马海飞

(http://blog.sina.com.cn/gfis 2011年7月3日)

随着“质量场”的发现我们已经知道，物质运动的本质就是“质量场与质心之间的对称性”。当它们二者之间处于对称时，物质的存在状态表现为“静止”，处于不对称时的状态表现为“运动”。作用力下的运动是物体自身内部质量场与质心之间的对称性决定的。重力运动是物体间质量场与质心之间的不对称性决定的。因此，无论是作用力还是重力，力的大小都与质量场的密度有关。既然是力，就一定应该可以对它进行量化并通过数学公式进行计算。事实上，本人之前已经成功地在质量场理论的基础上推导出了重力加速度和重力的计算公式。关于作用力与作用力加速度之间的关系，虽然牛顿已经在他的第二运动定律中描述过，但是，因为时代的局限性让牛顿不可能了解运动的本质是什么以及质量场与力之间的关系，所以在牛顿的计算公式中缺少了反映质量场作用的内容，导致他的计算公式不适用于高速运动状态下能量与速度之间关系的计算。本文以下所介绍的内容就是在质量场理论的基础上对牛顿第二定律计算公式的修正，建立一个能够把质量场的作用表现出来的新公式。

一、牛顿第二运动定律的定义是：物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比，跟物体的质量m成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。计算公式为：a=F/m或F=ma。

二、牛顿第二运动定律所存在的问题。按照这个定律，物体的运动速度在受到一个恒外力的作用下可以无限增加。这与粒子加速实验的结果不相符。粒子加速实验结果证明，随着粒子运动速度的增加，必须相应地增加外力（能量）才能够保持粒子原有的加速度不变。如果一直保持原有的能量，那么，粒子的加速度就会随着粒子运动速度的增加而逐渐减小，直到加速停止。粒子加速实验结果证明，在物体高速运动的情况下，牛顿第二运动定律失效。由于没有其他更好的解释，所以人们接受了爱因斯坦的质能转换理论。质能转换理论把这种现象解释为：随着粒子速度的增加，粒子所获得的部分能量转换成了质量。也就是说，爱因斯坦把F=ma中的质量m作为变量对待。速度越快，质量越大。这一理论完全没有物理机制上的支持。所以让人无法理解。

三、运动的本质。要想研究运动，就必须了解运动的本质是什么。在牛顿和爱因斯坦的时代还没有人知道运动的本质是什么。现在，由于质量场的发现，我们已经可以知道运动的本质是什么了。运动就是物质的质量场与质心之间不对称时的存在状态。与运动对应的静止就是质量场与质心之间对称时的存在状态。加速度就是让质量场与质心之间的不对称性发生改变的过程。

四、力的本质。知道了运动的本质之后就很容易知道力的本质了。力的本质就是“任何可以改变质量场与质心对称性极其变化过程的原因和结果”。

五、光速与质量场密度之间的关系。已经有确切的证据证明，质量场是光传播的介质。光传播的速度与光源运动状态之间的关系是：c=v_c+v。其中c是静止条件下的光速，v_c是在光源处于运动状态下，在光源运动方向上的实际光速，v是光源的运动速度。因为静止光速c是一个事先就由质量场密度决定好了的值，所以在光源速度决定后，实际光速就是v_c=c-v。因为光源是物体，所以，光源具有质量和质量场。光源的运动速度之所以与光速有v_c=c-v的关系，是因为在光源运动的同时，质量场会产生漂移现象导致的。因为漂移能够改变质量场的密度结构。在光源处于静止状态时，光的传播速度为c。这时候的质量场密度用D来表示。当光源处于运动状态时，光的实际传播速度为v_c。这时候相同距离上的质量场密度用D_a来表示。因为光速是由质量场密度决定的，所以，就可以得到这样的关系式：c/D=v_c/D_a，或D/D_a=c/v_c。通过这样的关系式就把质量场密度与光速之间的关系清楚地表现了出来。

六、惯性的本质。作用力与惯性形影不离。所以，研究作用力的时候不能不提到惯性。惯性的本质也是只有通过质量场才能解释清楚的问题。从运动的本质我们不难看出，惯性的本质就是“改变质量场与质心对称性的难易程度”。改变这种对称性越困难，所表现出来的结果就是惯性越大。反之就是惯性越小。

七、质量场密度与力之间的关系。从重力加速度的来源可以看出，质量场密度与力具有直接关系。重力加速度的计算公式是：g=G_mD。这个式中的D就是质量场密度。改变这个密度就可以改变重力加速度，改变重力加速度就可以改变重力的大小。因为作用力与重力的本质是一样的，都是质量场与质心不对称产生的，所以，作用力所产生的加速度也必定与质量场密度有本质上相同的关系。作用力产生的加速度与重力加速度唯一不同的地方是在形式上，重力加速度是质量场密度决定的一个结果，而作用力加速度则是外力改变质量场密度过程中的一个原因。这就是说，外来的作用力作用于物体的过程就是一个产生加速度的过程，产生加速度的过程就是通过改变质量场与质心的对称性来改变质量场密度的过程。

八、牛顿第二运动定律产生缺陷的原因。牛顿第二运动定律之所以不适用于高速运动的物体，主要原因是它没有考虑到质量场的作用。

 九、对牛顿第二运动定律计算公式的修正。知道了牛顿定律的缺陷和缺陷产生的原因之后就可以有针对性地对它进行修正了。已知，重力加速度g与质量场密度D之间的比值是一个常数G_m，g/D=G_m，而且，已知重力与作用力的本质相同，所以，作用力加速度与质量场密度应该存在同样的关系，即作用力加速度与质量场密度之间的比值也应该是一个常数。这就是说a/D=a_a/D_a。其中a是物体从静止状态下受力所产生出来的加速度，D是物体在静止状态时的质量场密度。a_a是物体在运动的状态下受到外力作用所产生出来的加速度，D_a是物体在运动状态时的质量场密度。因为a/D=a_a/D_a， 所以，a/a_a=D/D_a。 a_a=a(D_a/D)。因为在静止状态下a=F/m，所以，把a=F/m，带入 a_a=a(D_a/D)就得到 a_a= (D_a/D) (F/m)。这个公式也可以写成：F= (D/D_a) ma。可是，虽然我们能够很容易地计算出静止物体的质量场密度D，可是很难直接计算出在运动过程中产生质量场漂移后的质量场密度D_a是多少。不过，我们从上面讲到的“光速与质量场密度之间的关系”中知道有这样一种关系：D/D_a=c/v_c。这样，我们就可以把式中的D/D_a换成c/v_c。得到：F=(c/v_c)ma这个公式。由于实际光速v_c与静止光速c和物体的运动速度v之间的关系是：v_c=c-v，所以最终修正之后的牛顿第二运动定律计算公式就可以写成：F=[c/(c-v)]ma或 a= [(c-v)/c)](F/m)。

十、举例。假设一个物体的质量为m，加速度为a，光速为c=300,000,000m/s，那么：

例1）在这个物体已经处于运动速度为v=100m/s的基础上，再让它产生加速度a所需要的力的大小为：

F=[c/(c-v)]ma=[300,000,000/(300,000,000-100)]ma ≈ ma。

例2）在这个物体已经处于运动速度为v=3,000,000m/s的基础上，再让它产生加速度a所需要的力的大小为：

F=[c/(c-v)]ma=[300,000,000/(300,000,000-3,000,000)]ma  =[300,000,000/297,000,000]ma ≈1.01ma 。

例3）在这个物体已经处于运动速度为v=150,000,000m/s的基础上，再让它产生加速度a所需要的力的大小为：

F=[c/(c-v)]ma=[300,000,000/(300,000,000-150,000,000)]ma  =[300,000,000/150,000,000]ma =2ma 。

例4）在这个物体已经处于运动速度为v=270,000,000m/s的基础上，再让它产生加速度a所需要的力的大小为：

F=[c/(c-v)]ma=[300,000,000/(300,000,000-270,000,000)]ma =[300,000,000/30,000,000)]ma =10ma 。

例5）如果从这个物体静止开始给它施加的力是一个恒力，那么，当它的运动速度达到3,000,000m/s时时候，这个力能够让这个物体再产生出来的加速度就减小到了：

a_a= [(c-v)/c)](F/m)=[(300,000,000-3,000,000)/300,000,000]a=0.99a。

从上述这些例子中可以看出，虽然是同一个物体，而且产生的加速度相同，但它的运动速度越快，改变它的速度所需要的能量（力）越大。如果这个物体正在以270,000,000m/s 的速度运动，这时让它产生同样加速度a所需要的力是它在静止时所需要力的10倍。这就是质量场的作用所产生出来的效果。如果作用力大小不变，那么物体的加速度就会随着运动速度的增加而逐渐减小。

十一、惯性的数学表达方式。牛顿对“惯性”仅仅做了文字上的定义，却没有用数学公式来表达惯性。从上述对牛顿第二运动定律的计算公式修改中，让我们重新认识到了惯性的本质并且可以用一个公式来把它表达出来。物体的惯性表达公式就是：i=[c/(c-v)]m。其中i是惯性，m是质量，c是静止光速，v是物体运动速度。单位与质量相同。从公式中就可以看出，物体的惯性大小随着运动速度的变化而发生变化。

十二、对牛顿第二运动定律的修正。从上述修正过程中我们可以发现，在牛顿第二运动定律中存在着一个严重的概念错误。这就是牛顿在“质量”与“惯性”之间产生了混淆。其实，在F=ma中的m不应该是物体的“质量m”，而应该是物体的“惯性i”。所以，正确的计算公式应该是：F=[c/(c-v)]ma=ia。即：F=ia才是正确的数学表达公式，而不是F=ma。这个定律也应该相应修改成：物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比，跟物体的惯性i成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。计算公式为：F=ia。物体惯性i与质量m的数学关系是：i=[c/(c-v)]m。其中c是静止光速，v是物体的运动速度。

十三、“质能转换”的真相。在相对论中把物质加速运动过程中所需要的额外能量（力）归咎于“相对论性质量”或“动质量”上。把这种现象解释为“能量与质量之间的相互转换”。但从本文修正后的公式 F=[c/(c-v)]ma和上述计算例子中可以看出，物体在运动过程中并没有发生质量上的改变，却也一样需要额外的能量（力）来维持同样的加速度。相对论用“动质量”与“静质量”把一个原本简单的物理现象给神秘化了。“动质量”到底是什么？它只有在动的时候才出现吗？如果是那样的话，宇宙大爆炸怎么会炸出静质量呢？如果能量可以转化成静质量的话，那为什么运动停止后动质量就不见了？我在发现质量场后不久就已经解释过，速度产生出来的所谓“动质量”与物体的重量有着本质上的联系。同一个物体的重量在地球的不同高度上是不同的。重量不同就产生出不同的重力。同一个物体在不同的运动状态下速度不同。速度不同就需要不同的外力产生相同的加速度。这些现象都是质量场密度所产生的结果。同样因为有质量场的作用，所以物质的惯性是可以随着运动速度的改变而发生改变的。“质能转换”现象实际上是“惯性随着速度的改变而改变所产生出来的一个假象”。所以，根本就不存在能量与质量之间的直接转化。

十四、对修改后公式正确性的验证问题。本文对牛顿第二运动定律修正后所得到的公式 F=ia或 F=[c/(c-v)]ma完全是根据质量场、光速和它们与运动以及力之间在物理机制上的相互关系推导出来的。没有使用任何无根据的假设。这个公式对以普通速度运动的物体而言几乎看不出来有什么计算上的问题。对更加快速运动物体的计算是否准确，因为本人没有实验条件进行实地验证，所以目前还不清楚。但用这个公式所计算出来的理论结果与目前所有的研究和观察结果没有矛盾的地方。所以，至少这个公式的结构和框架是正确的。但在进一步验证之前，目前它还只能算是一个“预言”公式。期望今后那些有条件的人们能够对它进行全面地验证。它也许是解开先驱者号异常等现象之谜的钥匙。

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