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引力场的能量属性

道生一，一生二，二生三，三生万物.道者，无也.——老子《道德经》

西方哲学是把所有的客观存在统称为“物质”，这种自然观被叫做“物质一元论”；20世纪物理学的诸多成果都在证明，未来科学必须用物质～空间系统论的自然观取代实体物质一元论.物理学抛弃ether，electromagneticfield可以在真空中传播，真空的本质是什么，为什么在真空中可以激发出各种粒子？

设有两个相距无限远的，密度均匀，半径R，质量m的自由球体的孤立体系.由万有引力吸引，在一条直线两端相向作自然靠近运动.最后相遇并结合成密度均匀，半径为R，质量2m的球体.这个孤立体系的初态总能量，由质能关系是:总静能量;根据引力场物理理论，总场能之和，也就是.末态的总能量是:总静能量;总场能，与两个球在引力作用下获得了显示的总动能与结合能的总和三者相加.根据孤立体系在任意物理过程中，必须遵守普适的能量守恒定律:：.能量守恒定律告诉人们，体系获得的这个能量不是“无中生有”，而是以引力场的总能量变得更负为代价的:.这就是说，引力场具有负能量.它为自然的运动和演化过程起了负能量库的作用.物理学家卡西米尔发现真空中两个平行导体板之间会出现负的能量密度，并预言这样一对导体板之间存在微弱的相互作用，后来这个预言被实验证实，从而为负能量的存在提供了直接证据.

100年以前的一位物理学家就预言：真空中充满了能量，取之不尽，用之不竭.在几十年前的彼得堡学术会议上，关于真空问题的讨论，使门捷列夫，开尔文爵士，特斯拉等科学家被错误的冠以伪科学家的头衔.特斯拉对光波深有研究，他研究光波的标量部分，并且成功地实现了无线的电流传送.李政道博士也认为：真空就是介质的凝固态.一些科学家认为，真空是一种能量海，取之不尽，用之不竭.

NASA在1998年把真空能的研究列入NASA的研究计划.美国能源部在当时强烈的反对，认为不可能从什么都没有的真空里提取出能量来，并宣称不会给任何NASA的关于真空能的研究计划拨款.而两年后，美国能源部也把真空能纳入其研究计划中.在广义相对论中，物理真空的观念被彻底排除了.ether概念重新获得了一定的内容......广义相对论的ether是本身失去了任何力学和运动学性质的介质，但同时它能决定力学（或电磁学）过程.Dirac方程（pcα+mc²β）ψ=Eψ，对原子结构及分子结构都给予了新的层面和新的极标准的了解.Dirac关于真空中被无数electriccharge充满的理论可以推广至被无数正引力质量充满着，进一步理解负引力质量空穴——场.由此类比广义相对论中的ether依然是真空，因为时空与引力质量是对称的，能量是它们之间的相互作用，因此实物通常是定域在绝对空间的确定区域内，而场则弥漫于绝对空间中，electromagneticfield的传播也需要介质——绝对时空.物理学家保罗•戴维斯在他的《上帝与新物理学》中说：“运动的能量和质量的能量总是正的，但引力的能量，如某些场的引力是负的.有时会出现这样的情况，创造新生物质粒子质量的正能量正好被引力的负能量抵消了.”爱因斯坦说：“我们今后在这样的意义上把‘场’同‘物质’加以区别，除了场之外的任何东西都叫‘物质’，因此它不仅包括通常意义上的物质，而且也包括电磁场.”爱因斯坦在1917年的文章《广义相对论的宇宙学》里说的“这样构成的一个宇宙，就其场来说，该是没有中心的，所以用不着假定在空间无限远处密度应该减少，而只要假定平均势和平均密度一直到无限远处都是不变的就行了.”他1918年在《论引力波》里又说：“在我们的宇宙中，固然物质不是均匀分布的，而是集中于各个天体之中；固然物质不是静止的而是处于（比光速慢得多的）相对运动之中.可是，十分可能，在包含许许多多恒星的空间中得到的物质的平均（‘自然量度的’）空间密度，在宇宙中接近一个常数.”

霍金辐射和量子真空卡西米尔效应与能量量子隧道效应是同理的，也是缠结的.即卡西米尔效应也是真空量子起伏引起的.量子起伏是由不确定性原理决定的，这其中就含有能量守恒原理.卡西米尔效应中，两片平行板之间的吸引压力，是由平板之间的虚粒子的数目比正常数目减小造成的，这是卡西米尔在1948年提出的一项检测真空能量存在的方案.而早在上世纪40年代，荷兰科学家卡西米尔和奥弗比克从流行的胶体理论存在的缺陷中发现这个秘密后，就开始做起的这种“游戏”.他们给予的实验证明和解释是，真空能量以粒子的形态出现，并不断以微小的规模形成和消失.在正常情况下.真空中充满着几乎各种波长的粒子，如果使两个不带电的金属薄盘紧紧靠在一起，较长的波长就会被排除出去.接着，金属盘外的其他波就会产生一种往往使它们相互聚拢的力，金属盘越靠近，两者之间的吸引力就越强.到1996年物理学家首次对这种卡西米尔效应进行的测定，实际测量结果与理论计算结果也是十分吻合.真空卡西米尔效应和能量量子隧道效应不但紧密相连，而且是量子色动化学的增长极.

当把物质-场互作用能归为场的能量，则引力能是负数，如果将我们研究的宇宙看作是从真空中产生，开始总能=0，随着它的创生引力能负值越来越大，物质的正值也会越来越大，星系越来越多.“人们从未见到过负质量物体，未必一定意味着负质量不能存在，而可以只是因为原先存在的物体都是正质量的.在经典物理学中，一切运动是连续的，一个原先为正能量的物体，不可能通过连续变化而越过能隙区变成负能量.但是在量子物理中情况完全不同.量子力学容许有不连续的变化，原来正能量粒子可以跃迁到负能量去.将量子力学与相对论结合而建立的狄拉克方程就有两种解，正能解描述正能量粒子的运动，负能解描述负能量粒子的运动.狄拉克没有回避负能态的存在，他假设了在真空中所有的负能态均已经被负能量电子所充满.狄拉克方程和他提出的新的真空图像使他预言了反电子的存在，并在随后的实验中被证实.”^【1】“狄拉克在其一篇论文中写道：“最近正电子的发现，又重新复活了旧的负动能的理论，因为到目前为止，实验发现完全和理论相符.”他建议人们应当去“发现负能态的物理意义”.^【2】

参考文献

【1】陆琰,罗辽.复物质探微-从电子到夸克[M].北京：科学出版社，2005.7.

【2】薛晓丹.量子真空物理导引[M].北京：科学出版社，2005.8.