伽利略时空及闵可夫斯基时空.docx

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1、伽利略时空及闵可夫斯基时空胡良深圳市宏源清实业有限公司摘要：变换参考系时，根据变换的方式不同可分为如下时空；伽利略时空，闵可夫斯基时空及欧几里得时空。关键词：伽利略时空，闵可夫斯基时空，欧几里得时空，散射，入射粒子，靶粒子，规范场论，光电效应，万有引力，麦克斯韦方程组，波函数，自由粒子，波粒二象性，膨胀，收缩,相对论因子，温度，压强，理想气体，分子热运动，温标，信息烯，烯，不确定性原理，能量，电荷，质量，荷质比，洛伦兹力，电场强度，磁场强度，电磁场，暗物质，光子，电子，质子，规范不变性，中子，相对论，量子力学，电磁学，量子化，背景空间，对称性,因果律，相位因子，动量，能量作者：总工，高工，硕士

2、，副董事长。引言变换参考系时，根据变换的方式不同可分为如下时空；伽利略时空，闵可夫斯基时空及欧几里得时空。第一类，伽利略时空伽利略时空的参照系变换是沿着直线的旋转，所以横轴时间（t）保持不变，事件之间的时间及距离与参照系无关。伽利略变换的核心是假设时间及空间是绝对的；时间及空间相互之间是完全独立的；时间保持均匀流逝，而空间均匀分布（具有各向同性）。伽利略变换是经典力学的核心逻辑。该理论认为空间具有独立性，与在其中物体的运动无关，而时间是均匀流逝的（线性的）。所谓绝对是指长度的量度及时间的量度均与参考系的运动（或参考系的选择）无关。根据量子三维常数理论，对于两个孤立量子体系来说，如果两个孤立量子

3、体系相互之间体现为相对纵波属性，就属于伽利略时空。According to the quantum three-dimensional constant theory, for two isolatedquantum systems, if the two isolated quantum systems manifest relative longitudinalwave properties to each other, they belong to Galilean space-time.第二类，闵可夫斯基时空闵可夫斯基时空（闵可夫斯基空间）的参照系变换是沿着双曲线的旋转（保持不变），时

4、间间隔（包括方向）与参照系有关。狭义相对论（闵可夫斯基时空）中的时空观，是指空间及时间遵从洛伦兹变换；长度及时间的量度都与参考系的速度有关。闵可夫斯基空间具有如下属性:任意两个时间向量不可能相互正交;任意一个时间向量都不可能正交于一个光向量;两个光向量正交的充分必要条件是它们线性相关.根据量子三维常数理论，对于两个孤立量子体系来说，如果两个孤立量子体系相互之间体现为部分相对横波属性及部分相对纵波属性，就属于闵可夫斯基时空。According to the quantum three-dimensional constant theory, for two isolated quantumsys

5、tems, if the two isolated quantum systems have partial relative shear waveproperties and partial relative longitudinal wave properties, they belong toMinkowski space-time.第三类，欧几里得时空欧几里得时空（希尔伯特空间）的参照系变换是沿着圆的旋转（保持不变），时间间隔（包括方向）与参照系有关。该数学空间可被扩展到任何有限维度，BP, n维欧儿里得空间（有限维实内积空间）。欧几里得空间（希尔伯特空间）简称为欧氏空间（平直空间）的

6、定义，设V是实数域R上的线性空间（向量空间），假如V上定义着正定对称双线性型g（内积），则V称为（对于g的）内积空间或欧几里德空间（有时仅当V是有限维时，才称为欧几里德空间）。根据量子三维常数理论，对于两个孤立量子体系来说，如果两个孤立量子体系相互之间体现为相对横波属性，就属于欧几里得空间（希尔伯特空间）。According to the quantum three-dimensional constant theory, for two isolatedquantum systems, if the two isolated quantum systems manifest relative

7、 shear waveproperties to each other, they belong to Euclidean space （Hilbert space）.总之，三个时空都具有各自的参照系不变量（几何学家将该不变量作为距离的定义）；显然，基于距离的几何学分析，就与参照系没有关系了。Tn short,All three space-times have their own reference frame invariants （geometers use thisinvariant as the definition of distance）; obviously, the geom

8、etric analysis basedon distance has nothing to do with the reference frame.1散射的内涵假如，一个已知属性的入射粒子（A）向另一个靶粒子（B）入射，经过相互作用（非接触力）又向远方离去；显然，经过碰撞后，该粒子（A）将偏离原来的入射方向。连续不断射来的粒子（与A粒子具有相同属性）向不同方向散射出去。在散射过程中，入射粒子（A）的能量是确定的，粒子（A）散射后的角度分布与靶粒子（B）之间的属性，3 ,有关；（力，决定了靶粒子（B）属性及结构。值得注意的是，入射粒子（A）与靶粒子（B）仅仅交换动能，而内部结构状态保持不变，则

9、属于弹性散射。假如，内部结构状态发生变化，则属于非弹性散射。假如，靶粒子（B）的质量远大于入射粒子（A）的质量，则靶粒子（B）就称为散射中心。可通过散射截面，散射振幅及相移等物理学量揭示散射的内涵。根据牛顿万有引力定律，万有引力定律所表达的引力是一种超距作用。根据量子三维常数理论，孤立量子体系（物体）是由质量及相应的质量场组成的。物体的质量，量纲，量纲，,体现为信号速度。物体的质量场，量纲，LX3）7 （-2）,体现为超距。显然，物体之间通过质量场联系；因此，万有引力是超距作用。这意味着，物体之间具有信号速度及超距二象性。法拉第认为，形成场的磁力线是空间的物理状况；通过布满于空间的磁力线，作用

10、力可建立起一个物体与另一个物体的联系。麦克斯韦方程组，将电场，磁场，电荷及电流等物理量建立了相互之间的联系。根据量子三维常数理论，电子是由电荷及相应的电场组成的。电子的电荷,量纲，量纲,体现为信号速度。电子的电场,量纲,I（3）T（-2）,体现为超距。内禀自旋的电子是由磁荷及相应的磁场组成的。内禀自旋电子的磁荷，量纲，量纲，,体现为信号速度。内禀自旋电子的磁场，量纲，I（3）（-1）K,体现为超距。电流与电荷的运动有关；换句说，电流是众多电子组成的电子气中的声速（体现为信号速度），量纲,I（1）TXT）0这意味着，电荷（或磁荷）之间具有信号速度及超距二象性。值得一提的是，光子是由空间荷及相应的

11、能量一动量张量组成的。空间荷的量纲,量纲,体现为信号速度。能量一动量张量，量纲，L3）（-3）,体现为超距。这意味着，光子具有信号速度及超距二象性。爱因斯坦对光电效应给出了解释，这意味着，电磁辐射是以光量子（粒子）的形式存在。玻尔提出了表达原子结构的波尔模型，认为，电子在原子中所具有的能量并不是一个连续的值（限制在一系列离散的特殊能量值上）。德布罗意提出波粒二象性假说，即，微观粒子在不同情况下会分别呈现波及粒子的性质。成功地解释了先前无法解释的实验结果。根据量子三维常数理论，其实质就是电子可通过吸收光子成为激发态电子;而激发态电子也可辐射光子，成为基态电子。这意味着，物质是量子化的，量纲，1/

12、(3) 丁(-2),或，*L3)(-3)o然后，德布罗意，海森堡，玻恩，薛定渭及狄拉克及泡利等人的贡献，量子理论被发展成为一套自治的理论。安德森在宇宙射线中发现了正电子存在的证据。只要有足够能量(例如吸收光子)，就可以产生一对电子和正电子；电子和正电子还可以互相湮灭，产生光子。可表达为：+*L(3)T-2) + -*L(3)(-2)=*!/(3) 丁(一2) + *I(3) / (-2)斯蒂克尔堡发展出一套完整的重整化程序。费曼及惠勒提出以粒子间的超距作用作为相互作用的原理。兰姆测量出氢原子能级之间的细微差异(兰姆位移)。杨振宁对局域对称性进行推广，建立了非阿贝尔规范场论。格拉肖利用规范场论，

13、建立了一个统合电磁相互作用和弱相互作用的理论。希格斯提出，杨-米尔斯理论中的规范对称性是可被破坏的，使得原本无质量的规范玻色子获得质量(自发对称破缺机制)。格罗斯等证明非阿贝尔规范场论具有渐进自由特性。施瓦茨提出了弦理论(具有共形对称性的二维量子场论)。进一步，揭示了物质具有波粒二象性。总之，经典场是在时间及空间上定义的函数。量子场论用正则量子化及路径积分表达(揭示了量子场论原理)。量子场论将粒子视为更基础的场上的激发态(量子)，而粒子之间的相互作用则是以相应的场之间的交互项表达。根据量子三维常数理论，物质是由荷(例如，空间荷，质量荷，电荷，磁荷等)及相应的场(能量-动量张量，质量场，电场，磁

14、场等)组成的。物质的量纲，I/(6-n)TX-3+m) .值得一提的是，能量是物质的属性之一，能量的量纲是，*L (2) (-2),或，*1/ (2)/ (-3)在经典物理学中，可用质点位置及动量来表达宏观质点的状态。而，微观粒子具有明显的波粒二象性；因此，量子力学中，采用波函数表达微观系统状态。波函数(具有复函数属性)是空间及时间的函数。不受外力作用(匀速运动或静止)的粒子就是自由粒子。自由粒子(匀速运动状态)的波函数(夕)可表达为：-(nr-Et) = Aeh其中,A,自由粒子(静止状态粒子)的波函数，量纲，* 1L (3)T (-3) ,或，*L7-3) (3)；力，普朗克常数,量纲，*r(2)r(-2)；力,动量，量纲，*1/(1)丁(-1);L 位移，量纲，L7i)r(o)；E ,能量,量纲，*(2)(-2)I(0)丁(1)；pre，体现粒子性，量纲，；e ,体现波动性，量纲，L70)T70)o