各维时空矢算从3维空间发展到4维时空，对客观世界逐步全面科学的认识

由本人博文“各维矢量的矢量运算，及各相应的各种力矢量”

http://blog.sciencenet.cn/blog-226-1209537.html  新华网发展论坛2019年12月10日21时14到23分推导、分析，已知：

经典物理学，按“绝对时间概念”，认为：一切物理量都只是3维“空间”的矢量，“时间”与参考系无关，只是各维空间分量的参变量。

      3维空间矢量的各次时间导数仍然是3维空间矢量。

    3维空间的偏分矢对3维空间[1线矢]的叉乘是与其正交的3维空间[1*线矢] ([1线矢]与[1*线矢]彼此正交)。

    3维空间的偏分矢对3维空间[1线矢]的点乘是[标量]。

因而，3维空间矢量的运算就只有3维空间[1线矢]和[标量]。

对于电中性、带正或负电荷，的2类粒子，分别得出它们的各种物理矢量。

因为，各种粒子的引力势都是[标量]、带电粒子的电势是3维空间的[1线矢]，3维空间的偏分[1线矢]分别与它们矢算，就都得到力量纲的[1线矢]，分别为：引力f(3)引[1线矢]、电力f(3)电[1线矢]及磁力f(3)磁[1*线矢]，因引力系数k很小，对于带电粒子，引力与电力或磁力，相比，就都可忽略不计。

已导出经典物理学，从星体运动到苹果落地，的引力问题，以及联系到，电、磁、核、认识到有电中性、带正或负电荷，的2种粒子，虽然也了解一些 光、声，的特性，但尚不清楚它们的基本性质。

迈克尔逊光学实验表明：3维空间矢量牵引运动必然的伽利略变换，不成立，引起经典物理学的危机。

由狭义相对论，打破“绝对时间”观念，采用增加与各空间分量正交的时轴分量，iCt，(i是虚数符，(-1)^(1/2)，c是所在介质的光速，t是经历的时间)的时空位置矢量，“闽可夫斯基矢量”，表达物体的时空位置，就很好地符合实验，解决了问题 (实际上，闽可夫斯基矢量，只是适用于时轴由光传送的情况，而对于时轴由声传送的情况，就应将光速的c，更换为声速的a*)。

     并表明：3维空间矢量和矢算的结果，只是4维时空矢量和矢算在3维空间，其速度，v(3)/(c或a*)，可以忽略的近似。

     由4维时空位置矢推导4维时空动量矢，得出静止质量m0与运动质量m，的重要概念，和 m=m0/(1- v(3)/(c或a*))^(1/2)，的关系式，按质量必为有限值，得到 m0=0的条件：v(3)/(c或a*)=1，而推导出：光子、声子的静止质量m0必=0，而认识到：电中性、带正或负电荷，是m0不=0的2种粒子，光子、声子是m0=0的2种粒子。

而光子、声子的运动质量=0/0，就只能分别由其能量和速度表达为：m光=E光/c^2、m声=E声/ a*^2。

   进而，由光能在真空中传送，就以其在真空中的速度为c0，在均匀状态介质中的光速c就=c0乘介质折射率，n光，声子不能在真空中传送，就以其在标准状态大气中的速度为a*0, 在均匀状态介质中的声速a*就=a*0乘介质折射率，n声。

   任何粒子的3维空间速度都远小于所在介质的光速。

    但粒子的3维空间速度却可大于所在介质的声速，当粒子的3维空间速度v(3)=Ma*，M为正整数，称为“马赫数”，其时空动量成为超音速动量：

p(4超) [1线矢]=m0a*(i [0基矢]+M[(3)基矢])/{1-M)^2}^(1/2)，

p(4超) =m0a*{ (M^2-1)/(1-M)^2}^(1/2)，显著地大于p(4)，而且，M愈大愈显著，这正是产生爆轰波、声爆，等的缘由，而在近似真空的太空中，因无声子才可免除。

   由4维时空力矢量作功：dw(4)=f(4)[1线矢]点乘dr(4)[1线矢]从r(4)1[1线矢]到r(4)2[1线矢]的积分。

      其3维空间部分，得到: E(3)(光或声) =m(c或a*)^2， (此处m是运动质量)  

对于3维空间静止(v(3)=0)的粒子：E(3)(光或声)=m0(c或a*)^2， (此处m0是静止质量)

其时轴部分,得到: E(0)(光或声)=-m(c或a*)^2=-E(3)(光或声)，即：内势能的增加=动能的减少。(此处m是粒子的运动质量)

当3维空间速度趋于零，3维空间的动能也趋于零，即得到：E(0)(光或声)=-m0(c或a*)^2。(此处m0是粒子的静止质量)

即：E(光或声)=E(0)(光或声)-E(3)(光或声)(即m0不=0粒子跃迁的2能级之差)=h频率(光或声)(于是，联系到：大量m0不=0粒子跃迁，集体表现，或大量光子与声子，时空相宇统计，的频率)，

    由4维时空矢算，就得到：包括光子与声子，在内的。各种粒子，的各种4维时空的基本特性。

    现有理论，尚无4维时空矢量产生高次多维矢量的矢算，不能得到客观存在的各高次多维矢量的各种特性。

只是弥补这个严重缺陷，才分别得到各高次多维矢量的，相应的各种特性。

对于6维以上的各力，包括电中性或带电粒子，各相应的引力都完全可以忽略不计，因此，只有3维空间电中性粒子才有不可忽略的引力。

f(6自旋)[3线矢]实际上是3维空间彼此正交的的运动力与离心力，之和，表明：它们是电中性粒子时空自旋运动的，6维的，统一特性。f(6电磁)[3线矢] 实际上是3维空间彼此正交的的电力与磁力，之和，表明：它们是带电粒子时空自旋运动的，6维的，统一特性。 f(6自旋)[3线矢]、f(6电磁)[3线矢]，都可表达为：r(6)[2线矢]={r0rj[0j基矢]+rkrl[kl基矢],jkl=123循环求和}， p(6)[2线矢]=mdr(6)[2线矢]/dt， f(6运动)[2线矢]= dp(6)[2线矢]/dt，对于6维矢量由m0不=0的粒子相应的动量，导出：[((v2r3+r2v3)(r2+tv2)(r3+tv3))^2+((v3r1+r3v1)(r3+tv3)(r1+tv1))^2+((v1r2+r1v2)(r1+tv1)(r2+tv2))^2]/((r1+tv1)(r2+tv2)(r3+tv3))^2=(c或a*)^2，是使m0=0，应满足的条件。

对于12维矢量由m0不=0的粒子相应的动量，导出：使m0=0，应满足的条件。

f(3强自旋)[22,1线矢]、f(3强电磁)[22,1线矢]、f(3弱自旋)[22.1线矢]、f(3弱电磁)[22.1线矢]，的位置矢、力矢，都可分别表达为：r(12)[22,1线矢]={rkl,lj,0 [kl,lj,0基矢] +rkl,jk,0 [kl,jk,0基矢]+rkl,kl,0 [kl,kl,0基矢]+r0k,0l,j [0k,0l,j基矢]

,jkl=123循环求和}，p(12)[22,1线矢]=mdr(12)[22,1线矢]/dt，f(12运动)[22,1线矢]=dp(12)[22,1线矢]/dt，

类似地，由各高维时空多线力矢作功，分别得到各相应的E(光或声)=m0不=0粒子跃迁的2能级之差=h乘(大量m0不=0粒子跃迁，集体表现，或大量光子与声子，时空相宇统计，的频率)，

由以上可见，只要知道，各维的时空位置矢量，导出相应的动量矢量，得出静止质量与运动质量的关系式，就能由时空矢算导出确定相应的各种物理矢量和标量，这为各维矢量由各应的位置矢量和动量矢量组成相宇，按大量粒子的几率特性进行统计，创造了条件。

    各维的位置矢和力矢，结合物质元包晶格特性，还形成相应的拉伸、切变，的弹、塑性，的力，和相应的应力、应变。

对于3维的[(22,22)1线矢]由m0不=0的粒子相应的动量：

p(3新)[(22,22)1线矢]=md{(rkrl,rjrk)(rkrl,rjrk)r0[(kl,lj)(kl,jk)0基矢],jkl=123循环求和}/dt，也导出使m0=0，应满足相应的条件。

f(3新)[(22,22)1线矢]=dp(3新)[(22,22)1线矢]/dt，

     也得到这类的4种力，和相应的运动力，必然是现有实验时而报道可能存在，又都不能肯定的第5种力。

     而且，时空矢算表明：只有以上各维的矢量和力矢量，不可能有更多次、高维的矢量和力矢量。