解读引力,斥力及熵的联系


解读引力,斥力及熵的联系
                胡  良 
深圳市宏源清实业有限公司, 深圳市 518004
摘要: 万有引力定律认为,每个质点都以一种力吸引其他各个质点;引力大小与各质点的质量的之积成正比,而与其相互之间距离的平方成反比。而,在广义相对论中,引力被描述为时空的几何属性(体现为曲率);时空曲率而与处于时空中的物质及辐射的能量-动量张量相关。
关键词:  万有引力,库仑力,熵,广义相对论,量子三维常数,普朗克常数,孤立量子体系
作者:总工,高工,硕士
1万有引力的内涵
万有引力定律认为,每个质点都以一种力吸引其他各个质点;引力大小与各质点的质量的之积成正比,而与其相互之间距离的平方成反比。
 ,其中,
 ,表达万有引力,量纲是,[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)];
 ,表达万有引力常数,量纲是,[L^(0)T^(-1)];
 ,表达质点之一的质量,量纲是,[L^(3)T^(-1)];
 ,表达质点之二的质量,量纲是,[L^(3)T^(-1)];
 ,两个质点之间的距离,量纲是,[L^(1)T^(0)]。
而,在广义相对论中,引力被描述为时空的几何属性(体现为曲率);时空曲率而与处于时空中的物质及辐射的能量-动量张量相关。
2库仑力的内涵
根据库仑定律,在真空中,两个静止的点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量之积成正比,而与它们的距离的二次方成反比;此外,作用力的方向在它们的连线上;而同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引;表达了 静止点电荷相互之间作用力的规律。
库仑力是直接从一个带电体作用到另一个带电体上的,电荷之间的相互作用力是一种超距作用。电荷在其周围空间有电场,而处于电场中的其它电荷将受到力的作用;可见,电荷与电荷的相互作用时可通过存在于它们之间的电场来实现。
真空中的库仑力,
 。其中,
 ,表达库仑力,量纲是, [L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)];
 (或 ),表达电荷,量纲是, [L^(3)T^(-1)];
 ,电荷之间的距离,量纲是, [L^(1)T^(0)];
 ,真空中的介电常数,量纲是, [L^(0)T^(1)];
 ,表达库仑常数,量纲是, [L^(0)T^(-1)];
在均匀介质中,
 。
而,库仑定律的微分形式为: ,其中,
 ,表达电位移矢量,量纲是, [L^(1)T^(-1)];
 表达电荷密度,量纲是,[L^(3)T^(-1)]/[L^(3)T^(0)],或,[L^(0)T^(-1)]。
值得一提的是,在静电场中存在电介质的情况下,采用电位移矢量(D)解析电荷分布与电场强度的联系。
 ,其中,
 ,表达电场强度,量纲是,[L^(3)T^(-2)]/[L^(2)T^(0)]或[L^(1)T^(-2)]; 
 ,表达真空介电常数,量纲是,[L^(0)T^(1)]; 
 ,表达电极化强度,量纲是, [L^(1)T^(-1)]。
需要解释的是,电极化强度是描述电介质极化程度及极化方向的物理量(矢量)。电极化强度(P)可定义为单位体积内分子电偶极矩(p)的矢量和。
在外电场作用下,电介质极化后,出现束缚电荷;产生的附加电场与外电场之和可构成总电场(E);各向同性线性电介质的电极化强度(P)与总电场(E)成正比,
 , 其中,
  ,叫电极化率,是描述电介质极化性质的物理量,一个无量纲的纯数。
因此,在真空中,  。

此外,根据高斯定理, ,其中,
 ,表达电位移矢量,量纲是, [L^(1)T^(-1)];
 ,表达任意闭合曲面,量纲是, [L^(2)T^(0)];
 ,表达电荷,量纲是, [L^(3)T^(-1)]。
这意味着,通过任意闭合曲面的电位移通量等于该闭合面所包围的自由电荷的代数和。
3散度的内涵
散度(发散度)描述的是向量场里一个点是汇聚点还是发源点。例如,空间中的静电场,其空间里的电场强度是一个矢量场。在正电荷附近,电场线向外发射,所以正电荷处的散度为正值,电荷越大,散度越大。在负电荷附近,电场线向内收敛,所以负电荷处的散度为负值,电荷越大,散度越小。向量函数的散度是一个标量,而二阶张量的散度是向量函数。
设定一个三维空间中向量场 及一个有向曲面 ,则向量场 通过曲面 的通量就是曲面每一点 上的场向量 在曲面法向方向上的分量的积分。如果曲面是封闭的(例如球面),常约定法向量是从里朝外的,所以通量是描述曲面上的场向量朝外的程度。
散度是向量场的一种强度性质(类似,密度、浓度、温度等),相对应的广延性质是一个封闭区域表面的通量;可见,散度是通量的体密度。
散度体现场的有源性,某一点(或某个区域)的散度大于零,表示向量场在这一点(或区域)有新的通量产生;小于零则表示向量场在这一点(或区域)有通量湮灭。这样的点(或区域)分别称为向量场的正源(发散源)和负源(洞)。散度等于零的区域又称为无源场(或管形场)。
在三维直角坐标中,对向量场(A)来说,向量场(A)   的散度可表达为:
 。
3引力内涵与熵的联系
对于孤立量子体系来说,
对于由N个基本粒子组成的孤立量子体系来说,
 。其中,
 ,表达孤立量子体系内禀的空间,量纲是,[L^(3)T^(0)];
 ,表达孤立量子体系内平均每个基本粒子拥有的空间,量纲是,[L^(3)T^(0)];
 ,表达孤立量子体系内禀的三维空间整度,量纲是,[L^(3)T^(-3)];
 ,表达孤立量子体系的熵(统计属性),量纲是,[L^(3)T^(0)];
 ,表达孤立量子体系的比熵(统计属性),量纲是,[L^(3)T^(0)];
 ,表达孤立量子体系与熵相对应的三维空间速度,量纲是,[L^(3)T^(-3)];
 ,表达孤立量子体系的负熵,量纲是,[-L^(3)T^(0)];
 ,表达孤立量子体系的负比熵,量纲是,[-L^(3)T^(0)];
 ,表达孤立量子体系与熵相对应的三维空间速度,量纲是,[-L^(3)T^(-3)]。
假设该孤立量子体系由两个光子(光子表达式, )组成;则,两个光子相互靠近时,孤立量子体系体现为熵减状态;两个光子相互远离时,孤立量子体系体现为熵增状态。
假设该孤立量子体系由一个电子(其负电荷是, )及一个正电子(其正电荷是, )组成;则,电子与正电子相互靠近时,孤立量子体系体现为熵减状态;电子与正电子相互远离时,孤立量子体系体现为熵增状态。
假设该孤立量子体系由一个电子(其负电荷是, )及一个负电子(其负电荷是, )组成;则,电子与电子相互靠近时,孤立量子体系体现为负熵增状态;电子与电子相互远离时,孤立量子体系体现为负熵减状态。同样,对于两个正电子(其正电荷是, )来说也一样。这意味着,负熵与斥力具有内在联系。
值得一提的是,斥力与引力相反,体现为物体之间互相排斥之力。例如,同性电荷相互之间的作用力;同性磁极相互之间的作用力。
从另一个角度来看,排斥力体现为负熵,吸引力体现为正熵(简称熵)。可见,引力(或斥力)与熵力相关。换句话说,对于一个孤立量子体系来说,其熵(比熵)的属性取决于三大因素,第一,孤立量子体系内全部基本粒子相互之间的引力;第二,孤立量子体系内全部基本粒子相互之间的斥力;第三,孤立量子体系内各个基本粒子的内禀一维空间速度(或内禀三维空间速度)。
Quantum three-dimensional constant theory
                          Hu Liang
                  Shenzhen Hongyuanqing Industrial Co.Ltd, Shenzhen ,518004, China
Abstract: The quantum three-dimensional constant (Hu), Hu=h*C*Vp*C^(3), embodies the intrinsic relationship between the speed of light (C) and the Planck constant (h).