空间波动证明万有引力常数、真空磁导率、介电常数之间关系
2026-05-31 17:52:32
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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、真空磁导率μ₀、万有引力常数G、精细结构常数a,在忽略量纲情况下,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。

由于ε₀μ₀= 1/c²,我们只要证明了G =(1/ε₀)a²/c²就可以了。

下面来证明。

设想物体粒子o点静止,质量为m,o是元电荷,电荷量为q,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【矢量光速C方向可以变化,标量为c,c不变】直线匀速运动,合在一起点p是以圆柱状螺旋式在运动。

图片

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’。

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H在z轴上的投影就是沿z轴的分量C。

圆周环绕运动的切线速度我们用V表示,数量为v,环绕角速度用ω表示。

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。a也是速度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 = tanθ

下面我们来分析电磁场和引力场满足的关系,为找到质量和电荷之间、万有引力常数和真空磁导率的关系做准备。

在以上的圆柱状螺旋式模型中,根据矢量叉乘运算法则:

A =(ω/c)(C×V)

在统一场论中,圆柱状螺旋式运动中的沿z轴的直线运动速度等于矢量光速C。

在统一场论体系下,矢量光速C就是电场:

E = C

C方向可以变化,对C直接求导数就是核力场D:

D = dC/dt

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,方向相互垂直,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

这样,由方程A =(ω/c)(C×V)得到引力场和电磁场满足的最简关系:

A =ω/(E×B)

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,直接就把空间点的加速度等于引力场,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=C、B=V/c等号之间填充了各种系数而已。

现代物理学中磁场B = μ₀ qv/4πr²和电场E=q/4πε。r²满足的关系 B = ε。μ₀(V'×E),

应该符合统一场论对电磁场认识的第一性原理,通过与统一场论的第一性原理B=V'×E/c²对比,可以知道:

ε。μ₀ = 1/c²

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。

式A =(ω/c)(C×V)是根据一个更基本的式子:

A =(d/dt)(C×V)/c

得到的。因为上式中C和c都是不变量,对上式求导的结果为:

A= 1/c[C×(dV/dt)]

由于dV/dt = ω×V,所以得到式A =(ω/c)(C×V)。

根据这个推导,我们还可以得到三重叉乘的表达式:

A =[C×(ω×V’)]/c

注意,V’和V大小相等,相互垂直。由于C和ω方向一致,还可以得到:

A =[C×(C×V’)]ω / c²

根据统一场论中最简模式电场E=C ,磁场B=V/c,由上式

A =(d/dt)(C×V)/c得到电场E、磁场B和引力场A满足的最简关系:

A =(d/dt)(E×B)

这个式子直接告诉我们,变化的电场和变化的磁场都可以产生引力场。

A =(dE/dt)×B + E×(dB/dt)

反过来,变化的引力场也可以产生电磁场。

这个是垂直原理决定的,垂直必然导致运动。

电场、磁场、引力场三场之间的关系,都可以通过这个方程推导出来。

在统一场论中,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,而电磁场则是引力场在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。

引力场随空间位置变化产生了电磁场。引力场和电磁场是光速平方联系在一起。

设想空间点p的位移矢量L【数量为r】是时间t和z的函数,随t和z变化。

我们先固定z,将L对时间t求偏导数两次得到引力场

A=∂²L/∂t²

再将L对z求偏导数两次得到电磁合场

W=∂²L/∂z²

二者之间是c²联系在一起。

∂²L/∂t² = c² ∂²L/∂z²

将上式两边用高斯球面S包围积分,

∯∂²L/∂t² = c² ∯∂²L/∂z²

左边是引力通量

ΦA = ∯∂²L/∂t² ,

右边是电磁合场通量

ΦW.= ∯∂²L/∂z²

按照牛顿力学和库伦静电场公式,质量m其实就是引力场通量

4πGm,电荷q其实就是电通量q/ε₀,只是等号之间添加了比例系数而已。

按照这种思想,我们可以获得统一场论第一性质量m和电荷q之间一个没有比例系数的极简关系:

m = c² q

由于真空介电常数ε₀就是诞生于库伦静电场定理中,万有引力常数G就是诞生于牛顿万有引力定理中。

上面提到了o点是元电荷,既有质量m又有电荷q。

用高斯球面S = 4π包围o点积分,利用牛顿引力场方程可以得到引力场通量

∯(Gm/r²)· dS = 4πG m

利用库伦静电场公式可以得到

∯(q/4πε₀h²)· dS

=(a² q/4πε₀r²)· dS = a² q /ε₀

注意,精细结构常数a = r / h

按照以上的引力场是空间沿xy平面加速震荡根源,是因,电磁场是加速震荡效应沿z轴的传播,是果。

电磁合场就是引力场变化量【这里的变化是随空间位置z的变化,但是,由于时空同一化,z = c t,等效于随时间变化】,所以,引力场通量应该等于电磁合场通量。

由于对磁场的包围积分为零,磁场的贡献为零,所以,对电磁合场的积分结果和对电场的积分是一样的。

所以,在忽略量纲差异的情况下,有:

(4π/4π)G m = a² q /ε₀

为什么引力场通量要除以一个4π,这个原因是牛顿引力场公式中没有除以4π,对比由库伦定理得到的电通量相当于积分结果额外增加了4π倍。

把式(4π/4π)G m = a² q /ε₀和统一场论电荷和质量极简关系m = c² q对比,有:

G =(1/ε₀)a²/c²

证明完成。

本证明的关键:

利用统一场论中引力场是空间在xy平面上振荡根源,电磁场是引力场在z轴上的光速c传播,得到电荷、质量、光速三个极简关系式m = c² q。

把引力场是空间在xy平面上振荡根源,电磁场是引力场在z轴上的光速c传播,结合牛顿引力场公式和库伦电场公式用通量表示,引出了m,G,q,a ,ε₀之间的关系,对比m = c² q,完成了证明。

 
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