正能外力-负能斥力及其数学模式

（1，四川景盛集团有限公司；2，中国海洋石油总院研究员，E-mail：fuyh1945@sina.com）

摘要：正能外力和负能斥力是宇宙中各种力或各种基本相互作用（包括所谓的引力相互作用，电磁相互作用，强相互作用，弱相互作用，以及量子相互作用，等等）的本原。正能外力是整体的空间能量场，具有收缩和聚集的属性；负能斥力是源自质量天体核心的辐射力，具有膨胀和排斥的属性。正能外力和负能斥力的本质均为能量。处在宇宙空间能量场中的每一质量天体（无论宏观天体，还是微观天体）均受正能外力的收缩和聚集作用，且是瞬时的作用。天体质量的大小与所受的外力成正比，天体质量愈大，所受到的外力愈大；天体质量愈小，所受到的外力愈小。对于两个天体而言，它们之间除受外力的收缩和聚集作用而相互靠拢外，还存在相互面对面的斥力对抗作用，天体质量与天体斥力的大小成正比。天体质量愈大，斥力愈大；天体质量愈小，斥力愈小。两天体斥力对抗的大小与两天体的质量成正比，与两天体之间的距离成反比。正能外力具有收缩和聚集属性，从能量的角度可视为聚射能量流，可表述为聚射力。负能斥力具有膨胀和排斥的属性，从能量的角度可视为辐射能量流，可表述为辐射力。

“引力”之所以被认为是正确的，是因为“引力”在不知自身本质的情况下，巧妙的借用了天体质量大小与天体所受力的大小和天体距离远近的关系建立了相近的数学关系。但这并不能否定“引力”是对宇宙自然力的错误定性。正因为如此，“引力”不可避免地存在局限性，以及不能解释自身的本质和“引力”为什么能瞬间传递的问题。

正能外力对于原有的“引力现象”给予了新的解释，为了避免与原有的“引力”相混淆，可以用“使物体相互靠近的聚射力”，即外力来代替“引力”。鉴于目前公认的许多理论及公式都在一定程度上是正确或基本正确或近似正确。关于外力的数学模式，根据大道至简的原则，再考虑到目前公认的许多理论及公式（如牛顿理论）尚有偏差需要修改，为了避免使用复杂的数学公式，可以使用极为简单但又蕴含深刻内涵的公式。例如牛顿关于力的公式为F=ma, 而外力理论可以使用F=knma, 其中kn为调整系数或修正系数，该公式看似简单，但是确定调整系数或修正系数包含很大的学问。对于更复杂的问题，可以将m扩充为广义质量，将a扩充为广义加速度，再辅以各种各样的调整模式或修正模式，从而解决更多更复杂的问题。

关键词：外力，原力，原基本相互作用，数学模式，外力的数学模式

前言

目前公认的基本相互作用共有四种（所谓的引力相互作用，电磁相互作用，强相互作用，弱相互作用），但是根据中国古代的“太极”理念，宇宙的本原只有一个，因此各种基本相互作用的本原也应该只有一个。在参考文献[1-7]中提出和论述的宇宙自然力就是宇宙的本原基本相互作用（简称原基本相互作用，或原力；也可以称为元力，或元基本相互作用）。不过，不能认为外力可以直接生成或者导出其它各种力或各种基本相互作用，因为外力并不等同于原有的基本相互作用，而且往往具有本质的不同，对于这一点，将通过原有的“引力”现象等加以说明。

本文主要应用比较的方法，讨论作为原基本相互作用或原力的外力与其它基本相互作用的关系，并重点讨论外力的数学模式。

1 外力与所谓的引力相互作用的区别

对于所谓的“引力”现象，目前应用最广泛的理论还是万有引力定律，对于极少数问题才需要应用广义相对论来解决。但是，根据外力理论，实际上并不存在“万有引力”。

根据外力理论，宇宙自然力可以表现出三态：正能外力、负能斥力和中间力。

按照正能外力、负能斥力的二重性可以证认牛顿“引力”不存在。

以正能外力观，自然宇宙存在聚射能量流与辐射能量流之间相互隐形对称交错的二重性。再以能量为力的本质的定义，两能量流相互交错的二重性，就是正能外力与负能斥力相互隐形对称交错、对抗的二重性。正能外力以能量空间为载体，负能斥力以质量天体为载体，来自能量空间的收缩、聚射与源自质量天体的膨胀、辐射构成一真实的矛盾双方，是一真实是矛盾体。宇宙自然力——正能外力与负能斥力相互隐形对称交错和作用，构成促使宇宙物质永恒运动、质能相互转化的力学结构。

而牛顿的单一“引力”观，所述的“引力”仅表现为线性的吸引和收缩，不具有对称交错的二重性。假设单一的“引力”要构建二重性，质量天体就必须先释放（辐射）斥力（线），再以“引力”回拉（吸引）。但这样的假设在逻辑上是不成立的。且“引力”的本质是什么？

在单一“引力”的基础上，现代物理学从矛盾的角度提出了引力、斥力的观点，描述为：在一质量体中，当质量体的“引力”占主导地位时，则表现为“引力”，当质量体的“斥力”占主导地位时，则表现为“斥力”。但引力、斥力观的引力与斥力是以同一质量体为载体，以哲学的矛盾观点，以同一质量体为载体的引力与斥力并不能构成矛盾的双方，因而不是真实的矛盾体，而是杜撰的、假的矛盾体。因此，以“引力”为基础的引力、斥力不能相互交错，不具有二重性。引力与斥力的力学观是错的力学观。“引力”不存在。

同样，正能外力并不等同于原有的其他各种基本相互作用，但是为了吸收已有的各种基本相互作用理论的合理因素，必须采用一些变通的做法，亦即必须按照正能外力理论对于各种自然现象进行重新分析，而这些重新分析工作，已经在参考文献[1-7]中完成。不过，已有的各种基本相互作用理论仍然具有一定的合理因素，亦即目前公认的许多理论及公式都在一定程度上是正确或基本正确或近似正确，这是因为“引力”借用了天体质量大小与天体所受力的大小和天体距离远近的关系建立了相近的数学公式，因而可以借助于这些理论及公式建立正能外力的数学模式。

2 正能外力的数学模式

关于正能外力的数学模式，根据大道至简的原则，应该是极为简单的。实际上，牛顿虽然具有横绝一世的数学天才，然而牛顿力学的数学模式却是非常简单的，并且是人人都能理解的。考虑到目前公认的许多理论及公式（如牛顿理论）有偏差需要修改，为了避免使用复杂的数学公式，正能外力的数学模式可以采用“微调整模式”，亦即在目前公认的理论及公式的基础上，使用极为简单但又蕴含深刻内涵的微调整公式。

例如牛顿关于力的公式为

（1）

而正能外力理论的“微调整模式”可以采用如下方式

（2）

式中，

为修正系数。

该公式看似简单，但是确定修正系数绝非易事，而是包含很大的学问。

下面以实例说明如何针对不同的问题确定修正系数

。

在参考文献[8,9]中讨论了如下实例。

图1 小球从A滚动到B

如图1所示，设有一条从A到B的直线（实际上是一个斜面），考虑小球沿直线从A滚动到B的情况。设当小球位于A点时，其初速度为零。假设小球可以视为质点，因而转动能可以忽略不计，摩擦作用也忽略不计。

设圆O’代表地球。地球的质量为M，小球的质量为m。设AO’为一条铅垂线，x坐标与AO’垂直，y坐标与x坐标垂直（与OB重合）。BC与OB垂直。OA，OB，BC，AC的长度均为H， O’C的长度等于地球半径R。假设从A到B的直线以及x-y坐标均以某种方式固定于地面，因此可以不考虑地球的运动而只考虑小球在x-y坐标中的运动。

经过求解，得到变维分形的结果

（3）

式中：变量

为小球滚下的水平距离

。

将公式（3）与公式（2）进行比较，可以得到

（4）

由此得到，对于本例

（5）

对于更复杂的问题，可以将m扩充为广义质量，将a扩充为广义加速度，再辅以各种各样的修正模式，从而解决更多更复杂的问题。

下面讨论其他几种“微调整模式”。

2.1 关于所谓的“引力相互作用”

万有引力定律如下

（6）

假设“微调整模式”如下

（7）

对于图1所示的情况，参考文献[8,9]中得到的解答为

（8）

式中：变量

为小球滚下的水平距离

。

据此，对于本例

（9）

对于天体的运动问题，“微调整模式”将采取另外的形式。

参考文献[10]中，得出了如下改进的正能外力公式？（或“牛顿万有引力公式”）

（10）

式中：G为引力（外力）常数；M和m为两物体的质量；

r为两物体间的距离；c为光速；p为质量为m的物体在质量为M的物体的引力场（外力场）中沿圆锥曲线或近似圆锥曲线运动时所得到的半正焦弦，而且有：

，对于椭圆：

，对于双曲线：

，对于抛物线。

应用这一改进的正能外力公式（或“牛顿万有引力公式”）和经典力学方法来求解水星近日点进动问题和光线近日偏折问题，所得结果与广义相对论完全一致，详情可见参考文献[8,9]。

上述改进的正能外力公式（或“牛顿万有引力公式”）也可以写为如下形式

（11）

与公式（7）相比较，可得适用于天体力学的微调整系数

（12）

对于行星绕日运动问题，太阳与行星之间改进的正能外力公式（或“万有引力公式”）为

（13）

上式也可以写为如下形式

（14）

与公式（7）相比较，可得适用于行星围绕太阳运动的微调整系数

（15）

对于光线近日偏折问题，如图2所示，太阳与光子之间改进的正能外力公式（或“万有引力公式”）为

（16）

式中：

为光线距离太阳最近的距离，如果光线与太阳相切，则等于太阳半径。有趣的是，该公式得出的最大值是原有万有引力公式的两倍半。

图2 光线近日偏折

上式也可以写为如下形式

（17）

与公式（7）相比较，可得适用于光线近日偏折问题的微调整系数

（18）

公式（16）和（18）得出的偏折角，虽然与广义相对论所得到的结果完全一样，不过与精确的天文观测还有微小的偏差。其原因何在？原来，偏折角不但受到太阳（外力或斥力）的影响，还受到其他天体引力（外力或斥力）和太阳光压（斥力）等影响，如果将全部影响因素都考虑进去，不但广义相对论无能为力，恐怕在相当长的时间内都无法单纯依赖理论方法解决这个问题。因此，目前只能做到依据精确观测结果得出考虑全部影响的综合正能外力公式（或“综合引力公式”）。

如所周知，应用广义相对论或改进的正能外力公式式（或“牛顿万有引力公”）得出的这一偏折角度

为

将（18）式再加一修正项作为光子所受的综合正能外力公式（或“综合引力公式”）

（19）

式中：w为待定常数。

下面将根据实验结果确定w值。

首先应用公式（19）求解如图2所示光线近日偏折问题。所用的方法与参考文献[11]中应用原有万有引力公式及参考文献[12]中应用改进的正能外力公式（或“万有引力公式”）求解时的方法一样。

假设光子的质量为m，由于计算过程中m将被消去，所以不必给出其值。设光线经过太阳时最近的距离为

,

从太阳中心算起， 由于偏折很小，因而

实际上同光线不受偏折时一样，光子在

时所受的横向力为

（20）

式中：F由（19）式给出。

由于

（21）

因此得到

（22）

由于

因此

由于

仍然使用参考文献[10，12]中给出的半正焦弦

经过计算可得偏折角度为

（23）

式中：

为太阳半径。

因为

（24）

由于w为一小量，因而可得

（25）

由此可解出w值

（26）

现在就可以根据实验结果确定w值。表1给出了光线近日偏折角度的射电天文学实验数据（取自参考文献[13]）。

表1 光线近日偏折角度的射电天文学实验数据

我们选择1975年的实验数据，即有

1.76≤φ≤1.80

于是可得

0.08571≤w ≤0.42857

如果取平均值，可得

w=0.25714

由此，根据实验结果反推出了光子所受的综合正能外力（或“综合引力”）。

确定光子所受的综合正能外力（或“综合引力”）之后，将公式（19）写为下形式

（27）

与公式（7）相比较，可得如下微调整系数

（28）

2.2 关于所谓的“电磁相互作用”。

库仑定律如下

（29）

对于图1所示的情况，改为地球和小球均为带电体，并且假设“微调整模式”如下

（30）

参考文献[14]中，得到的解答为

（31）

据此，对于本例的微调整系数

为

（32）

至于所谓的“强相互作用”，“弱相互作用”，以及“量子相互作用”，等等如何处理，将是进一步的研究课题。

3 结论

宇宙的本原应该只有一个，宇宙中各种力或各种基本相互作用（所谓的引力相互作用，电磁相互作用，强相互作用，弱相互作用，以及量子相互作用，等等）的本原也应该只有一个，这就是正能外力。关于正能外力的数学模式，根据大道至简的原则，考虑到目前公认的许多理论及公式（如牛顿理论）有偏差需要修改，为了避免使用复杂的数学公式，可以采用极为简单但又蕴含深刻内涵的“微调整模式”。文中通过若干实例，讨论了如何具体地确定“微调整模式”，并且指出了进一步的研究课题。

参考文献

1 罗正大，统一的宇宙—正能外力原理，四川科学技术出版社，2002年1月第1版，2013年1月第2版

2 罗正大，正能外力—宇宙第一推动力，四川科学技术出版社，2003年5月第一版，2013年9月第二版

3 罗正大，不可视觉物质—暗能量和正能外力，四川科学技术出版社，2005年7月第1版，2013年9月第2版

4 罗正大，宇宙自然力—正能外力与负能斥力，四川科学技术出版社，2012年3月第一版

5 罗正大，用宇宙自然力解读古今物理学中的术语，四川科学技术出版社，2015年2月第1版

6 罗正大，100个科学难题的宇宙自然力解，四川科学技术出版社，2016年9月第1版

7 罗正大，以外力、斥力对称交错力学结构解读200个物理术语，四川科学技术出版社，2017年9月第1版

8 Fu Yuhua, New Newton Mechanics Taking Law of Conservation of Energy as Unique Source Law, Science Journal of Physics, Volume 2015, Article ID sjp-130, 12 Pages, 2015, doi: 10.7237/sjp/130

9 Fu Yuhua. New Newton Mechanics and Related Problems, LAP LAMBERT Academic Publishing, 2016

10付昱华，改进的牛顿万有引力公式，自然杂志， 2001年1期，58-59

11 [美]C. 基特尔等著，陈秉乾等译，力学，北京：科学出版社，1979，535-537

12 Fu Yuhua. Solving Problems of Advance of Mercury’s Perihelion and Deflection of Photon Around the Sun with New Newton’s Formula of Gravity，viXra:1507.0164

13 刘辽，广义相对论，北京：高等教育出版社，1987，202

14 付昱华，库仑定律和牛顿第二定律的理论推导，广西科学, 2003年2期