物理科学探疑——每周一文    第一期   2001年11月23日

物质间作用的基本规律——“平方反比定律”

志勰

[简介]在物理学中,需要建立一个新的定律,平方反比定律。两个物质点之间的作用强度同它们之间距离的平方成反比。

一、平方反比定律

    关于平方反比定律，目前还没有正式的名词来命名。我建议采用“平方反比定律”。其内容是，两个物质点之间的作用强度同它们之间距离的平方成反比。主要适用的范围如下：

  1、物质对外界的作用可以当作一个点源处理。

  2、物质对外界的作用在空间的延伸过程中可以当作各向同性。

  3、物质对外界的作用在延伸过程中其总量没有损耗

  对于传统意义上的三维空间（长、宽、高）中的点源对外界的作用都可以采用平方反比定律来确定其作用的数量关系。它是物质本身对外作用属性的一种共性。它不但包括电、磁、万有引力的在空间分布的作用规律，也包括所有物质间的作用，作为一种在空间分布的作用属性的规律。

  在实际的应用过程中，对于不同的作用，需要引入不同的物质作用常数来对平方反比规律给于定量。

二、关于平方反比定律的解释

如图：    一个电荷或者一个对外界提供作用的原点a ，它对外界提供作用并且它提供的作用穿过s球面和y球面，那么这个电荷给与s球面一个单位面积的作用和它给与y球面一个单位面积的作用，遵守平方反比的关系。提供作用力的点与作用面（以作用点为球心的球面）的距离之间的关系是与距离的平方成反比。您可以通过简单的几何知识进行证实。如：只要检验s球面的一个单位面积和s球面的总面积的比值、y球面的一个单位面积与y球面的总面的的比值，两者的关系就是s、y两个球面单位面积所受到的电荷的作用。     即从点源出发所提供的对外界的作用均匀的分散到与它相等距离的球面上。这一点是由作用传播过程中的空间结构决定的。

    如上的作用规律是一种普遍的点源作用规律，只要对一个质点或者可以当作一个质点看待的作用源，都可以采用这个规律进行处理。  这是物质间相互作用的一个基本的规律。构成这一作用规律的逻辑基础有两点：一是张量的属性，另一个是作用均分的原则。（在电的作用中也讨论了这个问题）这是普遍常识性的认识。

   作用均分原则包含两个哲学观念：

    一个观念是作用源对外界提供的作用不会因为在空间的延伸而在它提供的总的作用数量上而减少。如图中的电荷所提供的电的作用在s层面上总的作用量和y层面上的总的作用量是相等的。我们不能找到两个层面上的作用总量发生变化的原因，那么只能判断它们是相等的。即：作用守恒。在某种意义上来说，这是一种关于作用的因果论。在一个世纪以前，它的前身叫做力的守恒定律，当然，现在早已经不再用这个物理关系了，而是对作用在物理意义上进行了极大的扩展，演变成质能守恒定律。(我个人认为，这样的修正是不合理的）

    另一个观念是在不存在其它作用的时候，空间的任意点作为作用的载体是各向同性。也可以叫做空间的各向同性，实际上，我们对空间进行微分就可以得到这个结论。当可以当作一个点源的作用源对外界提供作用的时候，我们通常对它的处理在任一个球面上都是采用连续均分的方法处理的。我们知道，如图中s球面和y球面的面积是不同的，电荷电的作用从s球面传递到y球面，在不同层面间的传递过程中，我们认为内层球面的作用总量均匀的分散在它所传递的外层球面上，这是由作用在传递过程中空间任意一点对作用的传递的各向同性决定的。（在某种意义上来说，这是一种经验约定，是不可更改的经验事实）

因此，对于物质间的作用来说，我建议建立一个新的定律，即：建立一个平方反比定律。

本文的内容选自[电荷的属性——以及基本电荷相互作用的特点、时间和空间的逻辑结构之六——时间、空间与物质的运动（下）——8]，本文对原文中的文字略有修改。

另：对于在空间中作为点源的物质对外作用模式，在原子论中针对电子作了一点分析。可参见。

2001年11月22日

作者电邮：zhixie@netease.com 返回首页