四种自然作用力的实质及其大统一的实现

第 四 章 四 种 自 然 作 用 力 的 实 质及 其 大 统 一 的 实 现大 自 然 中 ， 物 质 之 间 的 相 互 作 用 力 一 般 有 四 种 ， 按 强 度 由 强 到 弱 来 排列 它 们 分 别 是 ： 强 相 互 作 用 力 、 电 磁 相 互 作 用 力 、 弱 相 互 作 用 力 、 万 有 引 力 。第 一 节 强 相 互 作 用 力 的 实 质强 相 互 作 用 力 乃 是 让 强 子 们 结 合 在 一 块 的 作 用 力 ， 人 们 认 为 其 作 用 机 制乃 是 核 子 间 相 互 交 换 介 子 而 产 生 的 。而 其 实 ， 强 子 们 之 间 的 相 互 作 用 实 际 上 乃 是 夸 克 团 体 与 夸 克 团 体 之 间 的相 互 作 用 ， 而 夸 克 团 体 之 间 的 相 互 作 用 则 必 然 乃 夸 克 与 夸 克 之 间 相 互 作 用 的剩 余 。 而 夸 克 之 间 的 相 互 作 用 我 们 已 知 它 是 未 饱 和 游 空 子 重 合 体 之 间 相 互 作用 的 延 伸 ， 这 才 是 真 正 的 强 相 互 作 用 之 作 用 机 制 。大 约 地 说 ， 当 夸 克 们 结 合 成 为 强 子 时 ， 其 结 构 已 经 较 为 严 密 完 整 ， 可 是 ，如 果 强 子 之 间 发 生 了 强 烈 的 撞 击 作 用 ， 那 么 各 强 子 原 来 的 结 构 则 定 会 遭 到 破坏 ， 因 此 ， 各 强 子 中 的 大 小 夸 克 们 则 自 然 会 重 新 产 生 相 互 的 作 用 而 结 合 在 一块 ； 这 ， 正 就 是 强 相 互 作 用 的 现 象 。而 说 到 底 ， 强 相 互 作 用 的 实 质 乃 是 由 于 未 饱 和 游 空 子 重 合 体 之 中 心 体 因其 综 合 循 环 体 的 未 饱 和 而 通 过 静 空 子 中 间 体 渗 透 出 中 心 极 性 而 与 别 的 未 饱 和游 空 子 重 合 体 之 外 层 循 环 体 产 生 相 互 吸 引 ， 并 且 自 身 的 循 环 体 同 理 也 受 到 对方 中 心 体 吸 引 ， 因 而 它 们 之 间 则 产 生 了 强 烈 的 相 互 作 用 从 而 形 成 了 各 种 层 次的 联 合 构 成 体 ， 而 强 相 互 作 用 则 乃 是 其 中 一 个 层 次 上 的 联 合 相 互 作 用 而 已 。第 二 节 电 磁 相 互 作 用 力 的 实 质电 磁 相 互 作 用 力 乃 是 带 电 荷 粒 子 或 具 有 磁 矩 粒 子 通 过 电 磁 场 传 递 着 相互 之 间 的 作 用 。电 场 和 磁 场 的 实 质 我 们 在 前 面 已 经 了 解 ： 电 场 乃 是 游 空 子 循 环 体 的 循 环变 化 在 周 围 静 空 子 的 中 间 体 中 引 起 极 性 感 应 激 荡 并 传 递 开 去 。 而 磁 场 则 是 电场 因 电 源 的 运 动 而 呈 现 出 不 同 的 状 态 而 已 。 并 且 我 们 还 知 道 ， 电 场 和 磁 场 实际 上 也 是 一 种 电 磁 波 ， 不 过 乃 是 频 率 及 高 的 电 磁 波 。而 电 磁 波 能 够 对 许 多 东 西 产 生 作 用 并 使 之 发 生 结 构 状 态 的 改 变 （ 如 光 照能 使 物 体 升 温 、 无 线 电 波 能 在 导 线 中 推 动 电 子 而 形 成 电 流 等 等 ） ， 这 是 因为 任 何 有 质 的 东 西 皆 由 游 空 子 所 构 成 ， 而 任 何 游 空 子 皆 处 在 静 空 子 之 中 并 与静 空 子 共 用 中 间 体 ； 于 是 ， 电 磁 波 即 静 空 子 中 间 体 的 极 性 感 应 激 荡 自然 会 影 响 游 空 子 从 而 或 多 或 少 地 影 响 了 游 空 子 构 成 体 的 整 体 状 态 。 所 以 ， 电磁 作 用 的 范 围 其 实 是 很 广 的 。那 么 带 电 荷 体 与 带 电 荷 体 之 间 的 相 互 作 用 具 体 是 怎 样 进 行 的 呢 ？电 荷 无 非 分 为 正 负 两 种 ， 我 们 先 说 异 种 电 荷 ， 即 正 负 电 荷 之 间 的 相 互作 用 吧 。正 负 电 荷 乃 是 通 过 各 自 所 产 生 的 电 场 来 进 行 相 互 作 用 的 。 那 么 首 先 请问 ： 既 然 异 种 电 荷 是 相 互 吸 引 的 ， 可 为 什 么 却 不 常 看 到 正 负 电 荷 直 接 接 触 进行 相 互 作 用 并 结 合 在 一 起 呢 ？正 因 为 ， 据 我 们 所 知 电 荷 的 实 质 乃 是 物 质 基 元 游 空 子 的 循 环 体 或 游 空子 重 合 体 外 层 的 循 环 体 在 循 环 时 对 外 表 现 出 来 的 极 性 激 荡 。 这 激 荡 造 成 周 围静 空 子 中 间 体 的 极 性 感 应 激 荡 即 是 所 谓 的 电 场 。 而 正 负 电 荷 的 区 别 则 不 过 是循 环 体 循 环 方 向 的 左 右 旋 不 同 而 已 。 那 正 负 电 荷 的 电 场 ， 则 乃 区 别 于 极 性 激荡 的 相 位 刚 好 相 反 。 总 之 ， 正 负 电 荷 皆 起 源 于 同 一 极 性 体 （ 即 游 空 子 循 环 体 ）， 其 区 别 只 是 极 性 体 循 环 的 方 向 相 反 而 已 。 于 是 既 然 如 此 ， 当 正 负 电 荷 直 接接 触 时 ， 实 际 上 则 是 相 同 的 极 性 体 在 接 触 ； 而 相 同 的 极 性 体 是 相 互 排 斥 的 ，因 此 正 负 电 荷 不 能 够 靠 在 一 起 直 接 进 行 着 相 互 间 的 吸 引 作 用 而 只 能 通 过 电 磁波 来 进 行 着 彼 此 间 的 作 用 。这 个 问 题 正 好 又 从 另 一 个 角 度 来 说 明 我 们 这 理 论 之 正 确 与 完 善 。那 么 ， 正 负 电 荷 应 是 如 何 通 过 电 场 来 产 生 相 互 作 用 的 呢 ？由 于 ， 电 荷 所 形 成 的 电 场 实 际 上 乃 是 电 荷 激 发 空 间 体 而 产 生 的 那 极 高频 电 磁 波 ， 而 发 射 电 磁 波 的 东 西 则 必 然 会 受 到 周 围 空 间 体 （ 即 静 空 子 群 ） 对它 的 反 作 用 力 ， 那 发 射 极 高 频 电 磁 波 的 电 荷 体 所 受 的 反 作 用 力 则 当 然 会 更 加明 显 。 只 是 ， 因 为 电 荷 体 乃 是 向 各 个 方 位 同 时 激 发 电 磁 波 的 ， 因 此 电 荷 体 所受 的 各 个 方 向 的 反 作 用 力 则 相 互 抵 消 。可 是 ， 当 空 间 里 同 时 有 正 负 电 荷 时 ， 虽 然 正 负 电 荷 所 形 成 的 电 场 之 感应 激 荡 相 位 相 反 ， 但 由 于 在 它 们 俩 之 间 其 激 荡 传 播 的 方 向 亦 相 反 ， 故 其 相 位反 而 是 相 同 的 。 于 是 ， 在 它 们 之 间 的 两 端 ， 正 负 电 荷 激 荡 周 围 每 一 个 静 空 子时 都 得 到 对 方 传 过 来 的 激 荡 波 的 帮 助 ， 因 此 ， 在 它 们 之 间 的 这 两 边 ， 静 空 子群 对 它 们 俩 的 反 作 用 力 自 然 会 减 少 许 多 ， 于 是 两 个 带 电 荷 体 便 会 被 自 己 另 一边 的 较 强 的 静 空 子 反 作 用 力 推 向 对 方 而 表 现 出 异 性 电 荷 相 吸 引 的 特 性 。而 如 果 空 间 里 同 时 放 置 的 是 同 种 的 电 荷 ， 那 么 由 于 同 种 电 荷 所 形 成 的电 场 之 感 应 激 荡 的 相 位 是 相 同 的 ， 但 由 于 它 们 俩 之 间 激 荡 的 方 向 相 反 ， 故 相位 变 成 了 相 反 ， 于 是 在 它 们 之 间 的 这 边 激 荡 静 空 子 反 而 会 受 到 额 外 的 阻 力 ，因 此 它 们 之 间 的 这 两 端 静 空 子 对 它 们 俩 的 反 作 用 力 则 比 双 方 另 一 边 静 空 子 对它 们 的 反 作 用 力 更 大 ， 两 个 带 电 荷 体 便 会 被 推 斥 开 而 表 现 出 同 种 电 荷 相 斥 的特 性 来 。当 然 ， 空 间 里 的 电 荷 靠 得 越 近 ， 则 各 自 激 荡 静 空 子 时 受 到 对 方 帮 助 或阻 碍 的 程 度 则 越 强 ； 反 之 ， 则 越 弱 。由 于 ， 磁 场 和 电 场 只 是 外 表 形 式 上 的 不 同 而 已 ， 它 们 并 没 有 什 么 本 质上 的 区 别 。 所 以 ， 磁 性 体 与 磁 性 体 之 间 的 相 互 作 用 原 理 与 上 述 那 电 荷 之 间 相互 作 用 的 原 理 是 一 个 样 的 ， 而 电 荷 在 磁 场 中 与 磁 场 的 相 互 作 用 ， 其 原 理 在 本质 上 也 与 上 述 的 原 理 相 同 。 因 此 ， 我 们 在 这 里 便 不 需 要 去 讨 论 那 些 细 节 性 的问 题 了 。总 之 ， 电 磁 相 互 作 用 之 实 质 乃 是 由 于 各 带 电 体 之 电 场 的 交 叉 作 用 而 使空 间 基 元 静 空 子 对 带 电 体 各 个 方 位 的 电 磁 场 激 发 产 生 不 同 的 反 作 用 ， 于 是 带电 体 各 个 方 位 在 空 间 体 不 平 衡 的 反 作 用 力 的 作 用 下 ， 产 生 了 带 有 方 向 性 的 力的 作 用 。电 磁 相 互 作 用 力 的 实 质 我 们 已 经 清 楚 ， 接 下 来 我 们 要 谈 的 是 弱 相 互 作用 力 的 问 题 。第 三 节 弱 相 互 作 用 力 的 实 质弱 相 互 作 用 ， 主 要 表 现 在 粒 子 的 衰 变 过 程 。弱 相 互 作 用 的 实 质 是 什 么 呢 ？我 们 论 述 过 ， 在 宇 宙 的 大 循 环 中 ， 所 有 的 物 质 基 元 “游 空 子 ”皆 随 着 大循 环 的 进 程 而 缓 慢 地 增 加 了 内 部 循 环 的 速 度 。 而 这 速 度 的 增 加 乃 是 因 为 游 空子 与 所 经 过 的 一 个 个 静 空 子 产 生 相 互 作 用 的 结 果 ， 于 是 ， 如 果 是 单 个 独 立 的游 空 子 ， 那 么 它 所 受 到 的 静 空 子 的 作 用 力 便 会 由 于 乃 是 ： 相 互 作 用 的 关系 而 显 得 比 较 强 ； 如 果 是 重 合 游 空 子 ， 则 由 于 相 互 作 用 乃 是 一 个 静 空 子 同 时与 多 个 游 空 子 的 相 互 作 用 ， 故 其 中 的 每 一 个 游 空 子 所 受 到 的 静 空 子 的 作 用 力便 会 比 较 弱 ， 于 是 其 内 部 循 环 速 率 的 增 加 自 然 会 更 加 缓 慢 。总 之 ， 随 着 时 间 的 推 移 ， 宇 宙 中 所 有 游 空 子 的 内 部 循 环 都 会 缓 慢 地 逐 渐加 快 ， 而 单 个 独 立 的 游 空 子 与 重 合 游 空 子 中 的 游 空 子 则 乃 是 其 加 快 的 速 度 有所 不 同 而 已 ； 并 且 ， 游 空 子 重 合 体 所 含 的 游 空 子 数 越 多 ， 则 它 里 面 的 每 一 个游 空 子 的 内 循 环 加 速 便 越 慢 。那 么 ， 这 现 象 对 于 各 种 粒 子 的 结 构 是 否 会 造 成 影 响 呢 ？因 为 各 种 粒 子 皆 由 游 空 子 所 构 成 ， 所 以 游 空 子 内 部 循 环 的 加 速 当 然 多 少会 影 响 各 粒 子 的 内 部 结 构 。 可 是 ， 由 于 各 粒 子 原 本 已 有 一 套 完 整 的 内 部 循 环系 统 ， 于 是 如 果 要 让 整 个 系 统 产 生 结 构 上 的 变 化 ， 那 么 游 空 子 的 内 循 环 速 度当 然 需 要 加 速 到 一 定 的 程 度 ， 所 以 ， 各 粒 子 中 那 游 空 子 内 部 缓 慢 的 循 环 加速 ， 并 不 能 够 在 每 一 个 时 刻 都 使 粒 子 产 生 结 构 上 的 变 化 。 而 如 果 要 实 现 这 结构 上 的 变 化 ， 那 当 然 得 需 要 循 环 加 速 的 不 断 积 累 。 而 这 积 累 过 程 的 长 或 短 ，当 然 取 决 于 各 粒 子 内 部 的 结 构 情 况 （ 包 括 各 游 空 子 原 有 内 部 循 环 的 快 慢 ） 。我 们 知 道 ， 电 子 乃 是 饱 和 的 游 空 子 重 合 体 ， 因 此 电 子 的 内 循 环 加 速 自 然会 非 常 的 缓 慢 ， 而 这 ， 正 是 电 子 寿 命 很 久 远 的 根 本 原 因 。当 放 射 性 物 质 之 原 子 核 内 的 各 游 空 子 之 内 部 循 环 随 着 宇 宙 大 循 环 的 进 程（ 也 即 是 随 着 时 间 的 推 移 ） 被 加 速 到 一 定 的 程 度 时 ， 本 来 就 较 不 稳 定 的 大 原子 核 的 结 构 （ 大 家 知 道 ， 原 子 核 的 增 大 是 有 着 极 限 的 ， 一 般 情 况 原 子 核 越 大则 越 不 稳 定 ） 则 容 易 受 到 一 定 的 破 坏 ， 于 是 核 内 的 一 些 游 空 子 重 合 体 便 会 脱离 出 来 而 合 成 新 的 小 粒 子 跑 了 出 去 ， 并 伴 随 着 静 空 子 的 受 激 而 产 生 射 线 ，而 那 变 故 后 的 原 子 核 则 重 新 形 成 一 个 新 的 结 构 形 式 从 而 完 成 了 一 次 衰 变 的 过程 。 于 是 ， 由 于 放 射 作 用 的 消 耗 ， 原 子 核 中 各 游 空 子 的 内 循 环 则 会 慢 了 下 来 ，回 到 本 来 的 状 态 并 开 始 走 向 新 的 衰 变 过 程 。 而 这 ， 正 就 是 弱 相 互 作 用 的 实 质 。归 根 结 底 ， 弱 相 互 作 用 乃 是 物 质 基 元 “游 空 子 ”与 众 多 的 空 间 基 元 “静空 子 ”因 为 经 过 不 断 的 相 互 作 用 而 导 致 游 空 子 内 部 循 环 加 速 到 一 定 的 程 度 而最 后 导 致 物 质 结 构 的 变 化 。 也 正 因 为 如 此 ， 所 以 粒 子 的 衰 变 只 取 决 于 时 间的 进 程 而 与 其 他 的 种 种 因 素 （ 如 化 学 作 用 和 物 理 作 用 ） 统 统 无 关 。好 ， 接 下 来 我 们 要 谈 的 乃 是 万 有 引 力 之 问 题 了 。第 四 节 万 有 引 力 的 实 质万 有 引 力 ， 乃 任 何 有 质 体 （ 即 有 质 量 之 物 ） 之 间 的 相 互 吸 引 力 。 那 么 ，这 力 是 如 何 产 生 的 ？ 其 实 质 又 是 什 么 呢 ？对 于 较 小 的 粒 子 来 说 ， 万 有 引 力 作 用 并 不 明 显 ； 但 对 于 较 大 的 物 体 ，其 作 用 则 是 很 明 显 的 。 我 们 这 世 界 上 的 所 谓 重 量 ， 便 源 于 万 有 引 力 。现 在 ， 就 让 我 们 用 已 经 知 晓 的 物 质 与 时 空 的 知 识 去 认 识 万 有 引 力 的 实质 吧 。我 们 已 经 知 道 ， 宇 宙 中 所 有 的 物 质 皆 由 游 空 子 或 游 空 子 重 合 体 所 构 成 ；而 所 有 的 游 空 子 及 游 空 子 重 合 体 ， 在 其 循 环 体 之 中 那 极 性 最 弱 之 处 ， 其 中 心体 的 负 空 体 极 性 则 会 很 容 易 地 渗 透 了 出 来 。 并 且 ， 随 着 循 环 体 的 循 环 变 化 ，这 渗 透 出 来 的 中 心 体 极 性 在 每 一 个 方 位 上 则 会 产 生 相 应 的 强 弱 变 化 ； 于 是 周围 的 静 空 子 中 间 体 便 会 受 此 影 响 而 产 生 出 了 极 性 感 应 激 荡 。 结 果 ， 这 静 空 子的 感 应 极 性 激 荡 则 一 个 传 感 一 个 地 传 播 开 去 ， 形 成 了 感 应 极 性 激 荡 之 “场 ”，这 “场 ”不 过 是 一 份 份 空 间 基 元 的 感 应 极 性 激 荡 罢 了 。这 就 是 说 ： 任 何 物 质 ， 其 四 周 围 的 空 间 都 会 产 生 中 心 体 极 性 之 感 应 激荡 。 虽 然 ， 这 由 渗 透 出 来 的 极 性 所 引 起 的 激 荡 较 弱 ， 但 如 果 质 量 增 大 ， 则 由于 叠 加 效 应 ， 便 会 有 所 加 强 。由 于 静 空 子 中 间 体 的 极 性 感 应 激 荡 实 际 上 只 能 是 感 应 正 空 体 在 起 主 导的 作 用 ， 因 而 与 感 应 源 起 相 互 作 用 的 则 只 能 是 静 空 子 中 间 体 中 的 感 应 正 空 体 ；因 此 ， 游 空 子 循 环 体 （ 属 于 正 空 体 极 性 ） 与 被 感 应 的 静 空 子 的 相 互 作 用 则 乃是 相 排 斥 的 作 用 （ 符 合 了 电 磁 作 用 之 原 理 ） ， 而 游 空 子 中 心 体 （ 属 于 负 空体 极 性 ） 与 被 感 应 的 静 空 子 的 相 互 作 用 则 应 该 是 相 互 吸 引 的 。 于 是 ， 当 有 质体 与 有 质 体 处 在 空 间 里 的 时 候 ， 不 管 它 们 是 否 为 带 电 体 (非 带 电 体 乃 有 质体 自 身 循 环 体 所 激 发 的 两 种 电 场 相 互 抵 消 ， 故 循 环 体 没 有 与 空 间 产 生 相 互 作用 力 )， 它 们 周 围 那 中 心 体 极 性 渗 透 而 形 成 的 感 应 激 荡 则 皆 存 在 着 ； 而 在 它们 之 间 ， 由 于 双 方 那 感 应 激 荡 的 方 向 相 反 ， 因 而 感 应 激 荡 起 来 更 加 困 难 ， 因此 在 它 们 之 间 双 方 受 到 的 被 感 应 静 空 子 的 反 作 用 力 更 大 ， 而 这 反 作 用 力 由 于乃 是 吸 引 的 ， 所 以 双 方 则 呈 现 相 互 吸 引 的 现 象 这 正 是 万 有 引 力 作 用 之实 质 及 过 程 。如 果 撇 开 感 应 激 荡 源 与 空 间 体 的 作 用 机 制 ， 我 们 可 以 看 到 ， 构 成 万 有引 力 场 的 这 中 心 体 极 性 感 应 激 荡 与 构 成 电 荷 之 电 场 的 循 环 体 极 性 感 应 激 荡 并没 有 本 质 的 不 同 。 由 于 ， 形 成 万 有 引 力 场 的 中 心 体 极 性 乃 是 以 吸 引 的 方 式 开始 感 应 静 空 子 之 中 间 体 的 ， 而 形 成 负 电 荷 之 电 场 的 循 环 体 则 乃 是 以 排 斥 的 方式 开 始 感 应 静 空 子 之 中 间 体 的 ； 因 而 两 者 所 形 成 的 极 性 感 应 激 荡 之 相 位 则 刚好 相 反 。 而 我 们 在 前 面 已 知 ， 正 负 电 荷 之 电 场 的 区 别 乃 是 其 极 性 感 应 之 相 位的 相 反 而 已 ； 因 此 ， 从 激 荡 波 的 本 身 来 看 ， 万 有 引 力 之 场 等 同 于 非 常 微 弱 的正 电 荷 之 电 场 。人 们 应 记 得 ， 牛 顿 之 万 有 引 力 计 算 公 式 与 库 仑 之 电 荷 相 互 作 用 力 计 算公 式 是 何 其 的 相 象 ， 其 中 的 缘 故 ， 正 乃 上 述 之 道 理 。至 于 万 有 引 力 与 有 质 体 之 质 量 及 距 离 的 关 系 ， 则 比 较 容 易 理 解 ： 质 量大 ， 则 有 质 体 之 中 心 体 的 数 量 多 ， 于 是 静 空 子 之 极 性 感 应 激 荡 由 于 叠 加 的 效应 则 越 强 ， 于 是 万 有 引 力 作 用 越 强 烈 ； 而 有 质 体 之 间 的 距 离 加 大 了 ， 则 由 于感 应 极 性 激 荡 随 着 向 外 的 传 递 因 会 受 到 静