[摘要]

通过对各种物理现象的分析，我认为自然界大量存在着另一种状态的物质——无形态物质。

上两篇论文我们概括介绍了无形态物质的性质，并对无形态物质密度、体积模量进行初步计算；对斐索实验、sagnac效应、迈克尔逊-莫雷实验、密勒实验、光行差现象、艾里实验等大量的光学实验现象给予很好地解释。

本篇论文通过分析运动物体与无形态物质的作用，我们将对惯性质量、牛顿第二定律、动能方程、质能方程、动量等重新深刻地认识，从而揭示出物理规律的本质。

关键词：　 惯性质量　　牛顿第二定律 动能　　质能方程 动量

物体的一切运动规律不是依赖于绝对的数学空间，而是依赖于它所处的总无形态物质空间。

我们在前面打过一个比方：

物体好比是鱼，无形态物质好比是水；物体的运动规律依赖于它所处的总无形态物质空间，而不是直接依赖于数学空间。

在了解物理规律之前，我们必须对最基本的物理概念剖析清楚。只有这些物理概念清楚了，物理学才会更加坚实。

1、引力质量与惯性质量

人们以前并没有区分惯性质量和引力质量，而是统一的把它们称为质量。其实它们有着本质的区别。

[引力质量]

引力质量反映了物体所含物质量的多少，是恒量，仍然用表示。

[惯性质量]

而惯性质量反映了物体的运动特性，反映的是物体受到外力的时候，加速的难易程度，是变量。

惯性质量不仅与物体自身的引力质量有关；惯性质量也与物体所处空间的无形态物质密度有关；惯性质量还与物体相对于无形态物质空间的运动速度有关。

下面用代表惯性质量，则

(1.1)

是物体所处空间无形态物质密度的函数。

是物体相对于无形态物质空间运动速度的函数。

在地表空间，无形态物质的密度较均匀为，令 ，则

由考夫曼等许多人所做的质量与速度关系的实验可知

(1.2)

在低速时近似等于1，则在地表低速时

可见，在地表，物体低速运动时，物体的惯性质量与引力质量在数值上是等效的。（只是在数值上等效，它们在本质上是完全不同的。）

提示，(1.2)式中的光速是物体所处总无形态物质空间对应的光速。

[厄缶实验]

……

匈牙利物理学家厄缶在1906年做了一个著名实验，证明引力质量与惯性质量相等。如图1.1 所示。

质点用弦线悬挂起来，总会达到平衡位置，它会受到三个力，1）地球的引力G，指向地球的中心；2）因地球的自转质点会受到一个惯性离心力F；3）弦线对质点的张力T 。

重要的是，G正比于引力质量，F正比于惯性质量。厄缶仔细地比较了各种不同物质，如木、铂、铜、石棉、水、硫化铜等等，悬挂起来后弦线平衡位置所发生的变化，结果看不出什么变化。所以人们认为，这个“零”实验结果意味着引力质量等于惯性质量。

……

如何理解厄缶实验呢？

要知道厄缶实验是在地表的同一地点进行的，且物体的速度为零。

我们说，惯性质量与引力质量满足下面的关系

在地表，；而 时，，由此可得

所以，在厄缶实验中，各种不同物体的惯性质量与引力质量等效是必然的。

——如果物体所处空间无形态物质密度不同或物体运动速度不同，引力质量和惯性质量就不会等效了。

2、牛顿第二定律

物体所受合外力为零时，物体相对于它所处的总无形态物质空间的加速度为零。

当物体所受合外力不为零时，物体相对于它所处总无形态物质空间的加速度与物体惯性质量的乘积等于物体所受合外力。

(1.3)

这才是更深刻的牛顿第二定律。

3、动能方程

物体的动能是物体相对于它所处的总无形态物质空间运动所具有的能量。

我们来推导一下动能 。假如质点开始相对于总无形态物质空间静止，则此时的动能为零；质点在外力作用下直线运动，当质点运动的速率为时，它所具有的动能等于外力所做的功。即

把 及 代入，则

， 又 ， 则

(1.4)

（1） 在地表物质空间中，物体低速运动时， 为常量，

(1.5)

（2）在一般情况下，

(1.6)

（3）在地表，当物体运动速度等于光速时，

(1.7)

这是什么？这不是质能方程吗！

4、质能方程

质量是守恒的，能量也是守恒的。

质量和能量是不能转化的，它们是本质上完全不同的两类东西。

原子核发生聚变时，会产生大量接近光速的高能“粒子”，这些“粒子”带走了质量；带走的质量是原子核减少的。这些“粒子”的动能是由原子核的内能转化来的。——质量是守恒的，能量也是守恒的。

从上面的动能公式(1.7)中不难看出，粒子带走的质量和能量满足的关系为

（1.8）

现在我们很自然地理解了为什么会有这样的质能方程。

光子本质上是无形态物质，光子的质量不为零，光子的质量为

[物质状态的改变]

大家都知道固体的熔解热，液体的汽化热。

例如，冰的熔解热——单位质量的冰在熔点时（0℃）完全熔解为同温度的水所需要的热量。

那么，无形态物质和形态物质相互转化时，是物质形态更根本的改变，这种转化是否伴随着能量吸收或释放呢？

我们可不可以这样说，宇宙中物质的最基本组成是无形态物质。形态物质是无形态物质中的一朵朵浪花。

无形态物质对应着一种能量态，无形态物质是低能态；是隐态。

形态物质对应着一种能量态，形态物质是高能态；是显态。

无形态物质对应着低能量态— 0 ，形态物质对应着高能量态— 1 。

无形态物质转化为形态物质时要吸收能量，物质由隐态变成显态。

——吸收的能量和转化的质量之间满足质能方程

反过来，形态物质转化为无形态物质时要释放出能量，物质由显态变成隐态。

——释放出的能量和转化的质量之间满足质能方程

能量是守恒的，质量是守恒的。

但是，物质状态的改变伴随着能量的吸收和释放。

[正负电子湮灭]

实验表明，正负电子对会湮灭成光子。光子的能量和电子的质量之间满足质能方程。

……

这是个形态物质转化为无形态物质的过程，形态物质转化为无形态物质要释放出能量，释放出的能量和质量之间满足质能方程，

反过来无形态物质转化成形态物质吸收的能量和质量之间也满足质能方程。

——正负电子对的光生现象等就是这类转化的反应。

我们从基础物理的观点来简要探讨一下正负电子湮灭。

电子有没有半径呢？

既然它是个粒子它就应该有半径，我们假设电子半径为，电量均匀地分布在电子的球面上，我们从最理想的情况来探讨一下电子湮灭（只考虑静电力作用）。

开始，正负电子远离的时候，它们之间的电势能为零。

任意时候它们之间的电势能为

(1.9)

当正负电子完全融合了它们之间的电势能

——这时候形态物质转化为无形态物质，可见无形态物质是个很低的能态。

释放出的能量等于减少的电势能

由此计算的电子半径为

(1.10)

需要说明的是，这是非常理想的计算，要知道无形态物质分布是有层次的，在电子附近无形态物质的密度要比地表真空中的大，此时的电容率要比大，电子的半径比这个计算值还要小。

可见，在正负电子湮灭中，我们所说的物质形态的改变伴随着能量的吸收和释放，与电势能转化成光能是等效的描述。

5、动量

物体的动量是否就是(1.11)式这个形式呢？

(1.11)

这并不准确，这样描述并没揭示动量的本质。确切地说，动量定理反映的才是动量的本质来源——外力作用在质点上的冲量，等于质点动量的增量。

如图1.2，一个不受外力的系统之所以动量守恒，是因为系统的内力是作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，而且

作用的时间总是对应相等；所以系统所受总的冲

量为零，系统的动量守恒。

外力作用在质点上的冲量，等于质点动量的

增量。

我们让物体初速度为零，在外力作用下直线运动，来推导一下动量的公式。

， 又 ，

代入得

当物体的速度时，物体的动量 ，任意时的动量

（1.12）

（1）在地表，物体低速运动时，为常量，

（1.13）

（2）在一般情况下，

（1.14）

（3） 在地表，当物体的速度 时，

（1.15）

6、函数的形式

下面我们来初步推论一下函数的形式。

惯性质量是物体与无形态物质空间作用的结果，根据逻辑推断，当无形态物质密度成倍增大时，惯性质量如果成倍增大较为理想，则函数的形式为

(1.16)

为惯性系数，由于 ，所以 ；为地表空间的无形态

物质密度。

光子在不同密度的无形态物质空间中运动时，光子的速度不同，能量是否相同呢？

如图1.3，设某一光子的质量为，我们来计算一下光子在不同密度的无形态物质空间中运动时的能量。由动能公式（1.6）式可知光子的能量为

在无形态物质密度为的空间，光子的能量为

在无形态物质密度为的空间，光子的能量为

可见，光子在不同密度的无形态物质空间中传播时，速度虽然不同，但能量是守恒的。

7、反射定律、折射定律

如图1. 4 ，我们知道，当一个小球在光滑平面上完全弹性碰撞时，小球的能量不变，小球所受外力是法线方向的，小球动量在切线方向的分量不变。

如图1. 5，同样，当光子在介质分界面上反射或折射时，光子的能量不变，光子动量在切线方向的分量不变。

在1区，光子动量大小为：

在2区，光子动量大小为：

[反射定律]

反射前光子动量在切线方向的分量：

反射后光子动量在切线方向的分量：

（1.17）

入射角等于反射角——这正是反射定律。

[折射定律]

折射前光子动量在切线方向的分量：

折射后光子动量在切线方向的分量：

把 ， 带入，得

（1.18）

由于， ，又 ，所以

（1.19）

这刚好是光在介质分界面上的折射定律。

参考文献：
   [1] 齐绩著. 新物理. 哈尔滨：东北林业大学出版社，2006年.
   [2] 倪光炯、李洪芳编. 近代物理. 上海：上海科学技术出版社，1979年.
   [3] 谭树杰、王华编. 物理学上的重大实验. 北京： 科学技术文献出版社，1987年.
   [4] 郭弈玲、沈慧君编. 著名经典物理实验. 北京： 北京科学技术出版社，1991年.
   [5] 马文蔚改编. 物理学. 北京：高等教育出版社，1999年.
  

A NO-SHAPE-SUBSTANCE IS THE FOUNDATION

—— The Third Part of New Physics

JI QI

( School of Electronic Engineering ,Daqing Petroleum Institute,

Daqing 163318,China.E-mail: qiji8111@yahoo.com.cn)

[Abstract]

In the last two papers, the properties of No-Shape-Substance are introduced, as well as an elementary calculation to the density and volume modulus of it. In addition, we have given out a commendably explanation on many a optical experiments and phenomena, such as Fizeau’s experiment, sagnac effect, Michelson-Morley experiment, Millar experiment, the aberration phenomenon, Ariy’s experiment and the like.

In this paper, by analyzing the interaction between the body and the No-Shape-Substance, we will have a newer and better understanding of physical laws or concepts as inertial mass, Newton’s Second Law, kinetic energy equation, mass-energy equation and momentum. And now we are going to uncover the essence of the physical laws.

Keywords: Inertial Mass, Newton’s Second Law, Kinetic Energy, Mass-Energy Equation, Momentum