丁荣培：万物之理——大统一方程组初稿

1、摘要：摘要：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5.110-19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、半径为光速、半径为0.8410-15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；三作与德布罗意波（物质波）相联

2、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、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。据之一）、轨道角动量和轨道磁矩。 目录目录 1.引言引言2.电子与质子的本质就是量子化的涡旋闭合电磁场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

3、子、质子内禀涡旋电磁场的存在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引申意义：有效解释此前难以理解的一些物理现象1

4、1. 20个推论（或科学问题）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：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

5、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：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

6、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目前电子的经典半径的由来4及其存在的问题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

7、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.引言引言2.2.电子、质子的本质电子、质子的本质就是量子化的涡旋闭合电磁场就是量子化的涡旋闭合电磁场2.1.2.1.光子不可能有无限可分的结构，这样，由并非无限可分的光子不可能有无限可分的结构，这样，由并非无限可分的光子对在经过重光子对在经过重原子核附近时产生出的正、负电子同样不可能具有无限可分的结构。原子核

8、附近时产生出的正、负电子同样不可能具有无限可分的结构。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. 2.2. 论微观局域时空弯曲状态下闭合弦量子振动形成基本粒子的动力学机制论微观局域时空弯曲状态下闭合弦量子振动形成基本粒子的动力学机制55一文论证电子、质子内在本质就是携带能量的涡旋闭合电磁场。一文论证电子、质子内在本质就是携带能量的涡旋闭合电磁场。其中主要观点归纳如下：2.2.1.2.2.1.从电子对

9、的产生与湮灭的过程看，电子内部的本质就是携带能量的涡旋闭从电子对的产生与湮灭的过程看，电子内部的本质就是携带能量的涡旋闭合电磁场。合电磁场。2.2.2.2.2.2.电子、质子就是以一定频率在高速旋转运动并相互感生激发的涡旋电场和电子、质子就是以一定频率在高速旋转运动并相互感生激发的涡旋电场和涡旋磁场形成的闭合弦。涡旋磁场形成的闭合弦。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)。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。2.2.3.2.2.3.光子对从电场角度看是两个旋向相反的涡旋电场。光子对从电场角度看是两个旋

10、向相反的涡旋电场。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。2.2.4.2.2.4.电子、质子内部不是静电场，而是涡旋电磁场。电子、质子内部不是静电场，而是涡旋电磁场。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。()()LSVAdlAdSA dV 从高斯公从高斯公式、斯托克斯公式出发式、斯托克斯公式出发，对麦克斯韦对

11、麦克斯韦方程组方程组有有进一步理解：进一步理解：()SSLqD dSEdSA dlADE ()A 3 3麦克斯韦方程组与斯托克斯公式结合的启示：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电子、质子半径的新计算公式(E为电场强度，为电场强度，B为磁感应强度，为磁感应强度，q为电子电荷，为电子电荷，为介电常数，为介电常数，为磁导率，为磁导率，D为电位移矢量，为电位移矢量，H为磁场强度，为磁场强度，r为粒子半径；同一粒子内为粒子半径；同一粒子内E

12、=B*c, c为光速为光速)电磁场能量密度表达式2211112222wEDHBEH电子、质子内部质量能表达式23243VVWwdVdVErE电场强度表达式24qr电子、质子的半径计算公式电子、质子的半径计算公式221 2rm cq 5. 关于电子、质子的能量、质量、电荷的本质与联系关于电子、质子的能量、质量、电荷的本质与联系5.1.1.5.1.1.粒子能量来源方程粒子能量来源方程22VmdVcE5.1.4. 粒子粒子质量来源质量来源方程方程5.1.3. 粒子粒子电荷来源电荷来源方程方程2VmdVBSqEdS5.1.大统一源方程组（或称祖母方程，由大统一源方程组（或称祖母方程，由6个方程（公式）

13、组成，讨论及征求意见稿）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（其中粒子本体电场、磁场关系方程（其中C为光速）为光速）EBc5.1.5.粒子光子能量转化方程（普朗克公式）粒子光子能量转化方程（普朗克公式）2mch5.1.6.粒子物质波方程（德布罗意公式）粒子物质波方程（德布罗意公式）hp等价表示为：2hRm5.2.由祖母方程推导出的几个重要公式（包含：暗物质来源新解）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电子、质子体外电场能量公式（可能是暗物质来源之一）22222322211342()224882oo

14、oorrrroSqqqWdSdrrE rrmcrrrE 5.2.4.引力引力场能量公式场能量公式（可能是暗物质另一重要来源之一 ，推导过程略，推导过程略）223gWmc5.2.1.“上帝上帝”常数常数221 2rmcq5.2.2.稳定粒子本体稳定粒子本体半径计算公式半径计算公式24628. 5431012odGmrKgmcq5.3.引力、电场力、强力、弱力的表达引力、电场力、强力、弱力的表达1222112211222()niiVVgiBd VBd VmmFGGRR 5.3.1.引力表达式引力表达式5.3.2.电场力表达式电场力表达式5.3.3.强力（核力：极其微观尺度范围内电场力与磁（矩）力的

15、合力）表达式强力（核力：极其微观尺度范围内电场力与磁（矩）力的合力）表达式121212122244LLnebIId ld lqqFFFRR 1211221222()()44SSeEd SEd SqqFRR 5.3.4.关于弱力：关于弱力：弱力的本质上不是力，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，弱力的本质上不是力，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

16、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。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。理论应用：理论应用： 6.电子、质子半径的新计算结果电子、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

17、爆炸等将会有新的理解。6.1.电子半径的新计算结果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：电子半径电子半径re9.3710-16（0.937飞米）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：质子半径质子半径rp5.110-19（0.51阿米）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

18、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，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。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）。6.1.2.6.1.2.电子能量越高其半径越小，电子

19、的静止质量为电子能量越高其半径越小，电子的静止质量为 , ,电子半径为电子半径为 ，康普顿波长为，康普顿波长为。一台电子加速器，注入的电子能量为一台电子加速器，注入的电子能量为20GeV（1GeV=109 eV，也就是，也就是10亿亿电子伏特电子伏特），相应的电子速度为），相应的电子速度为0.99999999979倍倍光速光速,根据狭义相对论，此时电子的的半径为根据狭义相对论，此时电子的的半径为 ，康普顿波长为康普顿波长为 。电子经加速器加速后，能量可达到。电子经加速器加速后，能量可达到100GeV，电子速度达到，电子速度达到0.999999999987倍的光速倍的光速，对应的电子半径和，对应

20、的电子半径和康普顿波长将会进康普顿波长将会进一步缩小一步缩小。电子具有的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。出了限制。Kg311011. 9m161037. 9m1210424. 2mcvrree2016522,1092. 11037. 910049. 21m1710967. 4理论应用：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：469953

21、8.5432.5013.416101010odKg mrmmKgG 7.对黑洞物理学和宇宙物理学的影响对黑洞物理学和宇宙物理学的影响理论应用：理论应用：8.电子、质子性质的部分新公式及其物理意义电子、质子性质的部分新公式及其物理意义2322241343VSdVrEmErqrEEdSc能量电荷比公式能量电荷比公式与康普顿效应、德布罗意波与康普顿效应、德布罗意波、精细结构常数的关系的关系211(6)()(6)2eeeohrrqm chc康普顿波长与粒子相对论性变频常数及电子半径的关系2(6)2eoerhchm cq161222411.47 9.37 102.43 10eehkrmmc理论应用：理论应用：9.描述电子、质子的有关物理参数估算表描述电子、质子的有关物理参数估算表序号序号物理量物理量电子电子质子质子1粒子质量同mo9.110*10-31Kg1.673*10-27Kg2粒子内部总能量Wi0.511938.2723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粒子内在电场强度粒子内在电场强度1.638*1021V.m-15.5*1027V.m-16粒子内在磁感应强度5.467*1012M-21.833*