张祥前《统一场论第六版》(一)

前言：

统一场论最早是爱因斯坦提出的，他花了40多年时间，希望把电磁场和引力场统一起来，但没有成功。

人类目前发现了自然界有弱力、电磁场力、万有引力、核力4种不同形式的力，其中电场力和磁场力人类已经统一了，核力目前人类对此认识很不完善。弱力在主流科学家看来也被统一在电磁场力中。

本文认为弱力是电磁场力和核力的合力，不是基本力。

电磁场力和万有引力、核力的统一，简单的讲，就是把电磁场力和万有引力、核力写在一个数学公式，以及用数学公式写出电磁场和万有引力场【简称引力场】、核力场之间的关系。

由于场涉及到了时间、空间、运动、力、场、光速、速度、质量、电荷、能量、动量-----这些物理学的本质问题，所以统一场论的完成对人类具有重大意义，但也具有极大的难度。

注意：

本文在没特别注明的情况下，大写字母为矢量。

本文只描述最简单、最基本的质点在真空中运动情况，不描述形状物体在介质中的运动情况。

文中出现的质点概念，是我们为了方便描述物体粒子的运动，不考虑物体粒子的形状和线长度，把物体理想化，看成一个点。如果要讨论质点的体积和几何长度在本文中是没有意义的，因为违反了我们的约定。

统一场论把质点的一切性质归咎于质点在空间中的运动【或者质点周围空间本身的运动】，讨论质点内部情况是没有意义的。

统一场论主要是描述物体【或者说质点】周围空间本身的运动，因而统一场论也可以叫空间运动学。

统一场论的基本假设是物体周围空间光速运动，然后以这个假设为基础，展开了对牛顿力学、相对论、麦克斯韦方程的解释、修改、扩展认识。

一.宇宙的构成和统一场论基本原理

宇宙是由物体【或者叫质点】和它周围空间构成的，不存在第三种与之并存的东西，一切物理现象都是我们对质点和质点周围空间运动的一种描述。

空间和质点不能相互转化,宇宙是二元的，不是一元的。

至于宇宙为什么是由质点和空间构成，空间和质点是不是由更基本的东西构成，质点和空间为什么不能够相互转化？这些问题统一场论无法回答，统一场论只是认定了这个事实，并且以这个事实为理论基础，展开推理。

统一场论的主要任务是解释时间、位移、质量、电荷、引力场、电磁场、核力场、能量、光速、速度、动量、万有引力、电磁力、核力---这些基本物理概念的本质，以及它们之间的关系。

二.物质的定义

不依赖我们观察者而客观存在的东西就是物质。

由于宇宙中不依赖观察者仍然存在的东西只有物体和空间，所以，物质由物体和空间组成。

宇宙中只有物体和空间不依赖观察者而真实、独立存在，其余都是人的描述而已，脱离我们观察者统统不存在。

像我们眼前的一棵树、一条河是“物”，树的生长、河水的流动是“事”。

宇宙中，物体和空间是“物”，其余的像时间、位移、质量、电荷、场、能量、光速、速度、动量、力、温度、声音----都是“事”，是“物”相对于我们观测者运动时，经我们人描述出的一种性质。

这个基本原理否定了场是一种特殊的物质，场要么是物质粒子，要么是空间。统一场论认定场的本质就是运动变化的空间。

从这个基本原理出发，还可以推断暗物质、暗能量、上帝粒子、引力子、以太、弦论中的弦、膜----统统不存在，都是人们杜撰的。

宇宙大爆炸理论是错误的，宇宙空间是无限的，时间只是人对空间运动而产生的一种感觉，时间是观察者描述出来的一个物理量。

只要有观察者存在，空间存在，宇宙的时间就一直存在着，宇宙的没有开始也没有结束。

宇宙的空间、年龄是无穷大的，宇宙大爆炸理论是错误的。

三.物理世界存在的虚假性

几何世界【由物体和空间构成】是客观存在的，物理只是我们观察者对几何世界的描述。物理世界的存在是虚假的，脱离我们观察者物理世界是不存在的，但是，仍然存在着几何世界。

四.物理概念是怎么产生的

除质点和空间外，其余一切物理概念，像时间、场、质量、电荷、光速、力、动量、能量、-----都是质点在空间中运动【或者质点周围空间本身的运动】相对于我们观测者所表现出的一种性质，都是质点在空间中运动（或者质点周围空间本身的运动）形成的，因而与位移有关，可以认为时间、场、质量、电荷、光速、力、动量、能量------都是空间位移的函数，都可以用空间位移来表示。

在物理概念中，像声音、颜色、力、温度这些物理概念是质点在空间中运动触及到我们观测者，引起了我们观察者的感觉，我们观测者对这些感觉加以分析、概括而形成的。

但是，时间和场有点特殊，时间是我们观测者自己的身体在空间中运动引起的，场是空间本身的运动形成的。

五.基本物理概念和导出物理概念

物理概念中有的是基本的，有些物理概念是这些基本概念导出的。比如时间和位移是基本的，速度是由时间和位移所导出的。

还有比位移和时间更基本的物理概念，由于宇宙由物体粒子【也就是物质点】和空间组成，所以质点和空间是最基本的物理概念，是构成宇宙大厦的基本砖瓦，不能定义，而别的物理概念都可以用质点和空间来定义。

下面是表示这些物理概念从高级、基本的到低级的示意图。

物质点、空间→时间、位移、场→速度、光速→质量、电荷→动量→力→能量、功→温度、光、声音、颜色等等。

六.基本物理概念的分类

基本物理量分两大类，一类是标量，一类是矢量，其中标量就是可以用数字表示，而矢量可以用数字加方向表示。

标量可以分为正负标量和没有正负之分的纯粹正标量。

七.如何描述空间本身的运动

统一场论认为空间本身时刻在运动着。那我们如何定性定量的描述空间本身的运动？

我们把空间分割成许多小块，每一小块称之为空间几何点，简称几何点，或者叫空间点。几何点运动所走过的路线叫几何线。描述这些几何点的运动，就可以描述出空间本身的运动。

流体力学和波动方程的数学方法同样适用于描述空间本身的运动，实际上我们是把空间看成是类似流体的一种特殊介质。而统一场论也认定了空间是客观存在的，空间的存在不依赖于我们人的感觉，如果没有人，空间照样存在，但是，没有人的话，时间是不存在的。

八.宇宙中质点和空间为什么要运动

物理学是我们对几何世界【由物体和空间构成】的描述，所以，任意一个物理现象，我们总可以找到相对应的一个几何状态。

在物理学中我们描述的运动状态，和几何中的垂直状态是相对应的。

如果没有我们人去描述，运动状态其实就是几何中的垂直状态。

相对于我们观察者，宇宙中任何一个物体，过周围空间中任意一个几何点，最多可以作三条相互垂直的直线，这个叫空间的三维垂直状态。

处在这个状态中的任意一个几何点，相对于我们观测者一定要运动，并且不断变化的运动方向和走过的轨迹又可以重新构成一个垂直状态。

以上可以叫垂直原理。

方向不断变化的运动一定是曲线运动，圆周运动最多可以作两条相互垂直的切线，而空间是三维的，其运动轨迹上的任意一点，一定可以作三条相互垂直的切线，所以一定会在圆周运动平面的垂直方向上再延伸运动。

合理的看法是空间几何点以圆柱状螺旋式【就是旋转运动和旋转平面垂直方向直线运动的合成】在运动。

质点存在于空间中，质点所在的位置会因为空间本身运动的影响而运动。

我们认为物体运动的原因是因为受力，只是一种很肤浅的认识，一切物体的运动背后原因，都是空间本身的运动造成的。

物体可以影响周围的空间，进而影响空间中存在的物体，这样物体就可以通过空间来相作用。

我们要认识到，物体周围空间的运动，是物体引起的，物体存在于空间中，可以对周围空间产生影响，这种影响的程度可以用周围空间的运动程度来衡量。

物体存在与空间中，对周围空间造成影响，令周围空间产生运动，空间的运动势必影响存在与空间中的物体的位置，令这个物体位置发生运动变化，或者具有运动变化的趋势。

物体的一切相互作用，万有引力、电磁场力、核力本质上都是通过空间本身运动来进行的，物体通过运动变化的空间来相互传递作用力。

空间不依赖我们观察者而客观存在着。我们也可以把空间看成是一种特殊的介质。物体和空间是紧密的联系在一起。

我们要注意，空间的运动和我们描述普通物体的运动有相同的地方，也有不同的地方。

注意：

统一场论所描述的空间运动都是指质点周围的空间，如果没有物质点，单纯的描述空间的运动是没有意义的。

因为描述运动需要确定时间开始时刻和空间位置的初始状态，单纯的空间没有时间开始时刻和空间位置的初始状态。

确定时间开始时刻和空间位置的初始状态需要依靠质点和我们观察者共同来确定。

空间本身的运动起源于质点，结束于质点，没有质点或者没有观察者，描述单纯的空间的运动是没有意义的。

九.螺旋运动规律

宇宙中所有的自由存在于空间中的质点都以螺旋式在运动，包括空间本身也是以圆柱状螺旋式在运动。宇宙中小到电子、光子、质子，大到地球、月球、太阳、银河系----无一例外都是以螺旋式在运动。

螺旋运动规律是宇宙核心规律之一。

十.平行原理

物理学中描述的平行状态对应数学中的正比性质。

两个物理量，如果可以用线段来表示，相互平行的话，一定成正比关系。

十一.几何对称性等价于物理守恒性

物理学中描述的守恒性等价于几何中的对称性。

一个守恒物理量，如果能够用线段来表示，在几何坐标上是线对称的，如果可以用面积来表示，在几何坐标上是平面对称的，如果可以用体积来表示，在几何坐标上是立体对称的。

十二.空间的连续和不连续

我们人类接触到的空间，对空间的认识，都认为空间是连续的。我们人类处理空间的数学体系，很多都默认空间是连续的。

但是，在某些情况下，空间可以表现为不连续。比如，物体以光速相对于我们观察者运动，所在的空间相对于我们观察者可以表现为不连续。

这个与相对论、量子力学有关，但是，这是另外一个广阔的研究领域，要人类许多年、许多人努力才可以搞清楚的，这里不再详细论述。

十三.运动的描述不能够脱离观测者

相对论认为时间、位移、力、质量等很多物理概念是相对的，对于相对运动的不同观测者来测量，可能有不同的数值。这“相对”两个字延伸一下，就是相对于我们观测者而言。

由于时间、位移、速度、力、质量、能量-----这些物理概念来自于质点【相对于我们观测者】的运动或者周围空间的运动。所以讲，脱离观测者（我们人）、或者不指明那一个观测者，描述运动是没有意义的，时间、位移、速度、力、质量、能量-----许多物理概念失去了意义。

咋一看，以上看法好像是一种唯心主义，不过，唯心主义认为一旦没有观测者，没有人，一切都没有了，这个也是不对的。

正确的看法应该是这样的：

宇宙中所有的运动都是相对于我们人而言的，一旦没有了人，宇宙给我们的景象就像照相机照相的一个定格镜头，而不是不存在。

物理学中的运动状态从几何的角度看就是垂直状态，是同一个现象我们观测者从不同的角度【就是从物理角度和从几何角度】看出现不同的结果。

运动状态就是我们人对物体在空间中的位置不断肯定、否定、肯定、否定、肯定、否定-----的结果.

有人认为，在没有人类之前的宇宙一切照样在运动，所以运动的存在与人是没有关系的。

其实“没有人类之前”这句话是一个病句，没有了人类，哪来的没有人类之前。

“没有人”就是把人排除了，你既然排除了人，就不能再用人来定义之前或者之后。之前或者之后都是依靠人来定义的，没有我们人哪来的前后，上下左右，东西南北？

注意，物理学中描述的运动，空间、质点、观测者三个东西一个都不能少，否则，运动就失去了意义。描述时间的变化有点特殊，观测者和质点实际是一个东西。

人类对运动的认识有一个发展的过程，牛顿力学认为描述一个物体的运动，必须要找一个认为是静止的参照性物体，作为参照物，运动的描述强调了在某一段时间里物体在空间中走过的路程。

牛顿力学认为时间和空间长度的测量于观测者的运动没有关系。

相对论继承了牛顿力学基本看法，但是相对论强调了不同的观测者，测量的空间、时间等其他物理量的数值可能是不同的。

相对论认为时间和空间长度的测量于观测者的运动速度有关系。低速时候，关系不明显，接近光速时候，特别明显。

统一场论认为描述运动必须要相对于一个确定的观测者，没有观测者、或者不指明那一个观测者，描述运动是没有意义的。

物理上的运动状态是我们人描述的，静止状态也是我们人描述的，如果没有我们人这个观察者，就不存在运动状态，也没有静止状态。宇宙只是剩下了物体和空间，物体和空间是处于运动状态，还是静止状态，是不能确定的。

没有观察者讨论运动或者静止是没有意义的。

选择一个参照物描述运动有时候是不可靠的。

统一场论认为时间是观测者自己在空间中运动形成的，肯定与观察者的运动相关，物体在空间中运动的位移与观测者的观测有关，不同的观测者可能有不同的结果。

时间的测量与观察者也有关系，同一个事情所经历的时间，不同的观察者可能有不同的结果。

统一场论和相对论一样，强调了你的时间和空间，我的时间和空间，是不同的，不能混淆的。

十四.空间为什么是三维的

我们知道，沿空间中任意一点最多可以作三条相互垂直的有向直线，称为三维空间。为什么恰巧是三条，不是二条，也不是四条？

一维空间决定了质点以直线运动，二维空间决定了质点以圆周或者曲线运动，三维空间决定了质点沿一个平面旋转运动，并且又在旋转平面垂直方向延伸运动【就是以圆柱状螺旋式运动】。

或者说空间直线运动产生的是一维空间，空间曲线运动产生的是二维空间，空间圆柱状螺旋式运动产生的是三维空间。

这两钟看法是我们人对同一个现象从不同角度理解而出现的。

我们所生活的空间是右手螺旋空间，也就是右手大拇指指向空间的直线运动方向，右手四指头环绕方向就是空间的环绕运动方向。

至于宇宙中有没有左手螺旋空间，从逻辑上分析是没有的，假设有左手螺旋空间，会受到普遍的右手螺旋式空间的排斥，亿万年后，会被排斥到宇宙无穷远处，就是有，我们也是无法发现。

两个右手螺旋式空间相互碰撞，旋转相互接触地方空间会减少，表现为相互吸引，而左手螺旋空间和右手螺旋空间相遇，会相互排斥【详细的参阅以下的解释万有引力的本质】。

但是，这个问题仍然有待理论和实践去探讨。不排除人类未来可以人为的制造左手螺旋空间。

十五.统一场论基本假设

宇宙中任何物体【包括我们观察者的身体】相对于我们观察者静止时候，周围空间都以物体为中心、以光速度C【统一场论认为光速可以为矢量，用大写字母C（数量或模、或标量为c ，c不变）表示，矢量光速C方向可以变化】向四周发散式运动。