物质和能量.doc

无机非金属101，吴颜如，1004030116，2013.1.11张永恒教授首次提出新的“物质”和“能量”概念和物能时空理论-统一论其理论的内容是：物质是具有无限低的系统内能，系统内能是指物质的不对称程度，物质具有无限低的不对称性，不对称性的特征是时间和空间的属性。能量：能量是物质的，能量是物质的不对称相互作用。物能时空理论-统一论：物质具有时间和空间的相对属性，物质的时间和空间变化构成不对称相互作用也就是能量，物质能量时间空间不可分割。一1.物质的定义：1物质和能量是不能用数学公式来表达和证明的。物质是能量的聚集体，物质是一种客观存在的东西，物质作为能量的载体，具有时间和空间的属性，而能量的形式则是根据物质的不同时间和空间状态而存在多样性，比如动能：物质小球在静止状态下，时间和空间作用的结果均是零，则小球的动能为零，但是它还是具有自身的内能；而运动状态下的物质小球具有一定的时间和空间属性即用速度来表示，小球所具有的速度使之具有一定形式的能量-动能，这里也说明了物质的时间和空间变化构成的不对称相互作用形成了能量，能量物质时间空间不可分割，而不对称性程度则失能量具有了大小的区分，对于同一种物质，由于其时间和空间的不同产生了不对称相互作用，从而使能量具有了高低的区别。2物质的狭义定义认为物质是构成宇宙万物的实物，是客观存在的东西。物质的广义定义认为时间和空间也归属于物质。3物质的起源：许多资料上都说物质的起源与宇宙大爆炸。新理论还能精确地证明动体的质能当量关系及惯性质量与引力质量等效，并揭示惯性场与引力场的广义对应宇宙学理论认为：引力塌缩使宇宙收缩为“奇点”，宇宙“从有到无”；然后，奇点的大爆炸产生宇宙，宇宙又“从无到有”。这也说明了物质本源是具有无限低的系统内能，从而为张教授的物质与能量的解释提供了很好的理论依据。2. 对于爱因斯坦的相对论1狭义相对论（一）狭义相对论产生的历史背景：电磁现象与牛顿力学观念的矛盾，例如光速与牛顿力学中的速度相加公式相抵触等。从而使许多物理学家对时间进行了重新定义，从而证明了光速是一个常数。而又有新理论证明：同时性是普适的；光速可变，光速不是速度的极限；多普勒效应、红移和光行差都是光速变化引起的；光子有静质量。这也与张老师所说的光速不是一个常数提供了依据。（二）狭义相对论动力学谈的是狭义相对论的运动学，它所描写的是真空中的时空结构而不涉及物质之间的相互作用（或说“力”）。这就是说，“运动学”只是提供了“物质在力的作用下进行运动”的“平台”。动力学描写的是物质在力的作用下的运动规律。而狭义相对论的关键之点是同时性的爱因斯坦定义。相对论动力学的发展空间很大：随着未来十年各种大型实验装置和观测装置的陆续运行，粒子物理、天体物理、广义相对论和宇宙学必将获得重大的乃至突破性的进展。并且对于相对论：廓清围绕狭义相对论的错误进行了研究与证明。2广义相对论认为：引力是因质量的存在而引起的时空弯曲，引力场的存在会改变时空几何学规则，时间和空间是不可分割的四维时空整体。它是以狭义相对论为基础进而建立起在空间- 时间、物质及其运动, 以及引力和宇宙等各个方面的广义相对论。广义相对论是时间、空间和引力的理论,它把万有引力解释为时空的弯曲,是人类历史上第一个把时空和物质联系在一起的理论.这其中物质时间由于空间的联系不可分割，这与张教授提出的物能时空理论是一致的，只是广义相对论认为的对称性，张教授对此提出了质疑，并且对于爱因斯坦的广义相对论做了更精确的总结和纠正。而对于广义相对论中暗物质与暗能量的研究就是关于黑洞的预言，相对论的不足之处：广义相对论只有为数不多的实验验证;引力波还没能直接探测到;黑洞的存在尚未在观测上确认;暗物质、暗能量还是一团谜雾;黑洞引发的问题仍在争论中;广义相对论存在严重的奇性困难(即时空奇点不可避免) ;引力场量子化至今尚未成功;相对论与量子论、热力学之间还存在矛盾等等.3相对论的局限性-通过假设的“动子”模型，初步建立一个由“类光子”组成万物的模型。物体通过“类光子”的得失变化解释时空理论，并初步建立一个与相对论时空观相似的时空模型。通过这个时空模型推断出运动物体的时间公式、质量公式等，同时以这个时空模型辨析相对论，并证明相对论的时空观存在局限性。 4对于爱因斯坦的时空观-基本内容是：空间和时间不是绝对的，而是既相对于观察者，又相对于被观察者。其中最具挑战性的、最使人直觉不到的在于时间是空间的组成部分这个概念。也就是说无论是空间和时间都不能与物质相隔开来，即不能独立存在。空间和时间均受物质影响，是不断变化的，没有空间就没有时间。爱因斯坦相对论的时空特性认为：时间和空间是相对论研究的重要物理问题，在物质的空间中，存在引力场，而由于引力场的存在，则会导致时间的变化，空间的弯曲，光线轨迹的改变等。从爱因斯坦的时空观来看与张教授所提出的物能时空的统一论有惊人的相似之处，但张教授对时空观做了更简洁直观的总结。 5.对于空间电动力学-以电磁场基本理论和等离子体物理学为理论基础，以日地空间(包括行星际空间、行星碰层、电离层)的等离子体为研究对象，研究这一空间物质系统中发生的各种电磁现象以及能量、动量、质量传输、转换和消耗过程。其主要目的旨在认识和理解空间环境的物理过程，进而为人类开发和利用空间资源，为矿产资源的遥感遥测、无线电通讯、灾害和环境的监测预报等国民经济和国防建设目的服务。二.对于能量有很多种定义：1做功的本领叫做能。做功是力的空间积累，能量是一个与空间有关的物理量。2能量是在自然界经历的多种多样的变化中它不变化的量，是一个最为抽象的概念。但能量的狭义“守恒性”在量子领域受到了挑战。3能量是作为运动一般量度的物理量。但是由于物质运动不可能离开时间和空间进行，故而作为运动的量度必然会带上时空的色彩。由于空间的方向性和时间的一维性，也就是说要描述运动的空间特性必须要用矢量，而描述运动的时间特性必须要用标量。因此这两者之间就存在着矛盾。4各种物质运动形式的公共量度，称之为能量。5能量反映机械运动的标量属性，只有动量和能量一起，才能作为运动的全面量度。6能量是物质运动的标量量度。由上可知，让我们清楚地看到了能量的标量性、守恒性、可加性和不同惯性参照系之间的变换规则存在。这使我们确信，可把能量看成能反映运动绝对性这个统一复杂量的标量量度。从上述能量的多重定义来看，并没有一个完美的能量定义，由此张教授提出的能量是物质的不对称相互作用，并且与时间和空间联系在一起，从而巧妙的克服上述各种能量的局限性。3. 对于对称性与非对称性：在经典和相对论电动力学中，本文通过控典表速的麦克斯韦电动力学(MT)与相对论电动力学(RED)的比较，讨论了是否爱因斯坦在其l905丰的相对论文章中提到的MT “对称性” 仅为理性特性，还是包含了特殊的经验主张。证明，事实上对每一简单相互作用，MT坚决断定有非对称表现，并且通过相对论假设途径分析得到 对称性 的范围，提出了能提供相对于MT的另一RED精度检验的“低 速实验。对于爱因斯坦的一些理论无法解释的问题研究者提出了共振点点阵概念来解释微观粒子、原子、分子和宏观物体的时称性 质心平衡差较大产生了共振辐射的对称性破缺，电子所释放能量产生了非规范变换，非对称性的辐射。这些非对称性也正好符合了张教授对于爱因斯坦相对论中对称性问题的分析。 总之：张教授所提出的物能时空理论-统一论对物质和能量时间和空间有了更全面更精确的解释，而且还对爱因斯坦的相对论做了进一步的总结和纠正。是一个具有很大意义的理论，将会有很大的发展潜力和实际的应用意义。 另外：此篇是我的一些小小的拙见，有不足之处还望老师谅解，这其中花费了好多的时间去理解其理论，还有我的自己的一些见解，望我的努力能够得到老师的一点点认可。在此谢过了。参考文献 1.【王少波、论相对论时空理论的局限性、科学之友、2011.01】 2.【赵峥、爱因斯坦和相对论的诞生与发展、大学物理、24（7）、2005.7 】 3.【华棣、爱因斯坦相对