Page 267 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源

子自旋的 20～30%，这与夸克模型中质子自旋是由夸克自旋所提供的图像相冲突，导致了
所谓的质子自旋“危机”或称为质子自旋之谜。关于质子的内部结构和质量起源，目前的认
识还比较有限。一般认为，质子是自然界最广泛存在、并且最为稳定的量子色动力学束缚态，
就像一个充满了夸克、反夸克与胶子的一个“口袋（bag）”，价夸克的质量之和只占质子质
量的百分之一，质子绝大部分的质量来自于胶子的自相互作用。但夸克和胶子究竟是怎样构
成质子的，目前还不十分清楚。
在这里，我们可以按照非线性粒子的结构原理来考察夸克和强子的内部结构。夸克和强
子都是非线性粒子，根据非线性粒子的结构原理，夸克的结构应包括两个部分，即可观察的
表观物质波包和不可观察的非线性拓扑环。如图 12-11 所示，夸克的非线性拓扑环可设想为
3 个非线性闭合弦缠绕在一起所形成的拓扑结构，这些非线性闭合弦的构型类似中微子闭合
弦或反中微子闭合弦，每一个闭合弦上可加载一个特定质量、特定阴阳性质和特定自旋的表
观物质波包，其中，类中微子闭合弦可加载阴性物质波包并显负电性，类反中微子闭合弦可
加载阳性物质波包并显正电性。这就是说，夸克的非线性拓扑环可加载 3 个表观物质波包，
这些加载波包具有不同的质量（能量）、不同的阴阳性质和不同的自旋，它们以绝对速度 c

绕闭合弦运动，可相互叠加并产生叠加干涉，其中绝大部分电磁波样物质可能处于相长干涉
或相消干涉状态，仅有少部分电磁波样物质可能处于失干涉状态。由于干涉态物质不显电性，
失干涉态物质显电性（基本电荷 e 对应于单位质量 me 的失干涉物质），所以夸克带有电荷，
而且是分数电荷。夸克的分数电荷意味着夸克内部的失干涉物质的质量等于单位质量 me 的
分数倍，例如，u 夸克带+2/3 电荷，表明 u 夸克内部有 2me/3 的阳性电磁波样物质处于失干
涉状态；d 夸克带－1/3 电荷，表明 d 夸克内部有 me/3 的阴性电磁波样物质处于失干涉状态…，
如此等等。u 夸克带正分数电荷，表明 u 夸克内部的阳性电磁波样物质的质量大于阴性电磁
波样物质的质量，由此推测，u 夸克的非线性拓扑环可能由 2 个类反中微子闭合弦和 1 个类
中微子闭合弦构成，分别加载了 2 个阳性物质波包和 1 个阴性物质波包，这 3 个加载波包叠
加后可能有 2me/3 的阳性电磁波样物质处于失干涉状态，故 u 夸克带+2/3 电荷。而反 u 夸克
的非线性拓扑环可能由 2 个类中微子闭合弦和 1 个类反中微子闭合弦构成，可分别加载 2
个阴性物质波包和 1 个阳性物质波包，这 3 个加载波包叠加后可能有 me/3 的阴性电磁波样
物质处于失干涉状态，故反 u 夸克带－2/3 电荷。余此类推，d 夸克（带-1/3 电荷）的非线
性拓扑环可能由 2 个类中微子闭合弦和 1 个类反中微子闭合弦构成；反 d 夸克（带+1/3 电
荷）的非线性拓扑环可能由 2 个反中微子闭合弦和 1 个中微子闭合弦构成。由此可见，夸克
可能并非基底粒子，而是由三个类轻子结构纠缠在一起所形成的复合粒子，每个类轻子结构
包括一个非线性闭合弦和一个表观物质波包，这些类轻子结构的阴阳性质、质量、自旋、叠
加干涉状态等决定了夸克的“味道”、电荷和“色荷”。而且，这些类轻子结构可与真空进行
物质交换并产生虚光子，胶子场可能类似虚光子场，胶子可能就是夸克与真空进行物质交换
的产物。
按照这种设想，这里提出一个可能的质子构型，如图 13-12 所示。图 a 描绘的是质子内
部的不可观察的非线性物质的结构，包括夸克的非线性拓扑环和质子的非线性闭合弦。图 b

描绘的是质子内部的可观察物质的结构，包括夸克的表观物质波包和胶子场。在图 a 中，点
虚线圆（大圆）表示质子的非线性闭合弦，它规定了质子的內禀空间的范围，点虚线圆的粗
细代表非线性物质的密度。如图中所示，质子內禀空间的非线性物质的分布可能是不均匀的，
非线性物质的密度从内到外逐渐增加，呈现内疏外密的分布状态。这样设计的目的是为了保
持与胶子场的密度相一致，并对渐近自由和夸克禁闭作出唯象的解释。夸克的非线性拓扑环
由三个类似中微子闭合弦的结构缠绕在一起组成，u 夸克的拓扑环包含 2 个类反中微子闭合
弦（用带点的短划虚线小圆表示）和 1 个类中微子闭合弦（用短划虚线小圆表示），d 夸克
的拓扑环包含 2 个类中微子闭合弦（用短划虚线小圆表示）和 1 个类反中微子闭合弦（用带

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