丁荣培：21世纪粒子物理与核物理的核心问题剖析优秀PPT.ppt

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1、2121世纪粒子物理与核物理的世纪粒子物理与核物理的核心问题核心问题-对质子的再相识对质子的再相识丁荣培丁荣培摘要：质子的内在本质就是场，并且是量子化的涡旋电磁场，涡旋磁场是其最本质的一面，涡旋闭合磁场在其切向（即质子球体“表面”）产生同步旋转的稳定电场。由坡印廷矢量特性和麦克斯韦方程可知，量子化的涡旋闭合磁场将会在产生与涡旋磁场相垂直的并非与涡旋磁场同步旋转的稳定静电场（方向为“质子”表面切向，因为尺寸小，从宏观一些的尺度近似地可以看成是从中心发出的电场线），涡旋磁场闭合而旋转电场开放。在质子“表面”，涡旋电磁场的旋转电场强度特殊之高、在质子“内部”，涡旋磁场的磁感应强度特殊之高。书目书目

2、1.引言引言2.电子与质子的本质就是量子化的涡旋闭合电磁场电子与质子的本质就是量子化的涡旋闭合电磁场3麦克斯韦方程组与斯托克斯公式结合的启示：电子、质子外部的电麦克斯韦方程组与斯托克斯公式结合的启示：电子、质子外部的电位移通量必定对应电子、质子内禀涡旋电磁场的存在位移通量必定对应电子、质子内禀涡旋电磁场的存在4电子、质子半径的新计算公式电子、质子半径的新计算公式5.关于电子、质子的能量、质量、电荷的本质与联系关于电子、质子的能量、质量、电荷的本质与联系6.电子、质子半径的新计算结果电子、质子半径的新计算结果7.对黑洞物理学和宇宙物理学的影响对黑洞物理学和宇宙物理学的影响8.关于电子、质子性质的

3、部分新公式及其物理意义关于电子、质子性质的部分新公式及其物理意义9.描述电子、质子的有关物理参数估算表描述电子、质子的有关物理参数估算表10.引申意义：有效说明此前难以理解的一些物理现象引申意义：有效说明此前难以理解的一些物理现象11.20个推论（或科学问题）个推论（或科学问题）12.关于开展质子显微镜和新型介入式可控核裂变探讨的建议关于开展质子显微镜和新型介入式可控核裂变探讨的建议摘要：本文从摘要：本文从射线在重原子核旁边可产生正负电子对这一物理现象动身，射线在重原子核旁边可产生正负电子对这一物理现象动身，分析了电子经典半径的由来及其存在的问题，提出电子与质子内部本质上分析了电子经典半径的由

4、来及其存在的问题，提出电子与质子内部本质上就是量子化涡旋闭合电磁场的观点。再由麦克斯韦方程组导出的电磁场能就是量子化涡旋闭合电磁场的观点。再由麦克斯韦方程组导出的电磁场能量密度公式以及爱因斯坦的质能公式、电磁学中的电磁强度公式三个公式量密度公式以及爱因斯坦的质能公式、电磁学中的电磁强度公式三个公式结合推导出粒子能量来源公式、粒子质量来源公式、粒子电荷来源公式和结合推导出粒子能量来源公式、粒子质量来源公式、粒子电荷来源公式和粒子质量半径关系常数粒子质量半径关系常数 及电子、质子半径公式等系列新公式并说明其物理及电子、质子半径公式等系列新公式并说明其物理意义。据此对现有一些疑难物理现象作出新的说明

5、，并依据系列新的计算意义。据此对现有一些疑难物理现象作出新的说明，并依据系列新的计算公式，计算出描述电子、质子有关物理特征的系列新参数，从全新的角度公式，计算出描述电子、质子有关物理特征的系列新参数，从全新的角度统一地说明物质的微观世界和宏观世界，并初步分析了可能由此对物理学统一地说明物质的微观世界和宏观世界，并初步分析了可能由此对物理学带来的影响。带来的影响。关键词：关键词：量子化涡旋闭合电磁场 粒子能量来源公式 粒子质量来源公式 粒子电荷来源公式 粒子质量半径关系常数 黑洞物理 宇宙物理 1.1.电子对的产生与湮灭电子对的产生与湮灭中国物理学家赵忠尧首先发觉了能量大于两倍电子静质量能（中国

6、物理学家赵忠尧首先发觉了能量大于两倍电子静质量能（2m0c2=1.02MeV）的）的射线在射线在重原子核旁边可产生正负电子对。重原子核旁边可产生正负电子对。1物理教科书上估算的电子经典半径物理教科书上估算的电子经典半径re2.810-15 m，2质子半径质子半径r 1.210-15m。3质子质子质量约是电子质量的质量约是电子质量的1836倍，按我们通常理解质子直径比电子直径大得多，事实恰恰相反；倍，按我们通常理解质子直径比电子直径大得多，事实恰恰相反；现有物理框架对此照旧无法作出合理说明。现有物理框架对此照旧无法作出合理说明。1.2.目前电子的经典半径的由来目前电子的经典半径的由来4及其存在的

7、问题及其存在的问题估算电子经典半径估算电子经典半径re2.810-15m基于以下设想：基于以下设想：（1）设想电子是一个半径为）设想电子是一个半径为re匀整带电球；匀整带电球；（2）设想电子静止质量对应的能量）设想电子静止质量对应的能量 由静电自能供应。由静电自能供应。1.3.存在的主要问题存在的主要问题（1）假如电子电荷是一个半径为）假如电子电荷是一个半径为re匀整带电球，为什么球内的点电荷不会因排斥而分开，那匀整带电球，为什么球内的点电荷不会因排斥而分开，那么这个球的内部结构是怎样的？么这个球的内部结构是怎样的？（2）为什么电子和质子所携带的电量恰好相等、电性相反？这有什么深层次缘由？）为

8、什么电子和质子所携带的电量恰好相等、电性相反？这有什么深层次缘由？（3）电荷的本质是什么，电荷从何而来？电子的质量、能量本质是什么，或者说电子是以什）电荷的本质是什么，电荷从何而来？电子的质量、能量本质是什么，或者说电子是以什么方式表现自己的能量和质量的。么方式表现自己的能量和质量的。(4)目前，这种假定电子能量由静电自能供应的图景给我们看到的是一幅静态的电子图画，但目前，这种假定电子能量由静电自能供应的图景给我们看到的是一幅静态的电子图画，但是，我们所看到宇宙中的一切都在运动，大到星系、日月、星辰，小到分子、原子，连电子是，我们所看到宇宙中的一切都在运动，大到星系、日月、星辰，小到分子、原子

9、，连电子都在绕原子核不停运转。由此可见，电子内部也应当是处于不停运动之中，而不是静止不变都在绕原子核不停运转。由此可见，电子内部也应当是处于不停运动之中，而不是静止不变的。的。1.引言引言2.2.电电子、子、质质子的本子的本质质就是量子化的就是量子化的涡涡旋旋闭闭合合电电磁磁场场2.1.2.1.光子不行能有无限可分的光子不行能有无限可分的结结构，构，这样这样，由并非无限可分的，由并非无限可分的光子光子对对在在经过经过重重原子核旁原子核旁边时产边时产生出的正、生出的正、负电负电子同子同样样不行能具有无限可分的不行能具有无限可分的结结构。否构。否则这则这一一过过程就程就如如“幽灵的作用幽灵的作用”

10、一一样样奇异。物奇异。物质质每分到一个每分到一个层层次，次，则该层则该层次粒子次粒子间间必定存在未知的必定存在未知的相互作用，随着粒子分相互作用，随着粒子分层层的深化，未知的力（相互作用）及未知的粒子也会越来越多。的深化，未知的力（相互作用）及未知的粒子也会越来越多。我我们们将恒久不能搞清晰物将恒久不能搞清晰物质质相互作用的相互作用的规规律，即会陷入律，即会陷入“不行知不行知论论”的漩的漩涡涡。2.2.2.2.论论微微观观局域局域时时空弯曲状空弯曲状态态下下闭闭合弦量子振合弦量子振动动形成基本粒子的形成基本粒子的动动力学机制力学机制55一文一文论证电论证电子、子、质质子内在本子内在本质质就是携

11、就是携带带能量的能量的涡涡旋旋闭闭合合电电磁磁场场。其中主要。其中主要观观点点归归纳纳如下：如下：2.2.1.2.2.1.从从电电子子对对的的产产生与湮生与湮灭灭的的过过程看，程看，电电子内部的本子内部的本质质就是携就是携带带能量的能量的涡涡旋旋闭闭合合电电磁磁场场。2.2.2.2.2.2.电电子、子、质质子就是以确定子就是以确定频频率在高速旋率在高速旋转转运运动动并相互感生激并相互感生激发发的的涡涡旋旋电场电场和和涡涡旋磁旋磁场场形成的形成的闭闭合弦。能量子运合弦。能量子运动动具有具有“趋趋肤效肤效应应”，就象一个皮球，相，就象一个皮球，相对对来来讲讲里里面是真正的面是真正的“真空真空”。闭

12、闭合弦振合弦振动动的弯曲与的弯曲与闭闭合是由于高能量密度下空合是由于高能量密度下空间间自然弯曲的自然弯曲的必定必定结结果。果。2.2.3.2.2.3.光子光子对对从从电场电场角度看是两个旋向相反的角度看是两个旋向相反的涡涡旋旋电场电场。当光子。当光子对经过铅对经过铅原子原子核旁核旁边时边时，在，在铅铅原子核（原子核（质质子子组组成的成的带带正正电电的核子的核子团团）的）的电场电场作用下，作用下，产产生相斥、相生相斥、相吸吸这这两个相反的作用效果，因而相互分两个相反的作用效果，因而相互分别别、发发生生实实物化的突物化的突变变生成生成为为正、正、负电负电子子对飞对飞离出去。可以看出，正是因离出去。

13、可以看出，正是因为涡为涡旋旋电场电场方向的不同，形成的方向的不同，形成的实实物粒子有了正、物粒子有了正、负电负电荷荷之分。之分。2.2.4.2.2.4.电电子、子、质质子内部不是静子内部不是静电场电场，而是，而是涡涡旋旋电电磁磁场场。既然如此，那么可以得出既然如此，那么可以得出结论结论：电电子、子、质质子内部运子内部运动规动规律、物理参数可以用麦克律、物理参数可以用麦克斯斯韦韦方程方程组组、质质能公式及其延能公式及其延长长出来的出来的计计算公式算公式进进行描述。行描述。物质的本质物质的本质就是场就是场l l明显，在这里爱因斯坦把场看成是明显，在这里爱因斯坦把场看成是基本的物质实体，粒子只是场在

14、局基本的物质实体，粒子只是场在局域空间的凝合。电位移极矩的存在域空间的凝合。电位移极矩的存在以及电位移极矩所对应的环量（即以及电位移极矩所对应的环量（即电子、质子内部的涡旋闭合电磁场）电子、质子内部的涡旋闭合电磁场）是爱因斯坦上述思想的最好的注解，是爱因斯坦上述思想的最好的注解，假如爱因斯坦当时的思想是一种哲假如爱因斯坦当时的思想是一种哲学的思索，本文对电位移极矩的存学的思索，本文对电位移极矩的存在以及电位移极矩所对应的环量的在以及电位移极矩所对应的环量的数学推导则是对上述哲学思想的深数学推导则是对上述哲学思想的深化，揭示了爱因斯坦化，揭示了爱因斯坦“物质是由场物质是由场强很大的空间组成，在这

15、种新物理强很大的空间组成，在这种新物理学中并非既有场又有物质，因为场学中并非既有场又有物质，因为场才是唯一的实在才是唯一的实在”这一哲学思想的这一哲学思想的数学原理。数学原理。l l 爱因斯坦认为爱因斯坦认为爱因斯坦认为爱因斯坦认为:“物质是由场强很大的物质是由场强很大的物质是由场强很大的物质是由场强很大的空间组成，在这种新空间组成，在这种新空间组成，在这种新空间组成，在这种新物理学中并非既有场物理学中并非既有场物理学中并非既有场物理学中并非既有场又有物质，因为场才又有物质，因为场才又有物质，因为场才又有物质，因为场才是唯一的实在是唯一的实在是唯一的实在是唯一的实在”。从高斯公式、斯托克斯公式

16、从高斯公式、斯托克斯公式动动身，身，对对麦克斯麦克斯韦韦方程方程组组有有进进一步理解：一步理解：3 3麦克斯麦克斯韦韦方程方程组组与斯托克斯公式与斯托克斯公式结结合的启示：合的启示：电电子、子、质质子外部的子外部的电电位移通量必定位移通量必定对应电对应电子、子、质质子内禀子内禀涡涡旋旋电电磁磁场场的存在的存在电磁场是物质的一种形态电磁场是物质的一种形态l l麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的核心思想是：变更的磁场可以激发涡旋电场，核心思想是：变更的磁场可以激发涡旋电场，变更的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁场变更的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁场不是彼此

17、孤立的，它们相互联系、相互激发不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场（也是电磁波的形成组成一个统一的电磁场（也是电磁波的形成原理）。原理）。l l静电场是有源无旋场，稳恒磁场是无源有旋静电场是有源无旋场，稳恒磁场是无源有旋场。非静电电场是无源的旋度场。当电流流场。非静电电场是无源的旋度场。当电流流过导体（以金属为例）时，金属导体呈现电过导体（以金属为例）时，金属导体呈现电中性，但由于电感应效应，它两端可认为非中性，但由于电感应效应，它两端可认为非别带了等量的正负电荷，此时端电荷激发的别带了等量的正负电荷，此时端电荷激发的电场，从正端回到负端，这部分电场就是无电场，从正端回到

18、负端，这部分电场就是无源有旋电场。涡旋电场是指（源有旋电场。涡旋电场是指（vortex electric vortex electric fieldfield）变更的磁场在其四周空间激发的电场，变更的磁场在其四周空间激发的电场，即感生电场。涡旋电场是一种非保守场，其即感生电场。涡旋电场是一种非保守场，其电场线是无始无终的闭合曲线。所以说，电电场线是无始无终的闭合曲线。所以说，电场得依据状况来分别它是否有源。磁场，就场得依据状况来分别它是否有源。磁场，就目前而言它是无源的旋度场，但是假如找到目前而言它是无源的旋度场，但是假如找到了磁单极子，那么它激发出来的磁场又是有了磁单极子，那么它激发出来的磁

19、场又是有源的了。一个场的旋度和散度，其实并非场源的了。一个场的旋度和散度，其实并非场的固有属性，它不是由这个场的名称确定，的固有属性，它不是由这个场的名称确定，而是由它被激发的缘由确定的。而是由它被激发的缘由确定的。l l电磁学理论表明电磁场具有能量和动量，证明它电磁学理论表明电磁场具有能量和动量，证明它是与实物一样的物质的一种存在形态。是与实物一样的物质的一种存在形态。l l场和物质是物质存在的两种不同形态。随着科学场和物质是物质存在的两种不同形态。随着科学技术的发展，发觉技术的发展，发觉“场场”与与“实物实物”之间的界限之间的界限日益消逝。日益消逝。l l电磁波的频率越低，波的特性越显著，

20、电磁波的电磁波的频率越低，波的特性越显著，电磁波的频率越高，物质的频率越高，物质的“粒子粒子”特性越显著。特性越显著。射线射线在重原子核旁边可产生正负电子对即是这种特性在重原子核旁边可产生正负电子对即是这种特性的生动反映。的生动反映。l l依据麦克斯韦方程组可知，交变的磁场产生交变依据麦克斯韦方程组可知，交变的磁场产生交变的电场，交变的电场产生交变的磁场，两者犹如的电场，交变的电场产生交变的磁场，两者犹如一个硬币的两个面，二者又互为因果，相辅相成。一个硬币的两个面，二者又互为因果，相辅相成。电子、质子内部的涡旋磁场可用类似涡旋电场的电子、质子内部的涡旋磁场可用类似涡旋电场的原理加以描述，在此不

21、作深化探讨。就涡旋电场原理加以描述，在此不作深化探讨。就涡旋电场与涡旋磁场的关系而言，因为稳恒磁场的有旋无与涡旋磁场的关系而言，因为稳恒磁场的有旋无源性和静电场的有源无旋性，所以涡旋磁场比涡源性和静电场的有源无旋性，所以涡旋磁场比涡放电场更本质，也就是说涡旋磁场是本质，涡旋放电场更本质，也就是说涡旋磁场是本质，涡旋电场是伴随涡旋磁场产生的现象。在电磁学中，电场是伴随涡旋磁场产生的现象。在电磁学中，我们所看到的是电产生磁，但是更深化一层，到我们所看到的是电产生磁，但是更深化一层，到物质微观世界的内部，涡旋磁场比涡旋电场更基物质微观世界的内部，涡旋磁场比涡旋电场更基本，或者说在宇宙、在物质世界的终

22、极层面，磁本，或者说在宇宙、在物质世界的终极层面，磁场比电场更基本。场比电场更基本。4电子、质子半径的新计算公式电子、质子半径的新计算公式(E为电场强度，为电场强度，B为磁感应强度，为磁感应强度，q为电子电荷，为电子电荷，为介电常数，为介电常数，为磁导率，为磁导率，D为电位移矢量，为电位移矢量，H为磁场强度，为磁场强度，r为粒子半径；同一粒子内为粒子半径；同一粒子内E=B*c,c为光速为光速)电磁场能量密度表达式电子、质子内部质量能表达式电场强度表达式电子、质子的半径计算公式电子、质子的半径计算公式 5.关于电子、质子的能量、质量、电荷的本质与联系关于电子、质子的能量、质量、电荷的本质与联系（

23、包含：暗物质来源新解）（包含：暗物质来源新解）5.1.5.1.电电子、子、质质子能量来源公式子能量来源公式5.2.电子、质子质量来源公式电子、质子质量来源公式5.4.电子、质子体外电场能量公式电子、质子体外电场能量公式（可能是暗物质来源之一）5.5.引力引力场能量公式场能量公式（可能是暗物质另一重要来源之一，推导过程略，推导过程略）5.3.电子、质子电荷来源公式电子、质子电荷来源公式l l5.5.1.5.5.1.公式左边对应电子、质子体外静电场的电场能（电场能同时也对应质量）；公式左边对应电子、质子体外静电场的电场能（电场能同时也对应质量）；l l5.5.2.5.5.2.电子、质子体外静电场的

24、电场能（电场能同时也对应质量）是电子、质子静止质量能的电子、质子体外静电场的电场能（电场能同时也对应质量）是电子、质子静止质量能的1.51.5倍；倍；l l5.5.3.5.5.3.电子、质子总能量是体外静电场的电场能（电场能同时也对应质量）加上电子、质子静止质量，电子、质子总电子、质子总能量是体外静电场的电场能（电场能同时也对应质量）加上电子、质子静止质量，电子、质子总能量是粒子静止质量的能量是粒子静止质量的2.52.5倍；倍；l l5.5.4.5.5.4.电子、质子作为个体而言，其本身的含义不现是其静止质量本身，电子、质子粒子本体加上其电场（理论上延电子、质子作为个体而言，其本身的含义不现是

25、其静止质量本身，电子、质子粒子本体加上其电场（理论上延长至无限远）才是构成电子、质子的总体。换句话来说，电子、质子的静止质量构成电子、质量的长至无限远）才是构成电子、质子的总体。换句话来说，电子、质子的静止质量构成电子、质量的“本体本体”，电子、，电子、质子外部电场构成电子、质子的质子外部电场构成电子、质子的“灵魂灵魂”。电子、质子作为个体的。电子、质子作为个体的“身体身体”而言，是其而言，是其“本体本体”和和“灵魂灵魂”的总和；的总和；l l5.5.5.5.5.5.万事万物都是相互联系的，即万事万物（如粒子）既在其他事物（如粒子）的场中（万事万物都是相互联系的，即万事万物（如粒子）既在其他事

26、物（如粒子）的场中（“灵魂灵魂”）运动，同时，其）运动，同时，其他事物又在自己的（如粒子）场中（他事物又在自己的（如粒子）场中（“灵魂灵魂”）运动；）运动；l l5.5.6.5.5.6.力不是由玻色子传递的，力是场与场的相互作用，玻色子只是相应场的扰动产生的一种现象。例如，引力是引力不是由玻色子传递的，力是场与场的相互作用，玻色子只是相应场的扰动产生的一种现象。例如，引力是引力场相互作用的结果，引力子是引力场扰动的结果，引力子并不传递引力；电磁力是电磁场相互作用的结果，光子力场相互作用的结果，引力子是引力场扰动的结果，引力子并不传递引力；电磁力是电磁场相互作用的结果，光子是电磁场扰动的结果，光

27、子并不传递电磁力；是电磁场扰动的结果，光子并不传递电磁力；l l5.5.7.5.5.7.万事万物（如粒子）既在其他事物（如粒子）的场中（万事万物（如粒子）既在其他事物（如粒子）的场中（“灵魂灵魂”）运动，同时，其他事物又在自己的（如粒子）运动，同时，其他事物又在自己的（如粒子）场中（场中（“灵魂灵魂”）运动，所以，万事万物（如粒子）通过场的作用既受其他事物影响又被其他事物感知，另一方面，）运动，所以，万事万物（如粒子）通过场的作用既受其他事物影响又被其他事物感知，另一方面，万事万物（如粒子）通过场的作用影响和感知其他事物（如粒子状态的变更）；场与场的相互作用不同玻色子的作万事万物（如粒子）通过

28、场的作用影响和感知其他事物（如粒子状态的变更）；场与场的相互作用不同玻色子的作用，它使万事万物（如粒子间）发生作用更干脆，场使得事物具有用，它使万事万物（如粒子间）发生作用更干脆，场使得事物具有“你中有我，我中有你你中有我，我中有你”的奇异性质。量子通讯中的奇异性质。量子通讯中纠缠态量子的相互作用就是最好的注释。纠缠态量子的相互作用就是最好的注释。l l5.5.8.5.5.8.正因为物质粒子（如电子、质子）体外电场能量（对应质量）是其静止质量能的正因为物质粒子（如电子、质子）体外电场能量（对应质量）是其静止质量能的1.51.5倍，宇宙中暗物质、暗能倍，宇宙中暗物质、暗能量很可能大部分来源于电磁

29、场、引力场对应的能量和质量，另外一部分则来源于未知黑洞。量很可能大部分来源于电磁场、引力场对应的能量和质量，另外一部分则来源于未知黑洞。理论应用：暗物质、暗能量及量理论应用：暗物质、暗能量及量理论应用：暗物质、暗能量及量理论应用：暗物质、暗能量及量子纠缠新解子纠缠新解子纠缠新解子纠缠新解理论应用：理论应用：6.电子、质子半径的新计算结果电子、质子半径的新计算结果1依据以上公式，产生的电子、质子半径计算值自然要接受试验的检验，无论如何，终归这是我们人类第一次用自己总结出的纯理论模型、推导出相应公式计算出来的结果。假如结论正确，将对原子核物理、高能物理、黑洞物理、宇宙物理等带来影响。比如，对质子、

30、中子、夸克、胶子以及核力本质、核能来源、黑洞本质、宇宙大爆炸等将会有新的理解。6.1.电子半径的新计算结果6.1.1.查常用物理常数，电子质量 为：9.109610-31，代入（DRP-1）式，得：电子半径re9.3710-16（0.937飞米）新的计算结果是原有数据（经典电子半径2.810-15m）的约1，即原先估计的电子半径是新计算结果的3倍。6.2.质子半径的新计算结果将质子质量代入公式（DRP-1），得：质子半径rp5.110-19（0.51阿米）6.2.1.质子半径新的计算结果远远超过原先的估计，原来的估计质子半径是新计算结果的2353倍。6.2.2.质子质量是电子质量的1800多倍

31、，原来，人们以为质子体积比电子体积要大得多，现在计算结果却恰恰相反，电子的体积比质子体积大得多。6.2.3.太阳直径约是地球直径的100倍，而电子半径却是质子半径的1800多倍。6.2.6.假如把电子的大小比方成首都北京的鸟巢体育馆，则质子的大小不到一个篮球那么大，或许和一个排球大小差不多。6.3.粒子内部涡旋电场旋转方向不同，则电荷变号。一般规定顺时针方向带负电，逆时针方向带正电。电子内部闭合涡旋电场强度：（即电子体内涡旋电场强度达到16万亿亿伏每米，其强度之高远超想象）。理论应用：理论应用：宇宙诞生时可以理解为一个超级大黑洞，这个质量特殊之大、半径特殊之小的超级大黑洞（或者说是超级粒子）的

32、粒子半径估算为：7.对黑洞物理学和宇宙物理学的影响对黑洞物理学和宇宙物理学的影响理论应用：理论应用：8.电子、质子性质的部分新公式及其物理意义电子、质子性质的部分新公式及其物理意义能量电荷比公式能量电荷比公式与康普顿效应、德布罗意波与康普顿效应、德布罗意波、精细结构常数的关系的关系康普顿波长与粒子相对论性变频常数及电子半径的关系电子、质子的旋转有三个层次l l以电子为例：以电子为例：l l一是电子围绕原子核的一是电子围绕原子核的运动，与之相对应有电运动，与之相对应有电子轨道角动量和轨道磁子轨道角动量和轨道磁矩（第三层次旋转）；矩（第三层次旋转）；l l二是电子有与自身德布二是电子有与自身德布罗

33、意布波相联系的自旋罗意布波相联系的自旋运动，与之相对应有电运动，与之相对应有电子自旋角动量和自旋磁子自旋角动量和自旋磁矩（其次层次自旋运动）矩（其次层次自旋运动）；l l三是电子内涡旋电磁场三是电子内涡旋电磁场运动，与之相对应有终运动，与之相对应有终极自旋角动量和自旋磁极自旋角动量和自旋磁矩（第一层次自旋运动）矩（第一层次自旋运动）。l l原子核内的质子、中子原子核内的质子、中子的的旋转与电子类似：的的旋转与电子类似：有轨道旋转角动量（第有轨道旋转角动量（第三层次旋转）、也有与三层次旋转）、也有与自身德布罗意布波相联自身德布罗意布波相联系的自旋运动，与之相系的自旋运动，与之相对应有电子自旋角动

34、量对应有电子自旋角动量和自旋磁矩（其次层次和自旋磁矩（其次层次自旋运动）和质子内涡自旋运动）和质子内涡旋电磁场运动，与之相旋电磁场运动，与之相对应有终极自旋角动量对应有终极自旋角动量和自旋磁矩（第一层次和自旋磁矩（第一层次自旋运动）。自旋运动）。l l粒子有与自身德布罗意布波相联系的自旋运动说明，粒子有与自身德布罗意布波相联系的自旋运动说明，假如把电子、质子比作涡旋电磁场量子的假如把电子、质子比作涡旋电磁场量子的“今生今生”，而把光子比作涡旋电磁场量子的而把光子比作涡旋电磁场量子的“前世前世”，“今生今生”的自由电子和自由质子除了有内部涡旋电磁场运动外，的自由电子和自由质子除了有内部涡旋电磁场

35、运动外，同时会自觉地围绕同时会自觉地围绕“前世前世”光子的光子的“影子影子”作相对应作相对应的的“圆周圆周”与运动，与这个运动相对应形成了电子、与运动，与这个运动相对应形成了电子、质子的自旋角动量和自旋磁矩，因此，电子、质子的质子的自旋角动量和自旋磁矩，因此，电子、质子的自旋角动量和自旋磁矩决不能理解为电子、质子是围自旋角动量和自旋磁矩决不能理解为电子、质子是围绕自身轴线运动形成的。绕自身轴线运动形成的。l l目前的量子力学只理解到电子两个层次的运动，即电目前的量子力学只理解到电子两个层次的运动，即电子围绕原子核的运动和子围绕原子核的运动和“自旋运动自旋运动”，而且，对，而且，对“自自旋运动旋

36、运动”的实质存在理解偏差。电子、质子的的实质存在理解偏差。电子、质子的“自旋自旋运动运动”既有第一层次的自旋运动（内部涡旋电磁场运既有第一层次的自旋运动（内部涡旋电磁场运动），也有其次层次的自旋运动。例如，质子半径是动），也有其次层次的自旋运动。例如，质子半径是5.1*10-195.1*10-19米，但是因为质子其次层次自旋运动的存米，但是因为质子其次层次自旋运动的存在，自由质子的康普顿波长为在，自由质子的康普顿波长为 ，也就是说自由质子，也就是说自由质子会在约会在约 空间尺度范围做空间尺度范围做“圆周运动圆周运动”并形成其次层并形成其次层次的自旋角动量和自旋磁矩（即目前所理解的自旋角次的自旋

37、角动量和自旋磁矩（即目前所理解的自旋角动量和自旋磁矩）。其次层次的自旋的存在也是量子动量和自旋磁矩）。其次层次的自旋的存在也是量子力学中力学中“测不准测不准”关系存在的深层次缘由。关系存在的深层次缘由。理论应用：理论应用：l l理论应用：理论应用：9.描述描述电电子、子、质质子的有关物理参数估算表子的有关物理参数估算表序号序号物理量物理量电电子子质质子子1粒子质量同mo9.110*10-31Kg1.673*10-27Kg2粒子内部总能量Wi0.511938.2723电荷（电量）-1（qo=1.602*10-19c）+1（qo=1.602*10-19c）4涡旋电场Es旋转方向（定义）顺时针方向逆

38、时针方向5粒子内在粒子内在电场电场强强度度1.638*1021V.m-15.5*1027V.m-16粒子内在磁感应强度5.467*1012M-21.833*1019M-27电电荷量子化与粒子荷量子化与粒子稳稳定常数定常数G=m*r（或称（或称“上帝上帝”常数）常数）8.543*10-46.（千克.米）8.543*10-46.（千克.米）8粒子质量密度 8.305*1014Kg.m-33.102*1027Kg.m-39粒子半径r9.37*10-16m5.1*10-19m10粒子内部涡旋电场自旋角速度=3.202*1023rad/s5.882*1026rad/s11粒子自旋转动惯量 8.005*1

39、0-61Kg.m24.357*10-64Kg.m212粒子粒子终终极自旋角极自旋角动动量（第一量（第一层层次自旋）次自旋）2.563*10-37Kg.m2.s-12.563*10-37Kg.m2.s-113粒子粒子终终极自旋磁矩（第一极自旋磁矩（第一层层次自旋）：次自旋）：2.252*10-26J.T-11.226*10-29J.T-114粒子内禀自旋角粒子内禀自旋角动动量（第二量（第二层层次自旋）次自旋）1.055*10-34Kg.m2.s-11.055*10-34Kg.m2.s-115粒子内禀自旋磁矩：（第二粒子内禀自旋磁矩：（第二层层次自旋）次自旋）9.267*10-24J.T-15.0

40、2*10-27J.T-1注：中子是电子与质子的复合粒子，外壳为电子，内部为一个质子在作圆周（质子“自旋”速度为光速的四分之一，“自旋”半径为约0.84飞米）运动并具自旋角动量和自旋磁矩；能够比较有效地解释为什么中子具有负的磁矩。重新相识质子l l1.1.质子的内在本质就是场，并且是量子化的涡旋电磁场，涡旋磁场是其最本质的一面，涡旋闭合磁场在其切向（即质子的内在本质就是场，并且是量子化的涡旋电磁场，涡旋磁场是其最本质的一面，涡旋闭合磁场在其切向（即质子球体质子球体“表面表面”）产生同步旋转的稳定电场。由坡印廷矢量特性和麦克斯韦方程可知，量子化的涡旋闭合磁场将会）产生同步旋转的稳定电场。由坡印廷矢

41、量特性和麦克斯韦方程可知，量子化的涡旋闭合磁场将会在产生与涡旋磁场相垂直的并非与涡旋磁场同步旋转的稳定静电场（方向为在产生与涡旋磁场相垂直的并非与涡旋磁场同步旋转的稳定静电场（方向为“质子质子”表面切向，因为尺寸小，从宏观表面切向，因为尺寸小，从宏观一些的尺度近似地可以看成是从中心发出的电场线），涡旋磁场闭合而旋转电场开放。在质子一些的尺度近似地可以看成是从中心发出的电场线），涡旋磁场闭合而旋转电场开放。在质子“表面表面”，涡旋电磁场，涡旋电磁场的旋转电场强度特殊之高、在质子的旋转电场强度特殊之高、在质子“内部内部”，涡旋磁场的磁感应强度特殊之高。，涡旋磁场的磁感应强度特殊之高。l l2.2.

42、质子质子(即量子化的涡旋电磁场即量子化的涡旋电磁场)本体的半径为：本体的半径为：5.1*10-19m5.1*10-19m，其内部的内禀自旋磁矩值为：，其内部的内禀自旋磁矩值为：(相应地相应地,电子电子(即量子化的涡旋电磁场即量子化的涡旋电磁场)内部的内禀自旋磁矩值为：内部的内禀自旋磁矩值为：）l l3.3.质子有与自身德布罗意波相联系自旋运动，其运动速度为质子有与自身德布罗意波相联系自旋运动，其运动速度为 （光速的四分之一），其运动半径为（光速的四分之一），其运动半径为 l l 米，运动一周的长度刚好等于质子以四分之一光速运动时的一个德布罗意波长长度，米，运动一周的长度刚好等于质子以四分之一光

43、速运动时的一个德布罗意波长长度，l l质子以四分之一光速在半径为质子以四分之一光速在半径为 米圆周内自旋形成的自旋角动量和自旋磁矩经计算与我们物理教科书上的米圆周内自旋形成的自旋角动量和自旋磁矩经计算与我们物理教科书上的计算值是高度吻合的。我们平常测量到的所谓质子计算值是高度吻合的。我们平常测量到的所谓质子“半径半径”，其实是质子在自旋时形成一个，其实是质子在自旋时形成一个“类球体类球体”或或“圆盘圆盘”自旋半径自旋半径（也可称为质子的电磁作用半径），而非质子本体半径。（也可称为质子的电磁作用半径），而非质子本体半径。l l4.4.两个具有自旋的质子存在两个相互冲突的相互作用，因为电荷的静电场

44、产生相斥作用，质子因自旋产生的自旋磁两个具有自旋的质子存在两个相互冲突的相互作用，因为电荷的静电场产生相斥作用，质子因自旋产生的自旋磁矩而具有相吸作用。初步计算表明：当两自旋的质子矩而具有相吸作用。初步计算表明：当两自旋的质子“圆盘圆盘”在相互接近时会呈现奇异的效应，在约在相互接近时会呈现奇异的效应，在约0.10.1飞米处是个突飞米处是个突变点，在大于约变点，在大于约0.10.1飞米处电场产生的排斥力占据优势，两个质子间表现为排斥力，在小于约飞米处电场产生的排斥力占据优势，两个质子间表现为排斥力，在小于约0.10.1小米处自旋磁矩产小米处自旋磁矩产生的吸引力占据优势，两个自旋的质子间表现为吸引

45、力，而且距离越小，吸引力越大。直至接近质子本体尺寸（阿生的吸引力占据优势，两个自旋的质子间表现为吸引力，而且距离越小，吸引力越大。直至接近质子本体尺寸（阿米）空间范围时又会表现为排斥力。这意味着对核力的本质可能须要重新理解。米）空间范围时又会表现为排斥力。这意味着对核力的本质可能须要重新理解。10.引申意义：有效说明此前难以理解的引申意义：有效说明此前难以理解的一些物理现象一些物理现象l l10.1.10.1.总结出关于电子、质子质量、能量、电荷的三个相互关联的表达式，并且具有极为美丽的数学形式，反映深刻总结出关于电子、质子质量、能量、电荷的三个相互关联的表达式，并且具有极为美丽的数学形式，反

46、映深刻的内在对称性、完备性、关联性；的内在对称性、完备性、关联性；l l10.2.10.2.能够统一说明电子、质子、中子等粒子质量、能量、电荷的共同起源；能够统一说明电子、质子、中子等粒子质量、能量、电荷的共同起源；l l10.3.10.3.能够说明电子、质子内部第一层次自旋磁矩的起源于其内部涡旋电磁场，表达式为：能够说明电子、质子内部第一层次自旋磁矩的起源于其内部涡旋电磁场，表达式为：，并与其电子、质子半，并与其电子、质子半径成正比；径成正比；l l10.4.10.4.能够说明电子自旋磁矩为什么远远大于质子自旋磁矩；能够说明电子自旋磁矩为什么远远大于质子自旋磁矩；l l10.5.10.5.能

47、够有效说明为什么中子具有负的磁矩（是电子自旋磁矩与质子自旋磁矩的叠加）；能够有效说明为什么中子具有负的磁矩（是电子自旋磁矩与质子自旋磁矩的叠加）；l l10.6.10.6.能够有效说明为什么高能物理试验中，会发觉能够有效说明为什么高能物理试验中，会发觉“质子质子”内部存在内部存在“质点质点”（“夸克夸克”）；）；l l10.7.10.7.能够对宏观世界（宇宙、黑洞）和微观世界（电子、质子）进行统一描述；能够对宏观世界（宇宙、黑洞）和微观世界（电子、质子）进行统一描述；l l10.8.10.8.能够说明为什么宇宙大爆炸时的初始宇宙空间尺寸趋近于无穷小；能够说明为什么宇宙大爆炸时的初始宇宙空间尺寸

48、趋近于无穷小；l l10.9.10.9.本论文总结出电子、质子的质量与半径之积为一常数（本论文总结出电子、质子的质量与半径之积为一常数（），其意义是：在微观世界，粒子的质量越大，其体积），其意义是：在微观世界，粒子的质量越大，其体积越小。探讨表明银河中心存在超级黑洞，经对银河系动态模拟运行图的计算显示，当星系收缩时，大量星系物质将越小。探讨表明银河中心存在超级黑洞，经对银河系动态模拟运行图的计算显示，当星系收缩时，大量星系物质将向中心无限小空间收缩，与公式表达的意义高度契合。向中心无限小空间收缩，与公式表达的意义高度契合。l l10.10.10.10.燃料电池是用一种特定的燃料，通过一种质子交

49、换膜（燃料电池是用一种特定的燃料，通过一种质子交换膜（PEMProtonExchangeMembranePEMProtonExchangeMembrane）和催化层）和催化层（CLCatalystLayerCLCatalystLayer）而产生电流的一种装置，质子能通过质子交换膜，而电子不能通过质子交换膜，这说明电子体）而产生电流的一种装置，质子能通过质子交换膜，而电子不能通过质子交换膜，这说明电子体积比质子大。积比质子大。理论应用：理论应用：20个推论（或科学问题）个推论（或科学问题）l l11.1.11.1.电子与质子内部本质上就是量子化的涡旋闭合电磁场；电子与质子内部本质上就是量子化的涡

50、旋闭合电磁场；l l11.2.11.2.电子与质子质量能来源于内部涡旋闭合电磁场，并与电场强度电子与质子质量能来源于内部涡旋闭合电磁场，并与电场强度E E的平方成正比，具体回答了超弦理论中关于粒子内部弦振动形式、原理、参数问题；的平方成正比，具体回答了超弦理论中关于粒子内部弦振动形式、原理、参数问题；l l11.3.11.3.电子、质子的质量与半径之积为一常数（电子、质子的质量与半径之积为一常数（），其意义是：在微观世界，粒子的质量越大，其体积越小；），其意义是：在微观世界，粒子的质量越大，其体积越小；l l11.4.11.4.电子半径新计算结果为：电子半径新计算结果为：rere9.3710-