光:生如夏花,死于绚烂

光明无所不在。

万物自光明中生,在异彩纷呈中长,最后燃烧如绚烂烟火,一切重归光明。

这是一个光明构成和演绎的宇宙。宇宙中除了编织光的电场和磁场,再没有任何事物。


在我们试图解析光的相互作用之前,我们需要对宏观世界的电磁相互作用进行有限的考察,这种有限性来源于可供我们直接考察的电磁现象实际上不是太多。

电荷在电场中的运动看起来一目了然,带电粒子总是在电场中沿着由正到负或者由负到正的电力线方向移动,尽管不太可能沿着一条固定的直线,但至少趋势必然如此。

磁体在磁场中的运动与带电粒子在电场中的移动本质上相同,但是因为磁力线总是闭合的,所以磁体只能在磁场内部沿磁力线从一个地方出发,然后最终会回到自己的起点。这也是磁场总体上不对外做功,因此总体能量效应为零的唯一原因。

至于场之间的作用,总体原则基本一致,即无论电场或者磁场,带电粒子或磁体的作用力的大小仅仅取决于运动方向在磁力线或者电力线方向分量的大小。

还有一点是可以作为常识给出的,那就是无论电场还是磁场之间,垂直于电力线或者磁力线方向的等势面内,电场对电荷与磁场对磁体,以及电场对电场和磁场对磁场,都不存在任何相互作用。

另外,依据简单的观察可以推定,电场和磁场之间并不存在相互作用。这与导线在磁场中运动可以感应出电流并不一致,因为感应电流的实质是导线运动导致的导线内部电子水平方向的运动,被磁场转换成导线中垂直于磁场的运动,从而在导线中呈现为电流。如果有人愿意,只需在电场旁边放置一根垂直于电场或者平行于电场的通电导线,就可以简单而准确的通过通电导线是否运动进行验证。


平行直线通电导线之间的相互作用力是由一个简单的电磁学实验给定的,同向电流导线间相互吸引,异向电流导线间相互排斥。

显而易见,这种力的效应只能是由导线自身的感应电场决定的,根据右手法则可以轻易判断磁场方向,直线通电导线间同种磁场相互吸引,异种磁场之间相互排斥。

只是以上的相互作用是否会因为力的方向表现为环形,而导致导线的不同程度的旋转,则实验中并没有明确描述。这取决于导线周围的磁场依附于导线的方式,如果存在类似固体那样的关系,则磁场之间环形磁力线方向的作用必将引起导线旋转。

看起来通过简单的考察我们已经得出了电磁场之间的相互作用规律,即电磁场之间发生作用力的前提是各自的电磁场的力线一致或者至少存在一个力线方向的分量。

不过实际情况并非如此,因为我们几乎完全缺乏光子中时变电磁场中电场和磁场的空间形态的实验验证,我们不知道光子中电场是线段还是圆柱,以及磁场是环线还是圆面。在我们以前的推论中,虽然采信了各自的后者,但毕竟只是一种推测。而且我们也不知道光子中电场和磁场的作用原则是否依旧与宏观电场相互作用完全一致。

所以我们只好假定,光子中电磁场的作用原则,与宏观的电磁场的作用原则保持一致。


在现代物理学的描述中,光的相互作用与普通物质波的相互作用大体类似,及具有衍射和干涉现象,不过衍射行为与我们讨论的目的无关,不予赘笔详述。如果我们给出的光的磁场扩布是光速唯一原因的模型是有道理的,并且光子中电磁场的作用规则与我们上面给出的一致。那么,干涉在电场方向表现为相长或相消,但同时伴随电场之间的排斥和吸引;同样的在磁场方向也如此,表现为光子的靠近和远离。

当然消长的原因仅仅在于光的相位差异,与强弱无关,只不过同等能量的光波长一样表现得更容易且更明显一些。但是有一点与物质波的作用明显不同,即光子即使在电场和磁场的方向上完全相反能量完全一致,也不可能如相同条件的两类物质波一样完全抵消。

因为光子的组成包括电场和与之垂直的磁场并且仅仅磁场位于光子的传播方向的平面,只有磁场平行的两个光子才可能发生电场和磁场的相互作用,相反的电场靠近但相反的磁场会让他们在传播方向上分开(通过两条并拢的反向充电导线之间的远离运动可以验证这一点)。

两个光子在表现为电磁场消长作用的同时伴随相互运动,这一点和物质波看起来并不相同。与宏观磁场的相互作用一样,我们仍然不能确定磁场之间的相互作用是否会导致磁场和电场的旋转,因为光子中磁力线的方向是环形的。

显然,干涉现象是否发生,同时取决于两个光子相遇时电场和磁场分别的相对位置,即能够产生干涉的前提条件在于他们的相对位置不能是垂直的。


因此,完全相向的两个相同的光子,能否发生相互作用,首先取决于各自磁场的相对位置,如果他们是垂直的,则磁场之间完全缺乏相互作用,因为磁场之间的垂直必然导致电场之间的相互垂直,而垂直的电场之间和磁场之间都不存在相互作用。

如果磁场是平行的,还受制于各自的相位差,因为光子的电场和磁场都处于时变之中,不同的时相一方面影响作用力的方式,另一方面影响作用力的大小。至于相互作用的原则,至少我们认为与宏观磁场的作用并无二致,同向磁场吸引反向磁场排斥,但排斥显然不是直线性的,因为在通过圆心的必然垂直于磁力线的射线方向为环形磁场的等势面,这个方向上磁场之间不发生作用。

可见,同向相遇的光子之间,无论如何不会发生相向运动的小球那样的弹性碰撞。


γ-光子正碰能够产生正负电子对,这个在物理学看来不再值得大惊小怪的实验,对平常人的震撼可能很久都不会消除。同时联系到同样的方式可以产生正反质子和正反中子,以及正反物质相遇会不可阻挡的湮灭为光子,让我们不得不把光子和物质统一起来。

如果我们把光作为能量的一种具体形式,则通过正反物质可由光子创生并湮灭于光子,我们会合乎逻辑的把能量与物质同样统一起来。

也许自视为物理学终极理论的弦理论,即使不是全部基于此,也必定从中受到极大的启发。

我们先不谈正反物质是否真的是宇宙中可以独立存在的物质,但就光子正碰可以产生两种性质相反的物质来看,光子与物质的一体化就应该是无可争辩的事实,尽管实验者本人不太可能直接看到产生电子,因而更大可能是根据理论的计算并与经验值进行比对得出的结果。如果计算的唯一依据在于狭义相对论给出的质能方程,那么我们首先必须认同相依相对论或者说质能方程是绝对正确的。

然后,我们忍不住进一步追问,

物质是什么?质量又是什么?


如果我们认为γ-光子依旧属于光子的大家族,那么它在本质上仍然只是时变耦联且相互垂直的电磁场。正碰的光子在相遇的刹那只会首先发生磁场与磁场的相互作用,因为电场总是位于磁场的中心,而发生电场之间相互作用的唯一前提是突破磁场的空间范围。

即使我们认为场具有不可压缩性,但这种不可压缩只能也仅仅表现在磁力线方向。

所以,我们有足够的理由可以认为,

所谓的γ-光子的正碰,实际上只是发生在光子中的磁场区域,在两个处于动态扩布的磁场的迎面相遇中,发生的不是类似于小球那样的弹性碰撞,而是发生了磁场的旋转,并且磁力线相同的光子发生合并后旋转,磁力线相反的光子发生反向的旋转

至于光子中的电场,我们也可以合乎逻辑的认为,与磁场的旋转一样发生与磁场同向的旋转。我们可以进一步推论,光子旋转之后发生了两方面的改变,其一为具有了相对固定的空间,其二为导致旋转的相互作用中损失部分磁场能量,这部分能量转换为电场的旋转。在旋转的光子获得相对固定的空间之后,光子转变为物质,原有的运动在光子的相互作用中损失部分能量之后,以低于光速的速度在空间中靠物质运动特有的惯性继续运动。


显然上述的推论在多数人看来是荒谬的,因为我们的推论仅仅来源于一些简单的电磁相互作用的物理学常识。

不过我们认为,具体的旋转方式就算不能给出,但至少在电子层面,在宇宙仅仅出于一些简单规则支配的大原则下,我们认为它在本质上与真实情况至少是相似的。

于是,电子的电荷属性就一目了然,因为它在磁场垂直的方向上本身就是旋转的电场,至于电子周围的磁场,则仅仅表现为构成电子的旋转磁场的宏观效应,磁力线的方向与磁场的旋转方向一致。由于电场的方向与磁场的方向总是一致的,正电荷产生的唯一原因在于电荷粒子磁场的旋转方向与电子相反。

至于质子,就是能量更大的光子通过同样的方式产生,如果夸克的存在不容置疑,则产生质子的过程包含夸克的生成。


如果以上的推论正确或者部分正确,那么宇宙的性质就仅仅取决于电场和磁场。磁场的总体能量效应为零,则磁场只是电场的载体,在物质的形成中主要决定物质的空间属性。能量的变化和运动的变化唯一的取决于电场携带的势能。

如果γ-光子能够形成的最小物质粒子只有电子,则电子的空间大小便直接成为质量的标准单位,其余物质质量的大小就是电子质量大小的相对值,由产生的光子能量大小决定的光子中的磁场的空间决定。磁场强度大小决定空间磁场的密度,同时决定粒子的质量。

换句话说,物质和质量的本质就是空间。宇宙中,携带电场势能的电场决定运动的速度,产生时间,而作为电场载体的磁场产生的则是空间。时空是电场和磁场在宇宙中的表现形式


对于正反物质,本质上来说,其实是高速粒子碰撞在能量和动量守恒基本规则支配下的人为现象,因为宇宙中完全的正碰是极少发生的,即使果真存在大爆炸也是如此,因为大爆炸的结果是能量粒子呈射线状离开爆炸中心。

在动量守恒和能量守恒的支配下,相同粒子发生完全正碰,必然产生可以从各个方面抵消的不同粒子,否则将违背能量守恒和动量守恒,以至于所谓正反物质湮灭产生光子则是再自然不过的事情。而且电子的产生,更多在于更容易在宇宙中发生的γ-光子与核场的作用,因为完全正碰即使对于无处不在的光子,也是极难发生的。

所以由于产生方式的限制,反物质即使在宇宙中能够产生出来,数量也是极小的。就算真的存在大爆炸,早期产生的不过是光子,也不会是正反物质。那种认为存在镜像和平行世界的理论,看起来更像是一些猜想。


所以我们认为,宇宙是光的宇宙,构成光子的电场和磁场,是宇宙中最本源的物质。因而对宇宙基本层面的解析,必须基于光子的表观属性,对电场和磁场进行更深入的认知。

光,是打开宇宙之门的唯一钥匙。

展开阅读全文

页面更新:2024-04-25

标签:磁力线   电场   夏花   电磁场   光子   导线   相互作用   正反   磁场   粒子   绚烂   能量   宇宙   物质   方向

1 2 3 4 5

上滑加载更多 ↓
推荐阅读:
友情链接:
更多:

本站资料均由网友自行发布提供,仅用于学习交流。如有版权问题,请与我联系,QQ:4156828  

© CopyRight 2020-2024 All Rights Reserved. Powered By 71396.com 闽ICP备11008920号-4
闽公网安备35020302034903号

Top