读《引力场与电磁场的统一》 叶眺新
【0、引言】 2021年10年14日笔者突然收到一封电子邮件,说“ l 论文【引力场与电磁场的统一】(英文稿)刚刚发表在英国‘欧洲科学杂志’,现在将该论文中文稿发给你,供参考并给以指正”。他的中文稿也没有写中文名字,而是“Yao Kexin”,他的电子邮件题头是“yayydwpq”。在笔者的印象中,曾有一位老姚的网友说他在澳大利亚工作,也曾电子邮件寄过 论文。在此就当《引力场与电磁场的统一》中文稿是叫“姚可欣”的教授发来的,笔者对他(英文稿)发表在英国“欧洲科学杂志”表示祝贺。 由于读过在美国的终身教授王令隽教授的《我攻破了引力场与电磁场统一的难题》,姚可欣教授的《引力场与电磁场的统一》文稿用微积分高等数学推证的公式,比王令隽教授用的还多。但他们有一些共同的特点,在国外也没有怎么学习球面与环面不同伦的微分几何、张量分析等前沿数学,去联系引力场与电磁场“收缩”效应的自旋,以及里奇流张量,对映的球面与环面不同伦复杂性图像。 【1、正面解读姚文引力场与电磁场的统一】 Yao Kexin(姚可欣yayydwpq)的《引力场与电磁场的统一》论文说的是:磁场实质上是电场的一种运动状态。定义磁场是运动收缩的电场,并通过永磁体周围存在静电场的实验结果,证实磁场的确是运动收缩的电场。 静电场与静引力场相似,运动收缩的电场可以定义为磁场,运动收缩的引力场也可以定义为类似的收缩场,这样电磁场就与引力收缩场完全相似,两个场的统一就是必然的结果了。物体通过引力场对另一物体传递万有引力;带电体或含有电流的物体通过电磁场,对另一带电体或含有电流的物体传递电磁力。这事实意味着,场是作用力传递的媒介。 自然界的场是统一的,引力场与电磁场应当具有共同的性质、共同的规律,即引力场与电磁场是统一的。一百年来,许多人试图建立一个统一场论来统一表达引力场与电磁场,早有成功的先例。 这里最关键的原则问题有三个: 1、电磁学提出,电流产生了磁场,是违反科学的超距作用的观点吗? 2、电磁学断定,永久磁铁周围存在着磁场,这磁场可延伸至无限远,因此,当磁铁转动时,距离旋转中心越远的磁场旋转速度越快,在一定距离之外,磁场的旋转速度就大于光速,在无限远处的磁场,旋转速度甚至可以无限大。这样的推论,是违反光速不变原理吗? 由于真实物质的运动速度不可能大于光速,而磁场的运动速度却可以大于光速,这就确定无疑地说明磁场不可能是真实的物质吗? 3、一般物理学的规律,都可以做出必要的物理解释。 由于存在以上三个原则性的问题,判断电磁场理论不可能真实的反映了场的本质吗?建立统一场论,必须说明电流通过什么产生了磁场,这就要证明磁场不可能旋转吗? A、磁场是运动收缩的电场是对的。 我们认为姚可欣(Yao Kexin)教授的《引力场与电磁场的统一》说磁场是运动的电场,说得对。电磁场与引力场的统一场论迄今仍未建立,是因为从不学微分几何、张量分析等数学前沿的理工科大学的教育来说,也许是对的。因为不懂球面与环面不同伦的微分几何、张量分析等里奇流张量、三旋理论数学前沿,就导致建立统一场论失去了可靠的基础,统一场论不能建立就是必然的结果了。 B、 姚文微积分推证电磁场经典公式也对。 我们指出真实物质的电磁学、量子引力的所有定律,都联系等里奇流张量、三旋理论数学前沿,能符合真实物质的存在与观察者无关的根本特性,由此成为科学的理论,首先就在于它是表达电场运动状态的一个物理量,定义磁场是运动收缩的电场,将此定义作为的基本原理。而姚文微积分推证电磁场经典公式也对,如Yao Kexin推导证明了毕奥-萨伐尔、洛仑兹力、电磁感应、位移电流以及安培环路定律,阐明了这些定律产生的物理过程,是自然的结果。 既然运动收缩的电场可以定义为磁场,那么运动收缩的引力场,自然也可以定义与磁场相似的“收缩场”,这样,收缩场与磁场相似,引力场与电场相似,必有引力收缩场与电磁场完全相似。即类似下面里奇流张量、三旋理论数学前沿的引力场的特性,与电场的特性是一致的统一的,二者建立统一场论是必然的结果。简要说明如下。 【2、第一篇三旋物理学】 大多数人注意的是线性变换下的自相似性,而复杂性的根源是非线性。研究复杂性的问题离不开非线性科学。多数非线性问题有其外在的几何表现或内在的几何表示。例如很多人,只懂得欧式几何的点、线、面、体,不懂得拓扑学之类的球面与环面不同伦,在环面上整体与部分不一定同伦的基本原理。现以拓扑学中的约当定理为例,它说的是平面上画一个圆,把平面分成两部分;作圆内外两点的任一连线,都必定要与圆周线交于一点。这个定理在平面和球面上是成立的,但在环面上却不一定成立。例如沿环圈面画一个圆圈并没有把环面分成两部分,圆圈两边的点可以通过多种曲线彼此连接。这说明平面和曲面并不是本质的区别,本质的区别是在曲面中,环面和球面是不同伦的。但由于人类多数接触的是平面和球面空间,少数才是环面空间,所以对自相似复杂性的认识,理论上还需补上三旋的知识。 特别是在理论力学中如果补上这些知识,会大大拓宽我们对自然界许多不解之谜的认识。 例如,绕某一固定点运动的对称刚体称为回转仪,又称为陀螺。理论力学中有一条重要原理:不受外力矩作用的回转仪(自由陀螺)将保持自身对称轴在惯性参考系空间的方位永远不变,这称陀螺极向守恒定律,并且还被引伸到原子物理学中,得出自旋的粒子极向守恒,成为一条重要定律。其次根据这条重要定律,自由陀螺在现代工程中有相当广泛而极其重要的用途。例如为了保证鱼雷发射的准确性,在鱼雷中装上一导向系统,导向系统中的定向元件即为一自由陀螺。同理,在 航空、航海、地质勘探测井等工程中也有自由陀螺的运用。从广义上来说,宇宙、太空、星球、分子、原子、基本粒子都有磁场存在,我们很难分辨某一时刻、某一事物是否会受到类似磁场情况的影响。现在以自旋磁陀螺做实验,把它推向极端,就能观察到世界中三旋现象的存在。 1992年第四期《自然杂志》公布的“自旋磁陀螺的反向倾斜和公转”,就属于这类实验;并且向著名的陀螺极向守恒定律提出了挑战。自旋磁陀螺的反向倾斜和公转的现象,为杨燕所发现:凸圆底的小磁铁被另一磁铁排斥时,会高速自旋。如果在磁铁中央穿上非磁性的铝轴,并将铝轴两端锉尖,制成一个磁陀螺,其一端为N极,另一端为S极。在支撑板面中央钻孔,使之可以放入条形磁铁,并可使条形磁铁上下移动。使磁陀螺在支撑板面上稳定自旋,没有发现磁陀螺移动。再在支撑板面中央的孔内放入条形磁铁,奇迹就发生了:磁陀螺马上就绕着条形磁铁公转,更奇怪的是:磁陀螺公转时,发生倾斜,倾斜方向竟然与条形磁铁的磁力作用方向相反──同性相吸,异性相反。此外,磁陀螺方向改变时其公转方向也随着改变,但反向倾斜的特性不变。这是目前流行的电磁学和力学知识都难以解释的。 A、图像“收缩”的电、磁、温度与三旋的联系 以上难题,却能用三旋理论作出很好的解释。三旋来源于类似圈体的物质的自旋反映和“圈比点更基本”的数学推证,从而得出三旋是物质的一种几何势与能量势相结合的固有特性的结论。作为一种规律,它普遍存在于物元和大质量系统。早在50年代,我们就注意到一种自然全息:锅心沸水向四周的翻滚对流;地球磁场北极出南极进的磁力线转动;池塘水面旋涡向下陷落又在四周升起的这类现象,如果把它们缩影抽象在一个点上,它类似粗实线段绕轴心转动再将两端接合的旋转。因此我们称它为线旋。以此,圈体绕垂直于圈面的轴的旋转称面旋;圈体绕圈面内的轴的旋转称体旋。这种原始的认识加上对称概念,使我们对自旋、自转、转动有了语义学的区分: ①自旋:有转点,能同时组织旋转面,并能找到同时对称的动点,且轨迹是重叠的圆圈的旋转,如上面讲的三类旋。 ②自转:有转点,但不能同时组织旋转面,也不能找到同时对称的动点或对称动点的轨迹都不是重叠圆圈的旋转,如一条线段一端不动,另一头作圆周运动形成锥体状的转动。 ③转动:可以有或没有转点,不能同时组织旋转面,也不存在同时对称的动点,但轨迹是封闭曲线的旋转,如物体在空间作封闭的曲线运动。 普朗克的量子论,爱因斯坦的相对论,使得物体的刚性概念在微观和高速的情况下,变得不够明确,为三旋进入这些领域提供了立足之地。根据上述自旋的定义,类似圈态的客体(简称类圈体)存在三种自旋: ①面旋:类圈体绕垂直于圈面的轴的旋转,如车轮绕轴的旋转。 ②体旋:类圈体绕圈面内的轴的旋转,如拨浪鼓绕手柄的旋转。 ③线旋:类圈体绕过圈体内中心圈线的旋转。线旋一般不常见,如固体的表面肉眼不能看见分子、原子、电子动。其次,线旋还要分平凡线旋和不平凡线旋。不平凡线旋还要分左斜、右斜。因此平凡线旋和不平凡线旋又统称不分明自旋。反之,面旋和体旋称为分明自旋。 分明自旋和不平凡自旋统称三旋。根据排列组合和不相容原理,三旋构成三代62种自旋状态。并且,正是从严格的语义学出发,才证明类圈体整体的三旋是属于自旋,而类圈体的部分(即转座子)不是在作自旋,而仅是作自转或转动。
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