Page 269 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源

实验测得质子半径 rp=0.88×10 -15 米，约等于 rsp 的两倍。rsp 是按照强相互作用的强度计算得
到的史瓦西半径。如果按照质子内部的非线性作用力的强度来计算，其史瓦西半径可能更大，
因为非线性作用力比强相互作用力更强。已知电子内部的非线性作用力的强度约比强相互作
用的强度大 4 个数量级（参见（10.47）式），电子内部的非线性物质的密度δρe=22.1kg/cm 3
2
（参见（10.102）式），而质子内部的非线性物质的质量为 686.815MeV/c ，则质子内部的非
线性物质的平均密度约为

 m
 p  4 p 3  . 3 32 10 11 kg/cm 3

3 r  p

可见δρp 比δρe 大 10 个数量级，意味着质子内部的非线性作用强度比电子内部的非线性作用
强度大 10 个数量级。
由此，可以把质子内禀空间视为一个“非线性作用黑洞”，这个“黑洞”实际上是由质
子的非线性闭合弦构造的时空势阱，价夸克与真空进行物质交换所产生的虚光子和虚微子不
能从这个黑洞势阱中逃逸出去，而是沿着非线性闭合弦做近似圆周运动（即沿着时空短程线
运动），这样一来，虚光子和虚微子就会延时聚集在质子内禀空间，形成较高密度的虚光子
场和虚微子场。延时聚集的虚光子可以相互叠加，胶子和海夸克可能是虚光子叠加形成的，
例如，胶子可能是两个虚光子的叠加，海夸克可能是三个虚光子的叠加，而胶子场可能是叠
加的虚光子场。设夸克 Q 的三个类轻子波包所产生的虚光子分别为γ1、γ2、γ3，夸克 Q' 的
三个类轻子波包所产生的虚光子分别为γ'1、γ'2、γ'3，两组虚光子的阴阳性质和自旋状态不同，
它们两两叠加，共有 9 种叠加形式，即γ1γ'1、γ2γ'1、γ3γ'1、γ1γ'2、γ2γ'2、γ3γ'2、γ1γ'3、γ2γ'3、γ3γ'3，
这可能对应于 9 种胶子。假设γ1γ'1 为红-反红胶子，γ2γ'2 为绿-反绿胶子，γ3γ'3 为蓝-反蓝胶子，
那么γ2γ'1 应为绿-反红胶子，γ3γ'1 为蓝-反红胶子，γ1γ'2 为红-反绿胶子，γ3γ'2 为蓝-反绿胶子，
γ1γ'3 为红-反蓝胶子，γ2γ'3 为绿-反蓝胶子。
质子的“非线性黑洞模型”对夸克禁闭和渐近自由现象也可以做出唯像的解释。虽然质
子内部的非线性作用力的强度可以达到引力黑洞的能级，但非线性作用力毕竟不同于引力，
它是与非线性物质相伴随的一种结构力，不会像引力黑洞那样导致引力收缩。而且滞留在质
子内部的虚光子的分布与非线性物质的分布相一致，非线性物质密度较大的地方虚光子的密
度也较大，反之亦然。在图 13-12a 中，设想质子内部的非线性物质的密度呈内疏外密分布，
与此对应，胶子的密度也呈内疏外密分布，如图 13-12b 所示。较高密度的胶子场在质子外
围形成一堵厚厚的“胶子墙”，将夸克禁闭在质子内部，而在质子中心区域，胶子场的密度
反而较小，夸克在该区域的运动近似自由运动。这样的质子结构类似一个“蚕茧”，“胶子墙”
就像“茧壳”，夸克像“茧蛹”，夸克被胶子墙囚禁于“茧房”之中。质子的质量主要来源于
胶子墙，三个价夸克的质量之和仅占质子质量的 1%，剩下 99%的质量由胶子场提供。
四、弱力场与真空对称性破缺
弱力即弱相互作用力，它是一种短程力，作用程比强相互作用还要短，作用强度比电磁
相互作用要小，但比引力相互作用大得多。人们对弱相互作用的认识是从β衰变开始的。β
+
－
衰变涉及核嬗变，包括β 衰变和β 衰变，可分别表示为
A X A Y  e   （13.69）

Z Z  1 e

A X A Y  e   （13.70）
Z Z 1 - e
X 和 Y 是衰变前后的原子核。在以上衰变过程中，核子总数 A 不变，而质子数 Z 可增一或
减一。β 衰变使质子数增加一个，表示核内一个中子转变为一个质子，同时放出一个电子和
－

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