說(shuō)”僅憑各種經(jīng)驗(yàn),使用或然性的類比推理歸納拼湊一堆相互沖突的條款;(5) “原質(zhì)公設(shè)”中的“原質(zhì)”概念與代數(shù)中的“零”及幾何中的“點(diǎn)”概念相對(duì)應(yīng),具備完全的理性思維和定量分析的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),“以太假說(shuō)”中的“以太”沒(méi)有數(shù)學(xué)基礎(chǔ),只能用非理性的感性經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行粗俗地類比。這里并非說(shuō)類比推理對(duì)科學(xué)認(rèn)識(shí)毫無(wú)作用,實(shí)際上本文也經(jīng)常運(yùn)用比喻,只是說(shuō)類比推理的結(jié)論僅僅具有可能性,不具備必然性,特別是拿普通事物與特殊事物、極端事物進(jìn)行類比時(shí),由于“物極必反”的道理,出錯(cuò)的概率極大,例如“以太風(fēng)”問(wèn)題:如果單個(gè)“以太”小到極點(diǎn),小到零點(diǎn),小到微觀連續(xù),則“以太”性質(zhì)發(fā)生根本性變化,“以太風(fēng)”的阻力完全消失,就像溫度下降到一定程度時(shí)發(fā)生“超導(dǎo)”現(xiàn)象一樣,“以太風(fēng)”對(duì)其中運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)不構(gòu)成任何影響。同理,如果一條河中流淌的不是水,而是不可壓縮理想流體(微觀連續(xù)、無(wú)粘性),則渡船(假想船殼致密,否則會(huì)發(fā)生滲漏而沉沒(méi))的運(yùn)動(dòng)與河流中的理想流體的流速毫無(wú)關(guān)聯(lián),速度矢量合成不能用于“以太風(fēng)”中的物體運(yùn)動(dòng)。當(dāng)類比推理的結(jié)論與演繹推理的結(jié)論相矛盾的時(shí)候,必須放棄類比推理的結(jié)論?!耙蕴僬f(shuō)”和人們對(duì)“邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)” 結(jié)果的解讀運(yùn)用了大量的類比推理,對(duì)于地位和性質(zhì)都非常極端的“以太”來(lái)說(shuō),很容易犯經(jīng)驗(yàn)主義錯(cuò)誤,智者宜早醒悟。 3.2 原質(zhì)公設(shè)的意義3.2.1 原質(zhì)公設(shè)是物理學(xué)統(tǒng)一的基礎(chǔ)。物理學(xué)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的科學(xué)。要統(tǒng)一物理學(xué),先要統(tǒng)一物質(zhì)概念。但是在原質(zhì)論之前,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何人給物質(zhì)概念下過(guò)實(shí)質(zhì)性的定義。列舉現(xiàn)象所描述的概念是膚淺的,不能深刻地揭示物質(zhì)概念的根本內(nèi)涵。在近代物理學(xué)中,物質(zhì)被人為地分為實(shí)物和場(chǎng)兩大類,每一類又各有許多種,沒(méi)有統(tǒng)一性。如果原質(zhì)公設(shè)正確,則有推論:(1)所有的實(shí)物都是原質(zhì)流體的演化狀態(tài); (2)所有的場(chǎng)都是原質(zhì)流體流場(chǎng)的物理量在空間上的分布和時(shí)間上的運(yùn)動(dòng);(3)所有的物理學(xué)理論都?xì)w結(jié)于動(dòng)力學(xué),所有的物理量量綱只需要三個(gè)根本物理量量綱構(gòu)成:質(zhì)量、空間、時(shí)間。原質(zhì)公設(shè)可以排除以太假說(shuō)中的一切看似不可調(diào)和的矛盾,使物理學(xué)的基本理論獲得根本上的統(tǒng)一,并且提供了三個(gè)可能性:(1)光速不變性是原質(zhì)流體波動(dòng)方程的解;(2)微觀粒子的波粒二象性是微觀粒子與原質(zhì)流體相互作用的流體動(dòng)力學(xué)結(jié)果;(3)微觀粒子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可通過(guò)求解原質(zhì)流體的流體動(dòng)力學(xué)方程獲得。3.2.2 原質(zhì)公設(shè)是物質(zhì)統(tǒng)一性的根本表現(xiàn)自然哲學(xué)的最基本原理之一是物質(zhì)的統(tǒng)一性。在物理學(xué)中,物質(zhì)的統(tǒng)一性具體表現(xiàn)在兩個(gè)方面:第一,無(wú)論物質(zhì)存在的形態(tài)如何,構(gòu)成物質(zhì)的根本因素是完全同樣的,不因時(shí)間、空間的改變而改變。第二,無(wú)論物質(zhì)存在的形態(tài)如何,物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)根本規(guī)律是完全相同的,不因時(shí)間、空間的改變而改變。自然哲學(xué)的物質(zhì)統(tǒng)一性原理是個(gè)抽象的概念,原質(zhì)論將這個(gè)概念具體化為物理學(xué)表述。這個(gè)表述說(shuō)明,不管是哪個(gè)物質(zhì)結(jié)構(gòu)層次,只要其形態(tài)不是唯一的,則這個(gè)物質(zhì)結(jié)構(gòu)層次不是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的終極層次。3.2.3 原質(zhì)公設(shè)是原質(zhì)論公理化形式的必要條件。任何一個(gè)完整、嚴(yán)密的科學(xué)理論體系都應(yīng)當(dāng)使用公理化方法建立,就是從盡可能少的原始概念(必須有實(shí)質(zhì)性的、完整的定義)和不加證明的、無(wú)法否認(rèn)的、盡可能少的原始命題(即公理、公設(shè))出發(fā),按照具有必然性的推理邏輯規(guī)則推導(dǎo)出其他命題,建立起一個(gè)演繹系統(tǒng)的方法。演繹系統(tǒng)的優(yōu)越性在于:演繹推理的邏輯思維方法推導(dǎo)出必然性結(jié)果,內(nèi)部結(jié)構(gòu)和諧統(tǒng)一,適用范圍廣延;不完全歸納推理(事物往往是無(wú)窮的,通常難以完全歸納)和類比推理的邏輯思維方法只能推導(dǎo)出可能性結(jié)果,適用范圍較為狹窄。原質(zhì)論是用公理化方法建立理論體系,原質(zhì)論只是在經(jīng)典物理學(xué)中新增加一條公設(shè),其余的邏輯支點(diǎn)全在于物理學(xué)中的基本事實(shí)和定律,原質(zhì)論不否定任何物理學(xué)基本事實(shí)和定律,但是要改變物理學(xué)基本概念的定義,改變物理學(xué)的時(shí)空觀。4 原質(zhì)流體流場(chǎng)定義3:原質(zhì)流體流場(chǎng)是指原質(zhì)以流體狀態(tài)存在和運(yùn)動(dòng)時(shí)所占據(jù)的空間。根據(jù)原質(zhì)公設(shè),原質(zhì)流體存在的方式有兩種:流體狀態(tài)和演化成實(shí)物粒子的狀態(tài)。實(shí)物粒子的狀態(tài)是原質(zhì)流體吸收能量和信息后形成的自相封閉的流動(dòng)系統(tǒng),例如環(huán)形渦管等。4.1 原質(zhì)流體流場(chǎng)的邊界條件定理:原質(zhì)流體流場(chǎng)的外邊界為整個(gè)宇宙,內(nèi)邊界是至密的基本粒子表面。證明:根據(jù)原質(zhì)公設(shè)和原質(zhì)能夠滲透任何物體的性質(zhì),原質(zhì)流體流場(chǎng)的外邊界只能是整個(gè)宇宙,內(nèi)邊界只能是至密的基本粒子表面。氣體、液體等常見流體由分子(嚴(yán)格來(lái)說(shuō)還有離子、質(zhì)子、電子)構(gòu)成,由于分子不能穿透許多種固體材料,并且總量有限,所以分子流體存在各種各樣的容器和邊界,液體還可以存在自由液面邊界及異重流邊界。但是原質(zhì)流體的邊界不可能是任何固體材料的表面,因?yàn)樵|(zhì)是空間線度無(wú)限小的粒子,任何宏觀物體或者原子都會(huì)被原質(zhì)滲透,所以由微觀粒子構(gòu)成的任何物體均不能成為原質(zhì)流體流場(chǎng)的邊界。推論1: 原質(zhì)流體流場(chǎng)具有唯一性,不存在多個(gè)流場(chǎng)之間相互流入或流出的源和匯。證明: 根據(jù)原質(zhì)公設(shè)和原質(zhì)的滲透性質(zhì),宇宙中的原質(zhì)流體流場(chǎng)是全連通的一個(gè)不可分隔的整體,不可能被任何材料或力場(chǎng)分割。推論2: 原質(zhì)流體局部流動(dòng)只能是環(huán)流運(yùn)動(dòng),原質(zhì)流體局部流動(dòng)的速度場(chǎng)是有旋場(chǎng)。證明:因?yàn)樵|(zhì)流體流場(chǎng)是唯一的,原質(zhì)流體不可壓縮和膨脹,并且無(wú)源無(wú)匯,所以原質(zhì)流體流體只能做環(huán)流流動(dòng),不可能做往復(fù)振動(dòng)和單向流動(dòng)。數(shù)學(xué)上可用連續(xù)方程 Div U 0證明,以三維直角坐標(biāo)系為例:連續(xù)方程 Div U 0在三維直角坐標(biāo)系的方程表達(dá)式為: 顯然其中三項(xiàng)變量中,至少兩個(gè)變量不同時(shí)為零,否則第三個(gè)變量也必須為零,局部流動(dòng)就不可發(fā)生。原質(zhì)流體流場(chǎng)的性質(zhì)在數(shù)學(xué)的場(chǎng)論中已有相關(guān)論述,這里不再詳述。值得提醒的是:場(chǎng)論在原質(zhì)論之前只能作為一種數(shù)學(xué)抽象,在原質(zhì)論中,數(shù)學(xué)場(chǎng)論(設(shè)原質(zhì)流體密度為單位1)所描述的對(duì)象是原質(zhì)流體真實(shí)流場(chǎng),排除人為設(shè)置的邊界條件,歐幾里德幾何學(xué)和解析幾何本身就是對(duì)原質(zhì)及原質(zhì)流體的直接描述。推論3:原質(zhì)流體沒(méi)有自由表面,也不存在表面波。證明:流體的表面波只能存在于液體的自由表面,根據(jù)推論1,原質(zhì)流體沒(méi)有自由表面,所以原質(zhì)流體不存在表面波。原質(zhì)流體流場(chǎng)的性質(zhì)可以根據(jù)原質(zhì)公設(shè)及以上性質(zhì)和推論不斷地推演下去,這里不做多述。4.2 原質(zhì)流體流場(chǎng)中的物體定理:原質(zhì)流體流場(chǎng)中的物體不存在壓力和浮力。即: FP 0 FB 0證明:因?yàn)樵|(zhì)能夠滲透任何物體,能夠充滿物體內(nèi)部(包括原子內(nèi)部)的任何微觀間隙,原質(zhì)流體流場(chǎng)中的物體永遠(yuǎn)保持內(nèi)外壓力平衡,所以原質(zhì)流體流場(chǎng)中的物體不存在任何壓力;根據(jù)原質(zhì)公設(shè),一切粒子均由原質(zhì)流體演化而成,并且原質(zhì)流體不可壓縮和膨脹,原質(zhì)流體演化成粒子后的密度不可改變,仍然是原質(zhì)流體的密度,故粒子內(nèi)部的密度與原質(zhì)流體的密度相同,原質(zhì)流體流場(chǎng)中的物體(被滲透后是粒子的組合體)不存在浮力。推論:物體與原質(zhì)流體處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),不可能通過(guò)力學(xué)方法測(cè)量原質(zhì)流體的壓力,這就是說(shuō)原質(zhì)流體的靜壓力(絕對(duì)壓力)不可測(cè)量,或者說(shuō),原質(zhì)流體的靜壓力沒(méi)有物理意義。4.3 物體在原質(zhì)流體流場(chǎng)中的慣性運(yùn)動(dòng)上文2論述了原質(zhì)與物體不發(fā)生能量、動(dòng)量交換,所以有限個(gè)原質(zhì)對(duì)物體運(yùn)動(dòng)沒(méi)有任何阻力,那么原質(zhì)流體是單個(gè)原質(zhì)的三階無(wú)窮大(線是點(diǎn)的一階無(wú)窮大;面是點(diǎn)的二階無(wú)窮大;體是點(diǎn)的三階無(wú)窮大),是否對(duì)物體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻力呢?運(yùn)用流體動(dòng)力學(xué)方法可以證明:定理:任何物體在原質(zhì)流體流場(chǎng)中做慣性運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的合力恒為零。即: f 0 證明:原質(zhì)流體具有絕對(duì)無(wú)粘、不可壓縮、連續(xù)、均勻性質(zhì),并且原質(zhì)流體流場(chǎng)具有無(wú)邊際、無(wú)源、無(wú)匯的性質(zhì),這樣的流場(chǎng)中流體運(yùn)動(dòng)滿足數(shù)學(xué)分析條件和流速矢量疊加條件。在上述流場(chǎng)中,當(dāng)一個(gè)致密的嚴(yán)格幾何上的球體勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)求解得到:球體外圍流體的流速分布相對(duì)于球體運(yùn)動(dòng)參照系總是前后對(duì)稱的,并且對(duì)球體運(yùn)動(dòng)速度方向的中心軸對(duì)稱(詳見下文7.4),根據(jù)伯努利(Bernoulli)方程,球體所受到流體的動(dòng)壓力(相對(duì)壓力)具有同樣的對(duì)稱性,其各向合外力恒等于零。進(jìn)一步講,任何形狀的物體可以分解為直徑不同的球體之和,即任何形狀的物體都可以看作是許多個(gè)球體的疊加體,所以任何形狀的物體在原質(zhì)流體流場(chǎng)中做慣性運(yùn)動(dòng)所受到的各向合力為零。任何形狀的物體在不可壓縮、無(wú)粘、連續(xù)、均勻的流體中(流場(chǎng)無(wú)外邊界、無(wú)源、無(wú)匯)做慣性運(yùn)動(dòng)所受到的合力為零,既無(wú)縱向阻力,又無(wú)橫向升力,這個(gè)現(xiàn)象稱為“達(dá)朗貝爾佯謬(DAlembert paradox)”(也有稱為“達(dá)朗伯佯謬”或“達(dá)朗伯疑難”)。之所以稱為佯謬,是因?yàn)檫@種現(xiàn)象看似與生活常識(shí)相矛盾,但是在一定條件下成立?!斑_(dá)朗貝爾佯謬”成立需要流體和流場(chǎng)都具備嚴(yán)格的條件,任何分子構(gòu)成的流體均不具備這個(gè)條件。在原質(zhì)論之前,“達(dá)朗貝爾佯謬”只能在想象的理想狀態(tài)下成立,但是在原質(zhì)論中,原質(zhì)流體和流場(chǎng)的性質(zhì)完全滿足這個(gè)佯謬成立的條件,使之具備現(xiàn)實(shí)意義。在生活中,空氣形成的風(fēng)和水流都是有阻力的,這是由于它們具有粘性,并且流體微觀不連續(xù)、不均勻,流場(chǎng)也有限等原因造成了流體的阻力,物體及流場(chǎng)的不對(duì)稱性還造成物體對(duì)流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生升力。在以太學(xué)說(shuō)中,以太風(fēng)的阻力是長(zhǎng)期困擾以太性質(zhì)的一個(gè)尖銳問(wèn)題,那是由于以太學(xué)說(shuō)沒(méi)有建立以太的精確數(shù)理模型,無(wú)法區(qū)分以太與分子構(gòu)成流體的性質(zhì)之間的根本區(qū)別。推論:物體與原質(zhì)流體相對(duì)慣性運(yùn)動(dòng)時(shí),不可能通過(guò)力學(xué)方法測(cè)量原質(zhì)流體的速度。所以原質(zhì)流體的絕對(duì)流速?zèng)]有任何物理意義。證明:因?yàn)槲矬w與原質(zhì)流體相對(duì)慣性運(yùn)動(dòng)時(shí),無(wú)論速度大小,物體受到的各向合外力、靜壓力及浮力均恒為零,速度的定義本身具有相對(duì)性,原質(zhì)流體的均勻流過(guò)物體與物體在原質(zhì)流體中慣性運(yùn)動(dòng)是等效的,無(wú)論哪種情況均不產(chǎn)生力學(xué)效應(yīng),所以不可能通過(guò)力學(xué)方法測(cè)量原質(zhì)流體的速度。在分子流體中,物體受到各種各樣的作用力,這些作用力對(duì)于原質(zhì)流體這樣特殊的流體是不存在的,不僅物體與原質(zhì)流體相對(duì)慣性運(yùn)動(dòng)時(shí)速度不能通過(guò)動(dòng)力學(xué)方法測(cè)量,通過(guò)電磁學(xué)方法或者光學(xué)方法也不能夠測(cè)量原質(zhì)流體的速度,因?yàn)殡姶艑W(xué)的實(shí)質(zhì)就是原質(zhì)流體的流體動(dòng)力學(xué)(詳見下文5“電磁現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)實(shí)質(zhì)” )。力就是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生相互作用的強(qiáng)度,因此,物理學(xué)的所有課題都是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生的相互作用,最終都要?dú)w結(jié)于力學(xué),力學(xué)方法根本辦不到的事情,物理學(xué)的其他方法也辦不到。4.4 物體在原質(zhì)流體流場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的伴流物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí),物體周圍流體受到物體運(yùn)動(dòng)的影響而產(chǎn)生追隨物體運(yùn)動(dòng)的流動(dòng)現(xiàn)象稱為伴流。在分子構(gòu)成的流體中,伴流由摩擦伴流、勢(shì)伴流和興波伴流三部分組成,其中摩擦伴流是伴流的主要成分。定理:物體在原質(zhì)流體流場(chǎng)中做慣性運(yùn)動(dòng)的伴流只存在勢(shì)伴流。證明:因?yàn)榘榱魇怯赡Σ涟榱?、?shì)伴流和興波伴流三個(gè)部分組成的,摩擦伴流是流體的粘性引起的,勢(shì)伴流是物體的體積排流引起的,興波只存在于流體的自由液面。原質(zhì)流體沒(méi)有粘性,不存在摩擦伴流;原質(zhì)流體沒(méi)有自由液面,不存在表面波,不存在興波伴流,所以物體在原質(zhì)流體流場(chǎng)中做慣性運(yùn)動(dòng)的伴流只存在勢(shì)伴流。物體在原質(zhì)流體流場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),盡管原質(zhì)流體的密度極大,但是由于物體被原質(zhì)流體滲透后,剩下的有效排流體積很小,比物體壓縮到核密度時(shí)的體積還小,體積排流引起的伴流強(qiáng)度比想象的要小得多,并且有:定理:物體在原質(zhì)流體流場(chǎng)中做慣性運(yùn)動(dòng)時(shí)的勢(shì)伴流強(qiáng)度與物體的質(zhì)量成正比,而與物體的體積無(wú)關(guān)。證明:根據(jù)原質(zhì)的滲透性質(zhì),物體在原質(zhì)流體流場(chǎng)中做慣性運(yùn)動(dòng)時(shí)的體積不是有效排流體積,所以勢(shì)伴流強(qiáng)度與物體的體積無(wú)關(guān)。根據(jù)原質(zhì)公設(shè),物體內(nèi)部間隙被完全排除后的有效體積內(nèi)的物質(zhì)密度與原質(zhì)流體密度相同(均為極大值),所以物體的有效排流體積與其質(zhì)量成正比,而物體的勢(shì)伴流強(qiáng)度與其有效排流體積成正比,因此物體勢(shì)伴流的強(qiáng)度與物體的質(zhì)量成正比。原質(zhì)、原質(zhì)流體和原質(zhì)流體流場(chǎng)均與分子構(gòu)成的氣體、液體及其流場(chǎng)具有許多不同的性質(zhì),在分子流體中存在的性質(zhì)未必在原質(zhì)流體中存在;在原質(zhì)流體中存在的性質(zhì),在分子流體中也未必存在,因此在將原質(zhì)流體與分子構(gòu)成的氣體、液體進(jìn)行類比推理時(shí),不能忽略原質(zhì)流體的特殊性,一定要看二者是否具備相同的物理?xiàng)l件,不能只憑生活經(jīng)驗(yàn)去做判斷,原質(zhì)論需要嚴(yán)密的、理性的邏輯思維。空氣水平流動(dòng)形成的風(fēng)與“以太風(fēng)”、“原質(zhì)風(fēng)”不能簡(jiǎn)單地類比,從以上分析看出,原質(zhì)流體不會(huì)被物體拖動(dòng),“原質(zhì)風(fēng)”(即均勻流動(dòng)的原質(zhì)流體流場(chǎng))也不可能被觀測(cè)到。4.5 物體在原質(zhì)流體流場(chǎng)中的非慣性運(yùn)動(dòng)物體在原質(zhì)流體流場(chǎng)中的非慣性運(yùn)動(dòng),涉及很復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題,筆者缺乏深入研究,筆者僅僅解決原質(zhì)論的基礎(chǔ)問(wèn)題。物體在原質(zhì)流體流場(chǎng)中的非慣性運(yùn)動(dòng)正是原質(zhì)論發(fā)展的重要課題,原質(zhì)流體的流體動(dòng)力學(xué)發(fā)展前景廣闊,是研究微觀粒子的產(chǎn)生與湮滅的有效途徑,流體動(dòng)力學(xué)將會(huì)上升為物理學(xué)的前沿學(xué)科。5 電磁現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)實(shí)質(zhì)電磁是物質(zhì)所表現(xiàn)的電性和磁性的統(tǒng)稱。那么,電性和磁性的實(shí)質(zhì)是什么?也就是問(wèn):物質(zhì)的電性和磁性產(chǎn)生的根源是什么?對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,根據(jù)原質(zhì)公設(shè),可以用動(dòng)力學(xué)的概念和原理對(duì)電磁現(xiàn)象進(jìn)行深刻而又簡(jiǎn)明的解釋。5.1 電磁現(xiàn)象與動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象的同一性發(fā)生物理作用的雙方必須具備相同的實(shí)質(zhì)才可以發(fā)生相互作用,不同的只是物理作用雙方所表現(xiàn)的形式。既然電和磁都能夠產(chǎn)生動(dòng)力學(xué)效應(yīng),那么電和磁現(xiàn)象本身就必定具備動(dòng)力學(xué)實(shí)質(zhì),必定是某個(gè)物質(zhì)結(jié)構(gòu)層次的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象。實(shí)際上,理想流體動(dòng)力學(xué)與電磁學(xué)之間存在許多相對(duì)應(yīng)的概念、相似的現(xiàn)象、相似的物理過(guò)程,物理定律具有相同的數(shù)學(xué)表達(dá)方程式,這種現(xiàn)象不是偶然的巧合,而是深刻地反應(yīng)了理想流體動(dòng)力學(xué)與電磁學(xué)所描述的是同一類自然現(xiàn)象的物理過(guò)程,揭示的是同一類型的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)根本規(guī)律。在物理學(xué)史上,電磁學(xué)與流體動(dòng)力學(xué)相互借鑒而發(fā)展,不過(guò)由于分子構(gòu)成的流體的性質(zhì)與電磁學(xué)描述的“以太”性質(zhì)存在巨大差異,相互借鑒的范圍很小,但是理想流體的性質(zhì)與“以太”的性質(zhì)非常接近,可是由于理想流體動(dòng)力學(xué)的研究目的僅僅是為了研究分子流體服務(wù),甚至有人懷疑這門學(xué)說(shuō)只是一種脫離真實(shí)分子流體的數(shù)學(xué)游戲,是沒(méi)有物理意義的研究,所以理想流體動(dòng)力學(xué)的發(fā)展至今還很不成熟,這種現(xiàn)狀使理想流體的動(dòng)力學(xué)的概念與電磁學(xué)概念不能一一對(duì)應(yīng),使人們難以確認(rèn)真空的理想流體動(dòng)力學(xué)模型。原質(zhì)公設(shè)給出了真空原質(zhì)流體動(dòng)力學(xué)模型,并有:定理:在真空中存在的任何物理場(chǎng)都是以原質(zhì)流體為載體的物理量場(chǎng)。證明:根據(jù)原質(zhì)公設(shè),真空是原質(zhì)流體流場(chǎng),而原質(zhì)是沒(méi)有種類分別的,只有唯一的一種,并且原質(zhì)流體是致密的,排除了真空中其它物質(zhì)形態(tài)的存在,因此,在真空中存在的任何物理場(chǎng)都是以原質(zhì)流體為載體的物理量場(chǎng)。推論:電磁場(chǎng)是原質(zhì)流體存在和運(yùn)動(dòng)的物理量場(chǎng),而不是一種的物質(zhì)。證明:物質(zhì)的最根本特性是占有空間,占有即排除其它的物質(zhì)同時(shí)占據(jù)同一空間,電磁物理場(chǎng)不具備這個(gè)特性,所以電磁物理場(chǎng)不是物質(zhì),只能是物質(zhì)的屬性,只有具有質(zhì)量量綱才能夠稱為物質(zhì)。物理場(chǎng)有標(biāo)量場(chǎng)和失量場(chǎng),如果場(chǎng)是物質(zhì),那么物質(zhì)就有標(biāo)量物質(zhì)和矢量物質(zhì),物質(zhì)概念又如何定義呢,正負(fù)相消是否物質(zhì)滅失?有一種說(shuō)法:因?yàn)殡姶挪ň哂心芰?,所以電磁波是物質(zhì),那么聲波也具有能量,聲波是不是物質(zhì)?物質(zhì)與物質(zhì)的能量是兩個(gè)互相關(guān)聯(lián)而又根本不同的邏輯概念。5.2 電磁概念的動(dòng)力學(xué)物理意義根據(jù)理想流體動(dòng)力學(xué)與電磁學(xué)之間存在的相對(duì)應(yīng)的概念、相似的現(xiàn)象、相似的物理過(guò)程,相同的物理定律數(shù)學(xué)表達(dá)方程式(例如:畢奧-沙伐爾-拉普拉斯定律),很容易判斷電磁概念的流體動(dòng)力學(xué)物理意義。表5-1列出了電磁基本概念的動(dòng)力學(xué)物理意義。表5-1:電磁基本概念的動(dòng)力學(xué)物理意義電磁概念電磁符號(hào)動(dòng)力學(xué)符號(hào)動(dòng)力學(xué)物理意義備注磁力線HU原質(zhì)流體流線單位需要換算電力線Ew原質(zhì)流體渦線單位需要換算真空的磁導(dǎo)率00原質(zhì)流體密度單位需要換算磁場(chǎng)強(qiáng)度HU原質(zhì)流體流速磁場(chǎng)是原質(zhì)流體流速場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0U原質(zhì)流體動(dòng)量密度原質(zhì)流體密度速度積電場(chǎng)強(qiáng)度Ew原質(zhì)流體渦流強(qiáng)度電場(chǎng)是原質(zhì)流體渦流場(chǎng)真空的電容率0J原質(zhì)流體柔量單位需要換算電流IG原質(zhì)流體速度環(huán)量位移電流的意義更明顯電量QW原質(zhì)流體渦量單位需要換算波速CV原質(zhì)波波速詳見6“原質(zhì)波”5.3 電磁量的動(dòng)力學(xué)量綱 從表5-1中電磁概念的動(dòng)力學(xué)物理意義可以進(jìn)一步推導(dǎo)出電磁量的動(dòng)力學(xué)量綱,只要將動(dòng)力學(xué)中的量綱L2T-1置換電磁學(xué)量綱I可得表5-2:表5-2:電磁基本量的動(dòng)力學(xué)量綱基本電磁概念電磁符號(hào)電磁學(xué)量綱電磁學(xué)單位動(dòng)力學(xué)符號(hào)動(dòng)力學(xué)量綱真空的磁導(dǎo)率0MLT-2I-2h/m0ML-3真空的電容率0M-1L-3T4IF/mJM-1LT2磁場(chǎng)強(qiáng)度HL-1IA/mULT-1磁感應(yīng)強(qiáng)度BMT-2I-1Wb/m=T0UML-2T-1電場(chǎng)強(qiáng)度EMLT-3I-1V/m wwML-1T-2電流IIAGL2T-1電量QTICWL2電勢(shì)UMLT-3I-1VPMT-2在表5-2中,任何電磁量都不具有質(zhì)量量綱,所以電磁場(chǎng)不是物質(zhì),只是描述物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的物理量。必須注意:分子流體的性質(zhì)與原質(zhì)流體的性質(zhì)存在根本差別,兩種流體分別屬于不同的物質(zhì)結(jié)構(gòu)層次,所表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象也有所不同。例如:電磁波的傳播依靠媒質(zhì)的誘導(dǎo)作用,而不是依靠媒質(zhì)的彈性,盡管如此,電磁波與機(jī)械波的波動(dòng)方程非常相似,只要按照表一中的對(duì)應(yīng)關(guān)系,把電磁波波速公式中0置換成0,把機(jī)械波(指由分子構(gòu)成的物體中傳播的波動(dòng))媒質(zhì)的彈性模量置換成柔量,則電磁波與機(jī)械波的波動(dòng)方程在形式上完全一樣,這證明電磁波是依靠一種媒質(zhì)傳播的,這種媒質(zhì)就是原質(zhì)流體。表5-2中電磁量綱有四個(gè)要素:質(zhì)量、空間、時(shí)間和電流,而動(dòng)力學(xué)量綱只有三個(gè)基本要素,沒(méi)有電流量綱,可見電流量綱不是基本的。按照公理化方法理論體系結(jié)構(gòu)的要求和“奧卡姆剃刀定律(Occams Razor)”,原質(zhì)論的理論結(jié)構(gòu)具有顯著的優(yōu)越性。5.4 電磁量的單位與動(dòng)力學(xué)量的單位換算由于電磁學(xué)和動(dòng)力學(xué)的基本物理概念和物理量在定義時(shí)分別采用了兩個(gè)不相干的系統(tǒng),所以兩門學(xué)科相對(duì)應(yīng)的物理量的數(shù)值所代表的物理量大小各不相同,它們之間需要進(jìn)行換算,即存在一個(gè)常數(shù)km使等式:0 = km0成立,0 為原質(zhì)流體密度,0為真空的磁導(dǎo)率,km稱為動(dòng)力學(xué)-電磁學(xué)當(dāng)量。此外,電性和磁性的正負(fù)號(hào)方向系統(tǒng)也是人為規(guī)定的,不像動(dòng)力學(xué)那么真實(shí)確定,如果電磁學(xué)一開始就對(duì)它們的正負(fù)號(hào)方向系統(tǒng)進(jìn)行相反的定義,電磁學(xué)的所有方程在形式上不會(huì)有任何改變,只是習(xí)慣不同而已。所以,電性和磁性的正負(fù)號(hào)方向系統(tǒng)也可能與動(dòng)力學(xué)的實(shí)際情況相反。6 原質(zhì)波在物理學(xué)中,某一物理量的擾動(dòng)或振動(dòng)在空間逐點(diǎn)傳遞時(shí)形成的運(yùn)動(dòng)稱為波。原質(zhì)波就是原質(zhì)流體的物理量的擾動(dòng)或振動(dòng)在原質(zhì)流體流場(chǎng)中逐點(diǎn)傳遞時(shí)形成的運(yùn)動(dòng)。根據(jù)原質(zhì)公設(shè),電磁波(含光波)屬于原質(zhì)波。原質(zhì)流體既沒(méi)有剪切彈性,又沒(méi)有體積彈性,原質(zhì)波的波動(dòng)方式并不像機(jī)械波那樣通過(guò)媒質(zhì)的彈性力的作用(媒質(zhì)的彈性勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程),而是按照流體動(dòng)力學(xué)的速度環(huán)流和渦流在變化過(guò)程中相互誘導(dǎo)而傳遞的過(guò)程:原質(zhì)流體變化的渦流場(chǎng)誘導(dǎo)出變化的速度環(huán)流場(chǎng),變化的速度環(huán)流場(chǎng)再誘導(dǎo)出新的變化的渦流場(chǎng),循環(huán)往復(fù)。波的定義顯然是針對(duì)物質(zhì)的屬性物理量,而不是物質(zhì)本身,把電磁波作為物質(zhì)本身就使波的概念在邏輯上產(chǎn)生了歧義或者說(shuō)混亂。原質(zhì)波與聲波和水

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