有關量子的系列論述

1、有關量子的系列論述 1.“量子”是什么“量子”是在其“本身體積”內有一定的“質量(=結合能)、動量、能量(包括各種，動能、位能、化學能、生物能，等)”，的“粒子”。一切物體(包括從各種原子、分子到星體、黑洞)都有一定的“質量、動量、能量”，與其它物體的作用，都可看作其質量集中于其質量中心“點”，有一定時空或空間長度(位置、距離)，的“量子”。一切帶(正或負)電的物體都有相應的電荷量(可按量綱分析表達為相應的質量)、動量、能量，與其它帶電物體的作用都可看作其電荷量集中于其電荷量，中心“點”，有一定時空或空間長度(位置、距離)，的“量子”。一切電中性物體都是由等量的正、負電荷彼此中和的結

2、果。它們內還可包含各種“微觀量子”(包括各基本粒子、原子、分子等等)。特別是隨著各種情況、條件的不同和變化，還會產生各種“不同特性”和相應“不同”的“量子”，均需具體分析、論證、區(qū)分。2.不同的時空矢量，決定相應“量子”的不同特性一切物體都是各類“量子”。一切物體都在宇宙運動，宇宙的特性，決定，相應各類量子的特性。什么是“宇宙”？早在我國戰(zhàn)國時期哲人尸佼在其著作尸子中寫道:“上下四方曰宇；古往今來曰宙”。就已經根據實際觀察、分析辯證唯物精辟、全面、簡明地給出了“宇宙”，也就是“時空”的確切定義?！翱臻g”就是“上下四方”的“宇”共3維，“時間”就是“古往今來”的“宙”，僅1維；時間也是空間各維的

3、參量。宇宙、時空都是向量。上下四方即：宇、空間，的各方向都可有，正、反的雙向；古往今來即：宙、時間，只有一個方向，不能“今”往“古”去，只是單向。現(xiàn)在我們就是采用：“整數(shù)”的正、負“1”，表達空間的雙向、“虛數(shù)”的“i”， 表達時間的單向?？臻g與時空都是矢量，空間是其3維都可有正、反雙向的矢量，時間是1維單向的矢量。還特別強調4“方”，即：是“正交系”。于是按“平直坐標”，就一切物體都有4維時空長度(位置、距離)1線矢：r(4)1線矢=ir00基矢+rjj基矢,j=1到3求和=ir00基矢+r(3)(3)基矢，當r0<<r(3)，r0可忽略，成為：r(3)1線矢=rjj基矢,j=1

4、到3求和，當r0>>r(3)，r(3)可忽略，成為：r(0)1線矢=ir00基矢，然而最初時古今中外，人們生活、實踐、觀測“天象”都只是限于所謂“絕對時間”概念，“時間”只是各3維空間矢量的產量，坐標系沒有“時軸”，的“經典物理學”。由于邁克爾遜光學實驗表明經典物理學必然的伽利略變換不成立，引起的危機，才由愛因斯坦以狹義相對論糾正所謂“絕對時間”概念，采用閔可夫斯基矢量表達4維時空長度(位置、距離)1線矢得到解決。其時軸分量是：ict，c為所在介質中的光速，這是時軸分量由“光子”傳送的情況。類似地對于時軸分量由“聲子”傳送的情況，其時軸分量應是：iv*t，v*為所在介質中的聲速。這

5、樣4維時空長度(位置、距離)1線矢就有了其時軸分量分別由光速或聲速表達的2種即：r0=(c或v*)t，(c或v*)分別是所在介質的(光或聲、熱輻射)速度。因而4維時空長度(位置、距離)1線矢，就分別表達為：r(4)1線矢=i(c或v*)t0基矢+rjj基矢,j=1到3求和=i(c或v*)t0基矢+r(3)(3)基矢，一切物體就都有長度(位置、距離)和時間，還都有質量，還可以有各物理量的“微分”。早在戰(zhàn)國中期，我國哲人莊子及其后學所著道家經文莊子·，天下就有名言“一尺之捶，日取其半，萬世不竭”，意思是：一尺長的棍棒，每日截取它的一半，永遠也截不完。形象地說明了事物具有無限可分性。當然我

6、們知道任何材料的棍棒，每日取一半，到分子大小之后，就連材料的性質都變了，早已不是“棍棒”，但即使直到最后成為“電子或正電子”已不能再分，也仍然是“萬世不竭”，仍然沒有“完”，是完全正確的“論斷”。特別重要的是，這已經有了“無窮小”的概念，也就是微分的確切概念！表明：早在戰(zhàn)國中期，我國學者就在其著作中非常明確、形象、確切地提出了“微分”概念！現(xiàn)在我們就在任何1個數(shù)量或標量a前面加個“d”表示它的微分，就有微分：da，函數(shù)的微積分就須計及其是否連續(xù)，例如對于df(t)/dt，就還必須考慮2個相關的無窮小量、，如果從變量t變到t+，相應的函數(shù)f(t)變到f(t+)，而f(t+)-f(t)，能夠=，函

7、數(shù)f(t)就是“連續(xù)的”，就有函數(shù)f(t)的微分，如果變量在某處tn，f(t+)-f(t)，不能夠=某無窮小，該函數(shù)f(t)的連續(xù)性就終止于該點而其微分，僅能適用于其連續(xù)區(qū)。就有：長度(位置、距離)或時間的微分dr或dt，可作用于任意矢量或標量的時間導數(shù)矢量或標量=d矢量或標量/dt，可與任意同類矢量叉乘或點乘的偏(3)1線矢=偏x基矢/偏rj,j=1到3求和，x按叉乘或點乘的規(guī)律選取、求和，偏(4)1線矢=-i偏x基矢/偏(c或v*)t+偏x基矢/偏rj,j=1到3求和，x按叉乘或點乘的規(guī)律選取、求和，3.統(tǒng)一地區(qū)分、表達各類物理量的“量綱”由于有以上的各類物理量，因而可用3類物理量的“量綱

8、”，即：長度(位置、距離)L、時間T、質量M，統(tǒng)一地區(qū)分、表達各類物理量的“量綱”。例如：速度LT(-1)，動量MLT(-1)，力MLT(-2)，能量ML2T(-2)，等等，但是在不同情況下各“基本量綱”、“生成量綱”，都有“維”和“性質”，以及有關的“參數(shù)”和“參量”的“同”和“異”，都必須注意：予以“區(qū)分”，例如：能量ML2T(-2)的2個L，必須是相同的“維”和“性質”的，而力矩ML2T(-2)的2個L，必須是不同的“維”的，面L2，體L3的2個、3個L，都必須是不同的“維”的，時軸的r0=(c或v*)t=速度LT(-1)，乘時間T的T，必須是相同“性質”的，引力常量G是有“量綱”的，普

9、朗克常數(shù)h，是無“量綱”的，都必須區(qū)分清楚。而且對于“維”的區(qū)分，還可以根據不同的情況分別采取曲線坐標、極坐標，復指數(shù)函數(shù)等予以“變換”、“消除”。由“量綱分析”，還可檢查有關物理量公式的正確性。判定、區(qū)分各物理量的基本特性也才能判定、區(qū)分相應條件下各類“量子”相應的基本特性。4.經典物理學，3維空間矢量表達的各種物理量當r0<<r(3)，r0可忽略，成為：r(3)1線矢=rjj基矢,j=1到3求和，經典物理學決定“量子”基本特性的“質量、動量、能量”各分量函數(shù)都是局限于3維空間矢量導出的。即：速度1線矢=r(3)1線矢的時間導數(shù)：v(3)1線矢=drjj基矢/dt,j=1到3求和

10、=vjj基矢,j=1到3求和，“量綱”：LT(-1)，動量1線矢=質量m乘v(3)1線矢：p(3)1線矢=pjj基矢,j=1到3求和=mvjj基矢,j=1到3求和，“量綱”：MLT(-1)，運動力1線矢=動量p(3)1線矢的時間導數(shù)：f動(3)1線矢=dpjj基矢/dt,j=1到3求和=f動jj基矢,j=1到3求和，“量綱”：MLT(-2)，能量標量：E(3)=dr(3）1線矢(=微分r(3)1線矢)，點乘，f動(3)1線矢，由r(3)0到r(3)，積分?！傲烤V”：ML2T(-2)，4m0=0和m0不=0的“量子”4維時空動量矢量有：運動質量m=m0/1-(v(3)/(c或v*)2(1/2)的

11、特性，因光子、聲子和熱輻射的速度v(3)分別為，c或v*，就又把“量子”區(qū)分為：靜止質量m0不=0的電中性量子、帶正或負電荷量子和m0=0的光子、聲子和熱輻射3類，共5種量子。大量m0不=0的，電中性量子、帶正或負電荷量子，在不同能級躍遷的“集體表現(xiàn)”就分別是，振動波、電磁波；大量m0=0的光子、聲子和熱輻射，時空統(tǒng)計的“最可幾分布函數(shù)”就分別是光波、聲波和熱波。它們分別由不同的設備和方法產生或探測到，也可分別在一定范圍內，由人的視、聽、觸，覺，感覺到。由于后3類，光子、聲子和熱輻射，都有m0=0、m=0/0，各相應物理量的數(shù)值都不能，由相應的m或m0表達，須由其能量，h頻率(光、聲或熱輻射)

12、，即：大量同種量子，統(tǒng)計形成的光波或聲波和熱輻射的“頻率”和速度c或v*，分別表達為：各相應的，能量(光、聲或熱輻射)=h頻率(光、聲或熱輻射)，動量(光、聲或熱輻射)=h頻率(光、聲或熱輻射)/(c或v*)，質量m(光、聲或熱輻射)=h(光、聲或熱輻射)頻率/(c或v*)2，(c或v*)，是所在介質的(光、聲或熱輻射)速度。由于任何m0不=0量子的速度都遠遠小于光子，因而只要有光子參與的過程，就不滿足經典物理學的“近似條件”，就必須按時空矢量表達、處理相應的各物理量。這也正是邁克爾遜“光學”實驗造成經典物理學危機的原因；但是，m0不=0量子的速度卻可以大于相應介質中的聲或熱輻射的速度，而形成

13、超聲、爆震波、熱爆等現(xiàn)象和問題。這種分別由電中性量子、帶正或負電荷量子，在各自相應的不同能級躍遷集體表現(xiàn)的光波(注意：也包括這種光波！)、聲波或熱波，都只能在相應的介質中傳播；而m1 “如此”分別輻射的，m0=0，的，光子(注意：也包括這種光子！)、聲子或熱輻射子，也都只能在各相應的介質中運動，都不能在真空或近似真空的太空中傳播、運動。4維時空矢量的矢量運算，就又導出：4、6、12維的各相應不同的動量和力，有各自相應不同的運動質量m與靜止質量m0，的關系式的，各自相應不同“特性”的“量子”。各“量子”的“特性”，都與相應的“力”有決定性的關系。都須從相應的各力矢量的特性具體分析。5.

14、3維空間各種力矢量決定的“量子”3維空間矢量有3“維”，有確定值的運動質量m，有電中性和帶正或負電荷，的2類“量子”。由此3維空間導出的力，有如下各種：運動力：f動(3)=ma，m是運動質量(慣性質量)，a是加速度，引力勢，s引(3)標量=km*/r(3)，k是引力常量，m*是引力質量，r(3)=rj2,j=1到3求和(1/2)，引力1線矢：f引(3)1線矢=偏(3)1線矢點乘于km*/r(3)=km*/r(3)2=m*a，a是加速度，偏(3)1線矢=偏x基矢/偏rj,j=1到3求和，x按叉乘，或點乘，的，規(guī)律選取、求和，因慣性質量m=引力質量m*，有：f引(3)1線矢=f動(3)，運動力、引

15、力都是只有空間3維分量，沒有時軸分量，有唯一的質量、動量、能量，沒有不同能級的“躍遷”，不會輻射或吸收任何m0=0的“量子”，也不會有任何“集體表現(xiàn)”或“時空統(tǒng)計”的，任何“波”。彈性力1線矢，都是電中性“量子”的：線f彈(3)1線矢=kr(3)1線矢，k是相應的彈性常量，面f彈(3)1線矢=kr(3)21線矢，k是相應的彈性常量，體f彈(3)1線矢=kr(3)31線矢，k是相應的彈性常量，其解，都是空間各相應的簡諧運動函數(shù)，大量m0不=0，的電中性量子，就有“空間3維”的“集體表現(xiàn)”的“振動波”，例如通常所謂“水波”；也有聲子、熱輻射，“空間”統(tǒng)計的“最可幾分布函數(shù)”，成為相應的“聲波”、“

16、熱波”，其能量也只能由h表達，但因沒有時軸分量，不是m0=0的量子，而沒有“波函數(shù)”的性質。這種“量子”，“聲波”、“熱波”都只能在相應的介質中運動、傳播，不能在真空或近似真空的太空運動、傳播。電荷量q1的靜電勢1線矢：s靜電(31線矢=q11線矢/r(3)q1與q2的靜電力1線矢=q2s靜電(3)1線矢的時間導數(shù)：f靜電(3)1線矢=q1q2v(3)1線矢/r(3)2靜磁力1線矢：f靜磁(3)1線矢=q2偏分1線矢叉乘s靜電(3)1線矢=q1q2(rl/rk)kl基矢,kl=123循環(huán)求和，由于，沒有，時軸，分量，它們也都是沒有m0=0，的“量子”大量m0不=0，的正或負電荷量子，就有“空間

17、3維”的，“集體表現(xiàn)”的，“電或磁，波”；也有“靜電”、“磁疇”，“空間”統(tǒng)計的，“最可幾分布函數(shù)”，成為相應的，“電波”、“磁波”。其能量也只能由h表達，但因沒有，時軸，分量，不是m0=0，的量子，而沒有“波函數(shù)”的性質。這種“靜電”、“磁疇”，“電波”、“磁波”，也都只能在電磁介質中運動、傳播，不能在真空或近似真空的太空，運動、傳播。以上的各種“量子”(相應的，聲子、熱輻射，除外！)的能量，都可表達為，每維，的熱能=kT，k是玻爾茲曼常量，T是絕對溫度。運動質量m，有確定值的，電中性的能量、動量、質量，還可分別表達為：mv*2/2、mv*、m，v*是其運動速度。帶正、負電荷，的“量子”，的

18、質量，由其正、負電荷量，按量綱分析相應地表達。還有：相應于3維“空間”的，有2維“折射”的， “聲子”和“熱輻射”。但是，請注意：它們都沒有，時軸，分量，不是m0=0，的量子，而沒有“波函數(shù)”的性質。它們的能量、動量、質量，就必須分別表達為：h、h/v*、h/v*2，h是普朗克常量，是其頻率，v*是其速度。其中，T是可連續(xù)改變的量，以它表達各種量子的能量，就可以，對相應的各“量子”，取平均值。而各量子的，頻率、質量、正負電荷量，卻都是非連續(xù)改變的量，都不可能對各量子取平均值的，都只能統(tǒng)計求得各相應的幾率，才能取相應的平均值。6.黑體輻射，熱振動與熱輻射，的有關規(guī)律這正是，“黑體輻射”

19、中，表達3維矢量熱振動、(一般情況沒有“聲子”，除非敲擊空腔壁、或與腔外聲源共振)、熱輻射，能量變化規(guī)律的情況，即：維恩位移定律：“輻射本領的最大值隨絕對溫度的升高，向短波方向移動，”，因僅反映絕對黑體的溫度與各頻率輻射能量的變化規(guī)律，因而，能對黑體輻射的整個能譜都符合。而維恩和瑞利-金斯，所給出的表達黑體輻射能量隨v、T，分布的， u(v,T)dv公式，都是按能量按自由度均分，黑體空腔內，熱振動有3維(3個自由度)，熱輻射有2偏振(2個自由度)，導出：單位體積，頻率間隔(v,(v+dv)內的能量分布：u(v,T)dv。瑞利-金斯以e=kT(與頻率v無關)代入u(v,T)dv=eg*

20、(v)dv，即得瑞利-金斯公式：u(v,T)dv=8hv2kT/c3，u(,T)d=8hkT/c2，維恩利用其維恩定律，即：u(,T)的2次微分=0時，1次微分可以表達為：u(,T)d=8hT/c2，就得到以下頻率形式表達的維恩公式：u(v,T)dv=8h3/c3。結果如圖所示：                                             

21、  維恩黑體輻射公式，在短波波段與實驗符合得很好，但在長波波段與實驗有明顯的偏離。瑞利-金斯黑體輻射公式在長波波段與實驗符合得很好，卻在短波范圍，能量密度則迅速地單調上升，同實驗結果尖銳矛盾，在物理學史上稱作"紫外災難"，它深刻揭露了經典物理的困難。這正表明：相應的一種聲子或熱輻射，的能量、動量、質量，必須以其頻率，分別表達為：h、h/v*、h/v*2，各維輻射能的數(shù)值，hv表達，就因各自的頻率v，是不變的，不能“按自由度均分能量”而出現(xiàn)的問題。普朗克1901年提出：輻射場能量密度，按波長的分布曲線的線性諧振子，諧振子的能量是不連續(xù)的，是一個“量子能量”

22、h的整數(shù)倍：En=nh，(n=1,2,3,，)，式中是振子的振動頻率，h是普朗克常量=6.62606896的觀點，卻符合按頻率能量特性的規(guī)律。根據這個觀點，由各頻率統(tǒng)計的最可幾分布得出的平均能量，代入u(v,T)dv，即導出普朗克公式，得到：u(v,T)dv=8h3/c3乘1/(e(h/(kT)-1)，就給出輻射場能量密度按頻率的分布(如圖)。當hv/kT，在不太高溫度，的條件下，過渡到維恩公式；在逐漸升高溫度，的條件下，熱輻射量子逐漸增多，趨近于瑞利-金斯公式，而精確地貼合于實驗得出的黑體輻射能量分布曲線。圓滿地解決了物理學史上的這一"紫外災難"，得到完全符合實驗的黑體輻

23、射(實際上普遍適用于熱、聲，各輻射)能量按頻率分布的公式，有重要的基礎理論意義與實際應用作用。7. 四維時空運動力矢量及其做功，又一種光子“量子”4維時空運動力1線矢(因v(3)可以超過v*，在此僅處理光子的有關問題：運動質量m=m0/1-(v(3)/c)2(1/2)f運動(4)1線矢=dm0ict0基矢+v(3)(3)基矢/1-(v(3)/c)2(1/2)/dt=im0dc/1-(v(3)/c)2(1/2)/dt0基矢+m0dv(3)/1-(v(3)/c)2(1/2)/dt(3)基矢=m0a(3)i1-(v(3)/c)20基矢+v(3)/c(3)基矢/1-(v(3)/c)2(3/2)，其模長

24、：f運動(4)=m0a(3)-1-(v(3)/c)22+v(3)/c2/1-(v(3)/c)23=m0a(3)2(v(3)/c)2-1/1-(v(3)/c)23，量綱：MLT(-2)，(4)=f運動(4)矢點乘dr(4)矢從r(4)1到r(4)2積分。其3維空間部分:f(3)(3)矢點乘dr3(3)(3)矢從r(3)1到r(3)2積分。f(3)(3)矢點乘dr3(3)(3)矢=m0(dv(3)(3)矢/dt)(1-(v(3)/c)2)(1/2)+(v(3)(dv(3)/dt)/c2)v(3)(3)矢)點乘dr(3)(3)矢/(1-(v(3)/c)2)(3/2)，因有：dr(3)(3)矢/dt=

25、v(3)(3)矢,dv(3)(3)矢/dt點乘dr(3)(3)矢=dv(3)(3)矢點乘dr(3)(3)矢/dt=v(3)dv(3)，dm=d(m0/(1-(v(3)/c)2)(1/2)=m0(dv(3)2/c2)/(1-(v(3)/c)2)(3/2),dE(3)=dmc2，E(3)=mc2，(此處m是運動質量)對于光子：動能E(3)=h(頻率/2)，運動質量m=h(頻率/2)/c2，對于3維空間靜止(v(3)=0)的粒子應是：dE(3)=dm0c2，E(3)=m0c2，(此處m0是靜止質量)其時軸部分:f00矢點乘dr00矢從r(0)1到r(0)2積分。f00矢點乘dr00矢=im0(dc(

26、0矢)/dt)(1-(v(3)/c)2)+c(0矢)v(3)(dv(3)/dt)/(1-(v(3)/c)2)(3/2)，時軸部分動能的改變量dE(0)：=f00矢沿位移的，時軸分量dr00矢方向所做的功dw(0)。f00矢點乘dr00矢=m0(dv(0)/dt)(1-(v(3)/c)2)(1/2)+(v(0)v(3)(dv(3)/dt)/c2)/(1-(v(3)/c)2)(3/2)0矢點乘dr(0)0矢=m0(v(0)dv(0)(1-(v(3)/c)2)(1/2)+(v(0)dv(0)/c)2)/(1-(v(3)/c)2)(3/2)=m0(dv(0)2/2)(1-(v(3)/c)2)(1/2)

27、+dv(0)2/2c2)/(1-(v(3)/c)2)(3/2)=m0v(0)dv(0)(1-(v(3)/c)2)(3/2)=m0(dv(0)2/2)/(1-(v(3)/c)2)(3/2),因有：dr(0)0矢/dt=v(0)0矢,dv(0)0矢/dt點乘dr(0)0矢=dv(0)0矢點乘dr(0)0矢/dt=v(0)dv(0)，dm=d(m0/(1-(v(3)/c)2)(1/2)=m0(2dv(3)2/c2)/(1-(v(3)/c)2)(3/2),即有：dE(0)=-dmc2=-dE(3)，E(0)=-mc2=-E(3)，(此處m是粒子的運動質量)，即：輻射能的增加=結合能的減少=動能的減少，

28、就是相對論的：E=mc2。當3維空間速度趨于零，3維空間的動能也趨于零，而“時軸”部分的能量的變化就反映為靜止質量或結合能的改變。4維時空運動力矢量沿各相應的移動距離積分就導出：3維空間動能的增加與時軸分量結合能減少的差值=其輻射或吸收2個偏振、折射光子的能量。2個基本粒子結合成為1個新基本粒子或1個基本粒子分解成為2個新基本粒子，結合能的減少=其釋放的2個光子的能量，這也由各基本粒子結合與分解演變的實際規(guī)律所證實。無論是電中性的或帶正或負電荷的，2個基本粒子結合成為1個新基本粒子，或1個基本粒子分解成為2個新基本粒子，結合能的減少都是=其釋放的2個“光子”(都不是“聲子或熱輻射”)的能量。這

29、只是光子具有而“聲子或熱輻射”沒有的重要特性。而且如此輻射的“光子”及其“時空”統(tǒng)計的“光波”，是與介質無關，(還有激光器發(fā)射的激光、振蕩線路輻射和接收的光)可在“真空”或近似真空的“太空”運動、傳播的。由以上可見4維時空能量演變的一些基本規(guī)律，表明：這些涉及光子能量演變的問題都必須采用4維時空矢量才能解決。8.牽引運動參考系中心改變引起的坐標變換牽引運動是2個粒子，例如：A與B以其一的質量中心為參考系(坐標系)中心彼此牽引著的運動。當以A的質量中心為坐標系的中心，由A的質量(或電荷)中心到B的質量(或電荷)中心的距離矢量就是相應的牽引運動矢量。當坐標系的中心由A的質量中心改變?yōu)锽的質量中心，

30、就發(fā)生牽引運動矢量的變換。按幾何關系牽引運動矢量的變換應由相應牽引距離矢量的方向余弦各分量組成，的“正交歸一矩陣”決定。慣性牽引運動，因速度的時間導數(shù)=0，而可以由相應的，牽引速度矢量，的方向余弦各分量組成，的“正交歸一”矩陣決定，變換不隨時間改變。(8,1)2維空間牽引運動變換2維空間牽引運動矢量：r(2)=(r12+r22(1/2),v(2)=(v12+v22)(1/2),c=cosA=r1/r(2),s=sinA=r2/r(2),(按位置矢量)或c=cosA=v1/v(2),s=sinA=v2/v(2),(按速度矢量)由以*為中心變換到以為中心位置矢各分量，按相應變換矩陣的變換，是：r1

31、=cr1*-sr2* (按位置矢量)或 r1=cv1*-sv2* (按位置矢量)r2=sr1*+cr2*                       r2=sv1*+cv2*(8,2)3維空間牽引運動變換3維空間牽引運動矢量：(按位置矢量，類似地，有按速度矢量(略，下同)r(3)=(r12+r22+r32)(1/2),r(2)=(r22+r32)(1/2),cA=cosA=r1/r(3),sA=sinA=r(2)/r(3),cB=cosB=r2/r(2),sB=si

32、nB=r3/r(2),由以*為中心變換到以為中心位置矢各分量，按相應變換矩陣的變換，是：r1=r1*cA  -r2*sA    0r2=r1*sAcB+r2*cAcB  -r3*sBr3=r1*sAsB+r2*cAsB  +r3*cB以上可見，3維空間(即經典物理學)各維牽引運動矢量(包括力矢量)，的牽引運動的變換，都是伽利略變換。慣性牽引運動，變換不隨時間改變，相應不變的變換矩陣，仍然保持著原有空間或時空的幾何結構狀態(tài)；非慣性牽引運動，變換隨時間改變，實際上，產生了空間或時空的彎曲。因而，即使3維空間矢量的經典物理學，也出現(xiàn)(因為3維空間的非

33、慣性牽引運動也有時空彎曲，而此前未能認識其原因！)，長期未能解決，諸如：水星近日點進動、3體問題難度，等問題。(8,3)4維時空牽引運動m0不=0量子，4維時空矢量必須采用4維時空牽引運動的變換，并注意：各時軸，分量是虛數(shù)值；m0=0量子，是3維時空矢量，其空間部分只有2維，可類推得出，就不具體給出了。r(4)=(-r02+r12+r22+r32)(1/2),r0=vt，v=c(光)或v*(聲或熱輻射)，(下同)r(3)=(r12+r22+r32)(1/2),r(2)=(r22+r32)(1/2),cA=cosA=ir0/r(4),sA=sinA=r(3)/r(4),cB=cosB=r1/r(

34、3),sB=sinB=r(2)/r(3),cC=cosC=r2/r(2),sC=sinC=r3/r(2),由以*為中心變換到以為中心，相應的變換矩陣變換是：ir0=ir0*cA    -r1*sA    0        0r1=ir0*sAcB   +r1*cAcB -r2*sB    0 r2=ir0*sAsBcC+r1*cAsBcC+r2*cBcC-r3*sCr3=ir0*sAsBsC+r1*cAsB

35、sC+r2*cBsC+r3*cC還可以是：r(4)=(-r02+r12+r22+r32)(1/2),v(4)=(-v02+v12+v22+v32)(1/2),cA=cosA=r1/r(4),sA=sinA=r(3)/r(4),r(3)=-r02+r22+r32(1/2),cB=cosB=r(2)/r(3),sB=sinB=r3/r(3),r(2)=-r02+r22(1/2),由以*為中心變換到以為中心，相應的變換矩陣變換是：ir0=ir0*cA-r1*sA-r2*cB+r3*sBr1=ir0*sA+r1*cA-r2*sB-r3*cBr2=ir0*cB-r1*sB+r2*cA-r3*sAr3=i

36、r0*sB+r1*cB+r2*sA+r3*cA更簡單的是：ir0=ir*0  r*1  r*2  r*3，r1=-r*1 ir*0  r*3 -r*2，r2=-r*2 -r*3 ir*0  r*1，r3=-r*3  r*2 -r*1 ir*0當各個時空矢量的時軸分量或空間分量都不可忽略的情況下，對于m0不=0的量子就必須采用4維時空牽引運動的變換。慣性牽引運動各3角函數(shù)可由各速度函數(shù)代入是洛倫茲變換，變換不隨時間改變。只是由于4維時空慣性牽引運動的變換也不是經典物理學必然的伽利略變換，邁克爾遜光學實驗就造成了經典物理學的“危機”，愛因

37、斯坦以狹義相對論糾正所謂“絕對時間”概念，采用閔可夫斯基矢量表達4維時空長度(位置、距離)1線矢，自然合理地導出洛倫茲變換就使“危機”得到解決。對于非慣性牽引運動就不同于洛倫茲變換，變換也隨時間改變，而出現(xiàn)時空的彎曲，通常不變坐標系的矢量已不適用，因而廣義相對論就不得不放棄矢量，采用曲線坐標、黎曼幾何、度歸張量并類比靜電場轉變?yōu)殡姶艌龅囊?guī)律，導出“引力場方程”，這種嚴重缺陷造成把根本不是“引力波”的東西，當做所謂“引力波”的嚴重錯誤，至今仍在國際科技界流行，將在另節(jié)具體論證。本文第(1)集，已按“正交系”、“平直坐標”，給出，一切物體， 4維時空長度(位置、距離)1線矢：r(4)1線矢=ir0

38、0基矢+rjj基矢,j=1到3求和=ir00基矢+r(3)(3)基矢，時軸，為虛數(shù)，空間各軸，為實數(shù)，r0=(c或v*)t，(c或v*)是所在介質的(光速或聲速)。當r0<<r(3)，r0可忽略，成為：r(3)1線矢=rjj基矢,j=1到3求和，當r0>>r(3)，r(3)可忽略，成為：r(0)1線矢=ir00基矢，3維空間(還可有2維、1維空間)、4維時空(時軸1維，空間3維，還可有3維時空“時軸1維，空間2維”、2維時空“時軸1維，空間1維”)，由它們時間與空間的無窮小量以及連續(xù)性“函數(shù)”的“微分”、“積分”、“時間導數(shù)”、各維“偏分矢”，導出的各種物理學矢量和標量

39、以及各相應“量子”的各自不同的基本特性和相互關系。各種“量子”的相應物理量的可否“微分”時空、空間的統(tǒng)計。各維時空慣性、非慣性的“牽引運動變換”以及相應的“時空彎曲”、“可變軸矢系”。 “量綱分析”統(tǒng)一、區(qū)分各種性質的“物理量”、“量子”。還有：不同情況和需要下的“曲線坐標”、“極坐標”，“復變指數(shù)函數(shù)”，“仿射系”、“晶體元包系”等等的選用。一切物體都是“量子”，都在“宇宙”即“時空”運動，由其定義和特性導出4維時空、3維空間矢量、標量的各種物理量，并由其抽象出的“數(shù)”、“形”的各種運動、演變以及相應牽引運動變換的有關規(guī)律，物理、數(shù)學相互聯(lián)系、彼此配合成為最基礎的自然科學，是其它高

40、級自然科學以及社會科學的共同基礎。具體導出了m0不=0的電中性、帶正或負電荷的2種，m0=0的光、聲、熱輻射3種共5種“量子”，及其在不同情況的相關條件下，對各“量子”的“基本特性”的發(fā)展、變化。如此唯物辯證地從各種“基本粒子”演變、發(fā)展的規(guī)律特性到各種原子、分子，到各種氣、液、固，金屬、半導體、絕緣體等等的各種凝固態(tài)各種特性量子的全部“物理學”。特別是現(xiàn)有物理學尚無各維時空的矢量運算，不能具體導出相應的各維時空多線矢量，而上述的各項因素都隨各維時空多線矢量的不同而相應地變化，相應的各種“量子”都有不同的運動、演變“規(guī)律”，這個嚴重缺陷，就導致諸多國際流行的嚴重錯誤。都必須逐個具體創(chuàng)新，彌補其

41、缺陷、糾正其錯誤，才能正確認識、處理、使用各種“量子”(一切物體)，的各種問題。有關“量子”的系列論述(3)時空量子的“幾何特性”1.  時空長度(位置、距離)1線矢平直坐標的“幾何特性”r(4)1線矢=ir00基矢+r(3)(3)基矢，時軸分量ir00基矢，i是虛數(shù)符，單向，r0=vt，t是經歷的時間，v是傳播子速度，當傳播子是光子或聲子，v=(c或a*)，c或a*是所在介質中的光速或聲速，(下同)、3維空間分量r(3)(3)基矢，+、-，雙向，量綱：L，其模長的平方：(幾何特性)r(4)2=-(c或a*)t)2+r(3)2，有：1=-(c或a*)t/r(4)2+(r(3)/r(4

42、)2，令：(c或a*)t/r(4)=y/b，r(3)/r(4)=x/a，即有：(x/a)2-(y/b)2=1，是以x、y為相互正交軸的雙曲線，實軸長=2a；虛軸長=2b。3維空間1線矢：+、-，雙向，量綱：L，r(3)1線矢=rjj基矢,j=1到3求和，其模長的平方：r(3)2=r12+r22+r32，有：1=(r1/r(3)2+(r2/r(3)2+(r3/r(3)2，令：r1/r(3)=x/a、r2/r(3)=y/b、r3/r(4)=z/c，即有：(x/a)2+(y/b)2+(z/c)2=1，是以x、y、z為相互正交軸的橢球，3個軸長分別為；2a、2b、2c。3維空間1線矢或4維時空1線矢的

43、3維空間部分，r(3)(3)基矢，可分別有1、2、3，維，的情況(分別為橢圓周、橢圓、橢球，當a=b=c，分別為圓周、圓面、圓球)。各高維的位置矢量，其中奇數(shù)次時維作為時間軸，偶數(shù)次時維作為空間軸處理。位置r(4)1線矢=ir(4)00基矢+r(4)jj基矢,j=1到3求和4個變量：r(4)0、r(4)j, j=1,2,3，=ir(4)00基矢+r(4) (3)(3)基矢，i是虛數(shù)符，(2個變量：r(4)0、r(4)(3)，r0=vt，v是傳播子速度，t是傳播子經歷的時間，當傳播子是光子或聲子，vt=(c或a*) t， c或a*是所在介質中的光速或聲速，t是光或聲 經歷的時間，(下同

44、)r(4)2=-r02+r12+r22+r32=-(vt)2+x2+y2+z2，r(4)=-r02+r(3)2(1/2)，r0=vt，可簡表為：(r(3)/a)2-(vt/b)2=1，a、b，分別為其2個半軸長的雙曲線。其3維空間部分，r(3)(3)基矢，可分別有如前的1、2、3，維橢圓(圓)周，2、3維橢圓(圓)面積，3維橢球(球)體積，情況。當v(3)>>(c或a*),相應的，時軸，分量可以忽略，就只是3維空間的矢量。在既非 r(4)0<<r(4)(3)遠程，又非r(4)0>>r(4)(3)近程，的一般條件下，就必須計及時、空各維。2. 時空長度(位置、

45、距離)1線矢平直坐標的 “微分、積分”2.  時空長度(位置、距離)1線矢平直坐標的“幾何特性”“微分、積分”微分：無限地分出，某物理量部分，至極限(我國古代哲人莊子，就舉出了“一尺之棰日取其半永世不竭”)，量綱：該物理量的量綱，da，a為任意標量，量綱：a的量綱dA(n)x線矢，A(n)x線矢為任意n維x線矢，量綱：A的量綱，A(n)x線矢=i(A0正-A0負(有或無)0基矢+(Aj正-Aj負(有或無)j基矢,j=1到3(或，1到2、僅1、無)求和，維數(shù)總和=n，dA(n)x線矢=i(dA0正-dA0負(有或無)0基矢+(dAj正-dAj負(有或無)j基矢,j=1到3(或，1到2、

46、僅1、無)求和，維數(shù)總和=n，積分，須有各維的始、終限，對于多維，多矢量的情況，可能無法確定，曲線坐標,曲時空，符合物體幾何特性，容易選取積分條件，利于求積分例如：4維時空位置(長度、距離)1線矢(如下圖)表達為：r(4)1線矢=ircos0基矢+(rsincos)1基矢+(rsinsincos)2基矢+(rsinsinsin)3基矢，r(4)2=-r02+r12+r22+r32=-(vt)2+x2+y2+z2=-(rcos)2+(rsincos)2+(rsinsincos)2+(rsinsinsin)2，dr(4)1線矢=(idrcos)0基矢+(rsindcos)1基矢+(rcossind

47、cos)2基矢+(rcoscossind)3基矢，dr(4)=-(drcos)2+(rsindcos)2+(rcossindcos)2+(rcoscossind)2(1/2)，dr(3)1線矢=(drcos)1基矢+(rsindcos)2基矢+(rcossind)3基矢，模長，即，3維空間微分長度：dr(3)=(drcos)2+(rsindcos)2+(rcossind)2(1/2)，當由0積分到，r由a變到b；由積分到2，r由b變到a，由0積分到，r由a+b變到c；由積分到2，r由c變到a+b積分為橢圓周長=2(a+b+c)，當r不變(r=a+b+c)，積分為相應的圓周長=2r，(我國古代哲

48、人祖沖之，就已用“截圓法”和普適的“勾、股、弦”，計算出圓周率精確到7位有效數(shù)字，并與其兒子共同推導得出圓體積)相應橢球各維的微分面積的公式，分別為：12面：r2sincosdcossindcos23面：r2cos2sincosdcossind31面：2sincosdcos2sind相應橢球各維的微分面積，分別為：(a2+b2)/2、(b2+c2)/2、(a2+c2)/2，當r不變(r2=a2+b2、b2+c2、a2+c2)，各相應的積分圓面積都=r2，相應橢球表面的微分面積，為：(a2+b2+b2+c2+a2+c2)/2=(a2+b2+c2)，當r不變(r2=a2+b2+c2)，相應的積分球

49、表面面積=r2，相應橢球的微分體積：drr2 cossindsind當由0積分到，r由a變到b；由積分到2，r由b變到c，由0積分到，r由c變到a；由積分到2，r由a變到b，積分為橢球體積=4(a3+b3+c3)/3，當r不變r3=(a2+b2+c2)(3/2)，積分為圓球體積=4r3/3，這正是r(4)0<<r(4)(3c)的遠程條件下，經典物理學3維空間，任何2個物體的封閉系統(tǒng)，在相應各力作用下，都是圍繞其質量中心或電荷中心，作橢圓，特例為圓的空間軌跡運動，例如：各行星與相應恒星的運動軌跡、氫原子與其電子的運動軌跡；任何3個以上物體的封閉系統(tǒng)在相應力作用下，都是圍繞其質量中心或

50、電荷中心作橢球，特例為圓球的空間軌跡運動，例如：各行星與相應的衛(wèi)星、恒星的運動軌跡、各原子與其各電子的運動軌跡的根本原因。曲線坐標表達為：曲時空r(4)1線矢=ir(4)cos00基矢+(r(4)sin0cos1)1基矢+(r(4)sin0sin1cos2)2基矢+(r(4)sin0sin1sin2)3基矢，r(4)=(ir(4)cos0)2+(r(4)sin0cos1)2+(r(4)sin0sin1cos2)2+(r(4)sin0sin1sin2)2(1/2)，(sin0sin1cos2/a2)2+(sin0sin1sin2/a3)2+(sin0cos1/a1)2-(cos0/a0)2=1，

51、為以ia0,a1,a2,a3，分別為相應各半軸長的雙曲線，可簡化表達為：r(4)=-(r(4)cos0)2+(r(4)sin0cos1)2(1/2)，其第2項代表了原式的后3項，(sin0cos1/a1)2-(cos0/a0)2=1，為以ia0,a1，分別為相應各半軸長的雙曲線，相應雙曲線微分長度表達為：dr(4)1線矢=(idr(4)cos0)0基矢+(r(4)sin0d0cos1)1基矢+(r(4)sin0sin1d1cos2)2基矢+(r(4)sin0cos1sin2d2)3基矢，=(dr(4)cos0)0基矢+(ir(4)sin0d0)(3)基矢，模長：dr(4) =(idr(4)co

52、s0)2+(ir(4)sin0d0cos1)2+(r(4)cos0sin1d1cos2)2+(r(4)sin0cos1sin2d2)2(1/2)=(dr(4)cos0)2-r(4)2(sin0d0cos1)2+(cos0sin1d1cos2)2+(cos0cos1sin2d2)2(1/2)，注意：在0=0和，此雙曲線不連續(xù)，積分時，應扣除此2點。1由0 積分到，r(4)由a1變到a2；1由積分到2，r(4)由a2變到a3，2由2積分到3，r(4)由a3變到ia0；2由3積分到4，r(4)由ia0變到a1；積分為雙曲線周長=2(-a02+a12+a22+a32)(1/2)，(僅缺2點)當r(4)

53、不變，r(4)2=-a02+a12+a22+a32，積分為2直線(雙折線)段長=2r(4)，相應ir(4)0、r(4)(3)，雙曲線的微分面積：12面：r2sincosdcossindcos23面：r2cos2sincosdcossind31面：r2sincosdcos2sind01面：irdrsincosdcos02面：irdrcos2sindcos03面：irdrcos2cossind如此地積分(參看，長度和時空積的積分)，分別得到各相應的積分為雙曲線間面積=(a01+a22、a22+a32、a32+a12、-a02+a12、-a02+a22、-a02+a32)/2，(各，僅缺2點)當r(

54、4)不變r(4)2=( a01+a22、a22+a32、a32+a12、-a02+a12、-a02+a22、-a02+a32)，積分為2直線(雙折面)間面積=r(4)2，(僅，缺2點)整個雙曲線表面的面積=(a01+a22+a32-a02)，(僅，缺各2點)當r(4)不變(r(4)2=a01+a22+a32-a02)，積分為2直線(雙折面)間面積=r(4)2，(僅，缺2點)各相應體積的體積分別是：123體：r3sincos2dsincos2dcossind012體：ir2dr sincos2dcossindcos023體：ir2drcos3sincosdcossind031體：ir2drsincos2dcos2sind如此積分(參看，長度和時空積的積分)，得到各自相應的體積分別為：=4(a12+a22+a32、-a02+a12+a22、-a02+a22+a32、-a02+a32+a12)(3/2)/3，當r(4)不變(r(4)3=( a12+a22+a32、-a02+a1