引力作用和电磁作用的统一理论
统一理论 万有力与电磁力的统一
万有力与电磁力的统一云南云维股份大为制焦电仪黄兆荣摘要:本文从现有的电磁理论和万有引力理论出发,结合作者做的大量实验,证明统一理论中的电磁力与万有引力(万有力)的统一,万有力是电磁力,电磁力也是的万有力。
电磁力分为电斥力和电引力。
万有力分为万有引力和万有斥力,引力和斥力能相互转换。
关键词:万有引力万有斥力电引力电斥力万有力电磁力Unified theoryThe unification of gravitation and electromagnetic forceYunnan Yunwei big char Huang Zhao rong instrumentAbstract: This article from the existing electromagnetic theory and the theory of gravity, the author does a lot of experiments to prove the unity of the theory of electromagnetic force and gravitational force (million) of the unified, powerful force is electromagnetic force, electromagnetic force is also powerful. Electromagnetic force is divided into electric repulsion and electric force. 000 strong points are the universal gravitation and the universal repulsion, the attraction and the repulsion energy conversion.Key words: gravity, gravity, gravitational force, electromagnetic force一、概述:万有引力是任何物体之间的吸引力,数值很小,电磁力数值大,都是长程力。
引力与电磁相互作用的统一理论研究
引力与电磁相互作用的统一理论研究引力与电磁相互作用一直是物理学中的两大基本力之一。
从牛顿时代开始,人们已经发现了引力的规律,并成功地应用到地球上的物体运动、天体运动等领域。
而对于电磁相互作用,麦克斯韦方程组的发现和应用使之得到了长足的发展。
然而,虽然两者都被独立地描述和推导,但物理学家一直渴望能够找到一种统一的理论,将引力和电磁相互作用融合在一起。
引力与电磁相互作用是两种完全不同的力。
引力属于万有引力,其作用范围无限远;而电磁相互作用则是一种局域力,只在有电荷存在的范围内作用。
然而,根据相对论的理论,我们知道引力可以通过时空的弯曲来描述。
这一点将引力与电磁相互作用联系在了一起,并为寻找统一理论提供了可能性。
爱因斯坦的广义相对论为统一理论的研究提供了一个重要的契机。
广义相对论将引力等同于时空的几何形状,描述了质量和能量如何扭曲时空,并通过爱因斯坦场方程描述了质量和能量的分布与时空几何的关系。
广义相对论的成功使物理学家们对于统一理论有了更深的理解和探索。
然而,广义相对论只是对引力的描述,而未涉及电磁相互作用。
要实现引力与电磁相互作用的统一,我们需要在理论上找到一种描述电磁相互作用的方法,并将其与广义相对论相结合。
超弦理论就是一种可以实现这一目标的候选理论。
超弦理论认为,一切物质和力都是由超弦的振动形式产生的,包括引力和电磁相互作用。
超弦理论基于一种假设,即所有的基本粒子都是由一个维度更高的超弦振动模式产生的。
通过这种方式,超弦理论将引力和电磁相互作用统一在了一起。
超弦理论给出了一种全新的视角,它将物质和能量的本质揭示为超弦的振动,并通过自洽的数学框架描述了引力和电磁相互作用的统一。
然而,超弦理论仍然面临着许多困难和挑战。
首先,超弦理论预言了多个额外维度的存在,然而这些额外维度目前尚未观测到。
其次,超弦理论的数学框架非常复杂,需要进一步的研究和发展。
同时,由于目前实验上无法获得足够高的能量和精确的数据,验证超弦理论也非常困难。
统一场论
爱因斯坦梦断“大统一理论”?爱因斯坦发表了他最为得意之作——广义相对论之后,便开始了他的“统一之梦”。
大有“躲进小楼成一统,管他冬夏与春秋”之势,这一“统”就是三十余年,到死方休。
尽管统一场论一词始于爱因斯坦,但其思想却是始于麦克斯韦和法拉第的电磁场理论。
事实上,麦克斯韦方程就可算是电、磁、光三者的“统一”场理论。
在爱因斯坦刚建立广义相对论的年代,弱相互作用和强相互作用尚未登场。
爱因斯坦当时对前景应该是颇为乐观的,他也许想,电磁力和引力是如此相像:它们同样是远程起作用(上世纪30年代开始,就有了对近程起作用的、现在称之为“弱相互作用”的描述),都符合距离的平方反比率,只要能将电磁力融入广义相对论的引力框架中,不就大功告成,统一起来了吗?众所周知,爱因斯坦几十年大统一梦的努力以失败而告终。
以现在如笔者这样的马后炮观点看起来,爱因斯坦至少有两点缺失:一是低估了万有引力“桀骜不驯”的本性,二是选错了道,企图用经典场论,而不是量子场论来构建统一理论。
也就是说,爱因斯坦忽略了更深入研究他自己参与创建的量子理论,也更忽略了量子理论后来几十年的发展。
当年,量子力学中有了薛定谔方程和海森堡的矩阵力学,万有引力有了爱因斯坦的场方程,电磁作用有经典的麦克斯韦方程组。
三套马车分道扬镳、各行其是,的确应该将它们统一在一个单一的数学框架中,这是理论物理学家们喜欢玩的游戏。
量子力学的诞生和引力的几何化,是当年物理界触目惊心的两大革命,经典电磁学呢,在成功建立了麦克斯韦理论的基础上,正在忙忙碌碌地走向应用。
它造就了数不清的专利和许多杰出的工程师,揭开了电气工程中辉煌的一页。
对二十世纪初期的物理界而言,大多数理论朝着完善和推广量子力学的方向发展,风云激荡的时势,造出了一个又一个的量子英雄,诺贝尔在天国里也只好忙着发奖给这些对他闻所未闻的奇怪理论作出贡献的科学家们。
与电磁和量子领域非凡热闹的气氛相比较,广义相对论便显得孤独多了,它在默默地等待着天文学中更精确的实验验证资料。
引力公式和电磁力公式一样
引力公式和电磁力公式一样引力是自然界中最基本的相互作用力之一,它对宇宙的发展和物质的运动起着至关重要的作用。
在引力理论中,引力公式被广泛使用来描述物体之间的相互作用。
与引力公式类似,电磁力公式也起着类似的作用,描述了电荷之间的相互作用。
尽管引力和电磁力具有不同的性质和应用背景,但它们的公式却具有许多相似之处。
引力公式被称为牛顿万有引力定律,由英国物理学家艾萨克·牛顿于17世纪末提出。
根据牛顿的定律,两个质量为m1和m2的物体之间的引力F可以通过以下公式计算:F =G * m1 * m2 / r^2其中,G被称为引力常数,它的数值约为6.67430 × 10^-11 N·(m/kg)^2。
r是两个物体之间的距离。
这个公式表明,引力的大小与物体质量的乘积成正比,与距离的平方成反比。
电磁力公式则由麦克斯韦方程组描述。
根据库伦定律,两个电荷Q1和Q2之间的电磁力F可以通过以下公式计算:F = k * Q1 * Q2 / r^2其中,k被称为库伦常数,它的数值约为9 × 10^9 N·m^2/C^2。
r是两个电荷之间的距离。
电磁力公式与引力公式形式相似,都与物体之间的质量(或电荷)成正比,与距离的平方成反比。
引力公式和电磁力公式的相似之处不仅体现在形式上,还体现在数学上和物理上。
首先,它们都遵循相同的函数关系,即与质量(或电荷)成正比,与距离的平方成反比。
这种相似性使得科学家和研究者可以在研究物质相互作用时,使用类似的数学和物理原理。
其次,引力公式和电磁力公式都可以直接推导出其他的重要公式。
例如,一个运动的物体所受到的引力可以进一步分解为水平和垂直方向的分力。
根据牛顿的定律,在垂直方向上存在重力加速度,其大小可以通过以下公式计算:F_vertical = G * (m1 * m2 / r^2) * (m1 / (m1 + m2)) = G * m1 * g其中,g是地球表面的重力加速度,约为9.8 m/s^2。
特斯拉的引力动态理论
特斯拉的引力动态理论尼古拉•特斯拉博士的《引力动态理论》解释了万有引力和电磁力之间统一关系的一个理论(一个关于物质、以太和能量的模式)。
它是一个统一场理论,把所有基本的力统一起来(例如是所有物质之间的力)和粒子的反作用力,形成一个单一的理论框架。
介绍特斯拉的见解是,引力是研究者更加需要严肃对待的一种场效应。
在他公布这个理论的时候,他对爱因斯坦工作的批评被科学家认为是超过了理性的界限。
当这个理论被一些或其它无知的人争论的时候,它并没有改变众多被当时科学家假定为“新”以太理论的明显象征。
最初在1892年到1894年间发展这个理论的时候,他在进行着高频和高势能电流和电磁学的实验,随后并没有正式发表。
尽管这些原理指导着他未来的研究和实验,特斯拉还没有宣布他的理论,直到将近生命完结,对战争时期的努力感到失望的时候。
据报道,引力的动态理论在标准的特斯拉信息网中,既没有提到,也没有出现过,它仍然没有通过信息自由法案,还隐藏着。
引力的动态理论特斯拉在他81岁生日的时候(1937年6月10日)准备了一份发表声明,批评爱因斯坦的相对论。
以下是发表声明的一部分:“……假设身体作用于周围的环境,引起同样的弯曲变形,它在我的头脑出现的印象是,扭曲的空间必定反作用于身体,产生了相反的效果,使弯曲变直。
由于作用力与反作用力是同时共存的,接下来假设空间扭曲是完全不可能的——但是即使它存在,它也无法解释身体的运动,正如所观察的一样,它的假设无需空间扭曲。
所有关于这个课题的著作都是不重要的,注定要被遗忘。
所以,不认识到以太的存在,以及它在现象世界里发挥的不可缺少作用,所有对宇宙运作的尝试解释都是无用的。
”“我的第二个发现是一个最重要的物理真理。
正如我搜查过的,很长时间以来,用超过半打语言写成的所有科学记录中,没有找到任何的希望。
我认为是我自己最先发现这个真理,可以用以下的话来表达:除了在环境介质中获取能量以外,物质内并无能量。
”——尼古拉•特斯拉当特斯拉说出这句话的时候,-他已经“计算出一个动态引力的理论”很快地,他希望公之于世,据说在他死之前,他发表了细节。
三大基本力统一原理
三大基本力统一原理三大基本力统一原理,是描述自然界中三种基本力(重力、电磁力和强弱相互作用力)之间的关系和统一的理论。
这一理论的提出,为我们理解宇宙的基本规律提供了重要的线索。
本文将从重力、电磁力和强弱相互作用力三个方面展开讨论,探究它们之间的联系和统一原理。
重力是最为熟悉的一种基本力,它是质量之间相互作用的力。
按照牛顿的引力定律,两个物体之间的引力与它们的质量和距离有关,质量越大、距离越近,引力就越大。
重力是宇宙中普遍存在的力量,它主要负责地球围绕太阳的运动、月球围绕地球的运动等。
重力的作用范围是无限的,但是在微观尺度上,它的作用相对微弱。
电磁力是另一种重要的基本力,它是正电荷和负电荷之间相互作用的力。
根据库仑定律,两个电荷之间的电磁力与它们的电荷量和距离有关,同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引。
电磁力在日常生活中随处可见,比如磁铁吸引铁片、静电吸引等现象都是电磁力的表现。
电磁力的作用范围和重力一样,也是无限的,但是在原子核内部的电磁力要远远大于重力。
强弱相互作用力是作用在原子核内部的两种力。
强相互作用力是使质子和中子紧密结合在一起的力,它在原子核内部起着维持核的稳定性的作用。
弱相互作用力则主要负责一些放射性衰变等现象。
强弱相互作用力在微观世界中扮演着重要的角色,它们决定了原子核内部的结构和性质。
三大基本力统一原理的提出,试图将这三种基本力统一在一个框架下,解释它们之间的相互关系和共同性。
在现代物理学中,科学家们一直在探索着一种更加完善的理论,试图找到一个更加统一的力学模型。
超弦理论就是这样一种理论,它试图将引力理论和量子力学统一在一起,构建一个更加完整的物理学体系。
总的来说,三大基本力统一原理是现代物理学中一个重要的理论,它试图统一描述自然界中的三种基本力,揭示宇宙的基本规律。
重力、电磁力和强弱相互作用力是宇宙中的三大基本力,它们各自在不同的尺度和范围内发挥作用,但又相互联系,构成了丰富多彩的宇宙世界。
物理学的统一理论
物理学的统一场理论云南曲靖曲煤焦化黄兆荣一、概述:统一场理论是将宇宙中四种基本力:即引力、电磁力、强力、弱核力统一成一种力,强力最早认识到的质子、中子间的核力属于强相互作用力,是质子、中子结合成原子核的作用力,后来进一步认识到强子是由夸克构成的,强相互作用力是夸克之间的相互作用力。
强相互作用力最强,也是一种短程力。
强力是作用于强子之间的力,是所知四种宇宙间基本作用力最强的,其作用范围在10-15m范围内。
强相互作用克服了电磁力产生的强大排斥力,把质子和中子紧紧粘合为原子核。
强力是强大的引力,是质子和中子之间强大的引力,质子和中子还有小的斥力,如果没有斥力作用,那么质子和中子就成为一体了,要么是质子,要么是中子。
质子和中子之间还是有距离的,有空隙,那么就有物质,这种物质与原子核和电子之间的物质是同一种物质,与夸克之间的物质也是同一种物质,是电磁物质,只要有空隙的地方都有电磁物质,当然已经知道的这些粒子都是电磁物质的集合(聚集)。
弱核力是造成放射性原子核或自由中子衰变的短程力,作用于所有物质粒子,而不作用于携带力的粒子。
1967年伦敦帝国学院的阿伯达斯·萨拉姆和哈佛的史蒂芬·温伯格提出了弱作用和电磁作用的统一理论,弱核力(弱力)是电磁力。
是电子与质子之间的相互作用力,有引力也有斥力,二者之间也是有空隙(空间),空间中就有物质,当然也是电磁物质。
电磁力是处于电场、磁场或电磁场的带电粒子所受到的作用力。
引力,是指具有质量的物体之间加速靠近的趋势,任何两个物体之间都存在引力,任何两个物体之间都存在这种吸引作用.物体之间的这种吸引作用普遍存在于宇宙万物之间,称为万有引力。
质量表示物体惯性大小的物理量。
数值上等于物体所受外力和它获得的加速度的比值,有时也指物体中所含物质的量。
物质指不依赖于人们的意识而存在,又能为人们的意识所反映的客观实在。
是由原子、分子组成的。
分子是由组成的原子按照一定的键合顺序和空间排列而结合在一起的整体。
物理学中的统一理论及其应用
物理学中的统一理论及其应用物理学作为自然科学的一个分支,一直追求把所有的物理现象解释和统一起来,这也是物理学的终极目标之一。
为此,物理学家们一直在探索一种适用于所有物理现象的理论,即统一理论。
统一理论可以看作是把所有已知的基本力和物质粒子综合起来的一种理论体系。
本文将探讨统一理论的发展及其应用。
1. 统一理论的发展在物理学的发展过程中,人们得到了许多关于自然界的基本定律,如牛顿三定律、电磁学理论、量子力学、广义相对论等等。
这些定律描述了一些基本的物理现象,但它们只能在特定的范围内发挥作用,而且它们中的一些因素是互相矛盾的。
例如,牛顿力学适用于质量很大的物体,而在描述微观粒子时却失效了;电磁力和弱力可以统一为电弱力,而强力却无法与之合并。
这些问题导致了科学家们一直寻求一种能够统一解释所有物理现象的理论。
在20世纪,爱因斯坦提出了广义相对论,这是一个描述引力和重力的理论,但这只是物理现象的一部分。
因此,一些物理学家开始寻找另一种描述宇宙中所有物理现象的理论,这就是统一理论。
统一理论的目标是将所有基本力和物质粒子都综合到一个统一和简单的数学模型中。
在过去的几十年中,物理学家们提出了一些统一理论的候选者,例如,弦理论、超对称理论、梯度理论等等。
这些理论都试图将所有基本粒子和力合并到一个单一的框架中。
虽然这些理论都有自己的独特之处,但它们都存在着重要的缺陷,而且迄今为止没有一种理论能够完全解释所有物理现象,这也是物理学家们面临的最大挑战之一。
2. 统一理论的应用虽然统一理论还没有被证明是完整和正确的,但它已经对物理学的许多领域产生了重大影响。
2.1 粒子物理学粒子物理学是一个研究微观物理现象的领域,包括了基本粒子及其相互作用的研究。
统一理论在粒子物理学领域中意义重大。
它可以帮助物理学家们了解更多的粒子和它们之间的关系,还可以预测新的基本粒子的存在。
例如,弦理论预测了一些基本粒子的存在,这些粒子在现有的实验中还没有被探测到。
爱因斯坦统一场论
爱因斯坦统一场论爱因斯坦统一场论是指爱因斯坦在20世纪早期提出的一种物理理论,旨在统一描述引力和电磁力,并最终实现对整个宇宙的统一解释。
这一理论成为了现代物理学的重要基石之一,也被视为一种追求物理学的“圣杯”。
在当时,物理学家们已经成功地描述了电磁力和强力(即核力),但引力一直是一个相对较为复杂的问题。
爱因斯坦开始思考如何将引力与电磁力统一起来,以便更好地解释自然界的行为。
爱因斯坦在这个问题上的思考首先导致了他的广义相对论,这是他于1915年提出的一种描述引力的理论。
广义相对论认为,引力是由物体弯曲时所产生的时空弯曲效应导致的。
在这个理论中,物体在时空中的运动是由它们沿着曲线运动的结果,而这个曲线是由物体所在的时空弯曲决定的。
然而,广义相对论并没有将引力与电磁力完全统一起来。
为了继续追求统一,爱因斯坦在接下来的几十年里一直在寻找一个新的理论,能够同时描述引力和电磁力。
爱因斯坦的探索最终导致了他在20世纪50年代末提出的统一场论,也被称为“广义规范相对论”。
在这个理论中,爱因斯坦认为物质和场之间存在着相互作用,这些场包括引力场和电磁场。
他试图通过一系列方程来描述这些场的相互作用,并通过这种方式统一描述引力和电磁力。
然而,爱因斯坦的统一场论并没有得到广泛的认可。
尽管他的理论在数学上非常美观和一致,但它预言了一些与实验观测不符的现象。
此外,统一场论也没有解释其他基本力,如弱力和强力。
因此,爱因斯坦的统一场论并没有成为现代物理学的主流理论。
尽管如此,爱因斯坦的探索仍然推动了物理学的发展。
他的理论为现代理论物理学提供了重要的思想基础,并激发了后来许多物理学家对统一理论的追求。
由此衍生出的许多尝试,例如超弦理论和量子引力理论,都试图在更深层次上统一各种力量,并进一步解释宇宙的奥秘。
因此,爱因斯坦统一场论虽然在其本身尚未成功实现统一的目标,但它为物理学的进一步发展奠定了坚实的基础,并且仍然是研究力学和引力的重要参考。
四种基本相互作用力
四种基本相互作用力:1,万有引力万有引力定律:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比。
计算公式两个可看作质点的物体之间的万有引力[1],可以用以下公式计算:F=GmM/r^2,即万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。
其中G代表引力常量,其值约为6.67×10的负11次方单位N·m2/kg2。
为英国物理学家、化学家亨利·卡文迪许通过扭秤实验测得。
万有引力的推导:若将行星的轨道近似的看成圆形,从开普勒第二定律可得行星运动的角速度是一定的,即:ω=2π/T(周期)如果行星的质量是m,离太阳的距离是r,周期是T,那么由运动方程式可得,行星受到的力的作用大小为mrω^2=mr(4π^2)/T^2另外,由开普勒第三定律可得r^3/T^2=常数k'那么沿太阳方向的力为mr(4π^2)/T^2=mk'(4π^2)/r^2由作用力和反作用力的关系可知,太阳也受到以上相同大小的力。
从太阳的角度看,(太阳的质量M)(k'')(4π^2)/r^2是太阳受到沿行星方向的力。
因为是相同大小的力,由这两个式子比较可知,k'包含了太阳的质量M,k''包含了行星的质量m。
由此可知,这两个力与两个天体质量的乘积成正比,它称为万有引力。
如果引入一个新的常数(称万有引力常数),再考虑太阳和行星的质量,以及先前得出的4·π2,那么可以表示为万有引力=GmM/r^2两个通常物体之间的万有引力极其微小,我们察觉不到它,可以不予考虑。
比如,两个质量都是60千克的人,相距0.5米,他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿,而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍!但是,天体系统中,由于天体的质量很大,万有引力就起着决定性的作用。
在天体中质量还算很小的地球,对其他的物体的万有引力已经具有巨大的影响,它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上,它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。
大统一理论
统一理论大统一理论,又称万物之理,由于微观粒子之间仅存在四种相互作用力,分为万有引力(引力)、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。
理论上宇宙间所有现象都可以用这四种作用力来解释。
通过进一步研究四种作用力之间联系与统一,寻找能统一说明四种相互作用力的理论或模型称为大统一理论。
弱电统一理论:60年代格拉肖、温柏格、萨拉姆三位科学家提出弱电统一理论,把弱相互作用和电磁相互作用统一起来,这种统一理论可以分别解释弱相互作用和电磁相互作用的各种现象强、弱、电磁三种作用统一理论:70年代中期,人们进一步提出强、弱、电磁三种作用统一的大统一理论。
看电缆被短路电流烧融化的现象,照片如下:两根多芯10KV高压电缆在一起,一根高压电缆也有绝缘电阻减小,最后击穿,温度急剧升高,使屏蔽层烧融化,还与电缆桥架短路,电流速断动作跳闸,隔离刀闸粘死。
高压电缆由铜芯(导体)、绝缘层、半导体层、屏蔽层和外层组成,大电流产生大量热量,是很大的电磁力(电磁场)产生的,高电压、高温度使绝缘电阻减小。
谐波也能使绝缘层击穿,谐波是电磁波,有一次、三次、五次等奇次谐波。
谐波击穿绝缘层,在绝缘层上产生针孔一样的孔,从导体层向绝缘层辐射,是变化的电磁力使绝缘层分开形成孔。
电焊人人都见过,会发光、发热,还能发出声音。
电焊能够烧融化金属,工业电石炉能够烧融化焦炭、石灰、耐火砖等,当然还能气化这些物质,只是温度不同。
磨光机能把金属(物体)磨光,切割机能把物体切断。
工业生产当中还有很多装置使物体分分合合,工业生产就是使物质分分合合。
热量使物体、物质能够融合在一起,也能使物体、物质分开,只是温度高低不同。
当然也能使物体、物质气化,凝固,物质的三态变化由温度的高低决定。
温度高低不同,物质、物体的条件大小不同,也就是原子、分子之间的距离不同。
摩擦使物质的温度发生变化,摩擦有摩擦力,摩擦力使电磁力发生变化,引力、斥力发生变化,体积发生变化。
压缩、拉伸使体积变化,温度都会发生变化,反过来,温度变化,体积发生变化。
四种基本相互作用力
四种基本相互作用力:1,万有引力万有引力定律:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比。
计算公式两个可看作质点的物体之间的万有引力[1],可以用以下公式计算:F=GmM/r^2,即万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。
其中G代表引力常量,其值约为6.67×10的负11次方单位N·m2/kg2。
为英国物理学家、化学家亨利·卡文迪许通过扭秤实验测得。
万有引力的推导:若将行星的轨道近似的看成圆形,从开普勒第二定律可得行星运动的角速度是一定的,即:ω=2π/T(周期)如果行星的质量是m,离太阳的距离是r,周期是T,那么由运动方程式可得,行星受到的力的作用大小为mrω^2=mr(4π^2)/T^2另外,由开普勒第三定律可得r^3/T^2=常数k'那么沿太阳方向的力为mr(4π^2)/T^2=mk'(4π^2)/r^2由作用力和反作用力的关系可知,太阳也受到以上相同大小的力。
从太阳的角度看,(太阳的质量M)(k'')(4π^2)/r^2是太阳受到沿行星方向的力。
因为是相同大小的力,由这两个式子比较可知,k'包含了太阳的质量M,k''包含了行星的质量m。
由此可知,这两个力与两个天体质量的乘积成正比,它称为万有引力。
如果引入一个新的常数(称万有引力常数),再考虑太阳和行星的质量,以及先前得出的4·π2,那么可以表示为万有引力=GmM/r^2两个通常物体之间的万有引力极其微小,我们察觉不到它,可以不予考虑。
比如,两个质量都是60千克的人,相距0.5米,他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿,而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍!但是,天体系统中,由于天体的质量很大,万有引力就起着决定性的作用。
在天体中质量还算很小的地球,对其他的物体的万有引力已经具有巨大的影响,它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上,它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。
引力与电磁力的统一理论
引力与电磁力的统一理论引力和电磁力是人们日常生活中最为常见的两种力。
前者是指物体之间的相互吸引,后者则涉及到电荷之间的相互作用。
尽管它们的存在和运作方式已经被广泛接受,但科学家们一直在寻找一种能够统一这两种力的理论。
在经典物理学中,引力的运作方式是通过牛顿的普遍引力定律来描述的。
据此定律,两个物体之间的引力与它们的质量大小和距离的平方成反比。
而电磁力则是通过麦克斯韦方程组来描述的,包括电场和磁场之间的相互作用。
然而,当我们试图将这两种力同等地应用于微观和宏观的物理系统时,问题变得复杂起来。
爱因斯坦对引力的解释比牛顿的普遍引力定律更深入。
他的广义相对论建立了一种描述引力的几何方法,将引力看作是时空的曲率。
这种描述方式不仅解释了天体运动,还预测了宇宙加速膨胀和黑洞等现象。
然而,广义相对论并未涉及电磁力。
由于牛顿的引力定律和麦克斯韦方程组都无法兼容量子力学的原理,科学家们一直在寻找一种能够统一引力和电磁力的理论。
目前,最为有希望的统一理论是弦论。
弦论认为我们的宇宙是由相互作用的弦组成的。
这些弦可以是闭合的,也可以是开放的,而且它们的振动频率决定了粒子的质量和自旋。
弦论在尝试统一引力和电磁力的同时,还试图统一其他基本力,如强力和弱力。
弦论认为引力和电磁力都是由弦的振动所产生的,并且这些振动模式不同导致了不同的力。
引力是由闭合弦的振动模式所产生的,而电磁力则是由开放弦振动模式所产生的。
这种观点给我们带来了希望,即通过研究弦的振动模式和相互作用,我们可能会发现引力和电磁力的统一原理。
然而,弦论仍然面临许多困难。
首先,弦论需要引入超过三个空间维度,而我们只能感知到三个空间维度。
这就需要额外的维度来进行数学描述。
其次,弦论目前仅存在于一种数学框架中,尚未得到实验证实。
这导致了一些人质疑弦论的有效性。
尽管弦论还存在着许多问题,但它无疑是目前对引力和电磁力统一的最有前景的理论。
如果能够成功地统一这两种力,我们将能够更深入地了解宇宙的本质,并为未来的科学研究提供更大的可能性。
统一场理论在物理学中的应用
统一场理论在物理学中的应用引言统一场理论是一种试图统一描述物质和力的理论。
它认为存在一个普适的场,这个统一的场不仅可以解释物质的存在和性质,还可以解释力的作用和相互作用。
统一场理论的提出,极大地推动了物理学的发展和进步。
本文将介绍统一场理论在物理学中的应用,并探讨其在理论和实验研究中的重要性。
理论基础统一场理论的基础是爱因斯坦的广义相对论和量子力学。
广义相对论是描述引力的经典理论,量子力学则是描述微观世界的理论。
统一场理论将这两个理论统一起来,提出了一个统一的场来描述物质和力的相互作用。
在统一场理论中,物质和场是相互关联的。
物质通过场的存在和变化而产生力的作用和相互作用。
这个场是高度复杂的,它既包括了电磁场、强作用场和弱作用场,也包括了引力场。
通过统一场理论,我们可以更好地理解物质和力的本质,并预测它们的行为和相互关系。
统一场理论的应用宏观物理学在宏观物理学中,统一场理论可以解释和描述物质的运动和相互作用。
例如在天体物理学中,统一场理论可以解释星体的引力作用和星际物质的分布。
它还可以解释宇宙的形成和演化,以及宇宙背景辐射的产生。
通过研究统一场理论,我们可以更好地理解宇宙的起源和发展。
另外,在地球物理学中,统一场理论可以解释地球的重力场和磁场。
它可以帮助我们了解地球内部的构造和运动。
通过统一场理论,我们可以预测和解释地震、火山喷发等现象。
同时,在气候学中,统一场理论可以解释地球大气层中的气候变化和天气系统的运动。
通过研究统一场理论,我们可以更好地理解地球系统的变化和相互作用。
粒子物理学在粒子物理学中,统一场理论起到了关键的作用。
它可以解释和预测微观粒子的属性和相互作用。
例如,通过统一场理论,我们可以解释电磁相互作用、强作用和弱作用。
它还可以预测和解释新发现的粒子,如夸克、轻子等。
通过研究统一场理论,我们可以更好地理解微观世界的奥秘。
另外,在高能物理学中,统一场理论可以帮助我们理解粒子加速器中的粒子碰撞和产生的新粒子。
物理中的超弦理论简介
物理中的超弦理论简介超弦理论(Superstring Theory)是现代物理学中一个极具挑战性和吸引力的理论框架,旨在统一描述四种基本相互作用:引力、电磁力、弱核力和强核力。
它试图通过一种全新的视角来理解我们所知的宇宙结构和基本粒子,推动粒子物理学和宇宙学的发展。
一、基本概念超弦理论的核心概念是“弦”。
与传统粒子物理认为粒子是点状的观点不同,超弦理论假设所有基本粒子都不是点状实体,而是一些一维的“弦”。
这些弦可以振动,不同的振动模式对应不同类型的粒子。
例如,一个振动模式可能对应电子,另一个可能对应夸克。
弦的振动特性决定了该粒子的质量和其他物理特性。
1.1 弦的维度在超弦理论中,除了我们所熟悉的三维空间和时间维度之外,还引入了额外的空间维度。
根据不同的超弦理论,空间维度总数最多可以增加到10维或11维。
这些额外维度通常被认为是细致卷缩的,故而在日常生活中无法观察到。
二、历史背景超弦理论的起源可以追溯到20世纪70年代。
当时,物理学家们试图解决强相互作用中的一些难题。
1970年,意大利物理学家Gabriele Veneziano提出了一个与量子色动力学(QCD)相符的数学模型,这个模型后来被解释为描述弦的运动,是超弦理论发展的起点。
2.1 早期发展在随后的几年中,许多研究者认识到,该模型可以扩展到其他粒子的描述,从而使得它成为一种普适性的理论。
1984年,科学家们通过更深入的研究发现,多种不同类型的超弦理论实际上是可以相互转化的,这一发现被称为“二重性”(duality)。
此后,超弦理论经历了不断的发展与完善。
三、超弦理论的类型超弦理论可以分为五种主要类型,它们分别是类型I、类型IIA、类型IIB、 heterotic-SO(32) 和heterotic E8×E8。
虽然它们在某些方面有所不同,但都可以看作是同一个更深层次理论的一部分。
3.1 类型I 和类型II 理论类型I理论是一种非相互作用型弦论,它包含开放弦和闭合弦,允许存在奇特的规范对称性。
狭义统一场理论———论电磁力与强力、弱力、万有引力的统一
1电磁力与弱力的统一弱力:就是正负电子磁矩即磁场相互作用力。
当正负电子处在正方体对角线的两个对角上时,同时,正负电子的磁矩处在同一直线上,那么,正负电子之间产生的磁矩引力或磁矩斥力,在正负电子自身波动性的影响下,导致负电子被排斥出去或被弹射出去的力就是弱力。
1.1正负电子的结构介绍e ++e -=γ++γ-,同样,γ++γ-=e ++e -。
可得正负电子是由γ光子即电磁波组成的。
γ光子的结构如图3.2figure 3-2中图(1)所示,即γ光子是由电场波和磁场波组成:y (x ,t )=Asin2π(t T -x λ+Acos2π(t T -x λ)=Acos2π(vt-x λ)+Asin2π(vt-x λ)即,电场波E=E 0sinω(t-x v)和磁场波H=H 0cosω(t-y v ),从图上及电磁波的特性和实际γ光子的结狭义统一场理论-论电磁力与强力、弱力、万有引力的统一Special unified field theory-demonstration the electromagnetic force and thestrong force 、the weak force 、gravitational force unity曹焱Cao Yan合肥工业大学硕士研究生安徽合肥241002Hefei University of Technology postgraduate student Postcode:241002摘要:统一场理论共分为狭义统一场理论和广义统一场理论。
所谓狭义统一场理论就是指:电磁力与弱力、强力、万有引力的统一,即以电磁力为基本力,由电磁力延伸,通过数学计算和理论推导产生了强力、弱力、万有引力,以及由此理论推导而发现万有斥力的存在,即物质和反物质之间、正磁物质和反磁物质之间存在着万有斥力。
广义统一场理论就是指:从物质的结构和组成上的物质世界大统一,即世界大同理论,也就是说:首先由正负电子相结合形成一对γ光子,而一对γ光子又能形成一对正负电子,同时,正负电子的外表面是由正电场和负电场存在(γ光子就是由电力线和磁力线组成,正负电子外的正负电场可以看成是γ光子中的电力线组成),正负电子都存在着自旋磁矩,且自旋磁矩的值比正负电子外的正负电场按照光速自旋所产生磁矩要大近1000倍,即充分说明正负电子中存在着磁结构(γ光子就是由电力线和磁力线组成,正负电子中的磁场,即磁力线,可以看成是γ光子中的磁力线组成),除此之外再也没有发现任何第三种存在从正负电子相结合中发出。
理论物理领域中的超弦理论研究
理论物理领域中的超弦理论研究导言在物理学研究中,超弦理论是近十几年来备受关注的热门研究领域之一。
它是一种试图将四种基本相互作用(引力、电磁、强核力和弱核力)统一起来的理论。
本文将从超弦理论的发现历程、基本原理以及未来应用前景等方面进行介绍和探讨,旨在对超弦理论研究做一个系统性的介绍。
一、发现历程超弦理论最早是在20世纪60年代由美国物理学家韦纳(John Schwarz)和格林斯坦(Michael Green)提出的,他们发现在能量极高的情况下,原本被看作点状的粒子在物质运动中呈现出了弦状或环状的形态,并且通过这种形态,可以将四种基本相互作用统一起来。
因此,这一体系被命名为“超弦理论”。
伴随着该理论的提出,物理学领域也展开了一场对这一新体系的广泛研究。
二、基本原理1. 高维度:超弦理论认为,空间和时间的维度应该远超原本被我们所接受的三维空间和一维时间。
这里的高维度可以达到十个,甚至更多,而非传统的四维空间。
2. 弦:弦是超弦理论的基本单位,它是由震动的弦构成的。
而弦震动的频率则代表了不同的粒子,如低能量时产生的就是电子或夸克等粒子,而高能量时可能会出现新的粒子。
3. 统一理论:超弦理论认为四种基本相互作用,即引力、电磁、强核力和弱核力属于同一种力,他们的差异来源于它们在不同尺度下的表现。
3. 量子理论:超弦理论第五大原理是要将量子力学和类氢原子模型相结合,以实现将四种基本相互作用统一起来的目的。
三、应用前景超弦理论的研究对未来科学的发展有着重要意义。
它能够潜在地解决先前的物理上的悖论,如量子力学与引力的矛盾。
同时,超弦理论的发现也给物理学家新的方向和思路。
除此之外,超弦理论还有以下应用。
1. 宇宙学:可以解决早期宇宙起源的问题。
2. 物质结构:可以解释物质结构的来历和特性。
3. 星际旅行:可以提供基础研究,使人类更深入地了解宇宙。
4. 量子计算:超弦理论对于解决和优化现代计算机和通信技术中的一些瓶颈很有帮助。
大统一理论公式
大统一理论公式现在,人们发现微观粒子之间仅存在四种相互作用力,它们是万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力.宇宙间所有现象都可以用这四种作用力来解释.进一步研究四种作用力之间联系与统一,寻找能统一说明四种相互作用力的理论称为大统一理论.爱因斯坦在提出相对论以后,从20年代开始就致力于寻找一种统一的理论来解释所有相互作用,也就是解释一切物理现象,直到他1955年逝世.他几十年的努力虽未成功,但却激励了后人.地球膨裂说认为,要想搞清大统一理论公式,必须首先搞清为什么万有引力公式和库仑力公式中的常数G和K互换万有引力和库仑力相等要想搞清这一问题,必须搞清万有引力就是磁力。
现代科学证明:“任何物质都具有磁性,所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用”{1}。
科学中子星表面约10^8(T)、人体表面 3×10^(-10)(T){2}”。
连人体表面磁感应强度都 3×10^-10(T),这说明铅球和苹果也必然具有磁力,所以苹果坠地并不是被万有引力吸落的,而是被地球磁力吸落的。
因此万有引力是不存在的,万有引力就是磁力。
我们以原子核和电子间的万有引力和库仑力对万有引力公式和库仑力公式中的常数G和K互换万有引力和库仑力相等进行验证。
我们知道:G=6.67×10^-11、原子核质量为1.67×10^-27、电子质量为9.1×10^-31、原子核的电荷q1=1.6×10^-19、电子的电荷q2=1.6×10^-19、K=9.0×10^9。
常数G和K互换后原子核和电子间的库仑力G q1q2/r^2=6.67×10^-11×1.6×10^-19×1.6×10^-19=1.7×10^-48/r^2;常数G和K互换后原子核和电子间万有引力KMm/r^2=9.0×10^9×1.67×10^-27×9.1×10^-31 =1.36×10^-47/r^2。
引力与电磁场的统一理论探索
引力与电磁场的统一理论探索在物理学领域,引力和电磁场是两个极其重要的概念和力。
然而,几乎一个世纪以来,物理学家们一直在致力于探索引力和电磁场之间是否存在某种统一的理论。
这个问题的探索使得物理学的发展更加丰富多样,引发了一系列深刻的思考和实验研究。
首先,我们来看看引力和电磁场的不同之处。
引力是一种质量体之间的相互吸引力,而电磁场则是由电荷产生的相互作用力。
引力的表现形式是由爱因斯坦的广义相对论提出的,它认为引力是由于物质弯曲了时空而产生的。
而电磁场则是由麦克斯韦方程组描述的,它包括了电场和磁场的相互关系。
然而,尽管引力和电磁场在表现形式上有所不同,但也有很多相似之处。
例如,他们都是以场的形式存在的,都具有作用在物体上的力。
这使得一些物理学家认为,或许有可能存在一种理论,能够将引力和电磁场统一起来,揭示它们之间的共性。
一个著名的尝试是统一场论,它试图通过一个基本的场方程集合来描述和解释所有的基本力和粒子。
这个理论的代表是量子场论,它既描述了电磁场,也描述了其他基本粒子之间的相互作用力。
然而,统一场论并没有成功地将引力和电磁场结合起来,仍然存在很多难题和未解之谜。
另一个探索引力和电磁场统一的思路是超弦理论。
超弦理论认为,我们所熟悉的粒子实际上是由更小的、振动着的一维弦构成的。
这个理论认为,通过超弦的振动模式,可以同时描述引力和电磁场的性质。
然而,由于超弦理论的复杂性和数学困难,至今还没有找到确定的超弦理论模型。
引力与电磁场的统一理论探索也在实验方面取得了一些进展。
例如,人们通过观测引力波,验证了爱因斯坦广义相对论的预言。
引力波是由于重力井的波动而产生的,它提供了拓展引力理论的重要实证。
而在电磁场方面,一些实验也为电磁场的性质提供了新的认识。
虽然引力和电磁场的统一理论探索仍然面临着重重困难和挑战,但这个问题的探索过程本身也激发了科学家追求真理的勇气和创新的思维。
通过致力于寻找引力与电磁场的统一理论,物理学家们也在推动整个科学领域的发展,为我们更好地理解自然界的运行规律做出了巨大贡献。
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引力作用和电磁作用的统一理论内容提要本文回顾了引力作用理论和电磁作用理论发展的历史,简要叙述了正统理论基本相互作用理论。
指出了经典物理学和近代物理学的正统理论关于引力作用和电磁作用认识的盲区和误区。
揭示了质量和电荷,角动量与磁矩的内在联系。
探讨了引力作用和电磁作用机制。
确立了引力作用与电磁作用是自然界基本相互作用。
李鑫2012年3月12日目录1 引力作用理论和电磁作用理论历史的回顾2 近代物理学统一相互作用理论存在的困难3 关于引力作用和电磁作用认识的盲区和误区3.1 经典物理学引力作用和电磁作用认识的盲区和误区3.2近代物理学的正统理论关于引力作用和电磁作用认识的误区。
4 引力作用和电磁作用内在联系4.1质量与电荷的传统和正统正概念4.2. 质量和和电荷内在联系4. 2.1微观粒子的质量和电荷内在联系4.2.2天体的质量和电荷内在联系4.3 角动量和磁矩内在联系4.3.1 微观粒子角动量和磁矩内在联系4.3.2天体角动量和磁矩内在联系5. 引力作用机制5.1. 引力场理论5.2 微观引力场5.2.1 de Broglie假设5.2.2 微观引力场的基本相互作用5.3 天体引力场5.3.1 天体引力场现状5.3.2 天体自聚能与天体内部微观结构6 电磁作用机制6.1 电磁场理论6.2 微观电磁场6.3 天体电磁场1 引力作用理论和电磁作用理论历史的回顾16世纪丹麦天文学家B. Tycho对行星绕日运行作了长期的观测,记录了大量准确可靠的天文数据资料,他死后20年,由德国天文学家J. Kepler整理分析这些资料,在1609一1619年,先后公布行星运动三定律。
英国著名的物理学家I.Newton,英国科学家S.Hook 和荷兰物理学家C.Huygens都曾根据开普勒定律推测行星和太阳间存在和距离二次方成反比的引力,为此Hook和Newton还通过信,因此,对定律的首创权有过争议。
Newton还曾对晚年的忘年交斯多克雷说过,1666年他在家乡避瘟疫时,曾因见苹果从树上落地而想到地球对苹果的引力是否可延伸到月球。
此说传布很广,许多科学家深信不疑,并对牛顿为何推迟20年才发表万有引力定律有种种推测。
1687 年 7 月 Newton名著《自然哲学的数学原理》问世。
万有引力定律公开发表。
它和牛顿动力学三定律一起,构成了牛顿力学特别是天体力学的理论基础。
在Newton 以后,经过J.-L .Lagrange, P.-S. Laplace和S.-D.Poisson. 等人的卓越工作,建立起完整和谐的力学体系,经典引力理论被包括在经典力学体系之中。
19世纪中叶,描述电磁现象的基本实验规律:库仑定律、毕-萨-拉定律、安培定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律等已经先后提出,建立统一电磁理论的课题摆在了物理学家面前。
J.C。
Maxwell审查了当时已知的全部电磁学定律、定理的基础,提取了其中带有普遍意义的内容,提出了有旋电场的概念和位移电流的假设,揭示了电磁场的内在联系和相互依存,完成了建立电磁场理论的关键性突破。
1865年Maxwell建立了包括电荷守恒定律、介质方程以及电磁场方程在内的完备方程组。
麦克斯韦方程组关于电磁波等的预言在三十年后为德国物理学家H.-R. Hertz的实验所证实,证明了位移电流假设和电磁场理论的正确性。
它是物理学继牛顿力学之后的又一伟大成就。
荷兰物理学家H.-A.Lorentz于1895年提出了著名的洛伦兹力公式,完善了经典电磁理论。
经典电磁理论被包括在经典电动力学理论体系之中。
在星系和恒星世界,引力作用主宰着天体的运动,而电磁作用只是引力的vc阶(v是天体运动速度,c为光速)小量,在原子和分子世界,则是电磁作用的一统天下,引力作用强度只是电磁作用强度的3710 。
经典力学体系和经典电动力学体系都各自成体系,统一的物理理论不能允许这样两个体系毫无连系地并存着。
长期以来,统一引力作用和电磁作用一直是物理学家的追求目标。
首先,人们是利用以太概念,想把电磁作用纳入力学体系之内。
人们设想了形形色色的电磁以太机制,理论变得越来越玄妙,而问题和困难也越来越大。
德国物理学家H.-R. Hertz 审慎地抛弃了所有的力学推测,我们引用他自己的话来说明问题的实质:“所的物体,包括自由以太,其内部从静止的初始状态开始,可以受到我们称之为电的一些扰动和另一些我们称之为磁的扰动。
我们不知道这些状态变化的本质,而只知道由于它们存在而引起的现象。
”(M. 波恩著,《爱恩斯坦相对论》 P211 河北人民出版社出版,统一书号 13086.77)其次,人们用以太把电磁作用统一到力学体系内的努力受到挫折后,就想把力学统一到电动力学体系内,利用电磁质量代替力学的质量概念。
如ABrajam 曾假定电子的全部质量都是电磁质量,由此得出电子古典半径与原子核大小差不多。
现在我们知道ABrajam 的理论存在着许多严重困难。
综上所述,尽管物理学家们作了巨大的努力和发挥了巨大的创造才能,仍不能把电动力学纳入力学体系,也不能把力学纳入电动力学体系。
2 近代物理学统一相互作用理论存在的困难近代物理学关于自然界基本相互作用的观点是:“决定物质的结构和变化过程的基本的相互作用。
近代物理确认各种物质之间的基本的相互作用可归结为 4 种:引力相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用。
近代物理的观点倾向于认为 4种基本相互作用是统一的,物理学家正在为建立大统一理论超统一理论而努力。
引力相互作用所有具有质量的物体之间的相互作用,表现为吸引力,是一种长程力,力程为无穷。
其规律是牛顿万有引力定律,更为精确的理论是广义相对论。
在4种基本相互作用中最弱,远小于强相互作用、电磁相互作用和弱相互作用,在微观现象的研究中通常可不予考虑,然而在天体物理研究中起决定性作用。
按照近代物理的观点,引力作用是通过场或通过交换场的量子实现的,引力场的量子称为引力子。
电磁相互作用带电物体或具有磁矩物体之间的相互作用,是一种长程力,力程为无穷。
宏观的摩擦力、弹性力以及各种化学作用实质上都是电磁相互作用的表现。
其强度仅次于强相互作用,居四种基本相互作用的第二位。
电磁作用研究得最清楚,其规律总结在麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式中,更为精确的理论是量子电动力学。
量子电动力学是物理学的精确理论,按照量子电动力学,电磁相互作用是通过交换电磁场的量子(光子)而传递的,它能够很好地说明正反粒子的产生和湮没,电子、μ子的反常磁矩(见粒子磁矩)与兰姆移位等真空极化引起的细微电磁效应,理论计算与实验符合得非常好。
电磁相互作用引起的粒子衰变称为电磁衰变。
最早观察到的原子核的γ跃迁就是电磁衰变,其他还有如π0→γ+γ等。
电磁衰变粒子的平均寿命为 10-16~10-20秒(s)。
弱相互作用最早观察到的原子核的β衰变是弱作用现象。
弱作用仅在微观尺度上起作用,其力程最短,其强度排在强相互作用和电磁相互作用之后居第三位。
其对称性较差,许多在强作用和电磁作用下的守恒定律都遭到破坏(见对称性和守恒定律),例如宇称守恒在弱作用下不成立。
弱作用的理论是电弱统一理论,弱作用通过交换中间玻色子W 和0Z而传递。
弱作用引起的粒子衰变称为弱衰变,弱衰变粒子的平均寿命大于10-13s。
强相互作用最早认识到的质子、中子间的核力属于强相互作用,是质子、中子结合成原子核的作用力,后来进一步认识到强子是由夸克组成的,强作用是夸克之间的相互作用力。
强作用最强,也是一种短程力。
其理论是量子色动力学,强作用是一种色相互作用,具有色荷的夸克所具有的相互作用,色荷通过交换 8种胶子而相互作用,在能量不是非常高的情况下,强相互作用的媒介粒子是介子。
强作用具有最强的对称性,遵从的守恒定律最多。
强作用引起的粒子衰变称为强衰变,强衰变粒子的平均寿命最短,为 10-20~10-24s,强衰变粒子称为不稳定粒子或共振态。
”以上内容摘自《中国大百科全书(金山词霸版)》。
在近代物理学正统理论中,统一相互作用的理论是由主流学派和非主流学派沿着两个方向进行的。
一个方向是正统理论非主流学派代表人物 A.Einstein在广义相对论基础提出的统一场论.。
统一场论目的是要把电磁规律与引力规律合并在一个理论体系里,Einstein 希望用这种方法不仅可以得到形式上的统一,而且可以解释基本粒子的存在和它们的奇怪行为。
大多数科学家都怀疑他的这项工作。
直到他逝世时(1956年),他的目标仍像早先那样遥远。
另一方向是正统理论主流学派的统一理论。
主流学派的统一理论,其动力学理论基础是量子电动力学和量子场论。
这个统一理论是建立在强子分类八度法基础上的唯象理论,即逐三代轻子和三代夸克的标准模型。
唯象的统一理论主要有:S.Weinberg 和A.Salam 于1968年提出的弱电统一理论;以及在量子色动力学基础上,建立的统一描述弱相互作用、电磁相互作用和强作用的大统一理论等。
大统一理论不包括引力作用。
李政道先生讲:“不过单是弱电统一规范的标准模型就需要大约20个参数,……,另一个方面,把我们已有的理论看成实质上是唯象理论更为合适,毕竟,谁曾听说过,一个基本的理论要求20个左右的参数呢?”(〈美〉李政道著,《场与粒子》463页,山东科技出版社出版)3 关于引力作用和电磁作用认识的盲区和误区3.1 经典物理学引力作用和电磁作用认识的盲区和误区如前所述,数百年来理论力学与电动力学是两个平行的独立的学科。
在宏观体系中,质量和电荷在量上没有任何内在联系,这是人们的常识,也是人们认识的盲区。
在微观体系内,许多物理粒子都有自旋,电荷和磁矩。
根据《中国大百科全书》大气科学卷/大气物理学/大气电学/全球大气电平衡词条介绍,地球的电荷是515510 1.510e Q C =-⨯=-⨯CGSE 。
星系、恒星、行星、卫星,以及星际空间和星系际空间,都存在着磁场。
天体的磁场是怎样产生的?这是天体磁场研究的一个带根本性的重大问题。
从十九世纪末期以来,曾有许多天文工作者探讨这方面的问题,先后提出过好几种不同的学说,其中,转子学说认为,天体的磁场强度与自转速度成正比,而且还有人认为这是自然界基本规律之一,也是电磁场与重力场之间联系的具体表现之一。
这方面的代表人物是英国物理学家P.M.S.Blackett (布莱克特)。
布莱克特曾指出,天体磁矩P 和天体自旋角动量U 这两个物理量之间存在下列关系:P β= 上式中G 为引力常数,c 为光速,β是一个近似等于1的常数。
但是,布莱克特后来自己否定了转子学说理论。
根据上述观测事实,按照人们思维逻辑可以判断在微观体系和天体体系,质量和电荷,角动量和磁矩存在量上内在联系。
3.2近代物理学的正统理论关于引力作用和电磁作用认识的误区。