微连续体的电动力学

【摘 要】引力场是由无数相干的引力子一个接一个地在空间中分布形成的一个具有相干结构的连续的整体；光能量是一份一份不连续的，但每个光波都是一个量子化的连续体的整体波动，就好像每个声波都是一群粒子整体的连续的波动一样。方向性、粒子性、概率性是包括声波在内的任何一种波频率足够高时都可显现出来的的波的三大共性。微连续理论从自然最深层次上解释了物体具有惯性的原因，揭开了光速不变之迷，并在狭义相对性原理和等效原理的基础上阐明了光速的相对性，推导出了超光速质能方程和超真空泡原理。

【关键词】场分子；光障；场激波；超光速质能方程；超真空泡效应

1 引力与电磁力的统一

引力场是由无数与奇点相干的引力子在宇宙空间中一个接一个地分布形成的一个连续的整体。引力是奇点和它本身的引力场原有的平衡状态被其它奇点打破产生的一种压力。例如，在真空中有一个静止的引力场奇点1，奇点1的引力场对奇点1产生的压力是各向均等的，这使得奇点1和它的引力场能够保持一种相对平衡的状态，使奇点1相对静止在它的引力场的中心。把奇点2放到奇点1的引力场中，奇点1和它的引力场原有的平衡状态就会被打破，使奇点1的引力场中的每个引力子都有以奇点2为中心从各个方向指向奇点2重新分布的趋势，从而对奇点1产生一个指向奇点2的压力，压力的大小与两奇点间距离的平方成反比，这个压力表现出来就是奇点2对奇点1产生的引力。与此同时，奇点2和它的引力场原有的平衡状态也会被奇点1打破，使奇点2受到一个指向奇点1的压力，压力的大小与两奇点间距离的平方成反比，这个压力表现出来就是奇点1对奇点2产生的引力。引力的这种产生方式与相对论描述的时空弯曲是等效的。与引力场类似，一个电荷的电场是由无数与电荷相干的电场分子（电场分子是构成电场的最小物质组分，也是光波的媒介）在宇宙空间中一个接一个地分布形成的具有相干结构的连续的整体，即微连续体。引力场并不局限在场奇点周围的空间区域，而是向空间中无限延伸，其影响是非局域的，所以，电荷的电场也并不局限在电荷周围的空间区域，而是非局域的，电场力与引力一样，其大小都与距离的平方成反比。一个正电荷和一个负电荷并排在一起，与正电荷相干的电场分子就会有以负电荷为中心，从各个方向指向负电荷重新分布的趋势，使正电荷受到一个指向负电荷的压力，表现出来就是负电荷对正电荷产生的吸引力；与此同时，与负电荷相干的电场分子也会有以正电荷为中心，从各个方向指向正电荷重新分布的趋势，使负电荷受到一个指向正电荷的压力，表现出来就是正电荷对负电荷产生的吸引力。两个同种电荷并排在一起，每个电荷的电场分子都会有以对方电荷为中心，指向各个方向重新分布的趋势，使每个电荷都受到一个由两电荷的内侧指向两电荷外侧的压力，表现出来就是两个同种电荷间互相排斥的电场力。一个静止的电荷在场的作用下向前运动，会带动它周围空间中相干的电场分子一起向前运动，这些电场分子又会带动空间中相干的电场分子一起向前运动，在与电荷运动方向垂直的界面上，与电荷相干的电场分子并不是直线向前运动的，而是一边绕着电荷旋转一边向前运动，从而形成一个以电荷为中心的磁场涡旋，磁场涡旋的方向就是磁场的方向。稳定的磁场涡旋一但形成，就可长期存在，没有外力的作用就不会自动消失，就像超导线圈中的电流一但形成就不会自动消失一样。电流方向不变，电流大小呈周期性变化的振荡电流叫做单向振荡电流，磁场方向不变，场强大小呈周期性变化的振荡磁场，叫做单向振荡磁场；电流或磁场的大小和方向都呈周期性变化的叫做双向振荡。与此类似，电场（磁场）分子流涡旋的方向不变，电场（磁场）分子流大小呈周期性变化的振荡叫做单向振荡；电场（磁场）分子流涡旋的大小和方向都呈周期性变化的叫双向振荡。单向振荡的电流可在其周围空间中激发单向振荡的磁涡旋，单向振荡的磁涡旋可在其周围的空间中激发单向振荡的电涡旋，单向振荡的电涡旋和单向振荡的磁涡旋在空间中交替产生形成单链式电磁波。让两列时间相差半个周期的等幅同频率的超高频单链式电磁波经过等长的路经后叠加，便可在空间中合成一个超低频单向振荡的无源的磁场，使通恒定电流的导体受到一个方向不变的电磁力的作用，推动飞船前进，这就是大推力量子引擎的基本原理。双向振荡的电涡旋与双向振荡的磁涡旋在空间中交替产生形成双链式电磁波。普通的无线电波和光都是双链式电磁波。在空间中互相激发交替产生的电涡旋和磁涡旋总是互相垂直的，且两者都是由大量相干的电场分子的涡旋运动形成。我们都知道，液体是不可以产生和传播横波的，而大量相干的液体分子彼此远离，密度变得极低，使张力远大于斥力后，便可形成具有相干结构和固定形状的膜，产生并传播横波。一个电荷的电场分布在宇宙中的电场分子的密度虽低，但这些电场分子形成了像膜一样的相干结构，所以能产生和传播横波。因为不同电荷的电场分子是不能形成传播横波的相干结构的，所以，在一个电荷的电场里传播的光能不能直接传到另一个电荷的电场中去，就好比两个光波彼此穿过后，仍保持各自的独立性，一个光场中的动能不能传到另一个光场中去一样。每个电磁波中的电涡旋和磁涡旋都是由同属一个电荷的相干的电场分子运动形成。无论是引力还是电场力，或是磁场力，实际上都是由空间中与场奇点相干的场分子与场奇点间原有的平衡态被打破而产生的，都是与场奇点相干的场分子对场奇点直接产生的作用力。实验证明，每个观察者接收到的电磁波都是以观察者自身的电场为载体来传播的。静止或匀速运动的电荷，它的电场也是静止或匀速运动的，这一点有大量实验可证明。无论观察者以什么样的速度匀速运动，观察者的电场相对于观察者都是静态的电场，两者总是处在同一个非局域的惯性系中，这必然导致真空光速相对于观察者恒定不变，而光行差角也会严格地只与地球和恒星的相对运动有关。结合等效原理，在不违背狭义相对性原理的前提下，光速的相对性可归纳为两点：（1）无论光源和观察者如何运动，在真空中传播的光，其速度相对于接收它的观察者恒为c；（2）在真空中传播的光，其速度相对于不是接收它的观察者可变。

2 超光速传输信息实验

在真空中选取AB两个相距较远的点，将一根长杆平放在B点旁边，让长杆与AB两点的连线垂直，长杆与B点间的距离很短，可忽略不计。让一个激光器和一块平面镜分别以相同的速度沿着两条平行于长杆的直线从左向右同时匀速穿过AB两点，激光器和平面镜始終处在同一个惯性系中。激光器到达A点的瞬间向B点方向垂直射出一束激光，平面镜穿过B点向右匀速移动一段距离后把激光垂直反射到长杆上的O点。在上述实验中，激光器经过A点瞬间发出的激光被分成两束，一束从A点直线射向长杆上的O点，所花的时间为t1，另一束从A点垂直射向B点，被平面镜的电场向右拖曳后，经平面镜垂直反射到长杆上的O点，所花的时间为t2，t1>t2。这证明第二束激光以超过真空光速的速度从A点传到了O点。但对O点上的电荷来说，激光只不过是走了一条比较短的“捷经”而已，它们观察到激光是从A点右方与平面镜相对应的点发出的，它们观察到的光速仍是c，但这并不是真实的光速。在激光器和平面镜间传播的光，平面镜才是接收者，O点上的电荷并不是接收者，O点上的电荷接收到的光实际上已不是激光器发出的光，而是平面镜上的原子受激辐射出的光，只是两者的频率相同而已。因此，在激光器和平面镜间传播的激光，其速度相对于平面镜恒为c，相对于O点上的电荷却是大于c的。

3 物体具有惯性的原因

物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质称为惯性。牛顿在巨著《自然哲学的数学原理》里定义惯性为：惯性是物质固有的力，是一种抵抗的现象，它存在于每一个物体当中，大小与该物体相当，并尽量使其保持现有的状态，无论是静止状态或是匀速直线运动状态。可见，牛顿早就已经认识到了惯性与力有密不可分的关联。像电子、夸克等实物粒子实际上都不是能够独立存在的最小物质组分，而是各种场的奇点。因为场奇点和场是个不可分割的整体，所以，任何实物都不能脱离有关的场而独立存在。在没有外力或合外力为零的情况下，一个场奇点的场对该场奇点产生的压力在各个方向上都是均等的。若要改变一个场奇点的运动状态，首先要改变该场奇点周围区域的场的状态，场奇点周围区域的场的状态被改变产生的影响，会以光速传遍整个非局域的场。因为场是由无数互相联系互相影响的场分子组成的一个连续的整体，即微连续体。在没有外力或合外力为零的情况下，微连续体中的每个物质组分都在张力和斥力的作用下维持其在整体中的位置不变，以维持整个微连续体的平衡状态，一旦有外力打破这种平衡状态，微连续体必然会产生抵抗的力，对外表现出惯性。这就好比静止在湖水下面的小球，受到来自各个方向的水压力，这些压力大小均等，方向相反，合力为零。站在岸上观察，小球是静止的，站在匀速行驶的汽车中观察，小球是匀速运动的，但小球与湖水仍是相对静止的。若要改变小球的运动状态，可用非局域的场将整个湖与小球一起移动，就像地球引力场带动整个湖与小球一起转动一样。也可用推力改变小球相对于湖水的位置和运动状态，湖水反向的压力必然会使小球表现出的抵抗的力。由此可见，场奇点的惯性实际上是场奇点自身的场对场奇点产生的压力的一种表现。因为场奇点和它的场是个不可分割的整体，而场是看不见的，所以，人们才会误认为惯性是场奇点（即实物粒子）自身的属性。

4 波的粒子性与概率性

无论是电磁波还是机械波，波的频率达到或超过一个临界值后，波的方向性就会明显表现出来。比如，频率很高的超声波与频率很高的光波一样，都是接近直线传播的。波的频率越高，波的方向性就越强，在与波传播方向垂直的界面上，波的作用范围就越小。在金属中，原子外层的价电子可脱离原来所属的原子而成为在金属中自由地做热运动的自由电子。但在温度不是很高时，自由电子并不能大量逸出金属表面，这说明金属原子对自由电子有一定的引力以阻碍自由电子逃逸出去，自由电子若要挣脱出来必须克服这种引力做功，这个功叫做逸出功。在导体中的电流实际上就是电场力克服了金属原子的引力使自由电子定向移动形成的。频率比较低的电磁波遇到金属表面的自由电子时，可同时驱动自由电子所处的波界面上大量的电场分子一起做步调一致的振荡运动，近而带动自由电子一起做同频率的振荡运动。就好像水波，其频率虽低，但大量水分子整体的波动却可产生强大的力带动水面上的物体一起做同频率的振荡运动。而频率很高的光波由于其方向性强，在与光波传播方向垂直的界面上，光波的作用范围太小，只能驱动波界面上的一个或极少个电场分子去撞击电子，表现出明显的粒子性。就好像在水中传播的特超声波，由于其方向性强，在与特超声波传播方向垂直的波界面上，特超声波的作用范围太小，只能驱动一个水分子或极少个水分子去撞击物体，表现出明显的粒子性。光波的频率越高，撞击力就越大，电子在被撞击瞬间获得的动能就越大，电子从撞击中获得的动能等于光量子的动能hv。一个电子不能同时获得两个光波的能量，若一个电子获得一个光波的能量后还不能挣脱金属原子的引力，电子获得的能量就会在瞬间消散，这导致每个电子获得的能量不能累加。因此，光频率达不到金属的极限频率时，增加光强和光照时间都不能产生光电效应。因为撞击不但改变了电子的动量和位置，也改变了光波的媒介——电场分子的动量和位置，所以，一列光波不能总是驱动同一个电场分子去撞击同一个电子，而是每个周期都随机地驱动一个不同的电场分子去撞击另一个电子，标记下每个光子的撞击点，就会发现大量光子的撞击点的分布是有规律的。大量特超声波的撞击点的分布也是有规律的，可见，粒子性和概率性，与方向性一样，都是波的频率达到一定的值后才能显现出来的波的一种共性。

5 熵的加速度与宇宙时间

一个物质系统的熵反映了该物质系统的状态的混乱程度，即无序度，熵越大，无序度就越大。熵增大的趋势表现出来的力叫做正熵力，阻碍熵增大或使熵减小的力叫做反熵力。熵的加速度等于物质系统的合熵力与该物质系统的质量的比值，它可以改变熵增大或减小的速率。外界的压力可抵消物质系统的正熵力，使熵的加速度减小，熵增加得慢。例如，储存在钢瓶中的液氧，在熵增大的趋势下，大量的氧分子总是趋向于占据更大的空间，向外扩张产生正熵力。但在瓶壁的压力下，绝大部分正熵力都被抵消了，熵的加速度很小，熵变化得很慢，使得大量的氧分子长期保持液体状态，并使每个氧分子热振动的频率变得很低，热辐射很低。一旦钢瓶的压力消失，熵的加速度就会变得很大，液氧很快就会气化，每个氧分子热振动的频率都会变大，使热辐射升高。在微观世界中，可用激光产生的压力来抵消一群粒子的正熵力，将粒子束缚在一起，并使每个粒子热振动的频率降低，热辐射降低，这就是激光制冷技术。一个孤立系统的时间速率反映了该孤立系统所有的物理量（包括所有宏观的物里量和所有微观的物里量）变化的平均速率，它与该孤立系统的所有熵，包括宏观的熵和微观的熵（即总熵）增大或减小的速率相关，与熵的方向无关。而一个孤立系统的场分子（包括电场分子、引力子等各种场的分子）熵的加速度与该孤立系统的总熵速率成正比关系，所以，孤立系统的时间速率与场分子熵的加速度成正比关系，与场分子熵的方向无关。在真空中高速运动的飞船会带动周围空间中的场分子一起向前运动，这些场分子产生的负熵力会抵消飞船内场分子的正熵力，使飞船内场分子熵的加速度减小，场分子的振动频率减小，时间频率降低，原子钟变慢。飞船的速度越大，飞船内被抵消的场分子的正熵力就越多，飞船内场分子的振动频率就越小，时间频率就越低，原子钟走得就越慢。但即使飞船以光速或超光速飞行，也无法使飞船里的时间停止，更无法使时间倒退。强引力也可以抵消场分子的正熵力，使场分子的振动频率减小，时间频率降低。飞船在靠近大质量物体时，飞船内场分子的正熵力会被强引力抵消，使飞船内场分子的振动频率减小，时间频率降低，原子钟变慢。但当引力大于正熵力时，引力越大，场分子熵的加速度就越大，场分子熵减小的速率就越大，时间反而变得更快了。这种情况下，时间已不能用原子钟来观测，只能通过“引力钟”来观测。宇宙的时间速率取决于宇宙总熵的加速度，与观察者的运动状态无关。因此，宇宙时间对任何参考系都是一样的，同时并不是相对的，在同一宇宙时发生的两件事情相对于任何参考系都是同时发生的。

6 超光速迁移

除中微子外，目前人类观察到的所有实物粒子在真空中运动都会带动其运动方向上的场分子向前运动。当粒子的速度增加到接近光速时，粒子前方的场分子因来不及散开而被到压缩到粒子身上，密度突然增大，使粒子的质量显著增加。粒子的速度越大，场分子的密度就越大，粒子被附加的质量就越大，粒子就越难以加速，这种现像叫做光障。低于光速时，粒子的质量可用相对论的质速公式来计算出近似值，但粒子的速度无限趋近光速时其质量并不会增加到无穷大。当光障附加到粒子身上的质量达到一个阀值时就会产生剧烈的质量衰减反应，大量被压缩到粒子身上的场分子以波的形式向四周围散开，带走光障的质量，使粒子被光障附加的质量迅速减少。此时，若对粒子加以足够大的力，使被压缩到粒子身上的场分子数大于离散数，粒子的质量仍会随着速度的增大而有所增加，但粒子被附加的质量越大，质量衰减的速度就越大，这导致相对论的质速关系失效。实验证明，电子被光障附加的质量达到电子自身质量（即电子的静质量）的大约210倍时，就会产生剧烈的质量衰减反应，电子被加速到光速时，其质量大约是静止质量的3600倍。当电子的速度超过光速时，大量场分子就会遭到强烈的压缩而形成场激波。光障的产生是飞船加速到光速的最大障碍。如果全飞船上的每一个粒子都产生光障，整艘飞船被附加的质量将十分巨大，飞船不但无法加速到光速，还可能会解体爆炸。怎样才能够让飞船突破光障呢？唯一的办法就是将光障屏蔽在飞船外，并尽量减小光障的阻力。试想一下，让一亿个小珠子独立地在空气中接近音速飞行，就会产生一亿个音障，这一亿个音障产生的阻力是非常巨大的，把这一亿个小珠子拼凑成一个乘波体，音障就只在乘波体的外表面上产生，阻力就会变得很小。同理，让一亿个小珠子独立地在真空中接进光速飞行，就会产生一亿个光障，这一亿个光障附加的质量是非常巨大的，把这一亿个小珠子拼凑成一个乘波体，光障就只在乘波体的外表面上产生，乘波体被附加的质量就很小。举个实例，每个原子核都是由一定数量的夸克构成的，但一些从核子中对撞出来的夸克的质量却超过了整个原子核的质量。夸克的质量是被光障附加的，对撞的能量越大，对撞出的夸克的速度就越大，光障附加的质量就越大。夸克会像丢包袱一样把附加在它身上的质量丢掉，衰变为更轻的夸克。采用特殊的材料并设计成乘波体的飞船可使光障只在飞船的外表面上产生。理论计算表明，一艘质量为100吨的乘波体飞船的速度增加到光速时，光障附加在飞船外表面的质量大约只有30吨，不到飞船静质量的三分之一。当飞船的速度增加到超光速时，大量场分子（下转第38页）（上接第16页）就会遭到强烈的压缩而形成场激波，产生类似于音爆的光爆现象。因为，每个观察者接收到的光波都是以观察者自身的力场为载体来传播的，所以，只有运动物体相对于观察者的速度超过光速时，观察者才可能观察到光爆，而位于超光速物体运动方向上的观察者则无法观察到光爆。

7 超光速质能方程

爱因斯坦的相对论给出了低于光速时的质能方程，该方程并不适用于超光速粒子。一个正电子和一个反电子互相湮灭，只剰下光子，根据等效原则，我们可以这样解释相对论质能方程；拥有一定惯性质量的物体可转化为一束光波，这束光波具有的能量就是该物体所具有的能量，它等于该物体的质量与光速的平方的乘积，即E=mc2。相对论揭示了质量、能量和光速三者之间的内在联系，但相对论并不能解释光速为何不变，也就不能解释质能方程中的光速为何取c值。因为，真空光速相对于接收光的观察者恒为c，这一点有个前提条件，即光源相对于观察者的速度小于c。所以，质能方程中的光速只有在运动物体的速度小于c时才取c值。但当运动物体相对于观察者的速度超过c时，就会产生场激波，运动物体在观察者的力场中向前发出的每个光波都会被压缩到同一个激波阵中，成为一个激波量子，每个激波量子传播的速度相对于观察者都是超光速的，它等于超光速物体的运动速度v。因此，在超光速物体的质能方程中，光速应取v值，即E=mv2。

8 超真空泡效应

任何实物粒子都是由场奇点构成。粒子的速度低于阀值时，粒子和它的场是个不可分割的整体，但当粒子的速度超过光速并达到一个阀值时，就会产生接近绝对真空的超真空泡把粒子和它的场隔开。这与水中的超空泡相似：大量高速运动的水分子互相远离使水分子间的张力远大于斥力，从而形成具有相干结构的超空泡。与此类似，真空中大量高速运动的场分子互相远离使场分子间的张力远大于斥力，便可形成具有相干结构的超真空泡，把实物粒子（即场奇点）和它的场分隔开。因为实物粒子的惯性实际上就是场奇点自身的场对场奇点产生的压力的一种表现，所以，实物粒子和它的场被超真空泡分隔后，其惯性质量就会被空虚化。在超真空中的实物粒子，其摩尔数不变，但惯性质量却因空虚化而变得极小，只须很小的力便可获得很大的加速度，且其惯性质量不会随着速度的增大而增大。这种情况就像在水中旋转的螺旋桨，刚开始时，水对桨叶的阻力随着转速的增大急剧增大，但当转速达到一个阀值时，就会产生超空泡效应，超空泡将桨叶和水隔开，使水对桨叶的阻力急剧减小，接近消失，导致螺旋桨空转而损毁。超光速飞船的速度达到一个阀值时，也会产生超真空泡效应，飞船在超真空中运动，其摩尔数不变，但惯性质量却因空虚化而变得极小，只须很小的推力便可使飞船获得很大的加速度，且飞船的惯性质量始終保持一个极小的值，不会随着速度的增大而增大。

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[责任编辑：王楠]