发布日期：2022.05.26
科技创新 视界物理
四种力的统一
四种力的统一
在物理学中，存在四种自然作用力：引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用。爱因斯坦毕生希望将四种力统一起来，实现大一统理论，但是局限于时代的限制，他没能完成。后来在量子力学体系中，除了引力之外的三种力通过对称性破缺机制，被统一了起来。但是，引力却一直没能跟电磁力统一起来。
在漩涡时空场的模型中，四种作用力都可以在漩涡场中得到统一，他们只是漩涡场的分量作用在不同的尺度上而已。所有的力本质上都是几何的微分分量。下图是漩涡场形成的时空扭曲，也就是挠场。
图1： 漩涡的挠场和力的形成
在漩涡场，或称为挠场中，存在两种原始的信息力，即向内聚焦和向外辐射的两种螺旋力。这两种螺旋力在古籍中被成为原力、普拉纳（Prana）等，也被称为爱和斗争的力量。
挠场的螺旋力，或者叫爱和恨的原力，在径向的分量就形成了引力；而横向的分量，则形成了电磁力，并产生了横波的光。在时间观察者的文章（及论文）中，我们阐述过，所有的力都是观察者在观察几何的过程中而形成了空间和时间信息，时空的微分形成了力的分量。经过时空方程的计算，漩涡场中向心加速度公式如下：
其中，rs是中心黑洞半径，f是在观察者观察黑洞的频率，等于光速除以观察者距离中心的半径距离。向心加速度a表现为引力。
时空观察者在漩涡场中看到的横向分量，表现为漩涡在该处的角速度，其计算值为：
其中，ξ为能量参数，由黑洞大小决定。r是观察者距离中心的半径距离。角速度造成了自旋，以及光的激发。
在电子层面，电子的质量半径和电荷半径产生了分化，如下图：漩涡场引力经过宇宙精细结构常数α分化后，形成了电荷，从而产生了电磁力。
其中，a0是玻尔半径， λe是电子的康布顿半径。基本电荷的这些半径都围绕着α常数形成精妙的比例关系，因为几何分量造成了引力和电磁力的分化。引力和电磁力的本源是一致的，都是漩涡场运动造成的，两者的区别在于前者是径向分量，而后者是横向分量。两者的数值差精确等于精细结构常数的倒数，137倍。这是引力和电磁力的统一关系。
当我们把漩涡场动力学公式用在核子尺度上的时候，也就是采用质子或中子的半径，我们得到在核子尺度上的向心力大小。这个核子层面的向心力等于强相互作用。原来，引力和强相互作用是同一种力，它们之间的区别仅仅在于尺度不同而已。这就是引力和强力的统一关系。
距离 r 倍数于 rp | 观察频率 f=c/r (Hz)观察 | 向心加速度 a=rsf2/2 (m/s2) | 库伦力 F=kq2/r2 (N) | 电磁排斥加速度 a=F/mp (m/s2) | 引力/电磁力比率 | 比率/2 (精细结构常数 α-1 ) |
0.5 | 7.1274E+23 | 2.1367E+32 | 1304.0 | 7.7963E+29 | 274.07230 | 137.03615 |
1 | 3.5637E+23 | 5.3419E+31 | 326.0 | 1.94907E+29 | 274.07230 | 137.03615 |
1.1887 | 2.9979E+23 | 3.7803E+31 | 230.7 | 1.37932E+29 | 274.07230 | 137.03615 |
1.5 | 2.3758E+23 | 2.3742E+31 | 144.9 | 8.66255E+28 | 274.07230 | 137.03615 |
2 | 1.7819E+23 | 1.3355E+31 | 81.5 | 4.87269E+28 | 274.07230 | 137.03615 |
2.5 | 1.4255E+23 | 8.5470E+30 | 52.2 | 3.11852E+28 | 274.07230 | 137.03615 |
3 | 1.1879E+23 | 5.9354E+30 | 36.2 | 2.16564E+28 | 274.07230 | 137.03615 |
4 | 8.9093E+22 | 3.3387E+30 | 20.4 | 1.21817E+28 | 274.07230 | 137.03615 |
5 | 7.1274E+22 | 2.1367E+30 | 13.0 | 7.7963E+27 | 274.07230 | 137.03615 |
6 | 5.9395E+22 | 1.4839E+30 | 9.1 | 5.4141E+27 | 274.07230 | 137.03615 |
7 | 5.0910E+22 | 1.0902E+30 | 6.7 | 3.9777E+27 | 274.07230 | 137.03615 |
8 | 4.4546E+22 | 8.3467E+29 | 5.1 | 3.04543E+27 | 274.07230 | 137.03615 |
9 | 3.9597E+22 | 6.5949E+29 | 4.0 | 2.40626E+27 | 274.07230 | 137.03615 |
10 | 3.5637E+22 | 5.3419E+29 | 3.3 | 1.94907E+27 | 274.07230 | 137.03615 |
表 1.1 质子的漩涡场引力和库仑力的比较
上表展示了质子半径上的漩涡引力计算，它与强力的大小是完全匹配的。而且，这个强力/引力的大小，又是电磁力的137倍，等于精细结构常数的倒数。
综合起来，我们得到结论：引力和强力是一种力，区别仅仅在于宏观尺度和微观尺度上的不同表现而已。它们都是电磁力强度的137倍。而电磁力和弱相互作用是统一的，那么，四种力都在漩涡场中得到了统一。四力合一。
为什么我们以前以为引力非常微弱呢？在经典力学中，引力为什么会表现出来远远小于强力，不可同日而语？这个疑惑源于对质量的感知概念的误解。原来，中心黑洞的质量M和从外部测量粒子所感受到的质量m是成反比关系。这个反比关系造成了引力和强力不可调和的假象。
图 3.1观察不同大小的两个粒子
经过论证，黑洞质量M与外部感知质量m的关系如下，其中ml为普朗克质量：
以前，我们没能理解引力和强力是同一个力的原因，正是不知道上面这个质量感觉的反比关系，造成了我们的错觉。
如今，经过漩涡场的计算，四种力得到了统一。
2022-02-11 08:13
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