地球是空心球体的计算证明

地球是空壳球体的计算证明

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中文摘要：物质的量子化描述和时空的几何化描述之间彼此不具有相容性，以及广义相对论

中时空曲率无限大(意味着其结构成为微观尺度) 的奇点的出现，这些都要求着一个完整的量

子引力理论的建立。电磁场的光子波动与物质场的德布罗意波动可通过相对论的质能关系式

建立起数学上的统一换算关系，从而将电磁场﹑物质量子场﹑万有引力场通过德布罗意波动

联系起来，成为统一的广义德布罗意波动场，又从形式逻辑和辩证逻辑的角度得出狭义相对

论正命题与逆否命题等价的结论，它们是同一命题的两方面，可以相互参照，扩展了狭义相

对论内涵，使之可应用于超光速运动，从而将弯曲时空与量子时空统一于欧氏空间，进而得

到简化的广义相对论引力场方程有精确解且量子化，及适用于所有相互作用的引力场曲率常

数k 。揭示了引力场德布罗意波的实质。经过计算得出地球不是实心球体，为空心球体的结

论。

中文关键词：狭义相对论 广义相对论 量子力学 统一场

PACS 代码：140.1550

英文标题：Compatible with general relativity and the quantum

mechanics and gravity quantization

英文作者单位：Shandong Shanxian County Dong Weidong of Heze University zip code 274300

英文摘要：The article from the Angle of formal logic and dialectical logic, it is concluded

that special relativity is a proposition with topsy-turvy propositions equivalent to the

conclusion that they are the two aspects of the proposition, can be cross-referenced, expanded the connotation of the special theory of relativity, can be used in the speed of

light sport, enlarged the application range of the special theory of relativity, then a

simplified gravitational field equations of general relativity have exact solutions, and applies to all interactions of gravitational field curvature constant k. Reveals the essence

of the recoil momentum in the gravitational field.

英文关键词：Special relativity topsy-turvy proposition Superluminal general relativity

quantum mechanics

引言：光速不变假设得出狭义相对论正命题的结论，而基于狭义相对论正命题的广义相对论

得出光速可变的推论，最新光速可变理论认为光速（以c 表示）是时空的函数，因此不是确定的数值。光速不变对应四维黎曼时空，计算复杂，无精确解，逻辑上逆否命题与它的正命题等价，狭义相对论逆否命题光速可变的结论直接与广义相对论对接，不同的时空统一于欧氏空间，

所以从狭义相对论逆否命题演绎广义相对论，所

有计算均在欧氏空间。

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小球落到正在加速的火箭的地板上（左）和落到地球上（右），处在其中的观察者会认为，这两种情形下小球的运动轨迹（包括尺度与时间）没有区别；而根据相对论，左图参照

系相对右图参照系尺缩钟缓。它说明尺缩钟缓只是狭义相对论从单方面做的测量计算，相对

运动的双方相互测量存在同样的结果，可以约除，相对静止参照系内部的结果才是物质性的，

所以现实世界的度量系统（时间、长度等）在不同的参照系具有协变性，处于不同的参照系

之中观察度量系统是不变的，这种不变是物质性的而非运动性的，不随参照系而变化，因而

度量不变是物质世界的客观性质，不随运动而改变。所以可以将它作为一个真实命题进行逻辑推理。我们将它称为度量协同原理。度量协同实质是物质性不变，体现了物质不灭原理，

从这个角度观察，物质世界惯性系与非惯性系的区分是多余的。由此得出下面的结论：

狭义相对论正命题：光速不变——尺缩钟缓。

狭义相对论逆否命题：度量系不变——光速可变。

统一引力场的德布罗意波模型

笔者认为，光速不变建立在实验物理学之上，光速可变是它内涵的外延，二者等价，不会导

致现代物理学重写。光速可变作为光速不变的补充，在物理学中二者可相互参照：我们知道，

广义相对论方程是一个以时空为自变量、以度规为因变量的带有椭圆型约束的二阶双曲型偏

微分方程。它以复杂而美妙著称，但并不完美，计算时只能得到近似解。最终人们得到了真

正球面对称的准确解——史瓦兹解。处在弯曲背景下的量子场论，并非引力的量子理论，显

示了量子场论中一些假设无法延伸到弯曲时空，完善的量子引力理论更不用说了。 现在我们从狭义相对论逆否命题出发结合等效原理演绎广义相对论，

“光速可变”把量

子力学与广义相对论的时空统一起来，自然避开了黎曼空间几何张量分析偏微分方程，所有

计算均在欧氏空间，不但得到简化的公式，存在精确解，且引力量子化。

由上图看出，在加速参照系中，光线与物体获得相同的加速度a ，等效于引力加速度g ，

所以引力场中，g = a = ac 。以下图为例，我们以狭义相对论等价的逆否命题“光速可变”

理论为基础，基于爱因斯坦等效原理，建立与广义相对论等效的量子引力理论及场方程：

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1. 光速“二象性”假设

光的“微粒说”在说明折射时，认为光在水中的速度要大于空气中的速度；“波动说”认为

光在水中的速度要小于空气中的速度，从光的“波粒二象性”角度看，两个结论都对，光速

也存在“二象性”，从不同的角度讨论，采用相应的光速，二者的区别不是所谓“相速”与

“群速”，可称为“牛顿微粒速”和“惠更斯波动速”，二者存在与介质“参照系”性质有

关的相对论关联，“粒子波速”和“波动波速”同时统一地存在于同一光束，粒子性是内在

的，波动性是外在的，二者是统一的，可以相互转化，同一束光“粒子波”频率大于“波动

波”频率，光线从光疏质射入光密质后，“粒子波”速变大，“波动波”速变小，同一束光

的“波动波速”不变，而它的“粒子波速”是时空的函数。

2. 同一波源的波长相对不变假设：

同一波源的波长相对不变，变化的是振幅能，所以傅立叶分解得到的光子体系与现实光子只

有能量的对称，而现实光子波长是不变的，量子变化的是能量，波动学的速度与波长的关系

不属于同一谐振，同一介质波长变大的原因是，当子波半径足够小时，粒子能得到显现，并

在波的边界转化为波动能，粒子能大于波动能，但粒子波速小于介质波动波速，从而改变了

子波的频率，让子波动频率γ变小，介质波速不变，从而子波波长变大，子波的包络形成新

的波前，原波源的波长随之变大，波的边界“粒子”与“波”质能发生转换，不同的波速对

应不同的时空，同一介质干涉衍射波长改变，不再属于原谐振，光强与光子数有关，与频率

无关，是光的粒子性，而非波动性，光强“正”对应的光速是“微粒象波速”，光强同时还

“负”对应一个“波动象波速”

同一辐射源是同一谐振，频率波长是系统固有属性，始终是不变的，能区分的只有光波的强

度，相同频率相同波长的光可有不同的光强，光速c 是不同光强光速的平均值，是常数，不

同光强的光有不同的光速（以光速不变假设它们则处于不同的能量时空），同一辐射包内涵

不同的光速，光速的变化既是连续的又是量子化的，平均值始终是常数。以光速不同区分光

能，爱因斯坦弯曲时空被拉直，黎曼空间成为欧氏空间。综上所述，同一谐振子系统对应同

一波长和连续量子变化的光速场。引力波源自同一谐振子系统，所以波长是不变的，引力场

对应一个连续量子变化的光速场。

3. 引力场的德布罗意物质波假设

在光具有波粒二象性的启发下，法国物理学家德布罗意(1892~1987)在1924年提出一个假

说，指出波粒二象性不只是光子才有，一切微观粒子，包括电子和质子、中子，都有波粒二

象性。他把光子的动量与波长的关系式p=h/λ推广到一切微观粒子上，指出:具有质量m 和

速度v 的运动粒子也具有波动性，这种波的波长等于普朗克恒量h 跟粒子动量mv 的比，

即λ= h/(mv)。这个关系式后来就叫做德布罗意公式。从德布罗意公式很容易算出运动粒子

的波长。

场波动的波源是谐振子，一维谐振子吸收或者发射能量时，是以与振子的频率成正比的能量

子ε=hγ为基本单元来吸收或发射能量, 谐振子吸收或发射的能量只能是h γ的整数倍，比例

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引力场和实物粒子处在不同能量空间，质量是能量的聚态，质量的外部引力场与外部波动态

和质量内禀能量场波动必须通过换算才能统一计算。德布罗意假设成功地把光学中对波和粒

子的描述应用到实物粒子，和光子的能量和动量公式相类似，仍然使用普朗克常数h ，共同

的普朗克常数，似乎暗示质量波动与能量波动之间存在关联，德布罗意物质波波能 E=hγ是

物质的外部波动，爱因斯坦E=hγ是光的波动，二者是统一的，但质量聚集了大量能量在相

对极为狭小的空间，其内部波动与前二者既有本质区别又有本质联系，要想建立内外波动的

统一关系，必须通过爱因斯坦质能关系式E=mc2换算为统一的光能波动，物质聚态的内禀

波动和整体外在波动两种波动就像在两种介质空间，波速肯定差异很大，但狭义相对论的质

能关系结论与广义相对论的光速可变推论给我们将二者统一起来提供了可能，依据公式

E=hγ,E=mc2, λw=h/mv,,λc=h/mc,换算波长统一为：

λh h h =w h m E 2

c

2c 2νc c 由此可知，粒子波动形成能量分布，能量分布形成时空性质包括引力场性质，即

时空 = 粒子 = 波

k (E , p ) =k (ν, λ) G T T μνμνμν=

爱因斯坦 张量 粒子的能量动量 用波的频率和波长代替能量动量

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