量子空间论关于物质结构的假说.doc

量子空间论关于物质结构的假说 ――空间量子化系列论文之九 摘要：前八篇文章中，我们以量子化弹性空间为背景，分析了引力、电磁力的起源与特征，讨论了质量、能量、电荷、磁荷这些基本物理概念在量子空间下的意义。揭示了场乃量子空间的局部形变，论证了引力、电磁力为空间弹性形变回复作用的不同表现形式。但是关于更基本的物理课题－－物质结构理论，却不能给出同等力度的分析。尽管如此，我们认为量子空间论在揭示物质结构和核力的特征上还是有作为的。下面我们以前文中的主要结论为依据，在物质的统一性和物质结构的对称性原则下，对物质结构和核力的特征作定性分析。 量子空间论认为，元空间－－空子是宇宙太初物质大爆炸、大喷发的产物，电子极有可能是实体物质结构中唯一的基本粒子，轻子为电子的不同能级状态，强子由电子的不同组合形态构成。正反粒子乃自旋与运动状态互反的粒子。归根结底，空子乃宇宙万物唯一的、基本的组元。物质与空间具有同一性。 关键词：空子、量子空间、电子的陀螺模型、轻子自旋角动量量子化、强子的轻子结构模型、正反粒子的轻子结构模型、核力的特征。 一．物质结构的假说 宇宙中物质的结构同宇宙的创始密切相关，量子空间论支持伽莫夫（G.Gamow）宇宙起源于太初物质大爆炸的学说。在讨论宇宙膨胀的动因时我们指出实体例子质量失灭，释放空量子，是宇宙膨胀的动因。并给出了物质与空间原本同一的论断。 关于实体物质，我们知道它们由分子构成，分子由原子构成，原子由原子核和核外运动电子构成。原子核由质子、中子构成。现代物理实验证实，象质子、中子曾一度被认为是基本粒子的粒子，仍有其内部结构。上世纪六十年代盖尔曼（M. Gell Mann）和奈曼（Y. Neeman）提出了强子结构的“夸克”模型。盖尔曼的理论在解释粒子的质谱、电性等方面取得了一定的成功。但是实验从未观察到荷分数电荷的粒子，从未观察到孤立夸克的径迹，使这一理论又面临严竣考验。下面我们关于实体物质结构的假说，固然显得粗糙，但在定性分析上乃有一定意义。 1．元空间－空量子 我们指出宇宙空间由元空间一空量子构成。呈颗粒状的、不可计数的空子由宇宙太初物质大爆炸所喷发的弦状物质蜷曲生成，或者说宇宙空间处处“弥漫”着颗粒状的呈点阵结构空子。必须强调指出，我们所知晓的物理概念，如质量、能量、作用量、电磁量等，是量子空间这一背景下的物理概念。 将呈颗粒状的空子想象为一标准球体，其一是依对称性原则，球体状是自然界最美的结构状态，大到恒星、行星，小到质子、电子、均选择这种美的结构状态。其二是量子空间论本身的需要，这是因为将空子视为球体状，并赋予它具有弹性形变回复能力后，自然定律便能在这一背景下“自然”地导出。至于这个球体如何，由一根或若干根弦线交织而成，在我们现在分析的层次上并不特别重要，只假定空子通过某种方式联结在一起，量子空间具有弹性形变回复能力。 空子不是一个点粒子，有一定的几何体积，按照质量为表征粒子对量子空间排开作用强度的物理量的理解，空子有固有的静止质量。尽管就量子空间而言，空子为其结构的一员，对邻域空间并无类似于实体粒子那样的排开作用，但因其占有一定的几何体积，倘若空间失去了某一确定的空子，邻域空间就要占有这一确定的空位。即空子同样具有联结、排开邻域量子空间的作用，因此，我们说空子有静止质量。 空子表征自身质量的范围，称之为空量子场。相邻空子紧密结合在一起，这种紧密的结合乃是作为空子整体的量子空间赋予的。但空子间的联结方式，尚需进一步探索。现在我们所能给出的是空子的大小、质量、弹性形变常数、及量子空间质密度。空子的直径 空子的静止质量（光子的静止质量） 空间弹性形变常数 量子空间质密度 实验预示在邻域，空间呈非连续性结构特征。量子空间论并不排斥对小于尺度空间结构的探索。 2．电子 电子是实体物质结构中最早被认识的基本粒子，下面关于强子结构的分析表明，电子连同它的反粒子——正电子极有可能是实体物质中唯一的基本粒子。 运动和自旋是电子的固有属性，量子空间论认为，电子的线状运动与自旋这两类不同形式的运动是密不可分的、互为条件的。电子由参与自旋的空子结成，同样是宇宙大爆炸的特定产物。因为自旋，参与自旋的空子向旋心收缩，并同量子空间割裂开来，形成一自旋角动量为常数、能游离于量子空间的球体，该球体即电子。 电子自旋对邻域空间有旋切作用，激发一旋张场。将这种有别于排开作用的旋切作用定义为电性，从而电子荷有电荷。并把角动量为常数特征的旋切作用定义为一个单位电荷。电子有自旋矩，与自旋动量反向，由此推知，电子自旋于自旋轴线两端有不同的空间效应，说明电子自旋与经典意义下自旋有明显区别。 什么原因使电子能够在量子空间永久保持其自旋特性呢，或者说电子永久自旋的机制在哪里，为此考察一类似钟表发条的实验。如果将发条拧得很紧，迅速放开，这个装置将