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日志

物质惯性与惯性质量―― 与网友讨论

已有 371 次阅读2009-8-17 18:06 |个人分类:现代物理理论探索|

                          作者     苟文俭

在与网友讨论中,对什么是物质惯性、什么是惯性质量有不同的见解,对此在《粒子及其质量计算》一书表述的IV模型中,作者通过对粒子物质构成的客体化理解,也直接得到了这两个问题的具体答案,特别做如下简要介绍以供网友指正。

(一)粒子物质

对粒子物质的认识,该书在第二章和第四章的相关论述中给出的要点如下:

1、组成物质世界的基元V、都是由真空元素V0存在破缺后转变形成的,它由原始物质要素a与广延性的原始空间要素s组成。由V组成的粒子V集团用“Sp”表示。粒子可测量物质,就是由众多V0中的a转移后、在Sp中的聚集。

2Sp中心的V用“Vc”表示,它有与V0相同的n0个各向同性的结构自由度,称是i自由度。

3as作用就可以产生出以V的规则可动性为标志的联系行为,也记为i行为,它在真空介质中的传播,就构成了我们常说的粒子在真空激发的物理场。

3、在Sp中,构成可测量的物质a、有如下两种可能的存在情形(p136):

1)粒子Sn中聚积的a、只在Vcn0i自由度存在,对此就记成是ai。由于ai仍具有转移中的纵向可动性,而且是各向同性,必然会构成粒子静止,因此这也就是形成粒子静止质量的物质。即Sp中聚集的ai也也就是粒子的静止质量物质

2)粒子Sp中聚积的a、只在Vc的某一个区域存在,不进入i自由度,对此就用不同的符号“act”表示。由于act转移到达Vc的纵向可动性只冲击某一个方向,使Vc的一些i自由度改变各向同性指向而方向相同,也必然会构成粒子在这个方向位置的整体移动,使粒子产生了运动,形成了产生粒子运动的物质。即Sp中聚集的act也就是产生粒子运动的物质

(二)静止质量物质惯性及其验证

    在粒子存在中,Sp中聚积的ai将产生如下两个可观测结果(p143144页):

1、每一个ai将会产生出一个基本的i行为,它在真空介质中的传播,只能以i自由度为单位,其强弱将唯一决定于粒子静止质量物质ai的多少,因此这实际也就是物理学描述的引力场。即粒子的引力物质,也就是Sn聚积ai

2、由于粒子的ai都是在Vcn0i自由度有纵向可动性,由于n0i自由度是各向同性存在,这样又形成这样两个存在结果:(1)使Vc在粒子相互碰撞中很难被压缩,构成了粒子内部的硬核,因此,若用高能粒子对靶粒子做深度碰撞,就可以观测到入射粒子大角度偏转、甚至被反弹的现象。(2)粒子Vcn0i自由度都有ai的纵向可动性,这就规定了每一个i自由度方向是确定的,因此当act作用使粒子开始运动时,由于要使Vc的一些i自由度指向要相同,就必然会遇到ai纵向可动性的阻碍;而且ai数越多,这种阻碍就越强。表现粒子这种存在内容的可判定事件是:粒子做纵向可动性的ai数越多,静止质量越大,它开始运动也就越困难。显然,这也就是力学中的粒子惯性。由此可见,物质惯性形成于ai在粒子Vci自由度有确定指向的纵向可动性;粒子惯性物质也是Sn聚积ai

在粒子开始运动时,因为act构成了Vc的一些i自由度指向发生了变化,它们不会对Vci自由度指向发生的变化形成阻碍,自然也就不是惯性物质。即粒子Sp聚积act产生了粒子运动,并非是惯性物质。

上述分析表明:(1)物质惯性就来自静止质量物质在粒子中的特殊存在,构成于物质存在自身,决非如马赫原理所述是来自宇宙间物质的相互作用;(2)同一粒子的惯性质量与引力质量,由于都是对相同数量的ai测量,其取值绝对相等。

如该书第六章第十二节所述,实验已证实了粒子内部都有硬核的事实。夸克模型认为夸克分布在100fm(费米)的范围内,而根据该书第七章第九节的计算,粒子Vc就深藏于10-2fm的范围。因此理论家们认为夸克内部的硬中心,实际也就粒子Sp深处的硬核Vc

IV模型中,夸克不是刚性物质颗粒,而是由粒子的一些静止质量物质ai形成的、可以构成粒子存在内容的一个主体单位。

(三)关于惯性质量与引力质量的取值问题

对惯性质量与引力质量的取值关系,IV模型有如下的认识要点。

1、只有静止质量物质ai才有可能构成粒子惯性,因此只有Sp中聚集的ai才是粒子惯性物质,即惯性物质即是静止质量物质。对产生粒子运动的act不构成粒子惯性,就不是惯性物质。这是在V构成粒子中、V自身客体化存在的必然结果,而不是理论中数学表述的分析结果,或是某种猜测与想像。

2IV模型中得到的惯性物质、与用牛顿第二定律定义的惯性物质是一致的。

3、在粒子运动时,其质量由aiact共同构成,由该书第十章第十一节的论述,其取值与狭义相对论动质量的计算公式相同。对运动粒子做加速运动,也包括丁对act的加速。因此,牛顿第二定律由于只考虑了静止质量物质ai,它并不适用于运动粒子加速的计算。

3、根据该书第七章第十五节引力场屏蔽的分析得到的结论是:对近地空间的所有客体,不论是微观的还是宏观的,惯性质量与引力质量均相等;象太阳这样的大质量天体,也仍可以认为引力质量与惯性质量相等,但在宇宙学范围内,引力质量与惯性质量决不相等,广义相对论不再适用p277

4、当每一个a都以act的存在方式在真空介质中持续转移时,这就形成了我们常说的光子p138),由于act转移是通过Vi自由度实现的,也会与ai一样在i自由度生成引力场的i行为;属于引力物质,但不会支持n0i自由度的各向同性指向,不是惯性物质。即光子以转移方式存在的act,只是引力物质而不是惯性物质;光子物质只有引力质量,而没有惯性质量(p144p466)。

总结上述结论,在IV模型中:物质惯性满足经典力学的惯性定义,其取值大小可以用牛顿第二定律得出;但对运动客体的速度变化,牛顿第二定律并不适用;光子只有引力质量而没有惯性质量,惯性质量与引力质量相等不象爱因斯坦所述是绝对的,而是有条件的。

上述在IV模型中得到的认识结论是粒子客体化组成自身的存在结果,它既不满足物理学中某种形式化的数学变换,也不是没有被描述客体化存在依据,而是来自纯粹思维逻辑的某种类比或语言启发。

【附注】:本文中的该书,是指作者的新著《粒子及其质量计算》,相关句子后面括号内的p加数字,如(p136),指的是该处所论述的内容出自该书的第136页。欢迎对本文内容感兴趣的朋友批评指正。

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