力的本質(zhì)研究論文

1、力的本質(zhì)研究論文宇宙物體幾乎沒有孤立存在，總是跟周圍物體不可分割地聯(lián)系在一起，并一起作整體運(yùn)動(dòng)。如地球表面物體處于四周能量交換平衡狀態(tài)，并跟著地球運(yùn)動(dòng)。地球表面物體間通常可以處于交換平衡靜止?fàn)顟B(tài)，要使某一物體移動(dòng)，就需要對(duì)其施力（即交換能量）或能量變換轉(zhuǎn)化。要使地面物體產(chǎn)生相對(duì)地面平動(dòng)，施以作用力或內(nèi)能等轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或平動(dòng)能，速度逐漸增大或作加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)所施作用力與摩擦力平衡或所消耗內(nèi)能足以抵消摩擦能量，而保持直線勻速平動(dòng)。實(shí)際上地面物體機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)也是如此，外加力矩或消耗內(nèi)能等轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)能量，所加的外力矩或內(nèi)能等足夠抵消內(nèi)能等消耗，就能維持轉(zhuǎn)動(dòng)。一旦作用力解除或停止提供內(nèi)能等，就會(huì)逐漸停

2、下來，并處于相對(duì)靜止平衡狀態(tài)。 一、機(jī)械交換作用 首先、牛頓力學(xué)第三定律的作用與反作用實(shí)際上是受力物體與施力物體間能量交換，是受力物體得到動(dòng)能，并以其它能量交換給施物體的表達(dá)式。這正是作用與反作用量值相等、方向相反、作用在不同物體上的本質(zhì)所在。其次、如果受力物體得到動(dòng)能，其動(dòng)能改變量對(duì)位移量之比定義為牛頓力。那么 F=dE/dl=dm/dl=dm/dt=dp/dt p=m為動(dòng)量。這是牛頓第二定律表達(dá)式。還可以擴(kuò)大為動(dòng)能改變量對(duì)角移比值定義為力矩。 M=dE/d=dm/d=dmr/d=dJ/dt=dN/dt N=J為角動(dòng)量J=mr為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,廣義的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J=kmr。第三、當(dāng)F等于零時(shí)，速度等

3、于零或常數(shù)，即保持靜止或勻速直線的慣性運(yùn)動(dòng)，為牛頓第一定律。M等零時(shí)，角速度等零或常數(shù)，即靜止或勻角速度或r為常數(shù)的螺旋運(yùn)動(dòng)。這里關(guān)鍵問題是能量交換必需有一方得到動(dòng)能，如果雙方交換能量而沒有任何一方獲得動(dòng)能又如何呢，它只是不產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)的相互作用或機(jī)械平衡狀態(tài)。 機(jī)械平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)如果能略去摩擦，那么其啟動(dòng)之后就能維持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即所謂慣性運(yùn)動(dòng)。如果在對(duì)稱物體轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一點(diǎn)上施一作用力矩，該轉(zhuǎn)動(dòng)物體就會(huì)產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)和章動(dòng)。如迴旋儀或陀螺在地面轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其重力可分解為軸上和垂直軸兩個(gè)分量，自旋速度與垂直軸分量同向側(cè)疊加具有彌漫趨勢(shì)，反向側(cè)疊加具有濃縮趨勢(shì)，使同向側(cè)趨向反向側(cè)而產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)。進(jìn)動(dòng)速度又與陀螺自

4、旋存在正反向，使正向側(cè)趨向反向側(cè)的章動(dòng)。但章動(dòng)向反向側(cè)同時(shí)重力垂直軸分量減少，進(jìn)動(dòng)和章動(dòng)相應(yīng)減少，等零時(shí)，重力要恢復(fù)原狀，繼續(xù)引起進(jìn)動(dòng)和章動(dòng)，直到這些運(yùn)動(dòng)能量全部消耗于摩擦能量上?？梢娮赞D(zhuǎn)、進(jìn)動(dòng)、章動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)或作用的不同方式。 運(yùn)動(dòng)的自旋體的核心速度與其自旋兩側(cè)速度疊加必存在同向側(cè)和反向側(cè)，同向側(cè)彌漫趨勢(shì)必趨向反向側(cè)濃縮趨勢(shì)，使運(yùn)動(dòng)自旋體沿圓周或圈線或弦運(yùn)動(dòng)，甚至環(huán)運(yùn)動(dòng)。這就是圈體或弦存在的根據(jù)，也是三旋運(yùn)動(dòng)存在的根源。牛頓力學(xué)實(shí)際上是宏觀機(jī)械力學(xué)，實(shí)際上是對(duì)宏觀物體或機(jī)械作“功”，即主要考察能量交換中可產(chǎn)生動(dòng)能差或受力物體方面運(yùn)動(dòng)的一門科學(xué)。力可以用動(dòng)能差或“功”對(duì)物體位移比值來定義的。力

5、矩可以用動(dòng)能差或“功”對(duì)角移的比值來定義的。功率即作功效率是動(dòng)能差或“功”對(duì)時(shí)間的比值來定義的。機(jī)械通常由重力、彈性力、熱膨脹力等作功，改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或動(dòng)能值。它受引力趨勢(shì)和外力作用原理支配。 能量交換方式不同所形成物體運(yùn)動(dòng)方式也不同，最基本的有原子核重粒子間強(qiáng)交換作用，輕粒子間弱交換作用，輕重粒子間電磁交換作用。原子、分子間交換電磁作用（甚至粒子存在小粒子交換作用，它是實(shí)物不同物態(tài)、化學(xué)、生命產(chǎn)生的根本），粒子和實(shí)物間交換作用，實(shí)物間交換作用，天體和實(shí)物間重力作用，天體間萬有引力作用等不同級(jí)別交換。牛頓力學(xué)研究最多的是實(shí)物體間與實(shí)物天體間交換作用，并引起受力物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化。這類實(shí)物體之間

6、作用主要是重力作用、摩擦作用、彈性（推、拉、壓、舉、碰撞等）作用，可以用牛頓力學(xué)描述。宏觀物體或機(jī)械是由大量不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的粒子組成的，通常情況處于交換平衡的相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，只有外加作用力下才發(fā)生平動(dòng)或外加力矩下轉(zhuǎn)動(dòng)。一旦處于直線平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，若能全部解除所有作用力，那么就能保持其直線平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，即所謂慣性，如牛頓力學(xué)描述。 作用力只是能量交換的兩方面中可以產(chǎn)生動(dòng)能改變量的一個(gè)方面。對(duì)于沒有產(chǎn)生動(dòng)能改變量的交換，不在牛頓力學(xué)范圍里討論。 實(shí)物體內(nèi)分子粒子間交換作用形式不同則構(gòu)成不同的物態(tài)，氣態(tài)的粒子實(shí)際上是獨(dú)立的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，但通常只受地面重力作用或容器作用而受到運(yùn)動(dòng)范圍限制，它跟容器壁交換

7、作用可以對(duì)其作功。液體內(nèi)分子或粒子通過（電磁）場質(zhì)交換而聯(lián)系成體的。固體內(nèi)分子或粒子通過更小殼?；蛄Ｗ咏粨Q聯(lián)結(jié)成體的。固體或液體可通過加熱或其它辦法氣化，并產(chǎn)生體積膨脹，推動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)。分子粒子和實(shí)物體交換作用，尤其固體或液體加熱氣化的體積膨脹（包括蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、噴氣機(jī)等）引起對(duì)物體作用或作功，構(gòu)成機(jī)械動(dòng)力，可以用熱力學(xué)能量轉(zhuǎn)化（變換）和趨勢(shì)描述。 二、場質(zhì)趨勢(shì)作用 實(shí)物體是以渦旋運(yùn)動(dòng)成形為基礎(chǔ)的，周圍存在引力場質(zhì)、磁場質(zhì)、電場質(zhì)等。若實(shí)物體兩側(cè)場質(zhì)重疊而出現(xiàn)不平衡或不對(duì)稱時(shí)，就會(huì)在場質(zhì)趨勻平衡趨勢(shì)中促使或推動(dòng)實(shí)物體移動(dòng)，即場質(zhì)趨勢(shì)的作用。如兩渦旋體濃縮質(zhì)量場質(zhì)相鄰一側(cè)反向重疊具有濃縮狀態(tài)，而

8、外側(cè)同向重疊具有彌漫狀態(tài)，彌漫狀態(tài)側(cè)有向濃縮狀態(tài)側(cè)趨勢(shì)，促使渦旋體向鄰側(cè)移動(dòng)靠近，即相吸。實(shí)物體不同側(cè)周圍電場質(zhì)或磁場質(zhì)重疊出現(xiàn)不平衡，也同樣在平衡趨勢(shì)中推動(dòng)實(shí)物體移動(dòng)，是另兩類場質(zhì)趨勢(shì)作用。 電是粒子（原子核、原子、分子等）破裂時(shí)產(chǎn)生的交換不平衡或加速場質(zhì)狀態(tài)的現(xiàn)象，帶電體運(yùn)動(dòng)可產(chǎn)生磁環(huán)或渦旋環(huán)場質(zhì)狀態(tài)的現(xiàn)象，這些帶電磁物體周圍或兩側(cè)場質(zhì)疊加出現(xiàn)不平衡，就會(huì)推動(dòng)此物體運(yùn)動(dòng)，即電磁能轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。反之機(jī)械交換作用于某些電磁體也會(huì)產(chǎn)生電流或電磁場質(zhì)。電磁應(yīng)用于電力和電訊兩大方面，電訊方面主要是通過導(dǎo)線或電磁波來傳遞信息，如聲音、文字、圖象、數(shù)碼等的弱電設(shè)備，主要是高頻信息的傳遞，將音頻重疊在高

9、頻信號(hào)上實(shí)現(xiàn)信息傳遞。電力方面主要通過機(jī)械能量轉(zhuǎn)化變換為電磁能，因?yàn)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)難以產(chǎn)生高頻，只能利用低頻高能在導(dǎo)線上傳輸，低頻可以減少輻射，高壓可以減少電流在導(dǎo)線上熱消耗。因此電力主要任務(wù)是能量傳輸和能量轉(zhuǎn)化變換，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械作功或遠(yuǎn)距離的能量或功的傳輸。 對(duì)于自旋與部分平動(dòng)周期性變換運(yùn)動(dòng)的光量子來說，其總能由周期變換能和直線平動(dòng)能組成的，并各占一半。如果光量子在運(yùn)動(dòng)途徑上遇到介質(zhì)表面作用時(shí)狀態(tài)將是如何？量子只有周期性變換運(yùn)動(dòng)和平動(dòng)運(yùn)動(dòng)，沒有固定自旋，因此只能直線平動(dòng)運(yùn)動(dòng)。量子束入射光滑介面(光密介質(zhì))，在入射的前半周內(nèi)（相當(dāng)于在地面的陀螺）若外側(cè)與速度同向則傾向于平行介面，停留到完全平行時(shí)才反射

10、，從而實(shí)現(xiàn)反射光的相位和方位調(diào)整。同時(shí)光滑介面對(duì)光量子只有垂直向上作用（與入射相反），而水平方向一樣，因此反射角等于入射角。入射的后半周若外側(cè)與中心速度反向則傾向于垂直介面，并停留到收縮成點(diǎn)狀折射到介質(zhì)中，也起到相位和方位調(diào)整作用。同時(shí)使量子先入射部分受到介面交換作用產(chǎn)生偏向介面垂線角度，使折射角度小于入射角度。量子多了一項(xiàng)與介質(zhì)的交換能，量子在介質(zhì)中速度變慢?？梢娭芷谛宰儞Q粒子與宏觀物體介面碰撞時(shí)，能量交換而維持量子總能量不變性，停留在介面交換時(shí)間與動(dòng)能改變量乘積成常數(shù)，起了相位和方位調(diào)整作用。 廣義力一文指出，一般作用力是能量交換作用，且可產(chǎn)生動(dòng)能改變量或?qū)ν庾鞴Ψ矫?。但交換方式多種多樣，

11、包含眾多的不引起動(dòng)能改變量的交換，如原子核重粒子間強(qiáng)交換作用，輕粒子間弱交換作用，重粒子與輕粒子間電磁交換。原子核破裂產(chǎn)生不穩(wěn)定粒子，在平衡對(duì)稱趨勢(shì)中衰變（甚至多次衰變）成較穩(wěn)定粒子或被原子所吸收。萬有引力、重力、電力、磁力等是平衡趨勢(shì)作用，分子間場質(zhì)交換作用、原子核與殼粒間電磁作用、重粒子間強(qiáng)作用、輕子間弱作用等是交換作用，屬于趨向平衡穩(wěn)定狀態(tài)的主動(dòng)力作用。前面所述摩擦作用力、彈性作用力（推、拉、壓、舉、碰撞）、熱膨脹作用力等屬于破壞平衡穩(wěn)定狀態(tài)的被動(dòng)力。但不管怎么樣，它們都要用能量變換、交換、遞傳來描述。 各種同場質(zhì)重疊所產(chǎn)生的平衡趨勢(shì)作用，如引力、磁性、電性、電磁性、強(qiáng)作用、弱作用等。實(shí)

12、際上天體、原子、原子核的渦旋濃縮趨勢(shì)是建交在前者基礎(chǔ)上進(jìn)步濃縮，因此后者質(zhì)量密度要比前者高得多。濃縮使同類的鄰近時(shí)，外側(cè)同向重疊趨向鄰側(cè)反向重疊的相當(dāng)于吸引力作用，如萬有引力、電磁作用、強(qiáng)作用（附帶弱作用）為不同層次、級(jí)別的濃縮重疊作用。對(duì)于運(yùn)動(dòng)渦旋體間濃縮趨勢(shì)跟其相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān)的，運(yùn)動(dòng)方向與趨勢(shì)垂直時(shí)，而處于螺線式運(yùn)動(dòng)，只有速度足夠大到一定程度，才能維持圓周運(yùn)動(dòng)。平衡趨勢(shì)使其又處于交換狀態(tài)，甚至交換平衡狀態(tài)，可見交換是建立在渦旋濃縮重疊作用基礎(chǔ)上平衡趨勢(shì)中形成的。渦旋體運(yùn)動(dòng)必存在自旋速度與中心速度的正反向，使其沿著圓周或環(huán)或弦或圈態(tài)等曲線運(yùn)動(dòng)。如果渦旋體曲線運(yùn)動(dòng)剛好是其與核心體濃縮重疊

13、趨勢(shì)等零，即交換平衡狀態(tài)時(shí)，則處于允許的穩(wěn)定軌道上運(yùn)動(dòng)，并構(gòu)成穩(wěn)定的元素原子運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)狀態(tài)，即受交換同步及整數(shù)倍原理支配。 三、微觀粒子作用 廣義力的交換同步及整數(shù)倍原理應(yīng)當(dāng)以相互作用的能量變換或交換來描述更為合理，而交換涉及交換頻率、強(qiáng)度、成分、速度和平衡程度等到情況。如果交換只是能量子，而且不只是電磁量子交換，是更廣泛意義的能量子，如介子是強(qiáng)作用交換的能量子。那么弱作用的應(yīng)該是比電磁量子更弱小的能量子，如中微子或微子之類粒子交換。但由于至今尚未有觀察中性粒子有效工具，目前很難證實(shí)。不過從粒子渦旋形成的，通常具有磁性觀念出發(fā)，相信不久將來定會(huì)找到磁感應(yīng)材料或磁敏材料來觀察中性粒子行跡。這類設(shè)備

14、發(fā)明將跟現(xiàn)代加速器相比美。但不管怎么樣，交換能量子描述廣義力可能是較佳方案。 微觀粒子與宏觀物體不同完全在于其運(yùn)動(dòng)周期性變換和周期性交換作用，不是牛頓力學(xué)的宏觀物體靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)。因?yàn)楹暧^物體是大量不規(guī)則粒子運(yùn)動(dòng)的重疊，根本體現(xiàn)不了周期性運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。交換本身雖然存在交換頻率、相位、方位、強(qiáng)度、純度（單純程度）等問題，而宏觀交換是由大量粒子間交換組成的，其頻率、相位、方位、強(qiáng)度各式各樣的復(fù)雜結(jié)合，根本體現(xiàn)不出周期性交換頻率、相位、方位、波動(dòng)強(qiáng)度的特性。如質(zhì)能再論一文所指出的交換能是總能減去平動(dòng)能與周期變換能來描述更為妥當(dāng) E=h=mc-h/2-m/2=mc(1-/c) 質(zhì)量愈大或速度愈小，交換

15、能或交換頻率愈大愈雜，宏觀物體失去周期變換與交換屬性。 微觀粒子情況則完全不同，除了平動(dòng)和自旋外，具有明顯的周期性變換運(yùn)動(dòng)和周期性交換作用。但又不同于量子只有平動(dòng)和周期性變換運(yùn)動(dòng)，它比量子至少又多了自旋運(yùn)動(dòng)和交換作用，而且不同類型的粒子具有不同方式的運(yùn)動(dòng)與交換。E包含能量差或交換頻率差或質(zhì)量乘以速度平方差，那么粒子愈輕，即質(zhì)量愈小，交換強(qiáng)度愈弱，正如強(qiáng)（交換）作用、電磁（交換）作用、弱（交換）作用間的關(guān)系。強(qiáng)作用產(chǎn)生于重粒子之間交換，質(zhì)量大交換作用強(qiáng)。弱作用產(chǎn)生于輕粒子之間交換，質(zhì)量小交換作用弱。電磁作用產(chǎn)生于重輕粒子之間交換作用，質(zhì)量介于兩者之間。這樣可將三種作用。甚至萬有引力等統(tǒng)一于以濃縮為主的交換觀念之中，強(qiáng)作用強(qiáng)度設(shè)為1，電磁作用則為1/137，弱作用則為10&sup-14。 形成上述強(qiáng)、弱、電磁三類作用統(tǒng)一表達(dá)式。強(qiáng)度比值是由強(qiáng)作用公式2f/hc1和弱作用公式2g/hc，以及電磁作用公式ce/2h=1/137等計(jì)算得到的，f、g荷實(shí)際上是強(qiáng)、弱交換場質(zhì)總量，稱為強(qiáng)、弱交換荷，相當(dāng)于電荷是電場質(zhì)總量類似，可以用交換場散度描述。電磁交換是重輕粒子間