微連續體的電動力學

【摘 要】引力場是由無數相干的引力子一個接一個地在空間中分布形成的一個具有相干結構的連續的整體；光能量是一份一份不連續的，但每個光波都是一個量子化的連續體的整體波動，就好像每個聲波都是一群粒子整體的連續的波動一樣。方向性、粒子性、概率性是包括聲波在內的任何一種波頻率足夠高時都可顯現出來的的波的三大共性。微連續理論從自然最深層次上解釋了物體具有慣性的原因，揭開了光速不變之迷，并在狹義相對性原理和等效原理的基礎上闡明了光速的相對性，推導出了超光速質能方程和超真空泡原理。

【關鍵詞】場分子；光障；場激波；超光速質能方程；超真空泡效應

1 引力與電磁力的統一

引力場是由無數與奇點相干的引力子在宇宙空間中一個接一個地分布形成的一個連續的整體。引力是奇點和它本身的引力場原有的平衡狀態被其它奇點打破產生的一種壓力。例如，在真空中有一個靜止的引力場奇點1，奇點1的引力場對奇點1產生的壓力是各向均等的，這使得奇點1和它的引力場能夠保持一種相對平衡的狀態，使奇點1相對靜止在它的引力場的中心。把奇點2放到奇點1的引力場中，奇點1和它的引力場原有的平衡狀態就會被打破，使奇點1的引力場中的每個引力子都有以奇點2為中心從各個方向指向奇點2重新分布的趨勢，從而對奇點1產生一個指向奇點2的壓力，壓力的大小與兩奇點間距離的平方成反比，這個壓力表現出來就是奇點2對奇點1產生的引力。與此同時，奇點2和它的引力場原有的平衡狀態也會被奇點1打破，使奇點2受到一個指向奇點1的壓力，壓力的大小與兩奇點間距離的平方成反比，這個壓力表現出來就是奇點1對奇點2產生的引力。引力的這種產生方式與相對論描述的時空彎曲是等效的。與引力場類似，一個電荷的電場是由無數與電荷相干的電場分子（電場分子是構成電場的最小物質組分，也是光波的媒介）在宇宙空間中一個接一個地分布形成的具有相干結構的連續的整體，即微連續體。引力場并不局限在場奇點周圍的空間區域，而是向空間中無限延伸，其影響是非局域的，所以，電荷的電場也并不局限在電荷周圍的空間區域，而是非局域的，電場力與引力一樣，其大小都與距離的平方成反比。一個正電荷和一個負電荷并排在一起，與正電荷相干的電場分子就會有以負電荷為中心，從各個方向指向負電荷重新分布的趨勢，使正電荷受到一個指向負電荷的壓力，表現出來就是負電荷對正電荷產生的吸引力；與此同時，與負電荷相干的電場分子也會有以正電荷為中心，從各個方向指向正電荷重新分布的趨勢，使負電荷受到一個指向正電荷的壓力，表現出來就是正電荷對負電荷產生的吸引力。兩個同種電荷并排在一起，每個電荷的電場分子都會有以對方電荷為中心，指向各個方向重新分布的趨勢，使每個電荷都受到一個由兩電荷的內側指向兩電荷外側的壓力，表現出來就是兩個同種電荷間互相排斥的電場力。一個靜止的電荷在場的作用下向前運動，會帶動它周圍空間中相干的電場分子一起向前運動，這些電場分子又會帶動空間中相干的電場分子一起向前運動，在與電荷運動方向垂直的界面上，與電荷相干的電場分子并不是直線向前運動的，而是一邊繞著電荷旋轉一邊向前運動，從而形成一個以電荷為中心的磁場渦旋，磁場渦旋的方向就是磁場的方向。穩定的磁場渦旋一但形成，就可長期存在，沒有外力的作用就不會自動消失，就像超導線圈中的電流一但形成就不會自動消失一樣。電流方向不變，電流大小呈周期性變化的振蕩電流叫做單向振蕩電流，磁場方向不變，場強大小呈周期性變化的振蕩磁場，叫做單向振蕩磁場；電流或磁場的大小和方向都呈周期性變化的叫做雙向振蕩。與此類似，電場（磁場）分子流渦旋的方向不變，電場（磁場）分子流大小呈周期性變化的振蕩叫做單向振蕩；電場（磁場）分子流渦旋的大小和方向都呈周期性變化的叫雙向振蕩。單向振蕩的電流可在其周圍空間中激發單向振蕩的磁渦旋，單向振蕩的磁渦旋可在其周圍的空間中激發單向振蕩的電渦旋，單向振蕩的電渦旋和單向振蕩的磁渦旋在空間中交替產生形成單鏈式電磁波。讓兩列時間相差半個周期的等幅同頻率的超高頻單鏈式電磁波經過等長的路經后疊加，便可在空間中合成一個超低頻單向振蕩的無源的磁場，使通恒定電流的導體受到一個方向不變的電磁力的作用，推動飛船前進，這就是大推力量子引擎的基本原理。雙向振蕩的電渦旋與雙向振蕩的磁渦旋在空間中交替產生形成雙鏈式電磁波。普通的無線電波和光都是雙鏈式電磁波。在空間中互相激發交替產生的電渦旋和磁渦旋總是互相垂直的，且兩者都是由大量相干的電場分子的渦旋運動形成。我們都知道，液體是不可以產生和傳播橫波的，而大量相干的液體分子彼此遠離，密度變得極低，使張力遠大于斥力后，便可形成具有相干結構和固定形狀的膜，產生并傳播橫波。一個電荷的電場分布在宇宙中的電場分子的密度雖低，但這些電場分子形成了像膜一樣的相干結構，所以能產生和傳播橫波。因為不同電荷的電場分子是不能形成傳播橫波的相干結構的，所以，在一個電荷的電場里傳播的光能不能直接傳到另一個電荷的電場中去，就好比兩個光波彼此穿過后，仍保持各自的獨立性，一個光場中的動能不能傳到另一個光場中去一樣。每個電磁波中的電渦旋和磁渦旋都是由同屬一個電荷的相干的電場分子運動形成。無論是引力還是電場力，或是磁場力，實際上都是由空間中與場奇點相干的場分子與場奇點間原有的平衡態被打破而產生的，都是與場奇點相干的場分子對場奇點直接產生的作用力。實驗證明，每個觀察者接收到的電磁波都是以觀察者自身的電場為載體來傳播的。靜止或勻速運動的電荷，它的電場也是靜止或勻速運動的，這一點有大量實驗可證明。無論觀察者以什么樣的速度勻速運動，觀察者的電場相對于觀察者都是靜態的電場，兩者總是處在同一個非局域的慣性系中，這必然導致真空光速相對于觀察者恒定不變，而光行差角也會嚴格地只與地球和恒星的相對運動有關。結合等效原理，在不違背狹義相對性原理的前提下，光速的相對性可歸納為兩點：（1）無論光源和觀察者如何運動，在真空中傳播的光，其速度相對于接收它的觀察者恒為c；（2）在真空中傳播的光，其速度相對于不是接收它的觀察者可變。

2 超光速傳輸信息實驗

在真空中選取AB兩個相距較遠的點，將一根長桿平放在B點旁邊，讓長桿與AB兩點的連線垂直，長桿與B點間的距離很短，可忽略不計。讓一個激光器和一塊平面鏡分別以相同的速度沿著兩條平行于長桿的直線從左向右同時勻速穿過AB兩點，激光器和平面鏡始終處在同一個慣性系中。激光器到達A點的瞬間向B點方向垂直射出一束激光，平面鏡穿過B點向右勻速移動一段距離后把激光垂直反射到長桿上的O點。在上述實驗中，激光器經過A點瞬間發出的激光被分成兩束，一束從A點直線射向長桿上的O點，所花的時間為t1，另一束從A點垂直射向B點，被平面鏡的電場向右拖曳后，經平面鏡垂直反射到長桿上的O點，所花的時間為t2，t1>t2。這證明第二束激光以超過真空光速的速度從A點傳到了O點。但對O點上的電荷來說，激光只不過是走了一條比較短的“捷經”而已，它們觀察到激光是從A點右方與平面鏡相對應的點發出的，它們觀察到的光速仍是c，但這并不是真實的光速。在激光器和平面鏡間傳播的光，平面鏡才是接收者，O點上的電荷并不是接收者，O點上的電荷接收到的光實際上已不是激光器發出的光，而是平面鏡上的原子受激輻射出的光，只是兩者的頻率相同而已。因此，在激光器和平面鏡間傳播的激光，其速度相對于平面鏡恒為c，相對于O點上的電荷卻是大于c的。

3 物體具有慣性的原因

物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的性質稱為慣性。牛頓在巨著《自然哲學的數學原理》里定義慣性為：慣性是物質固有的力，是一種抵抗的現象，它存在于每一個物體當中，大小與該物體相當，并盡量使其保持現有的狀態，無論是靜止狀態或是勻速直線運動狀態。可見，牛頓早就已經認識到了慣性與力有密不可分的關聯。像電子、夸克等實物粒子實際上都不是能夠獨立存在的最小物質組分，而是各種場的奇點。因為場奇點和場是個不可分割的整體，所以，任何實物都不能脫離有關的場而獨立存在。在沒有外力或合外力為零的情況下，一個場奇點的場對該場奇點產生的壓力在各個方向上都是均等的。若要改變一個場奇點的運動狀態，首先要改變該場奇點周圍區域的場的狀態，場奇點周圍區域的場的狀態被改變產生的影響，會以光速傳遍整個非局域的場。因為場是由無數互相聯系互相影響的場分子組成的一個連續的整體，即微連續體。在沒有外力或合外力為零的情況下，微連續體中的每個物質組分都在張力和斥力的作用下維持其在整體中的位置不變，以維持整個微連續體的平衡狀態，一旦有外力打破這種平衡狀態，微連續體必然會產生抵抗的力，對外表現出慣性。這就好比靜止在湖水下面的小球，受到來自各個方向的水壓力，這些壓力大小均等，方向相反，合力為零。站在岸上觀察，小球是靜止的，站在勻速行駛的汽車中觀察，小球是勻速運動的，但小球與湖水仍是相對靜止的。若要改變小球的運動狀態，可用非局域的場將整個湖與小球一起移動，就像地球引力場帶動整個湖與小球一起轉動一樣。也可用推力改變小球相對于湖水的位置和運動狀態，湖水反向的壓力必然會使小球表現出的抵抗的力。由此可見，場奇點的慣性實際上是場奇點自身的場對場奇點產生的壓力的一種表現。因為場奇點和它的場是個不可分割的整體，而場是看不見的，所以，人們才會誤認為慣性是場奇點（即實物粒子）自身的屬性。

4 波的粒子性與概率性

無論是電磁波還是機械波，波的頻率達到或超過一個臨界值后，波的方向性就會明顯表現出來。比如，頻率很高的超聲波與頻率很高的光波一樣，都是接近直線傳播的。波的頻率越高，波的方向性就越強，在與波傳播方向垂直的界面上，波的作用范圍就越小。在金屬中，原子外層的價電子可脫離原來所屬的原子而成為在金屬中自由地做熱運動的自由電子。但在溫度不是很高時，自由電子并不能大量逸出金屬表面，這說明金屬原子對自由電子有一定的引力以阻礙自由電子逃逸出去，自由電子若要掙脫出來必須克服這種引力做功，這個功叫做逸出功。在導體中的電流實際上就是電場力克服了金屬原子的引力使自由電子定向移動形成的。頻率比較低的電磁波遇到金屬表面的自由電子時，可同時驅動自由電子所處的波界面上大量的電場分子一起做步調一致的振蕩運動，近而帶動自由電子一起做同頻率的振蕩運動。就好像水波，其頻率雖低，但大量水分子整體的波動卻可產生強大的力帶動水面上的物體一起做同頻率的振蕩運動。而頻率很高的光波由于其方向性強，在與光波傳播方向垂直的界面上，光波的作用范圍太小，只能驅動波界面上的一個或極少個電場分子去撞擊電子，表現出明顯的粒子性。就好像在水中傳播的特超聲波，由于其方向性強，在與特超聲波傳播方向垂直的波界面上，特超聲波的作用范圍太小，只能驅動一個水分子或極少個水分子去撞擊物體，表現出明顯的粒子性。光波的頻率越高，撞擊力就越大，電子在被撞擊瞬間獲得的動能就越大，電子從撞擊中獲得的動能等于光量子的動能hv。一個電子不能同時獲得兩個光波的能量，若一個電子獲得一個光波的能量后還不能掙脫金屬原子的引力，電子獲得的能量就會在瞬間消散，這導致每個電子獲得的能量不能累加。因此，光頻率達不到金屬的極限頻率時，增加光強和光照時間都不能產生光電效應。因為撞擊不但改變了電子的動量和位置，也改變了光波的媒介——電場分子的動量和位置，所以，一列光波不能總是驅動同一個電場分子去撞擊同一個電子，而是每個周期都隨機地驅動一個不同的電場分子去撞擊另一個電子，標記下每個光子的撞擊點，就會發現大量光子的撞擊點的分布是有規律的。大量特超聲波的撞擊點的分布也是有規律的，可見，粒子性和概率性，與方向性一樣，都是波的頻率達到一定的值后才能顯現出來的波的一種共性。

5 熵的加速度與宇宙時間

一個物質系統的熵反映了該物質系統的狀態的混亂程度，即無序度，熵越大，無序度就越大。熵增大的趨勢表現出來的力叫做正熵力，阻礙熵增大或使熵減小的力叫做反熵力。熵的加速度等于物質系統的合熵力與該物質系統的質量的比值，它可以改變熵增大或減小的速率。外界的壓力可抵消物質系統的正熵力，使熵的加速度減小，熵增加得慢。例如，儲存在鋼瓶中的液氧，在熵增大的趨勢下，大量的氧分子總是趨向于占據更大的空間，向外擴張產生正熵力。但在瓶壁的壓力下，絕大部分正熵力都被抵消了，熵的加速度很小，熵變化得很慢，使得大量的氧分子長期保持液體狀態，并使每個氧分子熱振動的頻率變得很低，熱輻射很低。一旦鋼瓶的壓力消失，熵的加速度就會變得很大，液氧很快就會氣化，每個氧分子熱振動的頻率都會變大，使熱輻射升高。在微觀世界中，可用激光產生的壓力來抵消一群粒子的正熵力，將粒子束縛在一起，并使每個粒子熱振動的頻率降低，熱輻射降低，這就是激光制冷技術。一個孤立系統的時間速率反映了該孤立系統所有的物理量（包括所有宏觀的物里量和所有微觀的物里量）變化的平均速率，它與該孤立系統的所有熵，包括宏觀的熵和微觀的熵（即總熵）增大或減小的速率相關，與熵的方向無關。而一個孤立系統的場分子（包括電場分子、引力子等各種場的分子）熵的加速度與該孤立系統的總熵速率成正比關系，所以，孤立系統的時間速率與場分子熵的加速度成正比關系，與場分子熵的方向無關。在真空中高速運動的飛船會帶動周圍空間中的場分子一起向前運動，這些場分子產生的負熵力會抵消飛船內場分子的正熵力，使飛船內場分子熵的加速度減小，場分子的振動頻率減小，時間頻率降低，原子鐘變慢。飛船的速度越大，飛船內被抵消的場分子的正熵力就越多，飛船內場分子的振動頻率就越小，時間頻率就越低，原子鐘走得就越慢。但即使飛船以光速或超光速飛行，也無法使飛船里的時間停止，更無法使時間倒退。強引力也可以抵消場分子的正熵力，使場分子的振動頻率減小，時間頻率降低。飛船在靠近大質量物體時，飛船內場分子的正熵力會被強引力抵消，使飛船內場分子的振動頻率減小，時間頻率降低，原子鐘變慢。但當引力大于正熵力時，引力越大，場分子熵的加速度就越大，場分子熵減小的速率就越大，時間反而變得更快了。這種情況下，時間已不能用原子鐘來觀測，只能通過“引力鐘”來觀測。宇宙的時間速率取決于宇宙總熵的加速度，與觀察者的運動狀態無關。因此，宇宙時間對任何參考系都是一樣的，同時并不是相對的，在同一宇宙時發生的兩件事情相對于任何參考系都是同時發生的。

6 超光速遷移

除中微子外，目前人類觀察到的所有實物粒子在真空中運動都會帶動其運動方向上的場分子向前運動。當粒子的速度增加到接近光速時，粒子前方的場分子因來不及散開而被到壓縮到粒子身上，密度突然增大，使粒子的質量顯著增加。粒子的速度越大，場分子的密度就越大，粒子被附加的質量就越大，粒子就越難以加速，這種現像叫做光障。低于光速時，粒子的質量可用相對論的質速公式來計算出近似值，但粒子的速度無限趨近光速時其質量并不會增加到無窮大。當光障附加到粒子身上的質量達到一個閥值時就會產生劇烈的質量衰減反應，大量被壓縮到粒子身上的場分子以波的形式向四周圍散開，帶走光障的質量，使粒子被光障附加的質量迅速減少。此時，若對粒子加以足夠大的力，使被壓縮到粒子身上的場分子數大于離散數，粒子的質量仍會隨著速度的增大而有所增加，但粒子被附加的質量越大，質量衰減的速度就越大，這導致相對論的質速關系失效。實驗證明，電子被光障附加的質量達到電子自身質量（即電子的靜質量）的大約210倍時，就會產生劇烈的質量衰減反應，電子被加速到光速時，其質量大約是靜止質量的3600倍。當電子的速度超過光速時，大量場分子就會遭到強烈的壓縮而形成場激波。光障的產生是飛船加速到光速的最大障礙。如果全飛船上的每一個粒子都產生光障，整艘飛船被附加的質量將十分巨大，飛船不但無法加速到光速，還可能會解體爆炸。怎樣才能夠讓飛船突破光障呢？唯一的辦法就是將光障屏蔽在飛船外，并盡量減小光障的阻力。試想一下，讓一億個小珠子獨立地在空氣中接近音速飛行，就會產生一億個音障，這一億個音障產生的阻力是非常巨大的，把這一億個小珠子拼湊成一個乘波體，音障就只在乘波體的外表面上產生，阻力就會變得很小。同理，讓一億個小珠子獨立地在真空中接進光速飛行，就會產生一億個光障，這一億個光障附加的質量是非常巨大的，把這一億個小珠子拼湊成一個乘波體，光障就只在乘波體的外表面上產生，乘波體被附加的質量就很小。舉個實例，每個原子核都是由一定數量的夸克構成的，但一些從核子中對撞出來的夸克的質量卻超過了整個原子核的質量。夸克的質量是被光障附加的，對撞的能量越大，對撞出的夸克的速度就越大，光障附加的質量就越大。夸克會像丟包袱一樣把附加在它身上的質量丟掉，衰變為更輕的夸克。采用特殊的材料并設計成乘波體的飛船可使光障只在飛船的外表面上產生。理論計算表明，一艘質量為100噸的乘波體飛船的速度增加到光速時，光障附加在飛船外表面的質量大約只有30噸，不到飛船靜質量的三分之一。當飛船的速度增加到超光速時，大量場分子（下轉第38頁）（上接第16頁）就會遭到強烈的壓縮而形成場激波，產生類似于音爆的光爆現象。因為，每個觀察者接收到的光波都是以觀察者自身的力場為載體來傳播的，所以，只有運動物體相對于觀察者的速度超過光速時，觀察者才可能觀察到光爆，而位于超光速物體運動方向上的觀察者則無法觀察到光爆。

7 超光速質能方程

愛因斯坦的相對論給出了低于光速時的質能方程，該方程并不適用于超光速粒子。一個正電子和一個反電子互相湮滅，只剰下光子，根據等效原則，我們可以這樣解釋相對論質能方程；擁有一定慣性質量的物體可轉化為一束光波，這束光波具有的能量就是該物體所具有的能量，它等于該物體的質量與光速的平方的乘積，即E=mc2。相對論揭示了質量、能量和光速三者之間的內在聯系，但相對論并不能解釋光速為何不變，也就不能解釋質能方程中的光速為何取c值。因為，真空光速相對于接收光的觀察者恒為c，這一點有個前提條件，即光源相對于觀察者的速度小于c。所以，質能方程中的光速只有在運動物體的速度小于c時才取c值。但當運動物體相對于觀察者的速度超過c時，就會產生場激波，運動物體在觀察者的力場中向前發出的每個光波都會被壓縮到同一個激波陣中，成為一個激波量子，每個激波量子傳播的速度相對于觀察者都是超光速的，它等于超光速物體的運動速度v。因此，在超光速物體的質能方程中，光速應取v值，即E=mv2。

8 超真空泡效應

任何實物粒子都是由場奇點構成。粒子的速度低于閥值時，粒子和它的場是個不可分割的整體，但當粒子的速度超過光速并達到一個閥值時，就會產生接近絕對真空的超真空泡把粒子和它的場隔開。這與水中的超空泡相似：大量高速運動的水分子互相遠離使水分子間的張力遠大于斥力，從而形成具有相干結構的超空泡。與此類似，真空中大量高速運動的場分子互相遠離使場分子間的張力遠大于斥力，便可形成具有相干結構的超真空泡，把實物粒子（即場奇點）和它的場分隔開。因為實物粒子的慣性實際上就是場奇點自身的場對場奇點產生的壓力的一種表現，所以，實物粒子和它的場被超真空泡分隔后，其慣性質量就會被空虛化。在超真空中的實物粒子，其摩爾數不變，但慣性質量卻因空虛化而變得極小，只須很小的力便可獲得很大的加速度，且其慣性質量不會隨著速度的增大而增大。這種情況就像在水中旋轉的螺旋槳，剛開始時，水對槳葉的阻力隨著轉速的增大急劇增大，但當轉速達到一個閥值時，就會產生超空泡效應，超空泡將槳葉和水隔開，使水對槳葉的阻力急劇減小，接近消失，導致螺旋槳空轉而損毀。超光速飛船的速度達到一個閥值時，也會產生超真空泡效應，飛船在超真空中運動，其摩爾數不變，但慣性質量卻因空虛化而變得極小，只須很小的推力便可使飛船獲得很大的加速度，且飛船的慣性質量始終保持一個極小的值，不會隨著速度的增大而增大。

【參考文獻】

[1]李昌穎.量子發動機[J].武漢科技信息快報社，2010.11.

[2]李昌穎.超光速通信技術[J].科技傳播，2013，10.

[3]李昌穎.大推力量子發動機[J].電子世界，2013，10.

[4]李昌穎.超導量子場推進技術在宇航領域中的應用[J].電子世界，2013.12.

[5]李昌穎.光分解與光振蕩形式變換的探究[J].電子世界，2014，6.

[6]李昌穎.引力場與靜電場的廣延性與超光速原理[J].電子世界，2014，9.

[7]李昌穎.電磁波的兩種振蕩形式與光速不變原理[J].電子技術與軟件工程，2015，5.

[8]李昌穎.電場拖曳光線實驗與超光速傳輸[J].通信世界，2015，11.

[責任編輯：王楠]