电磁与引力作用形式对照(第八版)

率的物理常数），电 代表电场强度通量，磁 代表磁场强度通量，引代表引力场强度通量，量 代表量子场强度
通量， G 代表万有引力常数， c 代表光速， E电 代表电场强度， H 磁 代表磁场强度， B磁 代表磁感应强度， E引 代
表引力场强度， H量 代表量子场强度， B量 代表量子场感应强度，r 代表空间两个点相互之间的距离， R 代表物质
立球体，电容量 C 与真空介电常数 0 存在着 C 40R 的关系（ R 是球体半径），那么类似的，对于孤立球体的
质量
m
与对应的常数
c2 4G
也应该存在着
m
4
c2 4G
R
Rc2 G
的关系，也即 Gm
Rc2 。
这个公式清楚的表明了物质质量与所涵盖空间存在的基本关系，且并不只是臆测，其实际应用如下：由德布罗
以上推导表明物质在最小物理尺度下满足 Gm Rc2 关系。该公式同时说明我们在谈到物质质量的时候必须要考虑
相对论效应，因为以光子为例，它有波长，但是没有静止质量，只有运动质量，且动量公式 p mc 中的 m 也是指
的相对论效应下的质量。
众所周知，在物理学领域如果有什么度量值会是无限小或无限大的话，基本上可以确定这一定是错误的，正如
构成大厦的砂石再细微，也不可能是无限小。目前流行的宇宙大爆炸理论基础却是整个宇宙起源于一个空间无限小、
质量密度无限大的奇点，相当让人困惑。此外，同样经受住现代物理实验检验的相对论（确定论的产物）与量子力
学（不确定论的产物）也天然存在着不可调和的矛盾，相对论适用于宏观尺度而量子力学适用于微观尺度。我们该
G
Mm r2
，若令 1
c2 4G
，则有 F
G
Mm r2
4c2GMm 4c2r 2
Mmc 2 41r 2
。由质能方程可知
质量和能量等效，可得
Fc 2
1 41
E1E2 r2
（式中
E1
Mc2
， E2
mc2
）。因此将万有引力定律延伸，两个能量
物体相互之间具有引力效应，并有 Fc2
1 41
E1E2 r2
关系，也可以写成 GF
拥有的空间半径， f 代表频率， 代表角速度，两者关系为 2f ， 代表波长，并有光速 c f 和 2R ，
h 代表普朗克常数， 代表约化普朗克常数，两者关系为 h 2 ， Ep
c5 G 代表普朗克质量所拥有的能量。
类似于电容量 C 与真空介电常数 0 的关系以及电感量 L 与真空磁导率 0 的关系，引力场也应该存在着对应
正如运动的电场会展现出磁场效应一样，在四维时空中运动的质量物体除了引力作用外还会展现出量子效应。
电磁作用紧密相连，引力与量子也同样密不可分，呈现在人们面前就是波粒二象性。引力作用的确定性和量子作用
的不确定性两者同时存在，并以光速传播。光速既在引力作用中以物质的能级形式存在，也是量子作用中能量交换
的作用力。
电场
E 1 CU 2 2
C
磁场
E 1 LI 2 2
L
能级
U
I
场作用力 场通量
I C dU dt
电
Q 0
CU 0
场强度
E电
1 40
Q r2
U L dI dt
磁 LI
l H磁 dl I
真空常数
0
0
（不考虑） 引力场 （考虑）
（相对论效应）
E 1 mv2 2
（相对论效应）
E mc2
m
m m0
表电压， I 代表电流， v 代表速度， Q 代表电荷量， F 代表力， F3 代表三维力， F4 代表四维力（详细推导见附 录）， P 代表动量， P压 代表压强，W 代表功率， 0 代表真空介电常数， 0 代表真空磁导率， 1 代表引力介质 常数（引力场中类似电场里真空介电常数的物理常数）， 1 代表量子场介质常数（量子场中类似磁场里真空磁导
定律 a
F m
，a
代表加速度，那么量子场的场强加速度记作
a1 等于量子场作用力即光速 c
与量子场能量载体的比值，
即
a1
c
/
G 2c 4
2c 4 G
f
c 4 G
c4 4G
4
4 1
。另外通过普朗克能量与普朗克长度的比值可以得出，其
中蕴含的牛顿力的大小为 Ep / lp
c5 / G
G c3
c4 G
，这也是牛顿力的极值，即我们所能给出的最大牛顿力不超
电感值
L
8
L 可知
1 8
1 ，也就是单位长度电感与磁导率存在一个 8
系数的关系，因此合理推测 R
1 8
，
故量子感应强度值为
B量
1R H量
4G c4
1 8
c
c G
/
c Gc 2c4
2
G c3 。那么球体量子场通
量大小等于量子场强度与球体表面积的乘积，即 量
2
G c3
4R 2
2
G 2 c3
度，即普朗克长度、普朗克时间和普朗克质量。对于孤立球体，当物质质量大于普朗克质量 mp
c G 时，物质的
最致密状态（比如黑洞）服从 m
Rc2 G
关系，此时物质半径
R
与质量 m
成正比并大于普朗克长度 lp
G c3 ；若把
T 该物质看作一个量子，那么量子的物质波周期 2
小于普朗克时间 t p
G c5 ，一切行为表现为确定的（确定论）。
2R
的
物质形态（
D
是直径），其能量载体是类似电感的物理量
1l 8
4G c4
1 8
G 2c4
。另外，量子场中也同
样存在类似质能方程 E mc2 的关系式，从能量载体 m 与能级 c 之间的关系类比可以得到量子场中能级的物理量
值为
E
2c4 G
2c3 f G
c3 2 c G
c G。
类似磁场强度 l H磁 dl
GE1 rc 2
GE2 rc 2
的形式。
类似电场强度通量 电
CU 0
Q 0
，对应的引力场强度通量 引
mc 1
P 1
4Gm c
。类似
E电
1 40
Q r2
，
对应的则有引力场强度 E引
1 40
P r2
，有别于牛顿力学的是，引力场强度的物理单位并不是人们普遍认为的（米
/秒 2）而是（秒-1），这也是引力场中时间变慢效应的深层次原因。
当物质质量小于普朗克质量（也即物质能量小于 Ep
c5 G
）时，物质能量（量子）服从 E
hc 2R
关系，此时物质
波波长 2R ，物质波半径 R 与能量 E 成反比，并大于普朗克长度 lp
G
T
c3 ；量子的物质波周期 2 大于普朗克
时间 t p
G c5 ，一切行为表现为不确定的（不确定论）。
由万有引力定律 F
dv dt
m0
d d
sec sin
dv dt
。求导后可得
F4
m0
d d
sec sin
dv dt
m0
tan
sec cos
dv dt
m0
sin
sec3
dv dt
m0
v c
3
dv dt
，也可以写成
F4
P3 c
2
dv dt
或
F4

m
4
-
2
dv dt
的形式。
m0
，故 F3
dmv dt
dm0v dt
。若
设 sin
v c
，则有
sec
和 v c sin ，可得 F3
dm0v dt
dm0v dv
dv dt
dm0c sin sec dc sin
dv dt
。由
于静止质量 m0 和光速 c 不随时间和速度的变化而变化，因而在求导运算中可不参与求导并直接提取至项首，故有
电磁与引力作用形式对照（第八版）
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在我们生活的物质世界里，有四大基本相互作用：电磁相互作用、万有引力、强相互作用和弱相互作用，其中
电磁场和引力场、量子场有着极其相似的表现形式，这里谨列出几种场作用的形式对照，以便找出更深层次的联系。
/ 能量形式 能量载体
过这个限值。
与电磁学中的
LC
振荡电路类似，引力场与量子场也在相互转化。由电磁学中无阻尼自由振荡方程
1
LC 可
知，引力场与量子场也存在类似的关系，即
1 '
m
G 2c4
。根据德布罗意公式
p
mc
h
（其中
p
是动量），
有 m
h
1
c ，代入上式可得量子场圆频率 '
T 2
m
G 2c4
hG 2c5
G c5 。
怎么理解这些现象？既然实验证实这两种理论在各自的领域都是正确的，那么就应该承认它们是正确的理论，也许
只是因为我们对时空的特质还不了解所以才会产生困惑。举个例子，我们知道水这种物质在 4℃时密度为最大，大
于 4℃时表现为热胀冷缩，而小于 4℃时则表现为热缩冷涨。类似的，宏观尺度与微观尺度的分界点就是普朗克尺
意公式可知
h p
h mc
，其中
p
是动量， h
是普朗克常数， m
是质量， c
是光速，
是波长并有
2R
，这里的