丁荣培：电子、质子有尺寸无体积(PPT摘要).ppt

万物之理：大统一方程组初稿万物之理：大统一方程组初稿 （讨论与征求意见稿）（讨论与征求意见稿） -论粒子能量、质量、电荷、原始宇宙的本质联系及其引申意义论粒子能量、质量、电荷、原始宇宙的本质联系及其引申意义 丁荣培丁荣培 摘要：一、质子本体的内在本质是一个半径为5.110-19的量子化涡旋电磁场（质子第一层次旋转运动），其中磁场因能量密 度极高自然弯曲形成闭合弦，以光速旋转运动，光速运动的涡旋磁场产生切向（从宏观看近似径向）电场；二、质子以四分之一光 速、半径为0.8410-15（目前用电子 散射法测到的所谓质子“半径”就是这样一个近似值，或者称作电磁形状半径）作与德布罗意 波（物质波）相联系的自旋运动（第二层次旋转运动），形成自旋角动量和自旋磁矩；三、质子在原子核内的运动类似电子围绕原 子核的运动（第三层次旋转运动），相应地有量子化的质子轨道、壳层（幻数的存在是证据之一）、轨道角动量和轨道磁矩。 目录 1.引言 2.电子与质子的本质就是量子化的涡旋闭合电磁场 3麦克斯韦方程组与斯托克斯公式结合的启示：电子、质子外部的电 位移通量必然对应电子、质子内禀涡旋电磁场的存在 4电子、质子半径的新计算公式 5. 关于电子、质子的能量、质量、电荷的本质与联系 6.电子、质子半径的新计算结果 7.对黑洞物理学和宇宙物理学的影响 8.关于电子、质子性质的部分新公式及其物理意义 9.描述电子、质子的有关物理参数估算表 10.引申意义：有效解释此前难以理解的一些物理现象 11. 20个推论（或科学问题） 12.关于开展质子显微镜和新型介入式可控核裂变研究的建议 摘要：本文从射线在重原子核附近可产生正负电子对这一物理现象出发 ，分析了电子经典半径的由来及其存在的问题，提出电子与质子内部本质 上就是量子化涡旋闭合电磁场的观点。再由麦克斯韦方程组导出的电磁场 能量密度公式以及爱因斯坦的质能公式、电磁学中的电磁强度公式三个公 式结合推导出粒子能量来源公式、粒子质量来源公式、粒子电荷来源公式 和粒子质量半径关系常数 及电子、质子半径公式等系列新公式并说明其物 理意义。据此对现有一些疑难物理现象作出新的解释，并根据系列新的计 算公式，计算出描述电子、质子有关物理特征的系列新参数，从全新的角 度统一地解释物质的微观世界和宏观世界，并初步分析了可能由此对物理 学带来的影响。 关键词：量子化涡旋闭合电磁场 粒子能 量来源公式 粒子质量来源公式 粒子 电荷来源公式 粒子质量半径关系常数 黑洞物理 宇宙物理 1.1.电子对的产生与湮灭 中国物理学家赵忠尧首先发现了能量大于两倍电子静质量能（2m0c2=1.02MeV）的射线在 重原子核附近可产生正负电子对。1 物理教科书上估算的电子经典半径re2.810-15 m，2质子半径r 1.210-15m。3质子质量 约是电子质量的1836倍，按我们通常理解质子直径比电子直径大得多，事实恰恰相反；现有 物理框架对此仍然无法作出合理解释。 1.2.目前电子的经典半径的由来4及其存在的问题 估算电子经典半径re2.810-15m基于以下设想： （1）设想电子是一个半径为re均匀带电球； （2）设想电子静止质量对应的能量 由静电自能提供。 1.3.存在的主要问题 （1）如果电子电荷是一个半径为re均匀带电球，为什么球内的点电荷不会因排斥而分开，那 么这个球的内部结构是怎样的？ （2）为什么电子和质子所携带的电量恰好相等、电性相反？这有什么深层次原因？ （3）电荷的本质是什么，电荷从何而来？电子的质量、能量本质是什么，或者说电子是以什 么方式表现自己的能量和质量的。 (4) 目前，这种假定电子能量由静电自能提供的图景给我们看到的是一幅静态的电子图画，但 是，我们所看到宇宙中的一切都在运动，大到星系、日月、星辰，小到分子、原子，连电子 都在绕原子核不停运转。由此可见，电子内部也应当是处于不停运动之中，而不是静止不变 的。 1.引言 2.电电子、质质子的本质质 就是量子化的涡涡旋闭闭合电电磁场场 2.1.光子不可能有无限可分的结结构，这样这样 ，由并非无限可分的光子对对在经过经过 重 原子核附近时产时产 生出的正、负电负电 子同样样不可能具有无限可分的结结构。否则这 一过程 就如“幽灵的作用”一样神秘。物质每分到一个层次，则该层 次粒子间必然存在未知 的相互作用，随着粒子分层的深入，未知的力（相互作用）及未知的粒子也会越来越 多。我们将永远不能搞清楚物质相互作用的规律，即会陷入“不可知论”的漩涡。 2.2. 论论微观观局域时时空弯曲状态态下闭闭合弦量子振动动形成基本粒子的动动力学机制 5一文论证电论证电 子、质质子内在本质质就是携带带能量的涡涡旋闭闭合电电磁场场。其中主要观点 归纳 如下： 2.2.1.从电电子对对的产产生与湮灭灭的过过程看，电电子内部的本质质就是携带带能量的涡涡旋 闭闭合电电磁场场。 2.2.2.电电子、质质子就是以一定频频率在高速旋转转运动动并相互感生激发发的涡涡旋电场电场 和涡涡旋磁场场形成的闭闭合弦。能量子运动具有“趋肤效应”，就象一个皮球，相对来 讲里面是真正的“真空”(可以理解为有尺寸无体积的空心球)。从这一角度来说， 电子、质子类似一个汽球，一方面占据一定的空间，另一方面，其本体可以理解为 是有尺寸无体积的。闭合弦振动的弯曲与闭合是由于高能量密度下空间自然弯曲的 必然结果。 2.2.3.光子对对从电场电场 角度看是两个旋向相反的涡涡旋电场电场 。当光子对经过铅 原 子核附近时，在铅原子核（质子组成的带正电的核子团）的电场 作用下，产生相斥 、相吸这两个相反的作用效果，因而相互分离、发生实物化的突变生成为正、负电 子对飞 离出去。可以看出，正是因为涡 旋电场 方向的不同，形成的实物粒子有了正 、负电 荷之分。 2.2.4.电电子、质质子内部不是静电场电场 ，而是涡涡旋电电磁场场。 既然如此，那么可以得出结论 ：电子、质子内部运动规 律、物理参数可以用麦克 斯韦方程组、质能公式及其延伸出来的计算公式进行描述。 物质的本质物质的本质 就是场就是场 l l 显然，在这里爱因斯坦把场看成是显然，在这里爱因斯坦把场看成是 基本的物质实体，粒子只是场在局基本的物质实体，粒子只是场在局 域空间的凝聚。电位移极矩的存在域空间的凝聚。电位移极矩的存在 以及电位移极矩所对应的环量（即以及电位移极矩所对应的环量（即 电子、质子内部的涡旋闭合电磁场电子、质子内部的涡旋闭合电磁场 ）是爱因斯坦上述思想的最好的注）是爱因斯坦上述思想的最好的注 解，如果爱因斯坦当初的思想是一解，如果爱因斯坦当初的思想是一 种哲学的思考，本文对电位移极矩种哲学的思考，本文对电位移极矩 的存在以及电位移极矩所对应的环的存在以及电位移极矩所对应的环 量的数学推导则是对上述哲学思想量的数学推导则是对上述哲学思想 的深化，揭示了爱因斯坦的深化，揭示了爱因斯坦“ “物质是由物质是由 场强很大的空间组成，在这种新物场强很大的空间组成，在这种新物 理学中并非既有场又有物质，因为理学中并非既有场又有物质，因为 场才是唯一的实在场才是唯一的实在” ”这一哲学思想的这一哲学思想的 数学原理。数学原理。 爱因斯坦认为爱因斯坦认为: :“ “ 物质是由场强很大的物质是由场强很大的 空间组成，在这种新空间组成，在这种新 物理学中并非既有场物理学中并非既有场 又有物质，因为场才又有物质，因为场才 是唯一的实在是唯一的实在” ”。 。 从高斯公式、斯托克斯公式出发发，对对麦克斯 韦韦 方程组组有进进一步理解： 3麦克斯韦韦方程组组与斯托克斯公式结结合的启示： 电电子、质质子外部的电电位移通量必然对应电对应电 子、质质子内禀涡涡旋电电磁场场的存在 电磁场是物质的一种形态电磁场是物质的一种形态 l l 麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的 核心思想是：变化的磁场可以激发涡旋电场核心思想是：变化的磁场可以激发涡旋电场 ，变化的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁，变化的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁 场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激 发组成一个统一的电磁场（也是电磁波的形发组成一个统一的电磁场（也是电磁波的形 成原理）。成原理）。 l l 静电场是有源无旋场，稳恒磁场是无源有旋静电场是有源无旋场，稳恒磁场是无源有旋 场。非静电电场是无源的旋度场。当电流流场。非静电电场是无源的旋度场。当电流流 过导体（以金属为例）时，金属导体呈现电过导体（以金属为例）时，金属导体呈现电 中性，但由于电感应效应，它两端可认为非中性，但由于电感应效应，它两端可认为非 别带了等量的正负电荷，此时端电荷激发的别带了等量的正负电荷，此时端电荷激发的 电场，从正端回到负端，这部分电场就是无电场，从正端回到负端，这部分电场就是无 源有旋电场。涡旋电场是指（源有旋电场。涡旋电场是指（vortex electric vortex electric fieldfield） 变化的磁场在其周围空间激发的电场变化的磁场在其周围空间激发的电场 ，即感生电场。涡旋电场是一种非保守场，即感生电场。涡旋电场是一种非保守场， 其电场线是无始无终的闭合曲线。所以说，其电场线是无始无终的闭合曲线。所以说， 电场得依据情况来分别它是否有源。磁场，电场得依据情况来分别它是否有源。磁场， 就目前而言它是无源的旋度场，但是如果找就目前而言它是无源的旋度场，但是如果找 到了磁单极子，那么它激发出来的磁场又是到了磁单极子，那么它激发出来的磁场又是 有源的了。一个场的旋度和散度，其实并非有源的了。一个场的旋度和散度，其实并非 场的固有属性，它不是由这个场的名称决定场的固有属性，它不是由这个场的名称决定 ，而是由它被激发的原因决定的。，而是由它被激发的原因决定的。 l l 电磁学理论表明电磁场具有能量和动量，证明它电磁学理论表明电磁场具有能量和动量，证明它 是与实物一样的物质的一种存在形态。是与实物一样的物质的一种存在形态。 l l 场和物质是物质存在的两种不同形态。随着科学场和物质是物质存在的两种不同形态。随着科学 技术的发展，发现技术的发展，发现“ “场场” ”与与“ “实物实物” ”之间的界限日益之间的界限日益 消失。消失。 l l 电磁波的频率越低，波的特性越显著，电磁波的电磁波的频率越低，波的特性越显著，电磁波的 频率越高，物质的频率越高，物质的“ “粒子粒子” ”特性越显著。特性越显著。 射线在重射线在重 原子核附近可产生正负电子对即是这种特性的生原子核附近可产生正负电子对即是这种特性的生 动反映。动反映。 l l 根据麦克斯韦方程组可知，交变的磁场产生交变根据麦克斯韦方程组可知，交变的磁场产生交变 的电场，交变的电场产生交变的磁场，两者犹如的电场，交变的电场产生交变的磁场，两者犹如 一个硬币的两个面，二者又互为因果，相辅相成一个硬币的两个面，二者又互为因果，相辅相成 。电子、质子内部的涡旋磁场可用类似涡旋电场。电子、质子内部的涡旋磁场可用类似涡旋电场 的原理加以描述，在此不作深入探讨。就涡旋电的原理加以描述，在此不作深入探讨。就涡旋电 场与涡旋磁场的关系而言，因为稳恒磁场的有旋场与涡旋磁场的关系而言，因为稳恒磁场的有旋 无源性和静电场的有源无旋性，所以涡旋磁场比无源性和静电场的有源无旋性，所以涡旋磁场比 涡放电场更本质，也就是说涡旋磁场是本质，涡涡放电场更本质，也就是说涡旋磁场是本质，涡 旋电场是伴随涡旋磁场产生的现象。在电磁学中旋电场是伴随涡旋磁场产生的现象。在电磁学中 ，我们所看到的是电产生磁，但是更深入一层，我们所看到的是电产生磁，但是更深入一层， 到物质微观世界的内部，涡旋磁场比涡旋电场更到物质微观世界的内部，涡旋磁场比涡旋电场更 基本，或者说在宇宙、在物质世界的终极层面，基本，或者说在宇宙、在物质世界的终极层面， 磁场比电场更基本。磁场比电场更基本。 4电子、质子半径的新计算公式 (E为电场强度，B为磁感应强度，q为电子电荷，为介电常数，为磁导率，D为电位移矢量，H为磁场强度，r为粒子半径；同一粒子内E=B*c, c为光速) 电磁场能量密度表达式 电子、质子内部质量能表达式 电场强度表达式 电子、质子的半径计算公式 5. 关于电子、质子的能量、质量、电荷的本质与联系 5.1.1.粒子能量来源方程 5.1.4. 粒子质量来源方程 5.1.3. 粒子电荷来源方程 5.1.大统一源方程组（或称祖母方程，由6个方程（公式）组成，讨论及征求意见稿） 5.1.3. 粒子本体电场、磁场关系方程（其中C为光速） 5.1.5.粒子光子能量转化方程（普朗克公式） 5.1.6.粒子物质波方程（德布罗意公式） 等价表示为： 5.2.由祖母方程推导出的几个重要公式（包含：暗物质来源新解） 5.2.3.电子、质子体外电场能量公式（可能是暗物质来源之一） 5.2.4.引力场能量公式（可能是暗物质另一重要来源之一 ，推导过程略） 5.2.1.“上帝”常数 5.2.2.稳定粒子本体半径计算公式 5.3.引力、电场力、强力、弱力的表达 5.3.1.引力表达式 5.3.2.电场力表达式 5.3.3.强力（核力：极其微观尺度范围内电场力与磁（矩）力的合力）表达式 5.3.4.关于弱力： 弱力在本质上不是力，而是因为在微观局域时空弯曲状态下能量密度变化带来时空弯曲的变化破坏了原来的平衡， 使得粒子（内在本质是涡旋电磁场振动）的弦振动的运动半径与由能量密度决定的局域时空弯曲半径不一致 导致稳定粒子的闭弦运动变成开弦运动，弦振动半径与局域时空弯曲半径的不一致程度决定了粒子衰变的快慢程度。 l l 5.5.1.5.5.1.公式左边对应电子、质子体外静电场的电场能（电场能同时也对应质量）；公式左边对应电子、质子体外静电场的电场能（电场能同时也对应质量）； l l 5.5.2.5.5.2.电子、质子体外静电场的电场能（电场能同时也对应质量）是电子、质子静止质量能的电子、质子体外静电场的电场能（电场能同时也对应质量）是电子、质子静止质量能的1.51.5倍；倍； l l 5.5.3.5.5.3.电子、质子总能量是体外静电场的电场能（电场能同时也对应质量）加上电子、质子静止质量，电子、质子总电子、质子总能量是体外静电场的电场能（电场能同时也对应质量）加上电子、质子静止质量，电子、质子总 能量是粒子静止质量的能量是粒子静止质量的2.52.5倍；倍； l l 5.5.4.5.5.4.电子、质子作为个体而言，其本身的含义不现是其静止质量本身，电子、质子粒子本体加上其电场（理论上延电子、质子作为个体而言，其本身的含义不现是其静止质量本身，电子、质子粒子本体加上其电场（理论上延 伸至无限远）才是构成电子、质子的总体。换句话来说，电子、质子的静止质量构成电子、质量的伸至无限远）才是构成电子、质子的总体。换句话来说，电子、质子的静止质量构成电子、质量的“ “本体本体” ”，电子、，电子、 质子外部电场构成电子、质子的质子外部电场构成电子、质子的“ “灵魂灵魂” ”。电子、质子作为个体的。电子、质子作为个体的“ “身体身体” ”而言，是其而言，是其“ “本体本体” ”和和“ “灵魂灵魂” ”的总和；的总和； l l 5.5.5.5.5.5.万事万物都是相互联系的，即万事万物（如粒子）既在其他事物（如粒子）的场中（万事万物都是相互联系的，即万事万物（如粒子）既在其他事物（如粒子）的场中（“ “灵魂灵魂” ”）运动，同时，其）运动，同时，其 他事物又在自己的（如粒子）场中（他事物又在自己的（如粒子）场中（“ “灵魂灵魂” ”）运动；）运动； l l 5.5.6.5.5.6.力不是由玻色子传递的，力是场与场的相互作用，玻色子只是相应场的扰动产生的一种现象。例如，引力是引力不是由玻色子传递的，力是场与场的相互作用，玻色子只是相应场的扰动产生的一种现象。例如，引力是引 力场相互作用的结果，引力子是引力场扰动的结果，引力子并不传递引力；电磁力是电磁场相互作用的结果，光子力场相互作用的结果，引力子是引力场扰动的结果，引力子并不传递引力；电磁力是电磁场相互作用的结果，光子 是电磁场扰动的结果，光子并不传递电磁力；是电磁场扰动的结果，光子并不传递电磁力； l l 5.5.7. 5.5.7. 万事万物（如粒子）既在其他事物（如粒子）的场中（万事万物（如粒子）既在其他事物（如粒子）的场中（“ “灵魂灵魂” ”）运动，同时，其他事物又在自己的（如粒子）运动，同时，其他事物又在自己的（如粒子） 场中（场中（“ “灵魂灵魂” ”）运动，所以，万事万物（如粒子）通过场的作用既受其他事物影响又被其他事物感知，另一方面，）运动，所以，万事万物（如粒子）通过场的作用既受其他事物影响又被其他事物感知，另一方面， 万事万物（如粒子）通过场的作用影响和感知其他事物（如粒子状态的改变）；场与场的相互作用不同玻色子的作万事万物（如粒子）通过场的作用影响和感知其他事物（如粒子状态的改变）；场与场的相互作用不同玻色子的作 用，它使万事万物（如粒子间）发生作用更直接，场使得事物具有用，它使万事万物（如粒子间）发生作用更直接，场使得事物具有“ “你中有我，我中有你你中有我，我中有你” ”的奇妙性质。量子通讯中的奇妙性质。量子通讯中 纠缠态量子的相互作用就是最好的注释。纠缠态量子的相互作用就是最好的注释。 l l 5.5.8.5.5.8.正因为物质粒子（如电子、质子）体外电场能量（对应质量）是其静止质量能的正因为物质粒子（如电子、质子）体外电场能量（对应质量）是其静止质量能的1.51.5倍，宇宙中暗物质、暗能倍，宇宙中暗物质、暗能 量很可能大部分来源于电磁场、引力场对应的能量和质量，另外一部分则来源于未知黑洞。量很可能大部分来源于电磁场、引力场对应的能量和质量，另外一部分则来源于未知黑洞。 理论应用：暗物质、暗能量及量理论应用：暗物质、暗能量及量 子纠缠新解子纠缠新解 理论应用 ： 6.电子、质子半径的新计算结果 1根据以上公式，产生的电子、质子半径计算值自然要接受实验的检验，无论如何，毕竟这是我们人类第一次用自己总结出 的纯理论模型、推导出相应公式计算出来的结果。如果结论正确，将对原子核物理、高能物理、黑洞物理、宇宙物理等带 来影响。比如，对质子、中子、夸克、胶子以及核力本质、核能来源、黑洞本质、宇宙大爆炸等将会有新的理解。 6.1.电子半径的新计算结果 6.1.1.查常用物理常数，电子质量 为：9.109610-31，代入（DRP-1）式，得： 电子半径re9.3710-16（0.937飞米） 新的计算结果是原有数据（经典电子半径2.810-15m）的约1，即原先估计的电子半径是新计算结果的3倍。 6.2.质子半径的新计算结果 将质子质量代入公式（DRP-1），得： 质子半径rp5.110-19（0.51阿米） 6.2.1.质子半径新的计算结果远远超过原先的估计，原来的估计质子半径是新计算结果的2353倍。 6.2.2.质子质量是电子质量的1800多倍，原来，人们以为质子体积比电子体积要大得多，现在计算结果却恰恰相反，电子 的体积比质子体积大得多。 6.2.3.太阳直径约是地球直径的100倍，而电子半径却是质子半径的1800多倍。 6.2.6.如果把电子的大小比喻成首都北京的鸟巢体育馆，则质子的大小不到一个篮球那么大，大概和一个排球大小差不多。 6.3.粒子内部涡旋电场旋转方向不同，则电荷变号。一般规定顺时针方向带负电，逆时针方向带正电。电子内部闭合涡旋 电场强度： （即电子体内涡旋电场强度达到16万亿亿伏每米，其强度之高远超想象）。 6.1.2.电子能量越高其半径越小，电子的静止质量为 ,电子半径为 ，康普顿波长为 。一台电子加速器，注入的电子能量为20GeV（1GeV=109 eV，也就是10亿电子伏特），相应的电子速度为0.99999999979倍 光速,根据狭义相对论，此时电子的的半径为 ，康普顿波长为 。电子经加速器加速后，能量可达到100GeV，电子速度达到0.999999999987倍的光速，对应的电子半径和康普顿波长将会进 一步缩小。电子具有的康普顿波长表征了电子波动性特征，是电子所对应的测不准关系产生的根源，对电子半径可测量精度范围作 出了限制。 理论应用 ： 宇宙诞生时可以理解为一个超级大黑洞，这个质量非常之大、半径非常之小的超级大黑洞（或者说是超级粒子）的粒子半径估算为 ： 7.对黑洞物理学和宇宙物理学的影响 理论应用 ： 8.电子、质子性质的部分新公式及其物理意义 能量电荷比公式 与康普顿效应、德布罗意波、精细结构常数的关系 康普顿波长与粒子相对论性变频常数及电子半径的关系 电子、质子的旋转有三个层次电子、质子的旋转有三个层次 l l 以电子为例：以电子为例： l l 一是电子围绕原子核的运动，与之相对应一是电子围绕原子核的运动，与之相对应 有电子轨道角动量和轨道磁矩有电子轨道角动量和轨道磁矩（第三层次（第三层次 旋转）旋转）； l l 二是电子有与自身德布罗意布波相联系的二是电子有与自身德布罗意布波相联系的 自旋运动，与之相对应有电子自旋角动量自旋运动，与之相对应有电子自旋角动量 和自旋磁矩（第二层次自旋运动）；和自旋磁矩（第二层次自旋运动）； l l 三是电子内涡旋电磁场运动，与之相对应三是电子内涡旋电磁场运动，与之相对应 有终极自旋角动量和自旋磁矩（第一层次有终极自旋角动量和自旋磁矩（第一层次 自旋运动）。自旋运动）。 l l 原子核内的质子、中子的的旋转与电子类原子核内的质子、中子的的旋转与电子类 似：有轨道旋转角动量（第三层次旋转）似：有轨道旋转角动量（第三层次旋转） 、也有、也有与自身德布罗意布波相联系的自旋与自身德布罗意布波相联系的自旋 运动，与之相对应有电子自旋角动量和自运动，与之相对应有电子自旋角动量和自 旋磁矩（第二层次自旋运动）旋磁矩（第二层次自旋运动）和质子和质子内涡内涡 旋电磁场运动，与之相对应有终极自旋角旋电磁场运动，与之相对应有终极自旋角 动量和自旋磁矩（第一层次自旋运动）。动量和自旋磁矩（第一层次自旋运动）。 l l 粒子有与自身德布罗意布波相联系的自旋运动说明，粒子有与自身德布罗意布波相联系的自旋运动说明， 如果把电子、质子比作涡旋电磁场量子的如果把电子、质子比作涡旋电磁场量子的“ “今生今生” ”，而，而 把光子比作涡旋电磁场量子的把光子比作涡旋电磁场量子的“ “前世前世” ”，“ “今生今生” ”的自由的自由 电子和自由质子除了有内部涡旋电磁场运动外，同时电子和自由质子除了有内部涡旋电磁场运动外，同时 会自觉地围绕会自觉地围绕“ “前世前世” ”光子的光子的“ “影子影子” ”作相对应的作相对应的“ “圆周圆周” ”与与 运动，与这个运动相对应形成了电子、质子的自旋角运动，与这个运动相对应形成了电子、质子的自旋角 动量和自旋磁矩，因此，电子、质子的自旋角动量和动量和自旋磁矩，因此，电子、质子的自旋角动量和 自旋磁矩决不能理解为电子、质子是围绕自身轴线运自旋磁矩决不能理解为电子、质子是围绕自身轴线运 动形成的。动形成的。 l l 目前的量子力学只理解到电子两个层次的运动，即电目前的量子力学只理解到电子两个层次的运动，即电 子围绕原子核的运动和子围绕原子核的运动和“ “自旋运动自旋运动” ”，而且，对，而且，对“ “自旋运自旋运 动动” ”的实质存在理解偏差。电子、质子的的实质存在理解偏差。电子、质子的“ “自旋运动自旋运动” ”既既 有第一层次的自旋运动（内部涡旋电磁场运动），也有第一层次的自旋运动（内部涡旋电磁场运动），也 有第二层次的自旋运动。例如，质子半径是有第二层次的自旋运动。例如，质子半径是5.1*105.1*10-19 -19 米，但是因为质子第二层次自旋运动的存在，自由质米，但是因为质子第二层次自旋运动的存在，自由质 子的康普顿波长为子的康普顿波长为 ，也就是说自由质子会在约，也就是说自由质子会在约 空间空间 尺度范围做尺度范围做“ “圆周运动圆周运动” ”并形成第二层次的自旋角动量并形成第二层次的自旋角动量 和自旋磁矩（即目前所理解的自旋角动量和自旋磁矩和自旋磁矩（即目前所理解的自旋角动量和自旋磁矩 ）。第二层次的自旋的存在也是量子力学中）。第二层次的自旋的存在也是量子力学中“ “测不准测不准” ” 关系存在的深层次原因。关系存在的深层次原因。 理论应用： l l 理理论应用：论应用： 9.描述电电子、质质子的有关物理参数估算表 序号物理量电电子质质子 1粒子质量同mo9.110*10-31Kg1.673*10-27Kg 2粒子内部总能量Wi0.511938.272 3电荷（电量）-1（qo=1.602*10-19c）+1（qo=1.602*10-19c） 4涡旋电场 Es旋转方向（定义）顺时针 方向逆时针 方向 5粒子内在电场电场 强度1.638*1021V.m-15.5*1027V.m-1 6粒子内在磁感应强度5.467*1012M-21.833*1019M-2 7电电荷量子化与粒子稳稳定常数G=m*r（或称“上帝”常数）8.543*10-46.（千克.米）8.543*10-46.（千克.米） 8粒子质量密度 8.305*1014Kg.m-33.102*1027Kg.m-3 9粒子半径r9.37*10-16m5.1*10-19m 10粒子内部涡旋电场 自旋角速度= 3.202*1023rad/s5.882*1026rad/s 11粒子自旋转动惯 量 8.005*10-61Kg.m24.357*10-64Kg.m2 12粒子终终极自旋角动动量（第一层层次自旋） 2.563*10-37Kg.m2.s-12.563*10-37Kg.m2.s-1 13粒子终终极自旋磁矩（第一层层次自旋）： 2.252*10-26J.T-11.226*10-29J.T-1 14粒子内禀自旋角动动量（第二层层次自旋） 1.055*10-34Kg.m2.s-11.055*10-34Kg.m2.s-1 15粒子内禀自旋磁矩：（第二层层次自旋） 9.267*10-24J.T-15.02*10-27J.T-1 注：中子是电子与质子的复合粒子，外壳为电子，内部为一个质子在作圆周（质子“自旋”速度为光速的四分之一，“自旋”半径为约 0.84飞米）运动并具自旋角动量和自旋磁矩（刚好等于一个核磁子）；能够比较有效地解释为什么中子具有负的磁矩。 重新认识质子重新认识质子 l l 1.1.质子的内在本质就是场，并且是量子化的涡旋电磁场，涡旋磁场是其最本质的一面，涡旋闭合磁场在其切向（即质子的内在本质就是场，并且是量子化的涡旋电磁场，涡旋磁场是其最本质的一面，涡旋闭合磁场在其切向（即 质子球体质子球体“ “表面表面” ”）产生同步旋转的稳定电场。由坡印廷矢量特性和麦克斯韦方程可知，量子化涡旋闭合磁场将会在）产生同步旋转的稳定电场。由坡印廷矢量特性和麦克斯韦方程可知，量子化涡旋闭合磁场将会在 质子质子“ “球表面球表面” ”产生与涡旋磁场相垂直并与涡旋磁场同步旋转的稳定电场（方向为质子产生与涡旋磁场相垂直并与涡旋磁场同步旋转的稳定电场（方向为质子“ “球表面球表面” ”切向，因为尺寸小，从切向，因为尺寸小，从 宏观尺度近似地可以看成是从中心发出的电场线），涡旋磁场闭合而旋转电场开放。在质子宏观尺度近似地可以看成是从中心发出的电场线），涡旋磁场闭合而旋转电场开放。在质子“ “球表面球表面” ” ，涡旋电磁场，涡旋电磁场 的旋转电场强度非常之高，在质子的旋转电场强度非常之高，在质子“ “内部内部” ”，涡旋磁场的磁感应强度非常之高。，涡旋磁场的磁感应强度非常之高。 l l 2.2.质子质子( (即量子化的涡旋电磁场即量子化的涡旋电磁场) )本体的半径为：本体的半径为：5.1*105.1*10-19 -19m m，其 ，其内部的内禀自旋磁矩值为：内部的内禀自旋磁矩值为： ( (相应地相应地, , 电子电子( (即量子化的涡旋电磁场即量子化的涡旋电磁场) )内部的内禀自旋磁矩值为：内部的内禀自旋磁矩值为： ） l l 3.3.质子有与自身德布罗意波相联系自旋运动，其运动速度为质子有与自身德布罗意波相联系自旋运动，其运动速度为 （光速的四分之一），（光速的四分之一），其自旋运动半径为其自旋运动半径为 l l 米，质子自旋运动一周的长度刚好等于质子以四分之一光速作自旋运动时所对应的米，质子自旋运动一周的长度刚好等于质子以四分之一光速作自旋运动时所对应的 l l 一个德布罗意波长长度，一个德布罗意波长长度，质子以四分之一光速在半径为质子以四分之一光速在半径为 0.840.84 1010-15 -15 米的圆周内自旋形成相应的自旋角动量和自旋米的圆周内自旋形成相应的自旋角动量和自旋 磁矩经，计算与我们物理教科书上的计算值是高度吻合的。我们平时测量到的所谓质子磁矩经，计算与我们物理教科书上的计算值是高度吻合的。我们平时测量到的所谓质子“ “半径半径” ”，其实是质子在自旋，其实是质子在自旋 时形成一个时形成一个“ “类球体类球体” ”或或“ “圆盘圆盘” ”自旋半径（也可称为质子的电磁半径），而非质子本体半径。自旋半径（也可称为质子的电磁半径），而非质子本体半径。 l l 4.4.两个具有自旋的质子存在两个相互矛盾的相互作用，因为电荷的静电场产生相斥作用，质子因自旋产生的自旋磁两个具有自旋的质子存在两个相互矛盾的相互作用，因为电荷的静电场产生相斥作用，质子因自旋产生的自旋磁 矩而具有相吸作用。初步计算表明：当两自旋的质子矩而具有相吸作用。初步计算表明：当两自旋的质子“ “圆盘圆盘” ”在相互接近时会呈现奇妙的效应，在约在相互接近时会呈现奇妙的效应，在约0.10.1飞米处是个突飞米处是个突 变点，在大于约变点，在大于约0.10.1飞米处电场产生的排斥力占据优势，两个质子间表现为排斥力，在小于约飞米处电场产生的排斥力占据优势，两个质子间表现为排斥力，在小于约0.10.1小米处自旋磁矩产小米处自旋磁矩产 生的吸引力占据优势，两个自旋的质子间表现为吸引力，而且距离越小，吸引力越大。直至接近质子本体尺寸（阿生的吸引力占据优势，两个自旋的质子间表现为吸引力，而且距离越小，吸引力越大。直至接近质子本体尺寸（阿 米）空间范围时又会表现为排斥力。这意味着对核力的本质可能需要重新理解。米）空间范围时又会表现为排斥力。这意味着对核力的本质可能需要重新理解。 l l 5.5.小结：小结：一、质子本体的内在本质是一个半径为一、质子本体的内在本质是一个半径为5.15.1 1010-19 -19 的量子化涡旋电磁场（质子第一层次旋转运动），其中的量子化涡旋电磁场（质子第一层次旋转运动），其中 磁场因能量密度极高自然弯曲形成闭合弦，以光速旋转运动，光速运动的涡旋磁场产生切向（从宏观看近似径向）磁场因能量密度极高自然弯曲形成闭合弦，以光速旋转运动，光速运动的涡旋磁场产生切向（从宏观看近似径向） 电场；二、质子以四分之一光速、半径为电场；二、质子以四分之一光速、半径为0.840.84 1010-15 -15 作与德布罗意波（物质波）相联系的自旋运动（第二层次旋作与德布罗意波（物质波）相联系的自旋运动（第二层次旋 转运动），形成自旋角动量和自旋磁矩（二层次自旋不象地球围绕太阳有力心，类似于极限飞盘运动的自我盘旋返转运动），形成自旋角动量和自旋磁矩（二层次自旋不象地球围绕太阳有力心，类似于极限飞盘运动的自我盘旋返 回或冰上运动的绕场转圈，其本质上来源于对应光子对的自旋，二者角动量守恒）；三、质子在原子核内的运动类回或冰上运动的绕场转圈，其本质上来源于对应光子对的自旋，二者角动量守恒）；三、质子在原子核内的运动类 似电子围绕原子核的运动（第三层次旋转运动），相应地有量子化的质子轨道、壳层（幻数的存在是证据之一）、似电子围绕原子核的运动（第三层次旋转运动），相应地有量子化的质子轨道、壳层（幻数的存在是证据之一）、 轨道角动量和轨道磁矩。轨道角动量和轨道磁矩。 10.10.引申意义：有效解释此前难以理解的引申意义：有效解释此前难以理解的 一些物理现象一些物理现象 l l 10.1.10.1.总结出关于电子、质子质量、能量、电荷的三个相互关联的表达式，并且具有极为优美的数学形式，反映深刻总结出关于电子、质子质量、能量、电荷的三个相互关联的表达式，并且具有极为优美的数学形式，反映深刻 的内在对称性、完美性、关联性；的内在对称性、完美性、关联性； l l 10.2. 10.2. 能够统一解释电子、质子、中子等粒子质量、能量、电荷的共同起源；能够统一解释电子、质子、中子等粒子质量、能量、电荷的共同起源； l l 10.3. 10.3. 能够解释电子、质子内部第一层次自旋磁矩的起源于其内部涡旋电磁场，表达式为：能够解释电子、质子内部第一层次自旋磁矩的起源于其内部涡旋电磁场，表达式为： ，并与其电子、质子半，并与其电子、质子半 径成正比；径成正比； l l 10.4. 10.4. 能够解释电子自旋磁矩为什么远远大于质子自旋磁矩；能够解释电子自旋磁矩为什么远远大于质子自旋磁矩； l l 10.5.10.5.能够有效解释为什么中子具有负的磁矩（是电子自旋磁矩与质子自旋磁矩的叠加）；能够有效解释为什么中子具有负的磁矩（是电子自旋磁矩与质子自旋磁矩的叠加）； l l 10.6.10.6.能够有效解释为什么高能物理实验中，会发现能够有效解释为什么高能物理实验中，会发现“ “质子质子” ”内部存在内部存在“ “质点质点” ”（“ “夸克夸克” ”）；）； l l 10.7.10.7.能够对宏观世界（宇宙、黑洞）和微观世界（电子、质子）进行统一描述；能够对宏观世界（宇宙、黑洞）和微观世界（电子、质子）进行统一描述； l l 10.8.10.8.能够解释为什么宇宙大爆炸时的初始宇宙空间尺寸趋近于无穷小；能够解释为什么宇宙大爆炸时的初始宇宙空间尺寸趋近于无穷小； l l 10.9.10.9.本论文总结出电子、质子的质量与半径之积为一常数（本论文总结出电子、质子的质量与半径之积为一常数（ ），其意义是：在微观世界，粒子的质量越大，其体积），其意义是：在微观世界，粒子的质量越大，其体积 越小。研究表明银河中心存在超级黑洞，经对银河系动态模拟运行图的计算显示，当星系收缩时，大量星系物质将越小。研究表明银河中心存在超级黑洞，经对银河系动态模拟运行图的计算显示，当星系收缩时，大量星系物质将 向中心无限小空间收缩，与公式表达的意义高度契合。向中心无限小空间收缩，与公式表达的意义高度契合。 l l 10.10. 10.10. 燃料电池是用一种特定的燃料，通过一种质子交换膜（燃料电池是用一种特定的燃料，通过一种质子交换膜（PEMProtonExchangeMembranePEMProtonExchangeMembrane）和催化层（）和催化层（ CLCatalystLayerCLCatalystLayer）而产生电流的一种装置，质子能通过质子交换膜，而电子不能通过质子交换膜，这说明电子体积）而产生电流的一种装置，质子能通过质子交换膜，而电子不能通过质子交换膜，这说明电子体积 比质子大。比质子大。 理论应用： 20 20个推论（或科学问题）个推论（或科学问题） l l 11.1.11.1.电子与质子内部本质上就是量子化的涡旋闭合电磁场；电子与质子内部本质上就是量子化的涡旋闭合电磁场； l l 11.2. 11.2. 电子与质子质量能来源于内部涡旋闭合电磁场，并与电场强度电子与质子质量能来源于内部涡旋闭合电磁场，并与电场强度E E的平方成正比，具体回答了超弦理论中关于粒子内部弦振动形式、原理、参数问题；的平方成正比，具体回答了超弦理论中关于粒子内部弦振动形式、原理、参数问题； l l 11.3.11.3.电子、质子的质量与半径之积为一常数（电子、质子的质量与半径之积为一常数（ ），其意义是：在微观世界，粒子的质量越大，其体积越小；），其意义是：在微观世界，粒子的质量越大，其体积越小； l l 11.4.11.4.电子半径新计算结果为：电子半径新计算结果为：r r e e 9.379.37 1010-16 -16（ （0.9370.937费米或称飞米），新的计算结果是原有数据（经典电子半径费米或称飞米），新的计算结果是原有数据（经典电子半径2.8 2.8 1010-15 -15m m）的约）的约1 1，即原先估计的电子半径是新，即原先估计的电子半径是新 计算结果的计算结果的3 3倍；倍； l l 11.5. 11.5. 质子半径的新计算结果为：质子半径的新计算结果为：r r p p 5.15.1 1010-19 -19 （0.510.51阿米），令人惊奇的是，计算表明：质子半径远小于电子半径。如果把电子的大小比喻成首都北京的阿米），令人惊奇的是，计算表明：质子半径远小于电子半径。如果把电子的大小比喻成首都北京的鸟巢体育鸟巢体育 馆，馆，则质子的大小不到一个篮球那么大，大概和一个足球大小差不多。则质子的大小不到一个篮球那么大，大概和一个足球大小差不多。 l l 11.6.11.6.物质的微观世界和宏观世界可以从全新角度统一解释（物质的微观世界和宏观世界可以从全新角度统一解释（ = = ）；）； l l 11.7.11.7.黑洞本质上可能就是超级粒子（以黑洞本质上可能就是超级粒子（以1010倍于太阳质量的黑洞为例，太阳质量为倍于太阳质量的黑洞为例，太阳质量为1.991.99 101030 30，则此黑洞质量为 ，则此黑洞质量为1.991.99 101031 31，其半径由公式 ，其半径由公式 ）；）； l l 11.8.11.8.初始宇宙本质上就是超级黑洞、超级黑洞本质上极有可能就是超级粒子（初始宇宙本质上就是超级黑洞、超级黑洞本质上极有可能就是超级粒子（ ）；）； l l 11.9.11.9.如果黑洞或初始宇宙的质量是有限的，那么它就不是奇点，换言之，黑洞或初始宇宙都可以用质量、内部涡旋电场强度、粒子半径、自转角频率等参数进行描述如果黑洞或初始宇宙的质量是有限的，那么它就不是奇点，换言之，黑洞或初始宇宙都可以用质量、内部涡旋电场强度、粒子半径、自转角频率等参数进行描述 ； l l 11.10.11.10.稳定粒子能量来源于粒子内部涡旋电场，并与内部涡旋电场强度的平方成正比，表达式为：稳定粒子能量来源于粒子内部涡旋电场，并与内部涡旋电场强度的平方成正比，表达式为： ； l l 11.11.11.11.稳定粒子质量来源于与粒子内部涡旋电场相对应的涡旋磁场，并与内部磁感应强度的平方成正比，表达式为：稳定粒子质量来源于与粒子内部涡旋电场相对应的涡旋磁场，并与内部磁感应强度的平方成正比，表达式为： ； l l 11.12.11.12.稳定粒子电荷来源于粒子内部涡旋电场，并与内部涡旋电场强度成正比，表达式为：稳定粒子电荷来源于粒子内部涡旋电场，并与内部涡旋电场强度成正比，表达式为： ； l l 11.13.11.13.粒子质量、能量、电荷是同一事物不同属性，但是这些不同属性有共同的起源，即起源于其内部涡旋电磁场；粒子质量、能量、电荷是同一事物不同属性，但是这些不同属性有共同的起源，即起源于其内部涡旋电磁场； l l 11.14. 11.14. 根据上述计算公式，可以推导出系列关于电子、质子性质的新公式，得出描述电子、质子有关物理性质的涡旋电场强度根据上述计算公式，可以推导出系列关于电子、质子性质的新公式，得出描述电子、质子有关物理性质的涡旋电场强度E E、磁感应强度、磁感应强度B B、半径、半径r r、质量密度、质量密度、 内部涡旋电磁场角速度内部涡旋电磁场角速度 、内部涡旋闭合电磁场旋转周期、内部涡旋闭合电磁场旋转周期t t、自旋角动量、自旋角动量L L、自旋磁矩、自旋磁矩MM、能量电荷比、能量电场比、自旋动能、粒子本底质量等共计、能量电荷比、能量电场比、自旋动能、粒子本底质量等共计1010多个参数；多个参数； l l 11.15. 11.15. 中子是质子中子是质子“ “钻进钻进” ”电子体内形成的复合粒子。根据电子、质子半径新的计算结果，可能会完全改变对于中子的认识。人们曾经认为电子存在于质子体内，现在电子体内形成的复合粒子。根据电子、质子半径新的计算结果，可能会完全改变对于中子的认识。人们曾经认为电子存在于质子体内，现在 ，根据电子、质子半径的最新计算结果表明，最有可能的是，质子存在于电子体内，中子就是在电子（本质上就是顺时针旋转的涡旋电场）体内存在一个质子（本质，根据电子、质子半径的最新计算结果表明，最有可能的是，质子存在于电子体内，中子就是在电子（本质上就是顺时针旋转的涡旋电场）体内存在一个质子（本质 上就是逆时针旋转的涡旋电场），即中子的本质是电子的涡旋电场内叠加质子的涡旋电场。上就是逆时针旋转的涡旋电场），即中子的本质是电子的涡旋电场内叠加质子的涡旋电场。 l l 11.16. 11.16. 夸克存在的理论基础发生动摇。高能物理实验表明，核子内存在硬的小质点，这被认为是质子由夸克构成的重要理论基石。夸克存在的理论基础发生动摇。高能物理实验表明，核子内存在硬的小质点，这被认为是质子由夸克构成的重要理论基石。 l l 11.17.11.17.目前，实验物理学家间接测量到的所谓目前，实验物理学家间接测量到的所谓“ “质子质子” ”半径很可能实际上是电子半径。正因为原子核内质子存在于电子之中，所以，原来认为的质子半径实际上是电子半径很可能实际上是电子半径。正因为原子核内质子存在于电子之中，所以，原来认为的质子半径实际上是电子 半径。电子就象一个半径。电子就象一个“ “袋子袋子” ”，里面装着质子。以前，人们认为撞击到的，里面装着质子。以前，人们认为撞击到的“ “质子质子” ”可能是中子的可能是中子的“ “外膜外膜” ”（即由电子的涡旋电场构成的（即由电子的涡旋电场构成的“ “屏障屏障” ”），）， 人们发现人们发现“ “质子质子” ”内部存在内部存在“ “质质 点点” ”，阴差阳错地误以为是，阴差阳错地误以为是“ “夸克夸克” ”，而实际上却正是质子本身（电子内部存在质子，构成复合粒子，而实际上却正是质子本身（电子内部存在质子，构成复合粒子- -中子）；中子）； l l 11.1811.18介子可能并不传递核力，而介子可能并不传递核力，而胶子可能并不存在。理由是：（胶子可能并不存在。理由是：（1 1）如果）如果介子以及介子以及胶子传递核力，要么表现为引力，要么表现为斥力，目前，人们认为胶子传递核力，要么表现为引力，要么表现为斥力，目前，人们认为介子、介子、胶子胶子 既传递引力又传递斥力，这是不可思议的，是用一种更大的不可知来代替现