漸漸的懂了

答案是空間。空間是一種客觀存在，不同於物質。不光引力，微觀粒子間的強力、弱力也是以空間為介質，最簡單直觀的例子就是磁力。

邊疆遼遠洪荒

這是大統一課題：要想把電磁力與引力統一起來很難，怕是豬油蒙心，但是我例外：讀者可搶讀本文第5.11節：統一方程組。

本文表明：自然界奧秘就在我們身邊，就像窗戶紙一捅就破，關鍵是如何透過現象看本質。

本文思路：力是電子運動的場效應，電子自旋表現為引力；電子旋進表現為電磁力，如下：

①風扇機制，模擬萬有引力的起源，

②升力機制，模擬電磁力的起源，

③電子自旋，揭示引力場與引力波之源

④電子旋進，揭示電磁場與電磁波之源

⑤負壓差原理，解釋場的湍流與密增

⑥場效應原理，解釋力的發生與傳播

其中，風扇與升力是問題的兩個切入點，自旋與旋進是問題的兩個基本點，負壓差與場效應是問題的兩個突破點。

1 風扇模式，解釋“自旋導致負壓差”

我們熟悉的電風扇、排風扇、軸流風機、離心泵、螺旋槳，被定位在某處，都有一個葉輪。

葉輪的正面，通常都會做成凹曲面，輸出正壓強，氣流或液流由此釋放出來，似有斥力。

原因是：葉輪旋轉時，凹面如口袋兜風，轉的越快，迎面的風壓越大，感覺有一種斥力，這種作用機理，叫“凹斥機制”。

葉輪的背面，通常都會做成凸曲面，輸出負壓強，氣流或液流與此吸收進去，似有引力 。

原因是：葉輪旋轉時，凸面兜不住流體，附近有暫時真空場，遠處氣流來不及填空，轉的越快，背面的吸力越大，此稱“凸吸機制”。

葉輪是一個整體，凹斥正壓與凸吸負壓是協同作用、相輔相成的。因此，我們可以說，葉輪的負壓差現象是因為有凹斥凸吸機制。

如果明白了凹斥凸吸，諸如——離心泵的葉輪應該如何安裝？螺旋槳葉輪的凹面超前還是朝後？螺旋槳的旋轉方向如何設置？軸流風機的工作原理？——之類的問題就是小菜一碟。

🌈 JUST A PIECE OF CAKE！🌈

問題進階：如果把電子類比為一個光速自旋的螺旋槳，那麼會得到什麼樣的啟示呢？

2 升力模式，解釋“旋進導致負壓差”

旋翼式飛機、直升飛機，都是運用了螺旋槳的凹斥凸吸機制的負壓差原理。

然而，有的飛機不用螺旋槳，而用噴氣工質的反衝原理，它們又如何獲得升力呢？

關鍵是機翼採用了基於凹斥凸吸機制的負壓差原理。機翼負壓差與葉輪負壓差，顯然有別。

上圖是機翼截面示意圖。機翼頂部是凸起面，機翼底部是平凹面，呈“上凸下凹構型”。我們可以聯想葉輪的“凹斥凸吸機制”。

當飛機高速時，機翼底部的凹面有兜風作用，下方集聚氣流有較大的正壓強，向下有斥力，而下方氣流有反衝力，將飛機托起。與此同時，機翼頂部的凸面兜不住風而有洩流作用，凸面附近有真空引力場，將飛機向上吸起來。

只要調整好機頭迎角，飛行速度越快，機翼上下方負壓差就越大，升力也越大。反之，降低飛行速度，負壓差變小，升力也變小。這樣就可以調整飛機的升降。

粗略估算飛機的總噸位m。假設起飛速度為v=30m/s，大氣壓強p=10⁵N/m²，機翼頂底面積差△A=3m²。則負壓差在t秒時間內，所做體積功為：

W=pV=p△Avt...(1)，

假設在t=1秒時間，飛機落差h=½gt²，飛機重力作功：

W'=mgh=½mg²t²...(2)

有W=W'，pAv=½mg²t，若不考慮其它損耗因素，總噸位理想公式：

m=2p△Av/g²t...(3)

=2×10⁵×3×30÷(9.8²×1)≈180噸。

可見，升力來自機翼負壓差的場效應，從公式(3)可知：總噸位(m)或升力(F)，與起飛速度(v)成正比，與機翼的凹凸面積差(△A)成正比。

當然，不能一味追求△A，如果把機翼頂部做得太凸反而增加氣阻，這涉及流線型動力學。

機翼負壓差，暗藏的動力學本質是：實體高速進動，前空間被擠壓，尾空間有真空，外圍急迫來填空，超音速有音爆，實體附近的場密度急劇增加，此稱“場介質密增效應”。

我們知道，超音速不過就是數馬赫，即便10馬赫不過3.4km/s，而微觀世界的電子正常繞核速度為2200km/s=6470馬赫❗😱😱。

電子進動 (procession)負壓差有多厲害可想而知。根據β衰變粒子速度c，核內電子光速進動的場介質密增效應也可解釋希格斯機制。

3 電子自旋，引發“引力場與引力波”

先澄清一個關鍵問題：電子能否自轉？量子物理的某些學派認為，電子自旋不是自轉，理由是如果電子自轉，就會超光速的匪夷所思，而違背光速不變原理，則斷言電子不能自轉。

他們依據測不準公式△r·△L≥h/4π，其中，r是電子半徑，L=m₀vr₀是電子自旋角動量。若按r₀=2.82fm，m₀=9.1×10⁻³¹kg，令△r₀=0.1r =2.82×10⁻¹⁶m，則電子自轉速度：

△v≥h/(4πm₀(△r₀)²)...(4)

=6.63×10⁻³⁴÷(4π×9.1×10⁻³¹×2.82²×10⁻³²)

=7.4×10²⁶[m/s]≈2.47×10¹⁸c❗😱😱😱

他們還說，電子是沒有體積的零維質點。可問題是：①我們真的能用原本用於測量誤差的測不準公式來驗證電子自轉不存在嗎？②電子與核子與中微子的自旋角動量數都一律是½[ћ]嗎？③如果電子是零維質點，電子的質量密度、電荷密度，難道都是無窮大嗎？

例如，電子基態v=αc，軌道半徑R=0.1nm，若不知道v而求v，可令不確定度△R=0.1R，△p=m₀△v，則電子軌道速度不確定度為：

△v≥h/4πm₀△R...(5)

=6.63×10⁻³⁴÷(4π×9.1×10⁻³¹×0.1×10⁻¹⁰)

=6×10⁵[m/s]

實際上v=αc=2.2×10⁶[m/s]，不確定度相對值△v/v=6×10⁵÷(2.2×10⁶)=27%還湊合😂😂。

式(4)涉及三個不確定度△r,△v,△r，不可套用只有兩個不確定度的測不準公式。

而式(5)只有兩個不確定度△R,△v。可見，所謂“電子不可自轉”是不可靠的。

筆者認為，只要是實體包括電子與核子，其動力學行為，就一定適合牛頓第二定律。

根據粒子物理，電子質量m₀=0.51MeV/c²，還原為自旋勢能

Ep=m₀c²...(6)，

再還原為自旋向心力：

F=m₀c²/r₀...(7)，

電子半徑r₀=2.82fm。而電子半徑又源於：

m₀c²/r₀=ke²/r₀²...(8)

式(6)(7)(8)表明：電子以光速自旋，與固有質量對應的固有自旋勢能是：

Ep=0.51MeV。

繼而，我們可以設定，電子是一個光速自旋的漩渦體，好比葉輪有凹斥凸吸。漩渦軸向有南北兩極或磁偶極子，北極為凹南極為凸，兩極負壓差有真空場引力或所謂的強力，即：

F=m₀c²/R...(9)

式(9)，既適合核外電子也適合核內電子，而原子內部電荷間的電磁力，既可理解為兩電荷互相切割各自引力線(磁力線)，也可理解為兩個強力的疊加，由於同斥異吸弱化作用，有：

F₁×F₂=ξ₁(m₀c²)²/R²=ke²/R²...(10)，

其中，ξ₁叫第一弱化係數，專指強相互作用因南北極之間同斥異吸而弱化為電相互作用，把式(10)簡化處理為：

ξ₁(m₀c²)²=ke²...(11)

ξ₁=ke²/(m₀c²)²

=9×10⁹×2.56×10⁻³⁸÷(8.2×10⁻¹⁴)²

=3.43×10⁻³...(12)

式(11)可作為最基礎的強力與電磁力的統一場方程，式(12)表明電互動是強互動的3.4%，與權威方面以其它複雜方式的結論基本吻合。

現在可以探討引力場與引力波。

前文小結：電子自旋伴隨的南北極，擾動了電子外空間，激發了真空場引力即強力，而兩個電子強力的乘積或矩陣疊加且伴隨弱化，就是兩電荷間的電磁力。總之：電磁力源於強力。

無獨有偶，萬有引力同樣源於電子強力的矩陣疊加並伴隨同斥異吸的弱化效應。故有：

F₁×F₂=ξ₂(m₁c²)(m₂c²)/R²=Gm₁m₂/R²...(13)，

式中，ξ₂叫第二弱化係數，專指強相互作用因南北極同斥異吸而弱化為萬有引力相互作用。將式(13)簡化處理為：

ξ₂(m₁c²)(m₂c²)=Gm₁m₂...(14)，

ξ₂=G/c⁴

=6.67×10⁻¹¹÷(81×10³²)=8.23×10⁻⁴⁵...(15)

由於質量取決於核子，而核子質量可以折算為電子質量當量，如：質子質量m=1836m₀

規定：實體質量折算為電子質量當量即：

m=nm₀

對應勢能

Ep=mc²=nm₀c²...(16)。

現在探討引力波。

定義1：引力波是某個天體基於電子自旋激發真空介質的獨立於電磁波的場效應。

定義2：根據電子湮滅方程，引力質量是慣性質量(m)因電子自旋對應的場質量(m')：m≡m'。

定義3：引力場質量=引力子密度(ρ)×場體積，場引力子質量=電子質量(m₀)，引力子半徑=引力子波長λ÷2π，有：

ρ=6m₀/π²λ³...(17)

根據定義1、定義2與定義3，有

m=ρV=(6m₀/π²λ³)(4π/3)R³=8m₀R³/πλ³，則

λ=2R·³√(m₀/πm)...(18)

≈1.32×10⁻¹⁰R·m⁻⅓

式(18)是天體引力波方程，表明：引力波的波長(λ)，與引力場半徑(R)成正比，與天體質量的立方根成反比。

例：求太陽引力波到地球的波長與場密度。太陽質量m=2×10³⁰kg，R=1.5億km。解：

① 根據引力波方程(18)，代入參數有：

λ=1.32×10⁻¹⁰R·m⁻⅓

=1.32×10⁻¹⁰×1.5×10¹¹×(2×10³⁰)-⅓

=1.57×10⁻⁹[m]=1.57nm。

② 根據引力場的密度方程(17)有：

ρ=6m₀/π²λ³

=6×9.1×10⁻³¹÷(3.14²×1.57³×10⁻²⁷)

=1.43×10⁻⁴[kg/m³]

4 電子旋進，引發“電磁場與電磁波”

如果可以說，電子自旋類比葉輪自轉，因自旋負壓差，就生產了強力、磁力、引力、引力場與引力波；

那麼也可說，電子進動類比機翼飛行，因飛行負壓差，就生產了電磁力、電磁場、電磁波，包括光波。

這裡的旋進，也叫進動(procession)、繞核運動、軌道運動，位移運動、飄蕩、震盪。

量子力學某些學派，不承認核外電子有繞軌運動，認為電子運動無軌跡，電子有分身術，電子不能自轉，但能同時正反轉。這是神邏輯。

電子繞核運動的向心力，是電子電荷與核電荷之間的庫侖力提供，或者說，電荷之間的電勢能，可以轉換為電子動能，即：

½m₀v²=ke²/R=ξ₁(m₀c²)²...(19)

電子動能擾動了場介質，進而激發的電磁輻射能，這是激發電磁波的場效應方程：

½m₀v²=hc/λ...(20)

若外加電源提供給電子發生器以加速電壓，就會轉換為電子動能增量再轉換為電磁輻射能增量，這是光電效應方程：

eU=½m₀△v²=h△f...(21)

只要有實體的運動，就會擠壓真空場介質，進而激發電磁波。場介質就是電磁波的載體。

由於熱輻射的本質就是電磁輻射，若熱運動的粒子質量為m，則相當於有n=m/m個電子與粒子一同運動。

½mv²=1.5kT=(m/m₀)hc/λ...(22)

事實上，分子或原子的熱運動，總要擠壓或擾動空間場，既激發機械波，也激發電磁波。

劃火柴，既聽到摩擦聲(機械波)，也看到點燃的光(電磁波)。閃電雷鳴，既看到閃電(電磁波)也聽到雷聲(機械波)。咀嚼冰糖，既看到綠光，也聽到咀嚼聲。

5 負壓差，引發“場的湍流與質增”

有自旋→就有南北極→進而有負壓差→進而有場湍流→進而有質量增量，有這很好理解。

必須分別列出氫原子、中子與質子的內部結構參量，才好比較氫原子與中子的本質區別。

5.1 氫原子的質量方程

實體推進的動能(½mv²)，擾動了真空場，就會產生場介質的質量增量 (m')。質量增量可用場效應方程 ½mv²=(m/m₀)hc/λ 推導，如下：

① 光子半徑：r'=λ/2π=2hc/m₀v²

② 光子體積：V'=4.2r'³=4.2(2hc/m₀v²)³

③ 光子密度：ρ'=m₀/4.2r'³

④ 場的體積：V=4.2R'³，

⑤ 質量增量：m'=Vρ'=(R'³/r'³)m₀...(23)

氫原子的質量方程，是指：氫原子質量(m)=亞原子質量(e,p)+場質量增量(m')，即：

m=e(=m₀)+p(=1836m₀)+m'(=m₀R'/r'³)

m=(1837+R'³/r³)m₀...(24)

具體推導過程，詳見下文5.4。

5.2 提出“場質量增量”的理由

理由1：根據F=GMm/R²，若引力不變，質量乘積(Mm)與場半徑乘積(RR)成正比。

規定：實體慣性質量(m)與場引力質量(m')是對等關係，即：m=m'，由此可計算場半徑(R)。

理由2：大體積粒子如原子，質量增量可忽略。小體積粒子如核子，質量增量非常突出，由此可以等效解釋希格斯機制。

5.3 氫原子的已知參量

① 電子繞核平均速度，也叫基態速度或主控速度：v=αc=2.2×10⁶m/s。

② 氫原子的經典半徑，也是核外電子的平均軌道半徑：R=5.29×10⁻¹¹m，

③ 用電子質量當量(nm₀)=亞原子質量(m)。質子質量=1836m₀，中子質量=1840m₀

5.4 氫原子的質增方程

這裡的質增方程，特指氫原子的亞原子動能激發場效應所疊加的質量增量。

亞原子動能引起場的質量增量包括三部分：核外電子的、原子核的、核內電子的。

5.5 核外電子動能(Ek₁)的相關參量

電子軌道動能：Ek₁=½m₀v₁²=hc/λ₁，

電子質量增量：m'₁=m₀R'³/r'₁³，

電子軌道速度：v₁≈2200km/s，

激發光子波長：λ₁=2hc/m₀v₁²=19.8nm

激發光子半徑：r'₁=λ₁/2π=0.315nm

5.6 核子震盪動能(Ek₂)的相關參量

核子震盪動能：Ek₂=½m₂v₂²=(m₂/m₀)hc/λ₂

核子質量增量：m'₂=m₀R'³/r'₂³，

核子震盪速度：v₂≈1.2km/s，

所激發的波長：λ₂=2hc/m₀v₂²=29[mm]

激發光子半徑：r'₁=λ₁/2π=4.6[mm]

5.7 核內電子動能(Ek₃)的相關參量

核內電子軌道動能：½m₀c²=hc/λ₃，

核內電子質量增量：m'₃=m₀R'³/r'₃³，

核內電子震盪速度：v₃=c

所激發的光子波長：λ₃=2h/m₀c=4.85[pm]

所激發的光子半徑：r'₃=λ₃/2π=0.39[pm]

5.8 氫原子內部亞原子疊加的質增方程

① 完整的質增方程：

m'=m'₁+m'₂+m'₃

=(1/r'₁³+1/r'₂³+1/r'₃³)R'³m₀.

m'≈m₀R'³/r'₃³...(24)

② 簡化的質增方程（去掉上下標）

m'=m₀R³/r³...(25)

=9.11×10⁻³¹×(5.29×10⁻¹¹)³/(0.39×10⁻¹²)³

=2.3×10⁻²⁴[kg]=1.29×10⁶M=1290[G]

此值接近早期希格斯子質量H=1250G，可能：或氫原子半徑R偏小，或質子半徑r偏小。

5.9 調整氫原子的核子半徑

如果實驗結果所依據的理論沒毛病，可對質增方程(25)，令m'=m₀R³/r³=125GeV/c²，反求核外電子軌道半徑(R)或質子半徑(r)，

若調整原子半徑R：R=³√(244.6×10⁶)·r= 243pm，則有些離譜，只能調整質子半徑：

r=R/³√(244.6×10⁶) =8.5fm...(26)

據稱，質子實驗半徑為0.83~0.87fm，比筆者的理論值小10倍，原因是質子的定義不同。

看來，質子理論半徑r=8.5費米，滿足氫原子的經典半徑53pm，也滿足希格斯子質量125G。

5.10 調整核內電子適用的庫侖定律

本以為，庫侖定律既適合核外電子與核電荷間的互動，也適合核內電子與繆核間的互動，而且根據β衰變出的光電子速度為光速，推定核內電子的震盪速度也是光速，推算出質子理論半徑為5.63費米：高能電子向心力來自核內電荷間的電磁力，有：½m₀c²=ke²/r，可求質子半徑：r=2ke²/m₀c²=5.63費米。

但是，直接用庫侖定律推導質子半徑，導致所計算的希格斯子質量，過分高於實驗質量。因此不妨賦予庫侖定律修正係數k'。k'也叫質子的無量綱質增係數。可令R=8.5費米，則有：

½m₀c²=k'ke²/r=1.5ke²/r...(27)

根據中子衰變方程n→e+p+νe可以認為，中子內部的電子電荷與質子電荷之間的作用力，適合帶質增係數的庫侖定律：

核內庫侖力≈弱核力：

F'=1.5ke²/r²...(28)

相應的電磁輻射能：

E'=1.5ke²/r=½m₀c²=hc/λ'...(29)

5.11 強弱電引的“統一場方程組”

以下截圖可以總覽基於筆者場效應理論的統一場方程組，本文前述已經做了適度解釋。

簡要解釋這八個方程：

方程(1)是基於電子質量常數的當量方程；方程(2)是電子自旋真空場的強核力方程；方程(3)是強力對電磁力的統一場方程；方程(4)是強力對弱力的統一場方程；方程(5)是強力對引力的統一場方程；方程(6)是基於引力質量原理的引力波方程；方程(7)是基於電子隨行速度的場效應方程；方程(8)是基於負壓差原理的場質增方程。

這八個無算符、無矢徑、無纖維叢的“三無方程”，可以見證筆者追求的大道至簡。最後一個標題，迎刃而解，直奔主題。

6 場效應，解釋“力的發生與傳播”

電子，是實體最基本的唯一的基元粒子。電子運動激發場效應之質量方程之通式是：

實體質量(m)≡電子質量(nm₀)+場質增量(m')

即：m≡nm₀+m₀(R/r)³=(n+R³/r³)m₀...(30)

這個質量方程，是解釋力的發生機制與傳播機制的基本理念與操作要領。

6.1 力的發生機制

所有的力，諸如引力、電磁力、弱力、磁力、電力、分子力，乃至摩擦力、張力、應力、壓力、熱力、拉力、推力，都是電子自旋激發真空介質的場效應。簡而言之：

電子光速自旋是力的第一動機，也是亞里士多德追求的第一推動力（the First Cause）。

6.2 力的傳播機制

這裡包括兩方面：引力傳播與電磁力傳播。

引力的傳播機制：

獨立做光速自旋的電子基元，造就了固有的南北極與兩極間的負壓差。北極附近的正壓強產生高密度場介質，南極附近的負壓強產生低密度場介質，根據濃度擴散原理，電子附近的場介質就會產生急劇的翻卷或湍流，同時擾動臨近的場介質。這就意味著，電子的自旋勢能被空間場介質轉換為引力輻射能。

電磁力的傳播機制：

兩個光速自旋的電子電荷，各自切割對方負壓差激發的引力線或磁力線，產生電磁感應與洛倫茲力或庫侖力或電磁力。引力線其實是引力場介質密度分佈梯度的通俗表述。因此，電磁力通過電荷周圍的場介質來傳播。

結語

人們感覺的實體，似乎是硬邦邦的。但我們逐級解構到亞原子發現：核子內部只有電子；電子內部只有真空。實體是高密度空間或場介質。

人們直覺的空間，似乎是空蕩蕩的。但我們知道空間充滿了不含亞原子的介質波，是震盪的場。真空不是真的空，而是震盪的真空場。

既然力或者叫能密梯度是存在的，就只能存在於空間，而空間充滿了震盪的場介質；那麼認為力通過場介質傳播至少比超距論要靠譜。

Stop here。物理新視野與您共商物理前沿與中英雙語有關的疑難問題。

物理新視野

力的作用，有兩種不同的方式。其一，是物體之間的直接傳遞；其二，是物體之間的超距傳播。

前一種情況，是兩物體彼此的相互接觸，因而不需要介質。比如，兩個物體的直接碰撞💥。

而後者，則是非接觸的。所以，兩者之間的相互作用，是需要藉助於第三方的介質來間接實現的。

比如，兩艘同向行駛的輪船🚢，會受到海水🌊的擠壓，表現為相互的吸引。

比如，由於機翼的上下不對稱，當飛機✈️快速運動時，會由空氣產生升力，表現為向上的吸引力🧲。其本質是，作為介質的氣體分子，對飛機上下不對稱的碰撞。

在自然界中，真正的超距作用是不存在的。因為，我們實在是無法想象，兩個互不接觸的物體，是如何發生相互作用的。

因此，兩個非接觸的物體如果具有相互作用的話，一定是藉助於第三者間接實現的，其本質仍然是直接接觸的相互作用。只不過從受力的雙方看來，它們之間的作用力是超距的。

所謂第三方，在通常的情況下，是指兩物體存在的物理背景。這一物理背景的本質，是由離散的粒子構成的物理空間。作為介質，不同的粒子，構成不同的空間，它們對物體的影響是不同的。

比如，由水分子組成水，其會對魚🐟的遊動產生影響。當鯨魚🐳拍打水面時，水的波動會對附近的小魚產生極大的震動。

比如，當火車🚞疾駛而過時，站在旁邊的人會感受到風的影響。如站在較遠時，會被火車吹開；而站在較近時，又有被火車吸入的風險。

由於我們的宇宙僅只是自然界的一部分，是一個相對獨立的封閉系統。所以，對於我們的宇宙來說，一定存在著不可再分的最小粒子，並由該粒子構成了宇宙最為基本的物理背景，即存在著由普朗克常數h定義的量子構成的量子空間。

因此，任何物體的存在及其運動，都會受到量子空間的影響，都取決於空間量子對該物體碰撞的集合。

根據宇宙的背景輻射溫度絕對溫度2.7k，我們可以計算出每個空間量子的能量；根據強相互作用是藉助於量子空間在其量子間距附近的密度急劇變化而產生的，可以推斷空間量子的間距近似地等於原子核的最小半徑，約為10-14釐米。

由此，我們可以計算出量子空間的密度，即每立方厘米約含有10的40次方個空間量子。用這一密度乘以單個量子的能量，就得到了每立方厘米所含有的空間能量，大約相當於80公斤的質量。

這是一個非常巨大的能量，只要其中空間的量子具有一定的不對稱碰撞，就會對存在於其中的物體產生明顯的影響，從而改變該物體的運動狀態。

比如，每個物體都是由粒子高速運動所形成的封閉體系，都會對量子空間產生熱的輻射☢️，從而使其附近的量子空間形成熱的梯度分佈。

於是，當兩個物體相近時，它們之間的量子空間就會形成熱的梯度分佈疊加，從而使兩物體之間的空間量子具有較高的能量。而能量越高的量子，穿過物體的概率就越大。

所以，兩個物體的存在，會引起量子空間的對稱性破缺，使空間量子對兩物體的碰撞是不對稱的。由此產生的空間壓力差，就是我們熟知的萬有引力。

所以，萬有引力的本質，是空間量子的不對稱碰撞。如果用數學的語言來表達，就是空間的幾何彎曲。其實質是，由於物質的存在，導致空間量子的能量是不一樣的。

總之，在我們的宇宙中，存在著由最小粒子構成的物理背景；而物質的存在，會引起量子空間的不對稱分佈。

於是，當兩個物體相近時，會感受到空間量子的擠壓，形成萬有引力。所以，不同物體之間的萬有引力，是藉助於作為介質的空間量子來實現的。

淡漠乾坤

(給題主糾正一下，力是傳遞，而不是傳播。)

力的傳遞不需要介質，力的傳遞需要場。

力是物體間的相互作用。物質的特定屬性產生相應的場，場對物質的特定屬性產生力的作用。

這種特定屬性暫時稱之為荷量，暫時用Q表示吧，用Φ表示場，則力

F=QΦ

荷量如質量m、電荷Q、電流I；場如引力場、電場E、磁場B、弱力場、強力場。

相應的荷量與相應的場遵循正交歸一性：

(當k=l時為1；當k≠l時為0)

這就是量子力學理論裡的正交歸一性的真正的正確的物理意義(量子力學理論沒有搞清楚正交歸一性的物理意義)，物理意義是：廣義場只有與其相應的廣義量(對應於荷量)才產生能量的作用，也可以表述為：場只有與其相應的荷量才產生力的作用。

場必須由物質相應的荷量才能屏蔽。如導體能屏蔽電場，鐵磁性材料能屏蔽磁場，導體能屏蔽電磁波。但要屏蔽引力場，那就只有在相反方向放置一個同等質量的大物體才能夠屏蔽它，就是另外一個引力抵消它。

場有靜場和動場之分。

靜場由物質的荷量產生，有物質存在就有場存在，自古就產生了，如靜電場、靜磁場、靜引力場，分佈到無窮遠，遵循距離平方反比律，即庫侖定律。如靜電場：

E=k.Q/r²

動場由運動物質產生，並可獨立於物質存在，通常以波動的形式存在，如電磁波，並攜帶能量：

W=½M∫|Φ|²dτ

在約束態中(即非自由空間中)，場的波動因邊界反射而形成駐波，其一個波包(半波長)的能量就是一個能量子，稱為量子，其能量單元為：

E=hν

弱力場和強力場約束於原子核內，力程極短，強度關係不得而知(我沒有能力研究)。

場的變化不是瞬時性的，而是需要時間的，有速度限制，最快是真空中傳播的電磁波，速度為

c=3.0×10⁸m/s

宏觀物體之間的力是由電場或磁場傳遞的，其最大速度就是c。

物質、力、場、能量之間的關係見圖。

宇宙中星體之間的萬有引力是由引力場傳遞的。

袁燦倫

力的傳遞方式以我們能看見的接觸傳遞為主，例如，我們用力提起一桶水，手必須接觸並握緊桶的提樑，方能用力提起;還有一種力的傳遞方式，在人眼看來，是隔空傳遞作用力的，例如，磁鐵吸引離它有一定空間距離的鐵釘，地球吸引樹上脫蒂的蘋果。科學家把這種在人眼看來，隔著空間的作用力，叫做磁場力和萬有引力場力。前面人提水的直接接觸施力，人人都能理解，後面兩種隔著空間施力現象，的確讓人費思量。電磁力和萬有引力，為什麼能在不接觸鐵釘和蘋果的情況下，把吸引力傳遞給它們呢？這裡面要認識的關鍵是什麼是“場”。有一個力的產生，可以類比力場，就是風力。大家知道，風力是空氣流動產生的，人眼根本沒有看到空氣流動，而我們迎著大風，明顯感覺到風對我們產生了推力，我們從科學原理和風吹動了其它物體(樹葉樹枝的擺動、白雲的流動等)，判斷有風力作用存在。地球上看不見的空氣可以在空間對其它物體施風力，電磁力和引力所在的場空間，也應具有類似風力作用的不可見微觀物質，電磁場、電磁旋渦的產生，就是人眼不能直接看見的微觀物質在作螺旋圓周運動，某個電磁物質的磁場半徑，就是粒子物質在它內部和外部形成的哪個螺旋旋渦半徑，即電磁力能吸引鐵釘的最大力場範圍。引力是宏觀力，但是，它產生的原理，與電磁力應該沒有本質區別。星系和星球本來就產生於星雲的螺旋旋渦裡，儘管後來星球清空了自己軌道附近的星雲物質，各行星甚至從當初星雲的螺旋同步自轉，形成了各自不同公轉同期的較差運轉，但是，對於以星球為中心天體的整個星系來說，並沒有失去當初的螺旋向心力，各層次星系空間，仍有螺旋向心同步作用力存在，雖然這些外層星系空間沒有可見明物質，也沒有空氣，微觀物質還是無處不在的，流星體、小行星、粒子射線等等其它人眼不可見介質，仍在星系間運動，每一個星球，都還是一個螺旋體系，太陽系是這樣的體系，地月系也是這樣的螺旋體系，風可以直線傳遞力，也可以螺旋旋渦傳遞力，引力場和電磁場，為什麼不可以象風力的傳遞一樣，把力傳給鐵釘和蘋果呢？外層空間肯定也是物質的，就如我們看不見空氣這個隔空作用力一樣，看不見，並不等於沒有物質在哪兒起作用，為什麼我們只相信看不見的空氣流動產生的風力，而不相信微觀物質的螺旋旋渦運動，也能產生同樣的空間作用力呢？

長眉1958

物體之間直接傳遞的力並不需要介質，比如說你直接推動一個物體，物體感受到你的力會運動，這種力就不需要介質。

除了這種力，還有我們所說的大自然四種基本作用力：強力，弱力，電磁力和引力。按照目前的科學詮釋，強力弱力和電磁力的傳播都需要介質，比如說電磁力的傳統就需要光子，光子就是電磁力的傳播子。而強力和弱力的傳播子分別是膠子和玻色子。

在牛頓的萬有引力理論對引力的詮釋比較簡單，萬有引力認為引力是瞬間傳遞的，不需要時間，也不需要介質。

而愛因斯坦廣義相對論詮釋了引力的本質：時空彎曲，指出引力其實並不存在，它只是時空彎曲的表現形式罷了，是一種表象。物體只是沿著彎曲時空結構的測地線在運動，看上去就是引力的作用。

廣義相對論從宏觀上對引力本質做了很好的詮釋，不過標準粒子模型試圖在微觀領域詮釋引力本質，比如說引力子概念，物理學家們假設引力子就是引力的傳播子，這樣標準粒子模型就更加完美了，四大基本作用力也能夠得到統一。

不過假設的引力子直到目前也沒有找到，而目前普遍的認知是廣義相對論時空彎曲對引力本質的詮釋！

宇宙探索

看怎麼定義介質了。我們常見的物質算是一種介質，但時空本身也是介質啊。像題主說的網友引力靠的就是時空這個介質來傳播的。

<strong>四個基本力看似都不需要實際的物質作為介質，但實際上力的傳播都需要介質，我們逐一來探討下吧？

機械力

貌似機械力必須要靠物質作為介質才能傳遞。

實際上，機械力就是電磁力

電磁力卻似乎不需要任何物質介質即可傳播。例如，在靜電學中，庫侖定律確定了在不接觸物質的情況下遠距離作用的可能性。

機械力實際上就是電磁力的結果，例如，當你推門時它會打開，或者拉動繩索就可以提起綁在末端的重物。當一個物體撞向另一個物體時，兩個物體表面的電子會相互排斥並推開，這就是為什麼你的手不會穿過門的原因。

上圖：原子結構實際上是電磁力的作品，也是機械力的基礎。

物體內的原子之間的力的作用實際上都最終落到原子核內的質子和電子之間以及不同原子的電子之間以及質子之間的電磁力作用，電磁力一方面將原子核與電子捆綁在了一起，使得不同的原子可以相互匯聚到一起，而另一方面原子的電子與其它原子的電子之間以及質子與其它原子的質子的排斥力也防止了原子相互之間靠得太近，這就賦予了物質以彈性和硬度。而這兩種特徵都是機械力的基礎，如果沒有硬度和彈性物質就會相互穿過而不發生任何力的交互，或者物質受力就會分散開來。

上圖：電磁力構造了宏觀的物質

其他形式的機械力，例如空氣阻力和摩擦力、熱力的傳播也都源於電磁力：

• 空氣阻力來自物體中的分子/原子，是空氣分子在物體運動方向的反方向上撞擊物體分子產生的效應。

• 摩擦力則來自兩個互相緊靠的滑動表面中的原子，並將它們的線性動能轉化為原子的振動能量即“熱”。

• 熱力，實際上就是宏觀物質微觀的機械力。

上圖：原子力顯微鏡就是依靠電磁力產生的機械振動來探測微觀世界的。

把力換成波也是一樣的。

機械波和電磁波是在我們周圍世界中傳輸能量的兩種重要方式。

水波和空氣聲波是機械波的兩個示例。機械波是由物質（無論是固體、氣體、液體還是等離子）的擾動或振動引起的。波傳播通過的物質稱為介質。水波是由液體的振動形成的，聲波是由氣體（空氣）的振動形成的。這些機械波通過使分子相互碰撞而在介質中傳播，就像倒下的多米諾骨牌將能量從一個傳遞到另一個一樣。聲波不能在空間真空中傳播，因為沒有介質可以傳播這些機械波。

上圖：構成物質的電磁力，通過光子來交互。

電磁波與機械波的不同之處在於，它們不需要介質即可傳播。這意味著電磁波不僅可以傳播通過空氣和固體材料，而且還可以傳播通過空間的真空。

但關鍵的一點請注意：依賴介質傳播的機械波，實際上是依賴於介質之間的電磁力的相互作用，而並不依賴於這些介質的質量。所以機械波依賴的介質實際上是電磁作用，而非物質最基本的質量特徵。

電磁力的傳播不需要介質？

如果你把介質認為是某種“物質”，那麼電磁力確實不需要物質作為介質。

但如果介質的含義不限於物質的話，那麼電磁力也是需要介質的，那就是時空。電磁力必須在時空當中傳播，電磁力傳播的速度不能超過光速，這基本上說明了電磁力的傳播受到時空特徵的約束（或許在另一個時空當中，電磁力傳播的速度可以超過光速，但在我們這個時空不行），這說明了電磁力不是獨立於我們的時空而發揮作用的。（反觀糾纏效應，似乎可能有破解某種不依賴我們時空的結構特徵的現象存在）。

上圖：電磁波在時空中穿梭，實際上就是電磁力的傳播形式。光子是電磁力的介導量子。

強力的傳播的介質實際上是膠子

夸克有3種顏色（我們將其記為“色荷”，因為它們具有與普通顏色相似的屬性，但這僅是種概念借用），例如紅色、藍色和綠色。而膠子有八“對”顏色的組合，即正反兩對三原色所有可能的兩兩組合（九種）減去“白色”。例如：通過釋放例如紅色-反綠色膠子，紅色夸克可以變成綠色。膠子攜帶能量和動量，並被綠色的夸克吸收，使其變成紅色。因此，夸克根據其顏色交換能量和動量，這種能量和動量的交換過程就被我們觀察為“強力”。而膠子是有質量的(但沒有靜質量)，而且還不少。

所以，對於原子核內的現實來看看，強力的傳遞確實存在著明顯的“介質”。

上圖：膠子的八種“Style"

引力的傳播不需要介質？

同樣，引力被廣義相對論解釋為時空的幾何扭曲。因此，廣義相對論十分明確地指出了引力的傳播介質就是時空本身。所以與電磁力類似，引力似乎也依賴於時空來傳播。如果沒有時空，也就不會有引力。

另外順便說一下，希格斯玻色子並不是引力的傳播媒介。

猶如電場是電荷產生的，引力場是由質量產生的，而其介導粒子則是“ 引力子 ”。

上圖：非常直觀，引力的介質就是時空本身。

總結

粒子物理學的基本結果之一是，力不是遠距離的怪異動作，而是由粒子介導的，也就是說力的傳播都是需要介質的，只是這種介質並不一定是我們日常所謂的“物質”，而是物理學基礎意義上的物質，也就是與力有關的場的量子，諸如：

• 光子是電磁力的介導量子
  

• Z子和W+，W-玻色子是弱力的介導量子

• 引力子是引力的介導量子

• 聲子是機械力的介導量子

……

一切力都有其介導的量子。

上圖：輕子和夸克，以及各種基本力的介導量子。

小宇堂

力的作用是不需要介質的。物理書中對力的定義是：物體之間的相互作用，就是力。比如重力，摩擦力，電磁力，水分浮力等。

宇宙中的萬有引力怎麼來的，我們來看牛頓萬有引力公式：

兩個物體之間的引力和兩個物體質量和距離平方有關。物體質量越大，距離越小，引力越大。G是引力常數。

從公式中可以看出，引力是不需要介質。

引力的本質，用經典力學，也就是牛頓力學是無法解釋的，牛頓解釋是：萬有引力是物體固有的屬性，有重量的物體都會存在，並且當時認為萬有引力是超距的，可以在瞬間傳遞到無限遠的地方，不需要作用時間但是，這個解釋並不是引力的本質。

愛因斯坦解釋了引力的本質：1915年，愛因斯坦在他的廣義相對論中對萬有引力本質做出瞭解釋，認為萬有引力並不真實存在，引力只是一種假象，它的本質是質量會對周圍時空造成扭曲。

海客談海

力的傳播，必須要有介質參與其中才行。萬有引力的隔空傳播介質就是磁力線中的電子所組成的電子線。

世界是物質的，物質是運動的，運動是由物質的異性相吸和同性相斥力作用所促成的，物質之間的作用力傳播，必須是在物質相互親密接觸的情況下才能發生。所以力的傳播需要介質。

無論是吸引力傳播，還是排斥力傳播。它們都以兩種方式進行傳播。一種是接觸式直接傳播方式。比如兩個物體直接發生碰撞；第二種是藉助介質的間接傳播方式。介質是指能夠讓一個物體的力傳播給另一個物體的中介物質。

介質多種多樣。比如電子、水和空氣等都能成為力的傳遞介質。但無論是那一種介質，它們都一樣是物質。我們常見的介質有以下幾種。

——空氣運動的介質是“溫度”

溫度是微觀粒子、特別是最常見的高速運動電子對其他物體的撞擊力作用的表現。微觀粒子的高速運動，勢必撞擊氣體分子，分子被撞而出現分解膨脹併產生排斥性壓力，同時氣體向著其他低溫空間移動。當處於膨脹中的氣體分子遇上低溫氣體分子時，因為低溫氣體分子的吸能，本來處於膨脹的氣體碰到低溫氣體就會發生收縮，這又導致冷空氣流向熱空氣的空間區域，由此造成空氣流動。假如沒有電子運動產生溫度，在自然界，氣體分子是不會出現流動的。因此，微觀粒子或電子就是空氣運動的介質。

——聲音傳播的介質是氣體分子

空氣經過發音器擾動，導致氣體分子間因受到互相擠壓而震動，震動是物體的運動力，因為氣體具有柔性，所以震動力（聲波）會在空氣中得到傳播 。

——電磁力作用的介質是磁力線

我們知道，不存在磁場磁力線的物體是不能相互發生排斥或吸引力作用的。之所以磁鐵之間能夠發生力的相互作用，那是磁場磁力線之間的異性相吸力或同性相斥力作用的結果。磁力線是由電子組成的實體線。電子在受到磁場電荷趨勢力的影響下，又在高密度磁力線的相互擠壓襯托和異性極之間的趨勢力作用下，在磁體外圍構成了密集的電子線迴路。我們所看到的電生磁（電動機）和磁生電（發電機）就是藉助看不見的磁力線這個介質來實現推動力轉換的。

——萬有引力的介質是磁力線（電子線）

萬有引力能夠讓兩個物體遠距離“隔空”吸引對方，這就表明這兩個物體之間一定存在著某種介質。那麼，我們所熟悉的地球和太陽之間能有什麼東西能成為它們之間的介質呢？我們知道，在太空中存在著高速穿梭期間的微觀粒子。那麼，這些微觀粒子，它們對於地球或太陽能不能產生拉扯力作用呢？回答是否定的。因為處於高速運動的微觀粒子不僅是斷斷續續的，並且還是零零碎碎的。不僅如此，它們還在連續發生著不確定方向的自轉。自轉意味著微觀粒子之間不可能發生異性相吸力作用，因為不確定方向的自轉電子，它們的極性在不斷髮生著變換，電子對其他物體的吸引力和排斥力相互抵消。這樣，也就排除了微觀粒子成為地球和太陽之間的引力介質之可能了。

那麼，愛因斯坦不是說過，引力是時空彎曲造成的嗎？至於物質與空間的相互作用關係，他本人並沒有講明白。沒有講明白這就對了。因為物質與空間是根本不能產生相互作用的。

經過上面的去偽存真，地球和太陽之間產生吸引力的介質不就只剩下電子線了。

為什麼說電子線是引力的介質呢？因為電子線在空間中是能夠讓兩個“遠隔重洋”的物體來“隔空”產生異性相吸力作用的。這個現象，我們已經從磁鐵產生的磁力線及其相互作用中知道了

說到這裡，也許你會問：為什麼磁鐵磁力線不與其他物體產生引力作用呢？關於磁鐵不吸引其他物體，其原因應該有二：一是其他物體質量電荷極性方向處於無規則狀態，電荷極性力已自我抵消。所以磁鐵無法與非磁體物產生異性相吸或同性相斥力作用。至於磁鐵為什麼能吸鐵，這是因為鐵原子極性排列（晶格）相對其他物體更具特殊規則（猜想）；二是磁體本身因磁體外圍磁力線的存在而趨勢力得到了平衡，它已經沒有多餘的電荷力來施加作用於其他物體之上了。所以，磁鐵與其他物體不產生引力作用。

綜上所述，萬有引力需要電荷力才能實現。大凡兩個物體“隔空”產生引力作用，則必定要有介質參與其中。兩個物體之間的遠距離作用介質，就是電子按照異性相吸所排列成的一根根線。電子線在空間接觸處產生異性相吸力，使得兩個物體得以成為一個間接統一體。

我們所需要值得注意的是：任何物質之間，假如不發生直接或“間接”接觸，那麼力是無法得到傳播的。

海門老馮

力到底是什麼？

如今對我們來說，“力”這個概念似乎是很自然存在的，好像它就像是桌上的紙和筆一樣實在。但是你想過沒有，你看到過“力”嗎？或者說，你摸得到力嗎？

實際上，各種力是在牛頓時代所奠定的，牛頓在他的著作《自然哲學的數學原理》當中，定義了重力，向心力等等力學概念。

而他在論述這些力學概念時，如果你有仔細研讀過這本書，就會發現，他其實都用到了實驗和測量的方式。換句話說，他並不是直接看到了這些力，而是一些工具測量到了。

所以，發現沒有？牛頓其實是基於“現象”來定義“力”的。這就會有一個問題，你定義這個叫做“力”，別人也可以取個名字，比如就叫做：作用。你別覺得這是在胡扯，實際上這樣的事情在科學史上真的發生過好幾回。

真的存在萬有引力嗎？

就拿萬有引力來說，對於牛頓來說，他先假設了絕對的空間和絕對的時間，具體來說就是時間是均勻流逝的，空間的尺度對於每個人都是一樣的，並且他還認為時間和空間相互獨立的。

在這樣的前提假設下，他認為存在一種力叫做引力，引力是一種超距作用，可以完成瞬間地傳遞。當然這裡並沒有涉及到任何和介質有關事情。

但同樣是看到“地球繞著太陽轉”的現象，也就是說引力現象。愛因斯坦認為時間和空間並不是絕對的，而且它們還應該合起來對待，並稱為時空。當然，這個假設並不是亂給出的。實際上，愛因斯坦是基於兩條基本假設推導出的這個結果。

在這樣的基礎之上，愛因斯坦則認為並不存在“引力”，而引力現象的本質其實是時空的扭曲。比如，地球壓彎了周圍的時空，月球其實是沿著時空的測地線在運動，補充一點，這裡的測地線其實類似於平面上的“直線”。

所以，你看同樣的一個現象，其實不同的物理學家有不同的解決方案。那到底最後以誰為準呢？

這時候就要比拼一下誰的理論更接近現實，或者說誰的理論更準。目前來看，愛因斯坦的廣義相對論要比牛頓的萬有引力定律更精準一些。

所以，“萬有引力”又是不存在的。當然，我們不保準，未來又有哪位大神跳出來搞出一套更厲害的理論。

用“作用”取代“力”

到了上世紀50年代左右，“力”的概念再次被顛覆了。

科學家發現，按照牛頓的理論，力可以改變物體的狀態。但是他們發現了新的物理學現象，在微觀世界中，就出現了“力”改變了粒子的種類。比如：衰變現象，中子衰變成質子，電子，中微子。

這是不符合牛頓對於“力”的定義的，換句話說，“力”的概念已經不太夠用了。後來，科學家利用加速器發現了大量的粒子，數下來大概有100多多種。

除此之外，科學家還發現了在宇宙中存在著四種基本作用，分別是強相互作用，弱相互作用，電磁相互作用，引力。

其中強相互作用和弱相互作用實際上是在原子核層面的“力”，引力是描述兩個物體之間的吸引力，由廣義相對論進行了詮釋。電磁力則是我們日常生活最常見的，應該說是除了引力，我們日常接觸的都是電磁力。比如：摩擦力，支持力等等本質上都是電磁力。

而且科學家還發現，物體之間的作用其實是通過“場”來實現的。比如，最常見的“場”其實就是磁場。

於是，科學家用“作用”替代了“力”，基於“粒子”、“作用”、“場”這三個物理學概念構建了一套的全新的理論，這套理論被我們稱為粒子物理標準模型。

把四大作用力中的三個，以及粒子，還有場統一了起來。

可能你要問了，那到底什麼是“場”，實際上，“場”是空間的一種屬性。所以它和“介質”完全就是兩碼事了。

所以，在物理學中，力的傳播，用如今的物理學理論來看，實際上是用“作用”替代了“力”，而傳遞作用的是“場”。

關鍵字: 空間 宇宙 介質