萬力之源
近代物理學(xué)認(rèn)為,自然界存在四種基本的相互作用:引力相互作用、電磁相互作用、強(qiáng)相互作用和弱相互作用。并認(rèn)為4種基本相互作用是統(tǒng)一的,目前物理學(xué)家們正在為此而努力。
1.爽子場(chǎng)及其內(nèi)部應(yīng)力
渦運(yùn)動(dòng)理論認(rèn)為,渦旋是一群繞公共中心旋轉(zhuǎn)的流體微團(tuán),它是渦量聚集的渦結(jié)構(gòu),稱作一個(gè)渦量場(chǎng)(童秉綱,尹協(xié)遠(yuǎn),朱克勤《渦運(yùn)動(dòng)理論》)。爽子流體形成的渦量場(chǎng)簡(jiǎn)稱爽子場(chǎng)。爽子場(chǎng)可分為無源場(chǎng)和有源場(chǎng),前者本質(zhì)是一種誘導(dǎo)場(chǎng)。
為了避免奇異性問題,渦運(yùn)動(dòng)理論中引入了渦核的概念。實(shí)際上單爽子渦環(huán)就是線渦模型中的渦核,它是爽子場(chǎng)自誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)子渦的渦核。這個(gè)渦核在系統(tǒng)相對(duì)論中被定義為cn粒子,相應(yīng)地,這個(gè)子渦稱作cn粒子的渦量場(chǎng),簡(jiǎn)稱cn場(chǎng),它是一個(gè)有源場(chǎng)。

cn場(chǎng)的場(chǎng)極呈對(duì)稱分布,這樣的場(chǎng)稱作極性場(chǎng),如圖1a所示。與之相對(duì),由若干N極和S極的子極構(gòu)成,且不同極性的子極呈相間均勻分布,這樣的場(chǎng)稱作中性場(chǎng),如圖1b所示。本質(zhì)上看,中性場(chǎng)是一種極性耦合場(chǎng),即極性場(chǎng)的一種特殊形態(tài)。
爽子流體是應(yīng)力張量σij為各向同性的流體,即:σij=-рδij。其中δij是Kronecker Delta,р是標(biāo)量,稱為壓強(qiáng)(馮元楨《連續(xù)介質(zhì)力學(xué)》)。換言之,cn場(chǎng)中某點(diǎn)在任意方向上的應(yīng)力張量σij可表示為:
σij=-р
爽子流體等價(jià)于恒溫理想氣體,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,用爽子密度(即空間密度)ρ代替氣體質(zhì)量密度,cn場(chǎng)中某點(diǎn)的應(yīng)力強(qiáng)度р可表示為:
р=kρ
其中k為爽子流體的應(yīng)力常數(shù)。由于空間密度ρ恒大于0,即有р>0,因此物質(zhì)世界是一個(gè)嚴(yán)格的正壓系統(tǒng)。
2.cn粒子之間作用力的復(fù)合力性質(zhì)

圖2 兩個(gè)cn粒子的偶合體
圖2是相互耦合的兩個(gè)cn粒子的剖面示意圖。凝聚在一起的兩個(gè)cn粒子的耦合渦環(huán),是以兩cn粒子為渦核的渦量場(chǎng),耦合渦環(huán)的應(yīng)力作用表現(xiàn)為兩cn粒子之間彼此牽引的作用力,稱作耦合力Fq。Fq可表示為:
Fq=∫p×dsq
其中sq為耦合面。另一方面,兩cn粒子的獨(dú)立渦環(huán)相互擠壓形變,形成一個(gè)剪切面sr。在剪切面上產(chǎn)生彼此排斥的應(yīng)力作用,稱作剪切力Fr。Fr可表示為:
Fr =∫-p×dsr
兩cn粒子之間的作用力F是Fq與Fr的合力,即:
F=Fq+Fr
sq、sr和p均隨粒子間距r變化而變化。當(dāng)兩粒子處于穩(wěn)態(tài)時(shí),r=rd,F(xiàn)q=-Fr,這時(shí)粒子受到作用合力F=0;當(dāng)粒子間距增大或減小時(shí),sr會(huì)相應(yīng)減小或增大 ,從而兩粒子之間表現(xiàn)出引力或斥力作用。這可以解釋“漸進(jìn)自由”的性質(zhì)。
3.作用力的統(tǒng)一與萬力之源
系統(tǒng)相對(duì)論認(rèn)為,一切物體歸根結(jié)底都是由cn粒子構(gòu)成,所有場(chǎng)歸根結(jié)底都是由cn粒子的場(chǎng)演化而來。
引力是指中性場(chǎng)之間的相互作用,電磁力是指電子或原子核的耦合極性場(chǎng)之間的相互作用,核力主要是指原子核中質(zhì)子中性場(chǎng)之間的相互作用,弱力是指處于共振態(tài)的原子核表面核子的較弱的核力。作用力的長(zhǎng)程或短程性質(zhì)是由它們的場(chǎng)源半徑(即場(chǎng)強(qiáng)衰減步長(zhǎng))所決定的。
可見,物理學(xué)上的四種基本作用力并不基本,它們本質(zhì)上都是爽子場(chǎng)之間的耦合力與剪切力的合力。從本質(zhì)上看,爽子場(chǎng)的內(nèi)部應(yīng)力是萬力之源。 責(zé)編/龐貝
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