一种动态的具有演化特征的物质时空体系
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一种动态的具有演化特征的物质时空体系——论四个基本物理定律的内在联系与统一摘要：本文提出并阐释了物质粒子辐射空间本底量子新概念，给出了质量时变关系及其理论基础，揭示了爱因斯坦—德布罗意关系、牛顿第二定律、万有引力定律和哈勃定律这四个基本物理定律的内在联系与统一，阐明了物质粒子的波动性、惯性、时间之矢和空间本底以及引力场的共同起源，给出实物与四维时空及引力场的内在联系，说明物体具有动态的空间广延性，证明引力质量即是惯性质量和引力等效惯性力，统一解决了宇宙膨胀及加速膨胀与星系旋转曲线等疑难，从而确立一种动态的具有演化特征的物质时空体系，并以此尝试建立狭义与广义相对论及量子论共同的物理基础，所作出不同方面的一系列推测得到许多检验证据的支持。关键词：爱因斯坦—德布罗意关系 &牛顿第二定律 &万有引力定律 哈勃定律 &时空中图分类号：0572 质量、时间和空间是物理学三个最基本的概念。质量是表征物质惯性和引力作用的物理量，质量、时间和空间这三个概念经历了从相互独立到有所关联的认识过程。在牛顿经典力学框架中，质量、时间、空间在本质上是相互分离的，时间和空间同物体的运动状态无关。牛顿在其绝对时间、绝对空间和质量恒定的基础上，建立起经典力学理论体系，提出牛顿运动三定律和万有引力定律。爱因斯坦以相对性原理和光速不变性为基础，提出狭义相对论，给出质能关系及四维时空，认为时间和空间与物体的运动状态有关，并在引力质量与惯性质量相等的基础上，创立了广义相对论，给出了爱因斯坦引力场方程，认为引力源于物体的存在所导致的时空弯曲，时空作为引力场的结构性质而存在，一无所有的空间是不存在的。通过求解爱因斯坦引力场方程，并假定宇宙学常数或真空能量密度起主导作用，得到德希特宇宙模型[1]，其尺度因子的膨胀行为是。在微观领域，物质粒子的波粒二象性由爱因斯坦—德布罗意关系所描述，以物质波的概念为基础，给出了薛定谔方程，建立起量子力学。为了克服广义相对论的时空奇异性和量子场论的发散困难，人们引进了空间时间量子化的观念，认为普朗克时间、普朗克长度是最小的时间间隔和最小的空间长度，超弦理论认为宇宙和万物由超对称性的弦和膜构成，各种不同的粒子只不过是弦的不同振动模式而已，弦和膜是物质的基本实体，其空间度量和时间间隔是量子化的，具有断续性结构。经典力学以质点模型为基础，但在质点模型前提下，一直未能给出引力、惯性和时间之矢的起源，也难以明了空间本底构成。狭义相对论无法说明光速不变性。广义相对论不能解释引力质量为何等于惯性质量。宇宙学方面，至今还很难说清究竟是什么原因导致了宇宙膨胀和加速膨胀以及星系旋转曲线疑难等现象，真的有暗能量和暗物质吗？如何克服贯穿于物理学中的时间反演不变性同宇宙星系膨胀演化的矛盾？量子力学以物质粒子的波动性为基础，但是粒子为何具有波动性？它与时间和空间及引力场量子化关系如何？值得深思的是，所有这一系列重大的基本的物理学疑难问题是否存在某种内在联系或共同的物理机制？能否给予统一的描述？物质世界以其各种规律性呈现着内在的和谐与统一，每一层次的规律决定于深一层次的规律。爱因斯坦德布罗意关系与l、牛顿第二定律、万有引力定律和哈勃定律，这四个基本物理定律分别处于微观、宏观和宇观的核心地位，包含了质量、能量、时间、空间和引力与惯性这些基本的具有普遍意义的概念。通过综合分析，提出物质粒子辐射空间本底量子新概念及质量时变关系，以此探讨并揭示这四个基本物理定律内在联系与统一的物质基础，似乎能够发现物质粒子的波动性、惯性、时间之矢和空间本底以及引力场的共同起源，给出实物与四维时空及引力场的内在联系，证明引力质量即是惯性质量和引力等效于惯性力，统一解决宇宙膨胀及加速膨胀与星系旋转曲线等诸多观测上和理论上的疑难问题。类似空间本底量子的设想和引力常数及质量随时间的变化，国内外曾开展过一些研究。从爱因斯坦引力场方程出发并同量子理论类比，假定本底性引力子的频率等同于哈勃常数，则其能量可表示为；提出大数假说，推测引力常数可能反比于宇宙时标，原子尺度等微观量也可能随着宇宙膨胀而发生相应变化；通过月掩星观测发现引力约以年的比率在变弱；把宇宙膨胀与物质静质量变化联系起来，提出随着宇宙膨胀，静质量约按年的比率而减小；凌君彦根据地心引力常数逐年下降的测量结果，经拟合分析，假定引力常数不变，得出地球质量约按年的比率而减小的结论，与给出的研究结果相近。这里，质量衰减的比率与哈勃常数的数量级相当。1、哈勃定律与质量时变关系通常把哈勃定律视为宇宙空间膨胀的观测证据，那么若按宇宙空间膨胀分析，星系的引力场及场能密度应该是不断稀释减弱的，这似乎反衬星系的引力质量随时间减小。从宇宙加速膨胀考虑，星系之间的加速分离或许预示着星系的惯性质量随时间减小。由物体与其引力场不能分离和物体运动或质量变动伴随其引力场强度变化及以有限速度持续传播且不能屏蔽来判断，引力场应是本底性辐射场，作为引力场源的物体质量可能随时间减小。三百多年前，牛顿曾猜想引力可能是从物体质量中发射精气弥漫在空间中而产生的，其强度与距离平方成反比。爱因斯坦曾提出由于电子在原子内部的运动，原子也将辐射引力能，推测任何物体处在加速状态时都会以光速向外发出引力波传播时空涟漪。按广义相对论，有物质存在的时空是弯曲的，若没有物质则时空就变为平直。在晚年，爱因斯坦的看法有了转变，认为物质如果消失，时空也不应该存在。他在总结时空探索时指出：“空间时间未必能看作是可以脱离物质世界的真实客体而独立存在的东西。并不是物体存在于空间中，而是这些物体具有空间广延性。空间有无限多个，这些空间彼此作相对运动，这一观念在逻辑上的确是无可避免的，但是这种观念甚至在现代科学思想中也远未起过重要的作用。”由此启发思考，物体的空间广延性是如何形成的？它与物体及其引力场究竟有怎样的关联？是无限多个物质粒子伴生了无限多个相应的空间吗？空间彼此作相对运动意味着空间是动态的？这些是否与牛顿猜想的从物体质量中发射精气有关？是否与德布罗意提出的物质粒子的内在周期性因素或振荡有关？综合以上考虑，把质量可能随时间减小与物体空间广延性的形成和空间彼此作相对运动以及引力场等联系起来，我们假设物质粒子因不断地辐射空间本底量子而导致物质粒子自身质量和相应能量随时间衰减，其衰减规律在物理学中通常可表示为－（）－（）在、式描述的质量能量时变关系中，物质粒子的质量损失和相应的能量损失分别与物质粒子质量和相应能量成正比，与时间间隔成正比，为物质粒子质量能量时变常数。引力是宇宙星系间起决定性的作用力。在相对稳态情况下，若星系的质量及按照式随时间衰减，则星系之间的引力就会随时间减小，根据万有引力定律，推得质量时变与引力减小的关系为－（）星系间引力的减小将导致星系间的距离发生改变。将万有引力定律变形为，推得引力减小与星系间距发生变化的关系为－（）从而推得质量时变引力减小导致星系退移，其退移速度为（）由此直接推得星系退移速度与星系间的距离成正比。将式同哈勃定律比较，得（）按质量能量时变常数等同于哈勃常数，质量能量时变关系及相应积分则具体为－（）－（）（）（）星系间距时变关系及相应积分为（）（）其中、、分别是计时开始时相应的物理量。结合式与式，所得到的结果与给出的变质量二体问题的解相同：（）－（）式与的设想趋同：星系间距扩张的相对变化率等于星系质量衰减的相对变化率。由式，推得星系从间距退移至所经历的时间为u（）由式给出的时间与玻尔兹曼熵的形式相似，其中u是哈勃时间。如同重力加速度与受力物体质量无关，式蕴含的星系退移加速度也与星系质量无关：（）其中，与宇宙学常数的数量级相同。若将星系间距扩张视为宇宙膨胀，根据式，哈勃半径下，宇宙整体膨胀的加速度为（）上述关系的导出或存在与观测者所处的位置无关，说明在相对稳态情况下，若物质粒子以及星系的质量随着时间的推移而衰减，则星系之间乃至宇宙自然处于膨胀及加速膨胀之中、，星系退移的光谱线红移量将随着时间的推移而逐渐增大：（）根据牛顿第二定律，当质量为、径向退移速度为的星系以加速退移时，则星系相当于受到某种推力或斥力作用，其大小为，该力可能来源于运动星系自身的质量时变，即－，这些均都满足由质量时变－下的万有引力定律或径向方向动量守恒所推导出的哈勃定律综上所述，以质量时变关系假设为基础，通过相对稳态下星系质量时变引力衰减导致星系间距变化的数学推导，能够说明星系间距扩张及宇宙膨胀是质量时变的自然结果，指出星系退移速度和退移加速度均与星系距离成正比，与星系的质量大小无关，宇宙在其各个不同区域及方向上的膨胀具有一致性，在距离呈指数式增长方面，趋同于德希特的宇宙膨胀模式。2、爱因斯坦德布罗意关系与空间本底量子辐射爱因斯坦德布罗意关系、l，涉及质量和能量与频率时间关系，质量和动量与波长l空间关系，表明任何物质粒子都和一个振荡即内在周期性因素相关联。若用振荡周期替代，则有（）（）物质粒子与其辐射的空间本底量子之间的关系，可以通过空间本底量子能量与空间本底量子频率表示出来，并结合式有（）空间本底量子质量，与式对应的关系式为（）这样便把与物质粒子质量和能量相关联的振荡同物质粒子可能产生的空间本底量子辐射联系起来，预示着物质粒子的振荡周期和频率同空间本底量子辐射相伴。从相互作用方面来说，物质粒子不断地向外辐射具有一定动量的空间本底量子自然会导致物质粒子的振荡。设表征振荡过程的持续性参量为（）其中是与物质粒子的质量和能量相关联的振荡次数或同步辐射出的空间本底量子数。结合式和式，有（）物质粒子在时间间隔因辐射空间本底量子而损失的能量可以表示为－，代入式，得到－（）与式相应的物质粒子质量时变关系则为－（）由此给出的式、式分别恰如、式，对比得（）表明空间本底量子频率亦等同哈勃常数，从而说明物质粒子辐射空间本底量子新概念并给出质量能量时变关系及其理论基础，空间本底量子能量和相应质量则具体表示为（）（）由物质粒子的空间本底量子辐射及质量能量时变关系能够揭示康普顿波长的物理根源：－（）这里，是光速、是空间本底量子的动量，、、反映了质量、空间和时间的量子化。式表明，物质粒子的康普顿波长，是与物质粒子辐射空间本底量子及辐射力－相关联的波动力程即波包大小，物质粒子在振荡周期和波动力程中以光速辐射出一个能量为、动量为的空间本底量子。空间本底量子的速度可以具体表示为（）物质粒子的空间本底量子辐射力为－（）空间本底量子辐射使物质粒子受到的反冲加速度为 & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &－（）物质粒子辐射空间本底量子的作用强度或加速度为 & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ′－（）在物质粒子质量能量时变及辐射空间本底量子的振荡过程中，当物质粒子以速度平移运动时，自然随同出现一种附加波动力，形同宇宙加速膨胀之力，即－（）从而导致物质粒子出现附加振荡加速度为－（）以致与其相伴的波动构成德布罗意物质波，其波长矢量为－（）说明在物质粒子质量时变及不断地辐射空间本底量子生成空间本底的过程中，伴随物质粒子平移运动出现的附加振荡在空间本底的传播形成了德布罗意物质波。且有（） & & & & & & & & & & & & & & & & & & （）式也可以由质量时变关系－与、结合构造出来，具体过程为：－→－→－，从而有－上述对爱因斯坦德布罗意关系物理本质的阐释，进一步把物质粒子和时间空间关联起来，给出了物质粒子质量能量时变关系及其理论基础，揭示了物质粒子辐射空间本底量子与物质粒子振荡频率以及康普顿波长和德布罗意物质波波长形成的物理机制。3、牛顿第二定律与物质波德布罗意提出的物质波理论，被爱因斯坦认为“一幅巨大帷幕的一角卷起来了。看来，粒子的每一运动都伴随着一个波场，这个场（它的物理性质目前还不完全清楚）在原则上应该是能观察到的。”爱因斯坦预料，象质点的运动由作用于它身上的力或力场决定那样，德布罗意波场也会以类似的形式受到这些力场的影响。根据物质粒子的波动性及有关实验结果，粒子的动量与其波长相互联系、相互依存和同时存在。对两边取时间导数并整理，得2（）这样便通过数学求导和简单变换，把本是波动性的物质粒子分为粒子和波两个部分，并引伸出新的含义，即粒子动量时变必然伴随其波动量时变2，二者同时出现，且大小相等方向相反。由此似乎可见粒子惯性来源之端倪：若要使粒子的动量发生变化，则需给粒子施以外力，以克服与相伴且大小相等的抵抗粒子动量改变的波性力2，即2，从而有牛顿第二定律：（）说明当外力施于物质粒子时，粒子发生动量时变，施力者同时受到相应波性力l2给予的反作用，波性力是与空间本底量子作用及物质波波长变化相关联的一种力，反映了粒子与时空的相互作用，物质波应是具有一定力学特性的物理波。根据式，可以推得－（）l2－－（）这里，波性力l2等同于牛顿所说的物体所具有的力图保持其已有状态的内源力。可以预见，通过干涉或空间本底量子作用等，直接使其物质波发生变化，也会反过来影响和改变物质粒子的运动状态。物质粒子难以在其物质波干涉完全抵消的区域运动，此区域物质波波长相当于无限大，根据关系式，此区域对应于物质粒子动量为零的状态。依照物质粒子波动性的形成机制，可以设想单个电子双缝干涉的物理图像：在电子粒子通过双缝中的一条缝之前，该电子的物质波先行通过双缝发生相互干涉，当电子通过双缝中的一条缝时，电子身上正在产生的波同另一条缝最后传播过来的该电子部分波发生相互干涉，即刻决定了电子运动的最可几方向，由此便能够解释单电子双缝干涉的实验结果，也可以从光子辐射空间本底量子的角度说明至今还难以理解的光子概念和解释单光子的双缝干涉现象，并可能为量子纠缠奠定理论基础。4、时间之矢与空间本底及引力场量子化时间和空间是人们认识物质世界两个原初理念，千百年来人们一直努力试图弄清时间和空间的本质。按照牛顿的观点，时间象是一条均匀流动不息的河流。热力学以孤立系统的熵增加显露时间的流逝性和方向性。作为结合到物理学基本定律中的时间，从经典的牛顿动力学、麦克斯韦电磁理论直到相对论和量子力学，均未包含过去与将来的区分,这些理论都内含着时间反演对称性，体现物理规律的不变性，其时间仅仅是外在于事物的参照维度。但从爱因斯坦的相对论、普朗克的能量子概念和德布罗意对粒子缔合以内在周期性因素的伟大创举，以及宇宙整体膨胀演化方面，还是可以寻找质量、能量及引力场与时间和空间内在关联的蛛丝马迹。诺贝尔物理奖得主认为，未来的理论物理学应该说明空间和时间是什么。指出：“应该会有一个物理学的理论从方程中把时间和空间给推导出来，只有当我们找到了关于时空概念更深刻的含义时，自然界的各种相互作用才有真正被统一的希望。”探究时间之矢的物质根基和空间本底的量子构成，需要突破时间是一个与物质无关的纯粹的逻辑量和物体自身质量不随时间而变的观念。由式和式所揭示出的时间过程－，具有单向、均匀流逝和自然统一的特征，且与其它因素无关，因而具有普适性，表明在物质粒子不断地辐射空间本底量子的过程中，产生了时间之矢，从而使时间成为物质及其空间的内在属性。星系退移速度至光速时，相应的空间距离为哈勃半径，达到物理观测和物质作用的极限。以光速运动的空间本底量子，相应的波长′，恰为哈勃半径。由式，亦得′（）反映了由空间本底量子构成哈勃宇宙空间本底的合理性，光速应是信号传递的最大速度。若物质粒子辐射空间本底量子的作用强度′在其空间本底量子球面即空间基元球面或作用截面的通量为′，则其在传播距离为相应空间球面为上的强度为′′（）把式代入其中，得′（）将式与牛顿引力场强度公式对比，令，则求得为（）进而推得空间基元半径为（）可见，恰为普朗克长度，空间本底量子球面或作用截面等于为半径的球面面积，′则为牛顿引力场强度，且有，这似乎表明引力场由物质粒子的空间本底量子辐射所构成。结合式和式，推得物质粒子辐射空间本底量子的作用强度′在其空间本底量子球面或作用截面的通量′，在球面上的强度等于牛顿引力场强度，空间本底量子质量可进一步表示为（）另一方面，通过牛顿引力场强度公式，可直接给出普朗克距离下牛顿引力场强度为（）可见，式切实等同式，说明物质粒子辐射空间本底量子的初始作用强度′即是普朗克距离下的牛顿引力场强度，由此检验了质量时变关系及关系式，确认引力场起源于物质粒子的空间本底量子辐射。空间本底量子辐射力可进一步表示为′以上表明，物质粒子与空间本底及引力场具有同一性。物质粒子在不断地辐射空间本底量子的过程中产生了时间之矢，形成了以恒定光速广延扩展的空间本底及引力场，构成了具有物理过程的四维时空，说明物体具有动态的空间广延性。 & &5、引力相互作用的微观机制牛顿在《自然哲学的数学原理》所述的引力是一个形成原因与传递方式不明的客观存在。爱因斯坦则把实物与时空弯曲及引力场联系起来，并指出：“把实物和场看作是彼此完全不同性质的两种东西是毫无意义的。实物是能量密度特别大的地方，场便是能量密度小的地方。”能量通常具有从高密度向低密度自发辐射扩散或耗散的趋势。根据物质粒子空间本底量子辐射及质量能量时变关系，质量为能量为的物质粒子总体上以球面对称形式辐射出的以光速传播的在距离为厚度为的球壳中的空间本底量子能量密度为－（）依照式，正是物质粒子空间本底量子辐射力在球面上的分布，－相应呈动态定向分布的空间本底量子数量密度为 & & & & & & & & & & （）所产生的任一径向方向空间本底量子动量密度为（）与物质粒子的引力场强度相对应，其对应关系可表示为s（）其中对应系数s恰为基本物理常数组合： & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & s（）根据式，有s（）这里，是在中受引力作用的物质粒子质量，是相应于中质量为的物质粒子对空间本底量子辐射的作用截面面积，s，令，亦推得空间本底量子的作用截面面积s，进一步说明空间本底量子半径为普朗克长度，并具体推得－s（）－s（）从粒子与其所包融空间总体动量守恒方面考虑，设质量的粒子位于质量的粒子空间处，是质量的粒子所包融作用的有效体积，且相应的有效作用面积为、作用距离为、作用时间为，则、，质量的粒子受到作用力或相应动量时变率为－（）以上反映出引力质量即是惯性质量。对于任何两个物体及其动态空间构成的物质体系，在每一物体与其所处空间总体动量守恒的情形下，由于每一物体中都出现对方提供的向外方向的空间本底净动量流，从而引发向内方向的作用，形成万有引力。类似于起初静止在水上呈一线排开距离很近的两只小船，每只船上的那些人分别向船头和船尾一直对称行走，当不断有人从一只船走上另一只船并继续前行时，通过两船行人之间的交换，每只船体都获得了行人向外方向的净动量流的反向作用而相互趋近。设在时间内，质量为的物质粒子辐射的空间本底量子有个正在通过质量为的物质粒子，则在质量为的物质粒子中出现了向外方向的空间本底量子净动量流，形成一种波性力，相应于式，物质粒子的动量时变率－l2若粒子间距为，则可推得、波性力以及物质粒子所受引力或相应动量时变率为s（）ss（） & & & & & & & & & & & & & －l2（）由此窥见引力微观机制，显露引力和惯性力均源于波性力，体现了物质粒子与其涵盖空间总体动量守恒。惯性力是当物质粒子受力时，在加速运动中产生的l2波性力对所受之力或加速度的抵抗；引力是每一物质粒子辐射的空间本底量子在其它任一物质粒子中出现了等效于l2的波性力造成的；引力等效于惯性力。物质粒子不断地辐射空间本底量子形成动量密度与距离平方成反比分布的空间即引力场，每一物质粒子形成的动量空间总体上呈球对称辐射状，任何两个物质粒子的动量空间叠加，使得每一个物质粒子处在非对称性的动量空间中，物质粒子间便出现指向低动量空间方向的作用力，即引力。从动量空间与引力场等同来说，空间本底量子即是构成引力场的基本量子。由宇宙惯性之和，推得，从而有 & & & & & & & & & s≈平方米千克（）其中，哈勃常数约，哈勃半径≈米，哈勃宇宙质量≈千克。 & &另外，如果认为先锋号宇宙飞船显露的异常加速度米秒与相近，则可计算出s≈平方米千克、哈勃常数≈，很接近天文观测给出的哈勃常数值，这里，s也大致符合天体系统质量与其空间尺度的关系。取对应系数s平方米千克，相当于单位质量物质在中所受引力源于并等于相应单位有效作用面积受到的作用，可计算出质子和中子对空间本底量子的有效作用半径约为米，电子对空间本底量子的有效作用半径约为米。可推导并计算出哈勃常数s年，确定空间本底量子能量焦耳。空间本底量子能量与核力所交换的介子固有能之比的数量级为，恰约等于引力作用强度与核力作用强度之比，空间本底量子波长′米，宇宙整体膨胀的加速度米秒。6、星系旋转曲线与天体系统空间本底辐射反作用针对式从微观上给出的物质粒子辐射空间本底量子使物质粒子受到反冲加速度－，以及，从宇观角度进行分析，在质量为的天体系统整体向外大量辐射空间本底量子形成引力场的过程中，整个天体系统在各个方向上都将受到同样的反作用，其反作用强度，恰与哈勃宇宙整体膨胀的加速度相等，与先锋号宇宙飞船显露的异常加速度相当，与理论定义的临界加速度相近。一般地，星系、星系团当中的引力场强度大都在量级附近。对相对稳态下的天体引力系统，以星系为例，其星体绕星系中心轴旋转的向心加速度则为[] & & & & & & & & & & & & （）星体绕星系中心轴旋转的速度为[]}（）其中，为星体旋转半径，是该半径构成的球形体所包含的星系质量，为质量分布的几何效应参数，对于球状分布而言，。根据的极值条件¶¶，当，呈现的极大值为（）当，牛顿引力场强度起主导作用，[r]}，近乎正比于；当，空间本底辐射反作用强度开始起主导作用，随着一定程度的增加几乎不变。由此可以得到基本符合观测结果的关系即星系的旋转曲线，其中与相应牛顿引力下的之比：。在更大的空间尺度上，当星系之间或星系团之间退移加速度不能忽略时，星系或星系团旋转的向心加速度则为－（）在的哈勃半径处，有（）由式也可以确定哈勃宇宙的惯性之和、哈勃宇宙半径及引力质能关系分别为（）（）（）式反映了物质自身能量同该物质与半径为质量为的哈勃宇宙引力作用能相等，这和马赫原理有相似之处。由式或式给出的哈勃宇宙质量为（）其中为普朗克质量。若以为常量，则有，若以其质量时变，则将有－，可视为哈勃宇宙质量对域外有出有进，总体上保持不变，并且有（）与式相对应，亦有关系式：（）进而推得与普朗克质量相应的一系列关系式：，，′，，′，这里，、、′分别与、、式相对应，′是空间本底量子的波长，′，是普朗克质量对应的康普顿波长，7、普朗克常数与相应物理体系的内在特征自然界中，物质的辐射和转移都是以作用量形式出现的，普朗克常数是作用量的最小自然单位，是作用量的基元、，可用以探究物理体系内在的基本特征。）设′、分别是与普朗克时间和普朗克长度、哈勃时间和哈勃半径相关的特征作用力，可分别写成基元作用量的形式：′（）（）由此确定相应的特征作用力为′（）（）相应的能量为′（）（）相应的作用强度为′（）（）由此从时空上独立地揭示出了空间本底量子能量和空间本底作用强度的存在，推得′′，并给出最小普朗克时空和最大哈勃时空两极相通的蕴涵对应关系。）设、、分别是空间本底量子周期′下，空间本底量子波长′、康普顿波长、德布罗意物质波波长相应的内在作用力，写成基元作用量的形式分别为′′（）′（）′（）相应的内在作用力为′′′（）′′相应的能量为′（）其中和，是式及式，和，分别是式和式。相应的作用强度为（）后四式分别是式、式、式及导出式。进一步揭示了式至式的物理根基。）设′、′、′分别是物质粒子振荡周期下，空间本底量子波长′、康普顿波长、德布罗意物质波波长相应的表观作用力，写成基元作用量的形式分别为′′（）′（）′（）相应的表观作用力为′′（）′（）′（）相应的能量为′′（）′（）′（）相应的作用强度为′（）′（）′（）′（）以上揭示了相应物理体系的内在特征，揭示并阐明空间本底量子能量和空间本底强度的存在及。其中，和等同，′和等同；相应等效作用强度：′，，，；相应作用力之比：，′′′；相应等效动量：，，，8、天体公转轨道的演变及地球膨胀一般地，宇宙中天体的分布呈层次结构并伴随旋转运动。以绕质量为的中心天体作近圆形轨道运动的质量为的小天体为例，有（）其中，为小天体公转线速度，为小天体公转角速度，为天体间的距离。经整理得（）通过线速度和角速度的关系式，可进一步推得（）亦即（）这里，和在形式上分别与哈勃定律和哈勃宇宙质量相似。在中心天体不断辐射空间本底及引力场的情况下，由小天体的公转运动可能会导致空间本底及引力场的波动，其空间波动或引力波动的角频率应同为对式两边微分并整理后，得（）小天体公转角动量，其瞬时空间本底量子辐射而损失的质量为，损失的公转角动量则为，所以小天体公转角动量的时变率为，将其展开并整理，得到小天体公转角速度和距离的关系仍与质量不变情况下的相同，即－（）把式代入式，也可以得到符合变质量问题的解、：－（）式即是式的微分形式。再结合质量时变关系式，亦可推得哈勃定律以及关系式和，进一步说明如果天体间的引力随着天体质量时变而减小，那么天体的轨道半径将以符合哈勃定律的形式自然地向外扩张及加速扩张。进而推导出小天体公转周期随时间的变化关系为（）上述结果也可以换一种方式推导出来：将式写成积分形式，有（）其中为一常数，把式代入式，得（）对式两端取时间导数，并结合质量时变关系式，得－（）把式代入式，整理得－（）再结合式，便得到哈勃定律以及、和另外，至微观领域，考虑到玻尔半径与质量成反比，即，结合质量时变关系，也可以推得玻尔半径随时间的趋变形式为以及综合前面从不同角度分别推导出的哈勃定律，似乎表明哈勃定律不但是宇宙星系，而且也是太阳系、地月之间甚至是包括地球自身及原子在内的相对稳态下的天体引力系统或物质体系共同遵循的膨胀演化模式，由此亦可说明月球远离和地球膨胀的主要动力来源。地球靠引力内聚形成球体，质量时变引力减弱或原子扩张也将导致地球发生膨胀，地球自转速度便自然减慢。在地球质量随时间衰减的情况下，地球半径的平方与地球自转角速度的乘积也仍保持不变，即常数设某时刻地球自转角动量为，其瞬时空间本底量子辐射而损失的质量为，地球瞬时损失的自转角动量则为，地球自转角动量变为，因而有－，再把－代入，得常数，从而推得地球自转周期随时间的变化关系亦为。9、时空偏转与狭义和广义相对论及量子论共同的物理基础物体以恒定光速不断地辐射空间本底量子生成动态空间本底，当物体之间出现相对运动时，其动态空间本底可发生相对偏转。类似对垂直下落的雨滴，在路上行人看来是倾斜下落的。考虑到地球以恒定光速辐射的空间本底垂直穿过停在地面上内部净高为的火车车厢，所需时间为，当火车以速度延着火车长度方向匀速运动时，则火车上静止的观测者能够推知地球辐射的空间本底相对于运动的火车发生了偏转，其偏转角的正弦值为，并推得地球辐射的空间本底倾斜地通过车厢的时间为、其行程距离为，其中类似地，在火车车厢的底板上点固定一脉冲激光器，发射脉冲激光垂直射向距离为的车厢顶棚上的接收器点，当火车以速度延着火车长度方向匀速运动，若在火车上静止的观测者测得激光从点发射垂直击中火车点的时间为，地面观察者则推知光线发生了偏斜：，并推得激光击中火车点的时间为、激光行进的距离为设与火车相对匀速直线运动的参考系为地面系，与火车相对静止的参考系为火车系。当系观察者以相对运动空间偏转基准自然转换的光尺推定系中延运动方向的物体长度时，所推得的长度与系中静止观测者测得的长度的关系则为，该结果也可以由系观测者用激光往返测得的火车车厢长度，与系观察者相应推得的火车车厢长度的关系，并结合而得到，从而有综合上述分析，在相对运动中，系相对系偏转的，可以视为系的动态空间本底以及其中的光线或电磁信号传递，相对于系发生了相对偏转见图1，且有 & & & & & &图系相对系在原点重合时的偏转图2. 二维平面旋转变换设系与系在某时刻原点重合，系与系相对速度为，则时空相应偏转关系由方程和－确定，由此得到洛伦兹变换。考虑到二维情况，相对速度方向与相同见图2，－系对－系的偏转角，根据直角坐标系的旋转公式，其坐标变换关系为－、；进而导出二维旋转的速度公式：－、，得到更加精确更具普遍意义的时空变换关系。通过解析时空相对偏转，既能得到狭义相对论的结果，也能得到广义相对论的结果，并能攻克广义相对论未能解决的一直困扰天文学界的海格立斯双星进动难题，甚至还能推得包括薛定谔方程在内的量子论的一些公式。从物体以恒定光速不断地辐射空间本底量子生成动态空间本底呈现时空一体化角度考虑，时间可视为第四维度，从而形成四维时空统一体，对于彼此间做相对匀速直线运动的观测者来说，事件的时空间隔是不变的，由此也可导出洛伦兹变换。以空间本底速度为物质粒子运动速度的极限，则无需利用光速不变原理和具体的时空变换关系，便可完全在动力学范围内推得爱因斯坦质速关系和质能关系，进而给出洛伦兹变换。若在质量和能量之间引入一个对应系数，写成＝或形式，再结合，可推出，根据和等所做的电子质速实验结果，确定对应系数，便得到质速关系和质能关系10、主要成果与推测及检验证据）提出物质粒子辐射空间本底量子新概念并给出质量时变关系及其理论基础，揭示了爱因斯坦德布罗意关系、牛顿第二定律、万有引力定律和哈勃定律内在联系与统一的物质基础，推得的物质粒子辐射空间本底量子的初始作用强度恰与普朗克距离下的牛顿引力场强度等同，从而检验了物质粒子不断地辐射空间本底量子新概念以及质量时变关系。2）所确定的质量时变常数为哈勃常数，质量约按年的比率衰减，与地球质量约按年比率下降和地月之间的引力约以年的比率变弱的测量分析结果符合的较好。）依据质量时变关系，我们于年推得天体系统共同遵循的自然膨胀演化模式为，恰趋同于德希特的宇宙膨胀模式，哈勃宇宙整体膨胀的加速度为≈米秒。年天文观测发现宇宙在加速膨胀，宇宙膨胀加速度的量级约为米秒。）推得对于质量为的星系，相当于受到推力或斥力的作用，该力可能来源于运动星系自身质量随时间的衰减，即－，这些均都满足由质量时变－下的万有引力定律或径向动量守恒所推导出的哈勃定律）指出了星系间距扩张及宇宙膨胀是质量时变的自然结果，星系退移速度和退移加速度与星系的质量大小无关，宇宙在其各个不同区域及方向上的膨胀具有一致性。这与实际观测到的宇宙空间具有平直性、宇宙以临界速度膨胀、宇宙在其各个不同区域及方向上的膨胀速度差异恰好为零相符合，从而使这些特性得到自然、合理与统一的解释，解决了宇宙膨胀及加速膨胀的动力来源，并且不存在物质创生疑难与奇点疑难、视界疑难、平直性疑难、磁单极子疑难以及精细调节与巧合性等问题。）推得天体系统及物质体系受到自身辐射空间本底反作用的强度米秒，恰与哈勃宇宙整体膨胀的加速度等值，也与先锋号宇宙飞船显露的异常加速度米秒相当，由此给出的关系即星系的旋转曲线与大量星系的观测结果相符合。）物质粒子辐射空间本底量子新概念及其质量时变关系，把质量、时间和空间这三个最基本物理学概念密切联系起来，揭示了物质粒子的波动性与质量能量及时空充满活力的统一，展现出一种新的具有演化特征的物质时空图景，能够克服物理学中的时间反演对称性同宇宙星系在较大时空跨度上所显露出的膨胀演化的矛盾。）阐释了爱因斯坦德布罗意关系的物理本质，揭示了物质粒子内在周期性因素同其空间本底量子辐射相伴，说明了物质粒子的振荡频率和康普顿波长形成的物理机制，推导出与物质粒子辐射空间本底量子及附加波动力相关联的波动力程恰好等于实验所测定的德布罗意物质波波长。9）阐明了德布罗意物质波是一种实在物理波，揭示了惯性的根源和牛顿第二定律微观机理，从而使原来认为与牛顿运动定律不相容的物质粒子的波动性，不但符合牛顿运动定律，而且还支撑了牛顿运动定律，并解释了单粒子以及光子的双缝干涉实验。2009年，YvesCouder发布论文表示，宏观油滴弹跳于振动表面可以用来模拟波粒二象性，毫米尺寸的油滴会生成周期性波动，对于这些油滴的相互作用会引起类量子现象，例如，双缝干涉、轨道量子化等等。年，科学家借助实验捕获了光的粒子与波同时存在的场景。10）揭示了时间之矢的物质根基和空间本底的量子构成以及四维时空形成的物理过程，明确了单向、均匀流逝与统一和普适的物理时间，表明不同质量和能量的物质粒子所对应的空间结构不同，确认空间本底量子既是空间基元也是引力场的基本量子，推得其半径正是普朗克长度，相应波长恰为哈勃宇宙半径。）推得空间本底量子能量与核力所交换的介子固有能之比的数量级约为，恰约等于引力作用强度与核力作用强度之比。）推得物质粒子辐射空间本底量子的速度为光速，说明光速应是粒子的速度极限，空间本底量子即是构成引力场的基本量子，这与一些初步尝试观测到引力场的传播速度为光速相符合。13）以普朗克常数为作用量的基元，探究相应物理体系内在的基本特征，能独立地揭示出空间本底量子能量和空间本底强度的存在，并且给出最小普朗克时空和最大哈勃时空两极相通的蕴涵对应关系。14）指出物质粒子不断地向外辐射空间本底量子在物质粒子周围形成动量密度与距离平方成反比的动量空间即是引力场，推得物质粒子辐射空间本底量子的能量密度与物质粒子的引力场强度相对应，其对应系数恰为基本物理常数组合，揭示了万有引力和宇宙膨胀与加速膨胀及星系旋转曲线疑难均源于物体动态的空间广延性，推导出了万有引力定律。）从理论上证明了引力质量即是惯性质量，引力等效惯性力，引力和惯性力同属波性力，是波性力的不同表现形式。其中，引力质量等于惯性质量实验结果的测量精度达10-12数量级。）从理论上推得并确认哈勃宇宙的惯性之和，可以说明为什么挂在北极的傅科摆的摆面完全跟着星空转。）推得哈勃宇宙质量、质量为的物体与哈勃宇宙的引力能为，恰好符合质能关系）通过空间本底量子，可赋予精细结构常数这一上帝之笔写下的神奇之数以新的物理含义：pppppp，显示出精细结构常数除以p恰是两个电荷间的库仑力与普朗克质量间的万有引力之比，也是两个电荷间的库仑力与哈勃宇宙质量和空间本底量子质量间的万有引力之比，还是哈勃半径间距下，两个电荷间的相互作用能与空间本底量子能量之比。）取年，代入，推测亿年前地球处于金星现在轨道位置，亿年前火星处于地球现在轨道附近，这与火星陨石等研究推断地球上的生命始于火星构成相互支持。还推测目前地球与太阳的距离每年增加米，基于雷达与高精度激光器观测以及日全食历史数据分析等，发现确有类似的趋向，由不同方面观测估计，给出地日间距每年增大的数值分别是：厘米、米、米，平均值约米。）把地月间距米代入，可计算出目前地月间距每年增加厘米。这与美国和法国科学家用二十多年时间通过激光测距测得地月间距每年增加厘米的结果相符合。推算月球近地点和远地点之差每年增加厘米，经长期观测发现该距离差每年增加约厘米。）推得月球公转周期每年增加秒，该值同根据十几年月掩星的观测发现月球公转周期以年的比率增长基本相符，当时认为其可能源于引力常数以年的比率而减小、。）计算出寒武纪地球半径约为现值的％，其结果与相应时期古地磁极分散度基本对应。当时日地距离比现在要近％，地表温度等开始适于生物存活，或促成寒武纪地球生命大爆发。）可推定亿年前元古代初期，地球半径只有现值的％，据此可以对古陆作较完整的立体拼合。推断亿年前太古代末期，地球半径约为现值的％，基本符合与古陆在半径缩小的球面上曲率变化的计算机模拟检验结果。）计算出现今地球半径为亿年前初始半径的倍，相应于地球增大的面积为目前地球表面积的，大约与目前洋壳面积相符，说明洋壳可能是地球膨胀演化的结果，这也恰好同科学家根据记录到的各大洋边界扩展推断地球形成到现在其半径逐渐增长的总量为现值的相符合。）计算出地球半径亿年来平均增长率为毫米年，目前总体上地球半径的增长率为毫米年。该值同根据古地理图显生宙面积的扩大得出的地球半径以毫米年的速率增大相符合。申文斌等人通过全球分布的重力台站与重力卫星联合解算建立高精度、精细时间分辨率的时变重力场，根据所得地球惯性矩的年增加量计算了地球年间的半径变化，得出年间地球半径的增长率为毫米年的研究结果；还采用高精度，空间大地测量数据综合解算所得和站坐标和速度，用算法生成三角网逼近计算地球的体积变化，结果表明这年间地球半径的增长率为毫米年、。）计算出地球自转周期的长期变化为每十万年日增长秒。该值同地球自转周期长期变化每十万年日增长秒的实际结果相符；地球上的一天在逐渐地延长，科学家从亿年前的珊瑚化石中推断出当时地球每年大约有天。）推测月球或许是在地球膨胀地壳初次破裂时由地内物质剧烈喷发形成的。观测表明，月岩中氧、钛及钛的同位素比例与地幔相仿。）推得物体以恒定光速辐射空间本底量子生成动态空间本底，形成了四维时空，当物体之间出现相对运动时，其动态空间本底以及其中的光线或电磁信号传递发生相对偏转，由此探究狭义与广义相对论及量子论共同的物理基础，推导出洛伦兹变换和更具普遍性的新变换。）推测反映星系退移的光谱线红移量将随着时间的推移而逐渐增大：，这可以通过长期精密观测所选定的同一星系光谱线的红移量随时间的变化加以检验。据悉，目前国内外正着手联合开展研究观测星系红移随时间的变化，大约需要十年的时间给出实验观测结果。）推测目前宇宙微波背景辐射波谱峰值频率每年大约降低赫兹，所对应的开氏度再经过哈勃时间后将降至约开氏度。）推测引力波可能是天体以其质量衰减－辐射空间本底在天体加速运动时出现空间波动的传播。若质量为的中心天体和质量为的小天体均为极致密天体，则其天体半径与相应天体质量关系分别为≈、≈，在≈两个天体间距条件下，质量为的小天体绕中心天体公转线速度趋近光速，则引力波角频率≈）在物质粒子空间本底量子辐射及质量时变关系阐明康普顿波的基础上，有望通过检测康普顿波来测量粒子质量，并制造与粒子质量相关的更高精度的新型原子钟。11、空间本底量子质量的一些数学关联式）空间本底量子质量）哈勃宇宙半径、时间、质量，相应于普朗克长度、时间、质量有等比关系：）与空间本底量子质量之间亦存在同样的比值：）普朗克能量密度与哈勃宇宙平均能量密度之比恰是以上比值的平方：′≈）星系退移速度达到光速时，其空间距离为哈勃半径，对应有，空间本底量子速度为光速，其半径为普朗克长度，其波长′等于哈勃宇宙半径；）相应于，有；对比于最大观测极限的与结构：或，亦有同样最小观测极限的与结构：或）空间本底量子与哈勃宇宙质量基本引力能及引力分别为，，空间本底量子与普朗克质量基本引力能及引力分别为，）空间本底量子辐射力－′，在此密切相关式中，若把每项除以质量，则其结果均可化为；）空间本底量子辐射强度′，与物质粒子反冲加速度相对应；）康普顿波长－）对应系数s12、空间本底量子辐射的各种物理作用效果）空间本底量子辐射同物质粒子质量和能量相关联的内在周期性因素或振荡相伴。）使得物质粒子自然呈现出康普顿波和德布罗意物质波，光子则呈现出光波。）当物质粒子受外力作用加速运动时，其德布罗意物质波波长将同时发生改变，物质粒子便出现与外力作用大小相等方向相反的波性力，即为惯性之源。）导致物质粒子自身质量和能量持续衰减，形成单向、均匀流逝与统一普适的时间之矢。）物质粒子以恒定光速辐射的空间本底量子形成了动态的空间本底，构成四维时空统一体。当物体之间出现相对运动时，其动态空间本底可发生偏转。）物质粒子不断地辐射空间本底量子，其密度与物质粒子质量成正比，与距离平方成反比，形成球形对称分布的有结构的动量空间，构成了物质粒子的引力场。）使得物体具有动态的空间广延性，各物体的空间彼此作相对运动，每一物体都处于其它物体的动量空间中，其中任何两个物体间的每一物体中都出现由对方提供的向外方向的空间本底净动量流，从而引发向内方向的作用，出现牛顿万有引力。）使得星系或天体自身质量衰减引力随时间减弱，导致星系间或天体间的距离按的形式逐渐扩张，包括地球自身甚至原子也如此膨胀，谓之整个宇宙统一膨胀及加速膨胀。）天体系统或物质体系在不断向外辐射空间本底的同时，还受到自身辐射空间本底的反作用，使得星系旋转出现所谓“疑难”现象、先锋号宇宙飞船的加速度出现“异常”。空间本底量子作为宇宙的物质基元，把物质粒子的波动性、惯性、时间之矢和空间本底以及引力场密切联系和统一起来，使宇宙膨胀和星系旋转曲线等疑难得到简单的自然的解释。13、对质量时变疑虑问题的反思物质粒子辐射空间本底量子及其质量(能量)时变的新理论逻辑前提简单、物理图像清晰、自洽性和融合性强、解决问题广泛、理论推测及检验证据较多。在此，对质量时变所疑虑的问题反思如下：1）物质粒子的质量真的随时间衰减吗？对此似乎也可以提出反问：物质粒子的质量真的恒久不变吗？从目前测量范围和精度上看，这些还都无法直接给出确切结果。在较大的时空范围，认为物质粒子质量是恒定的其实也属于一种假设。以物质粒子质量时变为基础，把质量恒定仅仅视为物质粒子质量时变在较小时空下的特例，能够发现更多的物理联系和系统地解决很多问题，包括由质量恒定带来的问题，所给出的一系列结果和推测得到了许多检验证据的支持。物质粒子质量时变关系与质量守恒和能量守恒并无矛盾。物质粒子的质量和能量在不断地向空间本底及引力场形态转化过程中，形成了动态的空间广延性及四维时空统一体，其质量和能量在总体上是守恒的，物质粒子的质量时变与其四维时空在逻辑上可以相互印证。从“能量趋向平衡与均分”的角度来看，有限自由度的粒子与无限多自由度的场共存，粒子的能量自然要向场的能量转移。在宇宙空间膨胀过程中，伴随星系的引力场及场能密度将不断地被稀释，也会映衬出星系质量随时间衰减。2）如果物质粒子的质量随时间衰减，那经过极长时间后，质量不就趋近于零吗？这里，质量时变只是定域于我们所能够观测到的时空范围，不宜无限地外推。也许宇宙达到某种状态后，物质粒子质量随时间的衰减也可能反过来转变为质量随时间增大呢，或如同唐孝威的基本粒子演化假说中电子静质量随时间增长模式。宇宙现阶段物质能量从高密度向低密度扩散、温度或热量自高向低的传递、时间从过去流向未来以及孤立系统的熵增加都是自发的过程，这些自发过程在极其遥远的将来能否反转目前还纳入不了科学讨论范畴，人们对质量概念的认识也处在不断的深化和发展之中。3）一些粒子，如电子的质量都是一样的，如果质量时变，那在不同时期产生的电子可能质量应该不同，但观测上怎么没发现这种情况？回答这一问题，就又回到宇宙的统一演化上来了，这也可能正好说明宇宙中的所有物质及其物质体系在深层本质上均处于统一的演化中。依据物质粒子的空间本底量子辐射及其质量时变关系，可以解决物理学中的时间反演不变性同宇宙星系在较大的时空跨度上所显露出的膨胀演化的矛盾，并能统一阐释物质粒子的波动性、惯性、时间之矢与空间本底以及引力场的起源，从而把原有物理学理论作为时间跨度较短的极限形式包含于其中，使以往定态化物理学趋向于更符合客观实际的演化物理学。14、讨论为了系统描述宇宙、天体和地球等自然体系的演化，需要深入研究和揭示引力、空间和时间的本质，从而建立一个涉及时间方向性的理论框架，使时间对应于物质体系的演化过程和演化阶段。这与当年L.Boltzmann仿效达尔文在生物学中的研究，试图系统地阐述物理学中的演化这一伟大目标相一致。让物理过程在时间中展开、物理规律在时间中呈现，实现物理学基本定律的统一，是一代又一代科学家的伟大梦想。但是，从以往作为时间对称世界的物理学描述那里如何能够洞悉时间之矢呢？我们认为，关键是要在最基本的层面上发掘和找到某种最具普遍性的不可逆的自然过程和规律，以此来推定和区分物质体系或动力系统的过去、现在和将来。在质量、能量、时间、空间、引力这些基本概念中，质量和能量通过光速平方联系起来：，时间与宇宙空间的关联形式有，引力与质量和空间的关联形式为。如果这些基本概念及定律是有机联系的，那么就需要追寻质量或能量与时间的关系。在这里，引力与质量能量和空间密切相关，怎么单单把时间漏掉了呢？以致人们曾长期困惑于万有引力的超距作用。引力场强度与质量成正比与距离平方成反比，非常象三维空间一个有源的动态辐射场，并且很可能同另一个重要的基本关系式有密切联系，其中的振荡频率涉及了时间！根据我们的研究结果，万有引力作为一种普遍存在于各种物体之间的相互作用，源于物质粒子的空间本底量子辐射及其质量能量时变关系，这是一个最基本的最具普遍性的不可逆的自然过程，说明万有引力同时间之矢密不可分。这也恰好与人们从重力作用下的流水中感受到时间的流逝相吻合。由此可以自然地阐释爱因斯坦德布罗意关系和牛顿第二定律，推导出万有引力定律与哈勃定律，证实了S.Penrose的推断：“所要寻求的量子引力必定是一个时间不对称的理论，或许可以指望由此揭示出设想的存在着某种更深刻的原理，它使宇宙必然（或者至少以压倒优势的可能性）肇始于某种各向同性膨胀的状态之中，这一原理也许在较为局部的范围内还有着其它应用。”研究表明：物质粒子不是经典力学抽象描述成的僵化和被动的质点，而是能够自发地产生时间之矢和空间本底及引力场，并能自然抵抗外力作用的波动性粒子；物质粒子的内在周期性因素或振荡与其空间本底量子辐射相伴，空间本底量子是质量、能量、时间、空间、引力、惯性与物质粒子波动性之间相互联系与统一的物质基元。由此把德布罗意提出的物质粒子的内在周期性因素、牛顿关于引力可能是从物体质量中发射“精气”弥漫在空间中而产生的猜想、爱因斯坦的“并不是物体存在于空间中，而是这些物体具有空间广延性，空间有无限多个，这些空间彼此作相对运动”等观念密切联系起来并加以充实和完善。由物质粒子的空间本底量子辐射及其质量能量时变关系，提出和赋予了基本物理常数组合、、s以及、、－、－以明确的物理含义，从而自然地给出了德希特的宇宙膨胀模式、猜想的本底性引力子、理论引入的临界加速度、以及超弦/理论认为的最小空间长度和最小时间间隔，即普朗克长度和普朗克时间；能够说明由光子辐射空间本底量子导致的“光子老化”机理，但考虑到光子老化与逆时间推断中的原子发射光子初始能量较高的结果自然抵消，所以光子老化实际上不会造成星系的光谱线红移；还可以自然地解决引力佯谬和奥伯斯佯谬。物质粒子的空间本底量子辐射及其质量能量时变是物质粒子的波动性、惯性、时间之矢和空间本底及引力场的共同起源。物质粒子不断地辐射空间本底量子导致了质量衰减和引力减弱，使得天体系统自然发生膨胀及加速膨胀，天体系统还同时受到自身辐射空间本底的反作用，由此统一解决了宇宙膨胀及加速膨胀动力疑难、星系旋转曲线疑难和先锋号宇宙飞船的异常加速度问题，似乎可以不用相继引入的宇宙大爆炸、暴胀、暗能量或宇宙学常数以及暗物质等概念来解释这些。物质粒子的空间本底量子辐射及其质量能量时变关系，要比引力常数随时间减小的物理图象根深面广，也比假定物质粒子质量能量恒久不变的信息量丰富，由此从微观、宏观直至宇观上，阐明了爱因斯坦德布罗意关系与牛顿第二定律和万有引力定律及哈勃定律这四个基本物理定律的内在联系与物理机制，克服了物质粒子的波动性与牛顿运动定律不相容问题，赋予哈勃常数以普遍性含义，说明物体具有动态的空间广延性，确立了一种动态的具有演化特征的物质时空体系，使得诸如宇宙膨胀及加速膨胀、物质粒子的波动性、惯性、时间之矢、空间本底、引力场的起源及其量子化、万有引力机制、引力质量即是惯性质量、引力等效于惯性力、以及星系旋转曲线疑难或先锋号宇宙飞船的加速度异常、太阳系行星轨道的演变、月球远离、月球公转周期的变化、地球膨胀和地球自转周期的变化等，都与物质粒子的空间本底量子辐射及其质量能量时变关系密切联系起来，所作出物体在相对运动中其动态空间本底自然偏转即时空偏转的推论，可构成狭义与广义相对论及量子论共同的物理基础，从而统一解决了这些表面看来互不相关甚至是矛盾的一系列重大的物理学疑难问题。结合物质粒子的空间本底量子辐射及其质量能量时变关系进行的数学推导和分析，不但能把爱因斯坦德布罗意关系与牛顿第二定律和万有引力定律及哈勃定律这四个基本物理定律统一起来，赋于相应的物理理论基础以一定的相融性和可理解性，而且所作出的各种推测均与不同方面的实际观测结果相符或相近，说明以物质粒子的空间本底量子辐射及其质量能量时变关系为基础的新理论能够较好地反映物质最基本的运动过程及其方向性，哈勃定律是宇宙及相对稳态下的天体引力系统或物质体系普遍遵循的膨胀演化模式，从而显露出贯穿于微观和宏观及整个宇宙的一种全息图景，揭示了物质粒子的波动性与质量能量及时空充满活力的统一，反映了作为构成宇宙两大基本要素的物质和空间的能动性，开辟了用含有时间之矢的物理学基本定律来揭示和描述自然演化的新途径。以此认识地球为例，地球的体积可能在膨胀与收缩的脉动过程中逐渐增大。当地球膨胀的力量渐渐累积达到和超过地壳极限抗张强度时，地球将产生较大的膨胀，并在渐渐降温过程中出现一些收缩。陆间边界的吻合性、大陆裂谷、板块移动、洋脊开裂和海底扩张乃至地震与火山爆发，似乎都与地球的体积变化主要是增大相关。地球磁场的产生及其变化也可能同地球膨胀与收缩时导致的地核与地壳的差异转动有关：地球处在膨胀状态，地核在高压下体积变化的相对小些，地壳自转速度要比地核自转速度慢些如目前观测到的情形，地核外围呈熔融状态的铁、镍等物质及其带电微粒在地壳与地核差异转动中呈定向运动，使得地球出现磁场；当地球处在膨胀与收缩之间，地球体积基本不变，在地幔粘滞阻力下，地核与地壳逐渐趋近相同的自转速度，地球磁场会渐渐减弱甚至消失；当地球处于收缩状态，地壳自转速度将比地核自转速度快些，地核与地壳的差异转动方向又反了过来，致使地球磁场发生倒转。15、结束语爱因斯坦德布罗意关系、牛顿第二定律和万有引力定律及哈勃定律，这四个基本物理定律之间存在深刻的内在联系。物质粒子在与其质量和能量相关联的振荡即内在周期性因素中，不断地辐射能量为的空间本底量子，以致出现质量能量时变关系－、－，是这四个基本物理定律内在联系与统一的物质基础，由此揭示了物质粒子的波动性、惯性、时间之矢和空间本底以及引力场的共同起源，给出实物与四维时空及引力场的内在联系，说明物体具有动态的空间广延性，证明引力质量即是惯性质量和引力等效惯性力，统一解决了宇宙膨胀及加速膨胀与星系旋转曲线等疑难，从而确立一种动态的具有演化特征的物质时空体系，并以此尝试探究狭义与广义相对论及量子论共同的物理基础，所作出不同方面的一系列推测得到许多检验证据的支持。物质粒子的空间本底量子辐射及其质量时变关系，给出了时间之矢的物质根基和空间本底的量子构成，实现了引力场的量子化，能够深入地说明质量、能量、时间、空间、引力、惯性与物质粒子波动性之间的内在联系和自然本质，使牛顿经典力学与现代物理学能够自然地衔接起来，作为把四个基本物理定律和一系列重大物理学疑难及观测结果统一起来的逻辑关系纽带，可能反映了物质世界最基本的普遍的自然演化规律。参考文献英约翰巴罗著李剑龙译宇宙之书从托勒密、爱因斯坦到多重宇宙人民邮电出版社年月凌君彦地心引力常数时间变化的一个经验公式《自然杂志》年期爱因斯坦《狭义与广义相对论》第版上海人民出版社年朱林物体自身质量时变的引力理论《大庆师范学院学报》年期朱林物体自身质量时变的引力理论及其应用《中文版》年月朱林引力相互作用的微观图象《中文版》年月朱林，杨杰引力、惯性和时间之箭的共同起源《中文版》年月曹盛林时间、空间和作用量的探讨新浪博客年月许良最小作用量原理与物理学的发展四川教育出版社年月李林森太阳在红巨星阶段对个大行星轨道改变的估计云南天文台刊梁斌，董会宁太阳系的膨胀《四川师范大学学报》（自然科学版）陈志耕地球有限膨胀演化模型《科学通报》年月朱林，朱旭阳论时空坐标变换的物理基础《格物》年第期崔思珑《解析时空理论》冯胜奇时空间隔在所有的惯性系中保持不变与洛伦兹变换《大学物理》年期戴又善狭义相对论与运动速度上限《北京大学学报》年月武向平天文学中的暗物质和暗能量问题之由来和困惑物理饶扬玉引力常数、地球膨胀、地壳运动《地壳形变与地震》年王鸿祯地球的节律与大陆动力学的思考《地学前缘（中国地质大学北京）》申文斌，陈巍，李进由时变重力场证实地球膨胀效应中国地球物理学会第届年会论文集中国海洋大学出版社，：申文斌，张振国利用空间大地测量数据探测地球膨胀效应测绘科学唐孝威基本粒子演化假说和河外星系红移解释《复旦大学学报》朱林论经典力学的理论基础《中文版》年月宋晓东等，地球中心比外壳旋转快通信作者：朱林 &E-mail： 手机：
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