相对论经典解释概论

相对论经典解释概论

摘要：

通过时空观的讨论，明确时空观可有相对性，有可复制性，

明确时空测量工具属性，和力、能、质量不具有相对性的本质区别，结合新的引力场模型，对“以太”进行了重新认识。通过分析光在不同介质中不同光速，分析光速不变原理的外延，通过相对性时空观分析，结合新的引力场模型，明确广义相对论时空相对性可以转化为，物质分布引力场分布的相对性，这样更有利于人们在三维平滑空间，以及正常时间条件下理解相对论。此外，新的引力场模型引入，也将广义相对论中引入了不确定性，和概率性因素，对于量子理论和广义相对论的不能协变统一具有重要意义。

关键词：相对论，时空观，引力场，量子理论

一、概述

狭义相对论基础是强调时间和空间在显示实际应用中的具有

联系性，它的闵可夫斯基空间也是平坦的，但是它将时间和空间这两个观测量的联系性描述出来了，抓住了光速在真空条件下不变事实，但这一事实就要求在“真空”条件下才成立，如果不是

在真空，在考虑引力场时时空的平坦性却无法保证，因此该理论需要进一步思考，于是在广义相对论时空中采用不具有平坦性来解决这一问题。但是在分析光速不变时，只是分析以太不存在，再结合麦克斯韦电磁学公式，却没有分析光速在不同介质中会变化这一现象，以及它发生的机理，以及介质和力场之间的关系。

本文就从分析认知时空关系分析，本文简单介绍了根据实际效应为基础的时间和空间相对性的时空观，认为按照实际效应定义的绝对时空观和人们日常观测到的相对时空观有不同，并且分析光现象就需要绝对的时空观。爱因斯坦在介绍狭义相对论时，应用到光速不变原理，麦克斯韦也用公式推导出了光速在真空中不变原理，但是他们都没有给予在经典力学下的动力学解释，本文就这一问题做出一个简单模型，给出简单经典力学解释。并从光的独立传播现象出发，抽象出刚体完全弹性碰撞物理模型，推到出任意光子的质量相等。

二、 经典物理条件下的等效时空观，以及它们的可移植和可重复性。 关于时间可以按照其实际效应来定义其绝对性和相对性。该问题在三维欧几里得空间里讨论。

假如世界有两个完全一样独立的粒子A和B它们在同样条件下做同样周期运动，独立的观察者G看到，其中A运动一个周期Ta＝Ｔg，B恰好运动两个周期２Tb＝Ｔg。那么实际上A的时间是B运动时间的一倍,既Ta=2Tb＝Ｔg。假如存在第三方独立的观察者

C和D，C只能看到A，D只能看到Ｂ，他们都认为一个周期的时间只能为相同的T，那么Ｃ观察到的Tｃ＝T g=T，D观察到的时间Td=2T。从实际效应出发，这里我们认为观察者G看到的B的时间是假象，既B恰好运动两个周期２Tb＝Ｔg是错误的，实际上独立观察者D看到的是真相，但是D和G都没有撒谎，我们只能说G的时间观察是相对的，D的时间观察是绝对的。并且现实世界中我们有时处在G的世界中，有时处在B的世界中。

同样关于空间可以按照其实际效应来定义其绝对性和相对性。 假如世界有完全一样独立的粒子A和B，，独立的观察者G看到，一个A占据了空间Va=Vg,两个B也占据了一个空间既2Vb=Vg。那么实际上A，B占据的空间可表示为Va=2Vb＝Vg。假如存在第三方独立的观察者C和D，C只能看到A，D只能看到Ｂ，他们都认为一个粒子占据的空间是相同的V，那么Ｃ观察到的Vｃ＝Vg=V，D观察到的空间Vd=2V。从实际效应出发，这里我们认为观察者G看到的B的空间是假象，既B恰２Vb＝Vg是错误的，实际上独立观察者D看到的是真相，但是D和G都没有撒谎，我们只能说G的空间观察是相对的，D的空间观察室绝对的。并且现实世界中我们有时处在G的世界中，有时处在B的世界中。

本文讨论时间和空间时，不否认它们的其连续性，但更强调实际效果作用下，时间和空间的可重复性，并根据该性质可以来简化一些物理问题。时间和空间这种性质是建立在物理实验可重复性这一常识的基础之上的。

时间和空间是测量和描述物理现象的辅助量纲，它们不能解决主要物理问题的根本问题，只是人们认识和观测物理现象和观测物理事物工具，它们和力，质量，能量等物理量纲有着本质区别，时间和空间可以具有相对性，但是质量，力，以及能量等物理量是不会出现相对性的，本质上讲就是尺子可以变大可以变小，尺子的大小，受环境和认识的影响，但是你要测量的东西是不会变化的。这在相对论中有着明显的体现，并且成为相对论的基础，以及主要的研究对象，建立时间和空间相对性后，各种理论就可以用一种既定的方式来来描述，因为质量，力，以及能量具有定量性。这样就和狭义相对论的第一条理论相融洽了。

在狭义相对论中有着较复杂的数学语言来描述，如果考虑其时间和空间连续性，以及它们和现实认识世界的联系和转化性这就更复杂了，如果不考虑转化性和联系性又难以让人认识理解，这是一种不可调和的矛盾。但是这里根据实验的可以重复性我们，给时间和空间加上一条可移植性以复制性，再加上它们的绝对性描述我们就可一好理解相对论的内容了。这好像是看电视一样，我们看到的电视在空间和时间上发生是连续的，现在我们不在看电视了，我们看胶卷，这样我们不用关注什么时间看，什么地方看了，但是我们可以看到我们在电视上看到的一样的效果，并且可以看的更仔细更清楚。当然这里我们也不用担心受到时间和空间限制，我们接受到的信息是一样的，甚至更多更清楚的信息。

三、 光在真空状态下运动机理分析

光在现实世界中是以大量光子共同运动作用的形式出现的。光的产生很难用粒子进行解释，它们都是一束束发射出来的，光的传播又会出现干涉和衍射现象，光的热效应也不是靠单个光子才能显示出来，这些都说明光具有波动性。但是在康普顿效应和光电效应中表现出了粒子性。它们的分析既要考虑波动性也要考虑粒子性，并且还要考虑这两种现象的统一性。

下面我们从单个粒子性和波动性两个角度分析光子基本运动和基本作用的问题。

光的独立传播规律：两束光在传播过程中相遇时互不干扰，仍按各自途径继续传播。这种现象的产生是什么原因那？从这种现象我们可以得到什么那？把它们抽象成以下物理模型我们首先可以认为光是由粒子组成的，两束光传播相遇时，有两种情况，第一是两个光子没有发生作用，另一种是两个光子相遇。

相遇可以认为是两个质点相撞，假设这两个质点光子的质量分别为M1,M2,并且碰撞后没有发生质量变化，碰撞前速度分别是V1，V2，碰撞后速度分别是V3，V4，首先这里V1不能等于V2，如果两者相等那么两个质点就不能相撞了，其次相撞后由于两束光不会产生干扰。相撞之后还要遵守能量守恒，

122222M1V1+M2V2=M1V3+M2V4 （1） 222111

M1（v1−v3)（v1+v3)=M2（v2−v4)（v2+v4) （2）

又由于仍按各自途径继续传播，只能是V1=V4，V2=V3，既两个光子的速度互换，这里速度是矢量既有大小又有方向，这样v1+v3=v2+v4≠0。又由于V1不能等于V2，所以V1不能等于V3， V2不能等于V4，既v1−v3=v2−v4≠0。

那么有（2）可以得到M1=M2

既两个光子的速度互换，又可以说明它们之间会发生完全弹性碰撞。 同样所以它们也会动量守恒。

M1V1+M2V2=M1V3+M2V4 （3）

如果说碰撞后它们的质量也发生，根据能量守恒定律和爱因斯坦质能方程，那么这两光束的频谱会发生变化，但是在现实中观察到的光的颜色没有变化。当然我们可以设计一些实验验证它们的质量是不是发生了变化。比如测定它们主波长是否发生变化，利用光电实验观察发生碰撞的光束和没法生碰撞的光束是否能产生相同的电流情况。通过以上可以说明光子之间会发生完全弹性碰撞，并且光子的质量都相等。

上述讨论的是一种比较特殊的情况，及两个我们可以观察到的光束中的光子相撞，推广一下假设真空中充满了这类相对速度为零的光子，那么也不会影响到光的传播速度，和传播方向，那么说明我们所谓的真空可能不是真正没有物质的真空。

光速不表理论我们难以理解就在于他和我们日常认识的有所不同，日常中一辆汽车的行使，要考虑摩擦力，等阻力因素，由于阻力的存在我们就会想到汽车速度的改变。这种情况和我们的实验室情况也有

所不同，实验室的就大多数情况都是将影响因素降到最低进行模拟。但是我们对于光速不变理论，我们面对的是一个绝对理想的实验条件--完全弹性碰撞,任意两个光子之间质量相等，光子之间碰撞是完全弹性碰撞，光子碰撞没有。

四、 重新认识“以太”

在经典理论中，由于波的传播需要传播介质，如声波的传递需要借助于空气，水波的传播借助于水等。受经典力学思想影响，于是便假想宇宙到处都存在着一种称之为以太的物质，而正是这种物质在光的传播中起到了介质的作用。以太假设是建立在绝对静止的参考系中，并且要求其他惯性系的观察者观察到光速，是以“太系”和观察者速度矢量之和。 然而根据麦克斯韦方程组，电磁波的传播不需要一个“绝对静止”的参照系，因为该方程里两个参数都是无方向的标量，

所以在任何参照系里光速都是不变的。

其中 是真空电容率， 是真空磁导率。

爱因斯坦则大胆抛弃了以太学说，认为光速不变是基本的原理，并以此为出发点之一创立了狭义相对论。

后来迈克尔逊-莫雷实验证了以太的不存在，但是现实中还有一些现象，说明还有类以太的东西存在，例如在不同的介质中光具有不同的速度。

关于不同介质中光具有不同速度的属性我们做出如下讨论：（见下文折射率和介质之间的关系）

它主要讨论了介质密度，以及电磁场分布对折射率的影响。由于折射率n，光在真空中的速度c，以及光在介质中的速度v存在:n=c/v的关系，这样就可以进一步来分析介质密度，电磁场分度来分析对介质中光速的影响。这样就可以将引力场理论，电磁场理论，以及广义介质中的光速联系到一起了。当然详细讨论讨论它们之间的关系还需要下面的讲到的质量引起力场模型。将光速讨论由真空引入到普通介质，这也有利于进一步认识时空的性对性，以及物质力场分布的不均匀性。

通过讨论我们获得引力场和电磁场共同影响了光速，它们才是真正的“以太”，不过这种以太不是静止的是可以变化的，会随着物质的分布不同而发生变化。不过在真空的条件下，它形成一种特殊情况，由于真空没有物质变化所以，形成一个“绝对静止”的参照系，以太无所不在（根本没有力场或力场起伏），形成光速不变这一特例。

定性的描述就是：光速和力场密度成反比，真空中光速极限论，是在力场密度极限小下的极端表现形式，这里力场包括引力场和电磁场，以及其他可以转化为电磁场的力场。光速和力场密度成

反比也和光子完全弹性碰撞模型自洽，因为力场密度也大，光子在单位空间内碰到的光子越多，用的时间也就越长。引力场应正比于质量，对于介质涉及到空间就要考虑密度。既单位空间里质量越大，则光速越小。

（在大学期间写的一篇文章，后面的推导不很严格，但是意思却很明确）

折射率和介质之间的关系

摘要：本文主要介绍了一种判断介质的折射率的新颖、简易、统一、粗略的方法。和其推导公式的重大物理意义。折射率和密度大致趋于一致，那么它和什么一致哪？电荷密度的倒数和电场场强度的倒数。因为对于每个原子和分子，都不可能在任何区域电磁场强度一致，总有弱的地方。这些弱的地方则电磁破缺度大。由于电磁破缺度和质子电子数量趋于一致，还和原子种类，空间结构有关。所以折射率和密度趋于一致，但不成严格的正比关系。此外由此推得的公式n kq在“真空”并非真正的真空 ，光在真空传播速度最大等问题上具有重大的物理意义。

关键词：折射率 电磁破缺度 电场强度 电荷

折射率是光学中一个重要的概念，我们对其并不陌生，可对 折射率和介质之间的关系却有待进一步探讨，折射率和介质那些因素有关？和这些因素之间有是怎样的关系？下面我们来共同探讨一下。

一些光学介质的折射率

表1 （常温常压下， λ =589.3nm）

首先我们可以看出：

整体看来，介质密度越大，那么它的折射率越大。即一般的固体折射率，要比一般的液体折射率大，一般的液体折射率要比一般的气体折射率大。

例如表2

正烷烃的物理常数

有上表可以看出：对饱和正烷烃由丁烷到十二烷随着它们密度的增加，它们的折射率也在增加。它们依次增加了什么那？一个碳原子和两个氢原子。可见增加的这两种原子对介质的折射率产生影响。怎样产生影响那，它们增加了分子的密度。由此可知，当分子结构相同时，即组成原子种类相同，空间结构

相同，那么其密度越大，测其折射率越大。为了便于说明密度和折射率的

关系，便于分析原子种类、原子数目，分子空间结构对折射率的影响，我们引入电磁破缺度的概念。对于一个原子质子和中子形成原子核，在原子的中间，电子围绕着原子核运动，形成电子云。整体来看原子和分子都显中性，可是电子不能完全屏蔽原子核，特别是在原子半径内，在受到其他原子或分子影响后，局部区域一定有电荷不能完全中和之处，或说在原子内各处的电磁场不一样大小。同样对于分子由于原子种类和分布不同，同样会引起分子内部和外部的电磁场分布不均。为了描述这种电荷在各区域光场强度大小，我们用电磁破缺度来表示。并且定义价电子数等于完全破缺度，用W来表示，定义自由电子数目等于自由破缺度，用F来表示。这里价电子数与自由电子数之和等于核电荷数。例如: 每增加一个碳原子和两个氢原子，其电磁破缺度增加为:2Wc +4Fc+2Wh 其中对于用一个同一种原子W和F的关系可描述为：W=正方形的面积，F=正方形的面积—内切圆的面积 ，则二者之比为：W/F=1/（1— π /4）≈4.65（二维结构之比） 图1

边长为1 半径为0.5 其中心有一个电子

前者表示为一个电子应屏蔽的面积，其可以表示W的大小。

后者可看成有一个电子在中间，它所屏蔽面积的大小。其中圆外部分看成有破缺的地方，其面积可以表示成F的大小。

下面我们分析一下氧气和氮气。氧气密度约为：1.4g/L，比空气的略大；氮气密度 不足1.3g/L。由表1得到氧的折射率（1.000270）比氮的折射率(1.000296)小，为什么

氧气的折射率比氮气的小那？因为氧气的电磁破缺度小于氮气的破缺度。

2图

显然每一个氮分子有3个共用电子对，4个自由电子，则氮分子的破缺度为6Wn+4Fn;每个氧分子有两个共用电子对，8个自由电子，的破缺度为4Wo+8Fo;由于氧原子和氮原子半径相差不大，可近似认为：Wn=Wo;Fn=Fo;有W=4.65F得氮气的电磁破缺度比氧气的大：5.3F，因此虽然氧气的密度大，但氧气的折射率要比氮气的小。 表3 一些烯烃，炔烃的物理常数

从表中可以看出，炔烃的密度比烯烃的密度大，但其折射率却变小了，为什么那？因为炔烃的电磁破缺度比烯烃的小。1-戊烯比1-戊炔多一个H少一个碳碳键，即烯烃的破缺度变化为：+Wh-Wc；由于H原子只有一个电子原子半径小，失去电子之后只留下质子，而碳原子首先是共用电子，公用之后还有其他电子，并且其原子半间还比氢原子大。这一切说明Wh>Wc。因此说烯烃的破缺度大于炔烃的破缺度，从而说明烯烃的

折射率比同数目碳原子数的，且结构相同的炔烃折射率大。

表4 苯的同系物的物理常数表

对于分子式相同，结构组成相同，只是由于部分单元空间结构不同，同样可

以引起整个分子的破缺度不同。例如表4所列。因为电子，原子或原子团分布越均匀，测其对整个分子电磁屏蔽作用效果越好，即其电磁破缺度越小，对应其折射率越小。

表5 一些卤代烃的物理常数

由上表可以看出：对于元素周期表中同一主族的原子之间由于质子、中子和电子的增加，使其组成分子的密度增加，同样也增加了自由破缺度F，故

C2H3-Cl 比C2H3-Br折射率小，C2H3-Br比C2H3-I折射率小.

表6 一些晶体的折射率

（常温常压下， λ =589.3nm）

注：云母为双晶体有两个非寻常折射率为：1.5936和1.5977 让一束光照到各向异性单晶体表面，一般情况下，晶体内会产生两束折射光，一个称为寻常光，即o光;另一个称为非寻常光，即e光。由于非晶体分子之间没有确定的关系，或有确定关系，但这种确定关系不统一，使它们整体显出电磁破缺度一致。但对于晶体，不但分子完全相同，而且分子间关系固定，那么分子内和分子外的破缺度不同的地方可看成不同的“介质”。这样也就出现了ne在不同方向有不同数值的现象.

由以上可以看出介质的原子数目，原子的种类，分子的空间

结构，是影响折射率的关键因素，它们三者共同作用决定了介质的折

射率。其中原子数目和种类决定了介质的密度，空间结构对密度也有影响，例如，对二甲苯和间二甲苯，组成原子的种类和数目完全相同，但二者密度不同，只是因为其分子空间结构不同.我们怎样用一种简单模型来描述原子的数目、原子的种类以及分子的空间结构对折射率的影响那？我们可以用电磁破缺度来描述,但它只适于分析比较简单的不同分子间的折射率的变化,对于同分子不同区域之间的折射率分析需要进一步处理.并且这种计算还十分不精确.那么我们不妨用以下模型进行说明。假设光线是有一份一份的光子组成，它在一种特殊的光场中运动。并且电子、质子、中子都会影响这种光场，其中质子，电子影响作用最强，中子影响作用很弱可以忽略不计。因为质子、电子会有产生电磁场，中子显示电中性，不会产生电磁场。此外，热辐射重场，引力场也会对其产生影响，这里为简便起见，不再讨论它们。

在经典电磁理论中，利用弹簧振子模型分析光的折射率，数学推导比较繁琐。并且不能分析电子在不同位置情形下情况。下面采用以中相对比较简单，比较直观，但少欠缺严密的证明方法。我个人认为这种电磁破缺度的方法分析起来比较简单。比如分析对二甲苯、邻二甲苯、对二甲苯之间的折射率。

以氮原子为例来说明此模型。假设氮原子的电子全分布在一个球面上，该球面的半径为R,球面处的电场强度为E.电场强度E为电子和原子核电场强度的矢量之和。假设E=0处电子所覆盖面积圆的球面半径为r.氮原子的E=Eh-Ed。

这里的电磁场可以看成一种特殊的光场，光场内的光粒子密度和电磁场强度的绝对值成正比。并且电磁破缺度应是这种光场强度宏观表现。则对于氮原子有公式：

n=k

⎰E(r,θ)drdθ

该公式的证明。

有电磁学的知识可以知道：

n=

有由于外界光的电磁场：εεoEo=μμoHo所以n=ε

又因为ε=χe+1E=χeεop

E=Eo+E其中E为总的电场强度E为退极化电场强度

'

'

所以n=(

χe+1⎛⎫= E+1⎪⎝op⎭

由于外电磁场引起的ε1 和频率有关,而光的频率数量极为：10

*14

,

而这样高的频率情况下分子取向极化惯性大，跟不上外场变化外电磁场引起的ε1会明显下降。但分子自身的电磁破缺度同样可以引起ε的变化。这种电磁破缺度可以看为一种用极化强度的表示的电磁场，即电磁破缺度可以看成原子核和电子在距离为r处产生的极化强度pp与εo的乘积。因此n=(

χe+1⎛= E+1po⎝'

Eo比较小，那么退极化电场强度E可以忽略。则 E=Eo Eo=χeεop。那么Eoχe=εop。

再将总电场强度考虑到电磁破缺度在距离为r处产生的电场强度,即极化强度pp与εo的乘积。设pp=zer这里的z为一常数，由 电磁破缺度决定。则E=Eo+εozer

⎛⎫

E+εozer⎪+1⎪

那么，n= o

Eo ⎪χe⎝⎭

，

即n=(

(χe+1)Eo+χeεozerEo)

由于Eo.Ho是由外界的光场所决定的常数，χe，z，r是由介质界定的常数。又由于E可以表示成一个常数和极化强度乘积的形式，或者是一个常数和q乘积的形式。所以它们可以化成n=kq和n=kE的形势。公式

n=k ⎰E(r,θ)drdθ

即可得到证明。

n=kq的物理意义在于我们所说的“真空”并非真正的真空,而是

有一定的电荷存在，只不过电荷密度极小。有v=c

n

=c

kq

得到光的传播速度与电荷密度成反比，只要速度不是无限大，那么就有物质存在。这个公式极限情形既是：光在真空传播速度最大，它的数学证明可用以上公式证明。真空中没有原子，那么它的电磁破缺度最小，或说是E最小那么它的n也就最小。则光在真空传播速度最大即可的证明。

参考资料：《光学》 蔡履中 王成彦 周玉芳 山东大学出版社

《有机化学》 徐伟亮 主编 科学出版社

五、 质量引起力场模型

所有有质量的物体，它们都包含显示极性或不显示极性的电荷。这样物质就可以看成包含不同数量的正负电荷的组合体。有电荷就会产生电磁场，有些显示极性的电荷形成了显示极性的电场，没有显示极性的电荷同样会形成电场不过他们没有显示极性，不能像电场一样让我们通过极性让我们检测出来。没有形成极性电场的电荷，他们是存在的，但是我们可以用另外一种办法把它检测出来：这种办法就是引力场。

所有有质量的物体周围存在电磁场，该场整体显示电性为中性，但是当有另外物体进入该场时，两者之间的电磁场就会发生调整变化，将该场平均中性的变成一种相互吸引的力场，这样就形成了引力场。

质量引起的引力场中性电场示意分布图。

我们把引力场中每一个作用单元称为引力子。它和光子，电磁场中起作用的粒子有相同作用。

这个场具有以下特点：

1、场内显性引力子分布相对电磁场的电极分布极为稀疏。或者分布较多但是，作用相互抵消，产生作用的很少。

2、场内引力子呈电中性，引力子可以看成同时具有正负电荷的粒子。

3、物体是质点引力子分布密度各方同性，且呈球状辐射状。并且辐射强度和质量成正比。

它与电场的区别在于，电场中的作用单元，有明确的方向性，引力场中作用单元没有方向性，电场有正负极之分，引力场受力方向只力场的分布有关。它的受力和单电荷电场近似，但是不会出现排斥力。

惯性质量和引力质量

惯性质量是由于物体受到不平衡的外力，引起加速度对应的质量，引力质量是由于引力场内引力对应的一种质量。

前者应该对应动态场，

后者对应静态场。前者的质量会随着受力和速度的绝对值增加而变大，后者属于一个恒定量。如果物体受外力为零，那么惯性力场就会退化为引力场，两者这时实际上为一个场既静态引力场，一旦受外力静态引力场就会消失，而生成动态引力场，这时就会对有对应的惯性质量生成。

引力质量应该对应于一个密度分布的场，应该属于静止的。惯性质量是该场在空间变化后的场。惯性质量离不开力的概念，有力就有外界的场，那么有外界的场，两者就有叠加效应。

关于引力和惯性的关系。这类实验经历了三百年的历史，直到目前尚在继续进行中，从牛顿时代的精确度为10-3发展到1922年爱德维斯提高到3×10-9。到1964年狄克把精确度提高到1.3±1.0×10-11。1971年，勃莱根许和佩诺又将实验的精确度提高到10-12数量级。所有这些实验，均证实了m引/m惯=常数。爱因斯坦就曾把这两种质量的等同作为他建立广义相对论的出发点。要想区分惯性质量和引力质量，就要把它的速度增加到接近光速，可是这种速度就会大大增大物体的相对质量，反过来影响了质量的测量。根据光子碰撞模型，假如两个光子碰撞作用时间为to,有效距离为lo,那么光速c=lo/to。但是如果物体运动速度达到光速，那么对应引力场也要达到光速，这是（引力场子）光子之间就会没有分离时间，造成引力场子不断积压，最终使质量变得趋于无穷大，因此观察引力场和惯性场两者区别是很困难的。

黎曼空间可以和欧几里得空间不同之处在于，欧几里得定义在一种力场分布均匀的前提之下，但是它内部的力场密度可以不同，黎曼

空间定义在力场密度相同的定义之下，但是它的空间分布是弯曲的。但是两者都没有办法改变，质量，能量以及状态之间的根本联系，只是描述的方式不同。但是对于日常人们的认识，都是在欧几里得空间进行的，因此要使能让普通人认识相对论和量子力学四维以上空间的还必须要转化到欧几里得空间中。因此我们可采取欧几里得平滑空间，但是对于物质分布采用一种近似黎曼空间分布，来解决这类问题。比如我们知道地球是圆的，我们测量地球表面两点距离时，时可以采用欧几里得空间，让物质分布采用黎曼空间分布。计量两点之间距离不要再采用真空中那种直线计量方式，而是根据黎曼物质分布（等能面），测量弧形的地平线，并且这种效应在围观更容易理解，并且有了等能面，我们就可以把静止和匀速直线运动，匀速圆周运动用一句话来表达：它们都在同样等能面上。当然我们也可以采用黎曼空间时空观，说地球上两点之间就是一条黎曼空间的直线，不过是空间发生弯曲了。两者描述具有等效效果。

广义相对论的时空弯曲观测效应，一种是办法是在宏观尺度观察，例如太阳光会在经过地球时发生弯曲，既光的传播方向会发生偏转，它是利用宏观物体具有强大引力场，这一性质，但是它还有一缺点就是在宏观尺度下，作用距离较大。另外一种办法是是突破没有“以太”观点，根据实际效应建立变化“以太”观点，这样就能将折射这种光传播方向发生偏转实际效应，利用起来说明。这里引力场和电磁场对光的作用效果是等效的，那么也对引力场和电磁场的统一揭示了一个突破点，引力场和电磁场的对光的作用效果是等效的。

该引力场模型具有的特殊的二项状态，在有力作用时引力子可以显示其极性的一面，没有力场作用时，显示的是有极性的一面，它的分布不是在欧几里得空间不是平滑的，有密度和质量，以及距离有关系。其移动速度，是极限光速，但是它会随物质质量的变化而变化，当然一般物体的质量变化不会达到光速。

如果上述模型成立的话 ，如果广义相对论中引入一个自由变化的光自模型，在电场中自旋不为零，和电子和质子近似，但是又是一个整体，但是在引力场中自旋为零，整体显示电性不具有方向性。再加上黎曼空间描述和欧几里得空间描述，具有等价性，那么这将有利于量子力学和广义相对论引力理论统一起来。由于欧几里得空间描述可以和希尔伯特空间描述具有统一性，希尔伯特空间就是由欧几里得空间推演而出，两者空间都是平滑的。

质量引发的这种引力场模型中引力子不均匀分布，这样相当于广义相对论模中的时空弯曲，在平坦的空间具有不均匀的分布，该模型中就具有了不确定量，既物质或力场分布具有变化，当然这种不确定量不是测量本身的问题，而是本身就具有的不确定性。既引力子的有效分布不具有确定的位置，一定空间中引子的位置不定，只是一个概率性的分布空间，当然状态也具有不确定的性，它的受力方向也具有不确定性，既引力子不像在电场中那样具有明确的受力方向，由于时空本质都是连续的，两者也会产生相互影响。这既符合和量子力学中的不确定原理，也引入了状态分布的概率的概念，同时也和广义相对论中弯曲的时空并不矛盾，该模型也可以在经典物理条件下做出便于

理解的解释，可谓是一举三得。

此外物质分布决定时空关系其实开普勒在宏观角度早就告诉我们了。开普勒行星运动第三定律：

行星绕太阳运动周期 T 的平方和椭圆轨道的半长轴 a 的立方成正比，即 :

（该恒量对各行星都相同）

此处这一恒量只和恒星有关。既行星的运行时间（周期）和空间（轨道长轴）整体只和物质（恒星）的分布有关。

量子力学描述具有良好的完备性，但是它包含系统各个变化量，以及变化两者间的联系，因此它在现实中可以用很多应用，但是它由于要进行系统完备的描述，决定了它对于复杂的系统很难给出简洁有效地描述。它采用的是平滑的时空，这和广义相对论采用变化的时空是不同的。广义相对论采用相对的时空观，就可以将引力场分布带来不确定因素化解，从而得到一系列的固定的结论。由于量子理论完备性使它具有概率性和不确定性，但是并没有明确说明不确定因素的物理根源，因此也没有办法解决不确定因素，从而也得不到固定结论。

本人更认可量子理论平滑的时空观，但是广义相对论具有开拓性意义。

本文旨在三维空间和经典物理学内，既是难以理解的相对论和一些需要复杂计算的量子力学问题，使他们更容易让常人理解，并且这种方法具有更好的适应性，更广泛的解决各种问题。