目錄，

一，? ? ? ? 萬(wàn)有引力只是一種性質(zhì)。

二，? ? ? ? 傳遞萬(wàn)有引力的介質(zhì)是什么？

三，? ? ? ? 物理概念是怎么產(chǎn)生的？

四，? ? ? ? 空間和質(zhì)點(diǎn)為什么要運(yùn)動(dòng)？

五，? ? ? ? 螺旋時(shí)空。

六，? ? ? ? 如何描述空間本身的運(yùn)動(dòng)？

七，? ? ? ? 場(chǎng)的嚴(yán)格定義。

八，? ? ? ? 質(zhì)量和重力場(chǎng)的定義。

九，用質(zhì)量的定義導(dǎo)出質(zhì)速關(guān)系。

十，引力質(zhì)量等價(jià)于慣性質(zhì)量的證明。

十一，重力場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)空間的關(guān)系。

十二，重力場(chǎng)與空間的波動(dòng)性。

十三，解釋萬(wàn)有引力的公式。

十四，重力場(chǎng)的散度。

十五，真空靜態(tài)引力場(chǎng)方程。

十六，有反重力嗎？

十七，萬(wàn)有引力的傳播速度。

十八，質(zhì)量的疊加問(wèn)題。

本文沒(méi)有特別標(biāo)注的情況下，大寫(xiě)字母為矢量。

百度 統(tǒng)一場(chǎng)論4版 可以看到更詳細(xì)的背景資料。

牛頓的萬(wàn)有引力定理表述為：宇宙中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，吸引力大小和它們的質(zhì)量成正比，與他們距離的平方成反比。這個(gè)定理看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但是它的本質(zhì)牽涉到自然界核心秘密，人類(lèi)如果想把萬(wàn)有引力解釋清楚，必須要理解與萬(wàn)有引力密切相關(guān)的時(shí)間、空間、質(zhì)量、重力場(chǎng)、加速度、力等等。

本文認(rèn)為萬(wàn)有引力是物體周?chē)臻g以柱狀螺旋式運(yùn)動(dòng)造成的。

一，萬(wàn)有引力是一種性質(zhì)。

萬(wàn)有引力給人類(lèi)最困惑的問(wèn)題是，宇宙中任意兩個(gè)物體之間的引力是怎么產(chǎn)生的，又是怎么把引力傳給對(duì)方的。

其實(shí)，萬(wàn)有引力的本質(zhì)講起來(lái)很簡(jiǎn)單。

舉一個(gè)例子，一個(gè)汽車(chē)迎面向你駛來(lái)，駕駛員覺(jué)得自己是靜止的，肯定認(rèn)為你是迎面向汽車(chē)運(yùn)動(dòng)。如果一個(gè)汽車(chē)加速的向你駛來(lái)，駕駛員覺(jué)得自己是靜止的，肯定認(rèn)為你在加速地向汽車(chē)運(yùn)動(dòng)。究竟是你在運(yùn)動(dòng)還是汽車(chē)在運(yùn)動(dòng)，不重要，關(guān)鍵的有意義的是汽車(chē)和人之間的空間在變化。

萬(wàn)有引力本質(zhì)就是質(zhì)點(diǎn)之間的空間運(yùn)動(dòng)變化，相對(duì)于我們觀察者所表現(xiàn)出的一種性質(zhì)，兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的空間的運(yùn)動(dòng)變化和兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)本質(zhì)上應(yīng)該是一回事情。

人類(lèi)被萬(wàn)有引力這個(gè)“力”字蒙住了眼睛。老是想力是什么東西，力到底是什么？越想越糊涂!

一個(gè)女孩從我面前走過(guò)，我說(shuō)這個(gè)女孩很漂亮，一把小刀，我說(shuō)很鋒利，漂亮是我們對(duì)女孩描述出的一種性質(zhì)，鋒利是我們對(duì)小刀描述出的一種性質(zhì)。力就是我們對(duì)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)【或者具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)】描述的一種性質(zhì)，力不是一個(gè)具體存在的東西，兩個(gè)物體有相對(duì)加速運(yùn)動(dòng)、或者有相互加速運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，我們就可以說(shuō)他們之間受到了作用力。

設(shè)想一下，如果在中國(guó)，一個(gè)人手里拿一個(gè)小球，在某一個(gè)時(shí)刻，這個(gè)人把小球放下，小球從靜止?fàn)顟B(tài)加速撞向地球，按照前面的看法，也可以說(shuō)小球始終是靜止的，是地球撞上小球。

也許有人反駁，我們同時(shí)在我們對(duì)稱(chēng)的國(guó)家----巴西國(guó)家放一個(gè)小球，豈不是小球要加速地飛向空中？

這個(gè)反駁其實(shí)是需要一個(gè)前提：空間是靜止和不動(dòng)的，一切物體像魚(yú)兒那樣在靜止的空間海洋里存在和運(yùn)動(dòng)，空間的存在于物質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是不相干的。

關(guān)鍵的關(guān)鍵是：空間本身是時(shí)時(shí)刻刻在運(yùn)動(dòng)、變化的，空間和質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是緊密的聯(lián)系在一起的。

二，? ? ? ???傳遞萬(wàn)有引力的介質(zhì)是什么？

月球圍繞地球旋轉(zhuǎn)，地球是通過(guò)什么東西把引力傳給月球的？如果認(rèn)為地球通過(guò)一個(gè)特殊的物質(zhì)把引力傳遞給月球，那這個(gè)特殊的物質(zhì)能不能由微小的東西構(gòu)成？如果是由一些更小的東西構(gòu)成，引力又是怎么在這些微小東西的空隙之間傳遞？如果介質(zhì)不能夠分成許多微小的東西，內(nèi)部構(gòu)造是無(wú)限連續(xù)的，這種介質(zhì)的性質(zhì)是怎么來(lái)的？這樣我們很難理解這種特殊的介質(zhì)。

本文認(rèn)為地球是通過(guò)空間把引力傳遞給月球的，物體之間的相互作用力的介質(zhì)就是空間。引力只是一種性質(zhì)，月球和地球有相對(duì)加速運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，我們就可以說(shuō)它們之間有相互作用力。

三，? ? ? ? 物理概念是怎么產(chǎn)生的？

宇宙由空間和質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成，不存在第三種與之并存的東西，一切物理現(xiàn)象和物理概念都是質(zhì)點(diǎn)在空間中運(yùn)動(dòng)經(jīng)我們觀察者描述出的一種性質(zhì)。

不僅僅是萬(wàn)有引力，一切物理現(xiàn)象，時(shí)間、場(chǎng)、光速、電荷、質(zhì)量、能量、力、磁場(chǎng)---本質(zhì)都是質(zhì)點(diǎn)在空間中運(yùn)動(dòng)造成的。

四，? ? ? ? 質(zhì)點(diǎn)和空間為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)？

在物理學(xué)中我們描述的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，和幾何中的垂直狀態(tài)是相對(duì)應(yīng)的，如果沒(méi)有我們?nèi)巳ッ枋?#xff0c;運(yùn)動(dòng)狀態(tài)其實(shí)就是幾何中的垂直狀態(tài)。

任何一個(gè)處于三維空間的垂直狀態(tài)中質(zhì)點(diǎn)所在的空間位置，相對(duì)于我們觀測(cè)者一定要運(yùn)動(dòng)，并且不斷變化的運(yùn)動(dòng)方向和走過(guò)的軌跡又可以重新構(gòu)成一個(gè)垂直狀態(tài)。這個(gè)可以叫垂直原理。

不斷變化的運(yùn)動(dòng)方向一定是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，圓周運(yùn)動(dòng)最多可以作兩條相互垂直的切線(xiàn)，而空間是三維的，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定可以作三條相互垂直的切線(xiàn)，所以運(yùn)動(dòng)一定會(huì)在圓形的垂直方向上延伸，合理的看法是質(zhì)點(diǎn)所在的空間位置是以柱狀螺旋式在運(yùn)動(dòng)。

五，螺旋時(shí)空。

統(tǒng)一場(chǎng)論認(rèn)為，宇宙一切都是以螺旋式在運(yùn)動(dòng)，空間也不例外，時(shí)刻以柱狀螺旋式在運(yùn)動(dòng)。

宇宙中任何物體【包括我們觀察者人的身體】周?chē)臻g都以螺旋式向周?chē)椛涫竭\(yùn)動(dòng)，而空間這種運(yùn)動(dòng)給我們觀察者的感覺(jué)就是時(shí)間。

六，如何描述空間本身的運(yùn)動(dòng)？

講到空間本身的運(yùn)動(dòng)，我們?nèi)绾味ㄐ远康娜ッ枋隹臻g本身的運(yùn)動(dòng)？

我們把空間分割成許多小塊，每一塊叫空間幾何點(diǎn)，簡(jiǎn)稱(chēng)幾何點(diǎn)，通過(guò)描述這些幾何點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就可以描述空間本身的運(yùn)動(dòng)。

在統(tǒng)一場(chǎng)論中認(rèn)為時(shí)間與觀察者周?chē)臻g幾何點(diǎn)光速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)走過(guò)的路程成正比。

七，場(chǎng)的嚴(yán)格定義。

相對(duì)于我們觀察者，物體周?chē)臻g中任意一個(gè)幾何點(diǎn)的位置指向該物體的位移矢量是空間位置的函數(shù)或者是時(shí)間的函數(shù)，這樣的空間叫場(chǎng)。

簡(jiǎn)單一句話(huà)，場(chǎng)是的運(yùn)動(dòng)變化的空間。

八， 質(zhì)量和重力場(chǎng)的定義

下面我們用光速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)空間來(lái)定義重力場(chǎng)。

設(shè)想有一個(gè)質(zhì)點(diǎn)o相對(duì)于我們觀測(cè)者靜止，周?chē)臻g中任意一個(gè)空間幾何點(diǎn)p在零時(shí)刻以光速率c從o點(diǎn)出發(fā)，沿某一個(gè)方向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷了時(shí)間t，在t'時(shí)刻到達(dá)p所在的位置，由o點(diǎn)指向p點(diǎn)的矢徑為R= C t，C是矢量光速，本文認(rèn)為光速可以為矢量。

讓點(diǎn)o處于直角坐標(biāo)系xyz的原點(diǎn)，幾何點(diǎn)p的矢徑R 是空間位置x，y，z的函數(shù)，隨x，y，z的變化而變化，記為：

R = R(x,y,z,)。

我們以 R = Ct的長(zhǎng)度r為半徑，作高斯面s =4πr2 【注意，r和R的數(shù)量雖然相等，但是二者是有區(qū)別的，R是幾何點(diǎn)的位移，而r是高斯面s的半徑。把運(yùn)動(dòng)空間看成是水流，R就是水流的沿某一個(gè)方向流動(dòng)的長(zhǎng)度，而r如同我們隨著水流測(cè)量的卷尺刻度的距離】包圍質(zhì)點(diǎn)o，質(zhì)點(diǎn)o的質(zhì)量m就表示在高斯面s = 4πr2【內(nèi)接球體體積為4πr3/3】?jī)?nèi)，包含了n條幾何點(diǎn)的矢量位移R=Ct的條數(shù)，

m = k n /(4πr3/3)

k為常數(shù)，而o點(diǎn)周?chē)闹亓?chǎng)A表示o點(diǎn)周?chē)隗w積4πr3/3內(nèi)有n條幾何點(diǎn)的位移矢量R= Ct，

A = k R n/(4πr3/3) = m R

我們引入立體角Ω概念，把高斯面s = 4πr2內(nèi)接球體4πr3/3分割成許多四棱錐體小塊，四棱錐體的頂點(diǎn)在o點(diǎn)，底面ds = r2dΩ

在高斯面s上，每一小塊四棱錐體體積為r3dΩ / 3，

這樣：A = k R dn/(r3 dΩ/3)

或者A = k dR dn/ r2dΩ = k dR dn/ ds

如果r2 dΩ取一個(gè)適合的值，可以使dn = 1，這樣有：

A = k d2R/ r2 dΩ = k d2R / ds

以上方程中A方向由R或者矢量面元dS【數(shù)量為ds】給出。

九，用質(zhì)量的定義導(dǎo)出質(zhì)速關(guān)系。

相對(duì)論認(rèn)為一個(gè)物體相對(duì)于我們觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)候質(zhì)量會(huì)發(fā)生變化，相對(duì)論導(dǎo)出的質(zhì)量和速度的數(shù)學(xué)關(guān)系是這樣的，相對(duì)論認(rèn)為相互運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)觀察者，其中一個(gè)測(cè)量的速度，在對(duì)方看來(lái)要減少一些，為了使動(dòng)量在相互運(yùn)動(dòng)的觀察者中都是守恒的，相對(duì)論只好認(rèn)為這個(gè)速度的減少是質(zhì)量增大造成的。

相對(duì)論認(rèn)為一個(gè)物體靜止時(shí)候質(zhì)量為m，一旦相對(duì)于我們觀察者以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)候，運(yùn)動(dòng)質(zhì)量m’為

m = m’√(1- v2/C2)

下面我們用質(zhì)量定義來(lái)導(dǎo)出質(zhì)速關(guān)系。

以上質(zhì)量定義中指出，質(zhì)量是物體周?chē)臻g單位體積4πr3/3內(nèi)以光速運(yùn)動(dòng)幾何線(xiàn)的條數(shù),m = k n /(4πr3/3)

設(shè)想以上質(zhì)點(diǎn)o相對(duì)于我們觀察者靜止，質(zhì)量為m??,當(dāng)o點(diǎn)相對(duì)于我們以速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)候，可以預(yù)見(jiàn)體積4πr3/3要減少.

我們?cè)O(shè)想體積4πr3/3由許多個(gè)微小的正方體構(gòu)成，當(dāng)o點(diǎn)相對(duì)于我們觀測(cè)者以速度v勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)候，這些小正方體的體積每一個(gè)按照相對(duì)論的看法要收縮一個(gè)相對(duì)論因子√(1-v2/C2)，許多個(gè)小正方體累加起來(lái)，總的體積也要收縮一個(gè)相對(duì)論因子√(1-v2/C2)。

由于幾何點(diǎn)的位移的條數(shù)n按理不會(huì)隨速度v變化，所以，質(zhì)量m相應(yīng)的會(huì)增大一個(gè)相對(duì)論因子√(1-v2/C2)，這樣我們從質(zhì)量的幾何本質(zhì)出發(fā)，解釋了相對(duì)論中的質(zhì)速關(guān)系。

十，引力質(zhì)量等價(jià)于慣性質(zhì)量的證明。

重力場(chǎng)強(qiáng)度A反映了o點(diǎn)周?chē)鷓處空間的運(yùn)動(dòng)變化的一種性質(zhì)，上式表示，在n的值固定為1時(shí)候，R隨著高斯面s的變化而變化，R和ds比值反映了重力場(chǎng)強(qiáng)度A。由于s = 4πr2，時(shí)空方程中

r2= c2t2，所以，

A = k d2R/ds可以表示為A = k d2R/??d(4πc2t2) = k d2R/ 4πc2 dt2

上式可以理解為， R對(duì)t兩次求導(dǎo)為p點(diǎn)的加速度G = d2R/dt2，G同樣可以反映出重力場(chǎng)A

G乘以常數(shù) = A = k d2R/ds??= k d2R/ 4πc2dt2

由于k和4πC2都是常數(shù)，所以，O點(diǎn)周?chē)膸缀吸c(diǎn)P的加速度G和p點(diǎn)處的重力場(chǎng)A是等價(jià)的。

我們可以用一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)加深對(duì)以上的理解。

設(shè)想一個(gè)衛(wèi)星圍繞地球旋轉(zhuǎn)，衛(wèi)星無(wú)論大小，指向地球的加速度都可以反映出衛(wèi)星所在位置的重力場(chǎng)強(qiáng)度和方向，我們可以設(shè)想，衛(wèi)星無(wú)限小，一直小到不存在，只有幾何點(diǎn)的情況下，僅僅只是幾何點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)也可以反映出幾何點(diǎn)所在位置的重力場(chǎng)情況，換句話(huà)，空間本身的加速度運(yùn)動(dòng)就是重力場(chǎng)。重力場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)空間的關(guān)系。

十一，重力場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)空間的關(guān)系

統(tǒng)一場(chǎng)論認(rèn)定空間運(yùn)動(dòng)以螺旋式在運(yùn)動(dòng)，而螺旋式運(yùn)動(dòng)可以看成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式的疊加，以上我們用空間的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)定義了重力場(chǎng)，現(xiàn)在我們來(lái)指出重力場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：

一個(gè)物質(zhì)點(diǎn)O，相對(duì)于我們觀察者，它周?chē)粋€(gè)幾何點(diǎn)P(由O點(diǎn)到P點(diǎn)的距離大于零)圍繞O點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由P點(diǎn)指向O點(diǎn)的加速度a大小和方向可以等于P點(diǎn)所在的地方的重力場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng) A 。

十二，重力場(chǎng)與空間的波動(dòng)性。

前面我們認(rèn)定了重力場(chǎng)是空間以螺旋式運(yùn)動(dòng)所表現(xiàn)出的一種性質(zhì)，空間幾何點(diǎn)的直線(xiàn)位移隨空間位置變化、旋轉(zhuǎn)位移隨時(shí)間變化都可以反映出重力場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)A，我們知道，物理量【這里是空間幾何點(diǎn)的位移量】隨空間位置變化又隨時(shí)間變化，可以認(rèn)為是波動(dòng)過(guò)程。

我們知道，波動(dòng)和柱狀螺旋式運(yùn)動(dòng)有很大的區(qū)別，波動(dòng)是振動(dòng)形式在媒質(zhì)中的傳播，而不像螺旋式運(yùn)動(dòng)是質(zhì)點(diǎn)在空間中移動(dòng)。但是對(duì)于空間這個(gè)特殊的東西，兩種運(yùn)動(dòng)卻可以兼容。

我們知道，一個(gè)幾何點(diǎn)運(yùn)動(dòng)不會(huì)有波動(dòng)效應(yīng)，但是，一群幾何點(diǎn)情況就不一樣了。由于空間中一個(gè)幾何點(diǎn)和另外一個(gè)幾何點(diǎn)絕對(duì)沒(méi)有區(qū)別，因而可以斷定，空間的柱狀螺旋式運(yùn)動(dòng)里面包含了波動(dòng)形式。

在笛卡爾坐標(biāo)系中，如果時(shí)間軸我們選在z軸上，波動(dòng)方向在z軸上，質(zhì)點(diǎn)o周?chē)臻g中幾何點(diǎn)p點(diǎn)的坐標(biāo)s是(x，y，z)：這樣，以下的三維螺旋時(shí)空方程中，

x = Rcosωt

y = Rsinωt，

z = c t

可以寫(xiě)成波動(dòng)形式,由于是柱狀螺旋式運(yùn)動(dòng)，很顯然，波動(dòng)方向和振動(dòng)方向垂直，是橫波。統(tǒng)一場(chǎng)論的看法是：x、y如果是時(shí)間t的函數(shù)，也是z的函數(shù)，會(huì)隨著z的變化而變化，因?yàn)闀r(shí)間的本質(zhì)就是以光速運(yùn)動(dòng)空間。

對(duì)于波動(dòng)，應(yīng)該有波動(dòng)方程，而大多數(shù)波動(dòng)方程描述的是質(zhì)點(diǎn)加速運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間的導(dǎo)數(shù)和隨空間位置的導(dǎo)數(shù)之間的制約關(guān)系。.

在以上的三維螺旋時(shí)空方程中，幾何點(diǎn)p的位移R在x軸的分量記為x,在y軸的分量記為y ，在z軸的分量為z，我們這里假定時(shí)間是幾何點(diǎn)沿z軸以光速C前進(jìn)產(chǎn)生的，前面的三維螺旋時(shí)空方程為：

R(t)??= C t = xi+ yj + zk

或者： r2??= c2t2= x2+ y2 + z2

r為R的數(shù)量長(zhǎng)度，c為C的數(shù)量，如果時(shí)間軸選在z軸上，則：c2t2= z2

我們把x對(duì)時(shí)間t兩次求導(dǎo)的結(jié)果為d2x/dt2,由關(guān)系式

c2t2= z2 實(shí)際上可以表示為：：d2x/dt2 = c2 dx/dz2

改為偏微分方程為:?2x/?t2 = c2 ?2x/ ?z2

上式就是幾何點(diǎn)在時(shí)刻t，在x軸的投影位移x沿z軸傳播的一維波動(dòng)方程，其中的?是偏微分號(hào)。

同樣理由，也可以導(dǎo)出幾何點(diǎn)在時(shí)刻t，在y軸的投影位移y沿z軸的一維波動(dòng)方程，?2y/?t2=C2?2y/?z2

對(duì)偏微分方程 ?2x/?t2=C2?2x/ ?z2求解，通解為：

y(z,t) = f(t - z/C)+g(t + z/c)

f和g表示兩個(gè)獨(dú)立的函數(shù)，方程 y(z,t) = f(t - z/c)可以認(rèn)為是從質(zhì)點(diǎn)o出發(fā)向外行進(jìn)的波，而方程 y(z,t) = f(t + z/c)傳統(tǒng)認(rèn)為在物理上是不存在的，被認(rèn)為是從無(wú)限遠(yuǎn)處匯聚到o點(diǎn)的波，對(duì)于普通介質(zhì)，理所當(dāng)然的是沒(méi)有這種物理意義的，但是，對(duì)于空間這種特殊的介質(zhì)，卻有物理意義的。這個(gè)實(shí)際上可以解釋負(fù)電荷的來(lái)源。

以上方程也包含了以o點(diǎn)為中心向四面八方直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式，和從四面八方直線(xiàn)匯聚到o點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。

方程 ?2x/?t2=c2?2x/ ?z2有兩個(gè)特解x = r’cosω(t–z/c)和x = r’sinω(t–z/c)滿(mǎn)足這個(gè)方程。

如果考慮運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性，x和y合在一起在z軸的垂直平面上運(yùn)動(dòng)形式應(yīng)該是一個(gè)圓，所以，某些情況下，x和y 一個(gè)取余弦波，另一個(gè)就取正弦波。因此，有下面的時(shí)空波動(dòng)方程：

x = r’cosω(t–z/c)

y = r’sinω(t–z/c)

由于z = c t是空間柱狀螺旋式運(yùn)動(dòng)中的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)部分，而時(shí)間是由空間柱狀螺旋式運(yùn)動(dòng)中的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)部分形成，因而可以認(rèn)為

z = 直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的空間 = 光速乘以時(shí)間 = c t

可以認(rèn)定上面的波動(dòng)速度c就是光速。

重力場(chǎng)是這個(gè)空間波動(dòng)的根源，質(zhì)量是空間相對(duì)于我們觀察者運(yùn)動(dòng)所表現(xiàn)出的一種性質(zhì)，電磁場(chǎng)是波動(dòng)的傳播，傳播的速度就是光速。

考慮把幾何點(diǎn)的位移推廣到三維空間情況，也就是幾何點(diǎn)的位移不僅僅的隨z軸的變化，同時(shí)又隨x,y軸的變化，把x或者y改為r，相應(yīng)的有波動(dòng)方程：

?2r/?x2 + ?2r/?y2 +?2r/?z2 = (?2r/?t2)/ c2.

這個(gè)波動(dòng)方程也可以表示為▽2?r = (?2r/?t2)/ c2.

由此，我們獲得以下看法：物體周?chē)臻g的存在是一個(gè)波動(dòng)過(guò)程，波動(dòng)的速度就是光速，空間幾何點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化和隨空間位置的變化都可以反映出物體周?chē)?chǎng)情況，二者是等價(jià)的。

物體周?chē)闹亓?chǎng)的本質(zhì)也可以認(rèn)為是空間相對(duì)于我們觀察者波動(dòng)所表現(xiàn)出的一種性質(zhì)。

十三，解釋萬(wàn)有引力公式。

前面的質(zhì)量定義指出，相對(duì)于我們靜止的質(zhì)點(diǎn)o，具有質(zhì)量m是表示周?chē)鷨挝惑w積v內(nèi)有n條幾何點(diǎn)位移R = Ct【R】，也就是m = k n / v,如果v換成高斯面s = 4π r2【r為R的長(zhǎng)度數(shù)量】?jī)?nèi)接球形體積v = 4π r3/3相應(yīng)的有：m = 3 k n /??4π r3

而重力場(chǎng)m r = 3 k n R/4π r3是o點(diǎn)周?chē)鷨挝惑w積內(nèi)空間的運(yùn)動(dòng)量，可以看成是o點(diǎn)的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，一種慣性，當(dāng)o點(diǎn)遇到附近別的粒子o'點(diǎn)的擾動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，而這種狀態(tài)的改變就是力。所以，o點(diǎn)受到o'點(diǎn)的作用力與這種慣性成正比，與這種慣性的變化量成正比。

o點(diǎn)的質(zhì)量m反映了o點(diǎn)周?chē)臻g本來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，設(shè)想o點(diǎn)附近突然的出現(xiàn)另一個(gè)物質(zhì)點(diǎn)o’， o’點(diǎn)具有質(zhì)量m’就是周?chē)哂衝’條類(lèi)似矢量??– R 的幾何點(diǎn)位移矢量【由o點(diǎn)指向o’點(diǎn)的矢徑為R，則由o’點(diǎn)指向o點(diǎn)的矢徑肯定為 –R】。

o點(diǎn)靠近o’點(diǎn)的結(jié)果肯定使o點(diǎn)和o’點(diǎn)之間的空間量在減少，因而o點(diǎn)和o’點(diǎn)有相互吸引的趨勢(shì)。

對(duì)于o點(diǎn)，在我們觀察者看來(lái)周?chē)鷾p少了n’條類(lèi)似R的幾何點(diǎn)位移矢量,因而o點(diǎn)R的數(shù)目n的變化量為n'??.

這樣看來(lái)，o點(diǎn)受到了o'點(diǎn)作用力F與o點(diǎn)的慣性量m R = 3 k n R/ 4π r3成正比，與慣性量的變化量n'成正比。

F = 3 k n n' R/??4π r3

由于R 的數(shù)量為r，所以上式可以寫(xiě)為：F = 3 k n n'/4π r2

由于n正比于o點(diǎn)的質(zhì)量，n'正比于o'點(diǎn)的質(zhì)量，所以上式可以寫(xiě)為數(shù)學(xué)公式為：

F = -常數(shù) 乘以m m’ /4πr2

把上式中的常數(shù)用萬(wàn)有引力常數(shù)G表示，就是牛頓萬(wàn)有引力公式,用矢量式表示：

F = - (G m m’/r2)【R】

上式中【R】為o點(diǎn)指向p點(diǎn)的矢徑R的單位矢量，R的數(shù)量為r。F和R方向相反，所以出現(xiàn)負(fù)號(hào)。

用同樣的方法可以論證o’點(diǎn)受到o點(diǎn)的引力情況類(lèi)似，大小和F相等，只是方向相反。

十四，重力場(chǎng)的散度

借助場(chǎng)論高斯定理，我們可以用散度更清楚的刻畫(huà)質(zhì)量和重力場(chǎng)的幾何性質(zhì)。

由前面的重力場(chǎng)幾何方程A = k R n/(4πr3/3)可以導(dǎo)出：

A = k R dn/(r3 dΩ/3)

由于幾何點(diǎn)的位移R的數(shù)量為r，所以以上方程可以改寫(xiě)為：

A = k??N’dn/(r2dΩ/3)

N’為一個(gè)單位矢量，方向沿A 的方向，令r2dΩ/3 =ds，矢量為dS,矢量面元dS的方向沿A方向，

這樣上式可以為：A = k??N’dn/ds

或者A?dS = k dn

兩邊積分，為∮A?dS = k n

把式∮A?dS = k n在直角坐標(biāo)xyzo上展開(kāi)。設(shè)A在坐標(biāo)xyzo上的分量為Ax,Ay,Az 。

矢量面元dS的分量dydz i, dxdz j , dydx k 由高斯定理得：

∫∫∫v(?Ax/?x + ?Ay/?y + ?Az/?xz)dv

=∫∫s(Ax dydz)+(Ay dxdz)+(Az??dydx)= k n

上式透露出許多信息給我們，上式直接的物理意義是：

方程∫∫s(Ax dydz)+(Ay dxdz)+(Az dydx)= k n告訴我們，重力場(chǎng)可以表示為單位面積s上垂直穿過(guò)幾何線(xiàn)的條數(shù)，也可以表示為單位面積內(nèi)分布運(yùn)動(dòng)幾何點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

而方程∫∫∫v(?Ax/?x + ?Ay/?y + ?Az/?xz )dv = k n告訴我們，在運(yùn)動(dòng)變化的空間中，重力場(chǎng)也可以表示為單位體積v內(nèi)n個(gè)運(yùn)動(dòng)幾何點(diǎn)位移的位移量。

當(dāng)這個(gè)單位體積v發(fā)生很微小的變化，變化的部分可以看成是v的界面，可以用曲面s表示，在v上重力場(chǎng)的分布情況可以保留在s上，由v上的重力場(chǎng)分布情況可以求出s上的重力場(chǎng)分布。

這個(gè)意味著重力場(chǎng)是空間連續(xù)運(yùn)動(dòng)變化相對(duì)于我們觀察者所表現(xiàn)出的一種性質(zhì)。

把上式用散度概念表示，設(shè)o點(diǎn)的質(zhì)量m和包圍o點(diǎn)的高斯曲面s內(nèi)體積v的之比為u, 當(dāng)我們考察s和v趨于無(wú)限小的情況下，則式

k’m =∮A?dS =∫∫s (Ax dydz??)+(Ay dxdz)+(Az dydx )= n

可以表示為：

▽?A = 4πGu

上式表示在體積v內(nèi)包圍了運(yùn)動(dòng)的幾何點(diǎn)的位移的條數(shù)的多少反映了質(zhì)點(diǎn)o的質(zhì)量大小。G為萬(wàn)有引力常數(shù)。

如果有許多空間幾何點(diǎn)連續(xù)不斷的從無(wú)限遠(yuǎn)處越過(guò)曲面s垂直穿進(jìn)來(lái)，匯聚到o點(diǎn)，形成許多幾何點(diǎn)的位移線(xiàn)，則這些位移線(xiàn)的條數(shù)反映了o點(diǎn)具有負(fù)質(zhì)量的大小。統(tǒng)一場(chǎng)論預(yù)言了負(fù)質(zhì)量概念。

質(zhì)量和重力場(chǎng)都反映了物體周?chē)臻g光速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)情況，首先有一個(gè)前提條件，靜止物體周?chē)臻g的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)都是光速運(yùn)動(dòng)，如果靜止物體周?chē)臻g直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)不完全都是光速運(yùn)動(dòng)，那我們以上以物體周?chē)臻g運(yùn)動(dòng)幾何點(diǎn)的條數(shù)來(lái)考察空間的運(yùn)動(dòng)量，來(lái)定義物體的質(zhì)量就沒(méi)有意義了。

重力場(chǎng)反映了物體周?chē)植康摹⒑苄〉目臻g運(yùn)動(dòng)情況，所以，質(zhì)量只能是標(biāo)量，來(lái)自于積分方程，而重力場(chǎng)是局部空間運(yùn)動(dòng)情況，所以可以是矢量，來(lái)自于微分方程。

十五，真空靜態(tài)重力場(chǎng)方程。

由以上分析，我們提出一個(gè)有別于廣義相對(duì)論的靜止質(zhì)點(diǎn)周?chē)亓?chǎng)場(chǎng)方程，

在前面提出的重力場(chǎng)定義方程A? dS = k dn中可以用

▽?A =??4πG u? ?? ?? ?? ?? ???(1)

表示，上式表示在體積v內(nèi)包圍了運(yùn)動(dòng)的幾何點(diǎn)的數(shù)目的多少反映了質(zhì)點(diǎn)o的質(zhì)量大小。

對(duì)于o點(diǎn)周?chē)臻g【不包括o點(diǎn)】中任意一個(gè)幾何點(diǎn)p，引力場(chǎng)的散度為o，

▽?A = 0? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? (2)

還有，引力場(chǎng)【包括o點(diǎn)】的旋度也是0，

▽×A = 0? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???(3)

注意，方程(1)中u = m /v，而4πG m =∮A ?dS = A ?4πr2而r2 = c2t2= x2+ y2 + z2

以上(2)、(3)方程刻畫(huà)了相對(duì)于觀察者靜止的質(zhì)點(diǎn)周?chē)?chǎng)的基本性質(zhì)，方程(1)描述了場(chǎng)和靜止場(chǎng)源之間的關(guān)系，這個(gè)三個(gè)方程可以取代愛(ài)因斯坦的引力場(chǎng)方程，完全揭示了萬(wàn)有引力和引力場(chǎng)的一切基本性質(zhì)，從這三個(gè)方程出發(fā)，可以推導(dǎo)出萬(wàn)有引力定理。

十六，有反重力嗎

現(xiàn)在我們來(lái)討論一下反重力問(wèn)題。

統(tǒng)一場(chǎng)論預(yù)言隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生和磁場(chǎng)環(huán)繞方向垂直的重力場(chǎng)，加速運(yùn)動(dòng)的負(fù)電荷產(chǎn)生和加速度方向一致的反重力場(chǎng)，加速運(yùn)動(dòng)的正電荷產(chǎn)生加速度方向一致的重力場(chǎng)。

一句話(huà)，變化的電磁場(chǎng)可以產(chǎn)生重力場(chǎng)。

我們有個(gè)疑問(wèn)，自然界有沒(méi)有天然存在的反重力場(chǎng)物體？答案是沒(méi)有的，設(shè)想我們太陽(yáng)系附近有反重力場(chǎng)物體，這些物體和太陽(yáng)、地球及其他星體相互推斥作用，若干年后，這些反重力物體會(huì)被擠出太陽(yáng)系，這樣的結(jié)果是宇宙中反重力物體將和普通重力場(chǎng)物體生活在不同的空間區(qū)域，各過(guò)各的日子，互不相干。

十七，萬(wàn)有引力的傳播速度

萬(wàn)有引力是物體周?chē)臻g柱狀螺旋式運(yùn)動(dòng)造成的，柱狀螺旋式是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)垂直方向的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的疊加，空間的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是光速。

萬(wàn)有引力傳播的速度是光速。如果太陽(yáng)上有什么異常變化，引起太陽(yáng)的質(zhì)量變化，質(zhì)量變化會(huì)引起太陽(yáng)對(duì)周?chē)行且Φ淖兓?#xff0c;這種變化需要8分鐘傳到地球，可以設(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)可以用來(lái)來(lái)驗(yàn)證。

十八，物體質(zhì)量的疊加

最后討論一下物體質(zhì)量的疊加。

以地球和月球?yàn)槔?#xff0c;統(tǒng)一場(chǎng)論認(rèn)為，物體周?chē)臻g的運(yùn)動(dòng)有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)兩種形式，如果把重力場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)，地球和月球周?chē)臻g的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)情況(就是幾何點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)周期和運(yùn)動(dòng)半徑)可以反映出地球和月球的質(zhì)質(zhì)量。

地球和月球之間的空間都以逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，相互接觸的地方，方向相反，要抵消一部分空間，地球和月球之間的空間有減少趨勢(shì)，表現(xiàn)為地球和月球相互吸引。

當(dāng)月球向地球靠近，最后如果落在地球上，和地球合二為一變成一個(gè)星球，周?chē)哪鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)空間的運(yùn)動(dòng)將疊加，這個(gè)就是物體質(zhì)量能夠疊加的幾何解釋。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的万有引力的意思_详细解释万有引力的本质 - 物理 - 小木虫 - 学术 科研 互动社区...的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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