不可思議的微觀世界：計(jì)算表明粒子半徑與其質(zhì)量成反比201609

1、不可思議的微觀世界：計(jì)算表明粒子半徑與其質(zhì)量成反比 以電子、質(zhì)子為例丁榮培湖南省長沙市白沙路255號(hào)（410002）E: 34625119摘要：本文從射線在重原子核附近可產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)這一物理現(xiàn)象出發(fā)，分析了電子經(jīng)典半徑的由來及其存在的問題，提出電子與質(zhì)子內(nèi)部本質(zhì)上就是量子化渦旋閉合電磁場(chǎng)的觀點(diǎn)。再由麥克斯韋方程組導(dǎo)出的電磁場(chǎng)能量密度公式以及愛因斯坦的質(zhì)能公式、電磁學(xué)中的電磁強(qiáng)度公式三個(gè)公式結(jié)合推導(dǎo)出粒子能量來源公式、粒子質(zhì)量來源公式、粒子電荷來源公式和粒子質(zhì)量半徑關(guān)系常數(shù)及電子、質(zhì)子半徑公式等系列新公式并說明其物理意義。據(jù)此對(duì)現(xiàn)有一些疑難物理現(xiàn)象作出新的解釋，并根據(jù)系列新的計(jì)算公式，計(jì)算出描

2、述電子、質(zhì)子有關(guān)物理特征的系列新參數(shù)，從全新的角度統(tǒng)一地解釋物質(zhì)的微觀世界和宏觀世界，并初步分析了可能由此對(duì)物理學(xué)帶來的影響。關(guān)鍵詞：量子化渦旋閉合電磁場(chǎng) 粒子能量來源公式 粒子質(zhì)量來源公式 粒子電荷來源公式 粒子質(zhì)量半徑關(guān)系常數(shù) 黑洞物理 宇宙物理中圖分類號(hào)：O41，O57 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A1.引言1.1.電子對(duì)的產(chǎn)生與湮滅中國物理學(xué)家趙忠堯首先發(fā)現(xiàn)了能量大于兩倍電子靜質(zhì)量能（2m0c2=1.02MeV）的射線在重原子核附近可產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)。1物理教科書上估算的電子經(jīng)典半徑re2.8×10-15 m，2質(zhì)子半徑r 1.2×10-15m。3質(zhì)子質(zhì)量約是電子質(zhì)量的1836倍，按

3、我們通常理解質(zhì)子直徑比電子直徑大得多，事實(shí)恰恰相反；現(xiàn)有物理框架對(duì)此仍然無法作出合理解釋。1.2.目前電子的經(jīng)典半徑的由來4及其存在的問題估算電子經(jīng)典半徑re2.8×10-15m基于以下設(shè)想：（1）設(shè)想電子是一個(gè)半徑為re均勻帶電球；（2）設(shè)想電子靜止質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量由靜電自能提供。1.3.存在的主要問題（1）如果電子電荷是一個(gè)半徑為re均勻帶電球，為什么球內(nèi)的點(diǎn)電荷不會(huì)因排斥而分開，那么這個(gè)球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的？（2）為什么電子和質(zhì)子所攜帶的電量恰好相等、電性相反？這有什么深層次原因？（3）電荷的本質(zhì)是什么，電荷從何而來？電子的質(zhì)量、能量本質(zhì)是什么，或者說電子是以什么方式表現(xiàn)自己的能

4、量和質(zhì)量的。(4) 目前，這種假定電子能量由靜電自能提供的圖景給我們看到的是一幅靜態(tài)的電子圖畫，但是，我們所看到宇宙中的一切都在運(yùn)動(dòng)，大到星系、日月、星辰，小到分子、原子，連電子都在繞原子核不停運(yùn)轉(zhuǎn)。由此可見，電子內(nèi)部也應(yīng)當(dāng)是處于不停運(yùn)動(dòng)之中，而不是靜止不變的。2.電子與質(zhì)子的本質(zhì)就是量子化的渦旋閉合電磁場(chǎng)2.1.光子不可能有無限可分的結(jié)構(gòu)，這樣，由并非無限可分的光子對(duì)在經(jīng)過重原子核附近時(shí)產(chǎn)生出的正、負(fù)電子同樣不可能具有無限可分的結(jié)構(gòu)。否則這一過程就如“幽靈的作用”一樣神秘。物質(zhì)每分到一個(gè)層次，則該層次粒子間必然存在未知的相互作用，隨著粒子分層的深入，未知的力（相互作用）及未知的粒子也會(huì)越來越

5、多。我們將永遠(yuǎn)不能搞清楚物質(zhì)相互作用的規(guī)律，即會(huì)陷入“不可知論”的漩渦。2.2. 論微觀局域時(shí)空彎曲狀態(tài)下閉合弦量子振動(dòng)形成基本粒子的動(dòng)力學(xué)機(jī)制5一文論證電子、質(zhì)子內(nèi)在本質(zhì)就是攜帶能量的渦旋閉合電磁場(chǎng)。其中主要觀點(diǎn)歸納如下：2.2.1.從電子對(duì)的產(chǎn)生與湮滅的過程看，電子內(nèi)部的本質(zhì)就是攜帶能量的渦旋閉合電磁場(chǎng)。2.2.2.電子、質(zhì)子就是以一定頻率在高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并相互感生激發(fā)的渦旋電場(chǎng)和渦旋磁場(chǎng)形成的閉合弦。能量子運(yùn)動(dòng)具有“趨膚效應(yīng)”，就象一個(gè)皮球，相對(duì)來講里面是真正的“真空”。閉合弦振動(dòng)的彎曲與閉合是由于高能量密度下空間自然彎曲的必然結(jié)果。 2.2.3.光子對(duì)從電場(chǎng)角度看是兩個(gè)旋向相反的渦旋電場(chǎng)

6、。當(dāng)光子對(duì)經(jīng)過鉛原子核附近時(shí)，在鉛原子核（質(zhì)子組成的帶正電的核子團(tuán)）的電場(chǎng)作用下，產(chǎn)生相斥、相吸這兩個(gè)相反的作用效果，因而相互分離、發(fā)生實(shí)物化的突變生成為正、負(fù)電子對(duì)飛離出去。可以看出，正是因?yàn)闇u旋電場(chǎng)方向的不同，形成的實(shí)物粒子有了正、負(fù)電荷之分。2.2.4.電子、質(zhì)子內(nèi)部不是靜電場(chǎng)，而是渦旋電磁場(chǎng)。既然如此，那么可以得出結(jié)論：電子、質(zhì)子內(nèi)部運(yùn)動(dòng)規(guī)律、物理參數(shù)可以用麥克斯韋方程組、質(zhì)能公式及其延伸出來的計(jì)算公式進(jìn)行描述。3麥克斯韋方程組與斯托克斯公式結(jié)合的啟示：電子、質(zhì)子外部的電位移通量必然對(duì)應(yīng)電子、質(zhì)子內(nèi)稟渦旋電磁場(chǎng)的存在3.1. 麥克斯韋方程組【6】及其意義3.1.1.麥克斯韋方程組是英國

7、物理學(xué)家麥克斯韋在19世紀(jì)建立的描述電場(chǎng)與磁場(chǎng)的四個(gè)基本方程。方程組的微分形式，通常稱為麥克斯韋方程。 在麥克斯韋方程組中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)已經(jīng)成為一個(gè)不可分割的整體。該方程組系統(tǒng)而完整地概括了電磁場(chǎng)的基本規(guī)律，并預(yù)言了電磁波的存在。3.1.2.麥克斯韋提出的渦旋電場(chǎng)和位移電流假說的核心思想是：變化的磁場(chǎng)可以激發(fā)渦旋電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)可以激發(fā)渦旋磁場(chǎng)；電場(chǎng)和磁場(chǎng)不是彼此孤立的，它們相互聯(lián)系、相互激發(fā)組成一個(gè)統(tǒng)一的電磁場(chǎng)（也是電磁波的形成原理）。麥克斯韋進(jìn)一步將電場(chǎng)和磁場(chǎng)的所有規(guī)律綜合起來，建立了完整的電磁場(chǎng)理論體系。這個(gè)電磁場(chǎng)理論體系的核心就是麥克斯韋方程組。3.1.3.麥克斯韋方程組（Maxwell

8、's equations），是描述電場(chǎng)、磁場(chǎng)與電荷密度、電流密度之間關(guān)系的偏微分方程。它由四個(gè)方程組成：描述電荷如何產(chǎn)生電場(chǎng)的高斯定律、論述磁單極子不存在的高斯磁定律、描述電流和時(shí)變電場(chǎng)怎樣產(chǎn)生磁場(chǎng)的麥克斯韋-安培定律、描述時(shí)變磁場(chǎng)如何產(chǎn)生電場(chǎng)的法拉第感應(yīng)定律。從麥克斯韋方程組，可以推論出光波是電磁波。麥克斯韋方程組和洛倫茲力方程是經(jīng)典電磁學(xué)的基礎(chǔ)方程。從這些基礎(chǔ)方程的相關(guān)理論，發(fā)展出現(xiàn)代的電力科技與電子科技。3.1.4.麥克斯韋方程組在電磁學(xué)中的地位，如同牛頓運(yùn)動(dòng)定律在力學(xué)中的地位一樣。以麥克斯韋方程組為核心的電磁理論，是物理學(xué)最引以自豪的成就之一。它所揭示出的電磁相互作用的完美統(tǒng)一

9、，為物理學(xué)家樹立了這樣一種信念：物質(zhì)的各種相互作用在更高層次上應(yīng)該是統(tǒng)一的。3.1.5. 麥克斯韋方程組的積分形式：這是1873年前后，麥克斯韋提出的表述電磁場(chǎng)普遍規(guī)律的四個(gè)方程。其中：（1）描述了電場(chǎng)的性質(zhì)。在一般情況下，電場(chǎng)可以是庫侖電場(chǎng)也可以是變化磁場(chǎng)激發(fā)的感應(yīng)電場(chǎng)，而感應(yīng)電場(chǎng)是渦旋場(chǎng)，它的電位移線是閉合的，對(duì)封閉曲面的通量無貢獻(xiàn)。（2）描述了磁場(chǎng)的性質(zhì)。磁場(chǎng)可以由傳導(dǎo)電流激發(fā)，也可以由變化電場(chǎng)的位移電流所激發(fā)，它們的磁場(chǎng)都是渦旋場(chǎng)，磁感應(yīng)線都是閉合線，對(duì)封閉曲面的通量無貢獻(xiàn)。（3）描述了變化的磁場(chǎng)激發(fā)電場(chǎng)的規(guī)律。（4）描述了變化的電場(chǎng)激發(fā)磁場(chǎng)的規(guī)律。變化場(chǎng)與穩(wěn)恒場(chǎng)的關(guān)系：當(dāng)時(shí)，方程組就

10、還原為靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒磁場(chǎng)的方程：(in matter)在沒有場(chǎng)源的自由空間，麥克斯韋方程組的積分形式反映了空間某區(qū)域的電磁場(chǎng)量(D、E、B、H)和場(chǎng)源(電荷q、電流I)之間的關(guān)系。3.1.6. 麥克斯韋方程組微分形式：在電磁場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常要知道空間逐點(diǎn)的電磁場(chǎng)量和電荷、電流之間的關(guān)系。從數(shù)學(xué)形式上，就是將麥克斯韋方程組的積分形式化為微分形式。利用矢量分析方法，可得： （1）注：(1)在不同的慣性參照系中，麥克斯韋方程有同樣的形式。(2) 應(yīng)用麥克斯韋方程組解決實(shí)際問題，還要考慮介質(zhì)對(duì)電磁場(chǎng)的影響。例如在各向同性介質(zhì)中，電磁場(chǎng)量與介質(zhì)特性量有下列關(guān)系：在非均勻介質(zhì)中，還要考慮電磁場(chǎng)量在界面上

11、的邊值關(guān)系。在利用t=0時(shí)場(chǎng)量的初值條件，原則上可以求出任一時(shí)刻空間任一點(diǎn)的電磁場(chǎng)，即E(x,y,z,t)和B(x,y,z,t)。3.1.7. 麥克斯韋方程組的主要意義：3.1.7.1.經(jīng)典場(chǎng)論是19世紀(jì)后期麥克斯韋在總結(jié)電磁學(xué)三大實(shí)驗(yàn)定律并把它與力學(xué)模型進(jìn)行類比的基礎(chǔ)上創(chuàng)立起來的。但麥克斯韋的主要功績(jī)恰恰是他能夠跳出經(jīng)典力學(xué)框架的束縛：在物理上以"場(chǎng)"而不是以"力"作為基本的研究對(duì)象，在數(shù)學(xué)上引入了有別于經(jīng)典數(shù)學(xué)的矢量偏微分運(yùn)算符。這兩條是發(fā)現(xiàn)電磁波方程的基礎(chǔ)。 3.1.7.2.我們從麥克斯韋方程組的產(chǎn)生,形式,內(nèi)容和它的歷史過程中可以看到：第一，物理

12、對(duì)象是在更深的層次上發(fā)展成為新的公理表達(dá)方式而被人類所掌握，所以科學(xué)的進(jìn)步不會(huì)是在既定的前提下演進(jìn)的，一種新的具有認(rèn)識(shí)意義的公理體系的建立才是科學(xué)理論進(jìn)步的標(biāo)志。第二，物理對(duì)象與對(duì)它的表達(dá)方式雖然是不同的東西，但如果不依靠合適的表達(dá)方法就無法認(rèn)識(shí)到這個(gè)對(duì) 象的"存在"。由此，第三，我們正在建立的理論將決定到我們?cè)诤畏N層次的意義上使我們的對(duì)象成為物理事實(shí),，這正是現(xiàn)代最前沿的物理學(xué)所給我們帶來的困惑。3.1.7.3.麥克斯韋方程組揭示了電場(chǎng)與磁場(chǎng)相互轉(zhuǎn)化中產(chǎn)生的對(duì)稱性優(yōu)美，這種優(yōu)美以現(xiàn)代數(shù)學(xué)形式得到充分的表達(dá)。但是，我們一方面應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式才能充分展示經(jīng)驗(yàn)方法中看不

13、到的整體性(電磁對(duì)稱性)，但另一方面，我們也不應(yīng)當(dāng)忘記，這種對(duì)稱性的優(yōu)美是以數(shù)學(xué)形式反映出來的電磁場(chǎng)的統(tǒng)一本質(zhì)。因此我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到應(yīng)在數(shù)學(xué)的表達(dá)方式中"發(fā)現(xiàn)"或"看出" 了這種對(duì)稱性，而不是從物理數(shù)學(xué)公式中直接推演出這種本質(zhì)。3.1.7.4.靜電場(chǎng)是有源無旋場(chǎng)，穩(wěn)恒磁場(chǎng)是無源有旋場(chǎng)。非靜電電場(chǎng)是無源的旋度場(chǎng)。當(dāng)電流流過導(dǎo)體（以金屬為例）時(shí)，金屬導(dǎo)體呈現(xiàn)電中性，但由于電感應(yīng)效應(yīng)，它兩端可認(rèn)為非別帶了等量的正負(fù)電荷，此時(shí)端電荷激發(fā)的電場(chǎng)，從正端回到負(fù)端，這部分電場(chǎng)就是無源有旋電場(chǎng)。渦旋電場(chǎng)是指（vortex electric field） 變化的磁場(chǎng)在其周圍

14、空間激發(fā)的電場(chǎng)，即感生電場(chǎng)。渦旋電場(chǎng)是一種非保守場(chǎng)，其電場(chǎng)線是無始無終的閉合曲線。所以說，電場(chǎng)得依據(jù)情況來分別它是否有源。磁場(chǎng)，就目前而言它是無源的旋度場(chǎng)，但是如果找到了磁單極子，那么它激發(fā)出來的磁場(chǎng)又是有源的了。一個(gè)場(chǎng)的旋度和散度，其實(shí)并非場(chǎng)的固有屬性，它不是由這個(gè)場(chǎng)的名稱決定，而是由它被激發(fā)的原因決定的。 3.2. 高斯公式與斯托克斯公式3.2.1.高斯公式與通量和散度【7】高斯公式的數(shù)學(xué)形式如下： （2）其中，V對(duì)應(yīng)于閉合曲面S所包圍的體積。意義：稱作散度，稱作通量。公式的右端可解釋為單位時(shí)間內(nèi)離開閉區(qū)域S的流體的總質(zhì)量。由于我們假定流體是不可壓縮的，且流體是穩(wěn)定的，故當(dāng)流體離開S時(shí)，S

15、內(nèi)部必須有產(chǎn)生流體的“源頭”產(chǎn)生出同樣多的流體來進(jìn)行補(bǔ)充。因此，高斯公式左端可解釋為分布在S內(nèi)的源頭在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的流體的總質(zhì)量。3.2.2.斯托克斯公式與環(huán)流量和旋度【8】斯托克斯公式的數(shù)學(xué)形式如下： （3）其中，S是以閉合曲線L為邊界的曲面面積，且L的積分循環(huán)方向與S曲面上面元的法線正方向構(gòu)成右手系。意義：稱作旋度，稱作環(huán)流量。斯托克斯公式現(xiàn)在可敘述為：向量場(chǎng)沿有向閉曲線L的環(huán)流量等于向量場(chǎng)的旋度場(chǎng)通過L所張的曲面S的通量，這里L(fēng)的正向與S的側(cè)向應(yīng)符合右手規(guī)則。3. 3. 從高斯公式、斯托克斯公式出發(fā)對(duì)麥克斯韋方程組的進(jìn)一步理解從高斯公式與斯托克斯公式的結(jié)合，可得： （4）以電場(chǎng)高斯公式

16、為例，可得： (5)電位移的高斯定律意義：通過任意封閉曲面的電位移通量等于該封閉面包圍的自由電荷的代數(shù)和。這說明電位移(電通密度)只取決于自由電荷Q而與電介質(zhì)中束縛電荷無關(guān)。根據(jù)（4）式，電通密度D（或稱電位移、電感應(yīng)強(qiáng)度）的通量必對(duì)應(yīng)環(huán)量，將（5）式代入（4）式，得： （6） 綜上可得： （7）定義該向量函數(shù)為電位移極矩; （8） （9）其中為體電荷密度。3.3.1. 電位移極矩的物理意義：3.3.1.1.電位移極矩的存在是電子、質(zhì)子產(chǎn)生能量、質(zhì)量、電荷的根本原因，或者是電位移極矩是本質(zhì)，能量、質(zhì)量、電荷是物質(zhì)的表象。3.3.1.2.對(duì)電子、質(zhì)子來說，其內(nèi)部電位移極矩的環(huán)量等于電位移通量，并

17、等于電子、質(zhì)子電量的絕對(duì)值。3.3.1.3.通俗地說，電荷的存在是因?yàn)殡娮印①|(zhì)子內(nèi)部本質(zhì)上就是量子化的渦旋電磁場(chǎng)。3.3.1.4.電荷本質(zhì)上電位移通量，根據(jù)高斯公式與斯托克斯公式可知，有電位移通量，電子、質(zhì)子內(nèi)部必對(duì)應(yīng)有環(huán)量，電位移極矩所對(duì)應(yīng)的環(huán)量是本質(zhì)，與電位移通量對(duì)應(yīng)的電量q是事物的屬性、是表象。3.3.2.電磁場(chǎng)是物質(zhì)的一種形態(tài)【9】：3.3.2.1.電磁學(xué)理論表明電磁場(chǎng)具有能量和動(dòng)量，證明它是與實(shí)物一樣的物質(zhì)的一種存在形態(tài)。場(chǎng)和物質(zhì)是物質(zhì)存在的兩種不同形態(tài)。3.3.2.2.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)“場(chǎng)”與“實(shí)物”之間的界限日益消失。3.3.2.3.電磁波的頻率越低，波的特性越顯著，電磁

18、波的頻率越高，物質(zhì)的“粒子”特性越顯著。射線在重原子核附近可產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)即是這種特性的生動(dòng)反映。3.3.2.4. 根據(jù)麥克斯韋方程組可知，交變的磁場(chǎng)產(chǎn)生交變的電場(chǎng)，交變的電場(chǎng)產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，兩者猶如一個(gè)硬幣的兩個(gè)面，二者又互為因果，相輔相成。電子、質(zhì)子內(nèi)部的渦旋磁場(chǎng)可用類似渦旋電場(chǎng)的原理加以描述，在此不作深入探討。就渦旋電場(chǎng)與渦旋磁場(chǎng)的關(guān)系而言，因?yàn)榉€(wěn)恒磁場(chǎng)的有旋無源性和靜電場(chǎng)的有源無旋性，所以渦旋磁場(chǎng)比渦放電場(chǎng)更本質(zhì)，也就是說渦旋磁場(chǎng)是本質(zhì)，渦旋電場(chǎng)是伴隨渦旋磁場(chǎng)產(chǎn)生的現(xiàn)象。在電磁學(xué)中，我們所看到的是電產(chǎn)生磁，但是更深入一層，到物質(zhì)微觀世界的內(nèi)部，渦旋磁場(chǎng)比渦旋電場(chǎng)更基本，或者說在宇宙、在

19、物質(zhì)世界的終極層面，磁場(chǎng)比電場(chǎng)更基本。3.3.3. 電子、質(zhì)子是特殊的電磁現(xiàn)象并且可用麥克斯韋方程組加以描述、闡釋。射線是電磁波，它在重原子核附近可產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)，說明電子對(duì)產(chǎn)生過程這個(gè)本質(zhì)也是一種特殊的電磁作用過程，正、負(fù)電子以至正、負(fù)質(zhì)子這樣的客觀事物本質(zhì)也是一種特殊的電磁現(xiàn)象。既然正、負(fù)電子以至正、負(fù)質(zhì)子產(chǎn)生過程是一種特殊的電磁作用現(xiàn)象。那么，正、負(fù)電子以至正、負(fù)質(zhì)子這種特殊的電磁現(xiàn)象應(yīng)當(dāng)可以用描述電磁作用普遍規(guī)律的麥克斯韋方程組加以描述、闡釋。3.3.4. 電位移極矩是個(gè)向量。從數(shù)學(xué)表達(dá)式看電場(chǎng)強(qiáng)度E方向不是人們傳統(tǒng)認(rèn)為的從電子、質(zhì)子中心發(fā)出，即不是一個(gè)徑向向量，而是一個(gè)切向向量，因?yàn)?/p>

20、電子、質(zhì)子半徑相對(duì)于宏觀世界尺度非常之小，所以從宏觀來看，幾乎可以將電場(chǎng)強(qiáng)度E看成是一個(gè)徑向向量。3.3.5. 從外部看通過電子、質(zhì)子球表面的電位移通量（數(shù)值上等于該封閉面包圍的電子、質(zhì)子電荷）必對(duì)應(yīng)存在內(nèi)部環(huán)量。電子、質(zhì)子內(nèi)部環(huán)量是因，電位移能通量是果；或者說內(nèi)部環(huán)量是本質(zhì)，電位移通量是表象。3.4. 愛因斯坦認(rèn)為“物質(zhì)是由場(chǎng)強(qiáng)很大的空間組成，在這種新物理學(xué)中并非既有場(chǎng)又有物質(zhì)，因?yàn)閳?chǎng)才是唯一的實(shí)在”【10】顯然，在這里愛因斯坦把場(chǎng)看成是基本的物質(zhì)實(shí)體，粒子只是場(chǎng)在局域空間的凝聚。電位移極矩的存在以及電位移極矩所對(duì)應(yīng)的環(huán)量（即電子、質(zhì)子內(nèi)部的渦旋閉合電磁場(chǎng)）是愛因斯坦上述思想的最好的注解，如

21、果愛因斯坦當(dāng)初的思想是一種哲學(xué)的思考，本文對(duì)電位移極矩的存在以及電位移極矩所對(duì)應(yīng)的環(huán)量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)則是對(duì)上述哲學(xué)思想的深化，揭示了愛因斯坦“物質(zhì)是由場(chǎng)強(qiáng)很大的空間組成，在這種新物理學(xué)中并非既有場(chǎng)又有物質(zhì)，因?yàn)閳?chǎng)才是唯一的實(shí)在”這一哲學(xué)思想的數(shù)學(xué)原理。4電子、質(zhì)子半徑的新計(jì)算公式4.1.電子、質(zhì)子半徑的新計(jì)算公式從麥克斯韋方程組出發(fā)，可以得到適用于電磁學(xué)中的電磁場(chǎng)能量密度的表達(dá)式。假設(shè)電子、質(zhì)子內(nèi)在本質(zhì)就是攜帶能量的渦旋閉合電磁場(chǎng)，則這個(gè)表達(dá)式完全適用于描述電子、質(zhì)子內(nèi)部的渦旋閉合電磁場(chǎng)，電磁學(xué)文獻(xiàn)中已從麥克斯韋方程組出發(fā)推導(dǎo)出電磁場(chǎng)能量密度表達(dá)式11如下： （10）公式中：w為構(gòu)成電子內(nèi)部閉合運(yùn)

22、動(dòng)電磁場(chǎng)的能量密度，為介電常數(shù)，電子內(nèi)部取值等于真空介電常數(shù)88.854×10-121，為磁導(dǎo)率，電子內(nèi)部取值等于真空磁導(dǎo)率，E為電場(chǎng)強(qiáng)度，D為電位移矢量，H為磁場(chǎng)強(qiáng)度，B為磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度，在線性介質(zhì)中，= ，= 將E與H的比例關(guān)系代入上式，可得 12 （11）那么，可以推導(dǎo)出電子的內(nèi)部以電磁場(chǎng)形式存在的總能量即是以能量密度為被積函數(shù)、以為半徑的球體體積（電子）為積分區(qū)域的重積分運(yùn)算，得出電子內(nèi)部質(zhì)能的電磁場(chǎng)積分法表達(dá)式為： （12） 其中，用W表示電子內(nèi)部質(zhì)能（一般習(xí)慣用E表示能量，因另一些場(chǎng)合習(xí)慣用E表示電場(chǎng)強(qiáng)度，為免混淆，本文用W表示能量，E表示電場(chǎng)強(qiáng)度），為穩(wěn)定粒子（如電子、質(zhì)

23、子）球體體積13，為圓周率，為粒子球體的半徑；又，電場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式為： 14 （13）其中，表示電荷所對(duì)應(yīng)的電量為（此處不是光速，為電量單位庫侖）。根據(jù)狹義相對(duì)論質(zhì)能公式，電子的質(zhì)能還可以表達(dá)為： 15 （14）其中，在此處代表光速。將式（13）代入（12）得： （15） 將式（15）與（14）式聯(lián)立，得 （16） 由此，得出電子、質(zhì)子的半徑計(jì)算公式為： （公式：DRP-1）4.2.電子、質(zhì)子的半徑計(jì)算公式的意義4.2.1.電荷電量、真空介電常數(shù)、光速均為常數(shù)，只要知道粒子質(zhì)量就能算出粒子半徑；4.2.2.粒子質(zhì)量與粒子半徑成反比關(guān)系，粒子質(zhì)量越大，粒子半徑越小。5. 關(guān)于電子、質(zhì)子的能量、質(zhì)量

24、、電荷的本質(zhì)與聯(lián)系從電子與質(zhì)子的本質(zhì)就是質(zhì)能量子化的渦旋閉合電磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)能量能量密度公式、相對(duì)論質(zhì)能公式出發(fā)，推導(dǎo)出關(guān)于電子、質(zhì)子能量、質(zhì)量、電荷來源性質(zhì)的三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的公式以及一個(gè)新的宇宙常數(shù)，進(jìn)一步推導(dǎo)可以得出結(jié)論：電子、質(zhì)子的能量、質(zhì)量、電荷均起源于電子、質(zhì)子內(nèi)在渦旋電磁場(chǎng)，是同一事物的不同屬性或者說是同一事物不同的表現(xiàn)形式。由于篇幅所限，推導(dǎo)過程從簡(jiǎn)，暫列出四個(gè)重要公式如下：5.1.電子、質(zhì)子能量來源公式 （DRP-2） 該公式推導(dǎo)過程詳見上節(jié)；公式意義：5.1.1.公式左邊是對(duì)應(yīng)粒子質(zhì)量的質(zhì)量能；5.1.2.公式右邊反映的是對(duì)應(yīng)粒子的質(zhì)量能來源于粒子體內(nèi)的渦旋電場(chǎng)，粒子質(zhì)量能與粒子

25、體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的平方成正比，數(shù)值上等于以作為被積函數(shù)，以粒子球體體積作為積分區(qū)域的三重積分運(yùn)算。5.2. 電子、質(zhì)子質(zhì)量來源公式查電磁學(xué)理論公式 【16】 (17)可得， (18)即:公式意味著以光速運(yùn)動(dòng)的渦旋磁場(chǎng)B必然產(chǎn)生電場(chǎng)E，電磁強(qiáng)度E等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B乘以光速C。這個(gè)公式僅適用于同一事物內(nèi)相互感生的電場(chǎng)與磁場(chǎng)間，不適用于不同事物沒有直接關(guān)聯(lián)的電場(chǎng)與磁場(chǎng)間。將公式（DRP-2）兩邊同時(shí)除以光速的平方，可得： (19)將式 (18)代入，可得： （20） 即; （DRP-3） 公式意義：5.2.1.公式左邊對(duì)應(yīng)粒子質(zhì)量；5.2.2.公式右邊反映的是對(duì)應(yīng)粒子的質(zhì)量來源于粒子體內(nèi)的渦旋磁場(chǎng)，粒子質(zhì)

26、量與粒子體內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的平方成正比，數(shù)值上等于以作為被積函數(shù)，以粒子球體體積作為積分區(qū)域的三重積分運(yùn)算。5.3. 電子、質(zhì)子電荷來源公式 （DRP-4）這是將麥克斯韋方程組的積分形式的第一個(gè)方程即反映電場(chǎng)高斯定理的公式左、右兩邊互換得來，此式與電場(chǎng)強(qiáng)度公式 是等價(jià)的，只是表述方式、角度不同而已。公式意義：5.3.1.公式左邊是對(duì)應(yīng)粒子電量，與 （DRP-2）式、（DRP-3）式在數(shù)學(xué)形式上有很好的對(duì)稱性；5.3.2.公式右邊反映的是對(duì)應(yīng)粒子的電量來源于粒子體內(nèi)的渦旋電場(chǎng)，粒子電量與粒子體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度成正比，數(shù)值上等于以作為被積函數(shù)，以粒子球體表面積作為積分區(qū)域的二重積分運(yùn)算。5.5.電子、質(zhì)子

27、體外電場(chǎng)能量公式 （DRP-5）其中為電子、質(zhì)子半徑，只計(jì)算電子、質(zhì)子自身產(chǎn)生的體外電場(chǎng)中所儲(chǔ)備的能量，未計(jì)算電子、質(zhì)子體外的磁場(chǎng)、引力場(chǎng)中所儲(chǔ)備的能量.可得： （21）注：電子、質(zhì)子本體能量見第四節(jié)中式（16）： 公式意義：5.5.1.公式左邊對(duì)應(yīng)電子、質(zhì)子體外靜電場(chǎng)的電場(chǎng)能（電場(chǎng)能同時(shí)也對(duì)應(yīng)質(zhì)量）；5.5.2.電子、質(zhì)子體外靜電場(chǎng)的電場(chǎng)能（電場(chǎng)能同時(shí)也對(duì)應(yīng)質(zhì)量）是電子、質(zhì)子靜止質(zhì)量能的1.5倍；5.5.3.電子、質(zhì)子總能量是體外靜電場(chǎng)的電場(chǎng)能（電場(chǎng)能同時(shí)也對(duì)應(yīng)質(zhì)量）加上電子、質(zhì)子靜止質(zhì)量，電子、質(zhì)子總能量是粒子靜止質(zhì)量的2.5倍；5.5.4.電子、質(zhì)子作為個(gè)體而言，其本身的含義不現(xiàn)是其靜止

28、質(zhì)量本身，電子、質(zhì)子粒子本體加上其電場(chǎng)（理論上延伸至無限遠(yuǎn)）才是構(gòu)成電子、質(zhì)子的總體。換句話來說，電子、質(zhì)子的靜止質(zhì)量構(gòu)成電子、質(zhì)量的“本體”，電子、質(zhì)子外部電場(chǎng)構(gòu)成電子、質(zhì)子的“靈魂”。電子、質(zhì)子作為個(gè)體的“身體”而言，是其“本體”和“靈魂”的總和；5.5.5.萬事萬物都是相互聯(lián)系的，即萬事萬物（如粒子）既在其他事物（如粒子）的場(chǎng)中（“靈魂”）運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，其他事物又在自己的（如粒子）場(chǎng)中（“靈魂”）運(yùn)動(dòng)；5.5.6.力不是由玻色子傳遞的，力是場(chǎng)與場(chǎng)的相互作用，玻色子只是相應(yīng)場(chǎng)的擾動(dòng)產(chǎn)生的一種現(xiàn)象。例如，引力是引力場(chǎng)相互作用的結(jié)果，引力子是引力場(chǎng)擾動(dòng)的結(jié)果，引力子并不傳遞引力；電磁力是電磁場(chǎng)相

29、互作用的結(jié)果，光子是電磁場(chǎng)擾動(dòng)的結(jié)果，光子并不傳遞電磁力；5.5.7. 萬事萬物（如粒子）既在其他事物（如粒子）的場(chǎng)中（“靈魂”）運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，其他事物又在自己的（如粒子）場(chǎng)中（“靈魂”）運(yùn)動(dòng)，所以，萬事萬物（如粒子）通過場(chǎng)的作用既受其他事物影響又被其他事物感知，另一方面，萬事萬物（如粒子）通過場(chǎng)的作用影響和感知其他事物（如粒子狀態(tài)的改變）；場(chǎng)與場(chǎng)的相互作用不同玻色子的作用，它使萬事萬物（如粒子間）發(fā)生作用更直接，場(chǎng)使得事物具有“你中有我，我中有你”的奇妙性質(zhì)。量子通訊中糾纏態(tài)量子的相互作用就是最好的注釋。5.5.8.正因?yàn)槲镔|(zhì)粒子（如電子、質(zhì)子）體外電場(chǎng)能量（對(duì)應(yīng)質(zhì)量）是其靜止質(zhì)量能的1.5倍

30、，宇宙中暗物質(zhì)、暗能量很可能大部分來源于電磁場(chǎng)、引力場(chǎng)對(duì)應(yīng)的能量和質(zhì)量，另外一部分則來源于未知黑洞。5.5. 電荷量子化與粒子穩(wěn)定條件常數(shù)（或稱“上帝”常數(shù)） （DRP-6）公式（DRP-1）現(xiàn)在可以用粒子半徑等價(jià)描述。我們用一個(gè)新的符號(hào)代表（隱含“上帝”之義），這是一個(gè)反映宇宙根本規(guī)律的常數(shù)。 我們將代入得到=（千克.米），其意義為：5.5.1. 等于一個(gè)常數(shù)，這是電荷量子化條件； 5.5.2.滿足電荷量子化條件的粒子才是穩(wěn)定的粒子，也可以稱為粒子穩(wěn)定條件；5.5.3.普遍反映從電子、質(zhì)子到黑洞、宇宙的質(zhì)量與半徑反比關(guān)系，穩(wěn)定粒子（或稱穩(wěn)定質(zhì)量單元）質(zhì)量與粒子半徑成反比關(guān)系，即粒子質(zhì)量越大、

31、粒子半徑越小。6.電子、質(zhì)子半徑的新計(jì)算結(jié)果根據(jù)以上公式，產(chǎn)生的電子、質(zhì)子半徑計(jì)算值自然要接受實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，無論如何，畢竟這是我們?nèi)祟惖谝淮斡米约嚎偨Y(jié)出的純理論模型、推導(dǎo)出相應(yīng)公式計(jì)算出來的結(jié)果。如果結(jié)論正確，將對(duì)原子核物理、高能物理、黑洞物理、宇宙物理等帶來影響。比如，對(duì)質(zhì)子、中子、夸克、膠子以及核力本質(zhì)、核能來源、黑洞本質(zhì)、宇宙大爆炸等將會(huì)有新的理解。6.1.電子半徑的新計(jì)算結(jié)果6.1.1.查常用物理常數(shù)，電子質(zhì)量為：9.1096×10-31，代入（DRP-1）式，得：電子半徑為：re9.37×10-16（0.937費(fèi)米）新的計(jì)算結(jié)果是原有數(shù)據(jù)（經(jīng)典電子半徑2.8

32、5;10-15m）的約1/3，即原先估計(jì)的電子半徑是新計(jì)算結(jié)果的3倍。6.2.質(zhì)子半徑的新計(jì)算結(jié)果將質(zhì)子質(zhì)量代入公式（DRP-1），得：質(zhì)子半徑為：rp5.1×10-19（0.51阿米）6.2.1.質(zhì)子半徑新的計(jì)算結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過原先的估計(jì)，原來的估計(jì)質(zhì)子半徑是新計(jì)算結(jié)果的2353倍。6.2.2.質(zhì)子質(zhì)量是電子質(zhì)量的1800多倍，原來，人們以為質(zhì)子體積比電子體積要大得多，現(xiàn)在計(jì)算結(jié)果卻恰恰相反，電子的體積比質(zhì)子體積大得多。6.2.3.太陽直徑約是地球直徑的100倍，而電子半徑卻是質(zhì)子半徑的1800多倍。6.2.6.如果把電子的大小比喻成首都北京的鳥巢體育館，則質(zhì)子的大小不到一個(gè)籃球那么大

33、，大概和一個(gè)排球大小差不多。6.3.粒子內(nèi)部渦旋電場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向不同，則電荷變號(hào)。一般規(guī)定順時(shí)針方向帶負(fù)電，逆時(shí)針方向帶正電。電子內(nèi)部閉合渦旋電場(chǎng)強(qiáng)度：（即電子體內(nèi)渦旋電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到16萬億億伏每米，其強(qiáng)度之高遠(yuǎn)超想象）。7.對(duì)黑洞物理學(xué)和宇宙物理學(xué)的影響一個(gè)世紀(jì)以來，物理學(xué)家們一直在思考這個(gè)問題：支配著無限小規(guī)律似乎難以理解。然而，電荷量子化與粒子穩(wěn)定條件常數(shù)告訴我們情況不是這樣，公式似乎告訴人們，黑洞也好、宇宙也罷，都將遵守這一公式和從這一公式中得到新的認(rèn)識(shí)，這一認(rèn)識(shí)將掀起一場(chǎng)黑洞物理學(xué)和宇宙物理學(xué)的變革。7.1.從上述分析得出結(jié)論：宇宙本質(zhì)上就是超級(jí)黑洞，黑洞就是超級(jí)粒子。黑洞和宇宙都遵守能量

34、守恒、動(dòng)量守恒定律和電荷量子化與粒子穩(wěn)定條件常數(shù)（公式）。黑洞和宇宙的質(zhì)量能本質(zhì)上同樣來源于強(qiáng)大的的渦旋電場(chǎng)。7.2.以10倍于太陽質(zhì)量的黑洞為例，太陽質(zhì)量為1.99×1030，則此黑洞質(zhì)量為1.99×1031，其半徑由公式（米）。7.3.暫時(shí)估計(jì)我們生活其中的宇宙中約有近2000億個(gè)星系，小的星系有幾十億顆恒星，大的星系約有近4000億顆恒星，每個(gè)星系平均約有2000億顆恒星，恒星大約總共有:3-4百萬億億顆.即(3-4)×1022顆。取值3×1022 我們所處的太陽系中的太陽為中等大小的恒星，太陽的質(zhì)量為1.98892×10 33克。據(jù)上，

35、我們可以得到，我們生活其中的 宇宙中可見物質(zhì)的質(zhì)量: M1= 0.596676×1053kg. 其它物質(zhì)質(zhì)量(可能是暗物質(zhì)質(zhì)量):M2=2.819112×1053kg而我們可以看到的物質(zhì)只占宇宙總物質(zhì)量的17.46%左右。 其它物質(zhì)質(zhì)量(可能是暗物質(zhì)質(zhì)量)占宇宙總物質(zhì)量82.54%:得宇宙的總質(zhì)量M= 3.415788×1053kg。根據(jù)以上分析，則宇宙誕生時(shí)可以理解為一個(gè)超級(jí)大黑洞，這個(gè)質(zhì)量非常之大、半徑非常之小的超級(jí)大黑洞（或者說是超級(jí)粒子）的粒子半徑（米）。7.4.宇宙誕生的可能方式之一是2個(gè)渦旋電場(chǎng)方向相反、質(zhì)量相同的超級(jí)黑洞相遇發(fā)生爆炸。比如：其中1個(gè)是

36、帶1正電荷的超級(jí)黑洞和另1個(gè)是帶1負(fù)電荷的超級(jí)黑洞，因引力作用相遇，就如正負(fù)電子相遇一樣，兩個(gè)黑洞的內(nèi)的渦旋電場(chǎng)能量頓時(shí)釋放出來，這就是宇宙大爆炸。7.7.宇宙誕生的方式還有可能是2個(gè)渦旋電場(chǎng)方向相反、質(zhì)量不同的超級(jí)黑洞相遇發(fā)生爆炸。比如：其中1個(gè)是帶1正電荷的超級(jí)黑洞和另1個(gè)是帶1負(fù)電荷的超級(jí)黑洞，因引力作用相遇，同樣會(huì)發(fā)生宇宙大爆炸。只是相遇到爆炸的時(shí)間間隔比上面所說的2個(gè)質(zhì)量相同的超級(jí)黑洞相遇發(fā)生宇宙爆炸的時(shí)間間隔要長一點(diǎn)點(diǎn)。7.6.兩個(gè)渦旋電場(chǎng)方向相反的超級(jí)黑洞相遇發(fā)生爆炸本質(zhì)上可以理解為白洞（黑洞吸納物質(zhì)和能量，白洞拋出物質(zhì)和能量）。7.7質(zhì)子半徑的改變還會(huì)影響到中子星的體積等，因?yàn)?/p>

37、按照原來估計(jì)的質(zhì)子半徑估算的質(zhì)子質(zhì)量密度 17數(shù)量級(jí)，根據(jù)新的質(zhì)子半徑估算的質(zhì)子質(zhì)量密度是，相差非常之大。8.關(guān)于電子、質(zhì)子性質(zhì)的部分新公式及其物理意義從電子與質(zhì)子的本質(zhì)就是質(zhì)能量子化的渦旋閉合電磁場(chǎng)和電磁能量能量密度公式、電荷量子化與粒子穩(wěn)定條件常數(shù)出發(fā)，推導(dǎo)出系列關(guān)于電子、質(zhì)子性質(zhì)的新公式，由于篇幅所限，推導(dǎo)過程從略，列出公式如下：8.1.能量電荷比公式 （DRP-5）公式中出現(xiàn)，來源于球體體積與球體表面積比，意義尚不完全明確，公式意義試解讀如下：8.8.1.粒子內(nèi)部應(yīng)當(dāng)只有一股量子化的渦旋電磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，也有可能粒子內(nèi)部渦旋閉合電磁場(chǎng)組成的能量子分成3個(gè)或3個(gè)在內(nèi)部以光速作圓周運(yùn)動(dòng)，也

38、許這樣是穩(wěn)定的。這個(gè)公式可能反映出夸克的本質(zhì)就是3個(gè)在質(zhì)子體內(nèi)作運(yùn)動(dòng)的渦旋電磁場(chǎng)；8.8.8.和是同一個(gè)事物的體現(xiàn)出來的兩個(gè)方面性質(zhì)，粒子電荷來源于粒子內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為的閉合渦旋電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。8.2. 電子、質(zhì)子質(zhì)量與半徑關(guān)系公式 （DRP-6）上式中除粒子半徑外，均為常數(shù)，粒子半徑越小，粒子質(zhì)量越大。這條規(guī)律既適用于電子、質(zhì)子，也適用于描述黑洞和宇宙，成為與質(zhì)能公式一樣可作為計(jì)算粒子、黑洞、宇宙（超級(jí)黑洞）質(zhì)量的一個(gè)公式。8.3. 穩(wěn)定粒子能量電場(chǎng)比公式（能量電荷比公式的等價(jià)表述） （DRP-7）其他等價(jià)表述為：或： 8.4. 粒子內(nèi)部渦旋閉合電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)周期與自旋角頻率（角速度）公式粒子內(nèi)部渦旋閉合

39、電磁場(chǎng)組成的能量子以光速運(yùn)動(dòng)，內(nèi)部運(yùn)動(dòng)角頻率（渦旋閉合電磁場(chǎng)自旋角速度）為：粒子內(nèi)部渦旋電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)周期（以光速圓周運(yùn)動(dòng)一周時(shí)間）： （DRP-8）（等價(jià)地： ） 粒子內(nèi)部渦旋電場(chǎng)角速度（以光速每秒所做圓周運(yùn)動(dòng)次數(shù)） （DRP-9）8.5.粒子相對(duì)論性變頻常數(shù)（反映從射線光子轉(zhuǎn)化為電子的空間收縮效應(yīng)）為普朗克常數(shù),為射線中光子對(duì)在重原子核附近轉(zhuǎn)化為電子對(duì)時(shí)的頻率, （22）將代入，即： （23） 為電子內(nèi)渦旋電磁場(chǎng)頻率，得：，將常數(shù)代入，得： （24）即：電子內(nèi)渦旋電磁場(chǎng)頻率是射線中光子對(duì)在重原子核附近轉(zhuǎn)化為電子對(duì)時(shí)的頻率的倍。稱為粒子相對(duì)論性變頻常數(shù)。8.6. 粒子相對(duì)論性變頻常數(shù)與康普頓效應(yīng)、

40、德布羅意波的關(guān)系8.6.1. 電子的康普頓波長 （25）8.6.2.電子的德布羅意波長 （26）兩者在公式形式上是一致的，當(dāng)電子的運(yùn)動(dòng)速度等于光速（當(dāng)然，電子只能以接近但低于光速運(yùn)動(dòng)）時(shí)，兩式一致。8.6.3. 射線中光子對(duì)在重原子核附近轉(zhuǎn)化為電子對(duì)時(shí)的頻率所對(duì)應(yīng)的半波長 （27）得， （28）8.6.4. 康普頓波長與粒子相對(duì)論性變頻常數(shù)及電子半徑的關(guān)系 （29）8.6.5. 康普頓波長與精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的關(guān)系8.6.5.1.精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)：精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)是物理學(xué)中一個(gè)重要的無量綱數(shù)，常用希臘字母表示，精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)更接近于1/137。在索末斐模型中，不同角量子數(shù)的軌道之間的能級(jí)差正比于某個(gè)無量綱常數(shù)

41、的平方。這個(gè)常數(shù)來源于電子的質(zhì)量隨速度變化的相對(duì)論效應(yīng)。事實(shí)上，它就是基態(tài)軌道上電子的線速度與光速之比。根據(jù)玻爾模型，很容易推算出基態(tài)軌道上電子的速度為，它與光速之比，正是我們前面看到的精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的公式。因?yàn)樗紫扔伤髂╈吃诮忉屧庸庾V的精細(xì)結(jié)構(gòu)時(shí)出現(xiàn)，所以這個(gè)常數(shù)被稱為（索末斐）精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)。8.6.5.2. 量子理論以后的發(fā)展表明，精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)其實(shí)具有更為深刻的物理意義。無論是玻耳模型還是索末斐模型，它們都只是量子理論發(fā)展早期的一些半經(jīng)典半量子的理論。它們雖然成功地解釋了氫原子光譜及其精細(xì)結(jié)構(gòu)，但是在處理稍為復(fù)雜一些的具有兩個(gè)電子的氦原子時(shí)就遇到了嚴(yán)重的困難。以后薛定諤建立的量子波動(dòng)力學(xué)

42、對(duì)氫原子有了更好的描述。狄拉克又進(jìn)一步把量子波動(dòng)力學(xué)與相對(duì)論相結(jié)合起來，提出了電子的相對(duì)論性量子力學(xué)方程狄拉克方程。狄拉克方程不但更好地解釋了光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)認(rèn)為它是電子的自旋磁矩與電子繞核運(yùn)行形成的磁場(chǎng)耦合的結(jié)果，而且還成功地預(yù)言了正電子的存在。8.6.5.3.而描述光與電磁相互作用最為完善的理論，是量子電動(dòng)力學(xué)。量子電動(dòng)力學(xué)認(rèn)為，兩個(gè)帶電粒子（比如兩個(gè)電子）是通過互相交換光子而相互作用的。這種交換可以有很多種不同的方式。最簡(jiǎn)單的，是其中一個(gè)電子發(fā)射出一個(gè)光子，另一個(gè)電子吸收這個(gè)光子。稍微復(fù)雜一點(diǎn)，一個(gè)電子發(fā)射出一個(gè)光子后，那光子又可以變成一對(duì)電子和正電子，這個(gè)正負(fù)電子對(duì)可以隨后一起湮滅為光子

43、，也可以由其中的那個(gè)正電子與原先的一個(gè)電子一起湮滅，使得結(jié)果看起來像是原先的電子運(yùn)動(dòng)到了新產(chǎn)生的那個(gè)電子的位置。更復(fù)雜的，產(chǎn)生出來的正負(fù)電子對(duì)還可以進(jìn)一步發(fā)射光子，光子可以再變成正負(fù)電子對(duì)。而所有這些復(fù)雜的過程，最終表現(xiàn)為兩個(gè)電子之間的相互作用。量子電動(dòng)力學(xué)的計(jì)算表明，不同復(fù)雜程度的交換方式，對(duì)最終作用的貢獻(xiàn)是不一樣的。它們的貢獻(xiàn)隨著過程中光子的吸收或發(fā)射次數(shù)呈指數(shù)式下降，而這個(gè)指數(shù)的底，正好就是精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)?；蛘哒f，在量子電動(dòng)力學(xué)中，任何電磁現(xiàn)象都可以用精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的冪級(jí)數(shù)來表達(dá)。這樣一來，精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)就具有了全新的含義：它是電磁相互作用中電荷之間耦合強(qiáng)度的一種度量，或者說，它就是電磁相互作

44、用的強(qiáng)度。8.6.5.4. 康普頓波長與精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的關(guān)系式 （30）由此，可得： （31）公式的意義：康普頓波長與3倍電子周長之比等于光速與基態(tài)軌道上電子的速度之比，從另一角度可以理解為反映出的由直線前進(jìn)的光子收縮為電子時(shí)的空間收縮之比。 （32）可得， 即：公式（16）公式（30）、（31）、（32）與前面推導(dǎo)出的公式（16）以及與之相關(guān)的系列公式在邏輯上是相互包容、環(huán)環(huán)相扣的。8.6.6.原子內(nèi)的電子有三個(gè)層次的運(yùn)動(dòng)；一是電子圍繞原子核的運(yùn)動(dòng)，與之相對(duì)應(yīng)有電子軌道角動(dòng)量和軌道磁矩；二是電子有與自身德布羅意布波相聯(lián)系的自旋運(yùn)動(dòng)，與之相對(duì)應(yīng)有電子自旋角動(dòng)量和自旋磁矩（第二層次自旋運(yùn)動(dòng)）；三是

45、電子內(nèi)渦旋電磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，與之相對(duì)應(yīng)有終極自旋角動(dòng)量和自旋磁矩（第一層次自旋運(yùn)動(dòng)）。8.6.7. 粒子有與自身德布羅意布波相聯(lián)系的自旋運(yùn)動(dòng)說明，如果把電子、質(zhì)子比作渦旋電磁場(chǎng)量子的“今生”，而把光子比作渦旋電磁場(chǎng)量子的“前世”，“今生”的自由電子和自由質(zhì)子除了有內(nèi)部渦旋電磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)外，同時(shí)會(huì)自覺地圍繞“前世”光子的“影子”作相對(duì)應(yīng)的“圓周”與運(yùn)動(dòng)，與這個(gè)運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)形成了電子、質(zhì)子的自旋角動(dòng)量和自旋磁矩，因此，電子、質(zhì)子的自旋角動(dòng)量和自旋磁矩決不能理解為電子、質(zhì)子是圍繞自身軸線運(yùn)動(dòng)形成的。8.6.8.目前的量子力學(xué)只理解到電子兩個(gè)層次的運(yùn)動(dòng)，即電子圍繞原子核的運(yùn)動(dòng)和“自旋運(yùn)動(dòng)”，而且，對(duì)“自旋運(yùn)動(dòng)”的

46、實(shí)質(zhì)存在理解偏差。電子、質(zhì)子的“自旋運(yùn)動(dòng)”既有第一層次的自旋運(yùn)動(dòng)（內(nèi)部渦旋電磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)），也有第二層次的自旋運(yùn)動(dòng)。例如，質(zhì)子半徑是5.1*10-19米，但是因?yàn)橘|(zhì)子第二層次自旋運(yùn)動(dòng)的存在，自由質(zhì)子的康普頓波長為，也就是說自由質(zhì)子會(huì)在約空間尺度范圍做“圓周運(yùn)動(dòng)”并形成第二層次的自旋角動(dòng)量和自旋磁矩（即目前所理解的自旋角動(dòng)量和自旋磁矩）。第二層次的自旋的存在也是量子力學(xué)中“測(cè)不準(zhǔn)”關(guān)系存在的深層次原因。8.7.粒子內(nèi)部（或內(nèi)稟）自旋角動(dòng)量相當(dāng)于自旋角動(dòng)量，與粒子外部運(yùn)動(dòng)如電子繞原子核公轉(zhuǎn)的軌道角動(dòng)量相區(qū)別 （DRP-10） 無論電子還是質(zhì)子，其內(nèi)部自旋角動(dòng)量都是1.771*1010-37Kg.m2.

47、s-1這一常數(shù)值，這可從另外一個(gè)角度解釋的為什么不管電子還是質(zhì)子其電荷電量的絕對(duì)值都會(huì)等于1.602*10-19c這一常數(shù)，這兩者都之間是緊密相關(guān)的。8.8.粒子內(nèi)部（或內(nèi)稟）自旋磁矩相當(dāng)于粒子自旋磁矩，與粒子外部運(yùn)動(dòng)如電子繞原子核公轉(zhuǎn)的軌道磁矩相區(qū)別 （DRP-11）M為粒子內(nèi)部磁矩，I為粒子內(nèi)部渦旋電場(chǎng)E運(yùn)動(dòng)視同形成的電流I，S為粒子球體過中心橫截面積。為渦旋電場(chǎng)E運(yùn)動(dòng)一周視同通過的電荷，為粒子內(nèi)部渦旋電場(chǎng)E運(yùn)動(dòng)一周所需時(shí)間t。8.9. 粒子內(nèi)部（或內(nèi)稟）自旋磁矩與粒子內(nèi)部（或內(nèi)稟）自旋角動(dòng)量之比（回旋磁比率） （DRP-12） 量子力學(xué)文獻(xiàn)【16】指出，1925年G.E.烏倫貝克和S.A

48、.古茲密特受到泡利不相容原理的啟發(fā)，分析原子光譜的一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出電子具有內(nèi)稟運(yùn)動(dòng)-自旋，并且有與電子自旋相聯(lián)系的自旋磁矩。由此可以解釋原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)及反常塞曼效應(yīng) 。電子的自旋角動(dòng)量如圖，式中電子自旋S= 1/2。1928年P(guān).A.M.狄拉克提出電子的相對(duì)論波動(dòng)方程，方程中自然地包括了電子自旋。但不能科學(xué)完整地解釋粒子內(nèi)部（或內(nèi)稟）自旋磁矩與粒子內(nèi)部（或內(nèi)稟）自旋角動(dòng)量真實(shí)含義、深層次原因和動(dòng)力學(xué)機(jī)制。本文從與傳統(tǒng)量子力學(xué)不同的另一個(gè)角度得出的回旋磁比率公式，完整地解釋粒子內(nèi)部（或內(nèi)稟）自旋磁矩與粒子內(nèi)部（或內(nèi)稟）自旋角動(dòng)量真實(shí)含義、產(chǎn)生的深層次原因和動(dòng)力學(xué)機(jī)制問題。8.10.文章篇幅所限，不能對(duì)其它公式在本文中詳細(xì)說明。9.描述電子、質(zhì)子的有關(guān)物理參數(shù)估算表（計(jì)算公式推導(dǎo)過程從略）序號(hào)物理量電子質(zhì)子1粒子質(zhì)量同mo