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质量、重力场、电荷、电场的本质
投稿时间：2012-10-02 21:28 投稿人：张祥前
在物理学中，质量、重力场、电荷、电场是基础概念，揭开它们的本质，下一个严格的物理定义，对物理学影响巨大。
在这里我们提出一个假设认为，任何一个物质点周围空间相对于我们观测者时时刻刻都在运动，物体具有质量、带有电荷就是由于物体周围空间的运动形成的。而物体周围的重力场是物体的质量引起的，物体周围的电场是物体带的电荷引起的。
我们习惯了描述物体在空间中的运动，对于空间本身的运动我们如何去定性、定量的描述？一条直线我们可以看则是由无数个点构成，同样道理，我们也可以把三维空间看则是由无数个点构成，称这些点为几何点。通过描述几何点的运动，就可以描述空间的运动。
在这篇文章中，我们把质量、重力场严格定义为：一个物质点O相对于我们观测者静止，周围空间中许多几何点其中任意一个几何点P会以光速C在运动，在某一个时刻，从O点指向P点的矢径为r 。让点O处于直角坐标系xyz的原点，矢径r是xyz的函数，随xyz的变化而变化，记为r = r（x,y,z,）。在某一个观测者看来，物质点O具有质量m是指周围有N条矢径r，呈辐射状均匀分布，在O点周围一块小面积ds上有dn条矢径r垂直穿过去。把ds看则矢量面元，且规定沿r方向为正方向。
令-A = dn/ds
km =∮-A ds = N
以上k是比例常数，∮为包围O点封闭曲面积分，A 就是引力场强度。上式也可以用散度概念表示，设O点的质量m和体积V的之比为L, 则式km =∮-A ds = N可以用
▽·A = - 4πG L
表示，式中G是万有引力常数。上式表示在体积V内包围了N条几何点的矢量位移r，数目N的多少反映了质点O质量的大小。
我们设想体积V（散度概念中V很小）如同一个小正方体，当O点相对于我们观测者以速度v匀速直线运动时候，这个正方体按照相对论的看法要收缩一个费兹杰诺（FitzGerald）因子√（1-v²/C²）。由于数目N按理不会随速度v变化，所以，质量m相应的会增大一个相对论因子√（1-v²/C²），这样我们从质量的几何本质出发，解释了相对论中的质速关系。
在这里我们把电荷、电场的严格定义为：一个物质点Q相对于我们观测者静止，周围空间中任意一个几何点P'以光速C在运动，从Q点指向P'点的矢径为r' 。让点Q处于直角坐标系xyz的原点，矢径r'是xyz和时间t的函数，随xyz和t的变化而变化，记为r' = r'（x,y,z,t）。在某一个观测者看来，物质点Q具有正电荷q是指周围有N条矢径r'，呈辐射状均匀分布，在Q点周围一个矢量面元ds（方向沿矢径r'正方向）上有dn条矢径r'垂直穿过去。
令E = dn/ds
则K'q =∮E ds = N
以上k'是比例常数，∮为包围Q点封闭曲面积分，E就是正电场场强。
在某一个观测者看来，物质点Q具有负电荷-q是指周围有N条矢径-r'，呈辐射状均匀分布，在Q点周围一块小面积ds上有dn条矢径 -r'从无限远处垂直的穿进来，汇聚在Q点。
令-E = dn/ds -q
k' =∮E ds = N
以上k'是比例常数，∮为包围Q点封闭曲面积分，-E就是负电场场强。以上也可以用散度概念表示，设Q点的电荷q和体积V的之比为L', 则式K'q =∮E ds = N 可以用
▽·E = L'/ε。
表示，式中ε。为真空中介电常数。上式表示在体积V内包围了N条几何点的光速矢量，数目N的多少反映了电荷Q电量的大小。
我们设想体积V（散度概念中V很小）如同一个小正方体，当O点相对于我们观测者以速度v匀速直线运动时候，这个正方体按照相对论的看法要有一个费兹杰诺（FitzGerald）收缩因子√（1-v²/C²）。由于数目N按理不会随速度v变化，包围电场中的矢径r'是xyz和时间t的函数，但是时间t（r'/t形成了电场线）要有一个爱因斯坦（Einstein）迟缓因子√（1-v²/C²），结果是电荷q不会随速度v而变化。
这样我们从电荷的几何本质出发，解释了电荷的相对论性不变。
总结，物体周围空间相对于我们观测者时刻在运动变化，随空间位置的变化反映了物体的质量和重力场情况，随空间位置的变化又随时间变化（表明电磁场具有波动性）反映了物体的电荷和电场情况。
由于字数的限制，本文略去了对光速本质的分析，有些问题不能够清楚的解释，有兴趣的读者可以搜张祥前新浪博客《统一场论（一版）》扩展阅读。
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