终于搞定真空介电常数、磁导率、万有引力常数数值关系的证明
2026-05-23 17:02:54
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作者张祥前交流微信18714815159

前一段时间,我和合作伙伴葛林超、赵明明发现真空介电常数ε₀、磁导率μ₀、万有引力常数G、精细结构常数a,忽略量纲,其数值满足以下关系:

G =(1/ε₀)a²/c²= a² μ₀

这是一个经验公式,一直没有得到严格证明,下面给出证明过程。

设想物体粒子o点静止,处于笛卡尔坐标系原点,由o点指向空间中的动点p【p在统一场论是空间点,我们把空间分割成许多个小块,每一个小块叫空间点】的位置矢量为R , R和z轴的夹角为θ,p绕z轴均匀旋转运动,又沿z轴以矢量光速度C直线匀速运动,合在一起点p是以圆柱状螺旋式在运动。

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R在xy平面上的投影为r,在z轴上的投影为h, R sinθ = r ,Rcosθ = h

将R对时间t求导数得到的速度H = dR/dt,H在xy平面上的投影为V',沿z轴的分量我们用Vz表示。

在统一场论中,圆柱状螺旋式运动的直线运动部分是光速,所以Vz = C,C是矢量光速,方向可以变化,其数量为c,c不变。

沿环绕运动圆周的切线速度我们用V表示,数量为v。

有人认为H的速度超光速了,不合理。

这里H的速度是空间点的速度,描述空间本身运动速度, 不是真实物体粒子的运动速度,是可以超光速的,类似于电磁波动中相速度。

在统一场论中,精细结构常数a = v/c, v就是这个环绕速度,c是光速。也就是速度H的两个分量的比值。

这个是精细结构常数第一性的来源。

注意,精细结构常数还可以表示为a = v/c = r/h

r是R在 xy平面上的投影,h是R在z轴上投影。

在统一场论中,o点在周围产生的引力场A就是p点在xy平面上的向心加速度:

A= - r ω²

r是p点的环绕半径,ω是环绕运动角速度,ω方向沿z轴。

o点质量方程m = r v²/G

根据矢量叉乘运算法则:

A =(ω/c)(Vz×V)

在统一场论中,圆柱状螺旋式运动中的直线运动速度Vz等于矢量光速C。

在统一场论体系下,矢量光速C就是电场:

E = C

而磁场B为:

B =V/c

或者叉乘形式

B =V'×C/c²

注意,V'和V数量一样,方向不一样,方向垂直。V'是总速度H在xy平面上的投影,V是p点的环绕切线速度。

B和E满足以下关系:

B =V'×C/c²= V'×E/c²

统一场论对引力场、电磁场以上的认识是第一性原理,类似于人类第一次定义引力场,直接就把空间点加速度等于引力场,中间没有添加任何系数。

电场E其实就是空间点矢量光速C,磁场B 就是 V/c,现代物理理论中关于电场、磁场的定义式显得很复杂,只是在E与C、B与V/c之间填充了各种系数而已。

这个既有自然界客观规律的约束,也有我们人为认定的成分在里面,我们也可以用其他形式来定义电磁场和引力场公式,遵循的原则是:

不能破坏自然客观规律,

能够带入数值进去计算

公式中各个量要相互关联,

得到的公式要尽可能的简介。

几何形式要清晰明朗,

可以用不同的量纲,但是不能混乱。

下面来证明以上万有引力常数、真空介电常数、真空磁导率三个常数满足的关系。

我们列出统一场论中质量m和电荷q用时间空间的定义方程:

m = r v²/G

q = 4πε₀v’ ²c

下面我们要找到质量定义方程包含的引力场r v²和电荷定义方程中包含的电磁场v’ ²c之间满足的关系,通过这种关系我们找到质量和电荷之间的耦合常数。

否则,我们无法判断质量和电荷之间满足的定性定量关系。

在统一场论中,在以上的圆柱状螺旋式运动模型中,空间点的运动包含了波动形式。

引力场A是空间点沿xy平面加速旋转振荡,而电磁场是引力场在z轴上的传播过程。

电磁场就是一个波动过程,传播速度就是光速,引力场和电磁场是光速平方联系在一起。

A = r / t² = c² r / z² = c² r / c²t²

引力场是空间点加速度r / t²,电磁场是空间点沿z轴的传播r / z²,二者靠光速的平方c²联系在一起。

注意,空间点沿z轴以光速c 运动,所以,z = c t

这样,质量方程中引力场前面乘以一个光速1/c² ,或者在电荷方程中的电磁合场v’ ²c前面乘以光速c²,二者才可以关联起来。

电磁场和引力场的耦合常数就是光速平方的倒数,也就是真空磁导率和真空介电常数的的乘积。

所以:

q / m = 4πε₀G v’ ²c / r v²

q / m = 4πε₀Gv’ ² c / (r v’²/c²}

q / m = 4πε₀G c³ / r

如果ε₀G = q r/ 4πm c³ = a²/c²

则q r / 4πm c a²= 1

q h / 4πh( m /t )a = 1

注意r/a = h, c = h/t

q h = 4πr( m /t )

我们对以上方程进行解读:

q h表示在某一个时间间隔里空间点沿z轴走过了h这么远的路程,而4πr( m /t )也表示在某个时间t内,空间点走了r这么远的路程。二者描述的都是空间流量,可以划等号。

为什么质量m前面要乘以一个4π,而电荷不需要?

在统一场论体系中,物体质量最本源的几何定义是单位半径【比如设定半径为1】高斯球体积内光速运动空间位移的条数n, 在统一场论体系下,忽略量纲,最简形式有:

m = n /4π

而电荷q是质量随时间的变化程度:

q = m / t = n /4π t

现代物理学方程中出现的质量和电荷,都是和许多其他量捆绑在一起,没有探讨裸露的质量和电荷关系。把质量和电荷后面乘以空间长度、面积、体积,就得到空间运动量和运动程度。

以上证明的难度是:电磁场和引力场、电荷、质量的定义不是唯一的,而且有人为认定的因素,我们可以用不同的方法去定义。

假如历史上有人用不同的方法定义了电磁场、引力场、电荷、质量,我们所得到的公式可能不是今天的形式。你不能说是错误的,可能只是方便还是繁琐、好用还是不好用。

从统一场论第一性原理去证明,得到的电磁场、引力场、电荷、质量定义方程,将是最简单的形式。

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