探索惯性和引力等基础物理概念的本质属性空间统一场论

　　探索惯性和引力等基础物理概念的本质属性
　　---- 空间统一场论
　　摘要： 本文论证了空间是一个具有巨大压力的虚粒子极流体，并从空间的角度对基础物理概念的本质属性、物质的物理属性来源和基本物理现象的发生原理进行统一的解释。揭示了惯性的本质是空间中巨大的虚粒子压在物体上达到平衡时的表现，惯性力实质上是因物体加速度造成虚粒子压传导的时间差值；引力的本质是宇宙空间的虚粒子压在传导过程中，受到物体中原子核一定程度的阻挡，而在物体之间产生的压力差；电磁力的本质是由于虚粒子的定向流动，导致物体之间虚粒子密度大于或小于物体外围的虚粒子密度，而在物体之间产生的压力差；强核力的本质是空间虚粒子压对原子核的压束力；弱核力的本质是密封在原子核内部的虚粒子形成的原子核内部张力。
　　关键词： 空间 惯性 引力 电磁力 核强力 核弱力
　　1.前言
　　面对未知客观世界及其产生的各种物理现象，物理学界尝试了各种理论模型进行解释，这些理论模型假设众多奇异的物质（基本粒子），并授予这些物质一些独特的物理属性，但这些理论模型仍只能解释某种或某一类物理现象，且在基本逻辑上无法统一、互不相容，也无法解释不同物质（基本粒子）具有不同属性的产生原因。究其原因，是这些理论模型认为物质所显现的不同物理属性是产生于物质本身，而忽视了空间的作用，本文尝试从空间的角度对基础物理概念的本质属性、物质的物理属性来源和基本物理现象的发生原理进行统一的解释。
　　2.空间统一场论
　　2.1.空间是个统一场
　　已知物质所占宇宙空间比例极其微小，不到亿兆分之一，物质本身是由原子组成的，而原子核所占空间只是原子大小的千亿分之一左右，因此，空间是客观存在的宇宙的绝对主体，对宇宙的运行起着主导作用，对空间本质属性的正确认识才是解开宇宙谜底的唯一钥匙。
　　＂空间是物质的广延＂＂真空不空＂＂不存在超距离作用的力＂等观点已在理论界形成了一定的共识，但对空间的认识仍局限于一些表面化解释的场论上，如：解释电磁波现象的电磁场，认为电磁波是由电磁场激发出的虚光子来传递的；经典理论认为宇宙空间中存在无所不在的以太，用来解释光的传播现象；解释引力现象的引力场，认为是物体是通过空间中无所不在的引力子来传递引力的；广义相对论认为是引力是物体质量产生空间弯曲的效应，空间必须是一种客观存在的特殊物质，否则空间弯曲就失去物理意义；粒子标准模型认为存在希格斯场，通过希格斯子授予基本粒子质量；弦理论通过假设空间中充满特定功能的弦，用来统一解释四项基本相互作用力；量子理论认为空间存在真空零点能，存在疯狂的虚粒子起伏，来解释各种量子现象；主流理论界为维护现有引力理论的正确性，认为宇宙空间中存在大量暗物质，以解释星系运行现象；宇宙标准模型，认为宇宙空间中存在暗能量推动宇宙膨胀；任意子、声子……等等。
　　事实上，我们只有一个宇宙空间，不可能同时容纳众多形态各异的场物质。电磁波、电压、引力、引力波、电场、磁场等传播速度都等于光速，这一实事告诉我们：它们一定是宇宙中普遍存在的同一种物质的同一物理属性的反映，即是这种充满宇宙空间的特殊物质的压力（或振动）的传播速度。为避免在已有物理理论中选边站，本文将这种充满宇宙空间的特殊物质称为＂虚粒子＂（一个相对中性的名称），宇宙空间也等同虚粒子空间，本文从虚粒子空间的角度，给惯性、引力等基础物理概念的本质属性、物质的来源属性和各种基本物理现象发生原理一个统一的解释，可称之为空间统一场论。
　　2.2.空间的主要物理属性
　　2.2.1.宇宙空间存在巨大的虚粒子压
　　充满宇宙空间的虚粒子具有可压缩性和可伸展性，宇宙空间存在巨大的虚粒子压（或称空间压），虚粒子压或虚粒子压的压力差的传导速度为光速，电磁波、电压、引力、电磁场等传播速度能够以光速传递，因为空间中存在巨大的虚粒子压。虚粒子压的实质是弹性虚粒子之间的斥力，虚粒子压越大，虚粒子被压缩得越小，空间的虚粒子密度越大，在虚粒子压越高的空间里，电磁波的传播速度（光速）越快。电磁波是空间虚粒子的振动波，因为空间存在巨大虚粒子压力，才使电磁波的振动表现为振动方向与传播方向垂直的横振动。
　　宇宙中的物质并没有因引力而聚集成一团，那么物质之间必然存着斥力与引力的抗衡，这也说明空间压必然存在，如地球大气层内存在大气压是同一个道理。如果暗能量的假设是正确的，存在暗能量推动宇宙膨胀和运动，那么星系之间必然存在巨大的斥力，也就是必然存在巨大的空间压。
　　物体的惯性是宇宙空间存在巨大空间压的直接证据，惯性不是物体的固有属性，物体惯性的本质是虚粒子压以光速传递时，在静止或匀速运动的物体上实现完全平衡的现象，要打破施加在静止或匀速运动的物体上空间压的平衡，必须施加外力使物体产生加速度，建立一种新的力的平衡。
　　2.2.2.虚粒子空间是个极流体
　　物体的惯性、质量以及四项基本作用力都是空间虚粒子压对物体作用的反映（其原理将在下文中详细论述），但虚粒子之间没有引力、电磁力、强力、弱力，只有巨大的压力在虚粒子之间以光速传递，虚粒子之间不存在所谓质量、惯性、摩擦力，和人们对已知物质的感知不同，虚粒子空间是一种具有极端流动性和巨大压力的流体，虚粒子对低速物体没有任何阻力，让人感受不到它的存在，这就是宇宙的秘密所在。
　　由于虚粒子空间是一个存在巨大压力的极流体，空间虚粒子之间有很强的互斥力并对压力变化异常敏感，振动和漩涡是虚粒子运动的最基本运动形式。电磁波是空间虚粒子以光速传递的振动波，电子是电磁波撞击原子核而形成的虚粒子的平面驻波（漩涡的一种），电子与电子相碰撞，也就是虚粒子的平面驻波相碰撞，会转变虚粒子的振动波即电磁波（光），这就是光电转换的原理。
　　电子是虚粒子的平面驻波，原子核的旋转形成虚粒子的柱状波，所谓电荷数就是这种微观虚粒子漩涡的表征量化数，正负电荷也就是这种虚粒子漩涡的旋转方向不同（左旋或右旋）。从这个角度上，微观上的大多数悬而未决的问题都得到可以得到解答，如：电子是右旋的虚粒子平面驻波，正电子是左旋的虚粒子平面驻波，正、负电子相遇而湮灭产生一个光子的现象，实质上是两个旋转方向相反的虚粒子的平面驻波相撞而转变成为一个虚粒子的振动波（电磁波）的现象。由此可推，所谓反物质给人们带来的奇异性，可以得已消除。
　　虚粒子在空间压力差的作用下，以一定速度是从密度高（压强大）空间流向密度低（压强小）的空间。任意两个及以上物体因引力而产生的相互缠绕运动（围绕共同质心的旋转），都将产一个以上的虚粒子漩涡。物体相互缠绕运动的同时，物体之间因引力导致物体之间虚粒子密度较周围虚粒子密度较低，并随着物体的旋转，促使虚粒子在物体运动空间内流动，形成虚粒子漩涡。这种虚粒子漩涡现象在天体之间，表征是非常明显的，宇宙中绝大多数星系都呈螺旋状运动就是虚粒子漩涡的表现。主流引力理论认为的星系中心存在黑洞的表征，其实不过是一种大型虚粒子漩涡的中心罢了。
　　3.惯性的本质属性
　　我们将物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,称为惯性。现有理论无法解释物体具惯性的原因和形成机理，只能简单地将惯性定义为物体的一种固有属性，并将质量作为物体惯性大小的量度。这种定义是很多物理理论成立的主要前提条件之一。
　　下面从空间的角度揭示了惯性形成机理和本质原因，物体的惯性本质上是空间中巨大虚粒子压在物体上达到平衡时的表现。当物体在静止或匀速运动时，空间中以光速传导的虚粒子压对物体各个方向的作用力都是平衡的，物体保持原有的运动状态。但要改变物体的运动状态，让物体产生加速度，就需要施加外力，因为虚粒子压的传导速度是光速，但不是瞬时的，物体的加速度越大，虚粒子压传导的时间差越大（△t=加速度a/光速c）,施加外力是为了填补虚粒子压传导的时间差值，建立一种新的力的平衡，这个外力的大小实际上是虚粒子压传导所需的时间差值。
　　我们可以对一个静止或匀速运动的物体施加一个外力，使物体产生加速度的现象进行力学分析，在物体静止或低速状态，因为空间是种超流体，在物体加速度相同方向的虚粒子压没有变化，但会在物体加速度相反方向产生虚粒子压传导的时间差值，外力的加入只是建立了一种新的平衡，力的平衡公式为：
　　f虚粒子压－f虚粒子压×（a/c）＋f外＝f虚粒子压
　　可简化为：f外＝f虚粒子压×（a/c）或f虚粒子压＝f外×（c /a）
　　我们将质量为1千克的物体获得每秒1米加速度需1牛外力的已知条件代入公式，光速取300000000米/秒，可得出，对质量1千克的物体的任一方向的虚粒子压为300000000牛。引力也是虚粒子压在传导过程中，在物体之间产生的压力差，也就是说，质量为1千克的物体在任何天体上的所受到引力最大值为300000000牛，并没有相对论所推导的＂连光都发不出去＂黑洞的存在。
　　4.引力的本质属性
　　由于宇宙空间存在巨大的空间虚粒子压，虚粒子压的传导速度为光速，虚粒子压在传递过程中经过物体时，被物体一定程度的阻挡，就会在物体之间产生压力差，物体在虚粒子压力差的推动下产生聚集效应，就是引力现象，引力的实质是宇宙空间的虚粒子压在传导过程中，受到物体中原子核一定程度的阻挡，而在物体之间产生的压力差。
　　宇宙空间中的物体一般是由原子组成，而原子中只有原子核是致密的，虚粒子不能直接穿过，由于原子核对空间压的传递速度较虚粒子传递的慢，原子核能够阻挡一部分虚粒子压的传导，但原子核的体积只占原子体积的几千亿分之一，原子其它部分空间都同样分布着虚粒子，虚粒子压的绝大部分压力是可以通过原子中虚粒子透过物体进行传导的，这是＂引力＂相对弱小的主要原因。卡西米尔效应是＂引力是物体在外部空间压力差的推动下产生聚集效应＂很好的例证。
　　物体之间引力的大小也表现在物体之间虚粒子密度的变化上，物体之间引力越大，物体之间虚粒子密度越小，只是这种因引力而产生虚粒子密度的变化是非常小的，很难被观测到，只有在大质量天体附近虚粒子密度因引力变化的现象较明显。所谓＂引力红移＂是因天体的引力使其附近的虚粒子密度降低导致光的波长增加的现象；光线经过大质量天体附近出现偏折现象，包括引力透镜现象，也是因大质量天体附近空间虚粒子密度的变化，而引起光的折射现象。
　　5.惯性质量和引力质量等效的机理
　　引力质量与惯性质量相等被称为等效原理，是广义相对论成立的基础。广义相对论没有理解引力质量和惯性质量相等的本质原因，只注意到引力质量和惯性质量相等的表象，将引力设想为一种时空效应，认为物体的质量能够使空间产生的弯曲，引力是物体质量造成空间弯曲的一种几何效应，物体在这个弯曲空间中做惯性运动（测地线运动）。
　　物体的惯性和引力产生本质原因是相同的，惯性的本质上是空间中巨大虚粒子压在物体上达到平衡时的表现，惯性力实质上是因物体加速度造成虚粒子压传导的时间差值，引力本质上是虚粒子压传递时在物体之间产生的压力差值，因此引力质量和惯性质量都是通过计算空间虚粒子压对物体作用的压力差值，作为对物体质量的一种计量值。在相同的空间内，同一物体的引力质量和惯性质量必然是相同的。质量使空间弯曲、物体的测地线运动是没有任何依据的，但＂物体质量使其附近空间的虚粒子密度产生变化（密度变小）＂是正确的，＂质量使空间弯曲＂说法亦或是这种含义的另类表达！
　　6.四项基本相互作用力的统一
　　现行物理理论将作用在已知物体上的力,按照人们的直观感受分类为引力、电磁力、核强力、核弱力四种基本相互作用力，并认为这些力是物体本身的自有属性，事实上，这四种基本力都是宇宙空间中巨大的虚粒子压对物体作用的体现，电磁力、核强力、核弱力和引力一样，本质上都是虚粒子与物体相互作用而形成的空间虚粒子压力差，下面从空间的角度，对电磁力、核强力、核弱力形成原理分别进行解释。
　　6.1.电磁力的本质属性
　　电磁力的本质就是由于虚粒子的定向流动（或虚粒子蜗流），导致物体之间虚粒子密度大于或小于物体外围的虚粒子密度，而在物体之间产生虚粒子的压力差，对外表现为物体之间的斥力或吸力。
　　虚粒子具有极强的流动性，在压力差的作用下，以一定速度是从密度高（压强大）空间流向密度低（压强小）的空间，形成虚粒子流，虚粒子的定向流动产生磁场效应，参与定向流动虚粒子的多少与流动速度决定了磁场强度。
　　以磁铁为例说明，磁化后磁铁内部的大部分电子的排列在方向上保持一致，形成相向的虚粒子蜗流群,将大量虚粒子推向极化方向，这样使磁铁极化一端的外部附近空间的虚粒子密度增加、压强增加，同时，磁铁极化另一端的外部附近空间的虚粒子密度减少、压强降低，由于磁铁两端外部的虚粒子空间存在压强差，又使虚粒子从磁铁外部由密度高的一端向密度低的一端流动，形成一个发散状的虚粒子蜗流，从剖面上看是一层层散发又闭合的虚粒子的运动曲线，这个运动曲线和我们已知的磁力线形状是完全一致的，这样一个磁铁的磁场就产生了。以上磁场形成原理也回答了＂为什么磁单极不存在＂的问题，因为任何一个磁体的独立磁场都是这种空间虚粒子流的循环流动。
　　任意一个磁体都可以独立形成这种空间虚粒子流循环流动的磁场，当两个磁体的相同极靠近时，会导致两磁体之间的虚粒子密度增加，磁体之间压力增大，出现磁体之间的相互排斥现象；当两个磁体的异极靠近时，会导致两磁体之间的虚粒子密度减小，磁体之间压力降低，出现磁体之间的相互吸引现象；这就是磁体同极相斥、异极相吸的原理。
　　任意一个磁体也可与其它多个磁体联合形成一个空间虚粒子循环流动的磁场。在一个稳定的联合磁场中，任何一个磁体的位置的变化都可能导致磁体之间的虚粒子密度的变化，产生相互的吸力或斥力，这就是我们所说的电磁力。
　　以原子为例，电子是一个小磁体（虚粒子的平面驻波），原子核也是一个小磁体（形成虚粒子的柱状波），由于它们的旋转方向相反，很容易组成一个原子核和若干电子的联合磁场。原子的联合磁场与其它原子的联合磁场靠近时，也可以进一步组成更大的联合磁场，也就是分子的磁场。由于每一种原子联合磁场的极化方向和极化数量都有很大不同，不同元素的原子会形成不同性能联合磁场，不同联合磁场的极化方向、极化数量和电磁力大小决定了不同元素原子的物理和化学属性。
　　6.2.强核力的本质属性
　　从空间虚粒子的角度，理解强核力是非常简单的，由于质子和中子是一种致密体，原子核中的质子（中子）之间的连接处没有空隙、不存在虚粒子，宇宙空间巨大的虚粒子压将原子核中的质子（中子）压束在一起了。因此，强核力的本质就是空间虚粒子压对原子核的作用力（压束力）。 原子的强核力的大小取决于原子核中质子（中子）之间的无空隙连接面的大小。强核力对外表现为短程力，一旦原子核中的质子（中子）之间出现了空隙，虚粒子能够进入，这部分强核力就会消失。
　　6.3.弱核力的本质属性
　　有些原子发生核聚变时，将少量虚粒子包裹在原子核内部的质子和中子之间，这部分在原子核内部的虚粒子密度有可能大于外部空间的虚粒子密度，从而形成原子核内部应力（张力），当外部空间虚粒子压对原子核的压束力大于内部张力时，也就是强核力大于弱核力时，原子保持稳定；当因碰撞、振动等因素，使原子核出现空隙增加或出现裂缝，外部空间的虚粒子压对原子核的压束力下降，导致强核力小于弱核力时，原子核发生裂变，并释放出虚粒子。因此，弱核力的本质是密封在原子核内部的虚粒子形成的原子核内部张力。
　　7.结束语
　　每一个物理理论都是从不同角度、不同层面对客观存在的同一个宇宙的描述。科学进步的原动力是怀疑和批判，当主流权威理论不能自洽地解释宇宙一些基本问题并相互矛盾时，这需要敢于质疑权威的勇气、创造性的思维和开放包容的心态，不让权威理论给科学探索划禁区。空间统一场论以全新视角，给目前许多悬而未决物理基本问题一个统一解释，挑战了一些权威理论的观点，希望在对宇宙的正确理解上，能给广大物理学爱好者一些的启发和帮助。
　　参考文献：李春生,一只大象--体系与体系的对话，中国言实出版社，2019：1-16。牛顿,自然哲学之数学原理，北京大学出版社，2006，1-18。宋景岩，论现代物理基础理论的缺陷和以太模型的重塑——大统一理论的创建，科技与创新，2019年第22期，14-19。宋景岩，自然法则的哲学原理——以太模型大统一理论续论，科技与创新，2020年第6期，10-15。
　　Space unified field theory
　　---- Exploring the essential properties of basic physical concepts such as inertia and gravitation
　　Author 1: Song Jingyan, researcher, Shanghai Aerospace Technology Research Institute, Shanghai, 201109, Email:13916011727@163.com Tel: 13916011727
　　Author 2: Song Qijun, Shanghai wenlai middle school, Shanghai, 201109,Email:13916011727@139.com Tel: 18217545851
　　Abstract: This paper demonstrates that space is a virtual particle polar fluid with great pressure, and gives a unified explanation of the essential properties of basic physical concepts, the origin of physical properties of matter and the occurrence principle of basic physical phenomena from the perspective of space. It is revealed that the essence of inertia is the performance of the huge virtual particle pressure in space when it reaches equilibrium on the object. The essence of inertia force is the time difference of virtual particle pressure conduction caused by the acceleration of the object; the essence of gravity is the pressure difference between objects caused by the atomic nucleus of the object in the conduction process of the virtual particle pressure; the essence of electromagnetic force The essence of the strong nuclear force is that the virtual particle pressure in space exerts a beam force on the nucleus; the essence of the weak nuclear force is the internal tension of the atomic nucleus formed by the virtual particles sealed in the nucleus.
　　Key words: space inertial gravity electromagnetic force nuclear strong nuclear weak force