能量与物质关系假说

能量与物质关系假说

1.能量相关的基本规律（之一）是能量转化和守恒律。

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。能量守恒律可以表述为：一个闭合（孤立）系统的总能量保持不变；一个开放系统的总能量的改变，只能等于传入或者传出该系统的能量的总和。总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何形式内能的总和。

2.能量可以量子化的形态存在（量子化形态更接近于能量的元初形态）。量子是能量的基准存在形态（之一），也是能量体（系统、系综、动实体等）的基准构成单元（之一）。

3.量子系综是由若干量子（能量基准单元）构成的独特整体，其基本规律（之一）是运动的矢量和守恒律。

注意：是否遵循运动的矢量和守恒律，是闭合系综与开放系综（甚至非系综）的主要区别（之一）。

（1）量子系综有外在运动和内在运动，内动和外动的矢量和在速度上恒等于光速。——光速一般以c表示；从外动所在的参照系看，外动速度一般以v（v=c*cosa）表示，内动速度一般以c*sina*i表示。

注意：①从外动所在的参照系看，内运动不存在于其三维空间的任何一个维度中，并且一般以“混沌云”的形式存在。——“混沌云”的存在，首先是因为外动所在参照系与内动所在“参照系”（甚至以不同速度外动的各内动“参照系”）的时空形式是互不相同的（一般而言，其时空形式各自“规定”而不能相互“规定”），而且除非以不同速度外动的不同运动体相互碰撞或连结在一起，各内动“参照系”的时空形式是不能相互“校对”（而趋于“一致”）的。②当外动速度不为0时，从外动所在的参照系看，内动速度会以一定方式变小；但从内动自身的参照系看，其运动速度始终保持光速不变。

说明：（1）为什么要引入“内运动”理论？①运动的空间维度，是否只限于已知的三个维度？如果不是，那么事物在已知三维度之外的运动，对“三维世界”的观察者而言，只能是某种“背后”的运动或“内在”的运动——笔者将其称为“内运动”。（注意：“内运动”的空间未必是单维的、单向的。）②“动能公式”与“质能公式”、“光子静止质量为0”与狭义相对论“质增效应”，如何才能在一个理论框架中统一起来？③如何将狭义相对论“尺缩效应”“钟慢效应”“质增效应”在同一个理论框架中更好地统一起来？④“光速恒定”对量子世界有何影响？如何将其与“测不准”“量子纠缠”等现象统一起来？⑤狭义相对论“钟慢”“尺缩”必然导致以不同速度运动的事物“钟尺各异”且“不校”，这对量子世界的影响，特别是对量子世界“信息传递”等，会造成何种影响？⑥物质与能量的关系究竟为何？能否和如何用数学形式表达其关系？以上诸问题都是“内运动”理论所试图解答的问题，而且似乎可以由其解答明白。（2）“混沌云”中的“时空”不全同于经典物理学的时空，而是后者“未知”的某种时空。（3）外动趋向、轨迹与“混沌云（微）位面”的关系是一种不同维度中的“线”“面”关系（类似于“垂线”与“平面”的关系）。

（2）从外动所在的参照系看，外动速度从0变为v（v=c*cosa），意味着内动速度从c*i变为c*sina*i；外动速度从0变为c，意味着内动速度从c*i变为0；外动速度以速度v1变为v2，意味着内动速度从c*sina*i（v1=c*cosa）变为c*sinb*i（v2=c*cosb）。一般而言，从外动所在的参照系看，外动能的变化公式为W外=1/2*m*（v22-v12）；内动能的变化公式为W内=1/2*m*[（c2-v22）-（c2-v12）]*i2 。

从外动所在的参照系看，当外动速度从0变为v时，其动能的可能变化如下：

①（不考虑静止质量/内质量的可能变化）外动能的变化量：W外=1/2*m*v2 。

②（不考虑静止质量/内质量的可能变化）内动能的变化量：W内=1/2*m*[（c2-v2）*i2-c2*i2]=1/2*m*v2 。

注意：从外动所在的参照系看，外动速度从0变为c时内动速度从c*i变为0，内外动能变化的总量=1/2*m*（c2-c2*i2）=m*c2（此即狭义相对论的质能公式）。——这说明，从外动所在的参照系看，当内动速度为c*i时，由质能公式E=m*c2，可知m=E/c2（这里的m是指外动速度为0的、相对独立的物质整体所表现出来的内禀“质量”，称为静止质量或内质量）。当内动速度为c*sina*i时，从外动所在的参照系看，m内=（E/c2）*（c*sina/c）=m*sina 。

③（考虑静止质量/内质量可能变小）外动能的变化量（v=c*cosa）：W外’=1/2*m*sina*v2 。

如令W外’*k=W外（即令动体动能公式保持不变），则k=1/sina=c/（c2-v2）1/2，k是动体的内质量对静体的内质量的折换率（k亦可以视为运动质量对静止质量的折合系数，即狭义相对论的质增效应系数）。

注意：“动体动能公式保持不变”的实质是“动体的内质量保持不变”。

④（考虑静止质量/内质量可能变小）内动能的变化量（v=c*cosa）：W内’=1/2*m*sina*[（c2-c2*cos2a）*i2-c2*i2）]=1/2*m*sina*c2*cos2a 。

如令W内’*k’=W内，则k’=1/sina=c/（c2-v2）1/2=k，k的含义同上。

⑤当外动速度从v1变为v2时，“质增效应”系数为：c/（c2-v22）1/2÷c/（c2-v12）1/2=（c2-v12）1/2/（c2-v22）1/2。

说明：（1）运动的“内蕴”速度、时空、质量与“外显”速度、时空、质量的关系，类似于直角三角形的勾股弦关系。（2）“内动速度变小”与狭义相对论的“钟慢尺缩效应”密切相关（具体关系另文说明）。（3）本文的“钟尺不校”是狭义相对论的“钟慢尺缩”的合理推论。（4）可以相互作用、相互联结的事物，也可以一定方式暂时的或较稳定的分享各自的“内运动”和“内空间”。整体特别是系统尤其如此。同一系综的诸构成单元甚至可以一定方式共享其各自的“内运动”“内空间”。——能否分享或共享“内运动”“内空间”，一看各自的内在时空是否可以“互校”，二看其联在或联动中的诸“因素”是否有自我稳定的趋向，三看运动的矢量和（包括总系统的子系统或分系统）是否有自我稳定和结构优化的趋向。（5）狭义相对论的“质增效应”是“内质量变小”与“外动能不变”的合理推论。

（3）运动的矢量和守恒律可以表述为：在一个闭合系综中，无论其诸构成单元如何分化组合，其诸构成单元运动的矢量和保持不变；一个开放系综的运动的矢量和的改变，只能等于传入或者传出该系综的诸（构成单元）运动的矢量和。

从内外互动的角度看，当系综的运动矢量和不变时，要么系综内部和外部交流交换的只有信息而无物质和能量（信息可以影响诸单元的运动的矢量即分矢量，但不影响其运动的矢量和），要么其内外交流交换的（物质和能量组成的诸构成单元的）运动的矢量和相等。

注意：信息交流交换的运动学（物理学）定律和物质（能量）交流交换的运动学（物理学）定律是不同的（至少是不完全相同的）。

说明：（1）同一系统（系综）的总能量守恒。——（外）力影响“外显”运动的速度、动量、动能，并不等于影响总能量。在总能量不变的情况下，（外）力的作用是使总能量（或其一部分）由“内蕴”转变为“外显”；在总能量变化的情况下，（外）力的作用是使被作用物的“物质和能量”增加或减少。（2）信息传播（或交流交换）能影响“运动的诸分矢量”，但一般不能影响“运动的矢量和”。物质和能量的流动（或交流交换）既能影响“运动的诸分矢量”，也能影响“运动的矢量和”。（3）信息传播既涉及经典物理学中的“时空”，也涉及“混沌云（微）位面”中的非经典“时空”。信息在前者中的传播遵循（符合）经典物理学中的规律，但在后者中的传播规律（动变规律）并不全同于前者。

能量与物质关系假说

1.能量相关的基本规律（之一）是能量转化和守恒律。

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。能量守恒律可以表述为：一个闭合（孤立）系统的总能量保持不变；一个开放系统的总能量的改变，只能等于传入或者传出该系统的能量的总和。总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何形式内能的总和。

2.能量可以量子化的形态存在（量子化形态更接近于能量的元初形态）。量子是能量的基准存在形态（之一），也是能量体（系统、系综、动实体等）的基准构成单元（之一）。

3.量子系综是由若干量子（能量基准单元）构成的独特整体，其基本规律（之一）是运动的矢量和守恒律。

注意：是否遵循运动的矢量和守恒律，是闭合系综与开放系综（甚至非系综）的主要区别（之一）。

（1）量子系综有外在运动和内在运动，内动和外动的矢量和在速度上恒等于光速。——光速一般以c表示；从外动所在的参照系看，外动速度一般以v（v=c*cosa）表示，内动速度一般以c*sina*i表示。

注意：①从外动所在的参照系看，内运动不存在于其三维空间的任何一个维度中，并且一般以“混沌云”的形式存在。——“混沌云”的存在，首先是因为外动所在参照系与内动所在“参照系”（甚至以不同速度外动的各内动“参照系”）的时空形式是互不相同的（一般而言，其时空形式各自“规定”而不能相互“规定”），而且除非以不同速度外动的不同运动体相互碰撞或连结在一起，各内动“参照系”的时空形式是不能相互“校对”（而趋于“一致”）的。②当外动速度不为0时，从外动所在的参照系看，内动速度会以一定方式变小；但从内动自身的参照系看，其运动速度始终保持光速不变。

说明：（1）为什么要引入“内运动”理论？①运动的空间维度，是否只限于已知的三个维度？如果不是，那么事物在已知三维度之外的运动，对“三维世界”的观察者而言，只能是某种“背后”的运动或“内在”的运动——笔者将其称为“内运动”。（注意：“内运动”的空间未必是单维的、单向的。）②“动能公式”与“质能公式”、“光子静止质量为0”与狭义相对论“质增效应”，如何才能在一个理论框架中统一起来？③如何将狭义相对论“尺缩效应”“钟慢效应”“质增效应”在同一个理论框架中更好地统一起来？④“光速恒定”对量子世界有何影响？如何将其与“测不准”“量子纠缠”等现象统一起来？⑤狭义相对论“钟慢”“尺缩”必然导致以不同速度运动的事物“钟尺各异”且“不校”，这对量子世界的影响，特别是对量子世界“信息传递”等，会造成何种影响？⑥物质与能量的关系究竟为何？能否和如何用数学形式表达其关系？以上诸问题都是“内运动”理论所试图解答的问题，而且似乎可以由其解答明白。（2）“混沌云”中的“时空”不全同于经典物理学的时空，而是后者“未知”的某种时空。（3）外动趋向、轨迹与“混沌云（微）位面”的关系是一种不同维度中的“线”“面”关系（类似于“垂线”与“平面”的关系）。

（2）从外动所在的参照系看，外动速度从0变为v（v=c*cosa），意味着内动速度从c*i变为c*sina*i；外动速度从0变为c，意味着内动速度从c*i变为0；外动速度以速度v1变为v2，意味着内动速度从c*sina*i（v1=c*cosa）变为c*sinb*i（v2=c*cosb）。一般而言，从外动所在的参照系看，外动能的变化公式为W外=1/2*m*（v22-v12）；内动能的变化公式为W内=1/2*m*[（c2-v22）-（c2-v12）]*i2 。

从外动所在的参照系看，当外动速度从0变为v时，其动能的可能变化如下：

①（不考虑静止质量/内质量的可能变化）外动能的变化量：W外=1/2*m*v2 。

②（不考虑静止质量/内质量的可能变化）内动能的变化量：W内=1/2*m*[（c2-v2）*i2-c2*i2]=1/2*m*v2 。

注意：从外动所在的参照系看，外动速度从0变为c时内动速度从c*i变为0，内外动能变化的总量=1/2*m*（c2-c2*i2）=m*c2（此即狭义相对论的质能公式）。——这说明，从外动所在的参照系看，当内动速度为c*i时，由质能公式E=m*c2，可知m=E/c2（这里的m是指外动速度为0的、相对独立的物质整体所表现出来的内禀“质量”，称为静止质量或内质量）。当内动速度为c*sina*i时，从外动所在的参照系看，m内=（E/c2）*（c*sina/c）=m*sina 。

③（考虑静止质量/内质量可能变小）外动能的变化量（v=c*cosa）：W外’=1/2*m*sina*v2 。

如令W外’*k=W外（即令动体动能公式保持不变），则k=1/sina=c/（c2-v2）1/2，k是动体的内质量对静体的内质量的折换率（k亦可以视为运动质量对静止质量的折合系数，即狭义相对论的质增效应系数）。

注意：“动体动能公式保持不变”的实质是“动体的内质量保持不变”。

④（考虑静止质量/内质量可能变小）内动能的变化量（v=c*cosa）：W内’=1/2*m*sina*[（c2-c2*cos2a）*i2-c2*i2）]=1/2*m*sina*c2*cos2a 。

如令W内’*k’=W内，则k’=1/sina=c/（c2-v2）1/2=k，k的含义同上。

⑤当外动速度从v1变为v2时，“质增效应”系数为：c/（c2-v22）1/2÷c/（c2-v12）1/2=（c2-v12）1/2/（c2-v22）1/2。

说明：（1）运动的“内蕴”速度、时空、质量与“外显”速度、时空、质量的关系，类似于直角三角形的勾股弦关系。（2）“内动速度变小”与狭义相对论的“钟慢尺缩效应”密切相关（具体关系另文说明）。（3）本文的“钟尺不校”是狭义相对论的“钟慢尺缩”的合理推论。（4）可以相互作用、相互联结的事物，也可以一定方式暂时的或较稳定的分享各自的“内运动”和“内空间”。整体特别是系统尤其如此。同一系综的诸构成单元甚至可以一定方式共享其各自的“内运动”“内空间”。——能否分享或共享“内运动”“内空间”，一看各自的内在时空是否可以“互校”，二看其联在或联动中的诸“因素”是否有自我稳定的趋向，三看运动的矢量和（包括总系统的子系统或分系统）是否有自我稳定和结构优化的趋向。（5）狭义相对论的“质增效应”是“内质量变小”与“外动能不变”的合理推论。

（3）运动的矢量和守恒律可以表述为：在一个闭合系综中，无论其诸构成单元如何分化组合，其诸构成单元运动的矢量和保持不变；一个开放系综的运动的矢量和的改变，只能等于传入或者传出该系综的诸（构成单元）运动的矢量和。

从内外互动的角度看，当系综的运动矢量和不变时，要么系综内部和外部交流交换的只有信息而无物质和能量（信息可以影响诸单元的运动的矢量即分矢量，但不影响其运动的矢量和），要么其内外交流交换的（物质和能量组成的诸构成单元的）运动的矢量和相等。

注意：信息交流交换的运动学（物理学）定律和物质（能量）交流交换的运动学（物理学）定律是不同的（至少是不完全相同的）。

说明：（1）同一系统（系综）的总能量守恒。——（外）力影响“外显”运动的速度、动量、动能，并不等于影响总能量。在总能量不变的情况下，（外）力的作用是使总能量（或其一部分）由“内蕴”转变为“外显”；在总能量变化的情况下，（外）力的作用是使被作用物的“物质和能量”增加或减少。（2）信息传播（或交流交换）能影响“运动的诸分矢量”，但一般不能影响“运动的矢量和”。物质和能量的流动（或交流交换）既能影响“运动的诸分矢量”，也能影响“运动的矢量和”。（3）信息传播既涉及经典物理学中的“时空”，也涉及“混沌云（微）位面”中的非经典“时空”。信息在前者中的传播遵循（符合）经典物理学中的规律，但在后者中的传播规律（动变规律）并不全同于前者。

4.空间是量子分布、叠加及其动变的几何学展现形式，时间是量子分布、叠加及其动变的过程性标志。

空间几何学：（1）四维空间（α，β，γ，θ），其中θ=（α2+β2+γ2-c2）1/2 =（c2-α2-β2-γ2）1/2*i。

三维空间（α，β，k），其中k≤（c2-α2-β2）1/2，或k≤（c2-α2-β2）1/2*i。

注意：k是可在一定范围内变化的系数（下同）。k意味着当对动体进行“空间降维”时必会出现某种“测不准”现象。

二维空间（α， k），其中k≤（c2-α2）1/2，或k≤（c2-α2）1/2*i。

一维空间（0，k）或（k，0），其中k≤c，或k≤c*i。

（2）一般而言，空间叠加以系统或系综的诸要素的内外运动矢量求和（整体求和或局部求和）、矢量和降维、矢量和时空离散（即进行几何学意义上的平均化）的等形式进行。

说明：（1）动实体（系统、系综，特别是其构成要因素）在基准时长（基准时间单位）内运动和外运动的轨迹之“和”，可视为某种“（运）动弦”。“（运）动弦”中的外运动部分，可称为“（运）动弦的外显部分”（简称为“外显弦”），其动变的“时空”和规律符合经典物理学的描述；“（运）动弦”中的内运动部分，可称为“（运）动弦的内蕴部分”（简称为“内蕴弦”），其动变的“时空”和规律与经典物理学不同（至少不全同）。（2）“（运）动弦”在基准时长（基准时间单位）的总长度为恒值，但其样态（样式、形状、形态）特别是“内蕴弦”的样态是各异的：既可以各种形式在一定范围内进行“开放性延展”，也可以各种形式在一定范围内进行“内敛性弯曲”，在一定条件下还可在“开放性延展”和“内敛性弯曲”之间进行某种转化。（3）动实体运动的“内蕴弦”的“时空域”即是其“场域”。从外动所在的参照系看，动实体的“场域”与其内含的“物质和能量”的多少、距离动实体“中心点”的远近、外动速度大小有关，即动实体内含的“物质和能量”越多则其相关的“场域”强度越大，反之则越小；距离动实体“中心点”越近则其相关的“场域”强度越大，反之则越小；动实体外动速度越小则其相关的“场域”强度越小，反之则越大。（4）从外动所在的参照系看，运动体“内空间”随外动速度的变化而变化意味着其内在引力场也会发生相应的变化。一般而言，其内在引力场与运动体的“内质量”正相关，与“内速度”负相关：因“内速度”变化而引起内在引力场变动的系数=c/（c2-v2）1/2，如进一步考虑“内质量”同时发生了（c2-v2）1/2/c的变动，可以发现内在引力场的数值并没有因此而发生变化。——这意味着，内在引力与“总能量（质能可互换）”有关，而“内质量”与“内速度”的影响是可相互抵消的。

5.物质（波、微观粒子、场、宏观物体、宇观天体等以及由其所构成的诸种系统）是能量的特殊存在形态，是由诸量子等基准构成单元构成的诸整体（诸系综、诸系统）。物质和能量的关系如下：

	物质	能量
区别	一般有确定（固定）的存在形态	一般不会有确定（固定）的存在形态
	一般有确定（固定）的动变形式	一般不会有确定（固定）的动变形式
	一般有确定（固定）的属性、特征	一般不会有确定（固定）的属性、特征
	一般会局囿于特定时空中	一般不会局囿于特定时空中
	一般有静止质量	一般不会有静止质量
联系	1.在一定条件下可以相互作用 2.在一定条件下可以相互结合（相互渗透、包含） 3.在一定条件下可以相互贯通、转化 4.在一定的意义上而言，物质是能量的特殊存在形态（E=m*c2）

说明：（1）显物质与暗物质的可能区别：前者可放射（或辐射）光线、折射光线、吸收光线、反射光线，后者不放射（或辐射）、反射可见光（可吸收光线、折射光线，暂不知是否放射或辐射、反射可见光之外的电磁波）。（2）暗物质与黑洞的可能区别：后者能吞噬周围的物质和光（同时也有某种辐射作用），前者一般不能吞噬周围的物质和光（有吸引作用但不能因此导致吞噬对方）。（3）暗物质和暗能量的可能区别：前者有较为稳定、确定的形态、性状，后者一般没有稳定、确定的形态、性状。

4.空间是量子分布、叠加及其动变的几何学展现形式，时间是量子分布、叠加及其动变的过程性标志。
空间几何学：（1）四维空间（α，β，γ，θ），其中θ=（α2+β2+γ2-c2）1/2 =（c2-α2-β2-γ2）1/2*i。
三维空间（α，β，k），其中k≤（c2-α2-β2）1/2，或k≤（c2-α2-β2）1/2*i。
注意：k是可在一定范围内变化的系数（下同）。k意味着当对动体进行“空间降维”时必会出现某种“测不准”现象。
二维空间（α， k），其中k≤（c2-α2）1/2，或k≤（c2-α2）1/2*i。
一维空间（0，k）或（k，0），其中k≤c，或k≤c*i。
（2）一般而言，空间叠加以系统或系综的诸要素的内外运动矢量求和（整体求和或局部求和）、矢量和降维、矢量和时空离散（即进行几何学意义上的平均化）的等形式进行。
说明：（1）动实体（系统、系综，特别是其构成要因素）在基准时长（基准时间单位）内运动和外运动的轨迹之“和”，可视为某种“（运）动弦”。“（运）动弦”中的外运动部分，可称为“（运）动弦的外显部分”（简称为“外显弦”），其动变的“时空”和规律符合经典物理学的描述；“（运）动弦”中的内运动部分，可称为“（运）动弦的内蕴部分”（简称为“内蕴弦”），其动变的“时空”和规律与经典物理学不同（至少不全同）。（2）“（运）动弦”在基准时长（基准时间单位）的总长度为恒值，但其样态（样式、形状、形态）特别是“内蕴弦”的样态是各异的：既可以各种形式在一定范围内进行“开放性延展”，也可以各种形式在一定范围内进行“内敛性弯曲”，在一定条件下还可在“开放性延展”和“内敛性弯曲”之间进行某种转化。（3）动实体运动的“内蕴弦”的“时空域”即是其“场域”。从外动所在的参照系看，动实体的“场域”与其内含的“物质和能量”的多少、距离动实体“中心点”的远近、外动速度大小有关，即动实体内含的“物质和能量”越多则其相关的“场域”强度越大，反之则越小；距离动实体“中心点”越近则其相关的“场域”强度越大，反之则越小；动实体外动速度越小则其相关的“场域”强度越小，反之则越大。（4）从外动所在的参照系看，运动体“内空间”随外动速度的变化而变化意味着其内在引力场也会发生相应的变化。一般而言，其内在引力场与运动体的“内质量”正相关，与“内速度”负相关：因“内速度”变化而引起内在引力场变动的系数=c/（c2-v2）1/2，如进一步考虑“内质量”同时发生了（c2-v2）1/2/c的变动，可以发现内在引力场的数值并没有因此而发生变化。——这意味着，内在引力与“总能量（质能可互换）”有关，而“内质量”与“内速度”的影响是可相互抵消的。
5.物质（波、微观粒子、场、宏观物体、宇观天体等以及由其所构成的诸种系统）是能量的特殊存在形态，是由诸量子等基准构成单元构成的诸整体（诸系综、诸系统）。物质和能量的关系如下：
        物质        能量
区别        一般有确定（固定）的存在形态        一般不会有确定（固定）的存在形态
        一般有确定（固定）的动变形式        一般不会有确定（固定）的动变形式
        一般有确定（固定）的属性、特征        一般不会有确定（固定）的属性、特征
        一般会局囿于特定时空中        一般不会局囿于特定时空中
        一般有静止质量        一般不会有静止质量
联系        1.在一定条件下可以相互作用
2.在一定条件下可以相互结合（相互渗透、包含）
3.在一定条件下可以相互贯通、转化
4.在一定的意义上而言，物质是能量的特殊存在形态（E=m*c2）
说明：（1）显物质与暗物质的可能区别：前者可放射（或辐射）光线、折射光线、吸收光线、反射光线，后者不放射（或辐射）、反射可见光（可吸收光线、折射光线，暂不知是否放射或辐射、反射可见光之外的电磁波）。（2）暗物质与黑洞的可能区别：后者能吞噬周围的物质和光（同时也有某种辐射作用），前者一般不能吞噬周围的物质和光（有吸引作用但不能因此导致吞噬对方）。（3）暗物质和暗能量的可能区别：前者有较为稳定、确定的形态、性状，后者一般没有稳定、确定的形态、性状。