物理科学探疑-网友天空-系统观点-夏烆光 -基本粒子的微观结构新说
基本粒子的微观结构新说
（作者：夏烆光）
意义：初步地给出了基本粒子（包括电子、中微子和光子等）的微观结构模式，从而为探索“四种相互作用力”的统一解释开辟了一条新的途径。
内容提要：本文从一个简单的计算结果出发，证明了物质的能量与其总质量的比例关系。进而指出：没有离开物资而单独存在的能量，也没有离开能量而单独存在的质量。质量是能量的唯一载体，能量是质量运动的表现形式，它们是物质及其运动所体现的两种最基本的属性。以此为基础，重新启用了“以太”的概念，给出了“以太微粒”这一新的物理模型，从而比较清晰地解释了引力的物理本质，进而证明：“基本粒子也是可分的”这一辩证唯物主义的物质观。
关键词：基本粒子 微观结构 质量 能量 以太 偶极子 次量子 零点能
一 问题的提出
我们先来计算电子的电场能所对应的电子质量。已知，电子在真空中单位体积内的电场能为：
(1)
又知道，点电荷的场强为：
(2)
我们将电场强度E带入式（1）之中，就可以得出：
(3)
于是，我们可以求出电子在整个空间范围上的电场能
就可以对于上式求定积分，并得出：
(5)
根据广义时空相对论的理论结果（见【1】第141页），可把电子的能量
写成：
(6)
静止质量”，即：
(8)
由此可以得出电子的绝对静止质量
(9)
子在静止状态下的电场能所对应的质量，刚好等于其静止质量的一半。这一计算的相对误差仅为0.0044％。可见，其计算精度是相当高的（见【2】第12页）！
绝对静止电子的“电场能”所对应的质量刚好等于其绝对静止质量一半的计算结果表明：静止电子的另一半质量才是通常意义上的真实质量。于是，我们可以作出以下推断：假如让外力使一个电子产生运动，那么，在其质量增加的部分中，也应该有一半的质量是来自于能量的表现形式，而另外一半的质量才是通常意义上的质量的增加部分。
如果情况果真如此，那么，质量与能量的相互关系这个问题就可以理解了。不然的话，单独存在着没有质量的纯能量与没有能量的纯质量的观点，始终是一件不可思议的事情！因为，按照辩证唯物主义的基本观点，能量是物质运动的体现，质量是物质存在形式的体现。因此，没有运动的物质和没有物质的运动，同样是非常荒诞的事情。——不管这话是那一家的观点，都是一个颠扑不破的客观真理！
总而言之，基于上述计算结果我们可以断言：只要有质量存在，就一定包含着能量；反过来说，只要有能量存在，也一定包含着质量。质量和能量是物质的两种最根本的属性。进而言之，质量是能量的载体，二者是相辅相成的，是不可分割的！
二 基本粒子的微观结构新说
有鉴于此，我们不妨在此做一个大胆地假设：世界上的物质只有两种类型，一种是带负电特征的“阴性物质”，另一种是带正电特征的“阳性物质”。如果把电子看成是阴性物质，那么不言而喻，正电子就是阳性物质。无论是阴性物质还是阳性物质，它们的运动都会表现出电磁能量的存在。因此说，能量本身并不存在“正”与“负”的区别，而只存在着“有”与“无”区别。二种能量相遇时，不会出现能量的相互抵消而变成“无”，它们只能造成微观粒子结构的重新组合以及运动状态的改变！
假设这两种物质的基本单元比电子小若干个数量级，并且它们始终以“电偶极子”的形式成对地出现。——我们不妨把这种电偶极子叫做“以太微粒”。由此可以想到：这样的以太微粒将充斥于无穷的宇宙之中，且每个偶极子都会绕其共同的“质心”不停的旋转，或者是其中一端绕另一端而旋转。这样一来，由以太微粒所构成的各种不同的“集合”，就能构成比现有的基本粒子（诸如，中子、质子、介子、电子、中微子、乃至光子等）更为基本的“次量子级”上的微观粒子。现以电子为例，如果我们把远远地小于电子的微观粒子定义为“次量子”，那么就可以认为：电子是由一定数量的次量子所组成的所谓的基本粒子。由多个次量子组成基本粒子时，所有次量子的结构都将发生相应的改变，这种两端带电的偶极子将重新排列与组合。——初步猜测，其结构形式是：这些电偶极子首尾相接连成一根长线，再绕成一个“球体”。
总体上，这种次量子可能完全不显示出任何带电的特征，这是因为它们是由那些比自己更为基本的以太微粒所组成。在宏观上，它们的电特性已经被掩盖起来。换句话说，电子和质子的电特性很可能与以太微粒的组分、结构以及“自旋取向”有关。比方说，当这种组分、结构与自旋取向的结果而造成：所有带负电的阴性物质都朝向“粒子团”的表面时，就会显示出带负电的特征；所有带正电的阳性物质都朝向“粒子团”的表面时，就会显示出带正电的特征；如果是阴性物质与阳性物质杂乱无章地排列时，就不会显示出任何的电特性（具体的物理机制不在这里阐述）。
三 次量子的数密度与质量
根据上述定义，我们便可以把次量子看成是一种“玻色子”。这种玻色子服从“玻色－爱因斯坦统计”。于是，我们可以写出：
由此，根据广义时空相对论的质能关系式（6），可以写出：
(13)
对于一个与电子保持零距离（即以电子为参照系）的观测者而言，假如这个电子相对于运动起点的绝对速度
，就可以认为这个电子是绝对静止的。在这种情况下，上式可以化为：
(14)
进而得出次量子的数密度
(15)
联立（11）与（14）式，便可以得到：
(16)
下面，我们来推导“次量子气”的绝对温度
根据玻色－爱因斯坦统计，可以写出次量子气的内能为：
(17) 
由此，根据式（17）便可以得出：
顺便指出，如果我们假设真空中充满了由这种次量子所组成的“理想气体”。那么，这个温度
就是次量子气的“绝对温度”。现有的物理理论已经证明：反复利用绝热去磁的方法，可获得的极限温度约为
的数量级。——这是对于上述计算结果所能提供的最有力的实验证据！
将上述计算结果带入（15）式中，可以得出：
(23)
同时，由式（15）可以算出次量子的数密度：
(24)
四 次量子的构成与引力子
值得指出：在《太极子物理学初论》中，把“太极子”描绘成是一种带有正、负电极性的偶极子，并且认为它们是由大量的“宇宙子”所构成（见【2】第8～10页）。我个人认为，这一观点是不可取的。因为我们不能不注意到：假若太极子本身也是一种电偶极子，它就决不可以作为理想气体来看待。那么，所有涉及到的把太极子作为理想气体的理论计算结果都不能成立！
另外，该书认为太极子的正负极性仅仅是因为它的结构形式不同而造成的观点，也是不可取的。如果不从物质的阴阳属性上区分，而只是认为：“电子与正电子相遇时，由于两者的宇宙子气密度的差别将形成引力（见【2】第51页）”，这就等于用“一种未知”来回答“另一种未知”。换言之，这里只是把“吸引”说成“密度差”而已。于是，接着的问题必须回答：“密度差”又如何能够带来吸引呢？所以，我们必须承认：宇宙中存在着性质相反的两种物质，而“异性相吸”是它们的根本属性之一！
不难看出，这种情况就如同大量的氢原子并不能独立地集聚在一起，只有两个氢原子结合构成的氢分子才能相对独立地构成氢气类似。正如所知，氢原子就是一种典型的电偶极子，它们之间存在着一定的吸引力，因而总是成对地结合在一起而构成一个氢分子。因此我们猜想：当这种以太微粒类似于元素周期律那样地组成粒子团时，就会形成一系列不同组分的玻色子，即次量子。如果用自然数
来代表它的种类，就会构成类似于元素周期表那样的“次量子周期表”。——量的改变必然会带来质的改变，这是“量变到质变”的客观规律使然。于是，在“以太微粒”与熟知的“基本粒子”之间，便会形成各种不同层次与不同种类的次量子。各种大小不等的次量子充斥于无限的宇宙之中，从而构成了一个次量子的“海洋”。这一点，可以从真空中次量子数密度
的计算结果中获得有力的证明。
由此而来，我们猜测：两个以太微粒的结合，就是当前正在努力寻找的“引力子”。这种情况就如同：只有两个氢原子组成一个氢分子，而不会有四个氢原子组成一个氢分子那样。假如有一个扰动产生，当这种扰动的趋势将造成引力子相互分离时，稳定的平衡状态会迫使次量子之间相互吸引，从而表现出万有引力；当这种扰动的趋势将造成次量子相互靠近时，稳定的平衡状态又会迫使它们相互排斥，从而表现出斥力来。扰动的传播速度等于真空中的光速。当然，这个速度并不是引力子本身的移动速度，而是能量的传递速度，其传递方式有点类似于“多米诺骨牌”的传递过程。——这就是引力与斥力的物理本质。这里要同样地指出：次量子总是保持稳定平衡状态的趋势，这本身是以太微粒的另一种根本的属性！
五 光子与次量子的比例关系
根据广义时空相对论的理论结果，光子静止质量的计算公式为：
由此可以计算出“兰姆位移”时所对应的次量子数
次量子数上的差额高达17万个以上。
六 结 论
总而言之，以上的讨论结果表明：没有质量的能量和没有能量的质量都是不存在的。质量是物质存在的表现形式，而能量是物质运动的表现形式。能量本身并不存在着正与负的区别，两种相反能量的相遇，决不会造成它们的相互抵消而化为乌有，只能造成微观粒子结构形式与运动状态的重大改变！
同时，这里的讨论还表明：传统的以太学说，并非是毫无道理的主观臆造，而是具有深刻哲学基础与物理内涵的物质观。看来，现有的基本粒子也是可以分割的。其分割所能达到的最小微粒，是两种分别带有不同电特性的阴性物质与阳性物质，而且这两种物质总是以电偶极子的形式成对地出现，而成为一种以太微粒。
由这种以太微粒所组成的次量子，是一系列的比现有的基本粒子更为基本的次量子级上的微观粒子。正是这种以太微粒以及由此构成的次量子携带着巨大的能量，所以才造成“真空”本身并不是“绝对真空”，而是存在着巨大的零点能。次量子间的相互作用及其稳定平衡的趋势，构成了万有引力与万有斥力的物理本质。
参考文献
【1】 夏烆光著《广义时空相对论》人民交通出版社，2003年1月第1版。
【2】 熊承堃
刘良俊著《太极子物理学初论》重庆出版社，2003年7月第1版。
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