论引力电磁力及量子力学的四维统一-科技论文

著名的量子物理学家海森伯早就指出，任何物理现象都是非线性的。现代科学的发展有力的证明了这句话的正确性。我们越来越清楚地看到线性不过是非线性的局部近似而已。因此任何一个完整的理论都应该是以非线性的面目出现。麦克斯维理论也不例外，它也是弯曲空间理论的线性近似。为说明此点，只需证明测地线方程在弱场情况下退化为狭义相对论方程
在不考虑电磁力时方程（1）就是引力场方程。由于(7)的右边出现因子(这是相对论的必然要求)，因此在一般情况下，无论是电磁场或者是引力场一旦放入弯曲空间的筐驾，其时空度规都将表现为弱场的形式。所谓弱场是指，的情况。因此研究方程(7)的弱场解具有重要的实际意义。在弱场情况下方程（6）有一般形式的解。用提升（7）的指标并通过简单的整理可得：
由毕安基恒等式可知（8）的左边协变散度为零，所以相应地右边的协变散度也应为零。在弱场下，协变散度为零转化为普通散度为零[2]，即在略去后，存在
对于静磁场情况，各点的正负电荷总密度的和为零，因此F=0。这时，矢势满足推迟势公式
其它。对于电磁波，这就是说对于远处的观察者看来源处的正负电荷总密度的和仍为零，因此F=0，
下面把上面得出的度规带入测地线方程与(6)比较异同。可把测地线方程改写为等价形式
不妨取u=1，我们分几种特殊情况给予讨论。(1):设粒子在匀强磁场中沿x-y面作圆周运动
为常数，这时测地线方程（9）退化为(10)描述的加速度大于(11)描述的加速度，现代加速器只所以是波导式的，原因就在于此。而以往理论所不能解释。
（3）：现在我们再来看带电粒子在静电场中运动时的情况。此时电磁场失势A为零。因此，测地线方程（9）退化为
(12)描述的静电场对粒子加速时，粒子的速度不超过0.8c，而(13)描述的静电场对粒子可以加速到光速。但在试验上从来没有发现过静电场能把电子的速度加速到接近光速，因此测地线方程描述的情况更接近于事实。到此我们证明了麦克斯韦理论是弯曲空间理论的线性近似.
四、核外电子落不到核上和粒子能量量子化的根源
忽然质量函数的时间导数后，在球对称的静电情况下我们可以精确求解这时的度规为
从上式可知若均小于0时，在r小于的区域，吸引变排斥，而且逾接近中心，斥力逾强，因此电子若要落到核上必须有很高的径向速度，这对绕核运转的电子来说是不具备的，电子落不到核上。还应注意，在粒子的质量改变不十分显著时，与引力场中的运动一样，存在，N为常数，这时从（14）知沿径向运动的线元的
了核外电子落不到核上。至于电子绕核运动的轨迹，原则上由测地线方程和质能关系完全确定，但由于粒子的质量在高速时是一个变量，这使得测地线方程的求解非常复杂，我们不准备在这里求解粒子的轨迹，仅借着度规场方程本身的性质来说明电子绕核运动时的能量是量子化的。由于电子出现的几率大多在玻尔半径之外，此时
仍然是成立的，即此处的相应的度规场仍然是弱场形式，所以，方程(11)仍然适用。.由于m是周期性变化的，即它不可能一直增加，也不可能一直减少，这就使得实际上也是时间的周期函数，可以得
设,这是一定存在的,这时的这说明电子在处的k值是量子化的，不同的k值意味着电子在处有不同的速度，由于势能相同，所以粒子的总能量也是量子化的。方程(25)中的的函数只对时的k值有弱的影响[3]。我们不妨把电子在处的动能记着。其的大小与核有关。可由实验确定。n，取不同值代表粒子有不同的能量。总之上式可认为是能量量子化的又。一种新的形式，而度规函数的周期振荡则是粒子能量量子化的根源。
五、结束语
从上边的讨论可知，场方程（1）本身已蕴涵了粒子能量量子化的条件，因此场方程的精确求解将导致量子力学最终归入时空弯曲。如果把强作用也当作空间的弯曲效应。那么一个核子就是一个夸克的黑洞，夸克禁锢也就显然了。同时自由中子的寿命小于束缚中子的寿命的问题也变得迎刃而解。当然以上的全部讨论有待进一步的研究，笔者希望得到各位专家和学者的指点和批评。