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院士首席专家、科学研究院北京分院院长、中国科技研究交流中心研究员,中国国际经济文化发展研究中心高级研究员。从事国际发展战略策划, 智能远程经济产业发展、资源整合对接、 项目合作、智能技术软件研发、自动化逻辑设计等。发表论文100余篇,获国内国际优秀成果奖40余项,成果与传略入编大型文献百余部,出版专著《系统现代物理与智能科学技术模型》科学出版社,2015,申报国家科技专著基金项目。

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[原创]第五种基本力:悬浮力与悬浮科技  

2009-05-15 05:10:24|  分类: 高端科学技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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                                                                   王汰非  

                              世界学术成果研究院院士  中国科技研究交流中心研究员                                   发表时间:2009-05-15  05:00:00

   摘要: 研究第五种基本力 —— 宇宙悬浮相互作用。提出悬浮力场物质运动定律:悬浮惯性定律,悬浮合外力定律,悬浮作用与反作用定律和悬浮力定律,给出定性(量)分析与计算。对著名的伽利略实验和超负载力加以修正与完备, 从而提出广义伽利略实验命题.。                                                  

预期宇宙悬浮力将在物理、力学、天文学及航天科技发展中具有一定的科学意义、价值与广泛的应用,将引发悬浮核心科技广泛应用到实用与航天工程技术。

 关键词;宇宙悬浮相互作用;悬浮力场;悬浮惯性定律;悬浮合外力定律;悬浮作用与反作用定律;悬浮力定律。

                                                                 1 基本概念                                                           

                                                              悬浮相互作用

 宇宙膨胀背景下引力束缚系统,重力场中与两物体之间的引力方向相反,使不同质量的物体产生不同的加速度,低消重力的相互作用(力)称为悬浮相互作用(力)。

                                                                  悬浮力场    

物体或天体(星系)周围存在着悬浮相互作用的空间为宇宙悬浮力场。

(1)物体或天体(星系)之间的悬浮相互作用通过悬浮力场传递。  

(2) 悬浮力场是与引力场相耦合的宇宙场,悬浮力场与引力场构成统一宇宙场。

(3)统一宇宙场具有整体耦合运动,即吸引与悬浮性普遍的整体耦合运动。

(4)统一宇宙场吸引与悬浮相互作用自然耦合与精细微调协同平衡,广义对称与均匀各向同性。

悬浮力场的数学表述不拟讨论参阅文献【1,2,11~14】,研究院网络系统与王汰非著《泛系现代物理分》香港中新出版社,2009年6月出版欢迎订购。

                                                              2   基本公理与定律                                                            

 根据天体物理,现代宇宙学与膨胀宇宙论引进

 公理1  统一宇宙场中宇宙具有整体运动, 即膨胀(悬浮)与吸引耦合性普遍的流动(Streaming)。因此整体宇宙引力系统和膨胀系统普遍联系。 

公理2  宇宙膨胀背景下,统一宇宙场中引力系统物质(天体或星系)悬浮相互作用和宇宙膨胀相互作用等效。

公理3  统一宇宙场中宇宙整体运动能量守恒。宇宙膨胀背景下物质(天体或星系)悬浮运动速度和宇宙膨胀速率的分布遵循能量守恒。                     

将引力场中牛顿运动定律和万有引力定律  ,推广与扩展到悬浮力场,引进悬浮惯性定律、悬浮合外力定律、悬浮作用与反作用定律和悬浮力定律。                                                        

定律1  悬浮惯性定律 

悬浮力场中任何质点在不受外力作用时,将保持静止状态或匀速悬浮运动状态。

定律2  悬浮合外力定律

浮力场中质点受的悬浮合外力与牛顿合外力的大小成正比,方向向反。 

数学表达式不拟给出。                                          

 定律3  悬浮作用与反作用定律  

   统一宇宙场中悬浮力和引力(重力)方向相反,大小均衡(成正比),作用在圆锥曲线同一质点上,同时存在同时消失。                                                    

定律4  宇宙悬浮力定律 

宇宙中任何两个物体或天体(星系)之间存在着相互作用的悬浮力,方向与两个物体或天体(星系)的引力(重力)方向相反,它的大小为:

                                                                 Fx = — B F                                                      

式中Fx表示二物体或天体(星系)之间相互作用的悬浮力。F为物体或天体(星系)之间的引力

 B为悬浮力耦合参数(比例系数) 。

  >  1 ,Fx 为膨胀胀式悬浮力                              

 =  1 ,Fx 为平衡式悬浮力                                               

 < 1  ,Fx 为收缩式悬浮力 

                                                                      悬浮力场强度  

表征宇宙悬浮力场中任一点悬浮力作用强度和方向的物理量(矢量)为悬浮力场强度。悬浮力场中任一点强度等于该点单位质量的质点所受的悬浮力。质量为M 的质点在与它相距 r 处悬浮力场强度的大小为:

                                                                   g x = — B g                                           

式中g x表示悬浮力场强度,g为引力场强度,B为悬浮力耦合参数,负号表示g x和 g 方向相反。悬浮力场强度可由放置在悬浮力场中同一点的单位质量的质点所获得的加速度表征。

 基本公理与定律数学表述,物理意义参阅文献【1,2,11~14】,研究院网络系统与王汰非著《泛系现代物理分》香港中新出版社,2009年8月出版欢迎订购。

                                                                3 理论简要分析

统一宇宙场引力系统,天体圆锥轨迹运动空间悬浮相互作用称为强悬浮力,重力场中短距离内微弱地抵消重力的悬浮相互作用称为弱悬浮力,即被称为“超负载力”的第五种基本力。“超负载力”是美国研究人员在分析富佛斯实验结果而提出的。1922年匈牙利布达佩斯的劳伦特。冯。富佛斯和他的同事们在一次古典实验中发现,不同重量的物体下落测量的结果略有误差,观测了微小误差经分析认为这不是误差而是缺损。悬浮力定律表明这种“缺损”是悬浮力在重力场短距离内微弱地抵消重力的必然效应,是地球重力悬浮力导致的结果,为第五种基本力形式。从而修正与完备著名的伽利略实验和超负载力,给出新的物理内容和力学规律。

 统一宇宙场引力系统,(重力场)悬浮相互作用下真空中从同样高度下落的轻物比重物落得快,对物体起作用的不仅是重力,还有一种小排斥力 —— 重力悬浮力即超负载力。它与两物体的引力方向相反,使不同结构和质量的物体产生略微不同的加速度称为广义伽利略实验。

                                                        4  广义伽利略实验命题 

真空中从同样高度下落的轻物比重物落得速度快。 广义伽利略实验二体的质量、速度和悬浮力分布满足以下三种情况:

  1)当 m 1 = m 2 = m ,V1 = V2 = Vn,即p 1 = p 2  则W 1 = W 2

  2) 当 m 1 > m 2  ,V2 > V1,且p 1 = p 2 则W 1 = W 2 

                           

                                                      p 1 > p 2 则W 1 > W 2  

 3) 当 m 1 > m 2 ,V2 > V1

                                                         p 1 < p 2 则W1 < W 2 

其中 m 1,V1, p 1,W1分别为同样高度下落重物质量,速度,动量和悬浮力,

 m 2,V2, p 2,W2分别为同样高度下落轻物质量,速度,动量和悬浮力。

广义伽利略实验命题可在高精密度实验中测试。期望感兴趣的学者专家及相关科研院所在高精密度实验中完成此项命题, 从而验证了宇宙悬浮相互作用。.这一实验将是一举两得的最优化”黄金实验”, 将同时证明广义伽利略实验和第五种基本力。科学顶峰的无限风光永远属于敢于攀登的捷足先登者.。

                                                                   5   结论

 结论 1 计算与观测表明银河系天体(星系)为平衡和膨胀悬浮运动,遵从万有引力与悬浮力定律, 按照完全确定的自然规律演化及发展。                                                            

 2 计算与观测表明第一宇宙速度飞行器绕地运行为收缩式悬浮运动。第二、三宇宙速度飞行器为膨胀式悬浮运动。理论结果与航天科学实验拟合。

  3 理论与计算结果表明微观粒子为膨胀式悬浮运动,悬浮力大于引力4 ~ 6个数量级,这一理论结果可于实验直接测试。                                                                       

  推论 悬浮相互作用在宇宙中具有普遍意义,自然界存在着四种基本悬浮相互作用,即强悬浮相互作用、电磁悬浮相互作用、弱悬浮相互作用和引力悬浮相互作用。从而揭示出第五种基本相互作用普遍的物理意义和力学规律

预期宇宙悬浮相互作用即第五种基本力,将被天文观测与科学实验验证,将在力学、物理学、天文学及航天科技发展中具有重要的科学意义、价值与广泛的应用。将建立悬浮技术科学引发悬浮核心科技。                                        

                                                              6 悬浮技术科学                                                                          

  悬浮力(场)和引力(场)具有自然耦合精细微调与协同平衡对称性,为宇宙和物质运动的整体力学规律,在宇宙演化运动及发展中具有普遍意义。根据悬浮力定律可对宇宙膨胀进行定性(量)分析计算(参阅本章文献 [20,26 ]),引力系统可精确计算圆锥轨迹运动的天体(星系)空间悬浮规律及演化过程的物理参量,定性(量)研究分析考察天体和星系起源演化、运动发展的整体规律及变化状态。根据悬浮(场)和引力(场)理论可研制人造天体围绕星体运行,可模拟地太空间环境研制有生命存在的类地人造天体,围绕类太恒星运行,在太空建造生命生存空间,人类将变革更新生存环境,进入宇宙高深层次领域活动。

由宇宙悬浮力理论可源头创新悬浮核心科技,将在地球和航天领域具有广泛的应用。 

空间定位悬停技术:飞船运行悬浮力和引力(重力)相平衡时可在空间定位悬停。

空间变力(轨)技术:即悬浮力和引力(重力)变力装置(类似地面汽车变速一样),太空中可启动更换变力档,当飞船悬浮力大于引力(重力)时,将脱离原轨道进入自由悬浮或高层次运行(类比粒子轨道跃迁机制),反之将回归原轨道。利用变力技术飞船将进入银河系或宇宙边界运行。

用悬浮力技术和悬浮力公式可精确计算飞船速度、高度、运行姿态、空间位置。返回时可计算航天员准确着陆位置。在太空选择最佳空间位置建立太空实验站、加油站、维护站、能源开发基地及太空旅游空间。

依据飞船、飞机、汽车运行原理,设计复合型地空两用悬浮汽车,具有飞船、飞机、汽车三种复合功能,为变速、变动力、变地空位置多功能复合运载体,适合民用和高端科技军事装备(具体设计方案不拟讨论)

 预期宇宙悬浮力理论将引发地内与太空悬浮高端科技革命 ,开拓悬浮新型动力,为索取宇宙巨能开辟地外生存空间提供新捷径。                                      

 成果获国际优秀成果奖,中国科技优秀成果一等奖,科技创辉煌金牌奖,中华名人文论优秀成果特等奖,中国百科优秀作品(论文)一等奖。

核心成果获世界重大学术成果国际金奖与特等奖,世界百年学术成就奖勋章,国际优秀科研学术成果探索奖,第二届中国科学家论坛优秀成果一等奖等,国际优秀文献成果雄狮奖等。 

  成果入编国家级大型学术文献《中国科技成果学术经典》《中华名人文论大全》等,多篇论文发表于多个国家学术刊物。    

                                                                      参考文献

1 王汰非,第五种基本力研究:宇宙悬浮相互作用及物质运动规律, 入编国家级大型学术文献《科技创辉煌。中国科技成果与学术经典》北京;大众科技报社出版社,2008。《中华名人文论大全》,北京:中华名人系列丛书出版社,2006。成果获国际优秀成果奖,中国科技创新优秀论文一等奖,中国百科优秀作品(论文)一等奖,中华名人文论优秀成果特等奖。       

2  王汰非,宇宙引力动力学导论,入编国家级大型学术文献《科技创辉煌。中国科技成果与学术经典》北京;大众科技报社出版社,2008。《东方骄子 —— 中国创新英才理论与实践》中国国际科学和平促进会科学技术教育委员会主编,北京;中国信息出版社2007。此成果获国际优秀成果奖,中国科技优秀成果特等奖,科技创辉煌金牌奖。    

3 伊萨克。牛顿,自然哲学之数学原理(郑太朴译)北京:商务印书馆,1974。         

4 ALBERT  EINSTEIN  THE  MEANING OF RELATIVITY  Fifth Edition , 1955.                                  

5  爱因斯坦文集,北京:商务印书馆,1976。                                                             

6  RindIer,W。;EssentiaI ReIativity。SpeciaI,GeneraI and CosmoIogicaI,2nd ed。(1977)。

.7  吴大猷,相对论(理论物理第四册),北京:科学出版社,1983。 

8  P。A。M。Dirac GENERAL THEORY OF RELATIVITY  john WiIey , 1975。                                  

9  刘辽,广义相对论,北京:高等教育出版社 ,1987。

10  王汰非,泛系相对论概论,世界优秀学术论文(成果)文献,世界重大学术成果精选,香港;世界文献出版社,2006。获世界重大学术成果国际金奖与特等奖。                        

11  王汰非,泛系相对论及在宇宙学与现代物理发展中的应用。世界重大学术成果精选,香港;世界文献出版社,2007。世界知名学术名家学术成果奖精选,中国国际交流出版社。获世界百年学术成就奖勋章。  

 12  王汰非,试论21世纪天文学与理论物理革命;巨系理想宇宙学引论 ,入编国际大型学术文献《探索之旅 —— 改革与进步 发现与思考》,香港:世界文献传媒出版集团,2006 。此成果获国际优秀科研学术成果探索奖;国际优秀文献成果雄狮奖。

13 王汰非,基本力统一理论,青海大学学报(自然科学版)1999,(4):40 ~ 46。成果获第二届中国科学家论坛优秀成果一等奖;第二届中国未来与发展论坛新世纪优秀成果一等奖。

14  王汰非,泛系现代物理分析,香港:中新出版社,2009,06。          

15  H。S。Chandrasekhar:DeveIopment  of  generaI  reIativity,Nature,VOI 。252  NO。5478,1974。11。1,15 ~ 17。                                                                             

16  Winberg.。S。Gravitation  and CosmoIogy。John WiIey  and Sons New York,1972.  

 17  A。B。Evans: .A  newtonian  view  of  reIativistic  cosmoIogy,  Nature, VOI. 252  NO  5479, 1974. 11. 8, 109 ~ 110.

18  G。F.。ChapIine:: CosmoIogicaI  effects  of  primordiaI  bIack  hoIes, Nature, VOI.。 253  NO。  5489, 1975 。1。24, 251 ~ 252。 

19  邹振隆,引力理论与天体演化,科学通报,1974,1。

20  易照华,天体力学引论,北京:科学出版社,1978。

21  吴延培,肖兴华主编,天文学概论,北京:中国人民大学出版社,1987。

22  冯麟保,宇宙学引论,北京;科学出版社,1994。                                                            

23  中国大百科全书。天文学卷,北京:中国大百科全书出版社,1980。

24  刘永镇,邓祖淦,曹盛林,宇宙的大尺度结构,天文学进展,1984,(4):365 。

25  拉普拉斯,宇宙体系论,法国:巴黎出版社,1796。

26  [英] 霍伊尔等,物理天文学前沿,(何香涛,赵君亮译),长沙:湖南科技出版社,2006。

 27  Penrose ,R。,phys , Rev, Lett.,1965, (14): 57。

28  Hawking. ,S 。.W 。,Pros, Roy, Soc, Lond , 1967, A300,187。

29  Hawking.,S。W。, Ponrose, R.。, Proc , Roy, Soc, Lond , 1970, A314, 529。.

30  Broad Hurst  et  aI。., Nature , 1990 , 343 , 276。.

31  KarIsson , K 。G。, A & A ,1971 , 13 , 333。 

32  Buebidge G .R .et  aI ., APJ,  1967 , L107 , 148

33  BoyIe , B。J。,Fong , R。,et  aI 。,M。N。R。A。S。, 1990 , 243 ;BoyIe , B。J。,Shanks ,T。,et  aI。,M。N。R。A。S。,1988 , 235 , 935.。

34  Liu Yong — Zhen ,Cao  Shen — Iin  Scientia  Sinica ,1981,(8):169。

35王汰非,21世纪(后)科学、教育、人才发展战略,获第五届中国经济学家论坛优秀成果一等奖

36 王汰非,试论21世纪(后)人类科学革命,入编大型文献《党的生命 —— 加强党的执政能力建设。论文篇》,中共中央党校党的建设教研部,邓小平理论学习与研究杂志社编辑部联合编纂,中共中央党校出版社,2007。获中国百科优秀作品(论文)一等奖。  

37王汰非,破解重大科学难题精选,太圣科技网http:// www.tskeji.cn发表。

38王汰非,21世纪(后)自然与技术科学概论,太圣科技网http:// www.tskeji.cn发表。

编者按:以上成果仅给出理论精要,详细理论及应用参阅研究院网络系统与王汰非《泛系现代物理分析》香港中新出版社,2009年6月出版欢迎订购。

  欢迎国内外学术界,科研院所,著名高校,科技研发机构交流宇宙悬浮动力学”相关学术问题,合作研发悬浮核心科技广泛应用到工程技术与航天科技。         

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