Page 91 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源

场量子，其运动质量、动量和能量等物理量都是不变的，只有场量子流密度是可变的，服从
平方反比规律（详见第十三章）。粒子在力场中改变运动状态是粒子吸收或辐射场量子的结

果，而粒子吸收或辐射场量子的过程实际上是一个量子跃迁过程。
粒子在力场中所受的力可由（5.27）式求得。而由（5.27）式可知，粒子在力场中所受
的力与被俘获场量子的动量成正比，与被俘获场量子的数量成正比，与量子化时间微分成反
比。在电磁场中，某场点的虚光子的电场和磁场决定了该场点的电场强度 E 和磁感应强度 B，
虚光子的动量与虚光子的电磁场强成正比，所以电磁力既可以用洛伦兹力公式描写，也可以
用（5.27）式描写。在引力场中，引力场强或引力势取决于引力子的动量的大小和方向，引
力可以用牛顿万有引力定律或（5.27）式描写，还可以用广义相对论的引力方程描写。
牛顿第二定律、万有引力定律和洛伦兹力公式所计算出来的力都是时间平均值，是单纯
的数学描述，未能揭示更深层次的动力学机制，也没有回答“力是如何产生的？”以及“力

是如何改变粒子运动状态的？”等问题。（5.54）式表明，力场中的力来源于力场中的场量
子的动量和能量。（5.27）式和（5.30）式分别将牛顿第二定律和动量定律量子化，用场量
子和受力粒子耦合所产生的量子跃迁来解释力的产生，从而在量子水平上揭示了粒子在力场
中运动的动力学机制。
五、物质是动力之源
物质绝对运动模型使物质运动的动力学机制变得一目了然。所有粒子均由电磁波样物质
构成，所有电磁波样物质均以绝对速度 c 运动，可用质量 m 表示粒子所含电磁波样物质的

量，那么粒子的总动量等于粒子的质量和绝对速度的乘积（mc），粒子的能量等于粒子的
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质量和绝对速度的平方的乘积（mc ），一旦粒子的质量确定了，粒子的总动量和能量也就
确定了。这里只涉及两个基本量，一个是质量 m，另一个是绝对速度 c。
关于“质量”的定义，最初是由牛顿提出来的，他把“质量”和“物质之量”当作同义
语使用，在《原理》中给出的定义是“物质的量（质量）是物质多少的量度，是由其密度和
尺寸（体积）共同量度”。但是“物质”究竟是什么呢？从原子论的观点看，物质由原子组
成，那么物质之量应与原子的数目成正比，而组成物质的原子有百余种，各种原子的原子量
不同，所以相同质量的物体的原子数目可能不同。1867 年奥地利物理学家马赫发表了著名
的文章《关于质量的定义》，他指出：“由体积和密度确定一所含物质的量的表述是不成功

的，因为我们只能把密度定义为单位体积的质量，这是明显的循环。”他用两个相互作用的
物体加速度的负比值，给了惯性质量一个操作定义，并一直沿用至今。爱因斯坦则根据惯性
质量和引力质量的等效性，提出了广义相对论。事实上在牛顿时代，惯性质量和引力质量相
等是不言而喻的，当时，确定一个物体的惯性质量就是用天平定义的引力质量。自马赫以后，
人们为了消除牛顿的质量定义中“物质之量”的模糊性，改而采用惯性质量和引力质量的操
作定义，分别用惯性力和引力来定义惯性质量和引力质量，但与此同时，我们又必须用惯性
质量和引力质量来定义惯性力和引力，显而易见，质量的操作定义仍然是循环定义。

以往关于能量的定义也是含糊的。十九世纪初，随着能量守恒定律的确立，“能量”概
念得到迅速普及。一般认为，质量是物质的量度，能量是物质运动的量度或者做功能力的量
度，这两个概念具有本质的区别，或者说质量是物质而能量则不是，所以质量守恒和能量守
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恒是两个相互独立的守恒律。爱因斯坦的质能关系式（E=mc ）提出以后，情况变得复杂起
来，关于质能关系式的物理本质，存在着各种不同的看法。有的人认为，质能关系式表示质
量和能量的相互转化，因此表明质量和能量本质上是相同的。有的人则认为，质能关系式揭
示了质量和能量的不可分割性，即物质系统中一定的质量总是同严格确定的能量相联系，没

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