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《電子世界雜志》2014年第十七期

1.電場(chǎng)力的產(chǎn)生與傳遞

電場(chǎng)力與引力一樣都是一種長(zhǎng)程力，一個(gè)電荷的靜電場(chǎng)就是一個(gè)由無(wú)數(shù)互相聯(lián)系、互相影響的物質(zhì)粒子在宇宙空間中按一定的規(guī)律分布形成的獨(dú)立的物質(zhì)系統(tǒng)即超聯(lián)絡(luò)系[1]，電荷就是這個(gè)物質(zhì)系統(tǒng)的中心。一個(gè)電荷只與它的電場(chǎng)的物質(zhì)粒子有關(guān)聯(lián)，不與其它電場(chǎng)的物質(zhì)粒子有關(guān)聯(lián)；一個(gè)電場(chǎng)的物質(zhì)粒子只與該電場(chǎng)的物質(zhì)粒子有關(guān)聯(lián)。我們移動(dòng)一個(gè)電荷時(shí)，這個(gè)電荷會(huì)帶動(dòng)其周圍空間中與它有關(guān)聯(lián)的物質(zhì)粒子一起移動(dòng)，這些物質(zhì)粒子又會(huì)帶動(dòng)更遠(yuǎn)處空間中與它們有關(guān)聯(lián)的物質(zhì)粒子一起移動(dòng)，最后，整個(gè)電場(chǎng)都會(huì)跟著電荷一起移動(dòng)。當(dāng)電荷相對(duì)于觀察者勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電荷的電場(chǎng)也會(huì)以同樣的速度相對(duì)于觀察者勻速運(yùn)動(dòng)。電荷無(wú)論如何運(yùn)動(dòng)，其荷電量都不變，電荷和它的電場(chǎng)構(gòu)成了一個(gè)獨(dú)立于其它電荷和電場(chǎng)的具有無(wú)限廣延性的物質(zhì)系統(tǒng)。當(dāng)我們把一個(gè)電荷放入另一個(gè)電荷的電場(chǎng)中時(shí)，就會(huì)打破電荷和電場(chǎng)原有的平衡狀態(tài)，使整個(gè)電場(chǎng)中的物質(zhì)粒子重新分布，產(chǎn)生電場(chǎng)力。例如：把正電荷B放入正電荷A的靜電場(chǎng)中，正電荷A和它的電場(chǎng)原有的平衡狀態(tài)就會(huì)被打破，整個(gè)A電場(chǎng)（電荷A的電場(chǎng)）的物質(zhì)粒子就會(huì)以B電荷為中心指向各個(gè)方向重新分布，使A電荷受到一個(gè)由B電荷指向A電荷的力，這個(gè)力表現(xiàn)出來(lái)就是B電荷對(duì)A電荷的斥力。而實(shí)際上，這個(gè)力并不是B電荷對(duì)A電荷直接產(chǎn)生的力，而是整個(gè)A電場(chǎng)的物質(zhì)粒子都以B電荷為中心指向各個(gè)方向重新分布產(chǎn)生的力，是大量A電場(chǎng)的物質(zhì)粒子對(duì)A電荷直接產(chǎn)生的力，因此，A電荷對(duì)B電荷并沒(méi)有反作用力，B電荷只受到A電場(chǎng)的反作用力。A電場(chǎng)對(duì)B電荷產(chǎn)生的反作用力以B電荷為中心，逆著A電場(chǎng)的物質(zhì)粒子重新分布的方向，從各個(gè)方向指向B電荷，這些力的合力為零，即A電場(chǎng)對(duì)B電荷的反作用等于零。那么，B電荷又是如何受到電場(chǎng)力的作用的呢？當(dāng)我們把正電荷B放入正電荷A的靜電場(chǎng)中時(shí)，也等于我們把正電荷A放入了正電荷B的靜電場(chǎng)中，這必然打破正電荷B和它的電場(chǎng)原來(lái)的平衡狀態(tài)，使整個(gè)B電場(chǎng)（電荷B的電場(chǎng)）的物質(zhì)粒子都以A電荷為中心指向各個(gè)方向重新分布，對(duì)B電荷產(chǎn)生一個(gè)由A電荷指B電荷的力，這個(gè)力表現(xiàn)出來(lái)就是A電荷對(duì)B電荷的斥力。而實(shí)際上，這個(gè)力并不是A電荷對(duì)B電荷直接產(chǎn)生的力，而是整個(gè)B電場(chǎng)的物質(zhì)粒子以A電荷為中心朝著各個(gè)方向重新分布產(chǎn)生的力，是大量B電場(chǎng)的物質(zhì)粒子對(duì)B電荷直接產(chǎn)生的力，因此，B電荷對(duì)A電荷并沒(méi)有反作用力，A電荷只受到B電場(chǎng)的反作用力，B電場(chǎng)對(duì)A電荷產(chǎn)生的反作用力以A電荷為中心，逆著B電場(chǎng)的物質(zhì)粒子重新分布的方向，從各個(gè)方向指向A電荷，這些力的合力為零，即B電場(chǎng)對(duì)A電荷產(chǎn)生的反作用力等于零。當(dāng)A電荷為負(fù)電荷，放入A電場(chǎng)中的B電荷也是負(fù)電荷時(shí)，情況與上述相似。當(dāng)A電荷為正電荷，放入A電場(chǎng)中的B電荷為負(fù)電荷時(shí)，整個(gè)A電場(chǎng)的物質(zhì)粒子就會(huì)以B電荷為中心，從各個(gè)方向指B電荷重新分布，使A電荷受到一個(gè)由A電荷指向B電荷的力，這個(gè)力表現(xiàn)出來(lái)就是B電荷對(duì)A電荷的吸引力。A電場(chǎng)對(duì)B電荷產(chǎn)生的反作用力則以B電荷為中心，逆著A電場(chǎng)的物質(zhì)粒子重新分布的方向，由B電荷指向各方向，這些力的合力為零。而整個(gè)B電場(chǎng)的物質(zhì)粒子則以A電荷為中心，從各個(gè)方向指向A電荷重新分布，使B電荷受到一個(gè)由B電荷指向A電荷的力，這個(gè)力表現(xiàn)出來(lái)就是A電荷對(duì)B電荷的吸引力。B電場(chǎng)對(duì)A電荷產(chǎn)生的反作用力則以A電荷為中心，逆著B電場(chǎng)的物質(zhì)粒子重新分布的方向，由A電荷指向各個(gè)方向，這些力的合力為零。

2.靜電場(chǎng)的廣延性與光速不變原理

與傳統(tǒng)物理學(xué)的觀點(diǎn)不同，電場(chǎng)力實(shí)際上并不是電場(chǎng)對(duì)引入電場(chǎng)中的電荷產(chǎn)生的力，而是電荷和它的電場(chǎng)原來(lái)的平衡狀態(tài)被引入電場(chǎng)中的電荷打破，整個(gè)電場(chǎng)的物質(zhì)粒子都以引入電場(chǎng)中的電荷為中心重新分布產(chǎn)生的力，是電荷本身的電場(chǎng)對(duì)電荷直接產(chǎn)生的力，而一個(gè)電荷的電場(chǎng)對(duì)引入其中的電荷產(chǎn)生的力總等于零。打個(gè)比方，有一張無(wú)限寬大的橡皮薄膜平鋪在無(wú)限寬廣的水面上。橡皮膜上有AB兩個(gè)點(diǎn)，有AB兩個(gè)小鉛球，把A鉛球固定在A點(diǎn)上，讓A球與橡皮膜連成一體。在A點(diǎn)處的橡皮膜向下彎曲凹陷，最后，A球與橡皮膜處在一種平衡狀態(tài)中。當(dāng)我們把B球放到B點(diǎn)上時(shí)，A球與橡皮膜原來(lái)的平衡狀態(tài)就會(huì)被打破，整張橡皮膜上的橡皮分子都會(huì)以B球?yàn)橹行闹匦路植迹贐球所處的區(qū)域彎曲成凹坑，使A球受到一個(gè)由A球指向B球的力，AB間的距離越大，這個(gè)力就越小，因?yàn)檫@個(gè)力并不是B球?qū)球直接產(chǎn)生的力，所以，A球?qū)球并沒(méi)有反作用力，B球只受到橡皮膜的反作用力。不考慮豎直方向的受力情況，在水平面上，橡皮膜對(duì)B球的反作用力以B球?yàn)橹行模葿球指向各個(gè)方向，這些力的合力為零。一個(gè)電荷的電場(chǎng)就像一張無(wú)限寬大的橡皮薄膜，對(duì)引入其中的電荷產(chǎn)生的反作用力總等于零。一個(gè)電荷分布在空間中的電場(chǎng)不能與其它電荷分布在空間中的電場(chǎng)相互作用，傳遞電場(chǎng)力。例如，在空間中傳播的兩列光波互相疊加后，仍彼此獨(dú)立，互不影響，一列光波不能靠另一列光波來(lái)傳遞電磁力。我們可以把一個(gè)電荷的靜電場(chǎng)想象成為存在于空間中的一種頻率極低的電波，這種電波的頻率幾乎為零，具有無(wú)限的延伸性可擴(kuò)散到全宇宙。這就好比利用光的分解原理和疊加原理在空間中合成的超低頻單極量子磁場(chǎng)[2]，只表現(xiàn)出了與穩(wěn)恒磁場(chǎng)的單個(gè)磁極相同的力學(xué)效應(yīng)，其本質(zhì)仍是一種電波，擁有波的共性，且一個(gè)單極量子磁場(chǎng)不能靠其它不同源的單極量子磁場(chǎng)來(lái)傳遞電磁力。我們也可以反過(guò)來(lái)講，穩(wěn)恒磁場(chǎng)和靜電場(chǎng)，與交替變化的電磁場(chǎng)一樣都是一種波，都具有波的共性，只是它們的頻率不同而已。因?yàn)橐涣胁ú荒芸苛硪涣胁▉?lái)傳遞力。所以一個(gè)電荷的電場(chǎng)不能靠另一個(gè)電荷的電場(chǎng)來(lái)傳遞電場(chǎng)力。又因?yàn)殡姾珊退碾妶?chǎng)是一個(gè)獨(dú)立于其它電荷和電場(chǎng)的物質(zhì)系統(tǒng)，所以，一個(gè)電荷受到的電場(chǎng)力就只能靠它自己分布在空間中的電場(chǎng)來(lái)傳遞。一個(gè)電荷會(huì)排斥分布在空間中的同種電荷的場(chǎng)粒子，吸引分布在空間中的異種電荷的場(chǎng)粒子，從而破壞其它電荷與電場(chǎng)原來(lái)的平衡狀態(tài)，使其它電荷的電場(chǎng)的物質(zhì)粒子重新分布，產(chǎn)生電場(chǎng)力。電磁波是驅(qū)動(dòng)力在大量的光質(zhì)點(diǎn)間傳遞，驅(qū)動(dòng)大量的光質(zhì)點(diǎn)振蕩形成的[3]，電磁波的驅(qū)動(dòng)力就是振蕩的電場(chǎng)力，我們所說(shuō)的電磁力只不過(guò)是電場(chǎng)力在特定條件下的一種表現(xiàn)而已。因?yàn)锳電荷受到的電場(chǎng)力是通過(guò)A電荷分布在空間中的電場(chǎng)的物質(zhì)粒子來(lái)傳給A電荷的，而A電荷的電場(chǎng)是隨著A電荷一起移動(dòng)的，無(wú)論A電荷以什么樣的速度勻速動(dòng)動(dòng)，A電荷的電場(chǎng)相對(duì)于A電荷總是靜止的，所以，在真空中，無(wú)論A電荷或B電荷以什么樣的相對(duì)速度勻速運(yùn)動(dòng)，B電荷在空間中激發(fā)的電場(chǎng)力波即電磁波傳給A電荷的速度相對(duì)于A電荷來(lái)說(shuō)都是一樣的。任何一個(gè)觀測(cè)電荷接收到的電磁波都是以該觀測(cè)電荷分布在空間中的電場(chǎng)的物質(zhì)粒子作介質(zhì)來(lái)傳遞的，這必然導(dǎo)致觀測(cè)電荷或波源無(wú)論以什么樣的速度勻速運(yùn)動(dòng)，觀測(cè)到的來(lái)自各個(gè)方向的電磁波在真空中傳播的速度都不變，即光速不變。

3.超光速原理

當(dāng)我們知道光速不變的真正原因后，我們就會(huì)知道，以超光速在宇宙中運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)粒子會(huì)產(chǎn)生什么樣的物理現(xiàn)象了。參與電磁相互作用的物質(zhì)粒子在真空中超光速運(yùn)動(dòng)會(huì)壓縮其運(yùn)動(dòng)方向上的光介質(zhì)，形成一堵密度極高的“光墻”，“光墻”以爆炸的方式釋放出大量的光子。在“光墻”的阻擋下，超光速粒子的速度會(huì)不斷減小，最終，超光速粒子會(huì)衰變?yōu)閬喒馑倭Ｗ印２粎⑴c電磁相互作用的粒子在真空中超光速運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生“光墻”。理論上，具有極高能級(jí)的中微子可以在真空中超光速運(yùn)動(dòng)，但人類目前還無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)造出大量的具有超光速能級(jí)的中微子。宇宙中一些超新星的大爆炸可以產(chǎn)生大量的超光速中微子，只是這些超光速中微子在真空中超光速運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)壓縮其運(yùn)動(dòng)方向上的引力子，形成一堵密度極高的引力墻，引力墻會(huì)以爆炸的方式輻射引力波。在引力墻的阻擋下，超光速中微子的速度會(huì)不斷減小，最終，所有的超光速中微子都會(huì)衰變?yōu)槠胀ǖ膩喒馑僦形⒆樱鼈冊(cè)谡婵罩谐馑龠\(yùn)動(dòng)時(shí)激發(fā)的引力波也淹沒(méi)在了引力波的海洋中。如果我們利用光來(lái)觀察宇宙中的一艘超光速飛船，我們就會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)，飛船處在A點(diǎn)的同時(shí)也處在B點(diǎn)，就像量子效應(yīng)一樣，飛船可以同時(shí)處在兩個(gè)甚至很多個(gè)地點(diǎn)中，而實(shí)際上，這只不過(guò)是飛船在宇宙中超光速飛行時(shí)產(chǎn)生的一種假象而已，是一種表觀的超光速效應(yīng)，任何一個(gè)確定的時(shí)刻，飛船都只能處在單一個(gè)地點(diǎn)中。宇宙中有一種神奇的粒子能夠在空間中超光速運(yùn)動(dòng)而不會(huì)產(chǎn)生激波，其速度也不會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)距離的增大而減小。這種粒子名叫應(yīng)子。應(yīng)子的速度幾乎沒(méi)有極限，它只參與超聯(lián)絡(luò)子之間的超聯(lián)絡(luò)作用，不參與自然界中已知的四種基本力的相互作用。應(yīng)子有一個(gè)特點(diǎn)，它只能在同一個(gè)超聯(lián)絡(luò)系中的超聯(lián)絡(luò)子之間傳遞，不能在不同的超聯(lián)絡(luò)系之間傳遞，就好像一個(gè)宇宙中的信息只能在該宇宙中傳遞，不能在不同的宇宙之間傳遞那樣，處在同一個(gè)超聯(lián)絡(luò)系中的兩個(gè)聯(lián)絡(luò)子，不論它們之間的距離有多遠(yuǎn)，都可以在瞬間傳遞應(yīng)子，互相感應(yīng)，彼此影響對(duì)方。由于不參與引力和電磁力等四種基本力的相互作用，應(yīng)子的穿透力極強(qiáng)，無(wú)論是行星還是恒星，或是黑洞，它都可以輕易地穿過(guò)而不受影響。在未來(lái)的星際航行中，采用了大推力量子發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)[4]的星際飛船，其速度可達(dá)到光速，甚至超光速，光波通信將顯得原始而落后，人類要想在大尺度的星際空間之間實(shí)時(shí)通信，就必須發(fā)明出一種利用應(yīng)子來(lái)通信的技術(shù)，應(yīng)子通信技術(shù)將在未來(lái)的星際航行中大顯身手。

作者：李昌穎單位：廣西扶綏縣教育局