物理单位的统一
物理单位的统一
郑州大学 刘三同 刘云柱
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提要：本理论从时空统一出发，把所有的物理学单位全部统一为秒的函数，从而使物理学公式更加简洁，使物理现象的本质更加直观。
关键词：理论物理学 物理单位
导语：本文中所有的观点不可能完全正确，但希望不会影响本文发表。上个世纪，爱因斯坦作为专利局的一名普通文员，发表了相对论，导出了诸如双生佯谬、时间曲缩等看似荒诞的理论，但却使物理学向前推进一大步；普朗克虽然正确地导出一个量子常数，由此而形成的量子电动力学虽然也已很成功，但仍不能使四力统一；薛定锷虽然发现了粒子波动方程，但他却将振幅平方错误地猜测为电子密度，进而推导出一系列错误理论，数年后才被一一纠正。但他们的论文都顺利发表了，这些小错误丝毫没有影响他们对物理学的巨大贡献和后人对他们的敬慕！
共同营造一个良好的学术环境吧，物理学新一轮革命，希望在中国打响这第一枪！欢迎交流。
刘三同，刘云柱，陈书章 2011年12月5日
我们知道，国际单位制中有七个基本度量单位：米，千克，秒，安，开，摩，坎，另外还有很多合成度量单位。为何定义了那么多度量单位？这与我们认识客观世界的过程有关，当人类发现时光流逝有一明一暗的周期性时就把这一明一暗的周期定义为一天，近而又发现年月等新的周期，再后来又人为地定义了小时，分钟，秒等时间单位。当人们发现生活中的物品有长短大小之分时，便定义了长度单位，西方人用国王的脚长作为空间度量单位，叫英尺，东方人用母指与食指展距的二倍作为长度单位叫尺，现在统一的国际单位叫米；当人们发现一匹马每小时拉动水车提升的水量基本一致时，就用一匹马每小时做功量叫一马力，现在功率的统一国际单位叫瓦特(W)，且1马力约等于735W。接下来又定义了质量，能量，磁量，电量，电流量，角动量，如此等等。
有时人们发现新的物理现象，无法用已有的度量计量，不得不定义一个新度量，并且对新度量取值是任意的。当人们了解现象本质并能用原有的度量计量时，才发现这个新度量的定义其实是多余的，并且由于度量取值的任意性造成度量的不统一，单位换算时往往产生繁锁的关系常数，比如阿伏加德罗常数，普朗克常数，光速常数等等。
总之，物理度量是人们对客观现象的量化定义，其本质是不同态系下的时空关系，因此具有如下特点：
1、度量所计量的现象具有客观性。即人们只能对自然界客观存在的现象进行定义度量，以达到计量的目的。凡是存在的，都是合理的，只有通过对量的研究才能找出客观现象的规律。
2、度量具有人为想象性。所有的物理度量都是人类根据对客观现象的认识想象出来的，其实度量根本就不存在。比如能量到底在哪？同空间一样只有靠想象。
3、度量取值具有固定性。度量一旦被定义下来，其取值就被想象成是固定不变的，无论时空如何变化，度量值都被想象成恒定不变的。
4、度量值具有对称性或周期性。周期性是特殊的对称，对称是变形的周期。量在时空中总是对称的或有周期性的，对称包括空间对称和时间对称。周期性表现为度量总是循环的，取相同的周期，变量是相同的。对称则表现为完全相反的时空方向上也能得到完全相同的量变值。
5、度量取值具有相对性。没有相对就没有量，任何度量都只能取相对量。相对性表现为确定不同的起点以及对应的终点，总能得到相同的量变值，或者说，以不同的态去观测同一个现象时，度量值不同。力的值也是相对的，比如我们以不同的加速度感受引力，就是不同的。
6、度量值测量误差性。人类定义度量的目的就是为了测量记录客观现象，但任何度量都是根本测不准的，且这种误差是绝对的，不是工具和方法的原因。误差性也叫不确定性，正如尺子的刻度越小精度越高，客观现象的周期越小，不确定性越小。也就是说，我们测量的读值永远都只能接近实际值，但永远都不是实际值。但微观粒子的不确定性，则是由波速的相对恒定性导致的。
7、度量值的量子化。量子化是由波动性造成的，波动性是由于能量总是在不同的形式之间不停地转换造成，时间上表现为频率，空间上表现为波长。其实物理量永远都是连续的，但由于观测和起作用的方式不同，从某一个方面感受某一个量时，才显得是振动的，比如水浪的动能与势能和是定值，能量是连续的，但我们却只能感受到浪子是一个一个的，量子化正是由于这种周期性振动引起。
8、度量的相互关联性。不同度量是从不同角度表述同一客观现象，因此所有度量之间是相关联的，一个度量可以用另外的度量表示，所有度量之间存在固定的函数关系。
9、度量的守恒性。所有物理学度量总可以看作时间的函数，或者是纯空间度量的函数，因此同一个时空态系中总是守恒的，但在不同的态系中不守恒。比如，我们以不同的速度去观测同一束光，可能是红光，也可能是紫光，而红光子与紫光子能量不同，表现为能量在不同速态下并不守恒。
10、度量的方向性。凡是由奇数个空间量定义的物理度量都具有方向性，不同方向上的量征不同，本量与方向夹角余弦的积为该方向的分量，或称投影。
总之，所有现象是同一客观的不同表现，所有的物理量可以用一个度量来表示，无论这个量是否为基本量，并且各物理学规律不变，对客观现象的计算结果也完全一致。我们称用一个量作变量参数表示所有物理度量的制度为单一制，本理论中全部度量单位用秒的函数表示，称单秒（Single-Secont）制，简称SS制，就揭示自然现象的规律性来说，单一制更为直观，因为在单一制中，所有的单位换算常数为1。
下表给出SS制与SI制单位的换算关系:
|
度量
|
SS制
|
SI制
|
关 系
|
|
长度L
|
s
|
m
|
s=Q-1cm
|
|
时间T
|
s
|
s
|
1s=1s
|
|
引力F
|
s-2
|
N（牛顿）
|
s-2 =Qhc-1
N
|
|
速度V
|
（比率）
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ms-1
|
sm－1=cQ－1
|
|
加速度A
|
s-1
|
ms-2
|
s-1=Q-1cms-2
|
|
质量m
|
s-1
|
Kg
|
s-1= Q2hc-2kg。
|
|
冲动量P
|
s-1
|
Ns=kg ms-1
|
s-1 =Qhc-1Ns
|
|
能量E
|
s-1
|
Nm=J（焦耳）
|
s-1 =hNm=hJ
|
|
电势能E
|
s-1
|
eV
|
s-1=hJ=hCeV
|
|
电量q
|
E
|
C（库仑）
|
e=1.602*10-19C
|
|
c为光速常数；h=6.63*10-34；库C=6.24*1018；Q为空间曲度，同一态系Q=1
| |||
从上表看，同一运动系中，1s-1(Hz磁旋能单位)
=4.13*10-15eV（电子伏）=7.37*10-51kg(千克)，三者是统一而等效的，即1Hz=hJ=h/c2kg=CheV。当然，我们也可以理解为1V=（1/Ch）dBHz，1dBHz=ChV，SI制中dB=ChVs为磁量子，SS制中dB =1。在SI制中，E=mc2/Q2,只有在同一运动系中，或者说是真空下Q=1。但在SS制中E=m。Hz是能量单位，与焦耳的换算关系1s-1=hJ,h=6.626*10-34Js-1这就是普郎克常数的真正物理意义，表示每Hz磁振荡能量约为6.626*10-34J，如同当初人们发现热功当量常数一样充满神奇。在SS制中，所有的物理学公式和各种物理计算中完全不出现该常数，一切物理定理同样成立。当然，这使得我们有些物理运算数量级很大。
以上也直接揭示出，电粒子、质量粒子、光子、磁场、电场是相对状态不同时观测的结果，都将被看作是同一样的物理现象。当我们高速接近一个红色光源时，看到的会是蓝光，接近一个蓝光源时，就不能看到光源。当我们以光速旅行时，原来的物品都将成为磁波消失，而原来真空般的天体，会出现各种从未见过的场景，因为天体中原本看不到的磁波都将变成各种质量粒子。同一天体，不同的速态去观测，有时是粒子，有时是真空，有时是电场，有时是磁场，以合适和速态去观测黑洞，黑洞也可能并不黑。因此，所谓的宇宙边界不存在，所谓的宇宙总质量也同样不存在。
参考文献：
1、《费曼物理学讲议》作者：R.P费曼，R.B莱登，M.桑兹，上海科技出版社出版，FTP电子版，1989.12（1）；
2、《时间简史》作者：史蒂芬.霍金，翻译：许明贤，吴忠超，湖南科技出版社出版，18-98-204；
3、《物理学简史》作者：张轩中，网络电子版；
4、《相对论导引》作者：赵展岳，清华大学出版社出版，2002.8；
5、《大学物理（第二版）》主编：屠庆铭，高等教育出版社出版，2006.12；
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