萬有引力原理和電荷力原理

高旻++潘寧++李義寶

摘 要：該文通過對開普勒定律、牛頓萬有引力定律、愛因斯坦狹義相對論、廣義相對論的研究，認為真理在于平衡，并通過一系列平衡方程的建立得到了萬有引力原理和電荷力原理，作為應用進而計算出光線經過太陽的偏轉角以及水星、金星、地球、火星近日點百年進動值。

關鍵詞：平衡 萬有引力原理 電荷力原理 光線經過太陽偏折 水星近日點進動

中圖分類號：O34 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（c）-0241-02

眾所周知，宇宙的根本法則應該是平衡，一切在于平衡。能量守恒原理以及哈密頓原理應該是等價于平衡方程。就力學而言，平衡體現在力的平衡和位移的平衡以及力和位移的數量積的平衡，力和位移的數量積也就是能量的平衡了。同樣對于電磁學而言，電壓和電流也同力和位移一樣存在平衡關系。而能量守恒原理以及哈密頓原理和最小勢能原理從根本上說就是平衡方程。愛因斯坦相對論的根本原理在于光速不變原理[3]，愛因斯坦引力場方程是在光速不變原理假設下根據哈密頓原理或者是能量守恒原理建立的，但是光速不變原理不是宇宙的根本法則，宇宙的根本法則應該是平衡。

1 引力從何而來

引力來自于物質內部，每一個物體都是由原子組成，原子是由質子、電子組成，電子繞核快速旋轉，根據能量守恒原理，電子繞核快速旋轉的能量產生了引力。

2 為什么要用萬有引力原理而不用萬有引力定律，萬有引力原理的推導

牛頓萬有引力定律將物體視為質點，毫無疑問質點和剛體是有區別的，必須考慮恒星半徑。由勢能定義知（1），k為一變量，（2），為常數，p，a分別為行星運動軌跡的半正焦弦和太陽的半徑，則可知引力應有如下公式：（3），此式即為平衡方程，展開得：（4）R，為恒星與行星的距離，引力只與恒星的半徑a有關，而與行星的半徑無關，因為行星的半徑產生的引力已經包含在行星的質量里面了。用萬有引力原理讀者能懂，而用開普勒定律、萬有引力定律、愛因斯坦引力場方程讀者不知道為什么，這就是作者急于要推導出萬有引力原理的原因了。

3 用萬有引力原理計算光線經過太陽偏折、水星近日點進動

3.1 光線經過太陽偏折

由理論力學[2]知：（5），其中是行星圍繞恒星運動橢圓軌道的半正焦弦，考慮上述萬有引力原理后則得：（6），計算光線經過太陽偏轉則有：（7），令，則，方程變為（8），則：（9），其中（10），設光線離太陽最近的距離為R≥R日，令（11），顯然有<<1，，則（12），用微擾論[1]求解，設（13）可得：，（14），得解，（15），則（16），參考文獻[1]圖9.1得：，（17），在上式中兩側乘以，再代入上述關系，即得（18）。設光線的偏轉角，（19），由于<<1，因而有（20），令則：（21），令等于觀測值，則，得（22）。

3.2 水星近日點進動

由第3節知： （6），用微擾論[1]計算，令，有<<1，設，則，（23），只計算到一階項，則上式變為（14），，

（24），解得：，其中，代入上述方程第二式，整理得：

（25），上式的特解是：（26），其中是的特解，因<<1則用泰勒級數展開可證明：（27），則（28），那么水星運動的軌跡可表示成：（29），由于<<1，因此，水星仍可近似看成是以為周期作軌道運動，然而對于極坐標，角已不再以作周期，而是以為周期，其由下式決定：（30）.故有（31），其中是零級近似的水星運動橢圓軌跡的半正焦弦。在水星旋轉圈之后，其進動角[4]（32），則：（33）。根據觀察值，則，解得，這個值和3.1節的應該不同。

4 金星、地球、火星近日點百年進動值計算

第二節已經規定（2），k為變量，為常數，p，a分別為行星運動軌跡的半正焦弦和太陽的半徑，則可得金星、地球、火星近日點百年進動值與水星近日點百年進動值相比僅與其百年內所轉N圈成正比，則可得金星的近日點百年進動值為，地球的近日點百年進動值為，火星近日點百年進動值為。

5 電荷力定理

同理，考慮電荷的半徑，則可將庫侖定律修改為以下電荷力原理： （34），其中，是兩個電荷之間的距離，是電荷的半徑，k為一變量。由于電荷的半徑很小，而太陽的半徑很大，所以看起來電荷的作用力不像引力那樣在使用萬有引力原理和電荷力原理還是使用牛頓萬有引力定律和庫侖定律問題上差異那樣顯著。

6 結語

該文推導了萬有引力原理和電荷力原理，并應用萬有引力原理計算了光線經過太陽的偏轉角和水星、金星、地球、火星近日點百年進動值，同時也說明了太陽的扁率對水星近日點的進動的影響關系不大，清晰易懂，真實可信，讀者可從根本上理解懂得了自然規律，是讓人們深信真理在于平衡，一切在于平衡。

參考文獻

[1] 王仁川.廣義相對論引論[M].合肥：中國科學技術大學出版社，1996.

[2] 周衍柏.理論力學教程[M].北京：高等教育出版社，1992.