物理科学探疑-网友天空-系统观点-段灿光-三论以太浮力--对微观粒子运动的解释
三论以太浮力——对微观粒子运动的解释
段灿光
摘要：通过一些基本假设，依据经典物理学理论，本文直接将以太浮力殖入微观领域。以氢原子为例，讨论了微观粒子运动的以太浮力。应用分析结果，解释了物质运动与原子核反应的关系，阐明了恒星表面核反应的力学成因，论证了粒子质量同运动的关系和中微子具有静止质量的问题，还解释了回旋加速器中的辐射损失，以及其他一些微观粒子异常现象。这种探讨，为微观理论研究的进一步突破奠定了基础，指明了方向。
1、概述
在宇宙内，从宇观到宏观，从宏观到微观，空间中处处充满了一种均匀而又非常稀薄的物质媒介，这就是以太。凡在空间中运动的物体，无论是天体、人造物体、还是普通的物质、以及各种各样的微观粒子，都不可避免地要受到以太介质的“浮力”作用，这种“浮力”就叫以太浮力。只要物质加速运动，不论加速度大小，以太浮力就会引起不同密度物质之间的相对运动。在微观领域，构成物质的原子，质量主要集中在核上。原子核的质量是电子质量的一千倍以上，两者体积却相近，这就是说，原子核的密度远远超过电子。一旦原子加速运动，单位质量的核子和单位质量的电子受到的以太“浮力”不同。核子密度大，受到的以太介质浮力小，电子密度小，受到的以太介质浮力大。以太浮力使核子和电子之间产生一个相互分离、或者说是相互排斥的力。这一斥力可使原子变形，物质变性。如果斥力足够大，可使电子离核自由运动，形成电磁波辐射。轫致辐射、加速运动的电荷产生的电磁波、氢原子的激波电离辐射、天体的电磁波辐射、恒星上的核变等等，这些现象都是微观粒子在加速运动过程中，受到以太浮力作用产生的。
为了讨论简便，先作如下假设：
假设一，在微观粒子运动的空间内，处处充满了均匀的以太介质。
假设二，承认原子的太阳系模型，即整个原子结构以原子核为中心，电子绕原子核做圆周运动。电子运动的轨道半径由电子的能级确定，不同能级的电子，绕核运动的轨道半径不同。
假设三，电子运动受到原子核的吸引力和以太浮力，电子之间的相互作用力忽略不计。原子核同电子之间的吸引力由两部分组成，一部分是两者之间的万有引力，另一部分是两者之间的电荷引力。这种吸引力会在某一域值范围内变化。当原子核和电子之间的斥力大于极限引力时，电子离核自由运动，否则，电子以固定的频率、固定的轨道半径稳定地绕核运动。
假设四，所有物质都是由无限可分的，大量的各种微观粒子组成。粒子运动服从宏观运动学、动力学规律。
假设五，微观粒子加速运动时，必然受到以太浮力作用。微观以太浮力与宏观以太浮力的起因、作用方式和作用规律一致。即两者的计算关系式和物理意义相同，从《以太浮力论》一文知，以太浮力计算式为：
（1）式中F代表物体运动受到的以太浮力，是矢量；k叫做以太浮力常数，数值待定；V代表物体的体积；γo是背景介质的密度，即以太密度，其值很小；a代表物体或微观粒子的运动加速度，为矢量；等式右边的负号表示矢量F和a的方向相反。以太浮力属辏力，在辏力场中以太浮力为斥力。以太浮力跟地球表面介质中的“浮力”具有相同的表现形式和物理意义。微观以太浮力实质上就是粒子加速运动时受到的介质“浮力”，它符合于阿基米德原理。
2、微观以太浮力的分析计算
（2）式就是微观粒子的以太浮力计算式。式中b叫做空间浮力系数，数值等于以太浮力常数与以太密度的乘积。b是空间性质的反映，不同的空间，背景介质密度不同，b值也不同。显然，背景介质密度越大，空间浮力系数越大；反之，背景介质密度越小，空间浮力系数亦越小。（2）式说明，微观粒子加速运动受到的以太浮力，等于粒子体积、加速度和所处空间的浮力系数三者之积。从（2）式可看出，如果微观粒子的运动加速度为零，则不管粒子的速度如何大，它始终不受以太浮力作用。相反，只要粒子具有加速度，尽管速度很慢，甚至相对背景介质静止，粒子也会受到以太浮力作用。这就像在地表静止的物体，始终会受到介质浮力作用一样。天体表面的物质或微观粒子，由于受到引力加速度作用，同样存在以太浮力。尤其是恒星表面的氢气，处在很强的引力加速度场中，强大的介质浮力会使之电离或出现奇异的性质。
3、恒星核反应的形成
3.1、日面氢核和电子之间的核斥力
原子由原子核和电子组成，电子在原子核周围不停地运动。电子运动的加速度可分解为两项，一项是电子绕核运动的向心加速度，另一项是电子随原子核一起运动的加速度，即原子运动的加速度。由离心加速度产生的离心力和相应的以太浮力之和，始终等于原子核对电子的吸引力，这保证了电子可以稳定持续地绕核运动。由原子整体加速运动产生的以太浮力，使原子核和电子之间存在一个相互排斥的力，这就是原子核对电子的斥力，简称核斥力，用字母Q表示，下面将予重点分析讨论。
| 以太阳为例，图1中g日代表日面引力加速度，方向指向日心。设电子的质量和体积分别为me和Ve，氢原子核的质量和体积分别为mH和VH， FH和Fe分别是由于g日作用原子核和电子受到的 以太浮力，PH和Pe分别是太阳对氢原子核和电子 的吸引力。显然，电子运动在轨道上的C位时， 原子核和电子之间的斥力  最大。电子在A位时，核斥力 最小（实际上，已由斥力变为引力）。电子在B和D位时，核斥力 为零。根据已知条件，单位质量的核子和电子在日面受到的引力分 别是：
|
 |
因为单位质量的原子核和电子受到的引力相等，所以，在C点，单位质量原子核和电子受到的以太浮力之差与原子核和电子质量之差的乘积，就是核斥力，即
又因原子核的质量mH是电子质量me的一千倍以上，而两者的体积大致相等，所以，可取
代入（3）式得：
（4）式表明，日面氢原子核同电子之间的斥力，近似等于电子受到的以太浮力与原子核同电子质量之比的乘积。因为电子质量和体积是固定的，日面引力加速度g日也基本不变，所以，核斥力主要跟原子核质量和介质密度有关。原子核质量越大，核斥力越大，原子核质量越小，核斥力越小。氢原子核的质量最小，故核斥力H最小。对于重核或超重核，核斥力应是氢核斥力H的一百倍到二百倍以上。另一方面，密度越大的空间，b值越大，核斥力也越大。相反，介质密度越小的空间，或者说真空度越高的空间，浮力系数b
越小，核斥力也越小。还由于电子脱离原子核要吸收一定的能量，当核斥力小于一定值时，电子持续绕核运动，但核斥力使电子绕核运动的轨道变形，即由图1中的实线变为虚线。原子变形又会引起原子整体电磁性变化，引起原子排列变化，引起物质结构变化，引起物质宏观性质变化。
3.2、恒星表面核反应的成因
核外具有多层电子的元素，不同层次电子的电离能不同，即便是同一层的电子，电离能也会因电子缺位的多寡而不同。如果用机械方式把这些电子从原子中分离出来，需要不同量级的加速度。最外层电子，跟核的结合力最弱，剥离的核斥力最小，分离加速度最小。相反，最内层电子，跟核的结合力最强，剥离的核斥力最大，分离加速度最大。假设让某种物质以匀加加速直线运动（即加速度为线性增加的直线运动）。当加速度达到一定值时，最外层的电子首先从原子中脱离出来，形成低频电磁波辐射。加速度进一步增大时，第二层次的电子脱离原子核，产生次低频电磁波。随着加速度的持续增大，原子核外电子层依次被剥离出去。最后，当加速度大到某一值时，原子核周围的电子被全部剥离，伴随出现高频电磁波。原子核周围的电子就像许多电磁屏蔽层一样，一旦被剥光后，原子核失去屏蔽保护，此时裸核就会强烈辐射而快速衰变，或者就会发生核变——裂变或聚变。这就是说，只要加速度足够大，核反应可以在不受任何能量激发的常温下，甚至是低温下发生。因为氢元素的核子最少，核外只有一个电子，核对电子的引力最弱，电子层最易剥离。所以，在常温下激发氢核变需要的加速度最小，其次是氦。观测表明，恒星上大都有丰富的氢，表面引力加速度又都很强，普遍大于25g（g为地球表面重力加速度，太阳表面引力加速度约为28g）。这样，在以太浮力作用下，核斥力可能把氢核同电子分开，引起核变。这可能就是恒星表面核反应的成因。
通常，恒星都在不断自转，表面引力加速度会受到削弱。如果恒星的核反应靠引力加速度激发，那么，愈是接近恒星的两极，引力加速度受自转的影响愈弱，物质核变愈激裂，辐射愈强；愈是靠近赤道，引力加速度受自转的影响愈明显，物质核变愈弱，辐射也愈弱。因此，存在自转的天体，无论转速快慢，恒星也好，非恒星也好，总是两极辐射强度大于赤道。尤其是自转快的天体，这种差异会很明显。在太阳系内，木星自转很快，其电磁波辐射两极区要比赤道区强得多。同理，太阳两极区的核反应强度也应超过赤道区，其辐射也是两极区比赤道区强。对于两颗质量、体积、物质组成相近的恒星，自转越快的核反应越弱，自转越慢的核反应越强。由此可推，在不考虑背景介质密度变化的前提下，太阳活动强的时期自转较慢，活动弱的时期自转较快。
4、对几种微观粒子现象的解释
4.1、直线加速器和回旋加速器中的辐射损失问题
实验观测表明，在直线加速器中，辐射损失一般可忽略，而在回旋加速器（如高能同步加速器或电子加速器）中，辐射损失却可能十分严重。粒子辐射，实质上是粒子运动受以太浮力作用的结果。运动加速度愈大，受到的以太浮力愈大，粒子向外辐射的电磁波愈多、愈强，辐射损失愈大；相反，运动加速度愈小，辐射损失也愈小。在直线加速器内，粒子沿直线运动，法向加速度为零，只有切向加速度，数值较小。在回旋加速器内，粒子沿圆形轨道运动，既有切向加速度，又有法向加速度，加速度较大。且因粒子的线速度极大，故法向加速度数值很大。这就是说，如果把相同的粒子加速到相同的速度，回旋加速比直线加速，粒子受到的以太浮力要大得多，产生的辐射损失要强得多。这就是直线加速器中粒子辐射损失小于回旋加速器中的原因。
4.2、关于粒子质量跟运动速度有关论点的更正
早在二十世纪初，洛伦兹就注意到电子的质量跟运动有关。经过仔细研究他认为，电子质量跟运动速度有关，速度愈大，电子质量愈大。后来，爱因斯坦直接把这一结论殖入相对论中，推得质能方程，建立起物质质量与运动速度之间的数学关系。下面要证明，电子质量恒定不变，如果会变化，那么，质量的增减是跟电子运动的加速度和背景介质的密度有关，而跟速度无关。设电子在恒力P作用下以匀加速直线运动，加速度为a，电子质量为me，由牛顿第二定律有
由于电子是加速运动，必定受到以太浮力Fe作用，实际加速度a′小于理论加速度a，运动方程应变为
比较（5）、（6）两式可知，受到以太浮力的影响，电子运动加速度由a减小为a′，质量由me增加到（me＋bVe），“质量增量△me
=＋bVe”，即质量增量等于空间浮力系数与电子体积的乘
积。由（6）式可看出，只要电子加速运动，“质量增量△me”就存在，且加速度愈大，背景介质密度愈大，“△me”也愈大；加速度愈小，背景介质密度愈小，“△me”也愈小。洛伦兹之所以误认为“△me”跟运动速度有关，是因为电子作圆周运动。仅看表面现象，电子质量“增量△me”确实跟运动速度有关，但实际上“增量△me”不是跟运动速度有关，而是跟运动加速度有关。在绝对意义上理解，电子质量me是恒定的，不会随运动的变化而变化。产生这种错觉的原因是由于以太浮力还没有被发现，不知道以太浮力对电子运动的影响。如果在实验中观察到加速度小于按牛顿定律推得的数值，自然就会认为这是电子质量增大引起的。
4.3、中微子静止质量的推测
目前，微观理论认为，中微子静止质量（实际上应是指失重质量。本文为了统一名称，仍叫静止质量）为零。但是，这一结论始终未得到证实。1980年，前苏联的科学家曾对氚b能谱的测量推得中微子有静止质量。1998年6月，日本科学家经过一段时间的观测后，也证实了中微子具有静止质量。本文也承认，中微子是具有静止质量的。且这一质量mz等于或接近于以太密度γo与中微子体积Vz的乘积，即mz
=γo Vz，或mz≈γo
Vz。这就是说，中微子的密度跟以太介质的密度一致或相近，以下按相等推证。
（7）式说明，处在以太介质中的中微子，“重量”刚好等于以太“浮力”，所以无法称量它的静止质量，但这并不等于就可把中微子的静止质量看作是零。实际上，中微子因受力为零，相对以太介质做匀速直线运动或保持静止，运动加速度为零。如果不知道存在以太浮力，是很容易把中微子看作没有静止质量的。另一方面，物体在与自身密度相同的介质中运动时，受到的浮力与作用力正好大小相等，方向相反，中微子在以太介质中运动的情形正是这样。中微子如是在密度远远大于本身的物质内运动，它们受到的介质浮力比作用力就更大，以致“寸步难行”。正因如此，中微子的穿透力不是意想中的极强，而是极弱，弱到不可能穿过任何介质，弱到不可能脱离任何物质或天体。这也许就是太阳中微子大量缺失的真正原因。
5、结束语 —— 认识微观以太浮力的意义
自然界中存在的一切运动，无论是机械的、物理的、化学的、还是生物的和社会的，都是大量微观粒子机械运动不同组合的宏观表现。这就是说，从微观的角度看，自然界中只有一种运动形式，即微观粒子的机械运动。只要物质运动，就一定存在着以太浮力，物质微粒就会产生辐射。以太浮力是宇宙间普遍存在的介质“浮力”，是被动力。它不同于已知的万有引力、电磁力、强力和弱力，是一种独立的作用力。虽然以太浮力非常微弱，但是，宇宙物质的许多变化都是由这种作用力引起的。没有以太浮力，宇宙将是混乱无序的。既有观测资料表明，运用以太浮力，不但可以解释天体物理现象，万有引力异常现象，还可以解释许多微观粒子异常现象。不同的物质，不同的结构，不同的运动状态，辐射的电磁波多种多样。相同的物质，不同的运动，电磁波辐射不同；不同的物质，相同的运动，电磁波辐射不同；结构不同的同种物质，相同的运动，电磁波辐射不同；只有相同的物质，相同的结构，在相同的运动状态下，才具有相同的辐射。加速运动的电子会不断辐射电磁波，粒子束（即电磁波）运动改变时也会辐射电磁波。以太浮力就是联系宏观和微观之间的一种作用，这种作用是通过运动实现的。运动是宇宙物质存在的根本属性，没有运动，时空就无法确定，物质的存在就无法体现。运动是宇宙演变的决定因素，不同的运动，决定着物质不同的演变过程，由事物的初态和受力，可以推演物质的终态。宇宙是一个完整的体系，万事万物间存在着普遍的联系和对立的统一。物质间的相互作用引起万物运动，由于以太浮力作用，物质属性就在运动中显现出来。以太浮力学说为在宇宙间建立起普遍的数量联系提供了可能。深入研究以太浮力，对人类认识宇宙、认识物质、认识运动都是非常重要的。这就是认识以太浮力的巨大意义。
主要参考文献和深入理解阅读的部分文献：
1、《以太浮力论》 段灿光著 本文集
2、《介质浮力存在的普遍性》 段灿光著 本文集
3、中学生文库《原子结构浅说》 韩建成编著 32K、P74
上海教育出版社
4、生活自然文库《宇宙》 大卫·伯尔格米尼著 16K、P190
5、科学广播《相对论讲座》 中央电视台科技组编 32K、P30 1979年10月科学普及出版社
6、少年百科丛书《科学的发现（4）—— 元素周期表的故事》
曹居东、张学芬编著
1981年12月中国少年儿童出版社
7、现代自然科学普及丛书《原子世界探索》 王植榆编 32K、P190 1979年8月上海科技出版社
8、现代自然科学普及丛书《基本粒子探索》 殷鹏程编 32K、P194 1978年6月上海科技出版社
9、《中国大百科全书·天文学》 主编：张钰哲 1980年12月中国大百科全书出版社
10、《中国大百科全书·力学》 主编：钱令希 1985年8月中国大百科全书出版社
11、《中国大百科全书·物理学》 主编：
、朱洪元 1987年7月中国大百科全书出版社
12、《中国大百科全书·哲学》 主编：胡绳 1987年10月中国大百科全书出版社
13、《太阳十讲》 胡文瑞、赵学博编著 32K、P445 1987年8月科学出版社
14、《激波和人》 [加拿大] 格拉斯著 32K、P187 1984年8月科学普及出版社
15、《天体物理学前沿鸟瞰》 方励之著 大32K、P94 1989年2月科技文献出版社
16、《循环力》 徐明高著 32K、P216 1994年5月学林出版社
17、《微观世界与物之本质》 张金潭、古树惠著 32K、P99 1990年3月学术书刊出版社
18、《千万个未解之谜》 姚政、尚巾主编 16K、P746
1993年12月海南出版社、国际文化出版公司合作出版
19、少年现代科学丛书《粒子之谜》 朱志尧、陈文祥编 32K、P123 1988年6月北京出版社
20、《现代科学技术简介》 32K、P664 1978年9月科学技术出版社
21、1998年7月6日 《中国科学报》
版权所有，保留一切权力，未经授权使用将追究法律责任 版权说明
© Copyright Authors
物理科学探疑
