摘要：文章提出了关于光子结构、形状与分布的假说：光子由心、核及核外的引力子云构成；光子为椭球形，分头、体、尾三部分；光子无处不在地存在于宇宙空间及物质内，它有结合、自由、半自由三种分布状态。在此基础上产生了一些推论：光子间可以发生反应生成多光子体和电子；光子是物质的结构粒子，参与物质质量和能量的形成；光子（光）可被一切物体吸引，光的衍射、引力透镜现象就是其表现；空间（物质内）无处不在的光子可称为“光子气”，它也参与万有引力的介导，它有三种运动形式；光的本质是光子气流。并应用上述观点，对光学、量子力学、相对论、天体物理学（包括宇宙学）的一些基本问题、疑难问题进行了解释。

关键词： 光子；结构；分布； 假说；推论；应用

0 引言

光子不仅是光的量子，也是电磁场的量子，还是电磁相互作用的介导粒子。与之紧密相关的光学，无论是在物理学中的地位，还是在各学科中的应用，都是十分重要的。可是，纵观光学的发展历史却尤为曲折漫长，特别是关于光的本性的认识。先是牛顿的微粒说，后是惠更斯的波动说，直至今天的波粒二象性学说^【1】。可是，光的波粒二象性理论一是深奥，二是也不太令人满意。如果我们用“光子是有结构的，它在空间（物体内）无处不在”的假说来说明，那么似乎更容易让人信服，并且对相关的其它物理学问题的解释更合理些。下面就介绍一下我的这个假说及推论，并应用它们对光学、量子力学、相对论、天体物理学（宇宙学）的一些问题试着给以解释。

1 光子的结构与形状

光子由两大部分组成，一是处于中部的光子核，二是处于光子核外的引力子。光子核外的引力子有许多，呈密度较大的云雾状，故可形象地称为“光子核外引力子云”，它被核有力地吸引着并绕其高速运动。光子核是这样形成的：当引力子强力碰撞使其核发生结合的话，生成光子心，光子心再结合一些多引力子体就形成了光子核^【2】。因此也可以说，光子是由光子心、心外的多引力子体层及核外的引力子云三部分组成的。

  由光子的结构可知，高速运动的光子的形状不可能是球形的，而是椭球形（流线型）。光子核偏向于一短，这一端叫光子头，另一端叫光子尾，中间叫光子体。

2 光子的分布

   光子充满整个宇宙，也包括物质内部，类似于引力子的分布^【2】。据光子的存在状况，它们受物体（包括宇观天体、粒子）吸引力的大小，它们之间的距离、作用力的大小，将光子的分布状态分为结合态、自由态、半自由态三种：

2.1  结合态

     存在于物体内的叫结合态。它们受物体的吸引力最大 ，它们之间的距离最小、吸引力最大、活动度最小，因而也最不自由。

2.2  自由态

  指远离物体而存在的分布状态。它们受物体的吸引力最小，它们之间的距离最大吸引力最小、活动度最大，因而是最自由的。

2.3  半自由态

    指在物体附近一定范围内存在的分布状态。它们受物体的吸引力较大，它们之间的作用力、间距、活动度介于结合态和半自由态之间，故叫半自由态。

2.4   说明

2.4.1 结合态、自由态、半自由态是相对的，是相对于某一物体而言的。例如，在天体附近存在相对于天体是半自由态的光子，若存在于这个天体附近或表面的宏观物体内，则相对于这个物体是结合态；若远离这个物体，则相对于这个物体是自由态。

2.4.2 由于半自由态的光子与物体的引力较大，所以它能随物体一起运动。半自由态的厚度（范围大小）与物体的质量、电量都有关系。

2.4.3 物体对光子吸引力的大小，与物体的质量(不带电)时成正比，与光子离物体的距离成反比。

2．4.4 宇宙空间（物质内部）无处不在的光子之集合可称为“光子气”。

3  关于光子结构形状与分布假说的一些推论（预言）

    假如光子的结构、形状与分布假说是正确的话，我们就会自然得出以下几个结论：

3.1 光子间的相互反应及产物

光子间可以发生两种反应：一种是类似于原子之间重叠电子云生成分子的“化学反应”，它们重叠核外引力子云生成更大的粒子，这种粒子就叫“多光子体”吧。我认为中微子就是多光子体。一种是“光子核反应”，当光子强力碰撞使它们的心外多引力子体层重叠的话，光子间就发生核反应生成一种新的粒子。我认为这种新的粒子就是电子。假如上边所述是正确的话，就可得出“中微子、电子是有结构的”结论（电子由电子核和核外光子云构成，后续有专文论述），这与当今粒子物理学的相关理论是相异的^【3】。

3.2 光子与其它物体（粒子）的引力作用

因光子核的外围是其组分“引力子云”，加上引力子的无处不在^【2】，光子

就与一切物体（粒子）存在着引力子介导的引力作用。但是由于光子的质量太小太小，由万有引力定律可知，光子只有在距物体很近或在质量很大的物体（例如天体）附近才表现出被吸引的现象。

3.3 光子是物质的结构粒子

光子不仅是电磁作用的介导粒子，它还是物质的结构粒子。因此自然就参

与着物质的质量和能量的形成（详见6·2）。

3.4  参与万有引力的介导

     无处不在的引力子^【2】可以介导万有引力，那么鉴于上述光子的结构和分布，它也应该参与万有引力的介导。

3.5  光子的运动

      光子的运动可分为三种情况：一种是在有“光子压”（类似于电压概念）存在的情况下，做定向运动形成“光子气流”；第二种是在无光子压存在的情况下，做无规则的“热运动”；第三种是在光子三态之间的交换运动，类似于物质的气、液、固 三态之间分子的交换运动。

3·6  光子的极性

   类似正负电性的称谓，我们可把相对缺少引力子的头部称为显“正光性”，而相对富集引力子的尾部称为显“负光性”。

   由于光子的极性存在，当光子定向流动形成“光线”和“磁力线”时，由于头尾的异性就会相吸。因此我们可以说——光线与磁力线具有收缩性、弹性、抗拉伸性。光的直线传播，一些电磁现象与规律都与此有关。

4 光子结构、分布假说及推论在光学方面的一些应用

4.1 光与电磁波之本质

我们知道，物体所以发光是由于其原子内的电子由高能轨道跃迁到低能轨道时辐射出来的。那么，这些从物体内被射出的光子，必然会“撞击”空间（物质内）里无处不在的光子，一个撞击另一个，由近及远地传播开来，这就形成了光。这里的撞击不是指光子的直接接触的碰撞，而是通过“光场”传递的推动作用。关于“光场”之概念，见本文4·6·4。这就是说，光不是波而是在空间（也可以在物质里）高速流动的“光子气流”，以下简称光子流或光流。它与电流有些相似，只不过一般来说电流被局限在导体内，流动的是带电粒子。实际上，它与“空气流”、“洋流”更相似。由光的电磁说可知，光和电磁波本质上是一样的。因此可进而推知，“电磁波”也不是波，也是在空间高速流动的光子流（但较特殊，以后另有文章专论），当然也可以流经物体（形象地说是“穿透”）。这样就会自然地得出电磁波的传播是有介质的结论，当然它不叫 “光以太”，而是空间（物质内）无处不在的光子气。

4.2  光直线传播之因                 

  光直线传播的性质，若按牛顿的粒子说可以很好地说明。但光却不是牛顿所说的那样，是光源像机枪连续打出子弹一样射出的光子弹流。按波动说不好解释，按波粒二象性解释又太费力。它之所以在均匀媒质（无障碍物）中直线传播，按我的光本质观点给以解释，是由于光子气这样的流体粘性系数很小。这样，一束光向前流动时，不易与束外光子产生摩擦，也不易受束外光子所吸而改变方向。所以粘性系数小，是因为光子间的引力很小。另外，与上述光子的极性也有关系，因为光线弯曲不利于头尾的次第相吸。

4.3  光的偏振

光的衍射、干涉现象使牛顿的光学观点反对者确认光是一种波。光的偏振现象也很支持波动说并表明光是横波。那么，用我的“光是光子气流”之观点如何才能解释光的偏振现象呢？

光子在空间（包括物体内）中也象物质中的原子分子、导体中的自由电子一样，时刻进行着无规则的热运动。当光源发射光子（可以说光源此时产生了高的 光势 ）使空间光子气中产生光流时，只不过使空间（或物质内）光子气中的“自由光子”在其速率巨大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动^【4】。这就是说：在光子流束内，光子除了有着统一的很小速率的定向移动外，仍保持着原来的巨大速率的、可向各个方向的“热运动”。

假如让这样的光通过一个类似栅栏作用的偏振片，那么，它就只能允许运动方向与偏振片上“狭缝”平行的光子通过，通过的光就是“偏振光”了。假如有“电流偏振片”，我认为电流也是可以偏振的。

4.4  光的传播方向问题总论

人们常说的“光沿直线传播”只是一种特殊情况下的方向问题。这个特殊情况就是：不遇障碍物，在均匀介质中。那言外之意就是：在不均匀介质中，在遇到障碍物时光的传播方向就不是直线的了。光束在不同情况下，有衍射、偏转、弯曲等有多种方向改变的表现，这里暂不详述它们，先介绍一下光传播方向问题的总体方面。

4.4.1  方向不变的两层含义

1）指光束不易散开

在研究光的传播方向时，常常使用“光线”这个概念。那么光真的是“线”吗？不是，而是“束”，我认为是光粒子组成的“流束”。那么光的方向不变，首先应指光束内光子运动的同向性，团结一致的聚集性。

2）指光束整体上的直线性

它是以光束不散开为基础的。

4.4.2 光束方向不变的条件

1） 光束内外没有使其散开的因素存在

无论光束内，还是光束外，只要影响了光束内光子运动的一致性、聚集性，就必然引起光的方向改变（此处指光束散开）。

2）没有引起光束整体上方向改变的因素存在

①光子与光子、光子与其他一切粒子（物体）之间都有引力存在（由引力子介导）。因此，在与光束运动方向相垂直的方向上对光束整体的合力只有为零，光束才能不曲不折而呈直线传播。

②在光束的行进途中没有改变其速度和方向的因素存在，如障碍物、介质改变等。

4.5  光的衍射之因

光之所以有“波动说”， 之所以叫做“光波”， 之所以有“波粒二象性”，主要是由于它在通过狭缝、小孔、障碍物时发生了方向的改变，也就是发生了被人们称之为“衍射”的现象。那么，它的所谓“衍射”是如何产生的呢？现在以光通过小孔为例解释如下：

光的衍射从直观上看，就是通过小孔的光束产生了“发散”。发散的直接原因是因为光束中光子运动的同向性，光束的紧凑型大大下降了。那么什么是光束发散的内在原因呢？当然，一是小孔的大小，二是与光束紧邻的物质。

4.5.1 小孔处引力子密度大增

物体表面近处的半自由态引力子云密度本来就大^【2】，在小孔处，由于引力子云层的重叠，密度大大增加。由上述推论可知^，：光子与光子、光子与其它一切物体（粒子、天体）都有引力，其介导粒子就是引力子。因此，光束在流经小孔时，其中的光子必然受到较强的吸引。光束中心的光子由于受到的力平衡不易发生偏转，仍沿直线前进；而光束内偏离中心的光子由于受到不平衡的力，必然发生偏转，偏向引力大的一侧，当然就是距小孔的哪一侧壁近就偏向哪一侧。总的偏转效果就是：光束通过小孔时被发散开了。由上分析可以推知：

1）孔越小，对光束的发散作用越大。

2）越偏离小孔中心的光子越易被偏转。

3）物质的密度越大，使光束发散的力就越大。因其表面的半自由态引力子云密度较大，使小孔处引力子云密度大增。

4）光速经过小孔时，与小孔处浓密的引力子碰撞而改变方向，也是衍射的原因之一。

4.5.2  光束粗细的影响

由上述光子的极性新观点可知：光束中光子与光子之间，光线与光线之间也是相互吸引的。所以，光束越粗就会越结实越紧密而越不易被发散。由于孔小（缝窄）时光束细，光束就越易被发散开。

4.5.3  光束中光子能量大小的影响

不同的光发散的程度不同，能量越大的光越不易被小孔发散；同一束光中，不同能量的光子被偏转的程度也不同，能量越大的光子越不易被偏转。这由力学知识即可得知。所以长波易发生衍射，复色光可被分解。

4.5.4  几点说明

1）实际上流经物体表面的光，无论物体大与小，都是要被吸引而产生衍射现象的。只是大的物体，大的孔不明显罢了。

2）光的干涉是双孔衍射的综合表现。明白了光的衍射的原因，光的干涉就不用多解释了。

3）由上分析可知：所谓光的衍射、干涉与机械波的衍射、干涉，根本就是两回事，就不应该称之为“干涉、衍射”。引力透镜现象实际上可以看作是光衍射的一种特殊表现（见6.1.1）。

4.6  光的传播速率问题

光的传播速率不是光子流中光子的定向移动速率，而是指光子流的流速——光子气传导光子定向移动的速率。这与“电流的速度等于光速，但并不等于自由电子的定向移动速率”的道理是完全一样的^【4】。我认为光速是一个变数，当然也不是波动说的光速之意。下边谈一下光速大小的影响因素。

4.6.1  与光子的自由活动程度的关系

如同导体导电一样，光子的自由活动度越大导光性就越强，反之则反是。光在“真空” 、空气、水、乙醇、玻璃、金刚石中传播的速率越来越小就是因为光子的自由活动度越来越小的原因。光子的自由活动度前已述及：自由态大于半自由态，半自由态大于结合态。但是要注意几点：

1）不同物体周围的半自由态光子活动度不同，这与物体的质量及密度有关。例如天体周围的就相对较小，这是因为天体质量巨大，对光子的吸引力较大。

2）同一物体周围离物体远近不同的半自由态光子的活动度明显不同，由近到远有着十分明显的变化，由库仑定律、万有引力定律即可理解。

3）同是结合态的光子，由于所处物体的不同、物态的不同等原因，光子的自由活动度不同，导光性就不同。

4）同是自由态光子，由于不同星系、星系团的构造不同，导光性也是不同的。

5）假如物质中的结合态光子的活动度近于零，那么它就是“光绝缘体”而不透光。当然物质不透光还有很多其它影响因素。

4.6.2  与光子气温度的关系

光子气的温度增高提高了光子的自由活动度，这有利于导光。但光子的活动度增大却不利于光子的“定向”。若是在媒质中，质点的震动、移动带动着光子乱动更不易“定向”；同时质点的热运动严重破坏了物质中的“光导纤管”（类似于光导纤维）。由上分析可知：温度增高对光速的影响，不能一概而论，影响结果要看总效应。一般来说，在媒质中可能会随温度的增高而变小，如同导体的导电能力随温度增高而下降一样。

4.6.3 与发光体的关系

光的速度不是光流中光子的定向运动速度，但光毕竟是光子气中光子定向运动形成的，而光子的定向移动又是光源——发光体发射出光子推动的。因此，光源中电子、原子、分子等的运动速度（光源的高速运动），发光体发射光子的速度都将影响着光的传播速度，当然影响不大。因为光速与机械运动之速度是完全不相同的概念。

4.6.4  光场对光速的影响

光场就是指光子外围的半自由态引力子云，光速可以说就是光场的传播速度（引力子气流速度）。因此，发光体（特别是天体）的引力场、光流所经过的空间（包括物质内）的引力场的不同状况将对光的传播速度（包括方向）产生一定的影响。后面在论述引力红移、引力透镜现象时有专论。

4.6.5  光的衍射对光速的影响

若是在真空中，我认为能量越大的光即频率越高的光速度越大（ 是一个波动数），但是在介质中则有时正好相反，频率越高的光，速度却越小。这是由于能量低的光衍射力强，对于前进中微小粒子的阻碍作用比较“轻视”。红外遥感、光的色散，就是这个原因。

4.6.6  与光的传播距离的关系

光传播越远，必然使其在流动的过程中损失的能量越多。因为光子流毕竟与周围的光子引力子有吸引作用^【2】，这样光源距离我们越远，到达我们这个地方时能量就会越低，速度就会越小，也可以说产生一定的“红移”（宇宙学红移） 。所谓的光多普勒效应，其实与距离的变化很有关系。当然，也与光源的运动方向、运动速率有关。也是由于此观点，我不愿意接受宇宙膨胀说及宇宙大爆炸说（当然还有别的原因）。

4·7 物质透光原理

 

     我们知道，许多物质都能透光，高能量的不可见光更是能穿透很厚的物体，为什么呢？就是由于物质内部存在着可传播光的媒质——结合态的光子气。当然，由于结合态的光子活动度较低，加上物质内部结构，物质结构粒子对光子的吸收、阻障、转能等作用，许多物质是不透光的（一般指可见光，因为它的能量偏低，穿透力不强）。

5   光子结构分布假说及推论在量子力学方面的一些应用 

5.1  “电子云”的本质

关于“电子云”的形成，目前仍然用微观粒子的波粒二象性原理去回答^【5】。电子在核外的一定区域内运动这好理解，这主要是由原子核的吸引、核外其它电子的影响、电子的能量大小等因素决定的。但是，在一定区域内却是“毫无规则的混乱运动”^【5】 如何理解呢？下面给以解释：

主要是由于原子内部充满着结合态的光子，光子在做着“热运动”。因此光子经常撞击电子。由于光子的运动是紊乱的，使电子有时在这个方向受到的撞击多些，有时在另一个方向受到的撞击多些，这样就引起了电子的“毫无规则的混乱的运动” 。也可以说，由于物质内部、原子内部无处不在地存在着光子，使电子在运动时经常撞击到光子而改变方向。可见，原子中电子的无规则运动是光子无处不在及无规则热运动的反映。

5.2  物质波问题

5.2.1 电子衍射

电子在透过铝箔后之所以产生衍射，是由于：

1）引力电磁力所致

在金属晶格中的原子间隙存在着密度很大的结合态光子引力子气，电子又是由电子核与核外光子云组成的（见3.1）。当电子穿越金属晶格原子间隙时，必然受到较强的电磁作用和引力作用。这两个作用的方向都与电子的前进方向垂直。若电子在金属晶格原子间隙的正中心通过，周围对它的吸引力平衡，它的前进方向就不发生偏转；若不在中心，则必发生偏转而形成衍射。越偏离中心，通过铝箔后偏离原前进方向的角度越大。

2）金属晶体质点的振动

假设电子前进的方向是很直的，但由于晶体原子的不停振动，使电子在晶格原子间隙中心通过的概率降低。另外，金属原子的振动很易与通过的电子发生碰撞而使其偏离前进方向。

3）结合态光子的影响

晶格中充满着密度很大的结合态光子气，不易活动，当电子穿越晶格原子间隙时，必然与其碰撞而引起前进方向的改变。当然结合态引力子也可以与电子碰撞，但它的势力太小，对电子的运动影响很小。

5.2.2  其他微观粒子的衍射

基本解释内容同上，但由于质子、中子、原子、分子质量大，“惯性力”大，因而其衍射现象较不显著。

5.2.3  总结性解释

1）由上分析可知：引起微观粒子衍射的主要因素是引力、电磁力和它们与高密度光子的碰撞。

2）微观粒子之所以易发生衍射，正是由于其“微观” 。因“微观”而运动时“惯性力”很小，就易受上述因素的影响而改变其前进方向。

3）质量越大的粒子，上述几种因素对其影响越小，因而越不易发生衍射，也就是所谓的“波动性”越小。

4）宏观物体在微观粒子的眼里就是巨大的“天体” ，所以宏观物体对微观粒子的引力、电磁力的作用就很大。但要求距离须很小，所以小孔小缝越小越窄，衍射现象就越明显。若硬把“波动性”推广到一切物体（宏观物体、宇观天体）上就有些太牵强了吧。这是对“波、衍射、干涉”概念的滥用。

5.3  我对概率波概念的看法

光的粒子性被重新认识后，又提出了“概率波”的概念^【6】。这是对光的波动性本质认识的一次较大进步。但是，还是没有回答光为什么经过小孔、狭缝、障碍物后，方向要发生偏转，也就是没有对光的所谓的“波动性”的内在本质给以回答。此时仍然认为光是光源射出的一粒粒“光子弹”，仍然认为“波动性”是光子（微观粒子）本身的一种特殊属性。我的观点见4.4—4.5。

5.4  光子怎么会有电磁场

物理学经典著作在介绍激光原理时都有这样的说法：当原子处以激发态E_n时，如果恰好有能量 的光子从附近通过，在入射光子电磁场的影响下，原子会发出一个同样的光子而跃迁到低能级 E_k上去。这种辐射叫做受激辐射。^【7】. 

我们知道，电磁场是带电粒子、磁性物质周围的一种场，它的场粒子就是光子。因此上边的说法似乎有点不妥。我认为应该这样说“……在入射光子的光场影响下，原子会发出一个同样的光子而跃迁到低能级E_k上去……”。

6  光子结构分布假说及推论在相对论方面的应用

6.1关于广义相对论几个结论的微观解释

    一些相对论效应的被证实让世人惊叹，但相对论的结论主要来自复杂数理公式的推导^【8】 和几个武断的很让人质疑的假设。这说明：一，那些相对论效应的被证实，是爱因斯坦的极大幸运——其理论假设与事实的极大巧合；二，一定有真正的令人信服的微观的本质原因。那么，产生相对论效应的本质的微观原因是什么呢？下面谈一下我的看法。

6.1.1  物体的引力能使光线偏折（或弯曲）

由我的关于引力子^【2】、光子结构的新观点可知，引力子是光子的组分，光子周围有“光场” 即光子的引力场，所以一切物体对光子都有引力作用。由于光子质量很小很小，所以它被吸引而明显改变前进方向是有条件的。一是物体质量很大，如天体；二是光子距物体很近（光线从物体表面通过），这可由万有引力公式得知。经过太阳附近的光线被偏折及天体的引力透镜效应符合第一个条件；光的衍射符合第二个条件。我认为射到地球上的光线经过大气层发生的所谓折射，也有地球引力的偏折作用。

6.1.2 引力红移

这是由于太阳、白矮星等天体质量很大，其周围的半自由态光子的活动度很低、导光性弱，所以由这些星体发出的光在穿越（流经）这层导光性差的光子气时速度就要下降。因此就表现出这样的结果：那里的原子发光的频率比同种原子在地球上的发光频率较低、波长较长，看起来较红——红移（可参见4.6）。强大的引力场使光子离开其表面时损失能量也是一个原因。

6.1.3  雷达回波延迟

关于此现象，广义相对论的解释如同引力红移、引力光偏、引力透镜一样，都是因为“时空弯曲”。我的看法是：由于太阳质量很大，其附近的半自由态光子活动度很低，所以导光能力低。因此，光在通过太阳附近的半自由态光子云时，速度要减小，用的时间要比通过相同距离的自由态光子气长。引力大引起光线弯曲使路程延长，也是延时之因。

6.1.4 引力波辐射

这是关于引力子^【2】、光子等新观点的简单推论，前已多次述及。不过我不叫引力波，而叫其“引力子流”或“引力子流脉冲”。

6.2  我的质能观。

6.2.1 能量与物质的关系

1）对立性：物质是能量的主体，能量是物质的一种属性，一种能做功的属性。

2）同一性：①任何形式、任何状态下的物质都是有能量的。无能量的物质是不存在的。因为物质时刻都在运动而有动能；又因为万物相互吸引而有势能。

② 能量是物质的一种能力和表现，所以能量必须依附于物质。独立存在的能量、负能量是不可思议的。

6.2.2  质量和能量的关系^【8】

物体含物质的量就是质量，质量可以简单地认为就是物质含其“最基本结构粒子”的数量，假如认为引力子是其最基本的结构粒子，那么，质量就是物质含引力子的数量。质量问题就是这么简单。

任何形式的物质都有质量（包括引力子、光子），物质是否有质量不是由数学公式决定的。人是数学的主人，不是数学的奴隶；数学公式是对客观事实与规律的表达与描述，不是对它们的决定与否定；只有先定性才能后定量，定性不明的定量是空中楼阁。

因此——质量和能量也是不可能分离的。物体辐射出物质（光子、引力子等）必然失去能量；物体吸收了物质（光子、引力子等），必然增加能量。反之，物体辐射出了能量必失去物质减小质量，吸收了辐射能必然吸收物质而增加质量。

由于光子、引力子的质量很小而运动速度很大，所以它们所具有的能量相对于它们的质量来说是很大的。就是因为这个缘故，才可能有质能关系式 。但是对于这个公式中的常数c²我有点怀疑，就是说，质能方程中的常数很大很大，但不一定就是c²。这在我写的关于相对论的文章中有较详尽的论述。

6.2.3  质量能量能相互转换吗？

现在出版的一些物理学书籍还有“质能转换”之论，我认为这种说法是极不妥的。这种说法之所以错误是由于：

1）在量上有函数关系的，决不是说二者就可以在质上相互转化。

2）任何物质都有质量，质量不能脱离物质而存在。假如说质量可以转变为能量，也就等于说物质可以转变为能量。物质是能量的主体，能量是物质的属性，二者怎么能转变呢？

6.2.4  质能同向变化方式

1）失质放能方式

①速度的突然减小：这时物体（或粒子）中的光子、引力子等由于惯性突然被射出去。例如：X射线的产生、原子发光等，都是这种机制。

②匀减速运动：可参见6.3“质速关系的解释”。

③存在环境的变化：若所处环境的光子引力子气压（无处不在的引力子、光子可合称为光子引力子气）突然降低，那么物质中的光子引力子气就会向外弥散，而导致失质放能。

④物质内部自身的变化：由于自身组成、结构的变化不需要结合那么多光子、引力子，就将它们放出（当然也可放出其它粒子）。

2） 得质吸能方式：运动速度增加引起的可参见6.3 “质速关系的解释” ；外部环境变化、内部环境组成结构变化引起的可参见上边“失质放能方式”而反向理解 。

6.3 我对质速关系的解释

质速关系是狭义相对论的主要结论之一，它也是数理公式推导出来的结果^【8】。现在试着用我前述的一些新观点给以微观的解释。

6.3.1 流束增质观点

平行地竖放两张纸，让它们间隔两厘米左右，向它们中间吹气，这两张纸会贴近而不是被吹得间距很大，这已是常识。按流体力学理论，应用伯努利方程立刻得出结论。可到底是为什么呢？首先看一看没有吹气时纸片两侧的受力微观状况：在没有吹气时，纸片两侧所受气体的压力是对等的。之所以相等，是因为单位时间里受到气体分子撞击的次数是相等的。当我们向两张纸片中间吹气时，它们之所以贴近是由于纸片内侧所受气体的压力小于外侧。之所以小于外侧，是由于单位时间里纸片内侧受到气体分子撞击的次数少于外侧。之所以这样是由于：在没有吹气时气体分子作无规则的热运动，它们向各个方向运动的机会是均等的，所以纸片两侧被撞击的次数才是相等的；当吹气时，纸片中间气体向下流动，气体分子向下运动的机会增大，向左右前后四周运动的机会减小，于是就导致纸片内侧所受压力小于外侧，使它们相互贴近。

假如吹气时将两张纸片抽掉，我们自然就会想到，单位时间内进入气流的气体分子数一定会多于由气流出去的。假如流束的体积不变，它的密度一定要增大，当然质量就一定要增加。

6.3.2 质速关系微观解释

由我的光子、引力子、宇宙新观点（见7.6）可知：一切物体（粒子）都存在于光子引力子气中，物体中的结合态光子、引力子与半自由态（自由态）光子、引力子是可以相互交换的^【2】。

假如物体处于某一静止状态，此时物体中结合态的光子、引力子与其外的光子、引力子的交换就达到了动态平衡。那么当物体运动时就会打破这种平衡，使单位时间里进入物体内的光子引力子数多于出去的，从而导致质量增加，原理与上述的“流束增质”观点相同。

 

物体的运动速度越大，质增效应就越大。但是，由于光子、引力子的热运动速率很大，它们的质量又很小，所以物体运动速度低时质增效应是不明显的，只有物体在接近光子引力子的热运动速率时才显著。反之则反是。

7  在天体物理学方面的应用

7.1  光为什么能传播整个宇宙

光之所以能从宇宙边缘来到地球，让我们观测到，之所以能够在整个宇宙中传播，就是因为整个宇宙空间充满着光子引力子气，否则是不可思议的。

7.2 太阳中微子之谜之我见

太阳中微子失踪之谜困惑了科学家达半个世纪之久^【9】。我是如何看待的呢？由我的中微子观点可知（见3.1）：中微子是光子重叠其引力子云形成的多光子体。我们可以推知，在不同的物质中，不同的环境条件下，可以形成光子数或结构不同的中微子，不同种类之间由于环境条件的变化可以相互转化，也可在一定条件下分解为光子。

7.3  背景辐射^【10】之我见

哈勃定律、3K微波背景辐射、氦丰度这三个重要事实是宇宙大爆炸理论最强有力的支柱。特别是3K微波背景辐射把大爆炸理论模型推向了顶峰^【10】。关于微波背景辐射，我如何解释呢？

由我前述的关于光子的分布观点可知，宇宙空间无处不在地存在着光子，它们与实物中的结合态光子处于动态交换平衡而存在着，它们是充满空间的光子气。这“气体”的组分粒子——光子时刻在做着无规则的“热运动”，运动速度很大。这样的空间无处不在而高速运动着的光子气就是天体物理学所谓的“3K微波背景辐射”。

7.4  对“真空”^【11】的看法

在经典物理中，真空被理解为没有物质的状态；在现代物理的量子场论中，则把真空看作量子场的基态。量子场论认为，一切微观物质都以量子场的形式存在。当场受到激发，我们才看到了场量子，若场处于基态，就是没有相应的粒子。

我认为这两种真空理论都不太严密。前者认识不到场粒子的无处不在，后者本身自相矛盾。我的看法是：在宇宙中没有“真空”存在。因为引力子、光子、中微子充满宇宙空间的任何一个地方。

7.5  对暗物质暗能量^【12】的看法

暗物质与暗能量是天体物理中的重大疑难问题，目前众说纷纭。若给其以总结的话有狭义和广义之分：广义的暗物质就是指宇宙中我们还不了解的那百分之九十的下落不明的物质，它以暗物质和暗能量两种形式存在。狭义的则不包括暗能量。我对暗物质暗能量的看法如下：

7.5.1  对暗物质概念的看法

不应该将物质和物质的属性——能量划等号。不应该将暗物质的一种特殊形式称为“暗能量”（可参看6·2） 。

7.5.2  对暗物质本质的看法

这里所指的就是宇宙中那百分之九十不被人们了解的广义的暗物质。我认为暗物质的主要部分应该是处于自由和半自由态的引力子、光子、多光子体（中微子）。另外，我预言的多电子体、中性电子、黑子、红子等，也可能占一定比重（将有文章详细论述）。

7.5.3对暗能量的看法

假如需要“暗能量”概念的存在，我认为应该这样说：暗物质所具有的能量称之为暗能量。这时，暗能量应是7.5.2中我所认为的暗物质所具有的能量。

7.6  动态平衡宇宙模型

宇宙的主要组成分两大部分，一是有形的各类天体，二是无形的“特殊气体” 。后者主要指光子气、引力子气（中微子气、星际中的氢气等也包括在内）。

宇宙可以看作是一个最大的气球，所有的天体遨游在上述的“特殊宇宙气体”中。所有的天体借这种特殊的宇宙气体相互作用而有规律地排布和运动着。有形的天体与无形的宇宙气体时刻在相互转化着而处于相对稳定的动态平衡状态。

                          参考文献

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【2】 张德安.引力子的结构和分布综述.中国科技信息杂志.2009年;第6期:45-46

【3】 陈宏芳.原子物理学.北京:科学出版社.2006;236-249

【4】 人民教育出版社物理室.物理.北京:人民教育出版社.2000;123-126

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【6】 复旦大学《物理学》编写组.物理学(下)北京：高等教育出版社。1980;254-260

【7】 张三慧.大学基础物理学.北京:清华大学出版社.2007;367-370

【8】 刘常青.爱因斯坦.上海:上海交大出版社.2007;135-225

【9】 余明.简明天文学教程(第二版).北京:科学出版社.2007;91-93

【10】 赵江南.宇宙新概念.武汉:武汉大学出版社.2006;223-244

【11】 俞允强.热大爆炸宇宙学.北京:北京大学出版社.2001;130-135

【12】 徐仁新.天体物理导论.北京:北京大学出版社.2006;252-253

 （本文曾发表于中国科技信息杂志，2009；(10)；58-62）

 

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