金华唯见科技有限公司:场的概念

物理学　　  

铁屑指示出的u型磁铁磁感线分布

　　场指物体在空间中的分布情况。场是用空间位置函数来表征的。在物理学中，经常要研究某种物理量在空间的分布和变化规律。如果物理量是标量，那么空间每一点都对应着该物理的一个确定数值，则称此空间为标量场。如电势场、温度场等。如果物理量是矢量，那么空间每一点都存在着它的大小和方向，则称此空间为矢量场。如电场、速度场等。

　　场是一种特殊物质，看不见摸不着，但它确实存在。比如引力场、磁场等等。爱因斯坦在狭义相对论中否定以太的存在，但广义相对论的建立体现了爱因斯坦思想的明显改变。他指出：广义相对论“是一种场论”，“如果用常数代替那些描述广义相对论以太的函数，同时不考虑任何决定以太的原因，那么广义相对论以太就可以在想象中变为洛仑兹以太。”爱因斯坦甚至试图把各种场统一起来，形成一种完美无瑕的理论。场是物质存在的一种基本形式。这种形式的主要特征在于场是弥散于全空间的。

场的物理性质

　　场的物理性质可以用一些定义在全空间的量描述〔例如电磁场的性质可以用电场强度和磁场强度或用一个三维矢量势A(X,t)和一个标量势(X,t)描述〕。这些场量是空间坐标和时间的函数,它们随时间的变化描述场的运动。空间不同点的场量可以看作是互相独立的动力学变量，因此场是具有连续无穷维自由度的系统。场论是关于场的性质、相互作用和运动规律的理论。量子场论则是在量子物理学基础上建立和发展的场论，即把量子力学原理应用于场，把场看作无穷维自由度的力学系统实现其量子化而建立的理论。量子场论是粒子物理学的基础理论并被广泛地应用于统计物理、核理论和凝聚态理论等近代物理学的许多分支。

场的属性

　　场的一个重要属性是它占有一个空间，它把物理状态作为空间和时间的函数来描述。而且，在此空间区域中，除了有限个点或某些表面外，场函数是处处连续的。若物理状态与时间无关，则为静态场，反之，则为动态场或时变场。。

编辑本段物质场概论

　　化学元素由短周期到长周期的排列象一个质量由小到大分层的物质层结构。当长周期元素随原子量增大，核电荷数相对核内中子数的增加具有极限时，原子呈现放射性的不稳定状态。对短周期的稳定元素来说，如果继续增加核内中子数量，则核电核数也显示具有极限的特征，出现放射性同位素的不稳定状态。　　中子不能单独在地面附近的空间稳定存在却能在原子核内存在的事实表明，原子核内的物质分布密度大于核外空间的物质分布密度。如果我们能进入一个像原子核那样的空间，一定能看到中子聚集团块稳定存在的情景。按照从太阳系空间到地球的质量中心，物质分布密度逐渐增大的趋势，可以认为地幔内就能满足中子聚集团块存在的密度要求。越过地幔进入地核，就是中子聚集存在的密度最大的物质空间。　　可以设想由地核到大气层的物质分布情况：中子核边界存在大量中子聚集团块，它们通过一个辐射空间后变小，成为下地幔的主要物质存在形式，经过一个对流层后，更小的中子团块成为上地幔主要的物质存在形式。它们大多对应化学元素周期表三个短周期元素的同位素。越过边界的原子，主要以同位素衰变的形式成为稳定原子。其中气态原子衰变时间最短，接近地壳上表面时已经是原子了。　　由中子核边界到与太阳系空间的边界形成地球的内能空间，我们规定由地核质量中心向外是内能空间的方向。太阳系空间相对为外能空间，它的方向与内能空间相反, 由边界指向地球的质量中心。　　由中子团块到质量不同的原子，继而形成分子，反映了地球内能空间物质形态的演化形式。我们称这些中子能量化过程的生成物质为能量化物质。　　在地球的内能空间，一个地核内的中子能量化为一个氢原子时，其半径变化的比值为N=K r1/r0，其中r1为氢原子的半径，r0为原子核内中子的半径，K为中子对应不同密度空间的半径修正系数，若设地核内K=1，则当空间密度减少时，K将大于1，若略去K值的差别，并代人地面附近中子与氢原子的半径数值可得N=Kr1/r0≈r1/r0=5.29×10-11(m) / 1.5×10-15(m)=3.527×104，如果把中子和氢原子视为理想球体，则二者表面积之比NS=（r1/r0）2=1.25×109,体积之比NV=（r1/r0）3=4.387×1013。如此大的几何形体差别，就成为推动地球地质运动的物质原因。　　我们把连续并且封闭的地壳做为地幔与大气层及液态水层的物质平衡边界。平衡边界最重要的特征是组成边界的物质沿地球内能方向的运动趋于零，整体上呈平流状态。　　距今的年代越远，中子半径变化的越少，相应的能量化物质的数量越少，所以地壳对应的地球半径越小，表面积也越小，地壳也越薄。并且，液态水存在的可能性为零，整个地壳表面之外就是大气层。这就是25亿年前元古宙时地质变化的初始条件。　　上地幔的中子团块沿地球内能的方向越过地壳后，立即衰变为原子。原子与中子团块最明显的区别是具有一个封闭原子核的空间。它使原子的体密度小于中子团块的体密度。　　气态元素中的氢、氧两种原子通过较薄地壳表面产生的热量发生化学反应可以生成液态水。这是地球在能量化进程中产生的另一种形态的物质。　　同时，地壳出现了大大小小的裂谷和裂谷系，三个短周期内铝、硅、镁等金属非金属元素，通过裂谷和裂谷系成为造山运动形成新地壳表面的物质。　　元古宙的造山运动在较薄的地壳表面形成了大量的褶皱山系，如沿非洲南端兹瓦特山延伸到南美布宜诺斯艾利斯之南的褶皱山系，而非洲西部的山系可延伸至南美洲的巴西。　　造山运动和造水运动都吸收大气层中的氧气，使元古宙结束之前大气层含氧量较低。元古宙之后古生代的造山运动都是在较薄地壳的初始条件下进行的，褶皱山系的形成是其典型的特征，通过造山运动使地壳边界变厚，是能量化进程最明显的标志。　　我们把造山运动时大量上地幔物质涌出地壳边界形成山体的过程称为能量化进程的暂态过程。暂态过程前后分别对应一个准稳态过程。如裂谷及裂谷系的产生对应暂态过程之前的准稳态阶段，则山根发育成长就是暂态过程之后的准稳态阶段。暂态过程和准稳态过程的物质运动差别反映了能量化进程波浪运行的特征。　　暂态过程对应山体火成岩部分的形成过程，是上地幔运动物质涌出地壳边界造成的。进入准稳态过程后，虽然仍有上地幔物质向山体方向运动，但已不能大量出离地面使山体部分继续发育，只能使山根附近的地面隆升。山根停止发育，表明上地幔可运动物质的边界，相对新的地面在下降，使原来聚集于山根附近的地幔物质变为相对稳定的地壳边界内物质，质量不同的中子团成为第四周期以下的金属元素，而少数下地幔质量较大的中子团就成为放射性元素，说明这里已接近下地幔到上地幔的对流边界，所以，不同金属矿床在山根附近的分布特征就成为山根停止发育前上地幔物质运动的“化石”。　　山根停止发育，表明山系将进入衰老期。除了一般情况下大气层及液态水造成的风剥雨蚀外，冰川期剧烈的温度变化及间冰期冰水对山体的强烈作用使山体滑坡、岩体粉碎。衰老的山体会成为台地、坡地甚至平地，大量沉积岩覆盖于地表之上，使地壳变厚的趋势被大面积平均化。　　液态水经长期在地面低洼之处积蓄之后，于古生代的寒武纪引发了生命大爆发，短周期元素中的强碱强酸及其它溶于水的固体元素形成生物生长发育需要的各种营养物质。　　泥盆纪和石炭纪时期地表普遍存在的浅海、深水湖泊及湿地生长着高大茂密的植物及大量动物，湿润温暖的气候及大气层中含氧量的增加是生物种系繁荣发展的重要条件。　　但是，中子能量化进程加快的迹象却越来越明显，硫、磷等质量较大的固体元素也继碱金属之后开始在的液态水底大量出现。一些蓄水湖泊成为硫酸池，大量沉积于水底的动植物遗骸被脱水炭化，于是出现液态水沸腾、蒸发、煤矿形成的暂态过程。在准稳态过程中被沉积岩覆盖的煤层，随着充沛的降雨，又会重新积水，硫元素继续涌出地壳后，又会发生新的成煤过程。煤层的多次发育可以从分层的次数看出，其中大量微量金属元素多以离子态赋存其中，元素的种类及含量多少，与附近地质条件的变化相关。　　古生代地球半径和表面积未有根本性质的变化，冰川期可以几乎覆盖整个地球表面，而间冰期内的洪水又可几乎淹没整个陆地表面，二叠纪红色砂岩就是被水淹没后地壳内的铁原子以离子态升至地面所致。　　二叠纪末已经开始的造海运动又使大量陆上动植物种系灭绝，一些大陆地壳在多次地质运动中产生的应力以板块分裂开的形式进行，板块之间新生的较薄地壳立即被新生的液态水覆盖成为新的海洋。其中北半球开始的较早，但北冰洋形成后，其规模却移向南半球。以至形成北半球陆地板集中的局面，这也为陆上生物种系大多集中于北半球提供了地理条件。　　短周期内轻元素的同位素数量增多表明能量化进程在加快速度，地壳内放射性物质的增加使得恐龙这样的大型动物出现，成为中生代生物界的霸主。　　进入中生代的侏罗纪之后，以南极洲为中心展开的海底大扩张，使地质变化的暂态过程具有新的物质内容。浅海原生生物大量繁殖后形成的白垩层地表，说明化学元素周期表第四周期的碱金属和碱土金属已开始通过地壳表面。　　南半球造海、北半球造山形成了地球中子能量化进程的高峰。与古生代之前的造山运动始自陆地裂谷不同，喜马拉雅造山运动起自海底的裂谷系，它揭开了新生代开始的序幕，也决定了恐龙灭绝的命运。　　可以想象喜马拉雅造山运动壮观的暂态过程。　　大量的地幔物质涌出裂谷使海水沸腾蒸发，新的熔岩未能形成地壳之前就被粉碎抛向高空，裂谷间隙不断扩大，岩浆不断涌出，地壳不断上升，当海水被蒸干之后，山体才开始形成，宽大的裂谷挤满了林立的山尖，这个暂态过程伴随着此前被抛向高空的富含铝硅的黄土降落而结束。黄土数量之大，降落的时间之长可以从中国黄土高原的厚度和分布面积的广度看出，黄土层纵向纹理的发育说明它们的形成来自天降之物。至今，喜马拉雅造山运动仍处山根发育的准稳态过程中。　　在喜马拉雅造山运动的暂态过程中，洋底地壳的变化一定伴随有大陆板块的移动，其中印支板块在暂态过程中完成了与欧亚板块的对接，而在此后的准稳态过程中大陆板块只能象两极海洋中的冰山一样在洋底地壳间浮动。　　海陆地壳表面存在着巨大的高度差，连接两表面的边界部分与地球的内能方向有一大于90度的倾角，大陆架为其中的线性部分，非线性部分以大陆坡、岛弧及海沟等形式与洋底壳相接。使得陆壳在非线性段有最大的横截面。这个横截面成为上下两个准锥体底部的结合面，其中插入上地幔部分对应冰山浸入液面的部分，是不能在地幔中继续运动的中子团。面对下地幔，它具有逐渐收敛的准锥体边界。　　陆壳的下锥部插入地幔，正如上部插入大气层中一样，可以连接密度不同的物质层，使它们在地球自转中保持运动平衡，不致产生大规模的边界滑动。可见，陆地板块不可能在地质运动的准稳态阶段产生大规模的位移，这与两极冰山的情况类似。　　暂态过程中板块的位移源于插入地幔部分准锥体的侧面关系。如果有两个侧面接近，又是趋于最大面积，当它们相互有共线连接的关系时，就可以象船体那样受到地球内能的作用而产生位移。南北美洲、非洲及印支板块，都具有面对南极洲的尖端收敛的侧面结合线，满足位移的条件。而澳洲板块就不具有以上特征，所以在洋底地壳的扩张中，位置相对滞后。　　氢原子是类中子的原子，其它气体原子的能量化分解是以氧原子为单位进行的。氢原子在磁层完成最后的能量化分解过程，氢原子内能空间的能量物质形成内外辐射带，质子则成为高速运动的高能粒子。在春秋两季的近日点附近，太阳系外能空间对地球内能空间的作用较强，大量高能粒子沿外能的方向以级联簇射的形式继续分解，成为微尘降落到地面，会对生物细胞造成伤害。　　二　　中子和其它连续质量分布的粒子除了在相互碰撞中分解外，更多的是在不断被推向密度更低的高空中湮灭分解的。我们把其中小于电子静止质量的粒子称为趋零粒子，意即这类粒子的质量顺序是以零为极限排列的。　　在趋零粒子中，如果也有像原子那样，有一个封闭连续质量核体的空间结构，就称它们为能量粒子。对应的空间就是能量粒子的内能空间。它的方向为背离质量中心向外。外部空间为外能空间，其方向沿能量粒子内能空间的边界指向质量中心。　　我们可以用数学中无穷小量的概念描述能量粒子的特性。　　首先，能量粒子使内能空间的物质分布具有充满和连续的性质。因为任意小的空间间隙可以容纳任意小的能量粒子，并且，能量粒子的质量是以零为极限的，总有任意小的能量粒子在能量化进程中产生。能量粒子的这个特性决定了地球内能空间的物质分布密度。　　能量粒子在内能空间趋于连续分布的特性产生对质量聚集形体的封闭包围，使它向能量粒子的方向分解。这称为能量粒子的衍射效应及趋同效应。在地球的中子核内，中子相切接触，剩余的空间就形不成边界封闭，也就没有衍射和趋同效应的产生，原子核内的情况类似。　　其次，能量粒子间以阶次的高低相互区别，阶次越低，中心质量体越大，距零越远；反之，阶次越高，中心质量体越小，距零越近。所以，与地核边界相接的辐射层分布密度最大的是低阶能量粒子，随空间高度的增加，分布密度最大的能量粒子的阶数不断升高。显然，阶数越低，可以推动的物质聚集形体的质量越大，阶数越高，对聚集物质形体的作用就越小。我们把能量粒子的升阶排序对物质分布的作用称为能量粒子的自然排序，它形成地球内能空间的物质分布密度由内向外逐渐降低的趋势。　　能量粒子的内能空间也充满更高阶的能量粒子。由连续质量核体的边界到外能空间存在着巨大的密度差，内能空间的能量粒子按升阶排序，逐渐降低这个密度差，使能量粒子的体密度满足边界平衡的要求。我们称边界两侧的能量粒子处于等阶等密度时为边界平衡的能量条件。　　在能量粒子的自然排序中，高阶粒子可以穿过中低阶粒子边界之间的间隙向更高的空间运动，起到信息传递作用。阶数越高，运动的直线性越好。随着高度增加，空间范围扩大，高阶粒子传递的信息密度以零为极限衰减。高密度的低中阶粒子分布的物质层，相对高阶粒子具有滤波作用。　　与不同过程产生的无穷小量不能迭加一样，不同能量化过程产生的能量粒子不能迭加成低阶的能量粒子，但可能量化分解为高阶的能量粒子。这个特征决定了能量化过程的不可逆性。　　在连续质量分布粒子的能量化进程中，产生任意小的趋零粒子可以对应一个任意小的时间间隔，所以，时间与趋零粒子可以是等阶的。写成极限式就是　　△m/△t=1，对于能量粒子，上式可改写为 △Ei/△ti=1。其中，△Ei为一个某阶能量粒子，△ti为产生这个能量粒子对应的时间间隔。上式表达了时间的能量意义。　　空间的情况与时间类似，在△Ei产生瞬间，可以有任意小的空间位移△Si，也可以满足 △Ei/△Si =1的等阶关系。随△ti变大,当△Si 也变大时， △Ei却不能随之变大。当△ti→∞时，△Si→∞，则因△Ei仍为无穷小量，上面的极限式应分别为 △Ei/△ti=0和 △Ei/△Si=0，这既可以表明时间和空间的瞬间可变性，也可以表明时间和空间的无限连续性。时间和空间在各个方向的特性完全由物质分布的情况决定。　　火车、汽车等人造运输工具以及动物的运动与物体间相互作用产生的机械运动不同之处在于，它有一个封闭形体之内持续进行的能量化进程，这个进程产生的低阶能量粒子可以通过一定路径作用于运动执行部分，使封闭体相对地面及空间产生位移，能量化进程产生的中高阶粒子可以起信息接收、传递及控制作用。　　能量粒子和连续质量分布的粒子共同组成物质。我们分别用能量属性和质量属性区分物质的性质。　　例如，当物质形体沿地球内能的方向运动时，我们就说它具有能量属性，沿外能的方向运动时，我们就说它具有质量属性；大气层的对流运动就同时存在这两种属性的运动。当原子的内能空间扩展变大，体密度变小时，具有沿地球内能方向运动的趋势，我们就说它具有能量属性，反之，内能空间减小，体密度变大时，具有沿外能方向运动的趋势，我们就说它具有质量属性。如此推之，化学元素周期表的同周期元素从左到右的排列方向具有质量属性，而从右到左的排列方向就具有能量属性。内能空间相对质量核体具有能量属性。质量核体则相对为质量属性。对于能量粒子来说，低阶的相对高阶的呈质量属性，高阶的相对低阶的呈能量属性。从粒子的角度进行物质研究为质量属性，从波动角度进行研究则为能量属性。　　按照物质属性的划分，我们可以更清楚地认识到能量粒子内能空间的变化情况。对大气层来说，液态水及地壳内的能量粒子的阶数较低，当它们被能量化进程推进大气层后，立即被相对高阶的能量粒子衍射封闭，边界的形成表明它们必须进行升阶排序，原来的能量粒子层必然有能量化分解的过程发生。我们把这个过程称为能量粒子的暂态过程，而准稳态过程对应暂态过程前后的情况。　　某瞬间，当空间的物质分布发生变化时，必有按原来状态排序的能量粒子去阻止这种变化，直到在趋同效应下形成新的自然排序为止。能量粒子因边界条件的变化，进行内能空间的重新排序，称为内能空间对外能空间的响应。响应的时间越短说明能量粒子振动的频率特性越好。　　在爱因斯坦的质能关系式及普朗克的能量子公式中，都没有能量粒子加速度的特征，所以，能量粒子像建筑物上的建筑材料一样在空中层层堆砌。地壳内新产生的能量粒子推高空间原来的能量粒子，使它必须在更高的位置上产生高阶粒子以求边界平衡，否则，就将向较低的空间下落。能量粒子在空间的这种涨落是气体分子涨落的原因。　　空间一定位置上的能量粒子不断进行新陈代谢，能量粒子的内能空间消耗殆尽时就会成为连续质量分布的微尘降落到地面。气体分子的情况与之类似，失去内能空间的原子核也会因失去内能空间降落于地面成为土壤及液体水底沉积物的组成部分。它们分布的厚度和广度称为趋零粒子的积分效应，是地球能量化进程史的“化石”。　　能量粒子的质量核是个趋零粒子。能量粒子间以内能空间的外边界互相接触。能量粒子在空间分布上具有波粒两象性。　　太阳是个巨大的能量化中心。太阳与地球的质量中心连线分为日地线和地日线两段，日地线侧的太阳风能流使地球的磁层边界出现巨大的弓形激波，沿弓形激波的延长部分形成对地球的衍射封闭。地球内能空间的响应使弓形激波具有外凸的曲面边界。　　地球向日面的边界压缩使大气层呈质量属性。能量化进程的作用使大气层不致坍缩至地面。  

地磁场

在地日连线上，大气层内各层的能量粒子既有沿内能方向的运动趋势，也有沿外能方向的运动趋势，大气层向日面的压缩使它们在平衡位置附近加剧振荡，不断发生能量粒子间的边界碰撞，若有边界分解就形成一个光子效应。因为能量粒子的边界是由高阶能量粒子形成的，当它们各自沿直线运动时，就形成了光子向各方向闪光的效应，当空间能量粒子发生边界分解的概率达到最大时，出现了大气层向日面的白昼光效应。　　因为地日连线上能量粒子的分布密度最大，所以，地日连线就成为光效应传播的最优化方向。平流层具有透镜效应，它沿地日线的能流分布形成太阳的形象。形象的边界大小取决于平流层内能量粒子的最大聚集密度。对流层的光效应沿太阳形象的边界向周围空间扩散。　　因为地球自转的原因，正午的太阳是我们距地日连线最近的位置。太阳显示黄白的颜色，周围的空间也蓝中透白，亮度也最大。早上和黄昏分别是距地日线较远的位置，太阳的颜色由黄白变红，空间的颜色也由蓝变红，亮度下降。表明随着远离地日连线能量粒子的振动频率在下降，光子的产生数量在减少。平流层以上空间的光效应更差，说明低中阶能量粒子的分布密度对空间光效应起重要作用。　　能量粒子在对流层空间的自然排序形成的物质分层是连续光谱存在的根本原因，光谱线的粗细和清晰度与能量粒子的阶次有关，阶次越低，谱线越粗，亮度越高。谱线更细的划分是可以趋于零的，它表明低阶能量粒子间充满了阶数升高的能量粒子。连续光谱的紫外区和红外区分别对应能量粒子运动的紊流区，也是能量粒子在空间排序分层的边界区。　　大气层内的对流平流结构是能量化物质扩展空间边界的基本形式。树木年轮是这种形式在生物生长过程中的代表，此外，大洋底支撑水分子结构不被重力分解、江河湖泊内水温在最冷的冬季保持40C不变、电场在空间的分布、水波及电磁波的传播等也都是这种能量结构形成的效果。　　下地幔在辐射层内也有凸起插入的部分，它们是在能量化进程的低潮阶段形成的，辐射层对下地幔的作用使能量化物质层具有转动趋势。太阳系空间对地球的衍射封闭作用使大气层能量粒子形成回流，它推动地球自转并确定自转的方向，就像拨动轴承架上与游丝相接的指针一样。　　地球的自转使地日连线周围的能流密度最大，中低阶能量粒子最集中的空间始终在南北回归线之间的区域，地球上大规模的物质运动也集中在此间。随纬度趋向两极，物质运动的规模逐渐下降，南北极区都有终年不化的积雪。　　两极产生的高阶能量粒子流以扩展的柱状插入太阳系空间，成为地球自转轴的定位支撑。太阳风中的氢、氦离子高速切过极区上空，不可能大量降落，但其中的高阶能量粒子却能以充满并连续存在的特性，进入极区上空，与电离层同阶粒子发生作用而产生极光。并且，两极产生的高阶粒子与其它地区产生的低中阶能量粒子在被封闭的空间进行自然排序，形成了地球的磁场效应。　　我们延伸地日质心连线进入地球的背日面，做为地表物质分布的能量属性参考线，简称能量线，约定远离太阳的方向为能量线的正方向，所以，大气层在背日面的延伸具有能量属性；再做通过地球质量中心并与能量线垂直的直线为质量属性参考线，简称质量线，约定其正方向自南极指向北极。　　按照质量线的方向规定，北极地区的质量属性最强，当北极轴向能量线的正方向倾斜时，表明北半球中高纬度地区的物质向能量属性增大的方向变化；反之，当北极轴向太阳的方向倾斜时，表明北半球中高纬度地区向质量属性增大的方向变化。当北极轴的偏移趋于零时，物质属性的变化处于平衡位置，南极轴的倾斜方向及南半球中高纬度地区的物质属性与北极轴和北半球的相反，所以南北极轴及南北半球物质属性变化的平均效果趋于零。　　太阳系空间的旋转和地球内能空间的物质属性变化共同决定了地球的公转运动，只要日地连心线能流密度的刚性效果足够大，公转轨道的几何特性及不同季节气候变化就有准稳态过程的循环特征。　　地球表面中高纬度能量粒子的分布与地日边界上能量粒子的分布具有相似之处，两极上空的高阶能量粒子分布与日地边界对应空间的高阶能量粒子分布相似。按照边界平衡的能量条件，当边界两侧能量粒子处于等阶等密度时，必然有极轴位置的平衡状态。当太阳系空间一侧的高阶粒子密度增大时必有对边界另一侧同阶粒子的作用加强，使极轴向能量属性增大的方向倾斜；当太阳系空间一侧的高阶粒子密度减小时，必有对边界另一侧同阶粒子的作用减弱，使具有质量属性的极轴按惯性向太阳的方向倾斜，极区上空高阶能量粒子边界的变化可以调控地球在公转周期内的能量化进程。　　以北极轴为例，春分点时它处于平衡位置。由春分点向远日点运动时，太阳系空间的高阶粒子密度增加，北极轴向能量线的正方向倾斜，并在远日点达到极限位置。由春分点到远日点对应春夏季节的变化。远日点附近的气温表明以年为周期的能量化进程达到高潮。　　过了远日点后，地球的能量化高潮逐渐降落，至秋分点又到质能属性的平衡位置。这段公转轨道对应夏秋的季节变化。越过秋分点后，能量属性向质量属性的变化加快，表明太阳系空间的高阶能量粒子密度减小加快，低中阶能量粒子的密度增加，对地球的作用加强，使地球的年能量化进程在近日点附近下降至最低，北极轴也达到向太阳倾斜的极限位置。秋分点到近日点对应秋冬季节的气候变化。　　由远日点至近日点的公转轨道曲线，具有质量属性逐渐增强的特征，称为地球质量属性变化的特征曲线，它表明当能量化进程向低潮降落时，地球象个重物一样向太阳的方向下落。　　过了近日点后，地球的能量化进程逐渐增强，北极轴离开质量线的极限位置向能量线的方向偏移，表明太阳系空间的高阶粒子密度增加，中低阶粒子的密度减少，对地球的作用逐渐减弱。在春分点，北极轴又达到了平衡位置。由近日点到春分点对应冬春季节的气候特征，此后，地球能量化进程加快的趋势又持续到远日点。　　由近日点到远日点的公转轨道曲线，具有能量属性逐渐增强的特征，称为地球能量属性变化的特征曲线，它表明能量化进程向高潮推进时，地球象个气球一样朝远离太阳的方向上升。　　从春分点过远日点到秋分点的曲线称为地球能量曲线，而从秋分点过近日点到春分点称为地球的质量曲线。对比两段曲线可以看到，能量曲线的曲率半径大于质量曲线的曲率半径。　　如果我们沿南北回归线分别做地球的横切面，它就是地核边界的两个渐近面。假设地核是个理想球体，它的大小就可以基本确定。　　可以推知，地球历史上的冰川期也是太阳系空间中低阶能量粒子密度最大作用最强的时期，北极轴在公转周期内始终向太阳的方向倾斜 ，与目前的情况相比，远日点与太阳的距离将缩短，远日点两侧的能量曲线的曲率半径将减小，整个公转轨道的椭圆度将变大。　　在能量化进程高潮的暂态过程中，太阳系空间的中低阶能量粒子的密度下降，对地球的作用最弱，高阶能量粒子密度的增加，使北极轴一直向能量属性增强的位置倾斜。与目前的情况相比，近日点与太阳的距离将增加，近日点两侧质量曲线的曲率半径变大，公转轨道的椭圆度最小。　　三　　中子能量化进程对应的另一个物质演化过程，即中子聚集成行星核体的线索，已在超导现象中显露出来。当空间环境趋近绝对零度时，大量能量粒子的动能趋于零，成为聚集的液态。进入这种物质空间的离子会被液态的能量粒子封闭，重新成为中子。　　太阳风中的氢氦离子在地球附近的速度已低于太阳光球处的速度，说明它们有速度趋于零的极限存在，推动它们运动的能量粒子的速度也将趋于零。这部分太阳系空间就会发生超导现象及中子、中子团块的聚集，形成行星核体的概率密度就会增大。这说明，行星核体内的中子体密度处于一个等级。　　目前，各行星随与太阳质量中心距离的不同有明显的物质形态差异，它们在空间的位置与物质形态也有类似的联系。冥王星以冰冻态存在，距离太阳最远，海王星、天王星、土星及木星则以气液态存在。与冥王星相比，类木行星具有能量属性增强的趋势，其中木星的能量属性最强，与太阳的距离最近。类木行星除了与类地行星有小行星带相隔之外，与冥王星也有类似的空间边界。　　根据边界平衡的能量条件可以推知，如果行星表面的物质形态变化也有像生物生命那样，随时间有一个从小到衰老的过程发生，则由冰冻态经类木态到类地态就是行星演化的物质形态特征。对应这种变化必然有对空间边界的突破。对类木行星来说，要成为类地行星必须越过小行星带。经过小行星的碰撞，类木行星的液态水层将消失，水底的陆壳将成为新表面，它的形体也将大幅减小。　　对地球表面的地质变化，学术界已经提出39亿年前发生重大地质巨变的可能性，这是地球曾以类木行星身份穿越小行星带的重要现索。按照这种思路推测，目前距小行星带最近的火星就处于地球太古宙之初的情况，而金星目前的情况就是地球的未来，水星则预示了金星的未来。　　金星表面的物质运动情况是类地行星中能量属性最强的，金星极慢的自转速度表明它内部的辐射层空间逐渐被下地幔的中子团块填充。很厚的地壳已不能大量释放氢、氧等气体元素，不能产生液态水时就是液态水开始消失的起点。而硫磷则成为穿越地壳的主要元素。如果此前也有生物生命像人类那样在金星上进行过大规模工业化活动，则开采矿物及地下能源遗留下来的空洞就成为地壳内物质以熔融态释放能量的基本途径。它除了使金星将来具有坚硬的外壳，还会在其表面遗留类如陨石碰撞的圆形浅坑。事实上，这些浅坑更像金属浇铸后形成的凹陷表面。　　能使行星产生公转轨道位移对应的太阳系空间变化，必然与银河系空间能量粒子分布的变化相关。联系到太阳绕银河系中心公转一周的时间约为2.5亿年,就可以想到银河系大约每2.5×10=25亿年就可能发生一次能量化进程的高潮,它使太阳系能量化进程处于低潮,各行星像重物一样朝太阳的方向下落。就像地球向日面在冬季时未出现大气层坍塌消失一样，太阳的能量化进程也保证各行星不至掉进太阳中去，并且太阳也有能力保证各行星在空间的相对位置不变。在行星新的公转轨道未能稳定之前一定有各行星在其附近反复振荡的情况，它使进入小行星带的类木行星到类地行星的变化有足够的时间。　　最后，水星将在趋近太阳的过程中重新激发中子核的能量化进程，使它像气球一样朝远离太阳的方向飞去，并以坚硬的外壳几乎毛发无损地越过小行星带进入类木行星的空间，成为某个类木行星的卫星。而冥王星将成为一颗类木行星。　　类木行星大量的卫星表明，太阳系行星存在的历史会更长。如果我们把每个行星在一个公转轨道内运行25亿年作为太阳系行星演化的时间单位，则水星的演化历史就是9×25=225亿年。所以，太阳系行星演化时间的下限不小于200亿年。　　太阳是银河系中的一个恒星。恒星的核体有比行星更大的物质分布密度，恒星系的核体密度更大。如果我们按行星、恒星、恒星系排列中子体密度的阶次，则中子的阶次越高体密度越大，当阶次趋于无穷大时，就可以对应一个核体质量趋于无穷大的天体系统。　　除了像银河系这样恒星有序排列的星系之外，还有许多不规则星系。不规则到规则的变化，是规则星系演化过程的开始。此后，才开始有规则星系的演化过程。距离我们更远的类星体表明，恒星系统更大规模的组合，仍是类球体结构。我们把这些可以观察到的物质系统称为物质场，而中子聚集的核体就是物质场的场源。　　如果我们在某个物质场内任意做一个封闭曲面，曲面内的物质用∑表示，则其中的物质分布情况可用下式表示：　　∑=∑Mi+∑Ei　　其中，∑Mi为连续质量单元的代数和，∑Ei为各阶能量粒子的代数和。　　当∑Ei→0时，∑就具有地核、原子核、微尘等质量属性的形式；当∑Mi→0时，∑就具有辐射层、大气层等能量属性的形式。当∑Mi和∑Ei趋于平衡时，∑就具有能量化物质形态不断变化的形式。　　∑=∑Mi+∑Ei也称为物质连续性方程。按照这个方程，物质场只能以系统的形式存在。　　五　　自然科学已经十分明确地揭示，同一物质表现为两种最基本的现象形态，一种是实物、粒子形态；一种是场、波的形态。人们首先发现光的波粒二象性，继而又提出物质波的思想，认为一切物质粒子，如电子、质子、中子等都有实物和波两种现象形态。在量子场论看来，场是一种基本的、普遍的物质，是相应的时空连续体，粒子只不过是场的局部凝聚。物质此起彼伏、时散时聚，散之伏之表现为场，聚之起之表现为粒子。场是波，粒子则是可以叫作“波包”的东西。波与“波包”显然是对立的统一，波随时随处形成“波包”，“波包”随时随处汇入波。有的科学家说，物质粒子的存在只不过是场的完美状态在那个位置的扰动，几乎可以说仅仅是一点“瑕疵”。这个比喻颇有道理、而且是形象生动的。仿此，我们也可以把波比喻为广阔的沙漠，而物体、粒子就象沙漠里的大大小小的沙丘，沙漠随时随地形成沙丘，而沙丘随时随地汇入沙漠。还可以把场比喻为海洋，物体、粒子就象海洋中大大小小的浪花。海洋随时随处产生浪花，浪花随时随处汇入海洋。在矛盾运动观看来，这就表明场与实物总是处于矛盾运动中。　　为了领会场与实物的关系，我们不妨再次涉及人类对物质的认识历史。虽然在漫长的岁月里人类认识的物质基本指实物物质，只是从法拉弟开始才逐渐形成“场”的概念、开始认识场物质；但是在很久远以前有的古代先哲也开始朦胧地意识到，在实物物质之外也还存在着与一切空间普遍同在的东西。中国古代哲学中的“炁”（气）就是指的这种东西。“气”的概念可能来自对空气的抽象和引伸，而却用来表示宇宙最普遍的物质，并不仅仅表示空气之意。多用于道教的气的异体字“炁”下边四点是“火”的意思，火是古代对能的表达，这就说明在中国古代哲学看来“炁”（气）是包含能量的普遍物质。古希腊哲学中也有“气”形成万物说；也有万物是活生生的“火”之说；更有的用“以太”表示最普遍的物质形态。我国古代和古希腊哲学中的“炁”、“气”、“火”、“以太”与近、现代“场”的概念在某种意义上是接近的。　　单就弥漫于地球表面的空气而言，相对于可见物体也未尝不可以称为一种场、“气场”。“气场”中可以形成机械波，相似于电磁场中形成电磁波；“气场”中有气体分子之粒子，相似于电磁场中有光子；“气场”中有涡旋气流，则相似于电磁场中有涡旋电磁场。当然，连电磁场与引力场都有着质的区别，如果把空气也称为“气场”的话，它与现代概念中的“场”无疑更有着质的区别。与把空气称为一种“场”相反，从某种意义也可以说，现代意义上的场就是物质深层次上的“气”。电磁场可以称为“电磁气”或“光子气”；强力场可以称作“强力气”或“介子气”等等。只是不要用空气的机械性观念来看待那些所谓深物质层次的“气”而已。如此，我们不难看出，“场”与实物粒子的对立统一。空气、“空气场”中的气体分子，电磁场、“电磁气”中的光子，强力场、“强力气”中的介子以及引力子，w玻色子，z玻色子，在局部和相对分离、相对静止地看来就是粒子，而就全局系统和相互作用、运动不止的状态看来就是“场”、就是“气”。　　在此，我们也要再次涉及一下“宇宙子理论”。按照这种理论，所谓场就是物质的弥漫状态，某一级宇宙子的弥漫状态在比它高二级的宇宙中考察表现为统计规律和波动规律，这就是场；而在同一级宇宙上进行考察，物质就表现为粒子态。譬如，在恒星级宇宙上考察光子宇宙子的弥漫态所认识的就是电磁场的规律；而在恒星级宇宙上考察宏观物体所认识的规律就是实物物体运动的规律，在光子宇宙上考察光子或光子宇宙里的物质也可以看到其中物质粒子的运动规律。同理，假如在恒星上二级宇宙上考察恒星宇宙子的弥漫结构，所认识的也是一种场的运动规律。这样看来，场与实物的区别就是宇宙子的弥漫状态与个别宇宙子之间的区别；也是某一级宇宙子系统与比它低两级的宇宙子系统相互作用所表现的规律、还是同级宇宙子系统的物质相互作用所表现规律的区别。这里自然也要防止作机械论的理解。不能把各级宇宙子与其有关的场只理解为量的差别，而更重要的是质的差别。个别宇宙子之间的运动规律是割断了广泛的、普遍的矛盾运动网络而只反映局部物质系统相互作用的情况；而弥漫结构的规律恰恰是忽略局部而反映全局性物质运动的情况。自然，不同宇宙级别的个体系统与个体系统之间、场与场之间也是不同质的。如光子宇宙子与恒星宇宙子，电磁场、即光子场与“恒星场”都是不同质的。但是，一切区别都是相对的，它们之间都没有严格的界限而是对立统一、相互作用、相互转化的。个体与系统之间、实物物质与其弥漫状态之间；不同宇宙级别上的宇宙子之间、场与场之间；这一级宇宙子系统与那一级的场之间都处在交织的矛盾运动中。　　现代科学认为，场就是能量的海洋。因而场与实物的矛盾运动，也就是能量与质量之间的矛盾运动。能量和质量不过是物质运动的不同表现形式而已。现代科学又认为，场就是时空几何。这样，时空、场、能量、质量都处在统一而又交错的矛盾运动网络中。而其中只有有质量的实物物质是有形的，其它都是无形的。无形与无形之间的关系应是更为密近的，因此我们可以说，时空与物质的矛盾运动首先和更普遍地表现为时空与场、时空与能的矛盾运动。而场与实物的矛盾运动一定意义上是时空与场、时空与能矛盾运动的演化了形式。时空与实物物质之间的矛盾运动带有一定的间接性。但是不论直接一些、还是间接一些，所涉及到的一切矛盾运动都与时空联系着，一定意义上说，都是时间与空间矛盾运动的转化形式。场是一种时空几何、时空结构，实物也是一种时空几何、时空结构。宇宙的一切都是不同的时空结构。　　场与实物的两种时空结构，表明时空既有连续性、又有间断性、是连续与间断的矛盾运动。就场时空看，它是连续的，无时无处没有场，不是疏散的场、小曲率的场，就是集聚的场、大曲率的场（实物）。就实物、粒子看，时空是间断的，只有集聚的、大曲率的场和“波包”时空才是实物。但是一切场中都包含实物，一切实物中都包含场，二者对立统一、相互转化、起伏连绵、舞蹈翩跹，形成一幅壮丽的宇宙图景。按照“宇宙子理论”，宇宙子与宇宙子之间是间断的，而宇宙子的弥漫结构、整体的矛盾运动网络是连续的；某级宇宙子在同级宇宙上看是间断的，而在上二级宇宙上看是连续的。宇宙子级别在微观方向、宇观方向是无限的，宇宙时空结构就总是既连续又间断的，相对于某一级宇宙是间断的、相对于另一级宇宙就是连续的。　　人类社会也是发展了的物质系统，社会时空也是连续与间断的矛盾运动。就存在差别、对立和斗争的各阶级、各地区、各个国家之间来说，时空是间断的；就相互联系交往、相互作用促进的整体矛盾运动网络体系来说，就是连续的。就相互对立、相互斗争的各不同社会形态来说，时空是间断的；就历史的继承性、各社会形态相互联系、相互作用形成统一的社会矛盾运动网络来说又是连续的。人们常常说的批判地继承历史遗产，这正是对社会时空既间断又连续规律的反映。一切连续时空都包含着间断性，一切间断时空都包含连续性；一切连续时空都可以转化为间断的，一切间断时空都可转化为连续的。一切时空都是连续与间断的矛盾运动。　　讨论到这里，我们不难看到，场、能、实物物质都与时空联系着，即与时间、空间联系着。在以后的讨论中虽然我们不一定特别提及各种矛盾运动、各种事物与时间、空间的关系，但它们之间的联系是毋庸置疑的。时间和空间是一切运动物质和物质运动的最基本表现形式，而物质又不过是时间、空间的结构方式。从某种意义上我们可以说，宇宙的一切事物、一切矛盾运动都包括在时间与空间矛盾运动之中，宇宙的历史就是时间与空间矛盾运动的历史。而场与实物的矛盾运动从某种意义上说，也不过是时间与空间矛盾运动的一部分内容。　　电影电视:　　场是以水平隔线的方式保存帧的内容，在显示时先显示第一个场的交错间隔内容，然后再显示第二个场来填充第一个场留下的缝隙。每一个NTSC视频的帧大约显示1/30秒，每一场大约显示1/60秒，而PAL制式视频的一帧显示时间是1/25秒，每一个场显示为1/50秒。 场是以水平隔线的方式保存帧的内容，在显示时先显示第一个场的交错间隔内容，然后再显示第二个场来填充第一个场留下的缝隙。每一个NTSC视频的帧大约显示1/30秒，每一场大约显示1/60秒，而PAL制式视频的一帧显示时间是1/25秒，每一个场显示为1/50秒。