《系統相對論》
劉泰祥 編著
2010年11月完稿
序 言
自古以來，壯麗星空天象令人驚奇，從而進行觀察、思索和研究，試圖了解其奧秘。人類對宇宙的認識是不斷發展的，尤其是人類認識宇宙的幾次大飛躍影響深遠。
第一次飛躍是認識到地球是球形的。公元2世紀，托勒密在其名著《天文學大成》中闡述了宇宙地心體系（即地心說），認為地球靜止地位於宇宙中心，各行星在其特定輪上繞地球轉動，且跟恆星一起每天繞地球轉一圈。因為否認上帝，直到1215年教會還禁止講授他的理論，後來教會才把地心說作為統治工具。
第二次大飛躍是1543年哥白尼在名著《天體運行論》中提出宇宙日心體系（即日心說），形成太陽系概念。正如書名中“revolution”一詞有運行和革命雙關意思，從此自然科學開始從神學中解放出來。17世紀初，伽利略製成天文望遠鏡觀測星空，提供了太陽系的新證據，分辨出銀河由密集的恆星組成，開創了近代天文學。
第三次大飛躍是萬有引力定律和天體力學的建立。克卜勒發現行星運動三定律，牛頓總結前人成果，寫出名著《自然哲學的數學原理》，由克卜勒定律導出萬有引力定律，奠定了天體力學基礎。哈雷彗星的回歸和海王星的發現顯示了牛頓理論的威力。
第四次大飛躍是認識到太陽系有其產生到衰亡的演化史。在牛頓時代，絕對不變的自然觀占主導地位。在這種僵化自然觀上打開第一個缺口的是康德和拉普拉斯，他們先後提出兩種太陽系起源的
星雲假說。演化觀的建立對自然科學和哲學的發展都有深遠的影響。
第五次大飛躍是建立銀河系和星系概念。哈雷把當時的星表和古星表比較，發現某些恆星有移動。後來，天文學家測出各恆星離我們遠近不同。這樣就打破了恆星固定在天球上的錯誤概念。繼而在賴特、朗伯特提出的扁盤狀銀河系的基礎上，赫歇耳研究得出銀河系的粗略結構圖。
第六次大飛躍是天體物理學興起。19世紀中葉以來，照相術、光譜分析和光度測量技術相繼套用於天文觀測，導致天體物理學興起。孔德在1825年斷言“恆星的化學成分是人類絕對不能得到的知識”，但不久光譜分析就可以得知天體的化學組成了。隨著原子物理的創立和發展，破解了天體的物理狀況和化學組成。但其成因研究還僅僅是個開始（作者注）。
第七次大飛躍是時空觀的革命。20世紀初，愛因斯坦創立相對論，把時間、空間與物體及其運動緊密聯繫起來，打破了牛頓的絕對時空觀，建立“相對論時空觀”。他建立的質能關係方程，成為天體、核能等的理論基礎。
近半個多世紀以來，天文學和微觀研究進入迅猛發展的新時代，新發現接踵而至，出現大量新課題，面臨新的飛躍，乃至孕育自然科學新的革命①。
這些大量的新課題，為我們提供了打開宇宙大門的鑰匙。我摒棄物理學現有的時空觀和認識論，用懷疑的眼光重新審視我們的物理學體系，抽取出各種物理現象和實驗數據，進行系統的分析研究，
提煉出了系統時空觀，然後將其反覆放到更多的物理現象和現有實驗數據中進行驗證和不斷修正，最終初步建立了較為完整的系統時空觀，並在此基礎上架構了系統相對論體系的框架。
我期望《系統相對論》是吹響自然科學的新的偉大革命實踐的號角。當然我也深深知道突破舊的藩籬是何等的艱難，但我堅信建立在更廣泛的現象、實驗和實踐基礎上的系統相對論，有著更加堅實的基礎和先進性。
本文力求簡潔明了地介紹系統相對論的基本原理，並用系統相對論時空觀理解和解釋我們的宇宙，論述中難免會對現有物理理論提出質疑和對事物作出不同的解釋，但對先賢和經典理論絕無冒犯和輕視之意，也無譁眾取寵之念，唯求真理而已。
系統相對論體系極其龐大，涉及範圍極其廣泛，幾乎包括當前所有學科。顯然全面架構系統相對論，絕非一人一時之功能夠完成的。同時由於本人時間倉促、掌握數據有限以及知識水平所限，難免顯得粗淺和缺乏理論的完整性，甚至出現解釋或定義性的一些錯誤，敬請讀者給予諒解和批評指正。
劉泰祥
2010年11月
【注釋】
① 引自胡中為編著的《普通天文學》緒論，南京大學出版社，2006年印刷。
第一節 物質觀發展簡史
人類物質觀的發展史主要體現在時空觀和光的波粒爭論兩大方面。 人類的時空觀主要經歷了兩個階段：絕對時空觀和相對時空觀。 光的波粒爭論貫穿於整個時空觀的發展史。
1. 絕對時空觀
絕對時空觀是牛頓力學的時空觀，即認為時間和空間與物體的運動狀態無關，並且時間和空間也無任何聯繫。伽利略變換是這種絕對時空觀的數學體現，它在解決巨觀、低速現象的問題中，取得了輝煌的成就。在17世紀下半葉，隨著光的波動理論的建立，基於波動需要在介質中傳播的經驗，當時把這種傳遞光波的介質取名為以太。以太具有許多特殊的性質：不具有質量；它無處不在，充滿整個宇宙並滲透到一切物質的內部；對物體的運動沒有任何托拽。
19世紀下半葉，隨著麥克斯韋電磁理論的建立，導出了光速c在真空中是恆定的。但根據伽利略的速度變換公式，在以速度v相對以太做勻速直線運動的參照系中，光的傳播速度應在c+v和c-v之間。即電磁規律不滿足伽利略相對性原理。為此物理學家做了許多觀測和實驗，其中比較典型的是光行差現象和麥可遜-莫雷實驗，其結果是否定了以太的存在。這一系列的觀測和實驗構成了狹義相對論的實驗基礎①。
2. 相對時空觀
相對時空觀是愛因斯坦相對論的時空觀，即認為時間和空間彼此聯繫又都與運動有關；時空是彎曲的，宇宙在空間上是均勻各向同性的。愛因斯坦引力場方程是這種相對時空觀的數學體現，它正確預言了質點和光子在彎曲時空中的運動，把人類的觀測範圍延伸到100多億光年②。
由愛因斯坦引力場方程、能量守恆方程和物態方程導出的宇宙標準模型，即弗里德曼模型。根據從星系觀察到的宇宙能量密度現在值ρ0，要比臨界值ρc小兩個數量級，得出宇宙是開放的結論；但從宇宙學紅移觀察得到的減速參數的現在值q0，又大於1/2，得出宇宙是封閉的結論。這種矛盾的結果還有待於進一步努力去解決。
廣義相對論存在奇性，具有時空曲率為無限大的奇點。這種奇點，不僅反映為令人費解的時空無限彎曲，而且也將破壞因果關係。一些學者認為，這一困難是由於廣義相對論引力場沒有量子化造成的，這推動了量子引力理論的研究。 但引力場的量子化遇到了一個嚴重的困難：圈圖發散，不可重整化。 近來基於廣義相對論是規範場的超引力理論，量子化後解決了圈圖發散問題。 但不可重整化的困難能否最終解決，還需繼續研究③。
3. 光的波粒爭論
關於光是粒子還是波，從十七世紀就有以牛頓為代表的微粒說和以惠更斯為代表的波動說。波動說認為光是一種彈性波，特殊的彈性介質—以太充滿空間，以太具有密度極小、彈性模量極大的屬性。當時波動說不僅實驗上無法得到證實，理論上也顯得荒唐。
微粒說差不多統治了17、18兩個世紀。直到19世紀中葉，隨著“光在水中的速度應小於在空氣中的速度”被傅科的實驗所證實，和麥克斯韋電磁理論的建立，波動說才最終戰勝了微粒說。後來，瑞利和金斯根據經典統計力學和電磁理論建立了黑體輻射公式，從該公式導出短波長極限的輻射能量趨於無窮大的“紫外災難”。當時物理學界權威開爾文爵士把光以太和能均分定理的困難，比喻為籠罩在物理學晴朗天空中的兩朵烏雲（正是這兩朵烏雲催生了相對論和量子論這兩個革命性的理論）。有趣的是這兩個問題都與光有關。
為解決黑體輻射理論中的矛盾，1900年普朗克提出了能量子假說，從而解決了光的發射問題。1905年愛因斯坦發展了量子理論，解釋了光電效應。光究竟是粒子還是波？這個古老的爭論又重新擺在了我們的面前。近代科學實踐認為，光是個十分複雜的客體。對於它的本性問題，目前只能從它所表現出來的性質和規律來回答：光的某些行為象經典的“波動”，另一些行為象經典的“粒子”，這就是所謂“光的波粒二象性”④。
光的波粒二象性-內部結構模型圖 對於波粒二象性的困境，自量子論誕生以來，許多物理學家和哲學家都頑強的拼搏過這個問題，遺憾的是都無果而終。
4. 系統時空觀
由於光的波粒二象性問題沒有從根本上得到解決，使得建立在這個不穩固的基礎之上的相對論和量子論，隨著實踐的不斷深入而暴露出越來越大的局限性。這就是系統時空觀產生的背景。系統相對論認為，空間和時間都是量子化且有密度分布的。
廣義相對論認為空間和時間都是均勻的，但通過空間彎曲理論，建立了與空間密度分布的等價關係，進而導出時間彎曲及時鐘佯謬，這極大的推動了人類對宇宙的認識。但因未承認空間的量子化，導致進入奇點誤區；同時因認為時間是的均勻的（光速恆定），導出了因果關係顛倒的錯誤。
牛頓力學認為空間是絕對的且與物體無關聯，但通過確立物體具有慣性性質，間接承認了物體體外渦環的存在，但因為沒有認識到慣量的可變性，不得不通過定義各種性質不同的力來解決。
因此我們當前的物理學是有條件的（空間密度均勻）、局部適用的（地球系），稱為地球物理學；與之相對的無條件的、普遍適用的稱作系統物理學。當然，物理量的測定是與科技水平相對應的，科技水平的有限性決定了我們幾乎無法建立真正的系統物理量。對於我們有限的空間觀察來講，建立相對物理量就足夠了，但必須通過系統時空觀確定它的適用範圍和看清事物的本質，這就是系統時空觀的意義所在。
因此，基於系統時空觀下的物理理論體系統稱系統相對論。
第二節 系統相對論的基本假設
系統相對論的基本假設是基於五個前提條件建立的，這五個條件包括：
1）宇宙是可認知的；
2）一切物理現象都是客觀存在；
3）因果關係是不可顛倒的；
4）本性具有波粒二象性的物質是不存在；
5）一切與前四項相矛盾的推理和現象解釋，一般都是因為突破了理論的隱含條件，超範圍運用理論及其概念造成的，而不是理論自身或推理方法的問題。
當然，基於上述前提條件建立的系統相對論，因概念定義的不同理論上會有差異，但其原理是相通的、是具有唯一性的。因此系統相對論建立的概念並不具唯一性。
基於上述五項前提條件，系統相對論有四個基本假設。
1. 空間是有密度分布的
由於光電效套用光波理論無法給出解釋，而光子理論能夠給出解釋，因此系統相對論認為光是粒子即光子，而不是波。有關光的波現象解釋見第五章第一節的光學部分。
光子-內部結構模型圖我們知道，光子在真空中是以光速運動的，但進入介質中的光子速度會比較低，這個較低的速度在介質中保持恆定，與介質的厚度無關；離開介質後又恢復到光速。如果認為光子進入介質後，因介質的阻力導致光子減速，那么介質越厚光子的速度就會降得越低，但光子在介質中速度是恆定的。另一個問題是：光子在進入和離開介質前後，瞬間減速和加速的機制是什麼？
另外，廣義相對論的空間彎曲是不爭的事實，而基於空間均勻的廣義相對論導出因果顛倒和奇點困惑都是與事實不符的。
因此得出系統相對論第一個假設：空間是有密度分布的。
2. 光子是由基本粒子構成的
我們知道，電流會使鎢絲髮熱發光，通常的解釋是：經過鎢絲的電子的動能轉化為電磁能--光子，電流越大，鎢絲輻射的光能越強。但問題是：隨著電流的增大，會有更高頻率的光子輻射出來，而不是一定頻率光子的強度增加。顯然這些光子不是電子帶來的，也不是從鎢絲中的鎢原子激發出來的。
從黑體輻射理論中我們得知，原子具有輻射的特性。因此，系統相對論認為鎢絲中的每個鎢原子都是一台“光子加工機器”，這台機器的原料就是空間，電流是它的外部動力。當電子經過鎢原子時，“光子加工機器”利用電子提供的動力將空間加工成更多和能量更高的光子，而輻射出去。當電流增大到一定程度時，可見光子產生並輻射出來。
結合普朗克的能量子假說，得出系統相對論第二個假設：光子是由基本粒子構成的。基本粒子就是普朗克理論中的能量子，是個恆定的常數。
3. 空間是由能量子構成的
如上所述，無論電流大小，作為“光子加工機器”的鎢原子始終能夠精確“切割”出等值的空間、再加工成能量子的合理解釋是：空間是量子化的，即空間是由能量子構成的。“切割”出的等值空間就是指一個能量子。
這就是系統相對論的第三個假設：空間是由能量子構成的。空間就是歷史上所說的以太。
4. 電荷沒有正負之分
常識告訴我們，孤立物體上的自由電子都聚集在表面曲率大的地方，而表現出自由電子的相吸特性；而不同物體上的自由電子之間表現出相斥特性（如油滴試驗）。從下一章中電子的結構和場的知識中我們知道，電子間的相斥或相吸取決於它們間的場方向。
這就是系統相對論的第四個假設：電荷沒有正負之分。
上述四個假設是系統相對論的基石，在後續章節會陸續有進一步的解釋和說明。
第三節 物質概論
自然界是物質的，物質是量子化的；物質具有流體態和剛體態兩種狀態，流體態物質的量是用能量表征的，剛體態物質的量是用質量表征的；這兩種狀態的物質是相互依存的，在一定條件下是可以相互轉化的。這就是系統相對論的基本物質觀。
1. 物質的基本概念
物質具有流體態和剛體態兩種狀態。剛體態的物質稱作物體（或粒子）；流體態的物質史稱以太，由於它充滿整個空間因此又稱作空間（下同）。但從本質上講，以太和空間是不同的概念。
一切物質都是由能量子構成的。能量子是物質的最基本單元，每個能量子具有一份的能量e0。流體態的能量子稱作爽子，用S（取shuang首字母）表示；剛體態的能量子稱作基本粒子，用cn（取自china）表示。爽子和基本粒子都具有一份的能量e0。
爽子是構成空間的基本單元。如同肺泡結構，爽子是一個14面的四面-六面體，又稱十四面體⑤。如圖1.1所示。它是有極大彈性的無核的均勻的近球體（為便於分析計算，在後文一般按球體考慮）。基本粒子是構成物體（或粒子）的最基本單元。如同手鐲，基本粒子是一個環狀的剛體⑥。
2. 空間與物體的關係
空間與物體是相互作用、相互依存和相互轉化的。引用量子理論的概念，空間是物質的基態，物體是物質的激發態⑦。因此，空間和物體的關係是一般與特殊的關係。
空間與物體的相互作用、相互依存關係在後文會陸續介紹。在一定條件下，爽子和基本粒子是可以相互轉化的。爽子轉化為基本粒子的過程稱作爽子的躍變，基本粒子轉化為爽子的過程稱作基本粒子的湮滅。
3. 爽子S的躍變
圖1.2 基本粒子示意圖ωcVcSN rc根據流體理論，空間的不規則運動會產生空間漩渦。進入空間漩渦的爽子，不斷被擠壓、拉伸和加速鏇進，最終自閉形成一個渦環，而從漩渦中游離出來。這個過程稱作爽子的躍變。爽子躍變成的剛體式渦環就是基本粒子cn。如圖1.2所示。
4. 基本粒子cn的湮滅
相向運動的兩個基本粒子，如果它們的自鏇相反，一旦碰撞就會發生湮滅。由於自鏇相反，碰撞瞬間彼此抵消了對方的內部應力，而使它們的體積都急劇增大，剛體式的環變成了彈性的球，基本粒子反躍變為爽子。
當然，自鏇相反的基本粒子碰撞需要克服它們的相斥力，這個條件在黑洞中或視界附近能夠提供。
5. 物質的對稱性
爽子的能量守恆和基本粒子的質量守恆（見下一章）是對稱的，物體的絕對速度守恆和爽子的時間守恆（見第三章）是對稱的，爽子和基本粒子又是可以相互轉化的。因此物質是CPT對稱的，物質是守恆的。
宇宙是由物質構成的，宇宙是守恆的。
【注釋】
① 引自黃新民、張晉魯主編《普通物理學》第六章，南京大學出版社出版。
② 引自楊桂林等主編《近代物理》第十四章，科學出版社出版。
③ 引自徐龍道等編著《物理學詞典》廣義相對論，科學出版社出版。
④ 本小節內容引自趙凱華編著《光學》第一章，高等教育出版社。
⑤ 參閱馮元楨著《連續介質力學》第八章，清華大學出版社出版。
⑥ 參閱童秉綱等著《渦運動理論》第六章，中國科學技術大學出版社。
⑦ 參閱徐龍道等編著《物理學詞典》熱學部分，科學出版社出版。
第一節 基本粒子
1. 基本粒子的產生
空間是由爽子構成的流體介質，空間的運動是有渦運動。空間渦鏇是由爽子線渦構成的，根據渦量守恆原理，由若干爽子構成的線渦（渦管）在三維空間總是呈閉合的渦環。
由於爽子具有均勻和彈性的屬性，在自誘導運動作用下，不斷形變運動，最終形成一個孤立的圓形線渦即渦環，這就是由爽子構成空間的非線性薛丁格方程的孤立波解。根據Biot-Savart公式，這個由一個爽子形成的渦環，以等速度沿其軸線方向運動而不改變其外形，並從原渦環中游離出來。
爽子形成的渦環作剛體式運動，角速度ωc（對應渦量分布）、線速度vc（傳播速度）和體積Vc均為恆定值。爽子躍變成的剛體式渦環稱作基本粒子cn。
圖2.1 基本粒子的場SN ω2. 基本粒子的場
基本粒子是爽子躍變成的渦環，根據渦運動理論，基本粒子具有恆定的渦量場，即由爽子構成的渦量場從環的一端鏇進，從環的另一端鏇出。基本粒子的爽子渦量場稱作基本粒子的場，鏇進的渦量場稱作基本粒子的陰場，用S表示，對應的環面稱作陰極；鏇出的渦量場稱作基本粒子的陽場，用N表示，對應的環面稱作陽極。如圖2.1所示。
基本粒子的場是由多條爽子渦管組成的，每條渦管都形成閉合的環路，這個渦管稱作場線，閉合的場線稱作場環。
基本粒子的場是場線運動方向一致的場，稱作極性場。與極性場相對應，場線正反方向混合的場，稱作中性場；有固定方向的中性場稱作定向場或極化場，如電子、質子的場；無固定方向的中性場稱作萬向場或球形場，如一般物體的場。
根據流體理論，物體的場有強弱之分，但無空間大小之別。物體的場是由其結構決定的，下一節具體介紹。
3. 物體（粒子）與場的關係
物體具有場的性質，任何物體都有自己的場；場是物體對空間的作用在物體周圍空間中表現出的特徵，本質是反映了物體與空間的作用關係。這種作用關係表現在空間上就是空間的密度分布，表現在物體上就是空間對物體的壓力。
因此，物體與場（空間）是相互影響、互為存在條件的，沒有物體的場和沒有場的物體都是不存在的。
第二節 物體的結構與場
1. 光子
光子-模型圖圖2.4 電子結構2. 電子
電子是由光子凝聚成的近長方體的穩態粒子。如圖2.4所示。電子中的光子是對稱的凌形排列，相鄰光子的極性相反，光子的層數是2的倍數。
電子的場在極面是兩個極化場，在四個側面上的場是極性場，即相對兩側面極性相同，相鄰兩側面極性相反。因此在四個側面上，相鄰側面上場線方向相反，相對側面上場線方向相同。如圖2.5所示。
3. 質子
質子是由光子凝聚成14面的四面-六面體的穩態粒子。如圖2.6所示。光子排列方式與電子相同，光子的層數是4的倍數。
質子的場是兩組主極化場，每組由五個面組成。質子具有與場線方向平行的四對側位面，其中相互垂直的兩對面上是正反向場線交錯的較弱的極化場，另外相互垂直的兩對面上是場線方向相反的極性場。如圖2.7所示。
4. 原子核
原子核是由質子和電子凝聚成的梭狀體，它的內部是質子按一定方向排列的肺泡結構，電子如同毛髮一樣附著在核的表面。由於條件和時間所限，我建立的原子核結構模型還僅僅是個初步，下面將這個初步的結論進行簡單描述。
雖然質子作用力很強，但力質比（參見第四章第二節）是比較小的，因此質子和電子先凝聚成中子，中子再和質子凝聚成原子核，當然這個凝聚是發生在質子的主極化場方向上的，這個場方向稱作原子核的軸。在這個軸上質子（中子）數量達到一定值，質子（中子）會在這個軸的兩側凝聚，而出現兩個新的軸。具有多軸的原子核形成了一個面。面體的原子核生長到一定程度會在面的兩側產生質子（中子）凝聚。隨著質子（中子）的不斷凝聚，單面體的原子核會在面的兩側形成新的質子（中子）面。因此原子核是以主軸和主面對稱的肺組織結構體。如圖2.8所示。
原子核的場是整體的極化場下有若干局部的極化場和極性場。
5. 原子
原子是若干電子圍繞一個原子核運動的集合體的統稱。原子有兩個場：一個是電子軌道及其以內的場稱作原子的體內場（簡稱內場，下同），另一個是電子軌道外的場稱作原子的體外場（簡稱外場，下同）。原子的體內場是強於原子核的極化場，原子的體外場是有一定分散度的弱極化場。
根據流體理論，原子核的渦管數量是有限的，而且大部分是在核內自閉成環的。因此隨著原子核外電子的增加，外部空間自由渦管的數量和密度會不斷降低。當低到一定程度，原子核無法再俘獲新的電子，這就形成核外的電子飽和。
原子核的外部渦管在其體外是有一定分布特徵的，這就構成了電子的不同軌道，每個電子一旦占用軌道上的原子核渦管資源，其它電子是無法再進入的，因此一個軌道只能由一個電子占用，這就是不相容原理。圖2.9為原子核具有部分三層軌道的原理圖。在軌道運行的電子構成了原子近球形的外殼。
實際上，光子、電子、質子也都有體內場，只是在其外部空間相對微弱忽略不計罷了。但在內部作用中是不能忽略的。
6. 分子
分子是若干原子連線在一起的、有一定幾何結構的集合體，它的體外場是較原子更弱的多極化場。
兩個原子的聚集，會在它們之間形成共同的渦環，進而使得其外圍電子占用的渦環數量減少，減少的渦環由另外一個原子給與了補充，因此外圍的電子會圍繞兩個核運動。
圖2.10為水分子結構示意圖，圖為原子核軸向的俯視圖。兩個氫原子聚在氧原子的一端，形成120度夾角的幾何結構。
兩個原子之間的作用實際上是由兩部分構成的，除了通過電子傳遞的作用外，還存在作用更強的核間直接作用。我們通常將前者視為化學鍵，實際化學鍵是指以後者為主的兩者的統稱。
7. 一般物體和天體
一般物體和天體是數量龐大的分子或原子的無序排列的集合體。由於物體內粒子的絕大部分渦管在不同粒子之間構成了閉合的渦環，只有極少數渦管溢出體外，並表現出均勻各向同性的特徵。因此物體的外場是極弱的球形場。
對於外場極性較為突出的分子，它們的原子核間會直接連線在一起，進而形成具有一定幾何結構的分子連線體（類似分子結構），這就是我們通常說的晶體。如果極性較弱即使外場很強也不會形成晶體。
對於外場較強的分子構成的晶體，由於分子間相互作用更強大，因此表現出很高的硬度；對於外場較弱的分子構成的晶體，由於分子間相互作用較弱，因此表現出一定的脆性。
物體的硬度主要是由分子外場強度決定的，因此外場較強的非晶體同樣具有較高的硬度。
根據流體理論，物體外場的存在，使得物體在空間中的移動不會有任何阻力，也不會形成任何托拽；反過來說，也正是因為場的存在物體才表現出運動特徵。這是由物體和空間的作用關係決定的。
第三節 質量與能量
能量和質量是對物質不同狀態下物質量的表述方式。通常能量是對流體態的物質即空間的物質量的表述方式；質量是對剛體態的物質即物體的物質量表述方式，它是通過物體對空間的作用強度即物體的渦量強度體現出來的。
1. 空間的能量密度
設爽子半徑為rs，則其體積Vs為： Vs=4πrs3/3
則爽子能量密度ρs為： ρs= e0/Vs=3e0/(4πrs3) （2.1）
上式中ρs就是爽子所構成空間的能量密度。
設基本粒子體積為Vc，則基本粒子能量密度ρc為：
ρc = e0/Vc = 常數
2. 質量
根據渦運動理論，爽子躍變成的渦環具有恆定的渦量，如圖2.1所示。這個渦量強度稱作基本粒子的質量mc。顯然mc與基本粒子能量e0成正比、與基本粒子渦環面積Sc成反比。
設基本粒子渦環半徑為rc，則有Sc=πrc2，設km為質能轉換係數。於是基本粒子的質量mc可表示為：
mc = km e0/Sc = km e0/(πrc2) (2.2)
上式就是物質的質能方程。剛體式的基本粒子環面積Sc是恆定的，因此mc是恆定的常數。這就是基本粒子的質量守恆。
因此，物體又稱作質量態的物質，空間又稱作能量態的物質。
根據渦運動理論可以推出：基本粒子渦環的角動能與線動能是相等的，即滿足能量均分定理。按剛體理論基本粒子的能量e0可表示為：
e0 = Icωc2/2 + mcVC2/2 = Icωc2= mcvc2 (2.3)
其中Ic為基本粒子的轉動慣量
上式就是物體的質能方程，即愛因斯坦質能方程。
將（2.3）式代入（2.2）式得：
vc2 =Sc/km = πrc2/km (2.4)
從上式可以看出，vc大小是由基本粒子渦環面積決定的，與基本粒子環的半徑成正比。這就是vc的本質物理意義。有關vc的更多論述參見第三章的第三節。
3. 外部質量
mc稱作基本粒子的絕對質量M（單位：kg），對於一般物體，其內部粒子的渦量絕大部分在物體的內部，極少部分溢出體外，物體在體外空間表現出的渦量特徵稱作物體的慣性（參見本章第四節），物體溢出體外的渦量稱作物體的慣量i 。物體慣量表現出的質量稱作物體的外部質量m，簡稱質量（下同）。
設物體中的基本粒子數量為n，則物體的絕對質量M可表示為：M=n mc
不失一般性，將一個基本粒子的渦量定義為1個單位渦量，則物體的慣量i可以表示為：i = kin（ki為渦量溢出體外的基本粒子數占的比例），則物體的外部質量m可表示為：
m = i mc = kiM (2.5)
這個質量又稱作慣性質量。絕對質量與外部質量的差值(1-ki)M稱作物體的內稟質量。根據質量測量原理，我們測到的物體質量是物體的外部質量即慣性質量。幸運的是，現在我們已經感覺到慣性質量不是我們物體質量的全部，進而提出暗物質的概念。顯然，暗物質就是指物體的內稟質量。
我們知道，原子核的質量總是小於其質子和中子單獨的質量之和，即產生質量虧損。這是因為質子和中子聚成原子核時，原子核的慣量小於質子和中子單獨的慣量之和。
需要說明的是，物體的自鏇會改變它的慣量，自鏇角速度越大，物體的慣量就越小，物體的慣性質量就越小，物體間的作用力就減小。這就是同步衛星一旦發生轉動就會遠離地球的原因。
4. 物體的內能
根據牛頓力學，兩個cn粒子凝聚成CN2粒子屬完全非彈性碰撞，因此部分線運動動能轉化為轉動面與ωc相垂直的轉動動能。轉動動能就是我們通常講的內能。
基本粒子的內能和動能是相等的(能量均分)，即各占50%。顯然凝聚成的cn2粒子，內能所占比例增大了，動能所占比例減小了。以此類推，越大的物體內能比重越大，動能比重越小。從後續章節可以了解到，這個能量的轉化是與物體內空間密度增大相對應的，轉化能量的多少是與物體內空間密度變化量相對應的，這就是物體的能量轉化定律。
物體 質量空間 能量圖2.11 物質的存在形式與能量分布5. 質量與能量和空間密度的關係
從能量的角度看，慣性質量與物體的動能相對應，內稟質量與物體的內能相對應。
從空間密度的角度看，慣性質量與物體的體外空間密度相對應，內稟質量與物體的體內空間密度相對應。
物質能量、物體質量和空間能量關係如圖2.11所示。
第四節 物體間的作用
1. 物體的慣性
任何物體的場都是無限大的，一個物體的場總是與周圍物體的場疊加在一起。因此一個物體總會與周圍的每一個物體構成或多或少的共同場環。物體的這種性質稱作物體的慣性。
A物體與B物體形成共同場環的數量，稱作A對B的慣量，用i表示，i是個矢量（A對B的慣量i的方向在A和B連線上指向B），那么A物體的慣量i 可以表示為：
i = ∑i i （2.6）
其中 i = 1，2，3 …… n，
i i表示A物體對第i個物體的慣量
在一定區域內，如果A物體對B物體的慣量i B遠遠大於對其它所有物體慣量的標量和，則A物體的慣量i 可以簡寫為：i = i B
這時，將B物體稱作A物體的慣性參照系。顯然地面物體都可以以地球為慣性參照系。
在空中，以光速運動和高速自鏇的光子，外界對其表現出各向同性，即慣量之和為零。因此空中的光子表現出零慣性，當然光子也就沒有慣性質量。這就是我們常說的光子沒有（靜止）質量。但在物體內部，空間密度遠高於空中，光子是有慣性的，因此光子與物體內部的粒子是具有相互作用的，這時光子是有質量的。
2. 物體間的作用
設兩個物體的絕對質量分別為M1、M2，兩個物體的慣量i 1、i 2可表示為：
i 1 =ki M1/mc ， i 2 = ki M2/mc
其中ki為M1、M2場線溢出體外的基本粒子數占整個物體中基本粒子的百分比。
設兩物體間距為r，不難求證M1在r處的場線密度與r的平方成反比（參見下章第一節），因此M1在r處的場線密度nr可表示為：
nr=i 1/r2
顯然在r處兩物體形成的共同場環數n12與M2的慣量成正比，於是有：
n12 = krnr i 2= kri 1i 2/r2
kr為共同場環係數
根據流體理論，設每個場環對兩物體產生的相向應力為f0，則兩物體間作用力F為：
F= f0 n12= f0 kri 1i 2/r2
將i 1 ，i 2代入上式得：
F = (f0 kr /mc2) ki M1 ki M2/r2 （2.7）
這就是物體作用力公式。同理，根據流體理論可求得異性相斥的作用公式同上。
將M1的慣性質量m1= ki M1和M2的慣性質量m2= ki M2代入上式得：
F = (f0 kr /mc2) m1 m2/r2 （2.8）
這就是萬有引力公式。上式中f0、kr、mc均為常數，(f0 kr /mc2)就是萬有引力常數G。
物體間的作用：場同性相斥、場異性相吸；作用力的大小與它們的質量成正比，與間距的平方成反比；一切物體間的作用都是通過空間（爽子）傳遞的。這就是物體作用定律。
3. 物體作用力分類
物體間的作用力一般可分為：光子力、粒子力、粒間力、萬有引力（一般物體間的作用力）和超引力（超粒子體的引力）等五大類作用力。
3.1 光子力
光子內部基本粒子間的作用力稱作光子力。由於光子中所有基本粒子共同串聯成一組渦管，因此光子力Fγ公式簡化為：
Fγ = (f0 /mc2) m1m2/r2 (2.9)
上式中的質量均為絕對質量。光子力是最強的物體作用力。
3.2 粒子力
電子、質子等粒子的內部光子間的作用力統稱粒子力。它們的共同特點是通過場環將各單元（光子）連在一起，單元間總形成部分的閉合場環。因此粒子力Fg公式可表示為：
Fg = (f0 kg /mc2) m1m2/r2 (2.10)
其中kg為共同場環基本粒子所占的百分比
上式中的質量均為絕對質量。粒子力是僅次於光子力的強力。
3.3 粒間力
原子核內質子間（核力）、中子的質子與電子間（中子力），以及分子內的原子核間（化學鍵）、原子核與電子間（庫倫力）等四種作用力統稱為粒間力。它們的共同特點是都為極化場。對於粒間力Fi由（2.7）式簡化為：
Fi = (f0 kr /mc2) m1m2/r2 (2.11)
上式中的質量均為絕對質量，粒間力遠大於萬有引力。四種粒間力的力質比從大到小依次為：中子力、核力、化學鍵、庫倫力。
萬有引力在此就不再累述。超引力類同原子核對外作用力，但超引力是超粒子凝聚體的對外引力，最為典型的就是黑洞，其引力極為強大。
4. 慣性體分類
4.1按物體外場的狀態分類
按物體外場的狀態分類，外場可分為：慣性系和非慣性系。
慣性系是指物體的外場在物體周圍分布保持恆定的狀態，這是牛頓定律的適用範圍；
非慣性系是指物體的外場處於不斷變化的狀態。牛頓定律不適用非慣性系。
4.2 按物體與外界的作用分類
按物體與外界的作用分類，物體可分為：零慣性體、對稱慣性體、球對稱慣性體和不對稱慣性體（又稱極性體）。
零慣性體是指外界對物體具有均勻各向同性，物體在參照系中的慣量為零或可以忽略不計的物體。如地表空中的光子、氣體分子。
對稱慣性體是指慣性在固定方向上對稱分布的物體。自由電子以及一般原子構成的物體中的原子就屬對稱慣性體。
球對稱慣性體是指慣性具有各向同性分布的物體中的粒子。流體中的分子及一般物體都屬球對稱慣性體。
不對稱慣性體是指慣性既非對稱分布，又非各向同性，而是極性有一定幾何分布的物體中的粒子。如各種分子（不同原子組成）構成的固體，晶體中的粒子就是較為典型的不對稱慣性體。
第一節 空間與場
空間和場是對物體周圍空間不同狀態特性的表述方式。空間是對物體周圍空間的靜態特性的表述；場是對物體周圍空間的動態特性的表述，它反映了物體與空間的作用關係。
1. 空間的靜止屬性
空間是爽子的無間隙的集合體，是連續介質。空間是無粘性的、彈性的和離散的流體介質。我們通常所說的空間是指一般物體的外場。在物體的外場中，爽子的渦運動具有各向同性，因此我們可以將空間視為靜止狀態，這就是空間的靜止屬性。
2. 空間密度分布
場的渦運動強度反映在空間上就是空間能量密度，簡稱空間密度。為便於分析計算，不失一般性，建立一般物體體外場線模型如圖3.1所示，場線為由一列爽子構成的渦管，爽子可以視作一個面元。顯然rs和r是正比關係，即rs=k1r（k1為比例係數）；設物體的質量為m，不失一般性，令每個基本粒子產生一條渦管，則溢出體表的渦管數為：n = k2m/mc（k2為溢出體表渦管的比例係數），因此r位置的空間密度ρr可表示為：
ρr = n e0/(πrs2)
將rs= k1r，n = k2m/mc代入上式，得
ρr = kr m/r2 （3.1）
其中kr = k2 e0/(πk12mc)為常數
從上式可以看出，物體周圍的空間密度與物體的質量成正比，與到物體的距離的平方成反比。這就是空間密度分布定律。
3. 真空
量子場論認為，量子場是物質存在的基本形式，量子場的激發和退激即代表粒子的產生或消失。因此，系統相對論中的空間就是量子場論中的量子場，量子場的激發和退激是與爽子的躍變和基本粒子的湮滅相對應的。
我們通常講的真空是指不含任何原子的空間，稱作原子真空，製造這樣的真空當前技術是可以接近甚至達到的。光子真空是指不含任何光子（包括基本粒子）的空間，人類是無法製造出這樣的真空的，因為容納光子真空的裝置本身就是由物體構成的，物體是不斷輻射光子的。光子真空才是純淨的空間。
當今的科學實踐已經證明，真空是具有能量的，這就是本文中的流體態物質即以太（但以太不是所謂光波的介質）。由於流體態的物質充滿整個空間，因此本文用空間來表述流體態的物質。
4. 奇點問題
在我們的流體理論和廣義相對論論中都存在奇點問題。但在我們的宇宙中是不存在奇點問題的，因為我們的宇宙是量子化的。爽子雖然具有很大的彈性，但流體態的爽子具有壓縮的極限，當在空間漩渦應力的作用下，達到這個極限時就躍變為剛體式的渦環，而保持體積恆定。因此在我們的理論研究中都不必考慮奇點問題。
第二節 壓力與溫度
壓力和溫度是對物體環境的不同角度的表述，二者是相互依存和嚴格對應的一對物理量。溫度是指物體內的光子濃度，壓力是指物體受到空間渦運動的應力。
1. 壓力
根據渦運動理論，爽子的渦運動會在流體中產生應力，渦運動越強，空間密度越大，空間內部應力越大，作用到物體上的壓力就越大，這就是空間對物體的壓力Ps，又叫絕對壓力。根據流體理論，空間壓力與空間密度是成正比的。因此空間對物體的壓力Ps可表示為：
Ps=kρρs （kρ為壓力係數） （3.2）
2. 絕對溫度T和相對壓力P
空間渦運動能夠產生基本粒子時的壓力就是絕對溫度T（簡稱溫度，下同）的零度。這時的壓力記為Pc，Ps與Pc的差值稱作相對壓力P，即P = Ps- Pc。根據空間密度分布公式，溫度T和相對壓力P是成正比的，設kp為溫度係數，則有：
T = KPP = kp(Ps- Pc) （3.3）
上式成立的條件是：Pc≤Ps≤Pa（Pa為基本粒子的湮滅壓力）。當Ps>Pa或Ps≤Pc時，T=0
將（3.2）式代入上式，得：
T = kpkρ(ρs-ρc) = k1ρs- k （3.4）
其中k1 = kpkρ為常數；k = kpkρρc為常數。當然上式成立的條件是：k1ρs≥ k。
從上式可以看出，溫度與空間密度是正相關的線性關係。
天體的內部溫度高就是因為內部空間密度大、壓力高所決定的。
3. 溫度與壓力關係
根據公式（3.3）得出溫度隨壓力變化曲線如圖3.2 空間基態空間收縮態空間釋放態PcPaPS0TmT 圖3.2 溫度與壓力關係曲線所示。
當0≤Ps<Pc時，T=0。這時空間處於基態。視界以外空間都處於該狀態，這就是光子真空。
當Ps=Pc時，T=0。這是爽子躍變為基本粒子的臨界壓力。
當Pc<Ps<Pa時， T = kp(Ps- Pc) 。空間處於收縮狀態，物體呈現生長狀態。即空間不斷轉化為物體（粒子）。
當Ps = Pa時，T= kp(Pa- Pc)達到最大值Tm。這時基本粒子趨於靜止狀態，這是基本粒子湮滅為爽子的臨界壓力。
當Ps>Pa時，T=0。基本粒子湮滅為爽子，空間急劇釋放，這就是黑洞大爆炸。
4. 物體的熱輻射與能量交換
任何溫度的物體都發出一定的熱輻射，只不過在低溫下輻射不強，且其中包含的主要是紅外線。我們通常認為物體的溫度平衡源於物體吸收和發射的平衡，然而事實並不是這樣。系統相對論認為物體的溫度平衡，源於物體空間轉化（物體中原子將爽子製造成光子）的能力和熱吸收之和，與熱輻射的平衡。
因此一般情況下，物體不包括反射的熱輻射能力大於熱吸收能力。這就是物體熱輻射定律。
物體與外界的光子交換稱作物體的能量交換。外界對物體的輻射熱量q包括物體吸收的熱量qa和反射的熱量qr，即q=qa+qr。設物體將空間轉化的熱量為Qp，物體向外輻射（包括反射）的熱量為Qr,物體的熱量變化量為ΔQ，則有：
ΔQ=Qp+q - Qr （3.5）
當物體與外界溫度相等時，ΔQ=0，即Qr=Qp+q；
當外界溫度較低時，即q下降，ΔQ=Qp+q-Qr<0，物體損失熱量，溫度下降；
當外界溫度較高時，即q升高，ΔQ=Qp+q-Qr>0，物體增加熱量，溫度上升。
5. 溫度與物體的狀態
對於溫度與物體的狀態關係，我們從固體受熱變為液體和氣態的過程來分析和描述。
根據公式（3.4），當物體受熱溫度升高時，物體內的空間密度增大，光子濃度增大，更多的光子環繞原子核和電子運行，使分子體外極化場進一步發散和減弱，分子間作用減弱，物體的體積出現膨脹；另一方面，物體內光子濃度的升高，使物體輻射的光子數增加，而感覺到物體的熱輻射增強。
當溫度升高到一定程度，物體內分子的體外場變成各向同性的場，分子成為球對稱慣性體，分子間的極化作用被各向同性的作用所取代，物體變成了液態。
溫度繼續升高，物體由液態變為氣態時，分子的體外場變的非常微弱，分子成為零慣性體。
第三節 時間與速度
時間和速度是對物體與空間作用關係從不同角度的表述，時間是物體與空間作用關係在空間上表現出來的時間屬性；速度是對物體與空間作用關係在參照系中表現出來的物體運動屬性。
1. 時間
從第二章我們知道，基本粒子的角速度ωc、線速度vc和體積Vc均為恆定值。根據渦運動理論，基本粒子渦環單位時間吞吐爽子的數量nc1是恆定的，對應線速度vc就是單位時間穿越的爽子數nc2（nc1=ktnc2，kt為單列爽子渦管的條數）是恆定的。則穿越一個爽子的時間ts可表示為：
ts= 1/nc2 =kt /nc1 =常數 (3.6)
從上式可以看出，對於基本粒子的運動，在空間上表現為爽子具有一份時間ts的屬性，這就是爽子的時間守恆。因此空間具有時間屬性，空間又稱作時空。
ts稱作爽子的絕對時間（單位：s），單位距離所含的時間稱作空間的相對時間t（單位：s/m），簡稱時間（下同）。設爽子直徑為2r，則單位長度的時間t可表示為：
t = ts/(2r) =0.8060ρs 1/3 ts （3.7）
即 t /ρs 1/3 = 0.8060 ts =常數
這就是時間方程。從上式可以看出，時間與空間密度的三分之一次方成正比，即時間隨空間密度變化而變化。這就是時間定律。地球表面空間密度下的時間稱作地表時間te (e是earth的首字母)，地表空間密度相對恆定，即爽子半徑為常數，故將其單位簡化為s。因此，時間是有密度的，時間隧道是不存在的。
2. 速度
如上所述，vc稱作基本粒子的絕對速度（單位：s-1）。根據牛頓力學動量定理，兩個cn粒子的凝聚是完全非彈性碰撞，因此凝聚後的cn2粒子的線速度仍為vc。以此類推，物體的絕對速度均為vc。與爽子的時間守恆相對應，物體的絕對速度是守恆的。
單位時間通過的距離稱作物體的相對速度v（單位：m/s），簡稱速度（下同）。設爽子直徑為2r，則物體穿越爽子的相對速度v可表示為：
v= 2r/ ts= 1.2407/( tsρs 1/3) (3.8)
即 v×ρs 1/3 = 1.2407/ ts =常數
這就是運動方程。從上式可以看出，速度與空間密度的三分之一次方成反比，即物體的速度隨空間密度變化而變化。這就是運動定律。
需要說明的是，一個物體的速度所對應的空間密度是指物體中心的最大空間密度。
由於物體的場是隨物體一起運動的，進入不同物體外場的光子，實際是處於不同的參照系中，只要場的空間密度相同，測的光速是一樣的。當然，在不同空間密度下，光速是不同的，空間密度越大光速就越低，水中的空間密度較大，在水中的光速自然低一些。
3．速度變換方程
設不同空間密度ρ1和ρ2下，物體的速度分別為v1和v2，根據公式（3.8），則有：ρ11/3v1=ρ21/3v2
即 v1=(ρ2/ρ1)1/3v2 (3.9)
這就是速度變換方程。以地球為例，設地心空間密度為ρ心，對應的速度就是地球公轉的速度v地；地表空間密度為ρ表，對應的速度就是地表光速c。根據速度變換方程可知：v地=(ρ表/ρ心) 1/3 c 。
地球環繞太陽的速度遠低於光速，就是因為地球核心的空間密度遠高於地表所致。顯然，對於光子速度對應的地表空間密度是便於觀測的，但天體運行速度對應的空間密度在其核心上，是難以測量的。
對“電磁規律不滿足伽利略相對性原理”的光速實驗的方法，是測不出光速的不同的。但在地球的迎光面（空間密度略高）和背光面（空間密度略低）分別測量，如果測量精度足夠的話，測出的光速是不相同的，即迎光面的光速低於背光面。
需要說明的是，頻率不同的光子速度是有差異的。
4．時間變換方程
設在不同空間密度ρ1、ρ2下觀察，同一個事件過程的時間分別為t1、t2，根據公式（3.7），則有：
t1 /ρ1 1/3 = t2 /ρ2 1/3 =常數
於是 t1 =(ρ1/ρ2) 1/3t2 (3.10)
這就是時間變換方程。其物理意義是：對於同一個事件，在不同空間密度下觀察，時間是不同的，這就是廣義相對論中的時鐘佯謬。但因果關係顛倒在我們的宇宙中是不會發生的。微觀領域的空間密度要遠遠大於我們地面的空間密度，因此我們看到的微觀領域事件一般都非常短暫，這是由觀察系引起的錯覺。
5．行星運行軌道
行星運行軌道除了牛頓力學能夠給出解釋外，也可以從空間密度的角度給出解釋：以月亮繞地球軌道為例，由於月亮外側（遠離地球側）的地球空間密度ρ外，小於內側（靠近地球側）的地球空間密度ρ內，設月亮外側的速度為v外，內測的速度為v內。根據速度變換方程有：v外 =(ρ內/ρ外) 1/3v內，顯然v外 > v內。因此，月亮圍繞地球做圓周運動。
當然我們還可以從其他角度給出解釋，因此牛頓力學只是解釋巨觀現象的工具之一。
第四章 演 化
我們通常將結構的自動重構與生長視為生物的特性，實際上我們的物體世界也具有這兩個特性。也正是因為具有了這兩個特性，才形成了宇宙的演化過程。結構的自動重構與生長本質是適應環境。
第一節 環境
我們知道地球環境是人類賴以生存的基礎。同樣空間是物體存在的基礎，同時空間的狀態又是由物體所決定的，因此空間和物體是互為條件的關係。對於一個物體，它的環境就是壓力和溫度，但本質是空間的壓力。
1. 環境曲線
Pt圖4.1 星系環境曲線 Pa對於一個星系的演化來講，其環境具有單向性和突變性。黑洞的大爆炸反映的是環境的突變性，即星系物質從最高的壓力Pa狀態突變到最低的壓力狀態；黑洞爆炸後到再次爆炸前的演化過程，反映的是環境的單向性，即星系物質從最低壓力狀態逐步到最高壓力狀態。
對於星系來講，其環境的時間曲線是鋸齒線，如圖4.1所示。圖中P為星系中心的最大壓力，即黑洞的核內壓力。
2. 環境壓力與物體質量的關係
設某個天體的核內最大壓力為P，則天體質量M可表示為：
M ∝ P (4.1)
根據（3.3）式，得：
M ∝ T (4.2)
從上式可以看出，物體的質量與其核內最高壓力或溫度正相關，即天體質量M越大，核內壓力或溫度就越高，這就是天體的質壓關係，又叫天體的質溫關係。
第二節 物體結構的自動重構
1. 自動重構的概念
在環境相對穩定的情況下，突變的物體對環境重新適應的過程稱作物體結構的自動重構。在微觀領域，面體粒子的摺疊（見本章第三節）、原子核衰變以及實驗室產生新粒子（暫態粒子）壽命短暫都是結構自動重構的結果。在巨觀環境中也普遍存在結構的自動重構：地面積雪的融化、山體滑坡等等。
當然，最為波瀾壯闊的結構自動重構就是黑洞的大爆炸—星繫結構的自動重構。
2. 結構穩定性
結構的自動重構就是使物體處於更穩定的狀態。物體的結構穩定性並不是內部作用力越強越穩定，兩個物體或粒子結合的穩定性，是取決於它們的相互作用力與物體質量之比即力質比。力質比越大，結合越穩定。證明從略。
這也就是我們轟擊原子核時，飛出的粒子是中子或質子，而不是電子的原因。
3. 生命周期
4. 天體的物態分布定律
第三節 物體的生長與超物體
隨著環境的緩慢變化，粒子或物體不斷聚集變大的過程稱作生長。
1. 光子
爽子在一定壓力下生成基本粒子。生成基本粒子的環境條件就是：絕對壓力達到Pc。從黑體輻射理論知道，原子具備這種條件，原子的表面能夠生長基本粒子。
隨著溫度和壓力的升高，物體內的原子表面生長各種長度的光子。當溫度壓力升高到一定程度，可見光子產生，包括太陽在內所有恆星的表面和地球的內部能夠提供這樣的環境，這也正是恆星發光原理。當然，能夠輻射可見光的環境可以人工建立，比如：鎢絲髮光原理。
需要強調的是，太陽核心的氫不是合成較大原子核的原料，而是較大原子核分裂的產物。因此，太陽內部不是核聚變而是核裂變；太陽的質量是在不斷增大而不是減少，正是這個原因導致它向紅巨星演變。
2.電子和質子
3. 原子和分子
原子是若干電子圍繞一個原子核運動的集合體。在原子中，原子核和電子形成許多共同的渦環，這些渦環將它們連線在一起。在渦環的應力作用下，使電子圍繞原子核運動。當然，原子和分子總是有些渦管溢出體外，這使得原子和分子能夠聚成一般物體。
4. 一般物體
原子或分子的聚集體就是一般物體。實際上，隨著物體質量的增加，物體是在不斷加速生長的，直至直接或間接演變為黑洞，達到黑洞爆炸前的急速生長。
5. 超粒子
隨著普通天體質量的增加，天體核心的溫度壓力不斷升高，固態變為液態分子、粒子，並發出可見光，演化為一個恆星。
恆星演化到後期，內部溫度壓力達到一定值時，產生穩態的巨型質子，稱作超粒子。當超粒子濃度達到一定程度，導致超粒子凝聚的核聚變爆炸。恆星演變為一顆紅巨星。
6. 黑洞
空 間天體內部液化基本粒子光子電子質子原子、分子一般固體超物體產生黑洞形成圖4.4 物體演化過程及與空間的轉化超粒子產生黑洞核心液化紅巨星的出現，標誌由超粒子構成的超粒子核的誕生，這個超粒子核稱作超物體。新星的頻繁爆炸是超物體的生長過程造成的。隨著天體核心超物體的不斷生長，強大的引力導致天體不斷塌縮，表面生成的光子能量不斷增高，並更多的被吸進核內，逐步演化為白矮星、中子星，最終演變為原子核結構的超物體，稱作黑洞。
7. 黑洞大爆炸
8. 物體演化及物質轉化
第四節 宇宙模型
1． 星系的核
2．星系的收縮
2.1 星系收縮原理
2.2 天體的相互遠離
3． 宇宙的邊界
4. 宇宙模型
宇宙不存在奇點和整個宇宙的大爆炸。從爽子到基本粒子是空間轉化為物體（粒子），黑洞大爆炸就是物體轉化為空間，每個星系都是進行著這樣的循環過程。宇宙始終處於各個星系的此起彼伏的空間與物體的轉化過程之中。整個宇宙不存在整體的大爆炸，這是由宇宙幾乎無限的能量規模所決定的。宇宙是一個正向系統。
第一節 經典物理學
1.牛頓力學
牛頓力學適用於慣性參照系。慣性參照系本質是一個相對恆定的場，如地球表面是地球的相對恆定的場，因此研究地面物體的運動我們都以地球為參照系。
1.1 慣性與力
1.2 機械波
2. 熱學
熱學的研究對象是零慣性體構成的氣體分子（原子）系統。
3. 電磁學
電磁學的研究對象是自由態（無自鏇）的電子。束縛態電子的參照系是原子核，自由態電子的參照系是整個導體。
3.1 電荷
3.2電場
3.2.1 原電池的電場
3.2.2 交流發電機的電場
3.3 磁場
4. 光學
光學是光的波動理論。下面主要就光的波動現象作出粒子解釋。
4.1 光的折射現象
4.2 光的衍射現象
通過單縫的光子出現了干涉現象！這是與波的特性相違背的。
4.3 光的干涉現象
4.4 電磁波
4.5 光的偏振和鏇光現象
第二節 現代物理學
1. 廣義相對論
2. 量子場論
2.1 粒子的波動性
2.2 氫原子光譜
2.3 宇稱不守恆
第三節 物理概念簡析
1. 概念的適用範圍
2. 物理量的守恆
3. 基本概念與衍生概念的關係
4. 系統相對論與各學科的關係
4.1 數學
4.2 生物學
4.3 哲學
4.4 和諧與科學發展觀
狹義的和諧是指人（或團體）與人（或團體）通過相互包容和彼此認同實現共同發展。廣義的和諧還包括人類與自然的和諧發展，即科學發展觀。科學發展觀就是人要與自然相協調而不是相背離的發展。
與物體演化的基本規律相一致，和諧就是人與自然環境和社會環境的相適應、相協調，而不是相背離、相對抗，和諧的本質就是共贏而不是俱傷。和諧不但貫穿於中華五千年的文明之中，也必將成為我們民族偉大復興的法寶。
在危機四伏的當今，和諧能夠拯救危機，21世紀是中國的世紀。
