维度与质量、力的关系

唐大为

时间和空间，在飘渺浩瀚的宇宙中，奠定了这个物质世界存在的基础。换句话说，时间和空间运行的法则是物质世界的基本运动法则的原理，虽然这句话听起来有些云雾，但我们换一个角度来谈论，物质是运动的，运动过程需要空间的支撑，需要时间从中以线性的流失来表现物质在空间中的变化，所以，时间和空间撑起了整个物质世界。

从量子概念的角度来说，以质能方程为依据，物质与能量是互相并存的，在某些条件下，甚至可以用能量来表现物质，能量是在这个物质世界中流动扩散着的，运动便有时间，运动到那，哪里就必须存在空间，那么能量也就与时间和空间密不可分了，在能量的构成上，物质也就同样与时间和空间密不可分了。

这种解释，时间和空间作为物质世界的基础，有一点勉强的联系。真正讨论时空和物质世界的关系，不是这么简简单单的论述就能完整地说明的。

即使这有难度，也并不是不可以去探求，我们可以从一些细节处进行深入地发掘，这些细节或许是一个微小的现象，或许是一次构思，更或者是一次物理实验，就比如说著名的火车思想实验和钟慢效应。

如果我们把两个钟表放在这个实验的火车中，两个相同的指针在各方面外部条件都一样的情况下，在同样的扭力驱动过程中却移动了不同的距离。正是这一点，距离，引起了我的注意，我思考着，“为什么速度越快的物体，在同一样的力的作用下，新产生的运动距离却越少呢？”

从这个思路出发，在脑海里很抽象地勾描出来了一种物理情况。不同速度下的物体一定产生了一种隐藏着的物理量在其中起着运算的作用，作为物理量，都一定会作为物理现象在物体上表现出来一种状态，这种状态一定是在它们的各自的相同的物理运动情况下，决定了即使对两个一样的指针作相同的功，而最终反映出不同运动距离的结果。

经过脑海中这样的勾描，我把这种现象简单地理解为两个物体的这种状态，如果把它们的值比较起来，再将它们的物理活动结果比较起来，这两种比例恰好是相反的，先不论是否比例相等，至少在趋势上是这样。

也就是说，速度越大的状态，运动的结果越小，速度越小的状态，运动结果越大。如果这个推导成立，那么这种所谓的状态，一定在某些地方存在于我们这个世界的物理层面中，可以对它进行量化的话，它所表现出来就是一个衡量物质移动距离的刻度器，这种刻度器，如果要加一个俗称的话，勉强称呼它为“维度”吧，我想这样的称呼应该是比较准确的。

维度的大小，决定了移动距离的大小，而这个距离，它也是物理量的一种表象，正是维度这种状态的观点，规定表象的刻度，当这两种值在某种等式中相等起来的时候，就能解释出钟慢效应的现象了。

所以，在以下的论文中，我将系统地、详细地解说这两个值是怎么结合在某种等式中的，以及它们的这种关系是如何向我们展示这个世界的根本运转规律的。

1 时间

时间，每当说到这个词语的时候，总给人一种正在流失什么的感觉。对的，它就是一种紧迫的感觉，这种感觉需要对它进行计数，这样，我们才能从感觉中走出来，更理性地规定成为一种数值，运用在日常社会生活中，也就是时钟的刻度。

说到刻度，当钟表的指针在上面划过，每走一格，人们总认为那就是客观地表达了时间这种感觉的真相。可是，我要说的是，这种相也并非就是真相。

因为时钟上的指针也是受力进行了运动，它所运动的距离，也受限于我们这个自然界中的规定，那么维度自然在其中起着作用，并且决定了指针的运动尺度。它所影响的时间其实与你在观察的所处的空间中的时间并非就是走过相同的刻度值，也就是说钟表的指针运动一刻的真正流失的感觉量不等于你眼睛看到的感官中的量。

而且指針运动的距离，也只是它所处于的空间的表现的一种形式，其中不蕴含俗称中的“时间”。

那么俗称中的“时间”到底是什么，回到起点，我个人认为只是一个人自身在感官上对物质运动过程的一个感觉而已。

结论：时间是一种感官表现，是感觉物质在空间中的运动。

2 宇宙中一种统一的虚拟单位的时间

说到这里，有一个小结，我们感觉中的时间只存在于我们自身的感觉当中，如果是这样的话，那么在宇宙中是否存在真正的时间呢。

当物体运动的距离作为一种刻度可以用来表达时间的流失，那么在处于不同维度中的物体，移动距离是不同的，它们表达的俗称的“时间”流失也就不一样。这种结果必须是它们在第三方观察系中作相同的功的前提条件下才能成立，维度这种状态值才能进行论证。

而在这种相同的前提条件下，经过做功的物理运动产生出了不同的俗称的“时间”，这就像钟慢效应中的两个指针移动的刻度不同一样。

如果我们又分别在两个指针的观察系中来看，当它们所处于的维度条件不同时，也就是俗称的“时间”经过的刻度不同时，它们流失的真正的时间就要以俗称的“时间”的数值经过维度的等比缩放出来，这个缩放出来的值是一定相同的。

我再把这个过程详细地讲解一下，当在第三方观察者的角度观察两个钟表的指针移动一定时间的时候，如果他手上拿着另一块钟表，这里指针移动的刻度相对于两个钟表，等于是它们两个的公共参考时间，也就可以说成是公共维度。如果我们再站到整个宇宙之外的角度来观察整个宇宙的物理运行，假设是上帝手里拿着一个钟表，那么这个钟表的指针划过刻度在宇宙中用一个值表达，那就是一个统一的虚拟单位的“时间”，也就是最高的绝对的单位运动距离，这个距离可以表达为“绝对距离”，每一段这样的距离，用单位T来表示。

现在，好似我们在讨论时间，实际上一直在讨论刻度，也就是讨论空间，这有一点概念模糊，但是它就是时间的根本本质。

结合以上对时间、空间和维度的讲解，做了一张图片能更好地表示一下，如图1所示

3 维度与距离

结论：整个宇宙中，两个物体的维度值之比等于它们受到同一个力所移动的距离的反比。称作“维距反比关系”。

4 维度与质量

当将物理的动量守恒定律公式与维距反比关系等式联系起来谈论，两者有一个共同的条件，都是同时对两个物体施加了相同的力。动量是作用力和反作用力。

在动量守恒中两个碰撞的物体受力相等的情况下，设a、b两个物体，m为质量，ν为速度

m_av_a=m_bv_b

这看起来，是不是觉得和维距反比关系等式有些相似的地方。

从维距反比关系等式中距离的数据来思考，如果将这个距离值分别除以第三观察系中的度过的时间t可以得到各自在第三观察系中的速度ν

发现了两个等式中都出现了速度的比例，那么就可以将两个等式等于起来，等于

从这个等式中就可以直观地得到物体的维度和质量的关系了。

两个物体a、b维度的比例等于它们质量的比例，这就说明了维度和质量之间有一个常量存在，虽然并不知道这个常量的具体值，但可以推测出有这样的一个值存在，将这个常量称为“维度常量”，它一定是和物体质量的乘积等于物体的维度，设常量为d，等式可以写作

只有是这样的等式关系，且仅仅是这一种等式情况， 才能成立。所以，但有一个条件必须成立，这个条件就是在这一个时刻内，两个物体必须受力相等。这就是物体的维度和质量的关系等式，称为“维质关系式”。

结论：物体的维度等于质量乘以维度常量。

5 维度与动能

根据维距反比关系等式来看

条件是施加在a、b两个物体上的力都相同，且第三方观察系时间相等，如果将力F分别乘以右边的a、b物体移动的距离，可以得到

那么，根据做功公式W=Fh，则

换一种思路，我们以动量守恒公式来论证

首先，将两边分别平方，得到

在右边速度平方的上下值中分别乘以1/2，再将左边的a、b物体的质量m 移到右边，得

再根据S=dm维质等式，将左边的质量比列上下分别乘以维度常量d ，得到

现在将动能公式W=入其中， 得到

从动量守恒的角度，也能论证维度与处于此维度下物体受力做的功成反比，也就是和在第三观察系相等时间内所产生的动能成反比。

结论：两个物体的维度和它们在相同时间内所产生的动能成反比。称为“维能反比关系”。

6 维度与力

在维距反比关系中，h 距离是物体所处于的S维度存在的基础上受到F力在L时间内所移动的距离。当单个物体在多方上受到多个力的时候，如果能在向量上抵消为0，那么可以说这个物体是相对静止的。

那么如下图，我们来讨论一个物体中不同位置所受力在维距反比关系中的原理

如图2所示中的Object物体里左右部分分别有一段相同距离h_a、h_b来表示两个点，这两段距离在第三观察系可以看作是移动的距离，它们是相等的。

回到维距反比关系中，假设在一瞬间，在外力的作用下，如果时，如果要维持a、b两处在维距反比关系成立，那这两处所受力量必然不同，在物体上施加的力量达到的相对平衡就会被打破，物质就会产生空间位移。

根据这个原理推导，当物质各处的维度发生失去平衡的时候，对物质施加的力也就产生了，那么是先在各点施加力，造成维度失衡，还是维度先失衡，然后形成力，应该是同时发生。

以维能反比关系作为参考，在以上论述中，当力量的平衡打破的情况下， 中的F将以 a、b下标作为区分，分别代表此刻a、b位置所受不同的外力，则

如果S_ab，则必然F_a>F_b

所以，可以得到一个物体内的不同点所受外力与其所处维度成反比，也就是说，物体内当不同处的维度发生变化时，产生了差异，则其所受力也会出现差异，当维度越大，表现为力相对于越小，反之越大。

更进一步，因为力F是有方向的，所以也可以知道S也是一個向量，必定具有方向性。

如图3所示，当力具备方向，Fa 施加在 a 点的力与a、b相对方向成θ角度（），F_b施加在b点的力与a、b相对方向成μ角度（）。

因为力是有方向的，在 a、b两点的F_a、F_b的比例中，分别乘以它们的力所成的夹角的余弦值，如设置一个常数k在维能反比关系中，则

Sa=kF_bh_b

所以当a点的维度具备方向时，则

从第三方观察系观察，两点h_b=h_a

将等式转换一下，得到

再让两个力相减，就可以得到物体产生位移的力，也就是让物体在这两点连线上移动的力，那么将一个力减去另一个力，求F正方向上的力等于

另一点的力的正方向表达为

由这两个力量等式得知，求一个物体一点上正方向的力，其力方向与任意其他一点的连接线所产生的角度越小，力越大，反之越小。求得的正值为力的正向，负值为力的反向。

从a、b两个力式子可以看出新的概括

F_x是一点上的外力，可以是任何数值，而重点在于两点的维度上， 当时，施加在一点上的力F_x就会产生反方向的力F，当 时，F=0，当 时，Fx就会产生正方向的力F。

所以，在一个物体上，当一点上的维度和另一点的维度产生了维度差的时候，施加的力，在差值的不同情况下让物质产生不同的移动，这就是维度和力的关系。

结论：（1）维度相对越小的地方施加的作用力越大。

7 维度的产生与质量变化

以上的维度关系，都是在两个物体所处于的维度的比例的条件下，进行论证它们的质量、移动距离、受力情况。那如何来定义维度是怎么形成的呢？从动量守恒实验入手

设有A、B两个物体，静止质量相等，在一个二维的水平面上，A只能往右运动，B只能往左运动，A、B从静止相对而行，到达它们如图4中所示，碰撞的一刻，求它们各自的维度S_a和S_b。那么，从距离公式开始，设a_a和a_b分别是两个物体持续受到F_a和F_b的加速度且F_a>F_b，t是它们从静止到碰撞一刻之间的第三方观察系中的时间，如果将这个过程看作一瞬间完成，不考虑加速度的变化，则

带入维质关系S=dm，运动质量m=s/d，则

根据实验的结果，如果，则必然 ，然后，再把质量变化公式代入其中。

根据上面式子，得到直观的结果。两个物体的维度比较，当速度大的物体，光速的平方减去它的速度的平方，相较于另外一个速度较小的物体，根据比例，它的维度越大，反之越小。

从式子中看出，当一个物体的速度等于光速，其他物体的维度相对于它的维度等于0;当一个物体的速度超過光速，其他物体的维度相对于它的维度的方向是负数，如果维度差产生了物体位移，那么这个物体观察其他物体都是以物理法则相反的方向运动。

结论：（1）速度相对越大的物体，产生的维度相对越大。

8 磁力的产生原理的猜想

已知维度和动能、力量的关系，以及力量具备的方向，和维度具备的方向，可以将任意物体拥有的具有方向性的动能理解为都具备一定的维度，所以，物理场也是具有维度的，例如，磁场，能势场，电场等等。

如图4所示，当两个磁铁南北极靠近时，两极所具有的磁感线流动的方向，会在A、B两端产生相对方向上的碰撞，在此两端因为磁感线方向相向，会相互排斥，磁感线在这点的磁感势能降低，此点的磁感线根据维能反比关系

得知，在磁感线经过的时刻内，维度相对于其他地方较大，再根据维度和力的关系，在其他力的作用下，维度相对较小的点，向维度大的点形成较大的力，根据  原理，会产生其他地方向A、B两端靠近的现象，实际上是A、B所在的空间向两个磁极靠近，表象上，将N、S两端磁铁拉近，这就是磁铁吸引力的原理。

磁铁的排斥力根据原理与以上情况相反形成。

这里的其他力或许是一种宇宙中存在的原始力，或者天体运转的动能力，等等，如果两个磁铁都在地球上，那么两个磁铁始终存在于同一个运转系统下的速度状态，同时受到地球引力，这些都有可能是其他力。

结论：磁力是磁场维度间有差距而在其他力作用下的位移现象。

9 万有引力的猜想

物质是不停地向外发射能量射线的，也就是衰变。当衰变运转的过程中，物质的维度，也可以换算成质量来说，时时刻刻都在微弱地减少，根据原理和S=dm原理，可以知道减弱的过程，是在原始力的共同驱动下，也是物质向其他相对较高维度或叫做相对较高质量的物质靠近的过程，这种体现在三维空间世界的物体位移现象，就叫做“万有引力”。

结论：万有引力是相对维度较低的物质向维度较高的物质在其他力驱动下的位移现象。

10 光子与激光的猜想

光子是宇宙中速度最恒定的物质，光的速度是30万公里每秒，它同时具有微粒性质和波性质这两个物理属性。

当光子对在强电磁场下，会分裂成两对电子，既然光子对可以分裂成为电子对，如果正负电子是对立的场在左右它们的相互作用，那么正电子和负电子，当它们的相对的场发生耦合的时候，或许就是形成光子对的时候。这是一种猜想。

也就是说，正电子和负电子当它们各自独立或者场没有形成某种耦合状态的时候，表现出来的是各自的带电性质，当它们的场在耦合后，这一对电子就表现出一对光子的不带电性质，它们的电场就变成光场。

那么根据电子经过磁场的时候，会产生洛伦兹力，偏移方向，如果光子经过平均垂直的磁场时，在强磁场下，一对光子会分裂成一对电子，破坏了两个电子场耦合的状态，处于一种半耦合状，此刻这一对光子的光场的维度就会增大，根据S=dm维度质量关系式，这对光子的质量就微弱增大，那么凸显出来的就是它们的微粒性变强，而波性减弱，更具有力学性质。

当一对光子经过磁场的时候，就会从光波性强的光子态转变成微粒性强的激光态。

结论：（1）当一对光子穿过磁场后，维度增大，微粒态变强。

（作者单位：四川美术学院）