原质论(物体的起源)

原质论OnOriginalMatter（物体的起源）(TheOriginofObjects)武汉市汉阳区孟凡彬著ByMengFan-binHanyangWuhan1995年6月—2012年10月摘要本文是研究物体起源的理论，全文采用公理化方法，运用演绎推理逐步展开，首先定义了原质和原质流体概念，然后推导出原质、原质流体和原质流体流场的性质，提出了原质公设，建立了真空的动力学数理模型，揭示了电磁现象的动力学实质，证明了电磁波具有纵横二象性，提供了近代物理学与经典物理学基础理论之间的逻辑联系，创立了崭新的时空观，并对物理学的基本概念进行了重新定义，为统一物理学理论创造了良好的条件。DigestThispaperisatheorytostudytheoriginofobjects.Thefulltextusingaxiomaticmethod,Usedeductivereasoninggraduallyunfolds.First,definedtheconceptoforiginalmatterandtheconceptoforiginalmatterfluid,thenderivedthenatureoftheoriginalmatter,thenatureoftheoriginalmatterfluidandthenatureoftheoriginalmatterfluidflowfield.Putforwardtheoriginalmatteraxiom.Thevacuumdynamicmathematicalmodelisestablished.Revealingtheessencethedynamicsofelectromagneticphenomena,andprovedthattheelectromagneticwavehasthelongitudinalandtransverseduality.Providedthelogicallinkbetweenthemodernphysicsbasictheorywiththeclassicalphysicsbasictheory.Foundedthetime-spacenewconcept,thebasicconceptsofphysicswasredefined.Agoodbaseforunifiedtheoryofphysicshasbecreated.关键词原质，物体的起源，真空的动力学模型，电磁现象的动力学实质，电磁波的纵横二象性，新时空观，统一物理学Keystheoriginalmatter,theoriginofobjects,thevacuumdynamicmathematicalmodel,theessencethedynamicsofelectromagneticphenomena,thelongitudinalandtransversedualityoftheelectromagneticwave,time-spacenewconcept,unifiedtheoryofphysics0引论 41原质和原质流体的定义 61.1原质的定义 61.2原质流体的定义 62原质和原质流体的性质 92.1原质的性质 92.2原质流体的性质 103原质公设 143.1原质公设 143.2原质公设的意义 154原质流体流场 174.1原质流体流场的边界条件 174.2原质流体流场中的物体 184.3物体在原质流体流场中的惯性运动 194.4物体在原质流体流场中运动的伴流 204.5物体在原质流体流场中的非惯性运动 215电磁现象的动力学实质 225.1电磁现象与动力学现象的同一性 225.2电磁概念的动力学物理意义 235.3电磁量的动力学量纲 245.4电磁量的单位与动力学量的单位换算 256原质波 256.1光波的性质在物理学中的重要地位 266.2电磁波的横波理论存在严重的逻辑缺陷 276.3电磁波的纵横二象性 297.近代物理学与经典物理学的逻辑联系 307.1物理学理论体系缺乏逻辑统一性 307.2原质假设是统一经典物理学与近代物理学的必要条件 317.3物体惯性随其运动速度增加而增加 317.4物体在原质流体中的受力分析 337.5物质波的流体动力学起因 358．原质论时空观 378.1原质论的物质观 378.2原质论的时间观 408.3原质论的空间观 429物理学基本概念的新定义 449.1物理学基本概念的发展变化 449.2静止质量、运动质量和附加质量 459.3物理学基本概念的新定义 470引论迈克尔逊（AlbertAbrahamMichelson）－莫雷以太漂移实验长期以来被物理学界视为以太学说成败的判决性实验，实验的否定结果本身并没有错，但是对实验结果的解读却存在一个严重的误解：就是把以太看作是与空气和水相类似的、由微粒组成的流体，并用类比推理归纳以太的性质，从而演算出矛盾的结果。实际上，以太作为电磁场的载体，属于流体，但不是由分子或原子组成的普通流体，而是性质极为特殊的连续流体。因为电磁场是连续的，根据数学分析的连续性定义，构成连续物质的结构单元是无穷小，其极限为零，所以，单个以太的质量和体积都必须为零，以太无论在宏观上，还是在微观上都是连续的，是无限连续的流体。而空气和水这样由质量和体积都不为零的微粒组成的普通流体在微观上是不连续的，在宏观上被看作是连续的，这是为了便于对普通流体进行数学分析所做的假设，并非事实，普通流体只是有限连续。无限连续流体的性质与有限连续流体的性质区别巨大：无限连续流体因为没有粒子之间的动能交换，也可以说流体各层次之间的接触面无限光滑，没有内摩擦，所以没有粘性；因为没有微观间隙，所以不可压缩；使用数学分析不需要连续性假设，推导、演算其结论是演绎推理的真值传递......等等，这样的流体被称为“理想流体”。早在十八世纪，法国物理学家让·勒朗·达朗贝尔（D'Alembert,JeanleRond）就已经证明，任何物体在理想流体中作匀速直线运动或者任何物体在理想流体均匀流中处于相对静止时所受到的合外力为零，所以，任何物体在以太中做惯性运动与以太的流速毫无关联，二者的速度互不相关，不可叠加，“以太风”的作用本来就不存在，物理学界在解读迈克尔逊－莫雷以太漂移实验时错误地运用了类比推理。类比推理用于一般性事物之间类比是较为可靠的，用于一般性事物与特殊性事物之间类比时，其结论的正确性是或然的，而不是必然的，物理学界在解读迈克尔逊－莫雷以太漂移实验时留下了巨大的逻辑漏洞，否定以太的存在没有任何实验证据。但是，以太作为电磁场的载体，其力学模型模糊，在哲学和物理学中的作用和意义有限，并且其名不正，言不顺，所以应该舍弃。本文根据正负电子对的湮灭和产生现象提出了原质公设，全文采用公理化方法,运用演绎推理逐步展开,首先定义了原质和原质流体概念,然后推导出原质、原质流体和原质流体流场的性质,提出了原质公设,建立了真空的动力学数理模型,揭示了电磁现象的动力学实质,证明了电磁波具有纵横二象性,解释了物体质量随运动速度增加而增加的动力学原理和物质波产生的动力学物理过程,提出了崭新的时空观,最后对物理学的基本概念进行了重新定义,为统一物理学提供了良好的基础。1原质和原质流体的定义1.1原质的定义定义1原质是质量为零、体积（包括空间各向线度）为零且密度为常量的物质。即:m=0v=0ρ=μ0原质是体积、质量均无限小（动态述）的粒子，或者说原质是体积、质量均为零（静态表述）的粒子，是一个空间线度各向均为零的质点，一个与几何学的点和自然数0概念相对应的物质结构概念，是微观粒子湮灭反应的最终产物，是所有物质形态分解的最终结果。原质的质量和体积均为零而密度不为零，这个定义并不存在数学矛盾。零是无穷小的极限，两个无穷小的数值可以相除，只要它们是同阶无穷小，其比值必定为常量，因此原质的定义与数学相容。原质使自然数“零”概念和几何学中的“点”概念具有最基本的现实意义。任何物体或者一个有限的物质系统，如果对之进行不断分解，则其质量和体积均不断减少，如果对之进行无限分解，则其质量和体积最终均减少到零。原质是物质分解的极限状态，是一切物质的共同起源，是最原始的物质形态（这就是原质名称的由来），是物质结构内部能量绝对为零的极端状态。原质不是经典物理学中的抽象质点概念，不是一个理想模型，而是一个实在的、现实的物质结构概念，任何物体或一个有限的物质系统，用几何学平面进行各向无限切割，最终必然得到原质。1.2原质流体的定义定义2：原质流体是无穷多个原质集合形成的致密流体。传统概念的流体指分子、原子、离子、基本粒子等微观粒子集合形成的液体、气体或等离子体，粒子之间的相对位置不固定，具有流动性等一系列力学性质。传统概念的流体具有宏观上的相对连续性和微观上的不连续性，从这个基本性质派生出一系列流体力学性质，例如粘性、可压缩性、物体在流场中相对运动的阻力等等。事实上，传统概念的流体因为具有微观上的不连续性，只能属于宏观意义上的流体，在微观上不属于流体。人们习惯把任何流体都想象成类似水、空气等化学分子组成的液体或气体，认为所有的流体必定具备某些常识性的力学性质，并且凭经验把这些性质错误地运用于某些微观物理现象的研究，例如研究光波的传播，这不是理性的逻辑思维。在经典物理学中，曾经设想真空中存在一种名叫“以太”的流体，并认为以太是光波的传播媒质。以太这种流体显然与传统概念的流体不同，因为以太的构成单元不是基于分子、原子、基本粒子等已知的微观粒子，而应该由更小的微粒组成的，至于这种微粒属于物质结构哪个层次，微粒的体积小到什么程度，以当时的物质结构知识根本无法论断，只是凭着力学常识中的感性认识，给“以太”拼凑了一大堆互不相干、没有逻辑联系的性质，结果产生了不可调和的矛盾。拼凑“以太”的性质造成了“以太”理论体系松散而不严密的结构，这是“以太”学说最终失败的首要原因。“以太”学说失败的次要原因是“以太”在物质结构理论中没有地位，它太神秘，没有人能够确定“以太”的物质结构层次，并据此建立严密的“以太”数理力学模型，进而推导其力学性质，把握它的特性，只好把“以太”与生活常识中的空气和水做比较，运用不完全归纳法和类比推理思维方法进行理论研究，这种逻辑思维方式只能提供可能性，缺少必然性，其结论自然不能形成和谐统一的理论。例如，为了减少“以太”对物体相对运动的阻力，它被设想成极为稀薄的气体，但是却要传递极为强大的能量密度和传播速度极大的光波，种种特性不可兼得。“以太”学说失败的第三个原因是人们对光波的认识不够深入，至今仍然有人片面地认为光波是单纯的横波，于是“以太”在属于固体还是流体问题上发生了不可调和的矛盾。其实光波是纵横二象波（详见下文6“电磁波的纵横二象性”论述），光波是诱导波，并不是依靠媒质的弹性传播的弹性波。这里定义的原质流体是由体积、质量均无限小（动态表述）的个体—原质构成的流体，这不是由粒子构成的流体，或者说是体积、质量均为零（静态表述）的粒子构成的流体，原质流体不仅在宏观上连续，在微观上也连续，具备数学意义上的绝对连续性，是一种极端的流体，其力学性质与传统概念的流体存在巨大的差异，除了其最基本的性质—连续性需要定义以外，其它的力学性质可以用公理化方法，通过演绎推理推导出来，而不是由归纳推理出来，因此原质流体的性质（详见下文2“原质和原质流体的性质”论述）不存在相互矛盾，是完全和谐统一的。《原质论》认为：真空本身就是一种物质形态，真空是原质流体，真空中的各种场是原质流体运动的物理量在空间上的分布（详见下文5“电磁现象的动力学实质”），原质流体是真空中各种场的载体，是电磁波的传播媒质。由于原质流体的性质极其特殊，人们至今没有认识到它的存在，特别是狭义相对论和量子论创立之后，物理学在否定“以太”模型的同时，做了不必要、过多的否定，把真空中存在物质的可能性也一同否定了，从此物理学界基本上停止了对真空中是否存在实体物质的研究，并且把物质运动的物理量—“场”当作物质本身，混淆了物质与物质属性的逻辑关系，并使物质概念陷入了混乱，缺失了统一性。事实上，基本粒子的湮灭反应早就证实：物质结构不能只有粒子概念，物质结构除了以不连续的粒子形态存在之外，还以连续的流体形态存在着，物质结构是可以无限细分的，就像自然数可以分解为小数、无穷小数一样，或者说，存在着质量和体积均为零的“粒子”，一种与几何学中“点”概念和数学分析中“无穷小”概念相对应的物质形态，这种形态是物质演化的起点，是原始形态的物质，所以定义为“原质”。用原质论的理论体系去解释物理学的各种现象和规律，逻辑上非常简洁、统一，不仅可以排除“以太”假说中的一切矛盾，而且使物理学各种理论变得完全和谐统一起来。“原质”概念的引入使物质结构理论变得完善，使物理学具有数学一样坚实、统一的基础。2原质和原质流体的性质2.1原质的性质原质和原质流体都是极端的物质形态，因此，其各种性质也普遍具有“零”和“最”的特征。原质和原质流体的各种性质并不像以太学说那样凭经验归纳总结、拼凑而得到，而是根据原质和原质流体的定义，通过演绎推理推导出来的、和谐统一的理论体系，推导过程如下：2.1.1性质1原质是不可分割的物质。即：0/n≡0（n≠0）证明：因为原质的质量和体积均为零，单个原质空间线度各向为零，即不占有空间，是没有结构的物质，所以，原质是不可分割的物质，或者说，对原质进行分割没有意义。物质结构就是物质系统的各种物理量在空间上的分布。分割物质就是分割物质的结构，原质的空间线度各向为零，是最原始、最简单的物质结构，简单到没有结构，所以原质是不可分割的物质，或者说，原质是物质分割的终极状态。物质的终极结构就是没有结构，这种现象在数学上叫做无穷小的极限是零；在哲学上称为物极必反。2.1.2性质2原质不可能具有动能和动量。即：Ek≡0P≡0证明：根据动能和动量定义的数学表达式，原质的质量和运动速度只要有一项为零，则原质的动能和动量为零，因为原质没有质量，所以原质的动能和动量恒定为零。原质的这个重要性质说明：原质与物体或粒子相互作用时，不会发生动能和动量交换，原质不会消耗物体或粒子的动能和动量，原质对物体或粒子的运动不构成任何阻力。2.1.3性质3原质能够渗透一切物体。即：0<d证明：因为单个原质的体积为零，而一切物体均由微观粒子构成，均具有微观间隙d，所以原质能够穿透物体的间隙，渗透一切物体。这个性质决定了任何物体均不可以作为原质流体的边界或容器。原质的性质可以根据其定义及以上性质进一步地不断推演，这里只列举原质的3个基本性质。2.2原质流体的性质2.2.1性质1原质流体是绝对连续的流体。即：DivU≡0证明：根据原质和原质流体的定义，原质流体是由无穷小的粒子组成，并且没有微观间隙，所以原质流体是绝对连续的流体。由质量和体积不为零的微观粒子组成的流体因微观上不连续，在运用数学方法进行研究时，需要连续性假设，逻辑思维属于类比推理和不完全归纳推理，没有必然性，故求解的结果只能是可能正确或近似正确，甚至荒谬，其结论必须用实验验证。原质流体的绝对连续性是其区别于一切由微观粒子组成的流体的根本性质，这个性质决定了对原质流体进行数学分析根本不需要连续性假设，运用数学分析方法对原质流体的分析所得结论是必然性的演绎推理。原质流体从宏观到微观都是真实的、绝对连续的流体。2.2.2性质2原质流体是密度最大的物质。即：ρ≡μ0≡ρmax证明：因为原质流体是绝对连续的流体，说明原质流体内部致密而没有任何微观间隙，所以原质流体的密度是一切物质密度的极限，是密度最大的物质。物质密度的大小取决于其内部结构的间隙，包括各个物质结构层次的间隙，间隙越小，密度越大，如果把所有的间隙均排除掉，则物质的密度达到极大值。任何宏观物体，只要压缩到物体内部的原子结构被破坏，构成物体的基本粒子全部紧挨在一起，它们之间的密度差异会很小，实验也证明了基本粒子的密度差异很小，之所以差异小，而不是无差异，是因为基本粒子不是最小的物质结构单元，其内部仍然存在少量间隙。对比一下以太假说，因为以太没有严密的数理模型，没有定量分析，所以以太被设计成“及其稀薄的气体”，而原质流体的密度（为什么用真空中的磁导率符号μ0表示，而不用密度符号ρ0表示，详见下文第5部分）是一切物质的密度之最，其密度大于核子的密度。2.2.3性质3原质流体是没有温度的流体。即：T≡0证明：因为温度是物质结构中的微粒运动平均动能的统计结果，构成原质流体的原质没有动能和动量，所以原质流体恒定没有温度，也不存在冷收缩和热膨胀。2.2.4性质4原质流体不可压缩和膨胀。即：ρ≡μ0证明：因为原质流体没有内部间隙，所以原质流体是不可压缩的。根据原质流体的定义和原质没有温度的性质，原质流体没有热膨胀；根据原质流体的边界条件（详见下文4）原质流体整体不可膨胀，假定其局部空间内膨胀则需要压缩其它局部空间的原质流体，但是原质流体不可压缩，所以原质流体既不可压缩，也不可膨胀。气体容易被压缩，是由于气体分子间的间距大，液体比较难以被压缩，是由于液体分子之间间距较小。如果流体内部从宏观到微观完全没有间隙，就不可能被压缩。2.2.5性质5原质流体是无限均匀的流体。即：ρ≡μ0证明：因为原质流体不可压缩和膨胀，其密度永远保持为原质的密度，原质内部没有间隙，原质流体的密度在空间分布点点相同，所以，原质流体是无限均匀的流体，即从宏观到微观都是均匀的流体。单一种类的粒子构成的流体在没有外力作用时，密度相对均匀，这只是宏观意义上的均匀，在微观上，粒子位置的不均匀分布及粒子内部物质结构密度的不均匀性使由粒子构成的流体只能具有宏观意义上的均匀性，是有限均匀，而数学分析的条件是无限均匀，要求流体均匀性不受限制，否则就需要对流体进行均匀性假设。只有原质流体的均匀程度才能达到从宏观到微观的绝对均匀性，才能完全符合对流体进行数学分析时所必备的均匀性条件。2.2.6性质6原质流体是没有粘性的流体。即：n≡0证明：因为流体粘性的起因是流体的内摩擦，即层流面之间的摩擦造成各层流体的分子之间动量、动能交换，其最终结果是流体的动能转化为流体的热能。因为构成原质流体的粒子是无限小的原质，各层面是无限光滑的几何曲面，层面之间摩擦系数为零，因此原质流体不存在内摩擦力；原质流体同时不可能产生热能，所以无论是从原因看，还是从结果看，都证明原质流体是绝对没有粘性的流体。一般来说，流体粘性的大小取决于构成流体的粒子体积的大小和形状（球对称性），大分子构成的流体其粘性比小分子构成的流体粘性大。温度降低，流体的粘性增大，可以看成温度降低时流体中的分子结合成团，构成更大的粒子，所以粘性增大。反之，构成流体的粒子体积越小，流体的粘性就越小；构成流体的粒子小到体积为零，粘性就会完全消失。构成原质流体的原质既没有体积，也没有形状，因此原质流体没有粘性。2.2.7性质7原质流体不可能传递热运动。即：C≡∞证明：因为原质没有动能和动量，所以原质流体不可能传递热运动。流体传递热运动是通过构成流体的粒子与热源的粒子交换动能来传递热运动的,这里不可将热传递与热辐射相混淆，原质流体可以传递热辐射。2.2.8性质8原质流体不可传播机械波。证明：机械波是通过媒质中的粒子振动动能与势能相互转化传递能量的，原质流体中没有粒子，因此也没有粒子的动能与势能，所以原质流体不可传播机械波。2.2.9性质9原质流体无源无汇。即：DivU≡0证明：原质流体能够渗透一切物体，所以原质流体与粒子构成的流体不同，没有任何物体能够作为原质流体的边界或者容器，原质流体既没有外边界，也没有任何固体材料可以充当其内边界，其外边界是共同的，流场是唯一的，不存在多个流场，故原质流体既不存在流出一个流场的源，又不存在流入另一个流场的汇。并且原质流体也不能通过膨胀和收缩形成局部的源和汇，所以原质流体不存在源和汇。原质流体的性质可以根据原质和原质流体的定义及其以上的性质做进一步推论，比如根据原质流体流场没有源和汇这一性质推出，原质流体的局部流动只能是环流，流场是有旋场。这里只列举原质流体的9个基本性质。在上文的公式中使用恒等于符号是由于其数学方程式永恒成立，不需要任何前提条件。3原质公设3.1原质公设原质公设：原质存在于一切空间。原质公设的意思是：宇宙中的任何空间，包括实物所占据的空间（非真空）和没有被实物占据的真空都充满了原质，没有一点空间例外。换言之，实物和真空都是由原质构成的，而虚空是宇宙中根本不存在的虚幻概念。实物分解的极限是原质，原质吸收能量和信息后演化为实物，原质是物质演化的起点，原质是零能态的物质。空间概念应当通过物质概念来定义，原质论的空间定义为物质存在的范围，真空是原质存在的范围，非真空是原质流体的演化物（实物）存在的范围，宇宙中没有任何一个点（无限小的空间）不存在实体物质。“原质公设”绝对不是“以太假说”的翻版，二者的区别在于：（1）“原质公设”提出的目的是为了完善物质结构理论，不像“以太假说”单纯是为了给光波设定传播媒质或给超距作用设定介质；（2）“原质公设”中的“原质”有严格的定义和精确的数理模型，“以太假说”中的“以太”没有严格的定义和精确的数理模型；（3）“原质公设”针对一切空间，包括真空和非真空，即针对一切物质形态，“以太假说”只针对真空，“以太”没有物质结构地位；（4）“原质公设”从一条假设出发，使用具有必然性的演绎推理发展整个和谐统一的理论体系，“以太假说”仅凭各种经验，使用或然性的类比推理归纳拼凑一堆相互冲突的条款；（5）“原质公设”中的“原质”概念与代数中的“零”及几何中的“点”概念相对应，具备完全的理性思维和定量分析的数学基础，“以太假说”中的“以太”没有数学基础，只能用非理性的感性经验进行粗俗地类比。这里并非说类比推理对科学认识毫无作用，实际上本文也经常运用比喻，只是说类比推理的结论仅仅具有可能性，不具备必然性，特别是拿普通事物与特殊事物、极端事物进行类比时，由于“物极必反”的道理，出错的概率极大，例如“以太风”问题：如果单个“以太”小到极点，小到零点，小到微观连续，则“以太”性质发生根本性变化，“以太风”的阻力完全消失，就像温度下降到一定程度时发生“超导”现象一样，“以太风”对其中运动的物质不构成任何影响。同理，如果一条河中流淌的不是水，而是不可压缩理想流体（微观连续、无粘性），则渡船（假想船壳致密，否则会发生渗漏而沉没）的运动与河流中的理想流体的流速毫无关联，速度矢量合成不能用于“以太风”中的物体运动。当类比推理的结论与演绎推理的结论相矛盾的时候，必须放弃类比推理的结论。“以太假说”和人们对“迈克尔逊—莫雷实验”结果的解读运用了大量的类比推理，对于地位和性质都非常极端的“以太”来说，很容易犯经验主义错误，智者宜早醒悟。3.2原质公设的意义3.2.1原质公设是物理学统一的基础。物理学是研究物质结构和物质运动的科学。要统一物理学，先要统一物质概念。但是在原质论之前，没有发现任何人给物质概念下过实质性的定义。列举现象所描述的概念是肤浅的，不能深刻地揭示物质概念的根本内涵。在近代物理学中，物质被人为地分为实物和场两大类，每一类又各有许多种，没有统一性。如果原质公设正确，则有推论：（1）所有的实物都是原质流体的演化状态；（2）所有的场都是原质流体流场的物理量在空间上的分布和时间上的运动；（3）所有的物理学理论都归结于动力学，所有的物理量量纲只需要三个根本物理量量纲构成：质量、空间、时间。原质公设可以排除以太假说中的一切看似不可调和的矛盾，使物理学的基本理论获得根本上的统一，并且提供了三个可能性：（1）光速不变性是原质流体波动方程的解；（2）微观粒子的波粒二象性是微观粒子与原质流体相互作用的流体动力学结果；（3）微观粒子的内部结构可通过求解原质流体的流体动力学方程获得。3.2.2原质公设是物质统一性的根本表现自然哲学的最基本原理之一是物质的统一性。在物理学中，物质的统一性具体表现在两个方面：第一，无论物质存在的形态如何，构成物质的根本因素是完全同样的，不因时间、空间的改变而改变。第二，无论物质存在的形态如何，物质的运动根本规律是完全相同的，不因时间、空间的改变而改变。自然哲学的物质统一性原理是个抽象的概念，原质论将这个概念具体化为物理学表述。这个表述说明，不管是哪个物质结构层次，只要其形态不是唯一的，则这个物质结构层次不是物质结构的终极层次。3.2.3原质公设是原质论公理化形式的必要条件。任何一个完整、严密的科学理论体系都应当使用公理化方法建立，就是从尽可能少的原始概念（必须有实质性的、完整的定义）和不加证明的、无法否认的、尽可能少的原始命题（即公理、公设）出发，按照具有必然性的推理逻辑规则推导出其他命题，建立起一个演绎系统的方法。演绎系统的优越性在于：演绎推理的逻辑思维方法推导出必然性结果，内部结构和谐统一，适用范围广延；不完全归纳推理（事物往往是无穷的，通常难以完全归纳）和类比推理的逻辑思维方法只能推导出可能性结果，适用范围较为狭窄。原质论是用公理化方法建立理论体系，原质论只是在经典物理学中新增加一条公设，其余的逻辑支点全在于物理学中的基本事实和定律，原质论不否定任何物理学基本事实和定律，但是要改变物理学基本概念的定义，改变物理学的时空观。4原质流体流场定义3：原质流体流场是指原质以流体状态存在和运动时所占据的空间。根据原质公设，原质流体存在的方式有两种：流体状态和演化成实物粒子的状态。实物粒子的状态是原质流体吸收能量和信息后形成的自相封闭的流动系统，例如环形涡管等。4.1原质流体流场的边界条件定理：原质流体流场的外边界为整个宇宙，内边界是至密的基本粒子表面。证明：根据原质公设和原质能够渗透任何物体的性质，原质流体流场的外边界只能是整个宇宙，内边界只能是至密的基本粒子表面。气体、液体等常见流体由分子（严格来说还有离子、质子、电子）构成，由于分子不能穿透许多种固体材料，并且总量有限，所以分子流体存在各种各样的容器和边界，液体还可以存在自由液面边界及异重流边界。但是原质流体的边界不可能是任何固体材料的表面，因为原质是空间线度无限小的粒子，任何宏观物体或者原子都会被原质渗透，所以由微观粒子构成的任何物体均不能成为原质流体流场的边界。推论1：原质流体流场具有唯一性，不存在多个流场之间相互流入或流出的源和汇。证明：根据原质公设和原质的渗透性质，宇宙中的原质流体流场是全连通的一个不可分隔的整体，不可能被任何材料或力场分割。推论2：原质流体局部流动只能是环流运动，原质流体局部流动的速度场是有旋场。证明：因为原质流体流场是唯一的，原质流体不可压缩和膨胀，并且无源无汇，所以原质流体流体只能做环流流动，不可能做往复振动和单向流动。数学上可用连续方程DivU≡0证明，以三维直角坐标系为例：连续方程DivU≡0在三维直角坐标系的方程表达式为：显然其中三项变量中，至少两个变量不同时为零，否则第三个变量也必须为零，局部流动就不可发生。原质流体流场的性质在数学的场论中已有相关论述，这里不再详述。值得提醒的是：场论在原质论之前只能作为一种数学抽象，在原质论中，数学场论（设原质流体密度为单位1）所描述的对象是原质流体真实流场，排除人为设置的边界条件，欧几里德几何学和解析几何本身就是对原质及原质流体的直接描述。推论3：原质流体没有自由表面，也不存在表面波。证明：流体的表面波只能存在于液体的自由表面，根据推论1，原质流体没有自由表面，所以原质流体不存在表面波。原质流体流场的性质可以根据原质公设及以上性质和推论不断地推演下去，这里不做多述。4.2原质流体流场中的物体定理：原质流体流场中的物体不存在压力和浮力。即：FP≡0FB≡0证明：因为原质能够渗透任何物体，能够充满物体内部（包括原子内部）的任何微观间隙，原质流体流场中的物体永远保持内外压力平衡，所以原质流体流场中的物体不存在任何压力；根据原质公设，一切粒子均由原质流体演化而成，并且原质流体不可压缩和膨胀，原质流体演化成粒子后的密度不可改变，仍然是原质流体的密度，故粒子内部的密度与原质流体的密度相同，原质流体流场中的物体（被渗透后是粒子的组合体）不存在浮力。推论：物体与原质流体处于相对静止状态时，不可能通过力学方法测量原质流体的压力，这就是说原质流体的静压力（绝对压力）不可测量，或者说，原质流体的静压力没有物理意义。4.3物体在原质流体流场中的惯性运动上文2论述了原质与物体不发生能量、动量交换，所以有限个原质对物体运动没有任何阻力，那么原质流体是单个原质的三阶无穷大（线是点的一阶无穷大；面是点的二阶无穷大；体是点的三阶无穷大），是否对物体运动产生阻力呢？运用流体动力学方法可以证明：定理：任何物体在原质流体流场中做惯性运动时所受到的合力恒为零。即：f≡0证明：原质流体具有绝对无粘、不可压缩、连续、均匀性质，并且原质流体流场具有无边际、无源、无汇的性质，这样的流场中流体运动满足数学分析条件和流速矢量叠加条件。在上述流场中，当一个致密的严格几何上的球体匀速直线运动时，根据流体动力学求解得到：球体外围流体的流速分布相对于球体运动参照系总是前后对称的，并且对球体运动速度方向的中心轴对称（详见下文7.4），根据伯努利（Bernoulli）方程，球体所受到流体的动压力（相对压力）具有同样的对称性，其各向合外力恒等于零。进一步讲，任何形状的物体可以分解为直径不同的球体之和，即任何形状的物体都可以看作是许多个球体的叠加体，所以任何形状的物体在原质流体流场中做惯性运动所受到的各向合力为零。任何形状的物体在不可压缩、无粘、连续、均匀的流体中（流场无外边界、无源、无汇）做惯性运动所受到的合力为零，既无纵向阻力，又无横向升力，这个现象称为“达朗贝尔佯谬（D’Alembertparadox）”（也有称为“达朗伯佯谬”或“达朗伯疑难”）。之所以称为佯谬，是因为这种现象看似与生活常识相矛盾，但是在一定条件下成立。“达朗贝尔佯谬”成立需要流体和流场都具备严格的条件，任何分子构成的流体均不具备这个条件。在原质论之前，“达朗贝尔佯谬”只能在想象的理想状态下成立，但是在原质论中，原质流体和流场的性质完全满足这个佯谬成立的条件，使之具备现实意义。在生活中，空气形成的风和水流都是有阻力的，这是由于它们具有粘性，并且流体微观不连续、不均匀，流场也有限等原因造成了流体的阻力，物体及流场的不对称性还造成物体对流体相对运动时产生升力。在以太学说中，以太风的阻力是长期困扰以太性质的一个尖锐问题，那是由于以太学说没有建立以太的精确数理模型，无法区分以太与分子构成流体的性质之间的根本区别。推论：物体与原质流体相对惯性运动时，不可能通过力学方法测量原质流体的速度。所以原质流体的绝对流速没有任何物理意义。证明：因为物体与原质流体相对惯性运动时，无论速度大小，物体受到的各向合外力、静压力及浮力均恒为零，速度的定义本身具有相对性，原质流体的均匀流过物体与物体在原质流体中惯性运动是等效的，无论哪种情况均不产生力学效应，所以不可能通过力学方法测量原质流体的速度。在分子流体中，物体受到各种各样的作用力，这些作用力对于原质流体这样特殊的流体是不存在的，不仅物体与原质流体相对惯性运动时速度不能通过动力学方法测量，通过电磁学方法或者光学方法也不能够测量原质流体的速度，因为电磁学的实质就是原质流体的流体动力学（详见下文5“电磁现象的动力学实质”）。力就是物质运动时发生相互作用的强度，因此，物理学的所有课题都是研究物质运动时发生的相互作用，最终都要归结于力学，力学方法根本办不到的事情，物理学的其他方法也办不到。4.4物体在原质流体流场中运动的伴流物体在流体中运动时，物体周围流体受到物体运动的影响而产生追随物体运动的流动现象称为伴流。在分子构成的流体中，伴流由摩擦伴流、势伴流和兴波伴流三部分组成，其中摩擦伴流是伴流的主要成分。定理：物体在原质流体流场中做惯性运动的伴流只存在势伴流。证明：因为伴流是由摩擦伴流、势伴流和兴波伴流三个部分组成的，摩擦伴流是流体的粘性引起的，势伴流是物体的体积排流引起的，兴波只存在于流体的自由液面。原质流体没有粘性，不存在摩擦伴流；原质流体没有自由液面，不存在表面波，不存在兴波伴流，所以物体在原质流体流场中做惯性运动的伴流只存在势伴流。物体在原质流体流场中运动时，尽管原质流体的密度极大，但是由于物体被原质流体渗透后，剩下的有效排流体积很小，比物体压缩到核密度时的体积还小，体积排流引起的伴流强度比想象的要小得多，并且有：定理：物体在原质流体流场中做惯性运动时的势伴流强度与物体的质量成正比，而与物体的体积无关。证明：根据原质的渗透性质，物体在原质流体流场中做惯性运动时的体积不是有效排流体积，所以势伴流强度与物体的体积无关。根据原质公设，物体内部间隙被完全排除后的有效体积内的物质密度与原质流体密度相同（均为极大值），所以物体的有效排流体积与其质量成正比，而物体的势伴流强度与其有效排流体积成正比，因此物体势伴流的强度与物体的质量成正比。原质、原质流体和原质流体流场均与分子构成的气体、液体及其流场具有许多不同的性质，在分子流体中存在的性质未必在原质流体中存在；在原质流体中存在的性质，在分子流体中也未必存在，因此在将原质流体与分子构成的气体、液体进行类比推理时，不能忽略原质流体的特殊性，一定要看二者是否具备相同的物理条件，不能只凭生活经验去做判断，原质论需要严密的、理性的逻辑思维。空气水平流动形成的风与“以太风”、“原质风”不能简单地类比，从以上分析看出，原质流体不会被物体拖动，“原质风”（即均匀流动的原质流体流场）也不可能被观测到。4.5物体在原质流体流场中的非惯性运动物体在原质流体流场中的非惯性运动，涉及很复杂的数学问题，笔者缺乏深入研究，笔者仅仅解决原质论的基础问题。物体在原质流体流场中的非惯性运动正是原质论发展的重要课题，原质流体的流体动力学发展前景广阔，是研究微观粒子的产生与湮灭的有效途径，流体动力学将会上升为物理学的前沿学科。5电磁现象的动力学实质电磁是物质所表现的电性和磁性的统称。那么，电性和磁性的实质是什么？也就是问：物质的电性和磁性产生的根源是什么？对于这个问题，根据原质公设，可以用动力学的概念和原理对电磁现象进行深刻而又简明的解释。5.1电磁现象与动力学现象的同一性发生物理作用的双方必须具备相同的实质才可以发生相互作用，不同的只是物理作用双方所表现的形式。既然电和磁都能够产生动力学效应，那么电和磁现象本身就必定具备动力学实质，必定是某个物质结构层次的物质运动的动力学现象。实际上，理想流体动力学与电磁学之间存在许多相对应的概念、相似的现象、相似的物理过程，物理定律具有相同的数学表达方程式，这种现象不是偶然的巧合，而是深刻地反应了理想流体动力学与电磁学所描述的是同一类自然现象的物理过程，揭示的是同一类型的物质运动根本规律。在物理学史上，电磁学与流体动力学相互借鉴而发展，不过由于分子构成的流体的性质与电磁学描述的“以太”性质存在巨大差异，相互借鉴的范围很小，但是理想流体的性质与“以太”的性质非常接近，可是由于理想流体动力学的研究目的仅仅是为了研究分子流体服务，甚至有人怀疑这门学说只是一种脱离真实分子流体的数学游戏，是没有物理意义的研究，所以理想流体动力学的发展至今还很不成熟，这种现状使理想流体的动力学的概念与电磁学概念不能一一对应，使人们难以确认真空的理想流体动力学模型。原质公设给出了真空原质流体动力学模型，并有：定理：在真空中存在的任何物理场都是以原质流体为载体的物理量场。证明：根据原质公设，真空是原质流体流场，而原质是没有种类分别的，只有唯一的一种，并且原质流体是致密的，排除了真空中其它物质形态的存在，因此，在真空中存在的任何物理场都是以原质流体为载体的物理量场。推论：电磁场是原质流体存在和运动的物理量场，而不是一种的物质。证明：物质的最根本特性是占有空间，占有即排除其它的物质同时占据同一空间，电磁物理场不具备这个特性，所以电磁物理场不是物质，只能是物质的属性，只有具有质量量纲才能够称为物质。物理场有标量场和失量场，如果场是物质，那么物质就有标量物质和矢量物质，物质概念又如何定义呢，正负相消是否物质灭失？有一种说法：因为电磁波具有能量，所以电磁波是物质，那么声波也具有能量，声波是不是物质？物质与物质的能量是两个互相关联而又根本不同的逻辑概念。5.2电磁概念的动力学物理意义根据理想流体动力学与电磁学之间存在的相对应的概念、相似的现象、相似的物理过程，相同的物理定律数学表达方程式（例如：毕奥-沙伐尔-拉普拉斯定律），很容易判断电磁概念的流体动力学物理意义。表5-1列出了电磁基本概念的动力学物理意义。表5-1：电磁基本概念的动力学物理意义电磁概念电磁符号动力学符号动力学物理意义备注磁力线HU原质流体流线单位需要换算电力线E原质流体涡线单位需要换算真空的磁导率μ0ρ0原质流体密度单位需要换算磁场强度HU原质流体流速磁场是原质流体流速场磁感应强度Bρ0U原质流体动量密度原质流体密度速度积电场强度E原质流体涡流强度电场是原质流体涡流场真空的电容率ε0J原质流体柔量单位需要换算电流I原质流体速度环量位移电流的意义更明显电量Q原质流体涡量单位需要换算波速CV原质波波速详见6“原质波”5.3电磁量的动力学量纲从表5-1中电磁概念的动力学物理意义可以进一步推导出电磁量的动力学量纲，只要将动力学中的量纲L2T-1置换电磁学量纲I可得表5-2：表5-2：电磁基本量的动力学量纲基本电磁概念电磁符号电磁学量纲电磁学单位动力学符号动力学量纲真空的磁导率μ0MLT-2I-2h/mρ0ML-3真空的电容率ε0M-1L-3T4I²F/mJM-1LT2磁场强度HL-1IA/mULT-1磁感应强度BMT-2I-1Wb/m²=Tρ0UML-2T-1电场强度EMLT-3I-1V/mML-1T-2电流IIAL2T-1电量QTICL2电势UML²T-3I-1VPMT-2在表5-2中，任何电磁量都不具有质量量纲，所以电磁场不是物质，只是描述物质运动的物理量。必须注意：分子流体的性质与原质流体的性质存在根本差别，两种流体分别属于不同的物质结构层次，所表现出来的现象也有所不同。例如：电磁波的传播依靠媒质的诱导作用，而不是依靠媒质的弹性，尽管如此，电磁波与机械波的波动方程非常相似，只要按照表一中的对应关系，把电磁波波速公式中μ0置换成ρ0，把机械波（指由分子构成的物体中传播的波动）媒质的弹性模量置换成柔量，则电磁波与机械波的波动方程在形式上完全一样，这证明电磁波是依靠一种媒质传播的，这种媒质就是原质流体。表5-2中电磁量纲有四个要素：质量、空间、时间和电流，而动力学量纲只有三个基本要素，没有电流量纲，可见电流量纲不是基本的。按照公理化方法理论体系结构的要求和“奥卡姆剃刀定律（Occam'sRazor）”，原质论的理论结构具有显著的优越性。5.4电磁量的单位与动力学量的单位换算由于电磁学和动力学的基本物理概念和物理量在定义时分别采用了两个不相干的系统，所以两门学科相对应的物理量的数值所代表的物理量大小各不相同，它们之间需要进行换算，即存在一个常数km使等式：ρ0=kmμ0成立，ρ0为原质流体密度，μ0为真空的磁导率，km称为动力学-电磁学当量。此外，电性和磁性的正负号方向系统也是人为的，不像动力学那么真实确定，如果电磁学一开始就对它们的正负号方向系统进行相反的定义，电磁学的所有方程在形式上不会有任何改变，只是习惯不同而已。所以，电性和磁性的正负号方向系统也可能与动力学的实际情况相反。6原质波在物理学中，某一物理量的扰动或振动在空间逐点传递时形成的运动称为波。原质波就是原质流体的物理量的扰动或振动在原质流体流场中逐点传递时形成的运动。根据原质公设，电磁波（含光波）属于原质波。原质流体既没有剪切弹性，又没有体积弹性，原质波的波动方式并不像机械波那样通过媒质的弹性力的作用（媒质的弹性势能与动能相互转化的过程），而是按照流体动力学的速度环流和涡流在变化过程中相互诱导而传递的过程：原质流体变化的涡流场诱导出变化的速度环流场，变化的速度环流场再诱导出新的变化的涡流场，循环往复。波的定义显然是针对物质的属性—物理量，而不是物质本身，把电磁波作为物质本身就使波的概念在逻辑上产生了歧义或者说混乱。原质波与声波和水波等机械波在特性上存在巨大的差异，但是二者的实质没有区别，仍然适用于波的定义，不可因为二者特性上的差异而将其完全对立起来，割裂成一个是物质本身，一个是物质的属性。原质流体的性质与不可压缩理想流体的性质比较相似，在流体动力学中，并未见到任何研究不可压缩理想流体波动（非表面波）过程的论文，甚至没有人讨论流体力学中毕奥-萨伐尔定律的逆过程，这一点也证明理想流体动力学的不完善性。6.1光波的性质在物理学中的重要地位作为原质波的特例—光波，其性质在物理学中具有特别重要的地位，从经典物理学的创立到近代物理学的发展，光波的性质一直是物理学中的核心问题。在物理学发展史上，物理学界对光波的性质发生过多次持久的争论，参与争论的双方都是既有敏锐（逻辑思维清晰）而又有洞察力（哲学思考深邃）的伟大理论物理学家，对光波的性质判定历经过多次反复。对光波性质的争论和研究是推动物理学发展的强力源泉。理论物理学家有必要深入研究光波的性质：因为认识到光波具有波粒二象性，从而创立了量子论；因为认识到光波具有波速不变性，从而创立了狭义相对论；现在，应该认识到光波具有纵横二象性，认识到光波的传播媒质和传播方式的特殊性，从而扫清光波传播媒质是固体还是流体这个核心疑虑，确立原质论。在光速公式3个物理常数C、ε0和μ0中，狭义相对论强调光速常数C，而原质论强调密度常数μ0，柔量常数ε0的物理意义与基本粒子的结构相关，有待进一步揭示。6.2电磁波的横波理论存在严重的逻辑缺陷对于任何实在物理量的波动，描述波动基本概念的定义必须是统一的，满足逻辑上的同一律，不能因为被描述的波动物理量的不同而改变同一概念的含义，否则就会产生逻辑上的混乱，导致理论错误或缺陷。在经典物理学中，波的纵横性划分是研究波动本身和波的传播媒质性质的重要手段。媒质质点振动的方向与波的传播方向垂直的波定义为横波，媒质质点振动的方向与波的传播方向平行的波定义为纵波。波的纵横性定义涉及的只是媒质振动方向与波的传播方向之间相互关系，没有媒质的波就没有媒质运动速度与方向，就不存在两个方向的对比，就没有波的纵横性。但是，在近代物理学电磁波的横波理论中，由于以太理论的失败导致错误地否定了真空中存在光波的传播媒质，于是在讨论波的纵横性时，总是有意回避或者忽略“媒质”一词，或者把“媒质”改称为“介质”，波的纵横性定义开始发生歧义或者说混乱。近代物理学电磁波纵横性理论借用了经典物理学中波的纵横性概念，却回避了波的媒质，忽略了光波偏振实验中的磁场作用。更为错误的是：明知光波中的电场和磁场是涡旋场，为了迎合“光波是横波”这个实验结论，故意忽略了光波中电场和磁场方向并非总是与光波传播方向垂直这一事实，其错误论断见图6-1：图6-1：物理学教科书上说明电磁波中电磁场方向的错误插图图6-1是物理学教科书上常见的说明电磁波是横波的插图，图中把电磁波中的电场矢量描述成非上即下两个横方向，把电磁波中磁场矢量描述成非左即右两个横方向，与电磁波的实际情况严重不符，此图纯属误导。实际上，按照电磁感应定律，电磁波中的电磁场是图6-2中的链形分布：图6-2：电磁波中的电磁场真实分布示意图在图6-2中：虚线E代表电磁波中电场的一根电力线，电场矢量在任一点的方向是电力线的切线方向；实线B代表电磁波中磁场的一根磁力线，磁场矢量在任一点的方向是磁力线的切线方向，而水平方向是电磁波的传播方向，显然，电磁波中的电场和磁场方向只有在相位为0°和180°两个特殊点上满足图6-1的电场和磁场方向，而其余点随着电场和磁场的切线方向变化而变化，在相位为90°和270°两个特殊点上，电场和磁场的方向与电磁波的传播方向平行。图6-1仅仅描述了电磁波中电场和磁场的横向分量EX和BY的大小和方向,抛弃了纵向分量EZ和BZ的大小和方向，电磁波的横波理论在逻辑上以偏概全，存在严重缺陷。近代物理学电磁波横波理论出现这样明显错误的原因在于：先有光的偏振实验结果，后有迎合实验结果的理论解释，理论不是服从统一的数理逻辑，不是深入研究物理作用的过程，而是急功近利地直奔实验结果这个主题。6.3电磁波的纵横二象性原质流体的波动方式与机械波的波动方式是不相同的。由于机械波的媒质质点可以做一维往复运动，所以机械波存在单纯的纵波和横波，原质流体的性质使原质流体只能做环流运动（详见上文4.1推论2），其运动方式至少是二元流动（即二维运动），不能像机械波的媒质质点那样可以做一维往复运动，所以原质波（包括电磁波）不存在单纯的横波或纵波。根据上文5的论述，原质流体的涡流场即电场，速度环流场即磁场，根据波的纵横性定义，判断电磁波纵横性的唯一判据是磁场矢量的方向，而不是电场矢量的方向。图6-3电磁波的纵横性分析图图6-3是电磁波（含光波）的纵横性分析图，图中仅取一个波长为代表。电磁波中的磁场除了在上下左右4个相位特殊的点以外，磁场矢量B的方向与光波的方向既不垂直，也不平行，而是呈现斜交状态。对磁场矢量B进行矢量分解可得与光波传播方向平行的纵向分量BZ和与光波