[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。

前面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-莫雷实验等大量的光学实验现象给予很好地解释。对惯性质量、牛顿第二定律、动能方程、质能方程、动量等重新进行了深刻地认识。

本篇论文，我们将对时间、空间、万有引力、库仑力、磁力、相对性原理、运动粒子受命变长等做更深刻地探讨，力图使基本物理观念更加准确、清晰。

关键词： 时间 空间 万有引力 磁力 场

1、时间的客观性

时间是什么呢？

时间犹如从亘古流向未来的浩瀚长河！

“子在川上曰：逝者如斯夫！”

——《论语》

时间应是奔流不息的长川，它如同天来的黄河之水，奔流到海不复回。

不对！经常断流的黄河安可和时间同论？

那时间应是天上的日、月，周而复始地东起西落。时间应是这浩瀚的银河，永不停歇地在星汉之间旋转。

也不对，区区银盘岂能同巨大的时轮相比？

时间的齿轮啮合着整个宇空，驱动着他的全部星系，向永恒的未来盘旋。

——雷元星

“绝对的、真实的或数学的时间，它的本身，而且就其本质而言，总是于任何外界事物无关地均匀地流逝着。”

——牛顿

时间是宇宙中最根本的客观存在，或者说时间是整个宇宙总体存在、变化的反应，时间是物理学最根本的基石！

区区某个物体、某个星体乃至某个星系的运动绝对不会改变时间的客观状态。

时间是我们对宇宙存在、变化过程的总体量度，当然这种量度我们是使用在地表熟知的时间系统来描述的。

即便是运动的粒子或者说处于不同引力场中的时钟慢了，也绝不是时间慢了，这些变化我们完全可以用统一的、客观的时间标准来描述！

[运动粒子的寿命变长]

……

来自外层空间的宇宙线内，有许多高速m^- 子。

1963年的一次实验中，人们在高1910米的山顶上，测量铅直向下的速度在0.9950C～0.9954C之间的 m^- 子数目，每小时平均有563±10个；然后在离海平面3米高的地方测量相同速度的 m^- 子数目，平均每小时408±9个。 m^- 子从山顶运动到海平面所需时间应为

这是静止 m^- 子半衰期的4倍多，如果高速运动的 m^- 子半衰期和静止时相等的话，人们预期在飞行经过1907米距离后，在海平面附近的 m^- 子数应不到 个。而当时实际测量却有408个，这清楚地表明，运动着的 m^- 子半衰期增长了，或者说，衰变过程变慢了。

……

对于这个问题，我们该如何理解呢?

这是因为，m^- 子在无形态物质空间中的高速运动使 m^- 子寿命变长了。

如图1.1，m^- 子也是由一些更小的质量元组成的，这些质量元的相互碰撞

使 m^- 子产生衰变。 当 m^- 子在地表的无形态物质空间 中高速运动时，各质量元的惯性质量 增大；由于振动动量不变，则各质量 元的相对速度减小，所以碰撞的时间 间隔增大， m^- 子寿命变长。

下面我们来定量地推算一下 m^-子寿命。

当 m^- 子在物质空间中高速运动时，组成 m^- 子的各质量元的惯性质量增大到静止时的 倍，由于振动动量不变，各质量元的相对运动速度相应减小到原来的，则各质量元相互碰撞的时间间隔增大到原来的倍，相应的寿命也增大到原来的倍。

为运动时 m^- 子的寿命。为静止时 m^- 子的寿命。

我们把实验中的数据代入，则

在上述实验中实际测得的 m^- 子寿命可计算出，

可以看出理论值和实验值虽然有些接近，但还有一些误差。

那么，为什么理论值比实验值大呢？

请大家注意，由于 m^- 子是从高山上向下射来的，可能与空气分子的碰撞，会使在地表上测得的 m^- 子数目减小，所以我们以此数目计算出的m^- 子实际寿命比我们的理论值略小。

……

1966年，人们在地表让m^- 子绕圆轨道高速运动，使得 ，测得 m^- 子的寿命为

……

我们再从理论上计算一下m^- 子寿命

此时理论值与实验值符合得比较好。

时间是客观的、绝对的，是人们认识自然的基础。

运动粒子寿命变长，不是时间膨胀了，而是粒子相对于它所处的总无形态物质空间高速运动后，其本身的反应相应变慢了。

2、物质空间与数学空间

什么是空间呢？

空间像个大而无外的容器，它容纳着整个宇宙的物质。

空间作为存在者和变化者之外的第三者，在世界生存之前就已经存在了。……它像一个母体，为万物的生成提供了一个场所。

——柏拉图

绝对空间，它永不改变，永不移动。此乃空间的本性。它独立自我存在，不与身外事物相干。

——牛顿

空间（数学空间）、时间、物质都是宇宙中最基本的客观存在，空间是物质之外的存在，或者说物质存在于空间之中。

长度是对空间的度量，坐标系是对空间的描述。

空间没有任何物质，怎么会弯曲？

空间没有任何物质，怎么会因为其它物体的运动而改变它的客观状态？

我们前面说过：

无形态物质存在的空间叫无形态物质空间，或简称物质空间。

对应于无形态物质空间，我们把传统物理中的空虚的、平直的空间叫数学空间。

无形态物质会相对于某个数学空间参考系运动，也就是说物质空间会相对于某个数学空间参考系运动。

但是，物体的一切运动规律不是依赖于绝对的数学空间，而是依赖于物体所处的总物质空间。

[牛顿水桶实验]

牛顿曾经对绝对空间的存在作过如下的论证：

我们使一个盛有水的水桶旋转，当桶已旋转而水还未动时，水面依然与静止时相同是一个平面，但到最后水随桶一起旋转时水面就呈现出一个凹型曲面，这个实验表明：当水静止时，不管它是否与水桶有相对运动，水面都是平的，而当水旋转时不管它是否与水桶相对静止，水面都是凹型曲面。

如果把参考系建立在水桶的内壁上，物理规律与事实之间就产生了矛盾。

1：开始时，水桶已旋转，水未旋转；水相对于水桶所在的参考系有转动，水应受到离心力作用，水面应该是凹面。

——而此时实际上水面恰恰是一个平面。

2:当水与水桶一起旋转时，水相对于水桶所在的参考系无运动，水不应受到离心力作用，水面应该是平面。

——而此时实际上水面恰恰是一个凹面。

面对这样的矛盾，牛顿说：这恰恰说明有一个绝对空间存在。根据水面的平或曲，可以判定水相对绝对空间是静止的或旋转的。

……

我们说物体的运动规律不是依赖于绝对空间，而是依赖于它所处的总无形态物质空间。

那么水桶实验该如何理解呢?

大家知道，在水所处的空间，水桶的无形态物质密度和地球的无形态物质密度相比太小了，水桶是否运动对总无形态物质的影响太微弱了。总无形态物质可以完全用地球的无形态物质代表。

当水相对于地球不转动时，相对于总无形态物质空间不转动，水不会受到离心力，水面是一个平面。

而当水相对于地球有转动时，相对于总无形态物质空间有转动，水受到一个离心力，水面就呈现出一个凹型曲面。

[最简单的逻辑和实验事实]

下面我们看看最基本的物理事实。

静止在地表的电荷不产生磁场，相对地表运动的电荷产生磁场。

如果把物理规律建立在空虚的空间参考系上，如果相对性原理是正确的。

——则，静止在惯性系中的电荷不产生磁场，相对惯性系运动的电荷产生磁场。

那么，我们根据相对性原理来看分析一个最简单的问题：

当一个电荷相对于地表运动的时候，它是否产生磁场呢？

在地表参考系下看它是运动的，它产生磁场；而在电荷本身的参考系看它不运动，它又不产生磁场。

——它到底产不产生磁场啊？ 这显然相互矛盾！

同样，当一个电荷相对于地表静止的时候，它是否产生磁场呢？

在地表参考系下看它是静止的，它不产生磁场；而在相对于地表运动的参考系看它是运动的，它产生磁场。

——它到底产不产生磁场啊？这显然相互矛盾！

上海复旦大学物理系教授朱永强先生做了这方面的实验。

实验装置让一个观察系统和一个带电体在一起相对静止。来观察当一个观察系统和带电体具有同一个速度或加速度运动时是否能观察到在该带电体周围存在磁场。

当该实验装置静止在地表上的时候，接收到的磁场信号为零。

当该实验装置相对于地表匀速运动的时候，可以接收到明显的磁场信号。

根据相对性原理——静止在惯性系中的电荷不产生磁场。

然而，实验结果是——当电荷相对地表运动时，与电荷相对静止的观察系统检测到了磁场！

朱永强先生的另一个粉碎电磁波实验：

该实验装置已经做成一个精密的仪器，它的内部主要由两部分组成，装置的发射部分可以产生粉碎电磁波，装置放大接收部分可以显示接收到的粉碎电磁波强度，两部分完全固定在实验装置内。

如果该实验装置静止在地表，接收强度与仪器的空间取向没有关系。

但是，如果该装置静止在相对地表运动的参考系下，接收强度与空间取向有明显关系。

[宇宙背景辐射和新的以太漂移]

该实验是1976～1977年美国加州大学劳伦斯. 伯克利实验室利用飞机在15000 m以上高空中完成的.

……

几乎在一切方向上都均匀地照射到地球上的一种奇妙的辐射乃是关于宇宙性质和历史信息的唯一来源。这个辐射是一切天体物理研究对象所处的背景，是各向同性的。

……

现在知道，背景辐射的温度在整个天空大约有千分之一的变化，最热的天区在狮子座方向，最冷的天区在宝瓶座方向。 温度遵循一条简单的余弦曲线在这两个天区之间平滑地变化. 这一具有特色的分布图形（“天空大余弦” ）使得我们认为太阳系的速度是造成各项异性的原因。

……

在任一背景辐射完全是各向同性的空间区域里，只能有一个惯性参考系。 在其它任何参考系中，观察者的运动将表现为辐射在温度上的变化，这个变化既与观测者的速度成正比，也与它的运动方向和观测方向间夹角的余弦成正比。

物理学家P. J. E. Peebles创造了“新的以太漂移”这个词来描述预料中的运动。

……

上面这些实验以及大量的电磁学方面的事实都说明，不能把物理规律建立在空虚的数学空间参考系上。

什么是参考系？参考系不过是人们为了解决问题而建立的数学模型，它并不真实存在。物理规律与空虚的数学空间参考系有什么必然的联系吗？

把物理规律建立在空虚的数学空间参考系上，这是物理学的根本失误。

所以说我们必须抛开物理规律和空虚空间参考系之间的牵强联系，使物理规律建立在物质的基础上，这样物理规律才能更加客观自然。

3、万有引力及库仑力

我们知道，在宏观上，物体之间的相互作用力必须通过某物体才能够传递。

同样地，物体之间相互作用的万有引力以及电荷之间相互作用的库仑力也必须通过某种物质传递。

现在我们了解了无形态物质，我们可以得出这样的结论：

物体间的万有引力是通过无形态物质传递的相互作用。

电荷间的库仑力也是通过无形态物质传递的相互作用。

……

科学家们在矿井、钻孔或海水内的真空中进行地球物理实验，来测定物体间的万有引力常数，得出的引力常数都高于地表实验室中的测定值。实验室测得，，而地球物理测得的平均值为，.

科学家们一直不理解，同样是真空中，引力常数为什么会有区别呢？

……

那么，为什么引力常数的测量值会有明显差别呢？

我们说，物体间的万有引力是通过无形态物质传递的相互作用，物体间万有引力的大小与它们所处空间的无形态物质密度有关。

由于在矿井、钻孔或海水内的真空中，组成地球物质的总体分布距该空间更近一些，在矿井、钻孔或海水内的真空中，无形态物质密度都比地表实验室中无形态物质密度大一些。所以，在矿井、钻孔或海水内的真空中测得的万有引力常数都较地表要大。

自然界中有磁荷吗？一直有人在探索。

我认为自然界中不存在磁荷，磁力是电荷相对于无形态物质空间运动而产生的相互作用。

我们举一个大家熟知的浅显的例子。两艘船在水中同向并排行驶时，水流会对船产生一个使它们相互靠近的压力；而当两条船静止在水中时，就不会产生这样的压力。

当电荷静止在总无形态物质空间时，它们之间只有库仑力；电荷间不会有磁力；而当电荷相对于总无形态物质空间运动时，运动电荷间就会有磁力。

当电荷静止在总无形态物质空间时，它不会产生磁场；当电荷相对于总无形态物质空间运动时，它就会产生磁场。

当电荷振动时，会促使它周围的无形态物质振动，产生电磁波。

[场就是物质吗？]

现在有一种非常普遍的说法，说“场就是物质”。这种说法大家都认为很有道理，其实这还是物理概念不清楚。

我们以电场为例，电场强度是怎么定义的呢？

在空间某点放个试探点电荷，如果该试探电荷所受的电场力为，则该点的电场强度为

空间某点处的电场强度等于位于该点处的单位正电荷所受的电场力。

假如空间某点放置个单位正电荷，则它会受到那么大的电场力；空间中不放置这个电荷，这个力存不存在呀？不存在。

所以，电场是单位正电荷在空间各点所受电场力的数学描述。

因为电荷之间有作用力，所以定义了电场；而当问及为什么电荷之间有作用力时，人们又理直气壮地回答，因为有电场啊！

——人们犯的是最简单的逻辑循环的错误。

电荷之间的库仑力是通过什么作用的？物体之间的万有引力是通过什么作用的？电荷间的库仑力、物体间的万有引力等等都是通过实实在在的无形态物质传递的相互作用。

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] 雷元星. 时空大乱. 成都：四川科学技术出版社，2001年.
   [6] 爱因斯坦全集. 长沙：湖南科学技术出版社，2002年.
   [7] Richard A.Muller, The Cosmic Background Radiation and the New Aether Drift 、SCIENTIFIC AMERICAN ，1978 年238卷5期 ，P64-74.
   [8] 朱永强等，粉碎电磁波的性质和应用、物理学报，2001年5月，P832—836。
  

Rethinking on Space-Time

—— The Fourth 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 three papers, the properties of No-Shape-Substance are introduced, as well as an elementary calculation to the density and volume modulus of it. 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 addition, we have got 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.

In this paper, we will discuss more profoundly on time, space, universal gravitation, Coulomb force, magnetic force, the theory of relativity, the prolongation of the life-span of a moving particle, and the like. We are trying to make basic physical laws more exactly and more clear.

Keywords: Time; Space; Universal gravitation; Magnetic force; Field